CN111712648A - 具有作为离合器载体的扭转减振器的离合器单元、具有离合器单元的混合动力模块 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车的驱动系的离合器单元(1)，其具有作为驱动元件起作用的转矩输入构件(2)、作为从动元件起作用的转矩输出构件(3)，转矩输出构件能经由能在使用摩擦配合件(4)的情况下来切换的离合器(5)与转矩输入构件(2)以转矩传递的方式连接，并且具有扭转减振器(6)，扭转减振器具有两个相对彼此减振的用于降低转动不均匀性的质量部(7、8)，扭转减振器布置在转矩输入构件(2)与转矩输出构件(3)之间，其中，扭转减振器(6)的两个质量部(7、8)中的至少一个同时被设计为用于摩擦配合件(4)的载体(9)。此外，本发明还涉及一种具有第一驱动机的混合动力模块，该第一驱动机的从动轴能经由这种离合器单元(1)与第二驱动机的从动轴或变速器输入轴连接。

Description

具有作为离合器载体的扭转减振器的离合器单元、具有离合 器单元的混合动力模块
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驱动系的离合器单元，该离合器单元具有作为驱动元件起作用的转矩输入构件，例如用于引入第一驱动机、尤其是内燃机的转矩的曲轴或相对曲轴固定的部分，以及离合器单元具有作为从动元件起作用的转矩输出构件，例如变速器输入轴或第二驱动机的、尤其是电机的从动轴，其中，转矩输出构件能经由离合器能在使用摩擦配合件、如摩擦衬片和/或板片的情况下来切换的离合器、尤其是经由分离离合器与转矩输入构件以转矩传递方式连接，并且离合器单元具有扭转减振器，其具有两个相对彼此减振的用于降低尤其是内燃机的转动不均匀性的质量部，该扭转减振器布置在转矩输入构件与转矩输出构件之间。此外，本发明还涉及一种具有第一驱动机的混合动力模块，该第一驱动机的从动轴能经由这样的离合器单元与第二驱动机的从动轴或变速器输入轴连接。
背景技术
这样的离合器单元已经由现有技术中所已知。例如，DE 10 2009 032 336 A1公开了一种用于车辆的驱动系的在内燃机的曲轴与变速器的变速器输入轴之间的转矩传递装置，该转矩传递装置包括分离离合器和双重量飞轮，其中，双重量飞轮和分离离合器以串联方式布置在曲轴与变速器输入轴之间，其中，双重量飞轮布置在曲轴侧，并且分离离合器布置在变速器输入轴侧。
DE 10 2010 054 545 A1也公开了一种用于车辆的驱动系的在内燃机的曲轴与变速器的变速器输入轴之间的转矩传递装置，其包括分离离合器和双重量飞轮，其中，双重量飞轮和分离离合器以串联方式布置在曲轴与变速器输入轴之间，其中，双重量飞轮布置在曲轴侧，并且分离离合器布置在变速器输入轴侧，并且其中，电驱动器的转子径向地围绕分离离合器一部分，其中，分离离合器是板片式离合器。
然而，现有技术总是具有如下缺点，即，这样的具有前置的扭转减振器的离合器单元需要大的结构空间，并且用于降低转动不均匀性的成本花费是非常大的。此外，在湿式的、基于摩擦的分离离合器中，由于拖曳力矩造成了高损失，在干式的、基于摩擦的分离离合器中，结构空间需求附加地是高的，并且在基于形状锁定的分离离合器中，也难以实现可驱控性。
发明内容
因此，本发明的任务是避免或至少减少现有技术的缺点。尤其地，开发一种离合器单元，该离合器单元一方面满足了分离离合器的功能，并且另一方面满足了降低转动不均匀性的功能，并且同时降低其结构空间和成本。尤其地，应提供一种分离离合器，在其中产生较低的损耗，该分离离合器仅需要较小的结构空间，其具有良好的可驱控性并且能廉价地制造。
根据本发明，本发明的任务在按类属的设备中通过如下方式来解决，即，将扭转减振器的两个质量部中的至少一个同时设计为用于摩擦配合件的载体。
这具有的优点是，将用于降低转动不均匀性的功能集成在满足分离离合器(K0)的功能的结构组件中。因此，可以以有利的方式节省轴向的结构空间，并且可以将用于降低转动不均匀性的成本保持得较低。
有利的实施方式在从属权利要求中要求保护并且在下面更详细地阐述。
此外适宜的是，至少一个承载/容纳摩擦配合件的质量部被构造为板片载体。
此外有利的是，离合器和扭转减振器至少部分地、优选完全地沿轴向方向布置在相同的区域中。也就是说离合器和扭转减振器布置在相同的轴向高度处。因此，轴向的总长度可以以用于降低转动不均匀性的功能的轴向长度来减少。
在此有利的是，离合器和扭转减振器径向嵌套，也就是说沿径向方向相继地/相叠地布置。因此通过该径向嵌套方式明显节省了轴向的结构空间，即节省了否则就是用于扭转减振器所需的轴向的结构空间。
此外适宜的是，扭转减振器沿径向方向布置在离合器的外部。特别优选的是，扭转减振器如下这样地布置，即，扭转减振器径向地包围离合器。因此可以有利地提高惯性力矩。
在替选的实施方式中，也能够沿径向方向将扭转减振器布置在离合器内部，从而使离合器径向包围扭转减振器。
此外，有利的实施例的特征在于，离合器具有两个子离合器，借助它们能以转矩传递的方式将转矩输入构件和转矩输出构件连接起来。由此以有利的方式能够实现两个子离合器以不同的方式设计，从而可以将分离离合器的功能分解成子离合器。
在优选的实施方式中，两个子离合器中的一个被构造为形状锁合(formschlüssig)的离合器，而两个子离合器中的另一个被构造为摩擦锁合(reibschlüssig)/力锁合(kraftschlüssig)的离合器。因此，使用摩擦锁合的离合器用于分离离合器的一个功能，并且使用形状锁合的离合器用于离合器的另一功能，以便能够将两个离合器类型的优点彼此组合起来。因此，使用摩擦锁合的离合器用于离合器的一种功能，尤其是第一驱动机的启动，并且使用形状锁合的离合器用于离合器的另一功能，尤其是对第一驱动机的联接，以便能够将两个离合器类型的优点彼此组合起来。因此，本发明的任务通过将功能有针对性地配属给两个分离离合器来解决，从而通过摩擦锁合的离合器能够以较低的力矩需求实现用于发动机启动的高度可控性，并且通过形状锁合的离合器能够传递更高的力矩。由此促成离合器损失和所需的结构空间的减少，以及离合器可控性和最佳成本的改善。
特别优选的是，形状锁合的离合器被构造为切换爪齿设备/牙嵌式离合器。尤其有利的是，形状锁合的离合器如下这样地布置和设计，即，使其被用于将内燃机与驱动系联接，也就是说当机动车的变速器输入轴通过内燃机驱动时将内燃机与驱动系们联接。由此以有利的方式实现，内燃机的从动轴无滑差地并且以非常少的损耗地与变速器输入轴联接。
也有利的是，摩擦锁合的离合器被构造为单片式/多片式/板片式离合器。由此避免了在闭合摩擦锁合的离合器时突然传递转矩。
也有利的是，摩擦锁合的离合器和形状锁合的离合器具有相互独立或分开的离合器止挡以用于限制离合器行程。
特别优选的是，摩擦锁合的离合器如下这样地布置和设计，即，使其用于经由第二驱动机/电机来启动内燃机。因此为了启动内燃机，电机的从动轴经由摩擦锁合的离合器与内燃机联接，从而由电机施加的转矩可以用于将内燃机启动、即拖曳启动。
在优选的实施方式中，摩擦锁合的离合器的摩擦面平坦地或锥形地/锥体状地实施。
此外适宜的是，一个子离合器的操纵方向与另一子离合器的操纵方向相反。由此可以将不同大小的操纵面用于两个子离合器。此外，由此针对经由形状锁合的离合器的连接，能够实现简单的挂入和挂出，并且在经由摩擦锁合的离合器的连接的情况下，能够实现对扭转减振器的跨接/脱开。
此外有利的是，摩擦锁合的子离合器的操纵面与形状锁合的子离合器的操纵面相比大小不同。这具有的优点是，不必将摩擦锁合的离合器所需的驱动力与形状锁合的离合器所需的致动速度之间进行折衷。
此外有利的是，扭转减振器如下这样地布置，即，在不操纵形状锁合的子离合器的情况下扭转减振器与驱动系脱开。也就是说，当摩擦锁合的子离合器闭合且形状锁合的子离合器断开时，扭振减振器被跨接。也就是说，只有在形状锁合的子离合器闭合时，扭转减振器才是驱动系的一部分。由此使扭振减振器有利地在内燃机牵引启动时不必被一起拖曳，而是只有当还需要降低转动不均匀性时，才处于驱动系中。
也可能的是，一个子离合器的对子离合器进行调节以便操纵的操纵方向与另一分离离合器的操纵方向相同。也就是说，两个子离合器沿相同的操纵方向被操纵。尤其地，用于操纵两个子离合器的操纵系统如下这样地布置和构成，即，在操纵形状锁合的子离合器之前进行对摩擦锁合的子离合器的操纵。因此，以简单的方式实现了，在内燃机经由对形状锁合的子离合器的操纵与变速器输入轴相联以驱动机动车之前，内燃机首先经由对摩擦锁合的子离合器的操纵而被拖曳启动。
此外有利的是，两个子离合器被如下这样地设计，即，使它们经由转动执行部被操纵。由此，既可以实现针对摩擦锁合的离合器所需的挤压力，又可以实现针对形状锁合的离合器的所需的速度。
在此尤其有利的是，转动执行部以小摩擦直径实现。因此，损耗力矩保持较低。
此外适宜的是，两个子离合器被如下这样地布置，即，使它们经由共同的操纵系统被操纵。由此可以省略用于进行操纵的附加的元件。
此外有利的是，根据本发明的离合器单元被用于湿式的系统中，这是因为于是能简单地集成经由转动执行部的操纵。
特别优选的是，扭转减振器被构造为双重量飞轮，其具有布置在发动机侧/初级侧上的、即布置在内燃机侧的初级的飞轮重量，并且具有布置在变速器侧/次级侧的次级的飞轮重量。
在优选的实施方式中，摩擦锁合的子离合器和形状锁合的子离合器接在双重量飞轮的次级侧/次级质量部上，即接在双重量飞轮的变速器侧上。
在此有利的是，摩擦锁合的子离合器朝发动机/内燃机的方向布置，或者形状锁合的子离合器朝发动机的方向布置。此外优选的是，摩擦锁合的子离合器构造为具有锥形布置的摩擦元件的锥形离合器。
在另外的优选的实施方式中，摩擦锁合的子离合器接在双重量飞轮的初级侧/初级质量部上，并且形状锁合的子离合器接在双重量飞轮的次级侧/次级质量部上。
在此有利的是，两个子离合器轴向嵌套地布置或者两个子离合器径向嵌套地布置。由此可以将所需的结构空间保持得非常小。
在附加的有利的实施形式中，在离合器上设置有卡锁部，在操纵形状锁合的子离合器时该卡锁部便于调节到最终位置中，在该最终位置中，牙嵌式离合器的爪齿被挂入，也就是形状锁合的子离合器闭合，并且便于调节到中间位置，在该中间位置中，两个子离合器是未被操纵的。由此改善了形状锁合的子离合器的可驱控性和“常驻(normally-stay)”行为。
本发明的任务还通过例如用于P2混合动力应用的混合动力模块来解决，该混合动力模块具有第一驱动机，尤其是内燃机，该第一驱动机的从动轴能经由根据本发明的离合器单元与第二驱动机的、尤其是电机的从动轴、或变速器输入轴连接。
在此有利的是，第一驱动机的从动轴用作转矩输入构件，并且/或者第二驱动机的从动轴或变速器输入轴用作转矩输出构件。还适宜的是，使用用于经由第二驱动机的从动轴来启动第一驱动机的摩擦锁合的子离合器和/或用于将第一驱动机无滑差地联接到第二驱动机的从动轴或变速器输入轴上的形状锁合的子离合器。
换句话说，本发明涉及一种结构组件，其中组合了分离离合器的功能和用于降低内燃机的转动不均匀性的功能。在此，这两个功能基本上径向嵌套地布置，以便轴向上尽可能短地建造。在此，用于降低转动不均匀性的功能位于径向外部，而分离离合器的功能从径向上看在内部。例如可以利用使用双重量飞轮或离心摆来降低转动不均匀性。
附加地，分离离合器的功能分成用来将内燃发动机联接到变速器上的功能和用来将内燃机拖曳启动的功能。为了联接内燃机，使用形状锁合元件(切换爪齿设备)，并且为了拖曳启动使用了可调制的摩擦元件。在此，摩擦元件可以单面或多面以及平坦地或锥形地实施。
针对两种功能的运动方向可以相同或沿相反的方向地进行。当沿一个运动方向实现功能时，在燃烧器启动时，在无滑差的“联接功能”之前首先执行“摩擦功能”。与沿相同或相反方向操纵无关地，“联接”功能的实现的特征在于，在执行用于激活功能的运动之后，没有或仅出现很小的损耗。沿相反的方向实施功能是有利的，这是因为一方面针对离合器功能可以将简单主动的挂入和挂出跨接，并且另一方面针对“拖曳启动”可以在启动过程期间将用于降低转动不均匀性的功能跨接，这可以显着降低其机械负荷。此外，由此可以使用不同大小的操纵面，从而不必在摩擦元件的所需的挤压力与针对爪齿设备的所需的执行速度之间进行折衷。在湿式的系统中，两种功能的操纵都可以经由轴和转动执行部以较小的摩擦直径进行。
附图说明
下面借助附图阐述本发明。其中：
图1示出在第一实施例中的根据本发明的离合器单元的纵向截面图，其具有分离离合器的摩擦锁合的子离合器和形状锁合的子离合器，它们接在扭转减振器的次级质量部上，其中，摩擦锁合的子离合器朝第一驱动机的方向布置；
图2示出在第二实施例中的离合器单元的纵向截面图，其具有摩擦锁合的子离合器和形状锁合的子离合器，它们接在扭转减振器的次级质量部上，其中，形状锁合的子离合器朝第一驱动机的方向布置；
图3示出在第三实施例中的离合器单元的纵向截面图，离合器单元具有摩擦锁合的子离合器，其接在扭转减振器的初级质量部上，并且离合器单元具有形状锁合的子离合器，其接在扭转减振器的次级质量部上，其中，这些子离合器轴向嵌套地布置；
图4示出在第四实施例中的离合器单元的纵向截面图，离合器单元具有摩擦锁合的子离合器，其接在扭转减振器的初级质量部上，并且离合器单元具有形状锁合的子离合器，其接在扭转减振器的次级质量部上，其中，这些子离合器径向嵌套地布置；
图5示出在第五实施例中的离合器单元的纵向截面图，其具有构造为锥形离合器的摩擦锁合的子离合器；并且
图6示出在第六实施例中的离合器单元的纵向截面图，其具有用于形状锁合的子离合器的卡锁部。
附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。相同的元件标注了相同的附图标记。实施例的不同特征可以彼此互换。
具体实施方式
图1示出用于机动车辆的驱动系的离合器单元1。离合器单元1具有作为驱动元件(或作为从动元件)起作用的转矩输入构件2和作为从动元件(或作为驱动元件)起作用的转矩输出构件3。转矩输出构件3能经由能在使用摩擦配合件4的情况下来切换的离合器/分离离合器5以转矩传递的方式与转矩输入构件2连接。离合器单元1还具有用于降低转动不均匀性的扭转减振器6，其被构造为双重量飞轮。扭转减振器6具有与转矩输入构件2连接的初级质量部7和经由离合器5与转矩输出构件3连接的次级质量部8。初级质量部7相对于次级质量部8减振。同时，初级质量部7或次级质量部8被用作针对离合器5的摩擦配合件4的载体9，或者与载体9一体构成。
离合器5具有摩擦锁合的子离合器10，其构造为板片式离合器11。当摩擦锁合的子离合器10闭合时，转矩输入构件2和转矩输出构件3以转矩传递的方式连接。板片式离合器11具有内板片载体12和外板片载体14，内板片载体抗相对转动地、但轴向可移动地容纳内板片13，外板片载体抗相对转动地、但可轴向移动地容纳外板片15。内板片13和外板片15被用作摩擦配合件4。外板片载体14与初级质量部7或次级质量部8一体构成。在图1中所示的第一实施例中，外板片载体14与次级质量部8一体构成。
扭转减振器6布置在与离合器5相同的轴向高度上，从而扭转减振器6和离合器5径向嵌套地布置。扭转减振器6径向地布置在离合器5外部，从而扭转减振器径向地包围该离合器。
离合器5具有构造为牙嵌式离合器/牙嵌式切换设备17的形状锁合的子离合器16。当形状锁合的子离合器16闭合时，转矩输入构件2和转矩输出构件3以转矩传递的方式连接。牙嵌式离合器17具有转矩输出构件侧的爪齿18和转矩输入构件侧的爪齿19。
形状锁合的子离合器16和摩擦锁合的子离合器10通过转动执行部20操纵。在此，形状锁合的子离合器16的操纵方向与摩擦锁合的子离合器10的操纵方向相反。即使未在附图中示出，这些操纵方向也可以相同。
在所有实施方式中，摩擦锁合的子离合器10和形状锁合的子离合器16具有彼此独立或分开的止挡，由此离合器单元1不同于传统的变速器同步单元。
在图1中所示的第一实施例中，用于摩擦锁合的子离合器10的外板片载体14和用于形状锁合的子离合器16的转矩输入构件侧的爪齿19牢固地与扭转减振器6的次级质量部8连接。次级质量部块8经由弹簧21与初级质量部7联接。摩擦锁合的子离合器10朝发动机的方向布置，即更靠近转矩输入构件2地布置，而形状锁合的子离合器朝变速器的方向布置，即更靠近转矩输出构件3或变速器输入轴地布置。转动执行部沿轴向方向布置在形状锁合的子离合器16与摩擦锁合的子离合器10之间。
在图2中所示的第二实施例中，用于摩擦锁合的子离合器10的外板片载体14和用于形状锁合的子离合器16的转矩输入构件侧的爪齿19牢固地与扭转减振器6的次级质量部8连接。摩擦锁合的子离合器10朝变速器的方向布置，即更靠近转矩输出构件3地布置，而形状锁合的子离合器朝发动机的方向布置，即更靠近转矩输入构件2或变速器输入轴地布置。转动执行部分沿轴向方向布置在形状锁合的子离合器16与摩擦锁合的子离合器10之间。
在图3中所示的第三实施例中，用于摩擦锁合的子离合器10的外板片载体14牢固地与扭转减振器6的初级质量部7连接，并且用于形状锁合的子离合器16的转矩输入构件侧的爪齿19牢固地与扭转减振器6的次级质量部8连接。摩擦锁合的子离合器10朝发动机的方向布置，即更靠近转矩输入构件2地布置，而形状锁合的子离合器朝变速器的方向布置，即更靠近转矩输出构件3或变速器输入轴地布置。子离合器10、16沿轴向方向嵌套地布置。转动执行部沿轴向方向布置在形状锁合的子离合器16与摩擦锁合的子离合器10之间。
在图4中所示的第四实施例中，用于摩擦锁合的子离合器10的外板片载体14牢固地与扭转减振器6的初级质量部7连接，并且用于形状锁合的子离合器16的转矩输入构件侧的爪齿19牢固地与扭转减振器6的次级质量部8连接。分离合器10、16沿径向方向嵌套地布置，其中，形状锁合的子离合器16径向地布置在摩擦锁合的子离合器10的外部。两个子离合器10、16布置在发动机侧，而转动执行部20布置在变速器侧。
图5示出了在第五实施例中的离合器单元1，该离合器单元在所有特征方面除如下不同之处之外均相应于第一实施例，即，摩擦锁合的离合器10被构造为具有锥形的/锥状的摩擦衬片的锥形离合器22，而不是如在第一实施例中那样构造为具有平坦的摩擦衬片的板片式离合器。
图6示出了在第六实施例中的离合器单元1，该离合器单元在所有特征方面除如下不同之处之外均相应于第四实施例，即，在第六实施例中存在有卡锁部23。卡锁部23具有被弹簧预紧的滚珠24，当牙嵌式离合器17处于挂入了爪齿18、19的最终位置(即牙嵌式离合器17被操纵)时或处于牙嵌式离合器17和板片式离合器11被断开的中间位置时，滚珠嵌入到相对应的留空部25中。
附图标记列表
1 离合器单元
2 转矩输入构件
3 转矩输出构件
4 摩擦配合件
5 离合器/分离离合器
6 扭振减振器
7 初级质量部
8 次级质量部
9 板片载体
10 摩擦锁合的子离合器
11 板片式离合器
12 内板片载体
13 内板片
14 外板片载体
15 外板片
16 形状锁合的子离合器
17 牙嵌式离合器
18 爪齿
19 爪齿
20 转动执行部
21 弹簧
22 锥形离合器
23 卡锁部
24 滚珠
25 留空部

Claims (10)

1.用于机动车辆的驱动系的离合器单元(1)，所述离合器单元具有作为驱动元件起作用的转矩输入构件(2)、作为从动元件起作用的转矩输出构件(3)，所述转矩输出构件能经由能在使用摩擦配合件(4)的情况下来切换的离合器(5)与所述转矩输入构件(2)以转矩传递的方式连接，并且所述离合器单元具有扭转减振器(6)，所述扭转减振器具有两个相对彼此减振的用于降低转动不均匀性的质量部(7、8)，所述扭转减振器布置在所述转矩输入构件(2)与所述转矩输出构件(3)之间，其特征在于，所述扭转减振器(6)的两个质量部(7、8)中的至少一个同时被设计为用于摩擦配合件(4)的载体(9)。
2.根据权利要求1所述的离合器单元(1)，其特征在于，至少一个承载所述摩擦配合件(4)的质量部(7、8)被构造为板片载体(14)。
3.根据权利要求1或2所述的离合器单元(1)，其特征在于，所述离合器(5)和所述扭转减振器(6)径向连接地布置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的离合器单元(1)，其特征在于，所述扭转减振器(6)沿径向方向布置在所述离合器(5)的外部。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的离合器单元(1)，其特征在于，所述离合器(5)具有两个子离合器(10、16)，借助所述子离合器能以转矩传递的方式将所述转矩输入构件(2)和所述转矩输出构件(3)连接起来。
6.根据权利要求5所述的离合器单元(1)，其特征在于，所述两个子离合器(10、16)中的一个构造为形状锁合的离合器(16、17)，而所述两个子离合器(10、16)中的另一个构造为摩擦锁合的离合器(10、11)。
7.根据权利要求5或6所述的离合器单元(1)，其特征在于，一个子离合器(10、16)的操纵方向与另一子离合器(10、16)的操纵方向相反。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的离合器单元(1)，其特征在于，所述扭转减振器(6)如下这样地布置，即，在不操纵形状锁合的子离合器(16、17)时所述扭转减振器与所述驱动系脱开。
9.根据权利要求5或6所述的离合器单元(1)，其特征在于，所述两个子离合器(10、16)的操纵方向相同。
10.一种混合动力模块，其具有第一驱动机，所述第一驱动机的从动轴能经由根据前述权利要求中任一项所述的离合器单元(1)与第二驱动机的从动轴或变速器输入轴连接。
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