DE102017100928A1 - Hybrid module with reduced drag torque and powertrain with hybrid module - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul (1) für einen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, mit einem einen Stator (2) und einen Rotor (3) aufweisenden Elektromotor (4) sowie drei nasslaufenden und in einem Innenraum (11) angeordneten Kupplungen (5, 6, 7), die jeweils mit einem Kupplungsbestandteil (8, 9, 10) drehfest mit dem Rotor (3) gekoppelt sind, wobei drei in den Innenraum (11) mündende Fluidzuführpassagen (12, 13, 14) vorgesehen sind, durch die jeweils ein Fluidteilstrom einleitbar ist. Die Erfindung betrifft auch einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug mit diesem Hybridmodul (1).The invention relates to a hybrid module (1) for a drive train of a motor vehicle, comprising an electric motor (4) having a stator (2) and a rotor (3), and three wet - running clutches (5, 6, 7) arranged in an interior space (11) ), each with a coupling component (8, 9, 10) rotatably coupled to the rotor (3), wherein three in the interior (11) opening fluid supply passages (12, 13, 14) are provided, through each of which a partial fluid stream can be introduced is. The invention also relates to a drive train for a hybrid vehicle with this hybrid module (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Hybridmodul für einen (Hybrid-)Antriebsstrang eines Kraftfahrzeuges, etwa eines Pkws, Lkws, Busses oder anderen Nutzfahrzeuges, mit einem einen Stator und einen Rotor aufweisenden Elektromotor sowie drei nasslaufenden und in einem Innenraum angeordneten Kupplungen, die jeweils mit einem Kupplungsbestandteil drehfest mit dem Rotor gekoppelt sind. Auch betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang mit dem Hybridmodul.The invention relates to a hybrid module for a (hybrid) powertrain of a motor vehicle, such as a car, truck, bus or other commercial vehicle, with a stator and a rotor having electric motor and three wet-running and arranged in an interior couplings, each with a coupling component rotatably coupled to the rotor. The invention also relates to a drive train with the hybrid module.
Aus dem Stand der Technik sind gattungsgemäße Hybridmodule prinzipiell bekannt. Etwa offenbart die
Aus der
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Ausführungen hat es sich herausgestellt, dass der Wirkungsgrad des Elektromotors häufig durch die Ausbildung der nass laufenden Hybridmodule / Kupplungen nachteilig beeinflusst wird. Insbesondere aufgrund der Anordnung des Elektromotors radial außerhalb der Kupplungen kann es vorkommen, dass Fluid in einen Zwischenraum / Spalt zwischen dem Stator und dem Rotor eindringt. Die bewirkt erhöhte Schleppmomente, die wiederum hemmend auf den Rotorantrieb wirken.In the known from the prior art embodiments, it has been found that the efficiency of the electric motor is often adversely affected by the formation of wet-running hybrid modules / clutches. In particular, due to the arrangement of the electric motor radially outside of the couplings, it may happen that fluid penetrates into a gap between the stator and the rotor. This causes increased drag torques, which in turn have an inhibiting effect on the rotor drive.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, diese aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu beheben und insbesondere ein Hybridmodul zur Verfügung zu stellen, das bei möglichst engem Bauraum einen möglichst hohen Wirkungsgrad aufweist.It is therefore an object of the present invention to overcome these known from the prior art disadvantages and in particular to provide a hybrid module available, which has the highest possible efficiency with the smallest possible space.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass drei in den Innenraum mündende Fluidzuführpassagen vorgesehen sind, durch die jeweils ein Fluidteilstrom einleitbar ist.This object is achieved in that three opening into the interior Fluidzuführpassagen are provided, through each of which a partial fluid flow can be introduced.
Somit ist je Kupplung eine Fluidzuführpassage ausgebildet, wodurch Fluid an mehreren voneinander beabstandet Bereichen dem Innenraum zugeführt werden kann. Dadurch wird der Strömungswiderstand des Fluids während des Betriebes deutlich herabgesenkt. Die drei getrennt voneinander ausgebildeten Fluidzuführpassagen dienen somit zum Einbringen bereits zuvor geteilter Fluidteilströme, die sich entsprechend den einzelnen Ausführungen der Kupplungen anpassen und strömungsoptimiert durch den Innenraum in radialer Richtung nach außen geleitet werden.Thus, a fluid supply passage is formed per clutch, whereby fluid at a plurality of spaced-apart areas can be supplied to the interior. As a result, the flow resistance of the fluid is lowered significantly during operation. The three separately formed Fluidzuführpassagen thus serve for introducing already previously divided fluid partial flows, which adapt to the individual versions of the couplings and flow-optimized through the interior in the radial direction are directed outward.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beansprucht und nachfolgend näher erläutert.Further advantageous embodiments are claimed in the subclaims and explained in more detail below.
Von Vorteil ist es, wenn jede Fluidzuführpassage einer der drei Kupplungen (fest) zugeordnet ist, d.h. in einen Bereich einer der drei Kupplungen einmündet. Eine erste Fluidzuführpassage ist bevorzugt der ersten Kupplung, eine zweite Fluidzuführpassage der zweiten Kupplung und eine dritte Fluidzuführpassage der dritten Kupplung zugeordnet.It is advantageous if each fluid supply passage is assigned to one of the three clutches (fixed), i. opens into an area of one of the three couplings. A first fluid supply passage is preferably associated with the first clutch, a second fluid supply passage of the second clutch and a third fluid supply passage of the third clutch.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn eine erste Fluidzuführpassage zumindest ein einen Kupplungsbestandteil einer Kupplung durchdringendes Durchgangsloch und/oder ein eine Zwischenwelle durchdringendes Durchgangsloch und/oder ein einen gehäusefesten Lagerbereich durchdringendes Durchgangsloch aufweist. Das jeweilige Durchgangsloch ist bevorzugt als eine Durchgangsbohrung ausgebildet. Die erste Fluidzuführpassage durchdringt den Kupplungsbestandteil und/oder die Zwischenwelle bevorzugt in radialer Richtung. Dadurch ist die Fluidzuführpassage besonders kompakt in bereits bestehende Bestandteile des Hybridmoduls integriert.Furthermore, it is advantageous if a first fluid supply passage has at least one through-hole penetrating a coupling component of a coupling and / or one through-hole penetrating an intermediate shaft and / or one through-hole penetrating a housing-fixed bearing region. The respective through hole is preferably formed as a through hole. The first fluid supply passage preferably penetrates the coupling component and / or the intermediate shaft in the radial direction. As a result, the Fluidzuführpassage is particularly compact integrated into existing components of the hybrid module.
Weist die erste Fluidzuführpassage mehrere (aufeinander folgende / nacheinander angeordnete) Durchgangslöcher auf und/oder mündet die erste Fluidzuführpassage in einen axialen Bereich mehrerer Reibbeläge einer ersten Kupplung ein, wird der durch die erste Fluidzuführpassage geleitete Fluidteilstrom auf möglichst kurzem Wege zur beabsichtigten zu kühlenden Stelle geleitet, sodass die Schleppmomente weiter reduziert werden.If the first fluid supply passage has a plurality of (consecutive / consecutively arranged) through-holes and / or opens into an axial region of a plurality of friction linings of a first clutch, the partial fluid flow conducted through the first fluid supply passage is directed as short as possible to the intended location to be cooled so that the drag torque is further reduced.
Dieser Vorteil wird weiter vergrößert, wenn eine zweite Fluidzuführpassage durch zumindest einen (radialen) Spalt zwischen zwei Getriebeeingangswellen und/oder durch ein Durchgangsloch in zumindest einer Getriebeeingangswelle, wobei das Durchgangsloch wiederum bevorzugt als eine (in radialer Richtung verlaufende) Durchgangsbohrung umgesetzt ist, und/oder durch einen Durchgang in einem Kupplungsbestandteil einer Kupplung umgesetzt ist. Dadurch nimmt die zweite Fluidzuführpassage möglichst wenig zusätzlichen Bauraum ein.This advantage is further enhanced if a second fluid feed passage is implemented by at least one (radial) gap between two transmission input shafts and / or through a through hole in at least one transmission input shaft, wherein the through hole is again preferably implemented as a (radially extending) through-bore, and / or implemented by a passage in a coupling component of a coupling. As a result, the second fluid supply passage takes up as little additional space as possible.
Mündet die zweite Fluidzuführpassage in einen Bereich des Innenraums zwischen der ersten Kupplung und einer zweiten Kupplung ein, wird der über die zweite Fluidzuführpassage im Betrieb zugeführte Fluidteilstrom effektiv zur Kühlung der jeweiligen Kupplung, insbesondere der zweiten Kupplung, eingesetzt.When the second fluid supply passage opens into a region of the interior space between the first clutch and a second clutch, the partial fluid flow supplied via the second fluid supply passage during operation is effectively used to cool the respective clutch, in particular the second clutch.
In diesem Zusammenhang ist es weiterhin zweckmäßig, wenn eine dritte Fluidzuführpassage zumindest ein ein Gehäuse einer Kupplungsbetätigungseinrichtung durchdringendes Durchgangsloch, das vorzugsweise wiederum als eine Durchgangsbohrung ausgeführt ist, aufweist.In this context, it is also expedient if a third Fluidzuführpassage at least one a housing of a Clutch actuator penetrating through hole, which is preferably again designed as a through hole has.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die dritte Fluidzuführpassage in einen Bereich des Innenraums radial innerhalb einer dritten Kupplung einmündet.Furthermore, it is advantageous if the third fluid supply passage opens into a region of the interior radially within a third clutch.
Vorteilhaft ist es auch, wenn eine Fluidfangvorrichtung so angeordnet ist, dass ein Teil der Fluidteilströme bzw. ein Teil eines durch die Fluidteilströme gebildeten Fluidstroms gezielt umgeleitet wird. Die Fluidfangvorrichtung dient hierbei insbesondere zum Umleiten des Fluidstromes in axialer Richtung des Hybridmoduls. Diesbezüglich ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Fluidfangvorrichtung durch eine oder mehrere schaufelartige Befestigungselemente umgesetzt ist, die bevorzugt an einem Gehäuse des Hybridmoduls, alternativ an einem Rotorträger des Rotors, angeordnet sind.It is also advantageous if a fluid catching device is arranged such that a part of the fluid partial flows or a part of a fluid flow formed by the fluid partial flows is specifically diverted. In this case, the fluid-catching device serves in particular for diverting the fluid flow in the axial direction of the hybrid module. In this regard, it is particularly advantageous if the fluid catching device is implemented by one or more blade-like fastening elements, which are preferably arranged on a housing of the hybrid module, alternatively on a rotor carrier of the rotor.
Des Weiteren ist es vorteilhaft, wenn zumindest ein Kupplungsbestandteil, bevorzugt ein Kupplungsbestandteil der ersten Kupplung, einen die Fluidstromleitung begünstigenden Manteleinsatz aufweist. Dieser Manteleinsatz dient zum Sammeln / Auffangen und anschließend zum Weiterleiten des Fluids. Der Manteleinsatz ist in Kombination mit der Fluidfangvorrichtung oder alternativ zu der Fluidfangvorrichtung eingesetzt. Dadurch ergeben sich verschiedene Möglichkeiten, den Fluidstrom geschickt durch den Innenraum hindurch zu leiten.Furthermore, it is advantageous if at least one coupling component, preferably a coupling component of the first coupling, has a jacket insert favoring the fluid flow line. This jacket insert is used for collecting / collecting and then for forwarding the fluid. The jacket insert is used in combination with the fluid capture device or alternatively to the fluid capture device. This results in various ways to conduct the fluid flow cleverly through the interior.
Zudem betrifft die Erfindung einen Antriebsstrang für ein Hybridfahrzeug mit dem erfindungsgemäßen Hybridmodul nach zumindest einer der zuvor beschriebenen Ausführungen.In addition, the invention relates to a drive train for a hybrid vehicle with the hybrid module according to the invention according to at least one of the embodiments described above.
In anderen Worten ausgedrückt, wird somit mittels des erfindungsgemäßen Hybridmoduls ein Schleppmoment in einer Dreifachkupplung verringert. Zu diesem Zwecke sind drei separate / getrennt voneinander ausgebildete Fluidzuführpassagen vorgesehen. Eine erste Fluidzuführpassage ist durch eine Innenbohrung (Durchgangsloch) einer Zwischenwelle des Hybridmoduls umgesetzt. Eine zweite Fluidzuführpassage ist durch einen Spalt zwischen einer ersten Getriebeeingangswelle und einer zweiten Getriebeeingangswelle umgesetzt. Eine dritte Fluidzuführpassage ist durch eine Bohrung (Durchgangsloch) in einem Gehäuse eines konzentrischen Nehmerzylinders umgesetzt.In other words, a drag torque in a triple clutch is thus reduced by means of the hybrid module according to the invention. For this purpose, three separate / separately formed Fluidzuführpassagen are provided. A first fluid supply passage is implemented by an inner bore (through hole) of an intermediate shaft of the hybrid module. A second fluid supply passage is implemented by a gap between a first transmission input shaft and a second transmission input shaft. A third fluid supply passage is reacted through a bore (through hole) in a housing of a concentric slave cylinder.
Die Erfindung wird nun nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert, in welchem Zusammenhang auch verschiedene Ausführungsbeispiele beschrieben sind.The invention will now be explained in more detail with reference to figures, in which context also different embodiments are described.
Es zeigen:
-
1 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls nach einem ersten Ausführungsbeispiel, wobei je Kupplung des Hybridmoduls eine Fluidzuführpassage ausgebildet ist, -
2 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls nach einem zweiten Ausführungsbeispiel, das sich insbesondere von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch unterscheidet, dass zusätzlich eine Fluidfangvorrichtung vorgesehen ist, die einen Fluidstrom teilweise umleitet, und -
3 eine Längsschnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Hybridmoduls nach einem dritten Ausführungsbeispiel, in dem gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach2 auf die Fluidfangvorrichtung verzichtet ist, wiederum jedoch ein Manteleinsatz an einem zweiten Kupplungsbestandteil einer ersten Kupplung vorgesehen ist.
-
1 3 is a longitudinal sectional view of a hybrid module according to the invention according to a first embodiment, wherein each coupling of the hybrid module, a fluid supply passage is formed, -
2 a longitudinal sectional view of a hybrid module according to the invention according to a second embodiment, which differs in particular from the first embodiment in that in addition a fluid catching device is provided which partially diverts a fluid flow, and -
3 a longitudinal sectional view of a hybrid module according to the invention according to a third embodiment, in which compared to the embodiment according to2 is dispensed with the fluid-catching device, in turn, however, a jacket insert is provided on a second coupling component of a first clutch.
Die Figuren sind lediglich schematischer Natur und dienen ausschließlich dem Verständnis der Erfindung. Die gleichen Elemente sind mit denselben Bezugszeichen versehen.The figures are merely schematic in nature and are for the sole purpose of understanding the invention. The same elements are provided with the same reference numerals.
In
Eine erste Kupplung
Der Elektromotor
Mit dem Rotor
Das Hybridmodul
Insbesondere sind diese Kupplungsbestandteile
Das erfindungsgemäße Hybridmodul
Die Kupplungen
Insgesamt sind drei in dem Innenraum
Eine erste Fluidzuführpassage
Eine zweite Fluidzuführpassage
Eine dritte Fluidzuführpassage
Jeder Fluidzuführpassage
In Verbindung mit
Zudem weist in
In dem zweiten Kupplungsbestandteil
Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach
In anderen Worten ausgedrückt, reduzieren sich die Schleppmomente durch eine separate Ölführung. Hierbei besteht die Möglichkeit einer bedarfsgerechten Kühlung durch Einsatz von drei Kühlölzuführungen (Fluidzuführpassagen
Auch kann die Reduzierung der Schleppmomente durch separate Ölführung mit Ölfangvorrichtung
Das Hybridmodul
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hybridmodulhybrid module
- 22
- Statorstator
- 33
- Rotorrotor
- 44
- Elektromotorelectric motor
- 55
- erste Kupplungfirst clutch
- 66
- zweite Kupplungsecond clutch
- 77
- dritte Kupplungthird clutch
- 88th
- erster Kupplungsbestandteil der ersten Kupplungfirst coupling component of the first clutch
- 99
- erster Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplungfirst coupling component of the second clutch
- 1010
- erster Kupplungsbestandteil der dritten Kupplungfirst coupling component of the third clutch
- 1111
- Innenrauminner space
- 1212
- erste Fluidzuführpassagefirst fluid supply passage
- 1313
- zweite Fluidzuführpassagesecond fluid supply passage
- 1414
- dritte Fluidzuführpassagethird fluid supply passage
- 1515
- Rotorträgerrotorarm
- 1616
- Rotorspulerotor coil
- 17a17a
- erstes Durchgangslochfirst through hole
- 17b17b
- zweites Durchgangslochsecond through hole
- 17c17c
- drittes Durchgangslochthird through hole
- 17d17d
- viertes Durchgangslochfourth through hole
- 17e17e
- fünftes Durchgangslochfifth through hole
- 1818
- Zwischenwelleintermediate shaft
- 1919
- Spaltgap
- 2020
- erste Getriebeeingangswellefirst transmission input shaft
- 2121
- zweite Getriebeeingangswellesecond transmission input shaft
- 2222
- Durchgangpassage
- 2323
- Gehäusecasing
- 2424
- KupplungsbetätigungseinrichtungClutch actuator
- 2525
- Reibbelagfriction lining
- 2626
- zweiter Kupplungsbestandteil der ersten Kupplungsecond coupling component of the first clutch
- 2727
- zweiter Kupplungsbestandteil der zweiten Kupplungsecond coupling component of the second clutch
- 2828
- zweiter Kupplungsbestandteil der dritten Kupplungsecond coupling component of the third clutch
- 2929
- FluidfangvorrichtungFluid catching device
- 3030
- Manteleinsatzshell insert
- 3131
- Nehmerzylinderslave cylinder
- 3232
- Längsachselongitudinal axis
- 3333
- erster Kolbenfirst piston
- 3434
- zweiter Kolbensecond piston
- 3535
- ZapfenbereichZapf area
- 3636
- Flügelwing
- 3737
- Befestigungslochmounting hole
- 3838
- Hülsenbereichsleeve region
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102007008946 A1 [0002]DE 102007008946 A1 [0002]
- DE 102009059944 A1 [0003, 0029]DE 102009059944 A1 [0003, 0029]
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