CN107923452A

CN107923452A - 转矩传递装置

Info

Publication number: CN107923452A
Application number: CN201680047082.2A
Authority: CN
Inventors: N·高斯; D·洛伦茨; F·巴拉尔; M·埃克勒; T·克劳泽; S·马伊恩沙因
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2015-08-10
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2018-04-17
Anticipated expiration: 2036-07-22
Also published as: DE112016003670A5; CN107923452B; WO2017025088A1; DE102015215199A1

Abstract

本发明涉及一种转矩传递装置，其具有输入端、液力变换器、离合器装置、法兰和减振器装置，其中，所述减振器装置包括第一减振器组件，其中，所述变换器包括涡轮，其中，所述第一减振器组件在输入侧与所述输入端转矩锁合地连接，在输出侧与所述法兰转矩锁合地连接，其中，所述离合器装置构造用于将所述涡轮与所述法兰以能切换的方式转矩锁合地连接。

Description

转矩传递装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的转矩传递装置。

背景技术

已知具有变换器和桥接离合器的转矩传递装置。

发明内容

本发明的任务是提供一种改进的转矩传递装置。

该任务借助于根据权利要求1的转矩传递装置得到解决。在从属权利要求中给出有利的实施方式。

发现通过下述方式能够提供一种改进的转矩传递装置：所述转矩传递装置包括输入端、液力变换器、离合器装置、法兰和减振器装置。所述减振器装置包括第一减振器组件。所述变换器包括涡轮。所述第一减振器组件在输入侧与所述输入端转矩锁合地耦合，在输出侧与所述法兰转矩锁合地耦合。所述离合器装置构造用于将所述涡轮与所述法兰以能切换的方式转矩锁合地连接。

这种构型方案具有下述优点：所述第一减振器组件能够在两个不同的运行状态中被运行，从而使得能够以简单的方式适配减振器特性。

在另一实施方式中，所述离合器装置具有第一离合器。所述第一离合器布置在所述法兰与所述涡轮之间。在闭合状态中，所述第一离合器将所述涡轮与所述法兰至少部分地转矩锁合地连接。在该第一离合器的打开状态中，通过所述第一离合器进行的在所述法兰与所述涡轮之间的转矩传递被切断。

在另一实施方式中，所述第一离合器在低于预定的第一转速时被闭合，在高于所述预定的第一转速时被至少部分地打开。

在另一实施方式中，所述第一离合器具有预定的第二转速。所述预定的第二转速大于所述预定的第一转速。在所述预定的第一转速与所述预定的第二转速之间，所述第一离合器被部分地打开。在高于所述预定的第二转速时，所述第一离合器被完全打开。由此能够避免该第一离合器的突然的转换，并且从而能够避免该转矩传递装置的运行状态的突然的转换。因此，所述转矩传递装置具有特别舒适的运行特性。

在另一实施方式中，所述转矩传递装置具有中间法兰，其中，所述减振器装置包括第二减振器组件，其中，所述第二减振器组件在输入侧与所述输入端连接，在输出侧与所述中间法兰连接，其中，所述第一减振器组件在输入侧与所述中间法兰连接。

在另一实施方式中，所述转矩传递装置具有中间法兰。所述中间法兰布置在所述第一减振器组件与所述第二减振器组件之间。所述离合器装置具有第二离合器。所述第二离合器布置在所述涡轮与所述中间法兰之间。在闭合状态中，所述第二离合器将所述涡轮与所述中间法兰至少部分地转矩锁合地连接。在该第二离合器的打开状态中，通过所述第二离合器进行的在所述涡轮与所述中间法兰之间的转矩传递被切断。由此，驱动马达的驱动本征模式(Antriebsmotoreigenform)和离心力摆的吸振器本征模式(Tilgerform)能够相互间隔地被保持，从而使得这两个本征模式不相互影响，所述驱动马达能够与所述输入端耦合，所述离心力摆能够与所述法兰耦合。由此，能够特别高效地构造该转矩传递装置的隔绝。也避免了：该转矩传递装置在转速带中运行时，出现在所述吸振器本征模式中的、难以通过的振幅。

在另一实施方式中，所述第二离合器在低于预定的第三转速时被打开，在高于所述预定的第三转速时被闭合。优选地，所述第一转速和所述第三转速相同或者不同。

在另一实施方式中，所述第四离合器具有预定的第四转速。所述第四转速大于所述预定的第三转速。在所述预定的第三转速与所述预定的第四转速之间，所述第二离合器被部分地闭合。在高于所述预定的第四转速时，所述第二离合器被完全闭合。优选地，所述预定的第四转速基本上相应于所述预定的第二转速。

在另一实施方式中，所述第一和/或第二减振器组件包括至少一个弹簧元件。所述弹簧元件构造为弓形弹簧或者压式弹簧。

在另一实施方式中，所述离合器装置、尤其是所述第一离合器和/或所述第二离合器通过离心力和/或电气地和/或液压地和/或气动地和/或机械地操纵。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明。在此示出：

图1根据第一实施方式的转矩传递装置的示意图；

图2转速波动随转速变化的线图；

图3借助于在图1中示出的转矩传递装置的离合器能够传递的最大转矩随转速变化的线图；

图4根据第二实施方式的转矩传递装置的示意图；

图5在图4中示出的转矩传递装置的局部；

图6借助于在图4和5中示出的转矩传递装置的离合器能够传递的最大转矩随转速变化的线图；和

图7在图4和5中示出的转矩传递装置的转速波动随转速变化的线图。

具体实施方式

图1示出根据第一实施方式的转矩传递装置10的示意图。

转矩传递装置10在此能够是机动车驱动系的一部分。为了便于说明，在图1中借助于矩形框示出旋转质量。用直线示出基本上刚性的转矩传递。用锯齿线示出柔性的转矩传递。

转矩传递装置10具有输入端15和输出端20。输入端15与驱动马达25转矩锁合地连接。驱动马达25能够构造为往复活塞式发动机、尤其是内燃发动机。驱动马达25具有驱动马达本征模式。

输出端20与传动装置30转矩锁合地连接。传动装置30在这种情况下能够构造为圆柱齿轮变速器和/或行星齿轮变速器或者其他形式。传动装置30能够在输出侧与该驱动系的其它部件转矩锁合地连接。传动装置30具有惯性J_G。

转矩传递装置10包括桥接离合器35、液力变换器40、离合器装置50、离心力摆51和法兰52。

变换器40包括具有惯性J_P的泵轮55。此外，变换器40还包括具有惯性J_T的涡轮60。泵轮55与输入端15转矩锁合地连接。输入端20借助于驱动马达25的从动轴56与驱动马达25转矩锁合地连接。在变换器40中，借助于液力效应使泵轮55与涡轮60转矩锁合地耦合。

桥接离合器35具有桥接离合器输入端65和桥接离合器输出端70。桥接离合器35是可切换的。在此，在闭合状态中，桥接离合器35将桥接离合器输入端65与桥接离合器输出端70转矩锁合地连接。在打开状态中，桥接离合器输入端65与桥接离合器输出端70分离。桥接离合器输入端65与泵轮55连接。

减振器装置45包括第一减振器组件71。第一减振器组件71在输入侧与桥接离合器输出端70转矩锁合地连接。第一减振器组件71具有至少一个第一弹簧元件75。第一弹簧元件75例如能够是压式弹簧。第一弹簧元件75也能够以其他形式构造。因此，例如，第一弹簧元件75也能够是弓形弹簧。

法兰52优选构造为毂法兰并且具有惯性J_NF。法兰52优选构成转矩传递装置10的输出端20。法兰52通过变速器输入轴80与传动装置30转矩锁合地连接。变速器输入轴80优选柔性地构造，从而使得在图1中用锯齿线示出变速器输入轴80。变速器输入轴80也能够刚性地构造。第一减振器组件71在输出侧与法兰52耦合。

离心力摆51优选布置在涡轮60上。离心力摆51也能够布置在转矩传递装置10的其他位置上。离心力摆51具有离心力摆本征模式。

离合器装置50具有第一离合器81。第一离合器81具有第一离合器输入端85和第一离合器输出端90。第一离合器81布置在法兰52与涡轮60之间，其中，第一离合器输入端85与涡轮60转矩锁合地耦合，第一离合器输出端90与法兰52转矩锁合地耦合。在打开状态中，第一离合器81切断通过第一离合器81进行的在涡轮60与法兰52之间的转矩传递。在第一离合器81的闭合状态中，第一离合器81将涡轮60与法兰52至少部分地转矩锁合地连接。在第一离合器81的闭合状态中，第一离合器81能够滑转或者被完全闭合。在滑转状态中，只将在第一离合器81的完全状态中能够被传递的最大的第一转矩M_R1的一部分从第一离合器输入端85传递到第一离合器输出端90处。在完全闭合的状态中，第一转矩M_R1被全部传递。

在此，第一离合器81能够由离心力操纵和/或电气地操纵和/或液压地操纵和/或气动地操纵和/或机械地操纵。第一离合器81也能够包括未示出的促动器，该促动器与控制器连接。借助于该促动器，所述控制器能够打开和闭合第一离合器81。在结构上，第一离合器81能够液力地构型和/或能够被构型具有摩擦副，所述摩擦副产生摩擦锁合，用以将第一离合器输入端85与第一离合器输出端90转矩锁合地连接。

转矩传递装置10基本上具有三个运行状态。在第一运行状态中，桥接离合器35被打开。因此，在桥接离合器输入端65与桥接离合器输出端70之间的转矩传递被切断。驱动马达25提供转矩。所述转矩通过输入端15被导入到转矩传递装置10中。所述转矩通过变换器40被传递到第一离合器输入端85处。在转矩传递装置10的第一运行状态中，第一离合器81被闭合，因为否则不能够通过转矩传递装置10在输入侧15与输出端20之间传递转矩。所述转矩通过第一离合器81被传导到输出端20处。所述转矩从输出端20通过变速器输入轴80传导到传动装置30处。由于离心力摆51布置在涡轮60上，离心力摆51在变换器40的输出端消除在所述转矩中的扭转振动。

在第二运行状态中，桥接离合器35被闭合。驱动马达25提供所述转矩。所述转矩通过输入端15被导入。通过桥接离合器输入端65与泵轮55的耦合，所述转矩从输入端15被导入到桥接离合器35中。桥接离合器35将所述转矩传递到该桥接离合器的桥接离合器输出端70处。所述转矩被继续导入到减振器装置45中。在此，减振器装置45减少存在于所述转矩中的扭转振动，从而使得在减振器装置45的输出端提供更平滑的转矩。在这种情况下，所述扭矩通过减振器装置45被传递到输出端20处。在所述第二运行状态中，第一减振器组件71具有带有第一本征模式的第一运行特性。在所述第二运行状态中，第一离合器81被打开，从而使得涡轮60与法兰52脱耦。所述转矩通过变速器输入轴80被继续传导到传动装置30处。

在基本上对应于所述第二运行状态的第三运行状态中，第一离合器81被闭合。由此，涡轮60与法兰52转矩锁合地耦合。由此，涡轮60的和法兰52的惯性矩J_T、J_NF相加。这导致第一减振器组件71具有第二运行特性，所述第二运行特性不同于所述第一运行特性。此外，转矩传递装置10的第二运行特性相对于所述第一运行特性的改变在于：离心力摆51通过第一离合器81被连同接入。

图2示出在输出侧20处的转速波动Δn随转速n变化的线图。所述线图具有第一图线100和第二图线105。第一图线100对应于在图1中说明的第二运行状态中的转矩传递装置10的第一运行特性。第二图线105对应于转矩传递装置10的在图1中说明的第三运行状态。第一图线100与第二图线105的区别如下：随着转速n的减小，转速波动Δn比在第二图线105中更早上升。

在运行转矩传递装置10的情况下，根据转速来控制第一离合器81。在此，在低于预定的第一转速n_G1时，第一离合器81被闭合并且所述转矩传递装置在所述第三运行状态中被运行。在高于预定的第一转速n_G1时，第一离合器81被至少部分地打开并且转矩传递装置10在所述第二运行状态中工作。此外，所述第二运行状态与所述第三运行状态的区别如下：由于涡轮60与法兰52的脱耦，所述离心力摆本征模式不能够进一步地影响转矩传递装置10。

通过根据转速来切换第一离合器81，当转矩传递装置10具有较小的转速波动时，所述转矩传递装置能够分别在对于它而言更有利的运行状态中被运行。由此能够根据转速分别利用第一减振器组件71的正性能，从而使得转矩传递装置10具有总体改进的运行特性。由此，能够尤其避免负特性，例如在转矩传递装置10的第三运行状态中、即当第一离合器81被闭合情况下，在高于预定的第一转速n_G1时的转速波动增大。

图3示出在第一离合器81的一种变型中离合器装置50的第一离合器81的切换状态的线图。在此，在图3中绘制了随转速n变化的利用第一离合器81能够传递的最大转矩M_R1。

相对于在图1和2中示出的第一离合器81，第一离合器81具有预定的第二转速n_G2。在此，在预定的第一转速n_G1与预定的第二转速n_G2之间，第一离合器81被部分地打开。在这种状态中，第一离合器81能够以滑转的方式被运行。在高于预定的第二转速n_G2时，第一离合器81被完全打开。第一离合器81的这种构型方案实现：没有第一离合器81的突然转换造成转矩传递装置10的特性的突然的改变。

图4示出根据第二实施方式的转矩传递装置10的示意图。

转矩传递装置10类似于在图1中示出的转矩传递装置10构造。不同之处在于，离合器装置50除了第一离合器81之外还具有第二离合器200。第二离合器200能够与第一离合器81相同地构造。第二离合器200也能够与第一离合器81不同地构造。第二离合器200也能够通过第一离合器81来操纵或者具有与第一离合器81不同的操纵件。在此，第二离合器200能够在低于预定的第三转速n_G3时被闭合，在高于所述预定的第三转速n_G3时被打开。

第二离合器200具有第二离合器输入端205和第二离合器输出端210。第二离合器输入端205与涡轮60转矩锁合地连接。

减振器装置45除了第一减振器组件71之外还具有第二减振器组件215。在此，第二减振器组件215能够与第一减振器组件71相同地构造。第二减振器组件215也能够与第一减振器组件71不同地构造。第二减振器组件215具有第二弹簧元件220。在此，第二弹簧元件220与法兰52耦合。

在第一减振器组件71与第二减振器组件215之间设置有中间法兰225。在此，在输出侧，第二减振器组件215与中间法兰225耦合。在输入侧，第二减振器组件215与桥接离合器输出端70连接。

第一减振器组件71在输入侧与中间法兰225耦合，在输出侧与法兰52耦合。第二离合器输出端210与中间法兰225转矩锁合地耦合。

中间法兰225具有惯性J_ZF。在此，中间法兰225的惯性J_ZF能够与法兰52的惯性J_NF不同或者相同。

图5示出在图3中示出的转矩传递装置10的局部。在此，仅仅示出了该转矩传递装置的在图4中到闭合的桥接离合器为止的有效部件。

转矩传递装置10的第二和第三运行状态与在图1和2中说明的运行状态相似。

在第二运行状态中，第二离合器200被闭合，第一离合器81被打开。由此，中间法兰225的惯性J_ZF增加了涡轮60的惯性J_T。这导致减振器装置45作为双扭转减振器(DTD)起作用。由此，尤其是在转速较高的情况下，能够避免减振器装置45的负特性。特别地，在必要时波动增大的转速较高情况下能够避免转速差。在结构上，这种切换由此例如能够被解决，其方式是，第一减振器组件71布置在第二减振器组件215的径向外部，从而使得所述减振器装置在轴向方向上特别紧凑。此外，通过第二离合器200接入离心力摆51。

在第三运行状态中，第二离合器200被打开，而相对地第一离合器81被闭合。这实现：减振器装置45作为涡轮减振器(TD)起作用，该涡轮减振器特别软并且尤其是在转速较低的情况下能够特别好地消除大的转速波动。第一和第二离合器81、200的转换能够在预定的第一转速n_G1时同步地进行。

图6示出根据第二和第三运行状态随转速n变化的转速波动Δn的线图。在此，在该线图中示出了三个图线400、405、410。第一图线400对应于所述第二运行状态，如果转矩传递装置10仅仅以这种方式随转速n被切换。第二图线405对应于在图4中示出的转矩传递装置10的第三运行状态，如果转矩传递装置10在总的转速n上仅仅在所述第三运行状态中被运行。第三图线410示出转矩传递装置10的运行特性，其中，在第一转速n_G1时，从所述第二运行状态转换到所述第三运行状态。这实现了转矩传递装置10在总的转速谱上具有特别低的转速波动Δn。由此避免：驱动马达25的驱动本征模式和离心力摆51的吸振器本征模式可相互影响。尤其避免：在转矩传递装置10的第三运行状态中，所述驱动本征模式位于离心力摆51的吸振器本征模式附近。由此避免对于转矩传递装置10的隔绝早在所述驱动本征模式之前变得不可接受。

所述驱动本征模式在所述第二运行状态中比在所述第三运行状态中低。在该驱动本征模式的范围中，直到第一转速n_G1为止，转矩传递装置10的隔绝是足够的。由于所述吸振器本征模式处于高于第一转速n_G1的可行驶范围(在图6中第一图线400的在第一转速n_G1之后上升的山峰)中，并且常常具有难以通过的振幅，因此通过将离合器81、200转换到所述第三运行状态能够在转矩传递装置10的转速波动Δn中避免这些振幅。由此能够将尤其是在当前的涡轮减振器(TD)的第二运行状态中在低转速范围中的转矩传递装置10的正性能与在转矩传递装置10的第三运行状态中在较高转速范围中的正性能结合，尤其是当减振器装置45因此构造为双扭转减振器(DTD)时。

图7示出在图4至6中示出的转矩传递装置10的一种变型中根据转速n利用离合器81、200能够传递的最大转矩M_R1、M_R2的线图。

所述线图具有第一图线300和第二图线305。第一图线300对应于第一离合器81的在图3中示出的图线100。第二图线305对应于所述切换和利用第二离合器200能够传递的最大转矩M_R2。在低于预定的第三转速n_G3时，第二离合器200被打开。在此，预定的第三转速n_G3能够与所述第一转速n_G1相同。预定的第三转速n_G3和预定的第一转速n_G1也能够不同。在高于预定的第三转速n_G3时，第二离合器200被部分地闭合。随着转速n的增大，第二离合器200被继续闭合，其中，在高于预定的第四转速n_G4时，第二离合器200被完全闭合，所述预定的第四转速在本实施方式中与预定的第二转速n_G2相同。如果第一离合器81和第二离合器200示例性地相同地构造，则利用第一和第二离合器81、200能够传递的最大转矩M_R1、M_R2能够是相同的。如果离合器81、200不同地构造，则借助于离合器81、200能够传递的最大转矩M_R1、M_R2自然能够是不同的。这导致：在第一、第三转速n_G1、n_G3与第二、第四转速n_G2、n_G4之间存在转矩传递装置100的过渡区域，在所述过渡区域中，涡轮60部分地既与法兰52又与中间法兰225耦合。在此，在第一图线300的和第二图线305的线的交点310处，在高于第五转速n_G5时被分配给所述第三运行状态，在低于第五转速n_G5时被分配给所述第二运行状态。

附图标记列表

10 转矩传递装置

15 输入端

20 输出端

25 驱动马达

30 传动装置

35 桥接离合器

40 变换器

45 第一减振器装置

50 离合器装置

51 离心力摆

52 法兰

55 泵轮

56 从动轴

60 涡轮

65 桥接离合器输入端

70 桥接离合器输出端

71 第一减振器组件

75 第一弹簧元件

80 变速器输出轴

81 第一离合器

85 第一离合器输入端

90 第一离合器输出端

95 不存在

100 第一图线

105 第二图线

200 第二离合器

205 第二离合器输入端

210 第二离合器输出端

215 第二减振器组件

220 第二弹簧元件

225 中间法兰

300 第一图线

305 第二图线

310 交点

400 第一图线

405 第二图线

410 第三图线

Claims

1.转矩传递装置(10)，

-具有输入端(15)、液力变换器(40)、离合器装置(50)、法兰(52)和减振器装置(45)，

-其中，所述减振器装置(45)包括第一减振器组件(71)，

-其中，所述变换器(40)包括涡轮(60)，

-其中，所述第一减振器组件(71)在输入侧与所述输入端(15)转矩锁合地耦合，在输出侧与所述法兰(52)转矩锁合地耦合，

-其中，所述离合器装置(50)构造用于将所述涡轮(60)与所述法兰(52)以能切换的方式转矩锁合地连接。

2.根据权利要求1所述的转矩传递装置(10)，

-其中，所述离合器装置(50)包括第一离合器(81)，

-其中，所述第一离合器(81)布置在所述法兰(52)与所述涡轮(60)之间，

-其中，在闭合状态中，所述第一离合器(81)将所述涡轮(60)与所述法兰(52)至少部分地转矩锁合地连接，

-其中，在所述第一离合器(81)的打开状态中，通过所述第一离合器(81)进行的在所述法兰(52)与所述涡轮(60)之间的转矩传递被切断。

3.根据权利要求1或者2所述的转矩传递装置(10)，其中，所述第一离合器(81)在低于预定的第一转速(n_G1)时被闭合，在高于所述预定的第一转速(n_G1)时被至少部分地打开。

4.根据权利要求3所述的转矩传递装置(10)，

-其中，所述第一离合器(81)具有预定的第二转速(n_G2)，

-其中，所述预定的第二转速(n_G2)大于所述预定的第一转速(n_G1)，

-其中，在所述预定的第一转速(n_G1)与所述预定的第二转速(n_G2)之间，所述第一离合器(81)被部分地打开，

-其中，在高于所述预定的第二转速(n_G2)时，所述第一离合器(81)被完全打开。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的转矩传递装置(10)，

-其具有中间法兰(225)，

-其中，所述减振器装置(45)包括第二减振器组件(215)，

-其中，所述第二减振器组件(215)在输入侧与所述输入端(15)连接，在输出侧与所述中间法兰(225)连接，

-其中，所述第一减振器组件(71)在输入侧与所述中间法兰(225)连接。

6.根据权利要求5所述的转矩传递装置(10)，

-其中，所述离合器装置(50)包括第二离合器(200)，

-其中，所述第二离合器(200)布置在所述涡轮(60)与所述中间法兰(225)之间，

-其中，在闭合状态中，所述第二离合器(200)将所述涡轮(60)与所述中间法兰(225)至少部分地转矩锁合地连接，

-其中，在所述第二离合器(200)的打开状态中，通过所述第二离合器(200)进行的在所述涡轮(60)与所述中间法兰(225)之间的转矩传递被切断。

7.根据权利要求6所述的转矩传递装置(10)，

-其中，所述第二离合器(200)在低于预定的第三转速(n_G3)时被打开，在高于所述预定的第三转速(n_G3)时被打开，

-其中，优选地，所述预定的第一转速(n_G1)和所述预定的第三转速(n_G3)相同或者不同。

8.根据权利要求7所述的转矩传递装置(10)，

-其中，所述第二离合器(200)具有预定的第四转速(n_G4)，

-其中，所述预定的第四转速(n_G4)大于所述预定的第三转速(n_G3)，

-其中，在所述预定的第三转速(n_G3)与所述预定的第四转速(n_G4)之间，所述第二离合器(200)被部分地闭合，

-其中，在高于所述预定的第四转速(n_G4)时，所述第二离合器(200)被完全闭合，

-其中，优选地，所述预定的第四转速(n_G4)基本上相应于所述预定的第二转速(n_G2)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的转矩传递装置(10)，

-其中，所述第一和/或第二减振器组件(71、215)包括至少一个弹簧元件(75、220)，

-其中，所述弹簧元件(75、220)构造为弓形弹簧或者压式弹簧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的转矩传递装置(10)，其中，所述离合器装置(50)通过离心力操纵和/或电气地操纵和/或液压地操纵和/或气动地操纵和/或机械地操纵。