CN113939420A - 混动离合器模块以及用于具有混动离合器模块的车辆的动力总成 - Google Patents

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Abstract

一种新型的混动变速器形成专用混动变速器，简称DHT。对于所述变速器类型的特征是借助电机的倒车行驶，由此取消机械的倒挡。本发明的目的是，提出一种用于将内燃机和电动机耦联到变速器上的混动离合器模块，所述混动离合器模块节约结构空间地并且同时符合功能地构成。对此，提出一种混动离合器模块(1)，其具有：用于耦联内燃机(3)的输入接口(2)；离合器输入轴(8)；电动机(9)，其中电动机(9)具有转子(11)，其中转子(11)构成转子内部空间(12)；离合器装置(13)，其中离合器装置(13)设置在转子内部空间(12)中；第一和第二离合器输出轴(16，17)，其中离合器输入轴(8)经由离合器装置(13)与第一离合器输出轴(16)有效连接，并且其中转子(11)与第二离合器输出轴(17)有效连接。

Description

混动离合器模块以及用于具有混动离合器模块的车辆的动力 总成
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的混动离合器模块。本发明也涉及一种用于具有所述混动离合器模块的车辆的动力总成。
背景技术
新型的混动变速器形成专用混动变速器，简称DHT。对于所述变速器类型的特征是借助电机的倒车行驶，由此取消机械的倒挡。在自动换挡变速器构成为专用混动换挡变速器(DH-ST)时，电机在内燃机的动力总成中的换挡过程期间驱动车辆并且能够实现无牵引力中断的行驶。此外，电机可以用于沿两个行驶方向的起动并且起动离合器构成为紧凑的分离离合器。对于用于内燃机的具有六个挡位的DH-ST已采用名称DH-ST 6+2，六个挡位中的两个挡位可以由电机利用。
原则上已知的是，电机同轴地设置在混动变速器中，那么例如出版物DE 10 2005040 771 A1公开了一种混动车辆的动力总成，其中与动力总成同轴地设置有电动机并且其中在电动机中以节约结构空间的方式定位双离合器。出版物DE 20 2015 214 985 A1公开了一种混动驱动模块，其中同样同轴地设置有电机。
发明内容
本发明的目的是，提出一种混动离合器模块，所述混动离合器模块节约结构空间地且同时符合功能地构成。所述目的通过具有权利要求1的特征的混动离合器模块以及通过具有权利要求11的特征的动力总成来实现。本发明的优选的或有利的实施方式在从属权利要求、下面的说明书以及附图中得出。
本发明的主题是用于混动车辆的动力总成的混动离合器模块。动力总成具有内燃机和变速器。混动离合器模块具有电动机，也称作为电机。混动离合器模块具有如下功能：断开或闭合从内燃机到变速器中的力矩路径，并且此外形成从电动机到变速器中的第二力矩路径。
混动离合器模块具有用于耦联内燃机的输入接口。输入接口可以构成为实体的、尤其可分开的输入接口。对此替选地，输入接口可以构成为虚拟的输入接口，因此例如可以构成为曲轴的或其他轴的部段。
混动离合器模块具有离合器输入轴，其中离合器输入轴与输入接口同轴地设置。输入接口与离合器输入轴有效连接，尤其转动耦联和/或固定连接。可选地，混动离合器模块具有减振装置，其中减振装置具有如下功能：使尤其源自内燃机的振动在耦合输入到离合器输入轴中之前衰减。减振装置在输入侧与输入接口有效连接并且在输出侧与离合器输入轴有效连接，尤其以传动的方式连接，特别是抗扭地连接。
如已经阐明的，混动离合器模块具有电动机，其中电动机具有定子和转子。提出，电动机，尤其转子，借助其旋转轴线限定主轴线。替选地或补充地，输入接口和/或离合器输入轴限定主轴线或所述主轴线。
转子构成转子内部空间。尤其地，转子内部空间的轴向长度通过转子的轴向长度限制。转子内部空间形成用于混动离合器模块的部件的自由的结构空间。
混动离合器模块具有离合器装置。离合器装置可以构成为摩擦配合的离合器装置，尤其构成为摩擦片式离合器。在本发明的变形的实施方式中，离合器装置构成为形状配合的离合器，尤其构成为爪式离合器。
混动离合器模块具有第一和第二离合器输出轴，其中离合器输入轴经由离合器装置与第一离合器输出轴有效连接。尤其地，第一力矩路径从输入接口经由减振装置、经由离合器输入轴、经由离合器装置伸展至第一离合器输出轴。电动机的转子与第二离合器输出轴有效连接。优选地，第一和/或第二离合器输出轴与主轴线同轴地定向和/或设置。
提出，离合器装置设置在转子内部空间中。因此，离合器装置节约空间地设置。
可选地提出，减振装置沿轴向方向设置在电动机上游。尤其地，减振装置处于一个轴向部段中，并且电动机处于另一轴向部段中，所述另一轴向部段与第一轴向部段轴向不重叠。本发明基于如下考量，离合器装置集成到转子内部空间中是非常节约空间的。而看上去符合功能的是，将减振装置安置在电动机之外，以便所述减振装置可以占据更大的外径，尤其针对减振元件。借此，提出节约结构空间的和同时符合功能的混动离合器模块。
在本发明的一个优选的结构设计方案中，第二离合器输出轴构成为空心轴，其中第一离合器输出轴与第二离合器输出轴同轴地和/或同心地设置。尤其地，第一离合器输出轴定位在第二离合器输出轴中。所述设计方案具有如下优点，延续包括电动机在内的混动离合器模块的构造的同轴性，使得非常节约结构空间地实现混动离合器模块。
在本发明的一个优选的结构设计方案中，转子具有输出侧的转子承载件，其中输出侧的转子承载件与第二输出轴抗扭地连接。尤其地，第二力矩路径从电动机，尤其转子，经由第二离合器输出轴伸展至变速器。替选地或补充地，转子具有输入侧的转子承载件，其中输入侧的转子承载件设置在转子的与输出侧的转子承载件相对置的侧上。提出，输入侧的转子承载件未耦联和/或空转。
在一个优选的结构实现方案中，离合器装置设置在变速器侧的和输入侧的转子承载件之间。尤其地，离合器装置与变速器侧的和/或输入侧的转子承载件相邻地设置。在不那么优选的实现方案中，转子承载件可以设置在离合器装置的轴向侧上。离合器装置也可以处于转子承载件旁边或转子承载件之外。
优选地，离合器装置具有第一离合器配对件，其中第一离合器配对件与离合器输入轴抗扭地连接。
替选地或补充地，离合器装置具有离合器配对件，其中第二离合器配对件与第一离合器输出轴抗扭地连接。尤其优选地，离合器配对件分别构成为摩擦配合配对件，尤其摩擦片承载件，使得离合器装置作为摩擦配合的离合器装置实现。对此替选地，该离合器装置构成为形状配合配对件，尤其爪式配对件，使得离合器装置作为形状配合的离合器装置实现。
在本发明的一个优选的结构设计方案中，混动离合器模块具有操纵壳体，其中在操纵壳体中构成有用于操纵离合器装置的操纵系统。操纵系统原则上可以气动地、电地和/或机械地被驱动。尤其优选地，操纵系统然而液压地被驱动。操纵壳体尤其设置在定子壳体中，尤其插入其中。在液压的或气动的操纵系统中，例如通过定子壳体中的孔和/或经由单独的管路将介质传导至操纵系统。同样通过孔和/或同样通过液压管路可以将用于冷却离合器和/或转子和/或定子的介质传导到模块中。
可以提出，输入侧的转子承载件经由输入侧的轴承装置支撑在操纵壳体处。尤其地，输入侧的轴承装置支撑在操纵壳体的外环周处。因此，操纵壳体构成轴承配对件用于支承输入侧的转子承载件。
替选地或补充地可以提出，离合器输入轴经由至少一个轴承装置支撑在操纵壳体处。尤其地，至少一个轴承装置支撑在操纵壳体的内环周处。因此，操纵壳体形成用于支承离合器输入轴的轴承配对件。
在两个替选方案中，操纵壳体不仅承担操纵系统的集成的功能，而且附加地也承担轴承配对件的功能。借此，否则必须以其他结构方式实现的功能可以在操纵壳体中反映。
优选地，减振装置具有输出侧的转动元件。在第一结构设计方案中，输出侧的转动元件与离合器输入轴经由插接齿部连接，所述插接齿部沿轴向方向可自由设定。尤其地，输出侧的转动元件可以沿轴向方向相对于离合器输入轴在插接齿部中运动，以便沿轴向方向补偿公差。
在第二结构设计方案中，输出侧的转动元件用于定位和/或固定至少一个轴承装置，以将离合器输入轴支承在操纵壳体处。在该结构设计方案中，输出侧的转动元件沿轴向方向与离合器输入轴固定连接，尤其使得沿轴向方向的公差补偿是不可行的。对此，通过所述连接实现至少一个轴承装置的轴向定位。尽管如此为了能够实现沿轴向方向的公差补偿，输出侧的转动元件在减振装置中经由插接齿部连接。尤其优选地，在此为张紧的插接齿部，如这例如在出版物DE 11 2006 001 545 B4中公开，其公开内容经由参引并入。
在这两个实施替选方案中，输出侧的转动元件例如可以构成为毂。
本发明的另一主题涉及一种用于车辆、尤其用于具有如在上文中已描述的或根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块的混动车辆的动力总成。动力总成此外具有内燃机以及变速器。内燃机连接于混动离合器模块的输入接口。离合器输出轴形成到变速器中的变速器输入轴，使得变速器输入轴同轴地设置。变速器例如构成为专用混动变速器(DHT)或专用混动换挡变速器(DH-ST)。尤其地，倒车行驶借助电动机进行，由此取消机械的倒挡。在变速器构成为专用混动换挡变速器(DH-ST)时，电动机在内燃机的动力总成中的换挡过程期间驱动车辆，并且能够实现无牵引力中断的行驶。此外，电动机可以用于沿两个行驶方向的起动和/或起动离合器构成为紧凑的分离离合器。例如，变速器具有用于内燃机的六个挡位，其中两个挡位可以由电动机利用(DH-ST 6+2)。
可选地，离合器装置可以用于在内燃机或输入接口和内燃机之间建立力矩路径，使得电动机可以启动内燃机。
附图说明
本发明的其他特征、优点和作用从下面对优选的实施例的描述以及附图中得出。所述附图示出：
图1示出贯穿作为本发明的第一实施例的车辆的动力总成的第一混动离合器模块的示意纵剖面；
图2示出贯穿作为本发明的第二实施例的车辆的动力总成的第二混动离合器模块的示意纵剖面；
图3示出具有动力总成的车辆的示意方框图，所述动力总成或所述车辆具有上图的第一或第二混动离合器模块。
具体实施方式
图1在示意纵剖面中示出用于车辆的混动离合器模块1。纵剖面沿着主轴线H延伸。
混动离合器模块1具有输入接口2，其中输入接口2与内燃机3(图3)的曲轴以传动的方式连接、抗扭地连接和/或通过曲轴形成。输入接口2围绕主轴线H旋转。
输入接口2与减振装置5的输入侧尤其输入侧的转动元件4抗扭地连接。减振装置4构成为扭振减振器，尤其构成为双质量飞轮，可选地具有离心摆。减振装置5具有输出侧的转动元件6，其中输入侧的转动元件4与输出侧的转动元件6经由弹簧装置7沿围绕主轴线H的环周方向连接。输出侧的转动元件6也围绕主轴线H旋转。
输出侧的转动元件6经由插接连接，尤其键槽连接，与离合器输入轴8围绕主轴线H抗扭地连接。
混动离合器模块1具有带有定子10和转子11的电动机9。电动机9构成为内转子，使得转子11设置在定子10中并且围绕主轴线H旋转。转子11限定转子内部空间12，其中转子内部空间12沿轴向方向通过转子11的轴向扩展限定。
在转子内部空间12中设置有离合器装置13，其中离合器装置13构成为摩擦配合的离合器。离合器装置13具有第一离合器承载件14作为第一离合器配对件，其中第一离合器承载件14构成为摩擦片承载件，所述摩擦片承载件承载多个内摩擦片。此外，离合器装置13具有第二离合器承载件15作为第二离合器配对件，其中第二离合器承载件15构成为摩擦片承载件，所述摩擦片承载件承载多个外摩擦片。内摩擦片和外摩擦片交替地彼此接合。
混动离合器模块1具有第一离合器输出轴16和第二离合器输出轴17。两个离合器输出轴16、17可以围绕主轴线H旋转。第二离合器输出轴17构成为空心轴，其中第一离合器输出轴16设置在空心轴中并且例如作为实心轴实现。第一离合器承载件14抗扭地与离合器输入轴8连接，第二离合器承载件15抗扭地例如经由插接齿部与第一离合器输出轴16连接。
转子11具有输出侧的转子承载件18，其中输出侧的转子承载件抗扭地例如经由插接齿部与第二离合器输出轴17连接。此外，转子11具有输入侧的转子承载件19，所述转子承载件然而空转地设置。离合器装置13设置在输出侧的转子承载件18和输入侧的转子承载件19之间。
在功能方面考虑，第一力矩路径从内燃机3(图3)经由输入接口2、输入侧的转动元件4、输出侧的转动元件6、离合器输入轴8、第一离合器承载件14、离合器装置13、第二离合器承载件15伸展至第一离合器输出轴16。第二力矩路径从电动机9，尤其转子11，经由输出侧的转子承载件18伸展至第二离合器输出轴17。
定子10设置在定子壳体20中。朝向内燃机3的方向连接发动机壳体21，其中减振装置5设置在定子壳体20和发动机壳体21之间的中间空间22中。在定子壳体20中设置有操纵壳体23，在其中定心地并且轴向地经由凸肩借助螺钉连接而定位。在操纵壳体23中设置有用于操纵离合器装置13的操纵系统，所述操纵系统构成为液压系统。操纵系统通过环形缸24和环形活塞25形成，其共同地形成用于操纵离合器装置13的从动缸。环形缸24经由具有分离轴承、碟形弹簧、压力罐和垫片盘的操纵装置31与离合器装置13有效连接。离合器装置13构成为常闭离合器，所述常闭离合器无需使用操纵力就可闭合。用于操纵系统的介质通过定子壳体20中的孔和/或经由单独的管路传导至操纵系统。同样通过孔和/或同样通过液压管路可以将用于冷却离合器装置13和/或转子11和/或定子10的介质传导到混动离合器模块1中。
在操纵壳体23的内环周处设置和支撑有两个轴承装置26a、b，所述轴承装置支承离合器输入轴8。两个轴承装置26a、b构成为角接触球轴承，所述角接触球轴承以O形设置的方式安装。轴承装置26a、b经由卡环34轴向定位。在操纵壳体23的外环周处设置有输入侧的轴承装置27，所述输入侧的轴承装置将转子承载件19相对于操纵壳体23支承。输入侧的轴承装置27构成为深沟球轴承。
此外，在操纵壳体23和离合器输入轴8之间设置有密封装置28，所述密封装置将离合器输入轴8相对于操纵路线23密封。输出侧的转子承载件18经由输出侧的轴承装置29支承，所述输出侧的轴承装置在径向外部支撑在护板30处，所述护板置于定子壳体20上，也可行的是，输出侧的轴承装置29直接支撑在定子壳体20处。
第二离合器承载件15经由轴向滚针轴承32支撑在离合器输入轴8处。此外，第二离合器承载件15经由碟形弹簧组33保持在位置中，所述碟形弹簧组支撑在第一离合器输出轴16处。碟形弹簧组33补偿轴向公差。
图2示出混动离合器模块1的第二实施例，其中第二实施例与图1中的第一实施例的区别在于减振装置5的连接。根据图2的混动离合器模块1的其余区域类似于图1中的混动离合器模块构成，使得参照上面的描述。尤其地，相同的或彼此对应的附图标记表示相同的或彼此对应的部分或区域。
输出侧的转动元件6在图2中构成为毂，其中毂作为携动环将轴承装置26a、b沿轴向方向预紧。对此，元件，例如盘35，安置在离合器输入轴8上并且经由螺旋连接沿轴向方向固定，使得该盘将输出侧的转动元件按压到轴承装置26a、b上。输出侧的转动元件6经由尤其张紧的插接齿部与减振装置5连接，使得经由插接齿部可以补偿轴向公差。对这种张紧的插接齿部的描述在出版物DE 10 2006 001 545 B4中得出。为了更简单地安装混动离合器模块1连同内燃机3，因此在图2中绘制的变型形式中，在减振装置5和离合器输入轴8之间使用张紧的插接齿部。这引起在操纵系统的操纵壳体23和定子壳体20之间的接口处的大的直径。在此，携动环上的齿圈的外径必须小于定子10的内径，以便支持混动离合器模块1的可安装性。
图3在极其示意的图中示出用于车辆38的动力总成37，所述车辆构成为混动车辆，具有内燃机3、混动离合器模块1以及变速器36。第一离合器输出轴16和第二离合器输出轴17形成到变速器36中的输入轴。至变速器36的接口因此通过两个同轴的离合器输出轴16、17和/或两个同轴的变速器输入轴借助插接齿部形成。动力总成37具有用于操控的控制装置39。
变速器36构成为DHT变速器(专用混动变速器)。可选地，所述变速器构成为自动换挡变速器，构成为DHT-ST变速器(专用混动换挡变速器)。尤其地，电动机10在内燃机3的动力总成37中的换挡过程期间驱动车辆38，并且由此能够实现无牵引力中断的行驶。此外，控制装置39可以操控动力总成37，使得电动机10用于沿两个行驶方向起动并且起动离合器可以构成为紧凑的分离离合器。
附图标记说明
1 混动离合器模块
2 输入接口
3 内燃机
4 输入侧的转动元件
5 减振装置
6 输出侧的转动元件
7 弹簧装置
8 离合器输入轴
9 电动机
10 定子
11 转子
12 转子内部空间
13 离合器装置
14 第一离合器承载件
15 第二离合器承载件
16 第一离合器输出轴
17 第二离合器输出轴
18 输出侧的转子承载件
19 输入侧的转子承载件
20 定子壳体
21 发动机壳体
22 中间空间
23 操纵壳体
24 环形缸
25 环形活塞
26a，b 轴承装置
27 输入侧的轴承装置
28 密封装置
29 输出侧的轴承装置
30 护板
31 操纵装置
32 轴向滚针轴承
33 碟形弹簧组
34 卡环
35 盘
36 变速器
37 动力总成
38 车辆
39 控制装置
H 主轴线

Claims (11)

1.一种混动离合器模块(1)，具有：
用于耦联内燃机(3)的输入接口(2)；
离合器输入轴(8)，
其中所述离合器输入轴与所述输入接口有效连接；
电动机(9)，其中所述电动机(9)具有转子(11)，其中所述转子(11)构成转子内部空间(12)；
离合器装置(13)；
第一和第二离合器输出轴(16，17)，其中所述离合器输入轴(8)经由所述离合器装置(13)与所述第一离合器输出轴(16)有效连接，并且所述转子(11)与所述第二离合器输出轴(17)有效连接，
其特征在于，
所述离合器装置(13)设置在所述转子内部空间(12)中。
2.根据权利要求1所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
设有减振装置(5)，其中所述输入接口(2)经由所述减振装置(5)与所述离合器输入轴(8)有效连接，其中所述减振装置(5)沿轴向方向设置在所述电动机(9)上游。
3.根据权利要求1或2所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
所述第二离合器输出轴(17)构成为空心轴，其中所述第一离合器输出轴(16)与所述第二离合器输出轴(17)同轴地和/或同心地设置。
4.根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
所述转子(10)具有输出侧的转子承载件(18)，其中所述输出侧的转子承载件(18)与所述第二离合器输出轴(17)抗扭地连接，和/或所述转子(10)具有输入侧的转子承载件(19)，其中所述输入侧的转子承载件(19)未耦联和/或空转。
5.根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
所述离合器装置(13)设置在所述变速器侧的和所述输入侧的转子承载件(18，19)之间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的混动模块(1)，其特征在于，
所述离合器装置(13)具有第一离合器配对件，其中所述第一离合器配对件与所述离合器输入轴(8)抗扭地连接，和/或所述离合器装置(13)具有第二离合器配对件，其中所述第二离合器配对件与所述第一离合器输出轴(16)抗扭地连接。
7.根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
设有操纵壳体(23)，其中在所述操纵壳体(23)中构成有用于操纵所述离合器装置(13)的操纵系统，其中所述输入侧的转子承载件(19)经由输入侧的轴承装置(27)支承在所述操纵壳体(23)处。
8.根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
设有操纵壳体(23)或所述操纵壳体(23)，其中在所述操纵壳体(23)中构成有用于操纵所述离合器装置(13)的操纵系统或所述操纵系统，其中所述离合器输入轴(8)经由至少一个轴承装置(26a，b)支承在所述操纵壳体处。
9.根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
所述减振装置(5)具有输出侧的转动元件(6)，其中所述输出侧的转动元件(6)与所述离合器输入轴(8)经由沿轴向方向可调节的插接齿部连接，使得所述插接齿部沿轴向方向补偿公差。
10.根据上述权利要求1至8中任一项所述的混动离合器模块(1)，其特征在于，
所述减振装置(5)具有输出侧的转动元件(6)，其中所述输出侧的转动元件(6)与所述离合器输入轴(8)经由插接齿部连接，其中所述输出侧的转动元件(6)将所述至少一个轴承装置(26a，b)沿轴向方向定位，并且其中所述输出侧的转动元件(6)在所述减振装置(5)中经由插接齿部连接，使得所述插接齿部沿轴向方向补偿公差。
11.一种用于车辆(38)的动力总成(37)，
其中所述动力总成(37)具有内燃机(3)、变速器(36)以及根据上述权利要求中任一项所述的混动离合器模块(1)，其中所述内燃机(3)经由所述混动离合器模块(1)与所述变速器连接。
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