CN107806496B - 同心桥齿轮系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于在变速器中传递转矩的行星齿轮组件包括第一和第二行星齿轮组，其各自包括环形齿轮、太阳齿轮和支承多个行星齿轮的行星架。桥部将第一行星齿轮组的第一行星架连接至第二行星齿轮组的第二环形齿轮。桥部可以在第一太阳齿轮径向向外设置，且桥部可以连接至第一行星架的外侧。在某些实例中，第一环形轴承组件受第一环形齿轮和桥结构约束；第一行星架轴承组件受第一外壳部分和从第一行星架延伸的桥延伸部约束；且第二环形轴承组件受第二外壳部分和从第二环形齿轮延伸的第二桥延伸部约束。

Description

同心桥齿轮系统
技术领域
本公开涉及一种机电驱动系统，并且更具体地涉及一种具有多个行星齿轮组的机电驱动系统。
背景技术
为了生产更有效的车辆，混合动力车辆推进系统将电动机和常规的内燃机组合在一起。来自发动机和电动机的转矩通常经由变速器引导至车辆的从动轮。除了或代替用于为车辆供电的电动机，混合动力车辆动力系的效率通常与发动机必须运行的时间的百分比相关。
某些混合动力系采用与发动机组合的单个电动机。在这样的动力系中，变速器输出以及车速与发动机和电动机的速度和转矩直接相关。其它混合动力系采用两个电动机结合发动机为车辆供电。另外，车辆可以采用纯电力推进。在这种情况下，车辆的推进系统将具有一个或多个电动发电机但没有内燃机。
在混合动力或纯电力推进系统中，电动机可操作地连接至包括行星齿轮传动装置的变速器，使得可以独立于车速和期望的加速度来选择电动机的转矩和速度。在混合动力推进系统中，发动机的控制通常是通过改变来自电动机的单独转矩贡献来实现。因此，这种混合动力和纯电力推进系统可以各自从它们的电动机提供可选转矩贡献，并且在混合动力系的情况下，可以类似地从发动机提供可选转矩贡献来驱动本车辆。
与其它齿轮组合的行星齿轮组可在变速器输入轴上产生非期望的弯曲负载。另外，与行星齿轮组相关联的结构沿着变速器的输入轴消耗有价值的空间。因此，需要用于混合动力和电动车辆的改进的行星齿轮变速器。
发明内容
为了最小化两个互连的行星齿轮组所需的空间和减少输入轴上的弯曲负载，第一行星齿轮组的环形齿轮和相关联的轴承可以与由第二行星齿轮组的环形齿轮和第一行星齿轮组的行星架形成的桥结构同心地安装。另外，包括第二环形齿轮和第一行星架的桥结构可以横跨在固定外壳结构的两个部分之间。
在可以与本文公开的其它形式组合或分离的一种形式中，提供了一种用于在汽车变速器中传递转矩的行星齿轮组件。第一行星齿轮组包括第一太阳齿轮、第一环形齿轮和支承多个第一行星齿轮的第一行星架。第一行星齿轮与第一太阳齿轮和第一环形齿轮中的至少一个啮合接合。每个第一行星齿轮配置成围绕第一太阳齿轮平移。第一行星架具有设置成邻近于第一太阳齿轮的内侧和设置成邻近于第一环形齿轮的外侧。第二行星齿轮组设置成邻近于第一行星齿轮组。第二行星齿轮组具有第二太阳齿轮、第二环形齿轮和支承多个第二行星齿轮的第二行星架。第二行星齿轮与第二太阳齿轮和第二环形齿轮中的至少一个啮合接合。每个第二行星齿轮配置成围绕第二太阳齿轮平移。桥部将第二环形齿轮连接至第一行星架的外侧，且桥部在第一太阳齿轮径向向外设置。桥部、第二环形齿轮和第一行星架一起形成桥结构。
在可以与本文公开的其它形式组合或分离的另一种形式中，提供了一种用于在汽车变速器中传递转矩的行星齿轮组件，其还包括第一和第二行星齿轮组。第一行星齿轮组具有第一太阳齿轮、第一环形齿轮和支承多个第一行星齿轮的第一行星架。第一行星齿轮与第一太阳齿轮和第一环形齿轮中的至少一个啮合接合。第二行星齿轮组设置成邻近于第一行星齿轮组相邻，且第二行星齿轮组具有第二太阳齿轮、第二环形齿轮和支承多个第二行星齿轮的第二行星架。第二行星齿轮与第二太阳齿轮和第二环形齿轮中的至少一个啮合接合。桥部将第二环形齿轮连接至第一行星架。第一桥延伸部从第一行星架延伸，且第二桥延伸部从第二环形齿轮延伸。桥部、第二环形齿轮、第一行星架、第一桥延伸部和第二桥延伸部一起形成桥结构。第一轴承装置包括受第一环形齿轮和第一行星架约束或支撑它的至少一个第一环形轴承组件。提供了第一外壳部分，其联接至第二外壳部分。第二轴承装置包括受第一外壳部分和第一桥延伸部约束的第一行星架轴承组件和受第二外壳部分和第二桥延伸部约束的第二环形轴承组件。
在可以与本文公开的其它形式组合或分离的又一种形式中，一种用于机动车辆的机电驱动单元包括固定构件和行星齿轮装置，行星齿轮装置包括第一行星齿轮组，其与第二行星齿轮组互连以形成第一接合点、第二接合点、第三接合点和第四接合点。第一行星齿轮组包括第一太阳齿轮、第一环形齿轮和支承多个第一行星齿轮的第一行星架。第一行星齿轮与第一太阳齿轮和第一环形齿轮中的至少一个啮合接合。每个第一行星齿轮配置成围绕第一太阳齿轮平移。第二行星齿轮组设置成邻近于第一行星齿轮组。第二行星齿轮组具有第二太阳齿轮、第二环形齿轮和支承多个第二行星齿轮的第二行星架。第二行星齿轮与第二太阳齿轮和第二环形齿轮中的至少一个啮合接合。每个第二行星齿轮配置成围绕第二太阳齿轮平移。桥部将第二环形齿轮连接至第一行星架。第一电动发电机可操作地连接至行星齿轮装置的第四接合点。第二电动发电机可操作地连接至行星齿轮装置的第一接合点。输出构件可操作地连接至行星齿轮装置的第二接合点。转矩传输机构可接合以将第三接合点接地至固定构件。还提供了第一轴承装置，其包括受第一环形齿轮和桥结构约束的至少一个第一环形轴承组件。
附加特征可以包括在本公开的任何形式中，但不限于诸如以下内容：第一轴承装置包括受第一环形齿轮和桥结构约束的至少一个第一环形轴承组件；第一分动齿轮与第一环形齿轮的外侧啮合接合；输入构件沿着中心轴线延伸；第一和第二行星齿轮组的至少一个齿轮可操作地联接至输入构件，使得转矩从输入构件传递至第一和第二行星齿轮组的至少一个齿轮；桥部的中间部分具有圆锥形状；行星齿轮组件没有受输入构件和第一环形齿轮二者约束的任何轴承组件；行星齿轮组件布置成使得第一负载基本上从第一分动齿轮传递至第一环形齿轮并且通过第一轴承装置传递至桥结构，而不基本上传递至输入构件；桥结构进一步包括从第一行星架延伸的第一桥延伸部和从第二环形齿轮延伸的第二桥延伸部；第一外壳部分；第二外壳部分，其联接至第一外壳部分；第二轴承装置，其包括受第一外壳部分和第一桥延伸部约束的第一行星架轴承组件和受第二外壳部分和第二桥延伸部约束的第二环形轴承组件；第二分动齿轮，其与第二环形齿轮的外侧啮合接合；电动发电机，其可操作地联接至第一和第二分动齿轮中的至少一个，使得转矩在电动发电机与第一和第二分动齿轮中的至少一个之间传输；行星齿轮组件没有受输入构件和桥结构二者约束的任何轴承组件；行星齿轮组件布置成使得第二负载基本上从第二分动齿轮传递至桥结构，并且通过第二轴承装置传递至第一和第二外壳部分，而不基本上传递至输入构件；第一和第二轴承装置中的每一个包括滚珠轴承和滚子轴承中的至少一个。
以上特征和优点以及其它特征和优点从结合附图取得的以下详细描述中容易显而易见。
附图说明
本文所述的附图仅用于说明目的并且不旨在以任何方式限制本公开的范围。
图1是根据本公开的原理的用作车辆的混合动力推进系统的部分的示例性宽节点复合分裂电动变速器(EVT)的示意性符号示意图；
图2是根据本公开的原理的以图1中的符号图形式呈现的EVT的示意性杠杆示意图；
图3是根据本公开的原理的在图2中且以图1中的符号图形式呈现的EVT的另一个示意性杠杆示意图；
图4是根据本公开的原理的具有行星齿轮装置的变速器的横截面视图，变速器可以结合图1至3中所说明的EVT一起实施；
图5是根据本公开的原理的具有行星齿轮装置的变速器的另一个变型的横截面视图，变速器可以结合图1至3中所说明的EVT一起实施；
图6是根据本公开的原理的具有行星齿轮装置的变速器的又一变型的横截面视图，变速器可以结合图1至3中所说明的EVT一起实施；以及
图7是根据本公开的原理的具有行星齿轮装置的变速器的再一变型的横截面视图，变速器可以结合图1至3中所说明的EVT一起实施。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标记指代相同的部件，图1说明了配置成发动和推进车辆(例如，在低路面速度与高路面速度之间的所有速度范围内操作车辆)的混合动力推进系统10。混合动力推进系统10包括多个动力源，其包括全部连接至机电驱动单元的内燃机12、第一电动发电机14和第二电动发电机16，机电驱动单元被描绘为“电动变速器”(EVT)18。然而，应当理解的是，在混合动力推进系统10的其它变型中，可替代地使用单个电动发电机，而不超出本公开的精神和范围。
推进系统10另外具有能量存储系统，其包括未具体示出但是本领域技术人员已知的一种或多种电池。能量存储系统可操作地连接至第一电动发电机14和第二电动发电机16，使得电动发电机14、16可以将转矩传递至发动机12或从发动机接收转矩。虽然未示出，但是推进系统10还包括控制器或电子控制单元(ECU)。控制器可操作地连接至动力源和能量存储系统以控制从动力源至EVT 18的转矩分配。
EVT 18是可操作地连接至发动机12、第一电动发电机14和第二电动发电机16中的每一个的变速器行星齿轮系。将发动机12和两个电动发电机14、16的相应转矩引导至行星齿轮系的不同构件允许一个动力源辅助或平衡另外两个中的任何一个的操作。因此，可操作地连接至EVT 18的一个发动机12和两个电动发电机14、16的组合允许发动机12和电动发电机14、16的速度和转矩被独立地控制和选择，以便为本车辆更有效率供电。
虽然如所示的混合动力推进系统10包括发动机12，但是EVT 18也可以仅仅连接至第一电动发电机14和第二电动发电机16。在这种情况下，推进系统10将不再是混合动力型，而是将变为纯电动，且EVT 18接着可以被广泛地描述为机电驱动单元。为了简单和清楚起见，本说明书的其余部分将机电驱动单元称为连接至发动机12以及电动发电机14、16的EVT18。另外，与其它系统相比，下面将更详细描述的混合动力系10的连接可以允许总体降低来自第一电动发电机14和第二电动发电机16的组合的转矩要求，同时提供可接受的车辆性能。
电动发电机14、16电连接至诸如电池组之类的能量存储装置，并且可以电动模式和发电模式操作。在电动模式中，电动发电机14、16可将从能量存储装置接收的电能转换为机械能(例如，转矩)。相反，当以发电模式操作时，电动发电机14、16将机械能(例如，转矩)转换成电能。接着，由电动发电机14、16产生的电能可被传输至能量存储装置。
EVT 18包括图2至3中以杠杆图形式表示的两个行星齿轮组。杠杆图是诸如自动变速器之类的机械装置的部件的示意图。每个单独的杠杆可以表示单独的行星齿轮组、具有两个或更多个互连的行星齿轮组或外部齿轮组的复合行星齿轮装置。在行星齿轮组杠杆中，本齿轮组的三个基本机械部件(即，太阳齿轮、行星齿轮架和环形齿轮构件)各自由特定杠杆上的接合点表示。因此，典型的单个行星齿轮组杠杆包括三个接合点：用于太阳齿轮构件的一个接合点、用于行星齿轮架构件的一个接合点以及用于环形齿轮构件的一个接合点。每个行星齿轮组杠杆的接合点之间的相对长度可用于表示每个相应齿轮组的环形太阳齿轮比。这些杠杆比进而用于改变该变速器的齿轮比，以便达到适当的比率和比率级数。各种行星齿轮组的接合点之间的机械联接或互连是由细的水平线说明，且诸如离合器和制动器之类的转矩传输机构被呈现为交错指状物。如果转矩传输机构是制动器，那么一组指状物接地。关于杠杆图的格式、目的和用途的进一步解释可在由Benford Howard和LeisingMaurice于1981年撰写的SAE论文810102“杠杆模拟：一种新的传输分析工具(The LeverAnalogy：A New Tool in Transmission Analysis)”中找到，此论文特此以引用方式引入。
从图1至2中可看出，EVT 18包括复合分裂行星齿轮装置20。一般来说，如本领域技术人员已知，如图2中所示的四接合点杠杆是通过在一个行星齿轮组的构件与另一个行星齿轮组的构件之间提供两个单独的固定连接(即，配对)来建立。例如，这种固定连接可以设置在一个齿轮组的行星架与另一个齿轮组的环形齿轮之间，或设置在一个齿轮组的行星架与另一个齿轮组的太阳齿轮之间。当采用单个这样的固定连接时，本连接用于将单独旋转的惯性点(围绕公共中心轴线)的最大数量从六个减少至四个，并且将总自由度从四个减少至两个。因此受到约束，复合分裂行星齿轮装置20以转速的顺序提供第一、第二、第三和第四接合点。然而，如本领域技术人员所理解的，各种复合行星齿轮装置可以构造成提供将实现这样的结果的四接合点杠杆，并且将它们放置在图2的杠杆图的范围内。
如图1中所示，复合分裂行星齿轮装置20包括与第二行星齿轮组24互连的第一行星齿轮组22，并且包括可操作地连接至第二行星齿轮组的两个构件的第一行星齿轮组的两个构件。从图2中可看出，表示复合分裂行星齿轮装置20的杠杆26分别包括第一接合点26-1、第二接合点26-2、第三接合点26-3和第四接合点26-4。第一接合点26-1表示第一行星齿轮组22的第一构件或由其限定，第二接合点26-2由与第二行星齿轮组24的第一构件互连的第一行星齿轮组的第二构件限定，第三接合点26-3由与第二行星齿轮组的第二构件互连的第一行星齿轮组的第三构件限定，且第四接合点26-4由第二行星齿轮组的第三构件限定。
另外如图1中所示，第一齿轮组22包括环形齿轮构件28、行星架构件30和太阳齿轮构件32。另外，第二齿轮组24包括环形齿轮构件34、行星架构件36和太阳齿轮构件38。如图2中所示并且与第一齿轮组22和第二齿轮组24的上述结构一致，第一接合点26-1可以表示第一齿轮组22的环形齿轮构件28。另外，第二接合点26-2可以表示与第二齿轮组24的环形齿轮构件34互连的第一齿轮组22的行星架构件30。第三接合点26-3可以表示与第二齿轮组24的行星架构件36互连的第一齿轮组22的太阳齿轮构件32。最后，第四接合点26-4可以表示第二齿轮组24的太阳齿轮构件38。因此，第一行星齿轮组22和第二行星齿轮组24连接，使得所得到的结构产生四接合点杠杆，其包括接合点26-1、26-2、26-3和26-4，但是单独的齿轮组件不一定必须按照上述顺序连接。
如图3中所示，杠杆26也可以由分别可以对应于第一行星齿轮组22和第二行星齿轮组24的两个单独的杠杆39-1和40-1表示。因此，在图3中，接合点26-2和26-3是由固定互连表示，使得所得到的结构有效地产生与图2中所示的类似的四接合点杠杆。因此，图1中所示的推进系统10是由图2和3中所示的杠杆图表示的推进系统10的具体实例。因此，如图1中所示的EVT 18是由示意性符号图表示，并且描绘了对应于图2和3的杠杆图且由其反映的具体复合分裂行星齿轮装置20。虽然在图1中表示了具体的推进系统10，但是应当理解的是，特定实例本质上仅仅是示例性的，且图2和3的杠杆图的范围内的其它推进系统装置也是可预期的。
从图1中可看出，发动机12和第一电动发电机14设置在公共第一旋转轴线41上，且第二电动机/发电机设置在第二旋转轴线42上，其中第一轴线41基本上平行于第二轴线42。
推进系统10还可以包括一个或多个分动齿轮轴，诸如配置成围绕第四轴线43旋转的中间或内轴44-1和外轴44-2。分动齿轮组44同轴设置成相对于中间内轴44-1和外轴44-2围绕轴线43旋转。分动齿轮组44包括第一分动齿轮72、第二分动齿轮73和第三分动齿轮76。分动齿轮72连续地连接至外轴44-2，并且因此可以花键连接和/或固定至外轴44-2。第二分动齿轮73和第三分动齿轮76连续地连接或固定至中间内轴44-1。第二分动齿轮73和第三分动齿轮76通常配置成相对于第一分动齿轮72围绕第四轴线43在相同方向上旋转，但旋转速率不同，即，第二分动齿轮73和第三分动齿轮76相对于第一分动齿轮72的旋转是异步的。
第一分动齿轮72经由驱动齿轮72-1直接连接至第三输入构件50。第二分动齿轮73直接连接至差速器53。第一环形齿轮28可与第一分动齿轮72啮合。第二环形齿轮34可与第三分动齿轮76啮合。第二分动齿轮73和第三分动齿轮76可以各自安装在内轴44-1上，而第一分动齿轮72安装在外轴44-2上。接着可经由轴承(未示出)相对于中间内轴44-1来支撑外轴44-2。中间轴44-1、44-2和分动齿轮组44可具有任何其它合适的配置，诸如单级或两级平行轴分动齿轮组。
继续参考图1，发动机12、第一电动发电机14和第二电动发电机16经由输入构件装置可操作地连接至EVT 18，输入构件装置将来自动力源的转矩传输至复合分裂行星齿轮装置20。输入构件装置包括发动机12的输出轴，其用作输入构件46；第一电动发电机14的转子，其用作输入构件48；以及第二电动发电机16的转子，其用作输入构件50。输入构件46配置成向EVT 18提供发动机转矩。输入构件48和输入构件50各自配置成分别向EVT 18提供来自第一电动发电机14和第二电动发电机16的转矩。从图2至3中可看出，输入构件46连续地连接至第三接合点26-3，输入构件48连续地连接至第四接合点26-4，且输入构件50可连续地连接至第一接合点26-1。输入构件50可通过分动齿轮72连接至第一接合点26-1。
EVT 18还包括输出构件52。输出构件52可以连续地连接至第二接合点26-2，并且配置成提供来自复合分裂行星齿轮装置20的输出转矩用于发动和推进车辆。在某些变型中，输出构件52可以通过分动齿轮76和轴44-1连接至第二接合点26-2。在某些形式中，输出构件52可以被配置为链条驱动构件，其将行星架构件30连接至差速器单元53。输出构件52也可以被配置为齿轮传动。
从图1至3中可看出，EVT 18还包括诸如变速器外壳或壳体54之类的固定构件。外壳54至少部分地包住输入构件46、48、50。固定构件或外壳54保持固定，而一个或多个输入构件46、48、50围绕轴线旋转。为此，固定构件54可以固定至车体。因此，固定构件(例如，外壳54)相对于车体保持受约束或基本上固定。
第三接合点26-3可经由可接合的转矩传输装置或机构56选择性地与外壳54连接，由此将接合点26-3接地。转矩传输机构56可以经由诸如螺线管之类的电致动装置选择性地接合和分离。另外，转矩传输机构56可以被配置为带状物、滚轮斜坡单向离合器、爪式离合器或斜撑式制动器。因此，转矩传输机构56可以用于相对于外壳54制动第三接合点26-3。
EVT 18的前述配置提供了用于从静止发动车辆的第一模式和用于以更高速度推进本车辆的单独的第二模式。EVT 18是单模复合分裂机电驱动单元，其使得能够产生足够的转矩并且引导转矩发动和推进车辆，以及支持发动机停止起动功能。另外，EVT 18能够在车辆的能量存储系统操作模式的驱动和电力再生期间减小推进系统10的操作效率的损耗。另外，由于EVT 18具有离轴布局(即，发动机12和电动机/发电机14设置在第一旋转轴线41上而电动机/发电机16设置在第二旋转轴线42上)，所以EVT 18特别适用于前轮驱动车辆应用，其中推进系统10相对于主车辆的纵向轴线基本上横向地定位。
现在参考图4，示出了用于与图1至3中所述的推进系统10一起使用的行星齿轮装置或组件20'的具体实例。虽然行星齿轮装置20'可以是图1至3中所说明的具体EVT 18内的行星齿轮装置20，但是应当理解的是，图4中所说明的行星齿轮装置20'可以替代地在与图1至3中所示的示例性EVT 18有不同联系的另一种推进系统中使用。
已经在图1中描述且在图4中示出的元件具有相同的元件编号。因此，行星齿轮装置20'包括并排设置成彼此相邻的两个简易行星齿轮组22、24，其具有互连以形成互连的行星齿轮组件(也称为上文的复合行星齿轮装置)的元件。然而，在某些变型中，可使用两个以上的行星齿轮组22、24。
第一行星齿轮组22包括第一太阳齿轮32、第一环形齿轮28和第一行星架构件30。行星架构件或行星架30支承多个第一行星齿轮58。第一行星齿轮58通过允许行星齿轮58相对于行星架30旋转的小齿轮连接至行星架30。在此实例中，行星齿轮58与第一太阳齿轮32和第一环形齿轮28二者啮合接合。然而，应当理解的是，在其它实例中，诸如在复合行星齿轮组中，行星齿轮58可与太阳齿轮32或环形齿轮28啮合接合，并且与第二组小齿轮啮合接合。每个第一行星齿轮58配置成当第一行星架30相对于第一太阳齿轮32旋转时围绕第一太阳齿轮32平移。
类似于第一行星齿轮组22，第二行星齿轮组24也具有如图1中所示的太阳齿轮、环形齿轮和行星架。例如，第二行星齿轮组24包括第二太阳齿轮38、第二环形齿轮34和第二行星架36。行星架构件或行星架36支承多个第二行星齿轮60。第二行星齿轮60通过允许行星齿轮60相对于行星架36旋转的小齿轮连接至行星架36。在此实例中，行星齿轮60与第二太阳齿轮38和第二环形齿轮34二者啮合接合。然而，应当理解的是，在其它实例中，诸如在复合行星齿轮组中，行星齿轮60可与太阳齿轮38或环形齿轮34啮合接合，并且与第二组小齿轮啮合接合。每个第二行星齿轮60配置成当第二行星架36相对于第二太阳齿轮38旋转时围绕第二太阳齿轮38平移。
桥部62将第二环形齿轮34连接至第一行星架30。在此实例中，第一行星架30具有设置成邻近于第一太阳齿轮32的内侧64和设置成邻近于第一环形齿轮28的外侧66。桥部62连接至第一行星架30的外侧64。因此，桥部62在第一太阳齿轮32径向向外设置。在此实例中，桥部62中没有任何部分沿着径向方向R与太阳齿轮32重叠。桥部62、第二环形齿轮34和第一行星架30一起形成管状桥结构68。在此实例中，桥部62具有圆锥形中间部70。
如上图1中所述且还如图4中所描绘，连接至发动机12的输入构件46沿着中心轴线41设置并且联接至第一太阳齿轮32和第二行星架36。第二太阳齿轮38联接至第一电动发电机14的输入构件48，其还围绕中心轴线41同心。因此，在此实例中，输入构件46可操作以将转矩传递至第一太阳齿轮32，且输入构件48可操作以将转矩传递至第二太阳齿轮38。
第一分动齿轮72设置成与第一环形齿轮28的外侧74啮合接合。第三分动齿轮76设置成与第二环形齿轮34的外侧78啮合接合。换言之，环形齿轮28、34形成内部和外部环形齿轮(在内侧和外侧上均具有接合构件，诸如齿)，其可以一体地形成为单件或形成为每个环形齿轮28，34具有附接在一起的两个部分。
分动齿轮72、76中的任一个可以诸如通过分动齿轮组44和/或输入轴50操作地联接至第一电动发电机14和第二电动发电机16中的至少一个，以在其间传输转矩。例如，第一分动齿轮72和第三分动齿轮76可以连接至分动齿轮轴44-1、44-2或与输入构件46、48平行的输入构件50。在某些变型中，分动齿轮72、76也可或替代地连接至包括差速器53的最终驱动组件。
第一轴承装置80或第一环形轴承装置80设置在第一环形齿轮28与桥结构68之间，其中行星架30形成桥结构68的部分。在此实例中，第一轴承装置80包括第一滚珠轴承组件82和第二滚珠轴承组件83。第一滚珠轴承组件82受第一环形齿轮28的内侧84和第一行星架30约束或支撑它。
因此，第一滚珠轴承组件82具有联接至第一行星架30的内座圈86和联接至第一环形齿轮28的内侧84的外座圈88，其中多个滚珠89设置在座圈86、88之间。内座圈86和外座圈88具有基本上环形形状并且彼此间隔开，以便限定环形凹槽，该环形凹槽配置、塑形和尺寸调整成接纳滚珠89。
第二滚珠轴承组件83受第一环形齿轮28的内侧84和桥部62约束或支撑它。因此，第二滚珠轴承83具有联接至桥部62的内座圈87和联接至第一环形齿轮28的内侧84的外座圈90，其中多个滚珠91设置在座圈87、90之间。内座圈87和外座圈90具有基本上环形形状并且彼此间隔开，以便限定环形凹槽，该环形凹槽配置、塑形和尺寸调整成接纳滚珠91。
由第一分动齿轮72引起的径向负载(其可源自联接至分动齿轮72的其它结构)由管线92表示。负载92通过包括第一轴承组件82和第二轴承组件83的第一轴承装置80分解至桥结构68，其包括第一行星架30、桥部62和第二环形齿轮34。桥结构68和第一轴承装置80偏离输入构件46、48和中心轴线41。因此，负载92基本上从分动齿轮72传递至第一环形齿轮28并且通过第一轴承装置80传递至桥结构68，而不基本上传递至输入构件46或输入构件48。因此，行星齿轮组件20'没有受输入构件46和第一环形齿轮28二者约束的任何轴承组件。因此，来自第一分动齿轮72的负载不会施加至输入构件46，并且不会在输入构件46上引起弯矩。
外壳54具有从外壳54延伸并且连接至外壳54的第一外壳部分93和从外壳54延伸并且连接至外壳54的第二外壳部分94，其中第一外壳部分93和第二外壳部分94彼此间隔开。第一外壳部分93和第二外壳部分94可以具有分别设置在外壳部分93、94与输入构件46、48之间的滚子轴承95。桥结构68进一步包括从第一行星架30延伸的第一桥延伸部96和从第二环形齿轮34延伸的第二桥延伸部97。
第二轴承装置98设置在桥结构68与外壳54之间，且更具体设置在桥结构与外壳部分93、94之间。第二轴承装置98包括受第一外壳部分93和第一桥延伸部96约束或支撑它的第一行星架轴承组件99。第二轴承装置98还包括受第二外壳部分94和第二桥延伸部97约束或支撑它的第二环形轴承组件100。
在此实例中，第一行星架轴承组件99和第二环形轴承组件100各自是滚珠轴承。因此，第一行星架轴承组件99具有联接至第一外壳部分93的内座圈101和联接至第一桥延伸部96的外座圈102，其中多个滚珠103设置在座圈101、102之间。内座圈101和外座圈102具有基本上环形形状并且彼此间隔开，以便限定环形凹槽，该环形凹槽配置、塑形和尺寸调整成接纳滚珠103。
第二环形轴承组件100具有联接至第二外壳部分94的内座圈104和联接至第二桥延伸部97的外座圈105，其中多个滚珠106设置在座圈104、105之间。内座圈104和外座圈105具有基本上环形形状并且彼此间隔开，以便限定环形凹槽，该环形凹槽配置、塑形和尺寸调整成接纳滚珠106。
由第三分动齿轮76引起的径向负载(其可源自联接至分动齿轮76的其它结构)由管线107表示。负载107通过包括第一行星架轴承组件99和第二环形轴承组件100的第二轴承装置98分解至外壳54。桥结构68、外壳部分93、94和第二轴承装置98偏离输入构件46、48和中心轴线41。因此，负载107从分动齿轮76基本上传递至第二环形齿轮34，并且因此传递至桥结构68和桥延伸部96、97，且接着通过第二轴承装置98传递至第一外壳部分93和第二外壳部分94，而不基本上传递至输入构件46或输入构件48。因此，行星齿轮组件20'没有受输入构件46和桥结构68二者约束的任何轴承组件。因此，来自第三分动齿轮76的负载不会施加至输入构件46，并且不会在输入构件46上引起弯矩。因此，桥结构68横跨在第一外壳部分93与第二外壳部分94之间以有效地将负载92、107从分动齿轮72、76分解至外壳54。
现在参考图5，示出了用于与图1至3中所述的推进系统10一起使用的行星齿轮装置20”的另一个具体实例。虽然行星齿轮装置20”可以是图1至3中所说明的具体EVT 18内的行星齿轮装置20，但是应当理解的是，图4中所说明的行星齿轮装置20”可以替代地在不同于图1至3中所示的示例性EVT 18的另一种推进系统中使用。
已经在图1中描述且在图5中示出的元件具有相同的元件编号。另外，图5中所说明的行星齿轮装置20”与图4中所说明的行星齿轮装置20'有许多相似之处。因此，具有与图1或4中所示的数字相同的数字的任何元件应当被认为与图5中的相同，且上文关于图1和4的描述因此同样适用于图5中的行星齿轮装置20”并且将不会在本章节再次描述。
图5中所说明的行星齿轮装置20”与图4之间的唯一区别在于与第一环形齿轮28”相关联的轴承装置80”。为环形齿轮28”设置的轴承装置80”包括单个轴承组件82”，而非包括如图4中的第一轴承组件82和第二轴承组件83。作为示例，单个轴承组件82”可以是双排轴承组件，诸如双排角接触滚珠轴承(DRACBB)组件或双排深槽滚珠轴承(DRDGBB)组件。
轴承组件82”设置在第一环形齿轮28”与第一行星架30和/或桥结构68之间(因为第一行星架30形成桥结构68的一部分)。轴承组件82”受第一环形齿轮28”的内侧84”和桥结构68(包括第一行星架30)约束或支撑它。
因此，轴承组件82”具有联接至第一行星架30的内座圈86”和联接至第一环形齿轮28”的内侧84”的外座圈88”，其中一排第一滚珠89”和一排第二滚珠189”设置在座圈86”、88”之间。内座圈86”和外座圈88”具有基本上环形形状并且彼此间隔开，以便限定环形凹槽，该环形凹槽配置、塑形和尺寸调整成接纳多排第一滚珠89”和第二滚珠189”。
由第一分动齿轮72引起的径向负载(其可源自联接至分动齿轮72的其它结构)由管线92”表示。负载92”通过第一轴承装置80”(包括轴承组件82”)分解至桥结构68，其包括第一行星架30。桥结构68和第一轴承装置80”偏离输入构件46、48和中心轴线41。因此，负载92”基本上从分动齿轮72传递至第一环形齿轮28”并且通过第一轴承装置80”传递至桥结构68，而不基本上传递至输入构件46或输入构件48。因此，行星齿轮组件20”没有受输入构件46和第一环形齿轮28”二者约束的任何轴承组件。因此，来自第一分动齿轮72的负载不会施加至输入构件46，并且不会在输入构件46上引起弯矩。
现在参考图6，示出了用于与图1至3中所述的推进系统10一起使用的行星齿轮装置20”'的又一具体实例。虽然行星齿轮装置20”'可以是图1至3中所说明的具体EVT 18内的行星齿轮装置20，但是应当理解的是，图6中所说明的行星齿轮装置20”'可以替代地在不同于图1至3中所示的示例性EVT 18的另一种推进系统中使用。
已经在图1中描述且在图6中示出的元件具有相同的元件编号。另外，图6中所说明的行星齿轮装置20”'与图4和5中所说明的行星齿轮装置20'、20”有许多相似之处。因此，具有与图1、4或5中所示的数字相同的数字的任何元件应当被认为与图6中的相同，且上文关于图1、4和5的描述因此同样适用于图6中的行星齿轮装置20”'并且将不会在本章节再次描述。具体地，图6中所说明的行星齿轮组件20”'具有图5中所说明的相同第一轴承组件80”。
图6中所说明的行星齿轮装置20”'与图5之间的唯一区别在于与桥结构68相关联的第二轴承装置(在此实例中标记为98”')。第二轴承装置98”'仍然包括受第一外壳部分93和第一桥延伸部96约束或支撑它的第一行星架轴承组件99，其是滚珠轴承组件。然而，第二轴承装置98”'包括受第二外壳部分94和第二桥延伸部97约束或支撑它的滚子轴承100”'，而非包括第二环形轴承组件100作为如图4和5中所示的滚珠轴承。
与滚珠轴承相比，滚子轴承100”'可减少净损耗，因为滚子轴承的节圆直径可能较低。因此，第二轴承装置98”'可以形成固定的、自由轴承装置，其配置成支撑外壳部分93、94上的轴向和径向负载。如本文所使用，术语“固定的、自由轴承装置”是指联接至EVT 18的部件(诸如外壳部分93、94)以便支撑作用在该部件上的轴向和径向负载的一组轴承。具体地，术语“固定的，自由的轴承布置”是指多个轴承，其中一个或多个轴承支撑作用在部件上的轴向和径向负载，且另一个轴承(或一组轴承)仅支撑作用在该部件上的径向负载。换言之，在固定的、自由轴承装置中，至少一个轴承99沿着径向方向R以及第一轴向方向X1和第二轴向方向X2受约束或基本上固定，且至少一个其它轴承100”'沿着径向方向R受约束或基本上固定，但是可沿着第一轴向方向X1和第二轴向方向X2自由移动。在这种情况下，第一滚珠轴承组件99在R、X1和X2方向上受约束，且第二滚子轴承100”'仅在R方向上受约束。EVT 18中的固定的、自由轴承装置可以通过最小化轴承的有效轴承平均直径来帮助最小化机械损耗。固定的、自由轴承装置98”'支撑作用在外壳部分93、94上的轴向和径向负载。
在本公开中，术语“轴向负载”是指在第一轴向方向X1或第二轴向方向X2上作用在EVT 18的部件(诸如外壳部分93、94)上的力。术语“径向负载”是指在径向方向R上作用在EVT 18的部件上的力。另外，术语“径向负载”可以包括沿着与第一轴向方向X1和第二轴向方向X2成角度倾斜的方向作用在EVT 18的部件上的力。
现在参考图7，示出了用于与图1至3中所述的推进系统10一起使用的行星齿轮装置或组件20””的再一具体实例。虽然行星齿轮装置20””可以是图1至3中所说明的具体EVT18内的行星齿轮装置20，但是应当理解的是，图7中所说明的行星齿轮装置20””可以替代地在不同于图1至3中所示的示例性EVT 18的另一种推进系统中使用。
已经在图1中描述且在图7中示出的元件具有相同的元件编号。另外，图7中所说明的行星齿轮装置20””与图4至6中所说明的行星齿轮装置20'、20”、20”'有许多相似之处。因此，具有与图1或4至6中所示的数字相同的数字的任何元件应当被认为与图7中的相同，且上文关于图1或4至6的描述因此同样适用于图7中的行星齿轮装置20””并且将不会在本章节再次描述。具体地，图7中所说明的行星齿轮装置/组件20””与图5中所说明的行星齿轮装置20”大部分相同。
图7中所说明的行星齿轮装置20””与图5之间的唯一区别在于与第一环形齿轮28”(在此实例中，标记为28””)相关联的轴承组件。作为示例，为图7中的环形齿轮28””设置的轴承装置80””仅包括单排轴承组件82””，诸如4点接触滚珠轴承组件或甚至受控间隙DGBB组件，而非包括双排轴承组件82”。
单排轴承组件82””设置在第一环形齿轮28””与第一行星架30和/或桥结构68之间(因为第一行星架30形成桥结构68的一部分)。轴承组件82””受第一环形齿轮28””的内侧84””和第一行星架30(桥结构68的部分)约束或支撑它。
因此，轴承组件82””具有联接至第一行星架30的内座圈86””和联接至第一环形齿轮28””的内侧84””的外座圈88””，其中单排滚珠89””设置在座圈86””、88””之间。
由第一分动齿轮72引起的径向负载(其可源自联接至分动齿轮72的其它结构)由管线92””表示。负载92””通过第一轴承装置80””(包括轴承组件82””)分解至桥结构68，其包括第一行星架30。桥结构68和第一轴承装置80””偏离输入构件46、48和中心轴线41。因此，负载92””基本上从分动齿轮72传递至第一环形齿轮28””并且通过第一轴承装置80””传递至桥结构68，而不基本上传递至输入构件46或输入构件48。因此，行星齿轮组件20””没有受输入构件46和第一环形齿轮28””二者约束的任何轴承组件。因此，来自第一分动齿轮72的负载不会施加至输入构件46，并且不会在输入构件46上引起弯矩。
在第一轴承装置80””中仅使用单个轴承组件82””可以压缩组件20””中的某些径向空间，且因此，第一外壳部分93””和第二外壳部分94””可以被设计为比前述实例中的更大的扩展，如图7中所示。
作为示例，本文所述的任何滚珠轴承均可以作为深槽滚珠轴承提供，且滚子轴承可以作为滚针轴承提供。每个滚子轴承沿着其圆周包括多个滚子。
本说明书在本质上仅仅是示例性的，且不脱离本公开的主旨的变化旨在落入本公开的范围内。这样的变化不被认为是脱离本公开的精神和范围。

Claims (9)

1.一种用于在汽车变速器中传递转矩的行星齿轮组件，包括：
第一行星齿轮组，其包括第一太阳齿轮、第一环形齿轮和支承多个第一行星齿轮的第一行星架，所述第一行星齿轮与所述第一太阳齿轮和所述第一环形齿轮中的至少一个啮合接合，每个第一行星齿轮配置成围绕所述第一太阳齿轮平移，所述第一行星架具有设置成邻近于所述第一太阳齿轮的径向内侧和设置成邻近于所述第一环形齿轮的径向外侧；
第二行星齿轮组，其设置成邻近于所述第一行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括第二太阳齿轮、第二环形齿轮和支承多个第二行星齿轮的第二行星架，所述第二行星齿轮与所述第二太阳齿轮和所述第二环形齿轮中的至少一个啮合接合，每个第二行星齿轮配置成围绕所述第二太阳齿轮平移；以及
桥部，其将所述第二环形齿轮连接至所述第一行星架的所述径向外侧，所述桥部在所述第一太阳齿轮径向向外设置，其中所述桥部、所述第二环形齿轮和所述第一行星架一起形成桥结构。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮组件，进一步包括第一轴承装置，所述第一轴承装置包括受所述第一环形齿轮和所述桥结构约束的至少一个第一环形轴承组件。
3.根据前述权利要求中任一项所述的行星齿轮组件，进一步包括：
分动齿轮，其与所述第一环形齿轮的径向外侧啮合接合；以及
沿着中心轴线延伸的输入构件，其中所述第一和第二行星齿轮组的至少一个齿轮可操作地联接至所述输入构件，使得转矩从所述输入构件传递至所述第一和第二行星齿轮组的所述至少一个齿轮，
其中所述行星齿轮组件布置成使得第一负载从所述分动齿轮传递至所述第一环形齿轮，并且通过所述第一轴承装置传递至所述桥结构，而不传递至所述输入构件。
4.根据权利要求1到3中任一项所述的行星齿轮组件，其中所述桥部的中间部分具有圆锥形状。
5.根据权利要求1到3中任一项所述的行星齿轮组件，所述行星齿轮组件没有受所述输入构件和所述第一环形齿轮二者约束的任何轴承组件。
6.根据权利要求1到3中任一项所述的行星齿轮组件，所述桥结构进一步包括从所述第一行星架延伸的第一桥延伸部和从所述第二环形齿轮延伸的第二桥延伸部，所述行星齿轮组件进一步包括：
第一外壳部分；
第二外壳部分，其联接至所述第一外壳部分；以及
第二轴承装置，其包括：
第一行星架轴承组件，其受所述第一外壳部分和所述第一桥延伸部约束；以及
第二环形轴承组件，其受所述第二外壳部分和所述第二桥延伸部约束。
7.根据权利要求3所述的行星齿轮组件，所述分动齿轮是第一分动齿轮，所述行星齿轮组件进一步包括：
第二分动齿轮，其与所述第二环形齿轮的径向外侧啮合接合；以及
电动发电机，其可操作地联接至所述第一和第二分动齿轮中的至少一个，使得转矩在所述电动发电机与所述第一和第二分动齿轮中的所述至少一个之间传输。
8.根据权利要求7所述的行星齿轮组件，所述行星齿轮组件没有受所述输入构件和所述桥结构二者约束的任何轴承组件，所述行星齿轮组件布置成使得第二负载从所述第二分动齿轮传递至所述桥结构，并且通过所述第二轴承装置传递至所述第一和第二外壳部分，而不传递至所述输入构件。
9.一种用于机动车辆的机电驱动单元，包括：
固定构件，其包括第一外壳部分和第二外壳部分；
包括第一行星齿轮组的行星齿轮装置，所述第一行星齿轮组与第二行星齿轮组互连以形成第一接合点、第二接合点、第三接合点，和第四接合点，所述第一行星齿轮组包括第一太阳齿轮、第一环形齿轮和支承多个第一行星齿轮的第一行星架，所述第一行星齿轮与所述第一太阳齿轮和所述第一环形齿轮中的至少一个啮合接合，每个第一行星齿轮配置成围绕所述第一太阳齿轮平移，所述第二行星齿轮组设置成邻近于所述第一行星齿轮组，所述第二行星齿轮组包括第二太阳齿轮、第二环形齿轮，以及支承多个第二行星齿轮的第二行星架，所述第二行星齿轮与所述第二太阳齿轮和所述第二环形齿轮中的至少一个啮合接合，每个第二行星齿轮配置成围绕所述第二太阳齿轮平移，所述行星齿轮装置进一步包括将所述第二环形齿轮连接至所述第一行星架的桥部；
第一电动发电机，其可操作地连接至所述行星齿轮装置的所述第四接合点；
第二电动发电机，其可操作地连接至所述行星齿轮装置的所述第一接合点；
输出构件，其可操作地连接至所述行星齿轮装置的所述第二接合点；
转矩传输机构，其可接合以将所述第三接合点接地至所述固定构件；
第一轴承装置，其包括受所述第一环形齿轮和所述第一行星架约束的至少一个第一环形轴承组件；
第一分动齿轮，其与所述第一环形齿轮的径向外侧啮合接合；
第二分动齿轮，其与所述第二环形齿轮的径向外侧啮合接合，所述第一和第二电动发电机中的至少一个可操作地联接至所述第一和第二分动齿轮中的至少一个，使得转矩在所述第一和第二电动发电机中的所述至少一个与所述第一和第二分动齿轮中的所述至少一个之间传输；
沿着中心轴线延伸的输入构件，其中所述第一和第二行星齿轮组的至少一个齿轮可操作地联接至所述输入构件，使得转矩从所述输入构件传递至所述第一和第二行星齿轮组的所述至少一个齿轮；
从所述第一行星架延伸的第一桥延伸部；
从所述第二环形齿轮延伸的第二桥延伸部；以及
第二轴承装置，其包括：
第一行星架轴承组件，其受所述第一外壳部分和所述第一桥延伸部约束；以及
第二环形轴承组件，其受所述第二外壳部分和所述第二桥延伸部约束。
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