CN114787527A - 用于机动车辆的单稳态联接系统和扭矩传输装置 - Google Patents

Abstract

用于机动车辆的扭矩传输装置(10)的联接系统(6)包括滑动套筒(63)，该滑动套筒旨在通过平行于旋转轴线平移从缩回位置移动到联接位置来联接两个接合接口(61，62)。包括可在静止位置与启用位置之间移动的活动构件(651)的致动器(65)通过旋转运动连杆(67)并且通过弹性复位构件(66)连结到滑动套筒(63)，该弹性复位构件被固定而不能围绕旋转轴线(100)旋转，活动构件(651)能够通过运动连杆(67)，将滑动套筒(63)从缩回位置驱动到联接位置，并且活动构件能够通过从静止位置移动到启用位置来对弹性复位构件(66)加载，弹性复位构件(66)能够在卸载时，通过运动连杆(67)来使活动构件(651)从启用位置复位到静止位置并使滑动套筒(63)从联接位置复位到缩回位置。

Description

用于机动车辆的单稳态联接系统和扭矩传输装置

技术领域

本发明涉及一种联接系统，该联接系统更特别地、但不排他地旨在集成到电动或混合动力车辆、特别是电动或混合动力机动车辆的扭矩传输装置中。

背景技术

本发明更特别地应用于混合动力车辆和电动车辆。电动马达的速度可以高，例如大于或等于每分钟15000转，特别是对于两速输电线路而言。

为了调节速度和扭矩，使用电动马达通常需要变速器，该变速器包含可以在每个车轮上实现期望的速度和扭矩输出水平的减速装置、和用于改变在两个侧向相对的车轮之间的速度的差速器。

为了适应不同的车速，已知使用了离合器，其使得可以对减速装置选择期望的减速比。例如，在文件DE102016202723中披露了这样的装置。

此装置在效率方面并不令人满意，因为在离合器中的一个离合器上产生拖曳扭矩，该离合器在另一个离合器闭合时打开。当离合器湿润时，这种拖曳扭矩尤其不利。

此外，此装置的离合器传输相对较高的扭矩，这意味着离合器必须具有相当大的大小和重量，因此导致与离合器相关的大占地面积。

尚未公开的申请FR1901916提出了一种用于包括至少一个马达的车辆的扭矩传输装置，该扭矩传输装置包括：

-第一离合器，该第一离合器包括能够被该马达驱动的第一输入元件、以及第一输出元件，当该第一离合器闭合时，扭矩在该第一输入元件与该第一输出元件之间传输；

-第二离合器，该第二离合器包括能够被该马达驱动的第二输入元件、以及第二输出元件，当该第二离合器闭合时，扭矩在该第二输入元件与该第二输出元件之间传输；

-传输构件；

-第一传输机构，该第一传输机构被布置成根据第一齿轮比在该第一输出元件与该传输构件之间传输扭矩；

-第二传输机构，该第二传输机构被布置成根据与该第一齿轮比不同的第二齿轮比在该第二输出元件与该传输构件之间传输扭矩；以及

-连接元件，该连接元件被布置成准许或中断通过该第一传输机构在该第一离合器的第一输出元件与该传输构件之间实现的相互旋转驱动。

使用至少两个齿轮比可以调和高的起动扭矩和最大速度，并且因此减少车辆达到高速度所必需的时间。电动马达选择两个齿轮比提供了变速器的复杂性、动态性能、车辆的消耗、以及电动马达的大小之间的良好折中。

使用离合器、尤其渐进式多片离合器还可以通过避免突然换挡以及可感知到的加速度变化来确保使用者舒适。

此外，连接元件使得可以在第二离合器闭合时，中断第一离合器的输出元件、特别是第一离合器的输出摩擦片的驱动，这使得可以在第二离合器闭合时，通过显著限制或者甚至消除第一离合器中的拖曳扭矩来提高能量效率。

然而，连接元件的集成需要紧凑且有效的致动器。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺点并进行提议。

为此，根据本发明的第一方面，提出了一种联接系统，该联接系统包括：

-第一接合接口和第二接合接口，该第一接合接口能够在固定参考系中围绕旋转轴线旋转，并且该第二接合接口能够在固定参考系中围绕旋转轴线并相对于第一接合接口旋转；

-滑动套筒，该滑动套筒包含与第一接合接口和第二接合接口中的一个接合接口相接合的中间接合接口，滑动套筒能够通过平行于旋转轴线平移而从缩回位置移动到联接位置，在缩回位置中，中间接合接口不与第一接合接口和第二接合接口中的另一个接合接口接合，在联接位置中，中间接合接口与第一接合接口和第二接合接口中的一个接合接口和另一个接合接口接合，并且在第一接合接口与第二接合接口之间产生旋转联接；

-致动器，该致动器包括活动构件和在固定参考系中的固定支撑件，该活动构件能够平行于旋转轴线在静止位置与启用位置之间平移移动；以及

-旋转运动连杆，该旋转运动连杆处于活动构件与滑动套筒之间、具有围绕旋转轴线的旋转自由度。

根据本发明，致动器包括弹性复位构件，该弹性复位构件被固定而不能在固定参考系中围绕旋转轴线旋转，活动构件能够藉由运动连杆来将滑动套筒从缩回位置驱动到联接位置，并且活动构件能够通过从静止位置移动到启用位置来对弹性复位构件加载，弹性复位构件能够在卸载时，藉由运动连杆来使活动构件从启用位置复位到静止位置并使滑动套筒从联接位置复位到缩回位置。

弹性复位构件为由三个接合接口产生的爪式离合器提供了“常开”联接功能。单稳态致动器的实现使得可以具有紧凑且简化的致动器。弹性复位构件不形成必须在每个联接件上加速的旋转单元的一部分，这限制了联接系统在联接阶段期间的瞬时扭矩。致动器的活动构件本身优选也被固定而不能围绕旋转轴线旋转，以使得它也不会对旋转质量的惯性矩有贡献。

实际上，第一接合接口和第二接合接口由具有相同节距的花键构成，其中，中间接合接口的齿轴向滑动。然而，本领域技术人员将理解，更一般地，单一齿或花键在中间接合接口上就足够，该单一齿或花键可以在第一接合接口和第二接合接口的单一花键中或单一齿上滑动。

弹性复位构件可以由一个或多个弹簧、特别是螺旋弹簧组成，该一个或多个弹簧或螺旋弹簧的轴线平行于旋转轴线并且与旋转轴线分开，围绕旋转轴线均匀分布。

根据一个实施例，第二接合接口布置在第一接合接口的轴向延伸部中。第一接合接口和第二接合接口的花键的齿轴向延伸。

根据一个实施例，活动构件被固定而不能在固定参考系中围绕旋转轴线旋转。

根据一个实施例，弹性复位构件的一端抵靠在紧固到固定支撑件的支撑件上。在实践中并且优选地，提出固定支撑件包括本体，该本体具有轴向面向第二接合接口的前部面，并且杆从此前部面轴向突出，每个杆包括头部，支撑件形成在该头部上，弹性复位构件包括轴向夹持在头部与运动连杆之间的弹簧。

根据一个实施例，杆具有螺纹端，该螺纹端螺纹联接到固定支撑件的本体的内螺纹中。弹簧可以围绕杆安装。

根据一个实施例，运动连杆包括在活动构件与弹性复位构件之间的中间推杆。

推杆被固定而不能围绕旋转轴线旋转。

推杆轴向抵靠在活动构件上和弹性复位构件上。

推杆通过围绕旋转轴线的旋转引导件或枢转连接件而连结到滑动套筒。

在适当时，推杆包括套环，弹簧抵靠在该套环上，在该套环中形成有开口，杆穿过这些开口，以使得杆轴向引导推杆。

根据特别简单的实施例，旋转引导件提供了围绕旋转轴线100的枢转连接件，而具有或不具有轴向游隙。

例如，旋转引导件可以是由具有双向轴向力吸收的滚珠轴承构成的枢转连接件。

替代性地，旋转运动连杆具有在滑动套筒与旋转引导件(或枢转连接件)之间的、平行于旋转轴线的尺寸建设性平移游隙，此游隙具有静止位置与启用位置之间的行程的百分之一以上且十分之一以下的幅度。接着，该游隙使得可以设想产生旋转引导或枢转连接的部件、特别是推杆在系统的稳定位置中不运动，这进一步减小了拖曳扭矩。

根据特别有利的实施例，旋转引导件或枢转连接件包括至少一个环形衬垫，该环形衬垫至少部分地定位在滑动套筒的两个相对的壁之间，这两个相对的壁优选为环形的。

根据一个实施例，滑动套筒的两个相对的壁可以形成在滑动套筒的环形径向肋上，该环形径向肋进入衬垫的环形凹槽。

替代性地，并且优选地，滑动套筒的相对的壁可以由形成在滑动套筒中的环形凹槽的相对侧构成，并且衬垫至少部分地接合在该环形凹槽中。

优选地，环形衬垫至少部分地定位在推杆的两个相对的壁之间，这两个相对的壁优选为环形的。

根据一个实施例，推杆的两个相对的壁形成在推杆的环形径向肋上，该环形径向肋进入衬垫的环形凹槽。

替代性地，并且根据优选实施例，推杆的相对的壁可以由形成在推杆中的环形凹槽的相对侧构成，并且衬垫至少部分地接合在该环形凹槽中。

环形衬垫可以由具有低摩擦系数的塑料材料制成，如果需要的话，可以由填充有固体润滑剂的材料制成。优选地，游隙轴向保留在环形衬垫与滑动套筒的环形凹槽的相对的壁之间。替代性地或附加地，游隙可以轴向保留在环形衬垫与推杆的环形凹槽的相对的壁之间。

在适当时，致动器可以是机电的。替代性地，并且优选地，活动构件包括环形活塞，该环形活塞能够在固定支撑件的连接到液压供应管线的可变容积环形腔室中轴向滑动。液压驱动以非常低的成本确保了巨大的紧凑性。由在环形腔室中滑动的活塞形成的液压缸是单向的，并且到静止位置的复位由弹性复位构件确保。

根据一个实施例，同步器轴向插入在第一接合接口与第二接合接口之间，该同步器包含至少一个同步环，滑动套筒在缩回位置中不驱动同步环，滑动套筒能够在从缩回位置到联接位置的轴向平移期间移动时经过中间同步位置，在该中间同步位置中，中间接合接口被接合在同步环的同步接合接口中，并在第一接合接口与同步环之间产生旋转联接，同步环能够围绕旋转轴线相对于第二接合接口旋转，通过摩擦产生用于驱动第二接合接口的扭矩。同步器允许第二接合接口在过渡联接阶段中的渐进运动设定，这样避免了扭矩峰值以及中间接合接口与第一接合接口和第二接合接口中的另一个之间的过度冲击。

根据一个实施例，推杆包括限定环形凹槽的两个邻近的盖，衬垫被轴向夹紧固持在该环形凹槽中。

实际上，联接系统包括：

-传输轴，该传输轴能够围绕旋转轴线旋转，第一接合接口被紧固到传输轴，以及

-空转传输轮，该空转传输轮能够围绕旋转轴线相对于传输轴旋转，第二接合接口紧固到空转传输轮。

根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于机动车辆的扭矩传输装置，该机动车辆包括至少一个马达，该传输装置包括：

-第一输入元件和第二输入元件；

-如上所述的联接系统；

-第一传输机构，该第一传输机构被布置成根据第一恒定齿轮比将第一输入元件的旋转移动永久传输到空转传输轮；

-第二传输机构，该第二传输机构被布置成根据与第一齿轮比不同的第二恒定齿轮比在第二输入元件与传输轴之间永久传输旋转移动。

这种传输装置特别可以应用于混合动力车辆和电动车辆，这些混合动力车辆和电动车辆的特征在于电动马达的转子的高转速，例如大于或等于15000转/分钟。如上文所讨论，使用至少两个齿轮比使得可以调和高的起动扭矩和最大速度。

实际上，第一齿轮比旨在仅在起动或以步行速度运行的短暂过渡阶段期间使用，第二比本身旨在在所有其他情况下都提供牵引力。

优选地，扭矩传输装置进一步包括至少一个离合器，该至少一个离合器能够在闭合状态下在驱动轴与第二输入元件之间传递扭矩。

根据一个实施例，扭矩传输装置进一步包括：另一离合器，该另一离合器能够在闭合状态下在马达的驱动轴与第一输入元件之间传递扭矩；以及优选地，控制器，该控制器用于控制致动器，以使得当另一离合器闭合时，活动构件处于联接位置中，而当另一离合器打开时，活动构件处于静止位置中。

替代性地，驱动轴与第一输入元件之间的传输是直接的，并且联接功能仅由联接系统执行。

通过避免在第二离合器闭合时驱动第一离合器的部件和联接系统的部件，这些布置使得可以确保良好的能量效率。

本发明还涉及一种联接系统，该联接系统包括：

-第一接合接口和第二接合接口，该第一接合接口能够在固定参考系中围绕旋转轴线旋转，并且该第二接合接口能够在固定参考系中围绕旋转轴线并相对于第一接合接口旋转；

-滑动套筒，该滑动套筒包含与第一接合接口和第二接合接口中的一个接合接口相接合的中间接合接口，滑动套筒能够通过平行于旋转轴线平移而从缩回位置移动到联接位置，在缩回位置中，中间接合接口不与第一接合接口和第二接合接口中的另一个接合接口接合，在联接位置中，中间接合接口与第一接合接口和第二接合接口中的另一个接合接口接合，并且在第一接合接口与第二接合接口之间产生旋转联接；

-致动器，该致动器包括固定支撑件和活动构件，该活动构件能够平行于旋转轴线在静止位置与启用位置之间平移移动；以及

-旋转运动连杆，该旋转运动连杆处于活动构件与滑动套筒之间、具有围绕旋转轴线的旋转自由度。

根据本发明，运动连杆包括：推杆，该推杆被固定而不能在固定参考系中围绕旋转轴线旋转；以及环形衬垫，该环形衬垫能够与推杆的两个相对的壁轴向协作，以使得推杆的轴向平移移动可以在平行于旋转轴线的两个相反方向上传递到环形衬垫，并且环形衬垫能够与滑动套筒的两个相对的壁轴向协作，以使得环形衬垫的轴向平移移动可以在两个相反方向上传递到滑动套筒，环形衬垫相对于滑动套筒围绕旋转轴线自由旋转；以使得当活动构件从静止位置移动到启用位置时，环形衬垫抵靠在推杆的相对面中的一个和滑动套筒的相对面中的一个上，并将滑动套筒从缩回位置驱动到联接位置。

实际上，第一接合接口和第二接合接口由具有相同节距的环形花键构成，其中，中间接合接口的齿轴向滑动。然而，本领域技术人员将理解，更一般地，单一齿或花键在中间接合接口上就足够，该单一齿或花键可以在第一接合接口和第二接合接口的单一花键中或单一齿上滑动。

旋转运动连杆的结构使得可以非常简单地提供传输平移移动而不传输围绕旋转轴线的旋转移动的功能。

根据特别有利的实施例，具有静止位置与启用位置之间的行程的百分之一以上且十分之一以下的幅度的、平行于旋转轴线的尺寸建设性平移游隙被轴向保留在环形衬垫与滑动套筒的相对的壁之间。这种游隙使得可以在缩回位置与联接位置之间移动的过渡阶段中限制衬垫与滑动套筒的相对面之间的相互作用。在缩回位置中，如同在联接位置中，滑动套筒在平移中找到固定定位，并且被定位在某位置中，以使得衬垫距滑动套筒的两个相对面某距离。因此，由旋转运动连杆引起的残余拖曳扭矩大幅减小。衬垫的这种自居中由以下事实促进：这些部分处于油浴中，并且油膜形成在衬垫与滑动套筒的相对面之间。

根据一个实施例，推杆的两个相对的壁形成在推杆的环形径向肋上，该环形径向肋进入衬垫的环形凹槽。替代性地，并且根据优选实施例，推杆的两个相对的壁形成在推杆的环形凹槽的侧面上。

类似地，滑动套筒的两个相对的壁可以形成在滑动套筒的环形径向肋上，该环形径向肋进入衬垫的环形凹槽。替代性地，并且优选地，可以提出滑动套筒的两个相对的壁形成在滑动套筒的环形凹槽的侧面上。

根据一个实施例，环形衬垫具有基本上方形或矩形的轴向截面。

根据一个实施例，推杆和活动构件构成整块单元，并且可以一体式地构成或彼此紧固。根据另一实施例，这两个部分是分开的，并且推杆抵靠在活动构件上。

根据一个实施例，活动构件包括环形活塞，该环形活塞能够在固定支撑件的连接到液压供应管线的可变容积环形腔室中轴向滑动。在适当时，致动器可以完全是环形的，这样允许该致动器正好被扭矩传输装置的传输轴穿过，根据本发明的联接系统集成在该扭矩传输装置中。替代性地，致动器可以限定空腔，该空腔由底部封闭，以容纳扭矩传输装置的传输轴的一端。在这两种情况下，可以利用致动器的固定支撑件的环形形状以在空腔中容纳滑动轴承或滚动轴承来旋转引导传输轴。

根据一个实施例，联接系统包括弹性复位构件，该弹性复位构件被固定而不能围绕旋转轴线旋转，活动构件能够经由推杆通过从静止位置移动到启用位置来对弹性复位构件加载，弹性复位构件能够借助于推杆通过卸载使活动构件从启用位置复位到静止位置，并使滑动套筒从联接位置复位到缩回位置。

优选地，弹性复位构件的一端抵靠在紧固到固定支撑件的支撑件上。

致动器的弹性构件为由三个接合接口产生的爪式离合器提供了“常开”联接功能。弹性复位构件不形成必须在每个联接件上加速的旋转单元的一部分，这限制了联接系统在联接阶段期间的瞬时扭矩。致动器的活动构件本身优选也被固定而不能围绕旋转轴线旋转，以使得它也不会对旋转质量的惯性矩有贡献。

弹性复位构件可以由一个或多个弹簧、特别是螺旋弹簧组成，该一个或多个弹簧或螺旋弹簧的轴线平行于旋转轴线并且与旋转轴线分开，围绕旋转轴线均匀分布。

根据一个实施例，联接系统包含同步器，该同步器轴向插入在第一接合接口与第二接合接口之间，该同步器包含至少一个同步环，滑动套筒在缩回位置中不驱动同步环，滑动套筒能够在从缩回位置到联接位置的轴向平移期间移动时经过中间同步位置，在该中间同步位置中，中间接合接口被接合在同步环的同步接合接口中，并在第一接合接口与同步环之间产生旋转联接，同步环能够围绕旋转轴线相对于第二接合接口旋转，通过摩擦产生用于驱动第二接合接口的扭矩。同步器允许第二接合接口在过渡联接阶段中的渐进运动设定，这样避免了扭矩峰值以及中间接合接口与第一接合接口和第二接合接口中的另一个之间的过度冲击。

实际上，联接系统包括：

-传输轴，该传输轴能够围绕旋转轴线旋转，第一接合接口被紧固到传输轴，以及

-空转传输轮，该空转传输轮能够围绕旋转轴线相对于传输轴旋转，第二接合接口紧固到空转传输轮。

根据本发明的另一方面，本发明涉及一种用于机动车辆的扭矩传输装置，该机动车辆包括至少一个马达，该传输装置包括：

-第一输入元件和第二输入元件；

-如上所述的联接系统；

-第一传输机构，该第一传输机构被布置成根据第一恒定齿轮比将第一输入元件的旋转移动永久传输到空转传输轮；

-第二传输机构，该第二传输机构被布置成根据与第一齿轮比不同的第二恒定齿轮比在第二输入元件与传输轴之间永久传输旋转移动。

这种传输装置特别可以应用于混合动力车辆和电动车辆，这些混合动力车辆和电动车辆的特征在于电动马达的转子的高转速，例如大于或等于15000转/分钟。如上文所讨论，使用至少两个齿轮比使得可以调和高的起动扭矩和最大速度。

实际上，第一齿轮比旨在仅在起动或以步行速度运行的短暂过渡阶段期间使用，第二比本身旨在在所有其他情况下都提供牵引力。

优选地，扭矩传输装置进一步包括至少一个离合器，该至少一个离合器能够在闭合状态下在驱动轴与第二输入元件之间传递扭矩。

根据一个实施例，扭矩传输装置进一步包括：另一离合器，该另一离合器能够在闭合状态下在马达的驱动轴与第一输入元件之间传递扭矩；以及优选地，控制器，该控制器用于控制致动器，以使得当另一离合器闭合时，活动构件处于联接位置中，而当另一离合器打开时，活动构件处于静止位置中。

替代性地，驱动轴与第一输入元件之间的传输是直接的，并且联接功能仅由联接系统执行。

通过避免在第二离合器闭合时驱动第一离合器的部件和联接系统的部件，这些布置使得可以确保良好的能量效率。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将通过参考附图阅读下文的描述而变得显而易见，在附图中：

[图1]图1是包含根据本发明的一个实施例的联接系统的扭矩传输系统在联接系统的缩回位置中沿着图4中的线I-I的截面图；

[图2]图2是图1中的扭矩传输系统在联接系统的缩回位置中沿着图4中的线II的另一截面图；

[图3]图3示出了图2的细节；

[图4]图4是图1中的扭矩传输系统的前视图；

[图5]图5是图1中的扭矩传输系统在联接系统的联接位置中的截面图；

[图6]图6是图1中的扭矩传输系统在联接系统的联接位置中的另一截面图；

[图7]图7示出了图6的细节。

为更清楚起见，在所有附图中，使用相同的附图标记来标识相同或相似的元件。

具体实施方式

在说明书和权利要求中，术语“外部”和“内部”以及取向“轴向”和“径向”将用于根据说明书中给出的定义来表示传输装置的元件。按照惯例，“径向”取向与轴向取向正交。根据背景，轴向取向与轴中的一个轴(例如，马达的输出轴、或传输轴5)的旋转轴线有关。“周向”取向与轴向方向正交并且与径向方向正交。术语“外部”和“内部”用于定义一个元件相对于另一个元件、相对于参考轴线的相对位置，靠近轴线的元件因此被描述为内部的、与径向位于外围处的外部元件相反。

传输装置的不同构件各自具有扭矩输入(也被称为输入元件)和扭矩输出(也被称为输出元件)。从运动学的角度来看，输入位于马达侧上，而输出位于车辆的车轮侧上。

图1展示了扭矩传输系统，该扭矩传输系统包括机动车辆的能够推进车辆的电动马达4、和扭矩传输组件。

扭矩传输组件包含传输装置10和能够驱动车辆的两个侧向相对的车轮、或者两组从动前轮和后轮的差速器7。扭矩传输装置10包括联接到差速器7的输出构件9。

如前文在先前申请FR1901916中所述，扭矩传输装置10包含：

-第一离合器1，该第一离合器包括能够被马达4驱动的第一输入元件、以及第一输出元件，当第一离合器闭合时，扭矩在第一输入元件与第一输出元件之间传输；

-第二离合器2，该第二离合器包括能够被该马达驱动的第二输入元件、以及第二输出元件，当第二离合器闭合时，扭矩在第二输入元件与第二输出元件之间传输；

-传输构件5，该传输构件在这种情况下为传输轴；

-第一传输机构11，该第一传输机构被布置成根据第一齿轮比在第一输出元件与传输构件5之间传输扭矩，

-第二传输机构12，该第二传输机构被布置成根据与第一齿轮比不同的第二齿轮比在第二输出元件与传输构件5之间传输扭矩；

-联接系统6，该联接系统被布置成准许或中断通过第一传输机构11在第一离合器1的第一输出元件与传输构件5之间实现的相互旋转驱动。

齿轮比是指传输机构的输出处的速度与传输机构的输入处的速度之间的比率。

第一离合器1的第一输入元件和第二离合器2的第二输入元件被布置成由共用的扭矩输入轴8驱动，该扭矩输入轴在这种情况下是马达4的输出轴。离合器1和2在运动学上尽可能靠近马达4放置在减速装置之前，这意味着这两个离合器放在传输线路中的扭矩最小的部分中。特别在渐进摩擦离合器的情况下，此布置允许改善离合器的紧凑性。优选地，第一离合器1是渐进摩擦离合器，并且第二离合器2是渐进摩擦离合器。因此，齿轮变化可以是平滑且渐进的，而没有突然的加速。渐进离合器是指这样的离合器，该离合器的可传输扭矩可以被渐进地控制。在适当时，第一离合器1和第二离合器2可以结合形成双离合器。

为了在扭矩传输装置的输出处增大扭矩并降低旋转速度，在这种情况下，减速器14由输出构件9和差速器7通过形成输出构件9的小齿轮与布置在差速器7的输入处的带齿轮70啮合而形成。

联接系统6被布置成当第一离合器1闭合时，准许通过第一传输机构11在第一离合器1的第一输出元件与传输轴5之间实现的相互旋转驱动，以及当第一离合器打开并且第二离合器闭合时，中断通过第一传输机构11在第一离合器1的第一输出元件与传输构件5之间实现的相互旋转驱动。

联接系统被布置成使得它准许或中断直接在传输轴5与第一传输机构11之间的相互驱动。通过避免不必要地驱动第一传输机构，在第一传输机构中避免了不利的效率损失，这些损失可能尤其与旋转的传输元件的飞溅润滑相关。

第一传输机构11是减速齿轮系。第二传输机构12也是减速齿轮系。这些齿轮系可以被安装成使得它们被油飞溅润滑。第一传输机构11具有的齿轮比小于第二传输机构12的齿轮比。第一传输机构用于以相对低的速度推进车辆，并且第二传输机构用于以相对高的速度推进车辆。

第一传输机构11包括第一输入轴41，该第一输入轴刚性地连接到第一带齿输入轮42或小齿轮42以便随之旋转，在这种情况下，带齿输出轮43与第一带齿输入轮42直接啮合。

第二传输机构12包括第二输入轴51，该第二输入轴刚性地连接到第二带齿输入轮52或小齿轮52以便随之旋转，在这种情况下，第二带齿输出轮53与第二带齿输入轮52直接啮合。

第二输入轴是中空轴51，并且第一输入轴41在此中空轴51内侧延伸。第二输入轴51和第一输入轴41同轴。

小齿轮42可以安装在第一输入轴41上或者与其一体形成。类似地，小齿轮52可以安装在第二输入轴51上或与其一体形成。

第二带齿输出轮53刚性地连接到传输轴5以便例如经由花键随之旋转。第一带齿输出轮43是空转轮，该空转轮围绕传输轴5的旋转轴线100旋转，但是可以通过联接系统6刚性地连接到传输轴5以便随之旋转。滚针轴承430在传输轴5的圆柱面上引导第一带齿输出轮43的旋转。

图3和图7中详细展示的联接系统6包含：第一接合接口61，该第一接合接口在这种情况下由形成在轮610的外围上的第一花键构成，该轮通过花键收缩配合或刚性地连接在传输轴5上；第二接合接口62，该第二接合接口由形成在环620的外围上的第二花键构成，该环收缩配合在第一带齿输出轮43上；以及滑动套筒63，该滑动套筒包含由中间花键形成的中间接合接口64，该中间花键被布置成与第一花键61和第二花键62相互作用。

更具体地，花键61、62、64由被肋或齿分开的凹槽构成，这些肋或齿平行于旋转轴线100轴向延伸。在这种情况下，中间花键64的齿面向径向向内，以进入第一花键61和第二花键62的对应凹槽。中间花键64与第一花键61永久接合。承载中间花键64的滑动套筒63能够通过平行于旋转轴线100平移而从图1至图3中所展示的缩回位置移动到联接位置，在缩回位置中，中间花键64不与第二花键62接合，在联接位置中，中间花键与第二花键接合，并且在第一花键与第二花键之间产生旋转联接，并且通过这种方式在第一带齿输出轮43与传输轴5之间产生旋转联接。

可选地，弹性保持构件630布置在轮610与滑动套筒63之间，以将滑动套筒63固持在缩回位置中，只要没有大于预定阈值的轴向力通过活塞651施加在滑动套筒63上。

联接系统6进一步包含致动器65，该致动器包含固定支撑件650和活动构件651，该活动构件由能够在固定支撑件650的可变容积环形腔室652中轴向滑动的环形活塞构成，此环形腔室652连接到液压供应管线653。可选地，传感器654使得可以检测活动构件651的位置。

由在环形腔室652中滑动的环形活塞651形成的液压缸是单向的，并且使得可以将滑动套筒63从缩回位置驱动到联接位置。

弹性复位构件66进而使滑动套筒从联接位置复位到缩回位置，该弹性复位构件在这种情况下由螺旋弹簧660构成，这些螺旋弹簧在平行于旋转轴线100并且围绕旋转轴线100分布的轴线上对齐。弹性复位构件66被定位成与活塞651相对，以使得当环形腔室652中的压力迫使活塞651将滑动套筒63从缩回位置推动到联接位置时，该弹性复位构件被加载，并且当腔室652中的压力释放时，该弹性复位构件通过将活塞651推回缩回位置而被卸载。

运动连杆67插入在滑动套筒63与致动器65及其弹性复位构件66之间。运动连杆包含推杆670，该推杆形成控制凹槽671，在控制凹槽的两个相对的壁之间夹持了环形衬垫672的径向外部部分，环形衬垫的径向内部内部以轴向游隙容纳在滑动套筒63的凹槽673的两个相对的壁之间。

牢固地螺纹联接到固定支撑件650的本体中的杆655(图2)穿过形成在推杆670中的开口与弹性复位构件66的弹簧660成一直线，也穿过弹簧660，并且各杆包含头部656，该头部充当相关联的弹簧660的一端的止动件。弹簧660因此被夹持在杆655的头部656与推杆670之间。

被夹持在活塞651与弹性复位构件66之间的推杆670由杆655平移引导，使得该推杆不围绕旋转轴线100旋转。因此，由推杆670、弹性复位构件66和活塞651构成的活动单元可轴向平移移动，而不围绕旋转轴线100旋转。推杆670可以被一体式地制成，或者如图3中可见，由彼此压靠并限定凹槽671的两个邻近片构成。

被夹持在推杆670的凹槽671中并定位在滑动套筒63的凹槽673中的衬垫672在推杆670与滑动套筒63之间提供了旋转引导件或枢转连接件，这使得可以将推杆670的平移移动传输到滑动套筒63，但不阻止滑动套筒63相对于推杆670围绕旋转轴线100自由旋转。当在活塞651或弹性复位构件66的促动下轴向移动的推杆670将衬垫672推靠在凹槽673的相对侧壁中的一个上并迫使衬垫672在与推杆670相同的方向上轴向推动滑动套筒63时，进行平移移动。衬垫672由具有低摩擦系数的材料构成，理想地浸渍有固体润滑剂，以使与凹槽673的侧壁的摩擦最小。

被布置在衬垫672与环形凹槽673的相对的壁之间的轴向游隙相对于推杆在缩回位置与联接位置之间的总行程必须小。实际上，此游隙具有的幅度小于静止位置与启用位置之间的行程的十分之一。一旦推杆670已到达联接位置，此游隙使得可以实际上消除衬垫672与凹槽673的壁之间的任何压力或者甚至任何接触，只要花键61、62和64之间的联接一旦产生就不会产生任何显著的轴向力。因此，衬垫672不会对第一带齿输出轮43的旋转施加任何显著的拖曳扭矩。

联接系统6进一步包含轴向插入在第一接合接口61与第二接合接口62之间的同步器68，该同步器包含围绕旋转轴线100自由旋转的至少一个同步环680，并且如果合适的话，在同步环680与第一带齿输出轮43之间包含一个或多个中间摩擦环681。同步环680具有形成同步接合接口的至少一个轴向齿或凹槽682。

滑动套筒63在缩回位置中与同步环680没有相互作用。当滑动套筒开始其从缩回位置朝向联接位置的轴向平移移动时，该滑动套筒穿过中间同步位置，在该中间同步位置中，中间花键64和同步环680的同步接合接口681彼此接合，并在第一接合接口64与同步环680之间产生旋转联接。如果承载与滑动套筒63的中间花键64接合的第一花键61的轮610通过中间轴5旋转，那么当第一带齿输出轮43不移动时，同步环680与带齿输出轮43之间产生的摩擦直接或通过摩擦环681使带齿输出轮运动，同时滑动套筒63继续其朝向联接位置的行程。当中间花键64与第二花键62接触时，承载第二花键62的带齿轮43与滑动套筒63的中间花键64之间的速度差小，以使得中间花键64与第二花键62之间的接合可以无冲击且无噪音地发生。

第一带齿输出轮43包含轮盘430和外围鼓431，该外围鼓上形成了与第一带齿输入轮42啮合的齿。为了提高联接系统6的轴向紧凑性，外围鼓431被定位成相对于轮盘430至少部分地突起，以使得该外围鼓形成凹部432，联接系统6的某些部件可以至少在联接位置中完全或部分地容纳在该凹部中。弹性复位构件66、运动连杆67和推杆63的一部分，连同同步器68和承载第二花键62的环620因此在所有操作位置中都定位在凹部432中。活塞651在联接位置中进入凹部432。

还应注意，凹部657形成在支撑件650中，以容纳用于引导传输轴5的轴承501，这也有助于系统的轴向紧凑性。

当接合第一齿轮比时，常开的第一离合器1通过施加闭合命令而保持闭合，而常开的第二离合器保持打开，并且常开的联接系统6通过在腔室652中施加压力而保持闭合。传输轴5通过第一输入轴41、第一带齿输入轮42和联接到轮610的第一带齿输出轮43驱动。然而，第二带齿输出轮53也不必要地驱动第二带齿输入轮52和第二输入轴51。因此，这种状态消耗能量，并且仅旨在用于起动或低速驾驶阶段。

从第一齿轮比到第二齿轮比的改变通过以下方式获得：停止向第一离合器1的闭合命令供应能量、向第二离合器2施加闭合命令、以及停止向腔室652的压力供应命令供应能量。第一离合器1和联接系统6接着自行复位到它们的稳定位置，即，打开位置，并且第二离合器移动到其闭合位置。

扭矩传输系统既而消耗很少的能量，因为空转安装在传输轴5上的第一带齿输出轮43不被扭矩传输系统驱动，并且没有不必要地驱动第一输入轴41。

根据一个变型，第二离合器是常闭的，并且第一离合器是常开的。扭矩传输系统既而在第二档中得到进一步优化，因为在这种最常见的操作模式下，没有任何命令被供应能量。

在实践中，在第一离合器1与联接系统6之间提供液压互锁或通过电子命令进行的互锁，以协调这两个部件的打开和闭合。

根据另一实施例，可以提出第二传输机构12的第二带齿输出轮53设置有类似于联接系统6的联接系统。

作为变型，齿轮系中的至少一些齿轮系可以用皮带传动装置代替。为了更大的齿轮减速，齿轮系中的至少一些齿轮系可以包含在带齿输入轮与带齿输出轮之间的中间轮。

为了方便起见，接合接口61、62、64已被描述为花键，但是这些接合接口可以各自包含平行于旋转轴线100的一个或多个齿和/或一个或多个纵向凹槽或花键，以允许滑动套筒滑动。

推杆670可以与活塞651一体地形成。

环形衬垫651可以一体式地制成，或者由轴向堆叠或径向叠置在同轴层中的若干环构成。环形衬垫也可以由若干有角度的扇形构成，以便于安装在凹槽671和673中。

还可以设想，凹槽671和/或673形成在衬垫中，并与推杆670和/或滑动套筒63上的对应径向肋相互作用。

根据另一实施例，致动器的活塞由离心机构驱动。当达到预定的速度阈值时，联接系统6因此切换到中断驱动。

根据另一实施例，可以省略第一离合器1，并且联接系统6既而形成第一驱动轴41与传输轴5之间的唯一联接元件。

如例如申请FR1901916的图2和图4中所展示，根据本发明的联接系统可以并入到其他扭矩传输装置中。

Claims (14)

1.一种联接系统(6)，所述联接系统包括：

-第一接合接口(61)，所述第一接合接口能够在固定参考系中围绕旋转轴线(100)旋转，和第二接合接口(62)，所述第二接合接口能够在所述固定参考系中围绕所述旋转轴线(100)并相对于所述第一接合接口(61)旋转；

-滑动套筒(63)，所述滑动套筒包含与所述第一接合接口和所述第二接合接口(61，62)中的一个接合接口相接合的中间接合接口(64)，所述滑动套筒(63)能够通过平行于所述旋转轴线平移而从缩回位置移动到联接位置，在所述缩回位置中，所述中间接合接口(64)不与所述第一接合接口和所述第二接合接口(61，62)中的另一个接合接口接合，在所述联接位置中，所述中间接合接口(64)与所述第一接合接口和所述第二接合接口(61，62)中的一个接合接口和另一个接合接口接合，并且在所述第一接合接口(61)与所述第二接合接口(62)之间产生旋转联接；

-致动器(65)，所述致动器包括活动构件(651)和在所述固定参考系中的固定支撑件(650)，所述活动构件(651)能够平行于所述旋转轴线(100)在静止位置与启用位置之间平移移动；以及

-旋转运动连杆(67)，所述旋转运动连杆处于所述活动构件(651)与所述滑动套筒(63)之间、具有围绕所述旋转轴线(100)的旋转自由度；

其特征在于，所述致动器(65)包括弹性复位构件(66)，所述弹性复位构件被固定而不能在所述固定参考系中围绕所述旋转轴线(100)旋转，所述活动构件(651)能够通过所述运动连杆(67)来将所述滑动套筒(63)从所述缩回位置驱动到所述联接位置，并且所述活动构件能够通过从所述静止位置移动到所述启用位置来对所述弹性复位构件(66)加载，所述弹性复位构件(66)能够在卸载时，通过所述运动连杆(67)来使所述活动构件(651)从所述启用位置复位到所述静止位置并使所述滑动套筒(63)从所述联接位置复位到所述缩回位置。

2.如权利要求1所述的联接系统(6)，其特征在于，所述活动构件(651)被固定而不能在所述固定参考系中围绕所述旋转轴线(100)旋转。

3.根据权利要求1或2所述的联接系统(6)，其特征在于，所述弹性复位构件(66)的一端抵靠在紧固到所述固定支撑件(650)的支撑件(656)上。

4.根据权利要求3所述的联接系统(6)，其特征在于，所述固定支撑件包括本体，所述本体具有轴向面向所述第二接合接口(62)的前部面，并且杆(655)从所述前部面轴向突出，每个杆包括头部(656)，所述支撑件(656)形成在所述头部上，所述弹性复位构件(66)包括轴向夹持在所述头部(656)与所述运动连杆(67)之间的弹簧(660)。

5.如前述权利要求中任一项所述的联接系统(6)，其特征在于，所述运动连杆(67)包括在所述活动构件(651)与所述弹性复位构件(66)之间的中间推杆(670)。

6.如前一权利要求所述的联接系统(6)，其特征在于，所述推杆(670)被固定而不能围绕所述旋转轴线(100)旋转，轴向抵靠在所述活动构件(651)上和所述弹性复位构件(66)上，并且。

7.根据权利要求5或6所述的联接系统(6)，其特征在于，所述推杆通过围绕所述旋转轴线(100)的旋转引导件或枢转连接件而连结到所述滑动套筒(63)。

8.如从属于权利要求4的权利要求5至7之一所述的联接系统(6)，其特征在于，所述推杆(670)包括套环，所述弹簧(660)抵靠在所述套环上，所述套环中形成有开口，所述杆(655)穿过所述开口，以使得所述杆(655)轴向引导所述推杆(670)。

9.如权利要求5至10中任一项所述的联接系统(6)，其特征在于，所述旋转引导件或所述枢转连接件包括至少一个环形衬垫(672)，所述环形衬垫(672)至少部分地定位在所述滑动套筒(63)的两个相对的壁之间。

10.根据权利要求11所述的联接系统(6)，其特征在于，所述环形衬垫(672)至少部分地定位在所述推杆(670)的两个相对的壁之间。

11.如前述权利要求中任一项所述的联接系统(6)，其特征在于，所述活动构件(651)包括环形活塞(651)，所述环形活塞能够在所述固定支撑件(650)的连接到液压供应管线(653)的可变容积环形腔室(652)中轴向滑动。

12.如前述权利要求中任一项所述的联接系统(6)，其特征在于，所述联接系统包含轴向插入在所述第一接合接口(61)与所述第二接合接口(62)之间的同步器(68)，所述同步器包含至少一个同步环(680)，所述滑动套筒(63)在所述缩回位置中不驱动所述同步环(680)，所述滑动套筒(63)能够在从所述缩回位置到所述联接位置的轴向平移期间移动时经过中间同步位置，在所述中间同步位置中，所述中间接合接口(64)被接合在所述同步环(680)的同步接合接口(682)中，并在所述第一接合接口(61)与所述同步环(680)之间产生旋转联接，所述同步环(680)能够围绕所述旋转轴线(100)相对于所述第二接合接口(62)旋转，通过摩擦产生用于驱动所述第二接合接口(62)的扭矩。

13.如前述权利要求中任一项所述的联接系统(6)，其特征在于，所述联接系统包括：

-传输轴(5)，所述传输轴能够围绕所述旋转轴线(100)旋转，所述第一接合接口(61)紧固到所述传输轴(5)，以及

-空转传输轮(43)，所述空转传输轮能够围绕所述旋转轴线(100)相对于所述传输轴(5)旋转，所述第二接合接口(62)紧固到所述空转传输轮(43)。

14.一种用于机动车辆的扭矩传输装置(10)，所述机动车辆包括至少一个马达(4)，所述传输装置包括：

-第一输入元件(41)和第二输入元件(51)；

-如权利要求13所述的联接系统(6)；

-第一传输机构(11)，所述第一传输机构被布置成根据第一恒定齿轮比将所述第一输入元件(41)的旋转移动永久传输到所述空转传输轮(43)；

-第二传输机构(12)，所述第二传输机构被布置成根据与所述第一齿轮比不同的第二恒定齿轮比在所述第二输入元件(51)与所述传输轴(5)之间永久传输旋转移动。

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