CN109312826A - 机动车变速器 - Google Patents

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CN109312826A
CN109312826A CN201780037669.XA CN201780037669A CN109312826A CN 109312826 A CN109312826 A CN 109312826A CN 201780037669 A CN201780037669 A CN 201780037669A CN 109312826 A CN109312826 A CN 109312826A
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jackshaft
vehicle transmission
clutch
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马丁·德雷塞尔
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Schaeffler Technologies AG and Co KG
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Abstract

本发明涉及一种用于具有至少两个彼此独立的驱动发动机的机动车的、尤其用于具有混合驱动器的机动车的机动车变速器(1)，所述机动车变速器具有：至少一个第一输入轴(2)；第一离合器(7)，经由所述第一离合器能够将第一驱动发动机(8)与第一输入轴连接；第二离合器(9)，借助所述第二离合器能够将第二驱动发动机(10)与第一输入轴(2)连接；和输出装置(6)，其中在每个中间轴(4，5)上设置有至少三个齿轮(41，42，43，51，52，53)，并且其中中间轴(4，5)中的至少一个倾斜于第一输入轴(2)和/或倾斜于相应另一中间轴(4，5)设置。

Description

机动车变速器
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的、用于具有至少两个彼此独立的驱动发动机的机动车的机动车变速器。
背景技术
由于在机动车中的有限的结构空间，在车辆制造商方面存在尽可能有效地利用现有的结构空间的巨大兴趣。与此同时，在车辆购买者方面存在对于驱动器的高效率以及高的行驶舒适度的期望，由此必须在机动车的发动机舱中设置大量的辅助设备，例如空调压缩机、隔离装置、制动力放大器或转向辅助装置。在机动车变速器的设计中存在对总是更精细的挡位分级的期望，以便能够相应尽可能有效地运行内燃发动机进而减小机动车的消耗。对于这种更高挡位数量的期望与尽可能有效地利用结构空间存在利益冲突，其中所述对于更高挡位数量的期望在已知机动车变速器中导致总是更长构成的实施方式。在具有混合驱动器的车辆中，该情况下由于电动发动机的附加的空间需求而变得尖锐。
从DE 100 21 025 A1中已知一种用于具有内燃发动机和电动发动机的机动车的动力传动系的变速器，所述变速器将常规的换挡变速器与用于两个电驱动器的两个行星变速器连接，其中为了提高总效率设有行星变速器的跨接装置。然而，该解决方案的缺点是：这种变速器需要相对多的结构空间进而不适合于结构空间小的发动机舱。
从EP 2 161 154 A1中已知具有多个齿轮对的机动车变速器，经由所述齿轮对能够分别实现不同的传动比并且经由所述齿轮对能够耦合输入第二驱动发动机的驱动力矩。所述机动车变速器也具有相对大的结构空间。
DE 199 60 621 A1描述用于具有内燃发动机和电动发动机的混合动力车辆的机动车变速器，其中内燃发动机经由第一离合器能够与机动车变速器连接，并且其中电动发动机经由第二离合器能够与机动车变速器连接。在此，能够选择性地将内燃发动机、电动发动机或两个发动机与机动车变速器连接，其中对于这两个发动机设有共同的输出轴。
从DE 101 51 752 A1中已知具有副轴的换挡变速器，其中副轴不与换挡变速器的输入轴轴线平行地设置，而是彼此成角度α设置，以便实现换挡变速器的尽可能节约结构空间的构成方案。
发明内容
本发明的目的是：提出一种用于具有至少两个彼此独立的驱动发动机的动力传动系的替选的机动车变速器，所述机动车变速器的特征尤其在于在轴向方向上的紧凑的结构形式。
所述目的通过用于具有至少两个彼此独立的驱动发动机的机动车的根据本发明的机动车变速器实现，所述机动车变速器至少具有：第一输入轴；第一离合器，经由所述第一离合器能够将第一驱动发动机与第一输入轴连接；第二离合器，借助所述第二离合器能够将第二驱动发动机与第一输入轴连接；和至少两个中间轴，其中在中间轴中的每个上设置有至少三个齿轮。机动车变速器具有输出装置，其中中间轴中的至少一个中间轴倾斜于第一输入轴和/或倾斜于相应另一中间轴设置。由此，在设计变速器时相对于具有平行的输入轴和中间轴的变速器实现附加的自由度，使得在变速器的挡位的渐进的分级的情况下能实现齿轮的更简单的双重占用。通过齿轮的双重占用能够实现在变速器的轴向方向上相对短的结构长度。通过倾斜设置的中间轴，变化输入轴和中间轴之间的间距，使得能够更容易地实施挡位的渐进的协调。此外，能够通过至少一个中间轴的倾斜的设置将机动车变速器中的中间空间用于变速器的另外的构件，如同步环、换挡促动器、倒挡小齿轮等。此外，能够通过所获得的结构空间将第二驱动发动机，尤其电动发动机，集成到机动车变速器中。
通过在从属权利要求中详述的特征可以有利地改善和改进在独立权利要求中说明的机动车变速器。
在机动车变速器的一个优选的实施方式中提出：机动车变速器具有第一输入轴和第二输入轴，所述第一输入轴与第一驱动发动机连接，所述第二输入轴与第二驱动发动机连接。由此，将两个驱动发动机简单地联接到机动车变速器上是可行的。
在此尤其优选的是：第一输入轴和第二输入轴彼此同轴地设置。由此，变速器的尤其紧凑的结构形式是可行的，并且两个输入轴的同轴的设置还简化到中间轴和/或输出装置上的力传递。在此尤其优选的是：第二输入轴对齐地设置在第一输入轴的延长部中。由此，第一和第二驱动发动机能够以简单的方式和方法设置在机动车变速器的两侧上，使得将两个驱动发动机简单机械地联接到机动车变速器上是可行的。
在机动车变速器的一个优选的实施方式中提出：第二输入轴具有齿轮，所述齿轮与中间轴中的一个中间轴上的至少一个齿轮能够处于接合或能够形成接合。由此，从第二驱动发动机到中间轴之一上的直接力传递是可行的，使得第二驱动发动机能够支持第一驱动发动机，优选在时间受限的“助力(Boost)”功能中来支持。此外，能够以该方式进行从输出装置经由中间轴之一到第二输入轴上的力传递。因此，能够借助于第二驱动发动机进行能量回收并且将机动车的动能经由该变速器和第二驱动发动机来回收。尤其优选地，第二输入轴上的齿轮与中间轴之一上的各一个齿轮处于接合。因此，助力功能或能量回收可与相应选择的挡位无关地实现。
替选地或附加地，有利地提出：第一输入轴和第二输入轴经由第二离合器能够彼此连接。由此，形成两个驱动发动机之间的刚性连接，使得第二驱动发动机除了“助力”运行和能量回收的所述有利功能之外也能够用于启动第一驱动发动机。如果第一驱动发动机构成为内燃发动机并且第二驱动发动机构成为电动发动机，那么能够以该方式实现用于内燃发动机的启停系统。此外，电动发动机的和属于其的电池的功率通常显著高于机动车的启动器电池，使得发电机和启动器电池显著设计得更小或能够完全取消。
根据另一有利的实施方式提出：机动车变速器具有第三输入轴，所述第三输入轴作为空心轴与第一输入轴同轴地设置。因此，第三驱动发动机能够与机动车变速器机械地连接。替选地，第三输入轴也能够与第一驱动发动机连接。在此尤其优选的是：第一输入轴和第三输入轴能够经由双离合器与第一驱动发动机连接。由此能够将机动车变速器的挡位在第一和第三输入轴之间交替地设置，由此尤其快速的挡位切换和短的换挡时间是可行的。在此，基本上也在换挡过程期间实现不中断的牵引力传递。因此，例如“奇数”挡位、即第一、第三、第五挡位等与第一输入轴连接并且能够经由第一离合器换挡，并且“偶数”挡位、即第二、第四、第六挡位等与第三输入轴连接并且能够经由第三离合器换挡。通过所提出的解决方案，用于具有两个驱动发动机的尤其紧凑的双离合器变速器是可行的，所述双离合器变速器在具有前置发动机的机动车中能够横向于行驶方向和沿着行驶方向装入。因此，变速器能够用于横向于行驶方向和用于沿着行驶方向装入的内燃发动机，使得在此不需要附加的变速器变型。
在本发明的一个有利的进一步改进形式中提出：输出装置的齿轮与第一中间轴的齿轮和与第二中间轴的齿轮能够处于共同接合。由此能够实现用于两个中间轴的共同的输出装置，使得能够弃用附加的构件，尤其输出装置处的另一齿轮。在此尤其有利的是：第一中间轴的锥形齿轮，尤其斜面体齿轮，和第二中间轴的正齿轮与输出装置的正齿轮处于接合。
根据本发明的另一有利的改进形式提出：输出装置具有用于将驱动力矩分配到机动车的被驱动的轮上的差速器。由此能够以简单的方式和方法将驱动力矩分配到驱动轮上。在此尤其优选的是：差速器的正齿轮支承在空心轴上并且输出轴之一被引导穿过所述空心轴，该输出轴将差速器与机动车的各一个驱动轮连接。
此外，根据本发明提出一种用于机动车的动力传动系，其包括第一驱动发动机、第二驱动发动机以及机动车变速器，其中机动车变速器包括第一输入轴；第一离合器，经由所述第一离合器能够将第一驱动发动机与第一输入轴连接；第二离合器，借助所述第二离合器能够将第二驱动发动机与第一输入轴连接；至少两个中间轴；以及输出装置，其中中间轴中的至少一个中间轴倾斜于第一输入轴和/或倾斜于相应另一中间轴设置，并且其中第一驱动发动机构成为内燃发动机并且第二驱动发动机构成为电动发动机。因此，能够显示出用于具有混合驱动器的机动车的紧凑的动力传动系。
本发明的在本申请中提出的不同的实施方式只要没有单独地另作说明就能够有利地彼此组合。
附图说明
下面，根据相关附图在实施例中详细阐述本发明。附图示出：
图1示出6挡位换挡变速器形式的根据本发明的机动车变速器；
图2示出6挡位换挡变速器形式的根据本发明的机动车变速器的另一实施例；
图3示出8挡位双离合器变速器形式的根据本发明的机动车；
图4示出8挡位双离合器变速器形式的根据本发明的机动车变速器的另一实施例。
具体实施方式
图1示出根据本发明的机动车变速器1的示意的且展开的第一侧视图。机动车变速器1构成为用于混合动力车辆的动力传动系的换挡变速器，所述混合动力车辆具有第一驱动发动机8和第二驱动发动机10。第一驱动发动机8优选构成为内燃发动机15。第二驱动发动机10优选构成为电动发动机16。第一驱动发动机8经由第一离合器7能够与机动车变速器1的第一输入轴2连接。在第一输入轴2上，在三个啮合平面I-III中分别设置有与第一输入轴2抗转动地连接的齿轮21、22、23。第二驱动发动机10具有第二输入轴3，所述第二输入轴经由第二离合器9能够与机动车驱动器1的第一输入轴2连接。在此，第二输入轴3同轴地且对齐地设置在第一输入轴2的延长部中，以便简化两个输入轴2和3的耦联。机动车变速器1还具有第一中间轴4，所述第一中间轴相对于两个输入轴2、3倾斜地设置。在第一中间轴4上设置有多个齿轮41、42、43、45。齿轮41、42、43和45构成为锥形齿轮，以便补偿第一中间轴4关于输入轴2和3的倾斜姿态进而简化与第一输入轴2上的齿轮21、22和23的接合。在此，与第一输入轴2的构成为固定齿轮的齿轮21、22、23在啮合平面I至III中接合的齿轮41、42、43构成为活动齿轮。设置在输出装置啮合平面V中的齿轮45构成为固定齿轮并且与机动车变速器1的输出装置6的正齿轮61接合。在此，齿轮45优选构成为斜面体齿轮，以便实现第一中间轴4相对于输出装置6的倾斜姿态。替选于斜面体齿轮，齿轮45也能够构成为另外的锥形齿轮。
此外，机动车变速器1具有第二中间轴5，所述第二中间轴平行于输入轴2、3设置，并且设置在多个齿轮51、52、53、55上。齿轮51、52和53构成为活动齿轮，所述齿轮与第一输入轴2的构成为固定齿轮的齿轮21、22和23接合。啮合平面V中的齿轮55同样与输出装置6的正齿轮61接合并且构成为固定齿轮。
图1中示出的机动车变速器1具有六个挡位，所述挡位设置在啮合平面I-III中。在此，机动车变速器1具有渐进的挡位分级，其中挡位优选在第一中间轴4和第二中间轴5之间交替地分布。第一输入轴2的齿轮21、22和23双重占用，使得借助第一输入轴2上的仅三个齿轮能够表现六个挡位。因此，第一、第三和第五挡位经由第一中间轴4的齿轮41、42和43构成，而第二、第四和第六挡位经由第二中间轴5的齿轮51、52和53构成。为了节约轴向结构空间，第一输入轴2的全部齿轮21、22和23双重占用。这是可行的，因为第一输入轴2和第一中间轴4之间的间距沿轴向方向通过第一中间轴4的倾斜姿态来变化。在此，第一中间轴4的倾斜的设置实现在变速器设计时相对于所有轴2、4、5都平行设置的机动车变速器1的附加的自由度。因此，在设计机动车变速器1时对于设计者而言显著更简单的是：在第一输入轴2上的齿轮21、22、23双重占用的情况下实现渐进的挡位分级。替选地可行的是：第一输入轴2上的各个齿轮21、22或23仅被单重占用，并且分别仅或者与第一中间轴4上的齿轮接合，或者与第二中间轴5上的齿轮接合。然而由此，减小了可能的挡位的数量。通过第一输入轴2和第二输入轴3之间的第二离合器9可行的是：借助第二驱动发动机10以第一输入轴2的所有挡位21、22和23行驶，获得第一驱动发动机8的支持(助力)，执行能量回收运行，以及实现混合驱动器的另外的优点。此外，能够以该方式和方法使用第二驱动发动机10来启动第一驱动发动机8，和/或实现第一驱动发动机8的启停系统。
输出装置6包括差速器11，经由所述差速器能够将机动车变速器1的转矩分配到差速器11的第一输出轴62和第二输出轴63上，进而尤其能够分配到机动车的驱动轮或驱动车桥上。替选地，在根据本发明的机动车变速器1中也能够将两个中间轴4、5倾斜于第一输入轴2和输出装置6设置。
在图2中，示出具有六个挡位的根据本发明的机动车变速器1的一个替选的实施例。在结构基本上与图1中示出的机动车变速器1相同的情况下，第二输入轴3具有齿轮31，所述齿轮抗转动地与第二输入轴3连接。第一中间轴4和第二中间轴5分别在附加的啮合平面VI中具有另外的齿轮46、56，所述另外的齿轮与第二中间轴5上的齿轮31接合。在此，附加的啮合平面VI用于将第二驱动发动机10联接到两个中间轴4和5上，其中所述附加的啮合平面VI包括与第二输入轴3抗转动地连接的齿轮31以及两个中间轴4和5上的活动齿轮46和56。现在，这种设置允许在每个挡位中支持第一驱动发动机8。此外，能够以该方式也在每个挡位中执行能量回收。
图3示出根据本发明的机动车变速器1的另一示意且展开的侧视图。机动车变速器1构成为双离合器变速器14并且具有第一输入轴2，在所述第一输入轴上抗转动地设置有两个齿轮21、22。与第一输入轴2同轴地设置有第三输入轴12，所述第三输入轴构成为空心轴13。在此，第一输入轴2被引导穿过空心轴13。在第三输入轴12上抗转动地设置有两个另外的齿轮121、122。双离合器变速器14具有第一离合器7和第三离合器17，其中第一驱动发动机8经由第一离合器7能够与第一输入轴2连接。经由第三离合器17，第一驱动发动机8能够与第三输入轴12连接，由此在输入轴2、12之间快速切换是可行的。此外，机动车变速器1具有第一中间轴4，所述第一中间轴相对于输入轴2、12倾斜地设置。在第一中间轴4上设置有多个齿轮41、42、43、44、45。第一中间轴4上的齿轮41、42、43、44和45构成为锥形齿轮，以便简化齿轮41、42、43、44与输入轴2和12的齿轮21、22、121、122的啮合的接合以及齿轮45与输出装置6的齿轮61的啮合的接合。在此，与第一或第三输入轴2、12的构成为固定齿轮的齿轮21、22、121、122接合的齿轮41、42、43、44在啮合平面I至IV中构成为活动齿轮。设置在输出装置啮合平面V中的齿轮45构成为固定齿轮并且与机动车变速器1的输出装置6的正齿轮61接合。在此，齿轮45优选构成为斜面体齿轮，以便实现第一中间轴4相对于输出装置6的倾斜姿态。
机动车变速器1还具有第二中间轴5，所述第二中间轴平行于输入轴2、12设置，并且在所述第二中间轴上设置有多个齿轮51、52、53、54、55。与输入轴2和12的构成为固定齿轮的齿轮21、22、121、122接合的齿轮51、52、54和54构成为活动齿轮。啮合平面V中的齿轮55同样与输出装置6的正齿轮61接合并且构成为固定齿轮。图1中示出的机动车驱动器1具有八个挡位，所述挡位设置在啮合平面I-IV中。在此，机动车变速器1具有渐进的挡位分级，其中挡位分别在第一输入轴2和第三输入轴12之间交替地分布。第一或第三输入轴2、12的齿轮21、22、121和122分别双重占用，使得借助输入轴2、12的仅四个齿轮能够表现八个挡位。因此，第一、第三、第五和第七挡位经由第一输入轴2的齿轮21、22构成，而第二、第四、第六和第八挡位经由第三输入轴12的齿轮121、122构成。为了节约轴向结构空间，输入轴2和12的全部齿轮21、22、121、122双重占用。这是可行的，因为输入轴2和12和第一中间轴4之间的间距沿轴向方向通过第一中间轴4的倾斜姿态变化。第一中间轴4的倾斜设置在此实现在变速器设计时相对于全部轴2、4、5、12都平行设置的机动车变速器1的附加的自由度。因此，在设计机动车变速器1时对于设计者而言显著更简单的是：在输入轴2和12上的齿轮21、22、121、122双重占用的情况下实现渐进的挡位分级。
在图4中示出根据本发明的机动车变速器1的一个替选的实施方式。在此，机动车变速器1同样作为八挡位双离合器变速器示出。在结构与图3中示出的机动车变速器1基本相同的情况下，第二输入轴3具有齿轮31，所述齿轮与第二输入轴3抗转动地连接。第一中间轴4和第二中间轴5分别在附加的啮合平面VI中具有另外的齿轮46、56，所述另外的齿轮与第二输入轴3上的齿轮31接合。在此，附加的啮合平面VI用于将第二驱动发动机10联接到两个中间轴4和5上，其中所述附加的啮合平面VI包括与第二输入轴3抗转动地连接的齿轮31以及两个中间轴4和5上的活动齿轮46和56。现在，这种设置允许在每个挡位中支持第一驱动发动机8。此外，能够以该方式也在每个挡位中执行能量回收。
基于图3和4中示出的实施例，也能够实现具有多于或少于八个挡位的机动车变速器1，尤其双离合器变速器14。尽管对于附加的挡位需要另外的啮合平面或中间轴，然而该结构能够容易地转用于具有四至十二个挡位的机动车变速器1。在此，能够执行：省去中间轴4、5上的一个或两个齿轮位置。该结构空间能够有益地用于机动车变速器1的同步或倒挡。
附图标记列表
1 机动车变速器
2 第一输入轴
3 第二输入轴
4 第一中间轴
5 第二中间轴
6 输出装置
7 第一离合器
8 第一驱动发动机
9 第二离合器
10 第二驱动发动机
11 差速器
12 第三输入轴
13 空心轴
14 双离合器变速器
15 内燃发动机
16 电动发动机
17 第三离合器
21 第一输入轴的第一齿轮
22 第一输入轴的第二齿轮
23 第一输入轴的第三齿轮
31 第二输入轴的第一齿轮
41 第一中间轴的第一齿轮
42 第一中间轴的第二齿轮
43 第一中间轴的第三齿轮
44 第一中间轴的第四齿轮
45 第一中间轴的斜面体齿轮
46 第一中间轴的第五齿轮
51 第二中间轴的第一齿轮
52 第二中间轴的第二齿轮
53 第二中间轴的第三齿轮
54 第二中间轴的第四齿轮
55 第二中间轴的正齿轮
56 第二中间轴的第五齿轮
61 输出装置的正齿轮
62 差速器的第一输出轴
63 差速器的第二输出轴
121 第三输入轴的第一齿轮
122 第三输入轴的第二齿轮
I 第一啮合平面
II 第二啮合平面
III 第三啮合平面
IV 第四啮合平面
V 输出装置啮合平面
VI 第五啮合平面

Claims (10)

1.一种用于具有至少两个彼此独立的驱动发动机的机动车的机动车变速器(1)，所述机动车尤其是混合动力车辆，所述机动车变速器包括：
-第一输入轴(2)；
-第一离合器(7)，经由所述第一离合器能够将第一驱动发动机(8)与所述第一输入轴(2)连接；
-第二离合器(9)，借助所述第二离合器能够将第二驱动发动机(10)与所述第一输入轴(2)连接；
-至少两个中间轴(4，5)，以及
-输出装置(6)，其中
-在所述中间轴(4，5)中的每个上设置有至少三个齿轮(41，42，43，45，51，52，53，45)，
其特征在于，
-所述中间轴(4，5)中的至少一个中间轴倾斜于所述第一输入轴(2)和/或倾斜于相应另一所述中间轴(4，5)设置。
2.根据权利要求1所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述机动车变速器(1)具有第一输入轴(2)和第二输入轴(3)，所述第一输入轴与所述第一驱动发动机(8)连接，所述第二输入轴与所述第二驱动发动机(10)连接。
3.根据权利要求2所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述第一输入轴(2)和所述第二输入轴(3)彼此同轴地设置。
4.根据权利要求3所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述第二输入轴(3)对齐地设置在所述第一输入轴(2)的延长部中。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述第二输入轴(3)具有齿轮(31)，所述齿轮与所述中间轴(4，5)中的一个中间轴上的至少一个齿轮(46，56)、优选所述中间轴(4，5)中的一个中间轴上的各一个齿轮(46，56)能够处于接合或能够形成接合。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述第一输入轴(2)和所述第二轴(3)能够经由所述第二离合器(9)彼此连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述机动车变速器(1)具有第三输入轴(12)，所述第三输入轴作为空心轴(13)与所述第一输入轴(2)同轴地设置。
8.根据权利要求7所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述第一输入轴(2)和所述第三输入轴(12)能够经由双离合器(14)与所述第一驱动发动机(8)连接。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述输出装置(6)的齿轮(61)与第一中间轴(4)的齿轮(45)和与第二中间轴(5)的齿轮(55)能够处于共同接合或形成共同接合。
10.一种用于机动车的动力传动系，其包括第一驱动发动机(8)和第二驱动发动机(10)以及根据权利要求1至9中任一项所述的机动车变速器(1)，其特征在于，所述第一驱动发动机(8)是内燃发动机并且所述第二驱动发动机(10)是电动发动机。
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