DE102021209648A1 - Drive train for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang (1) für ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Elektromaschine (2), mit mindestens einem Getriebe (3), mit mindestens einem ersten Fluidkreislauf (4), insbesondere einem Kühlwasserkreislauf, mit mindestens einem zweiten Fluidkreislauf (5), insbesondere einem Ölkreislauf, mit mindestens einer ersten Pumpe (6), und mit mindestens einer zweiten Pumpe (7).
Eine Kühlung und / oder Schmierung des Antriebsstranges (1) ist verbessert und die zur Kühlung und / oder Schmierung notwendigen Bauteile weisen dadurch einen möglichst geringen Platzbedarf auf, dass die zweite Pumpe (7) einen Hydraulikmotor (13) aufweist und der Hydraulikmotor (13) derart funktional wirksam mit dem ersten Fluidkreislauf (4) gekoppelt und / oder funktional wirksam koppelbar ist, so dass der Hydraulikmotor (13) mittels des ersten Fluids (8) antreibbar ist.
The invention relates to a drive train (1) for a motor vehicle, having at least one electric machine (2), having at least one transmission (3), having at least one first fluid circuit (4), in particular a cooling water circuit, having at least one second fluid circuit (5), in particular an oil circuit, with at least one first pump (6) and with at least one second pump (7).
Cooling and/or lubrication of the drive train (1) is improved and the components required for cooling and/or lubrication require as little space as possible because the second pump (7) has a hydraulic motor (13) and the hydraulic motor (13) is functionally operatively coupled to the first fluid circuit (4) and/or functionally operatively coupled such that the hydraulic motor (13) can be driven by means of the first fluid (8).
Description
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.The invention relates to a drive train for a motor vehicle having the features of the preamble of patent claim 1.
Im Stand der Technik sind verschiedene Arten von Antriebssträngen für Kraftfahrzeuge bekannt. Bekannte Antriebsstränge für Kraftfahrzeuge weisen mindestens eine Elektromaschine, mindestens ein Getriebe, mindestens einen ersten Fluidkreislauf, insbesondere einen Kühlwasserkreislauf, mindestens einen zweiten Fluidkreislauf, insbesondere eine Ölkreislauf, mindestens eine erste Pumpe, und mindestens eine zweite Pumpe auf. Die Elektromaschine ist mit dem Getriebe funktional wirksam gekoppelt und / oder funktional wirksam koppelbar. Das Getriebe ist mit zumindest einem Antriebsrad des Kraftfahrzeugs funktional wirksam gekoppelt und / oder funktional wirksam koppelbar. Ein Drehmoment ist zwischen der Elektromaschine und dem Getriebe übertragbar. Weiterhin ist ein Drehmoment zwischen dem Getriebe und dem zumindest einen Antriebsrad übertragbar. Mittels der ersten Pumpe ist ein erstes Fluid, insbesondere Kühlwasser, insbesondere ein Wasser-Glykolgemisch, durch den ersten Fluidkreislauf hindurch förderbar. Mittels der zweiten Pumpe ist ein zweites Fluid, insbesondere Öl, durch den zweiten Fluidkreislauf hindurch förderbar. Die Elektromaschine, insbesondere ein Stator der Elektromaschine, ist derart thermisch funktional wirksam mit dem ersten Fluidkreislauf gekoppelt, so dass die Elektromaschine, insbesondere der Stator der Elektromaschine, mittels des ersten Fluids kühlbar ist. Die Elektromaschine, insbesondere ein Rotor der Elektromaschine, ist zusätzlich derart thermisch und / oder tribologisch funktional wirksam mit dem zweiten Fluidkreislauf gekoppelt, so dass die Elektromaschine, insbesondere der Rotor der Elektromaschine, mittels des zweiten Fluids kühl- und / oder schmierbar ist. Zumindest ein Bauteil, insbesondere ein Zahnrad, ein Lager und / oder eine Schiebemuffe, des Getriebes ist derart thermisch und / oder tribologisch funktional wirksam mit dem zweiten Fluidkreislauf gekoppelt, so dass das zumindest das eine Bauteil, insbesondere das Zahnrad, das Lager und / oder die Schiebemuffe, des Getriebes mittels des zweiten Fluids kühl- und / oder schmierbar ist. Die erste Pumpe ist mittels eines Motors, insbesondere eines Elektromotors antreibbar. Die zweite Pumpe ist ebenso mittels eines Elektromotor antreibbar. So sind insgesamt insbesondere zwei Elektromotoren notwendig, welche in Summe einen relativ großen Platzbedarf aufweisen. Insbesondere der Elektromotor der zweiten Pumpe führt bei üblichen Anordnungen von Elektromaschine, Getriebe und zweiten Fluidkreislauf zu einem insgesamt großen Bauraumbedarf. Weiterhin ist eine aufwendige Steuerung und / oder Regelung des Motors der ersten Pumpe und des Elektromotors der zweiten Pumpe notwendig.Various types of drive trains for motor vehicles are known in the prior art. Known drive trains for motor vehicles have at least one electric machine, at least one transmission, at least one first fluid circuit, in particular a cooling water circuit, at least one second fluid circuit, in particular an oil circuit, at least one first pump and at least one second pump. The electric machine is functionally and effectively coupled to the transmission and/or can be functionally and effectively coupled. The transmission is functionally and effectively coupled to at least one drive wheel of the motor vehicle and/or can be functionally and effectively coupled. Torque can be transmitted between the electric machine and the transmission. Furthermore, a torque can be transmitted between the transmission and the at least one drive wheel. A first fluid, in particular cooling water, in particular a water-glycol mixture, can be conveyed through the first fluid circuit by means of the first pump. A second fluid, in particular oil, can be conveyed through the second fluid circuit by means of the second pump. The electric machine, in particular a stator of the electric machine, is thermally functionally coupled to the first fluid circuit in such a way that the electric machine, in particular the stator of the electric machine, can be cooled by means of the first fluid. The electric machine, in particular a rotor of the electric machine, is also thermally and/or tribologically functionally coupled to the second fluid circuit in such a way that the electric machine, in particular the rotor of the electric machine, can be cooled and/or lubricated by means of the second fluid. At least one component, in particular a gear, a bearing and/or a sliding sleeve, of the transmission is thermally and/or tribologically functionally coupled to the second fluid circuit in such a way that at least one component, in particular the gear, the bearing and/or the sliding sleeve of the transmission can be cooled and/or lubricated by means of the second fluid. The first pump can be driven by a motor, in particular an electric motor. The second pump can also be driven by an electric motor. In particular, two electric motors are required overall, which in total require a relatively large amount of space. In particular, the electric motor of the second pump leads to a large overall space requirement in conventional arrangements of electric machine, transmission and second fluid circuit. Furthermore, complex control and/or regulation of the motor of the first pump and of the electric motor of the second pump is necessary.
In der
In der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug derart auszugestalten und weiterzubilden, dass der notwendige Bauraumbedarf verringert ist und / oder eine Kühlung und / oder Schmierung des Antriebsstranges verbessert ist, wobei insbesondere auch die damit verbundenen Kosten verringert sind.The invention is based on the object of designing and developing the drive train for a motor vehicle in such a way that the required installation space is reduced and/or cooling and/or lubrication of the drive train is improved, the associated costs in particular also being reduced.
Diese der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird nun zunächst für den Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This object on which the invention is based is now firstly achieved for the drive train for a motor vehicle with the features of patent claim 1 .
Das Grundprinzip der Erfindung liegt zunächst im Wesentlichen darin, dass die zweite Pumpe einen Hydraulikmotor aufweist und der Hydraulikmotor derart funktional wirksam mit dem ersten Fluidkreislauf gekoppelt und / oder funktional wirksam koppelbar ist, so dass der Hydraulikmotor mittels des ersten Fluids antreibbar ist. Auf diese Weise sind die Elemente zur Kühlung und / oder Schmierung in einem kleinen Bauraum anordnenbar. Der Hydraulikmotor wird innerhalb - insbesondere von so oder so notwendigen -Fluidleitungen angeordnet und benötigt somit keinen separaten Bauraum, wie dies bei einem anders ausgeführten Motor wie beispielsweise einem Elektromotor der Fall wäre. Weiterhin ist ein solches Gesamtsystem mit dem Hydraulikmotor besonders kostengünstig herstellbar und / oder realisierbar. Durch die Kopplung und / oder die funktional wirksame Koppelbarkeit der zweiten Pumpe mit dem ersten Fluidkreislauf kann mittels des Hydraulikmotors weiterhin die Steuerung und / oder Regelung der ersten und / oder der zweiten Pumpe vereinfacht / verbessert werden.The basic principle of the invention is essentially that the second pump has a hydraulic motor and the hydraulic motor is functionally and effectively coupled to the first fluid circuit and/or can be functionally and effectively coupled in such a way that the hydraulic motor can be driven by means of the first fluid. In this way, the elements for cooling and/or lubrication can be arranged in a small installation space. The hydraulic motor is arranged inside—in particular of fluid lines that are necessary in one way or another—and therefore does not require a separate installation space, as would be the case with a differently designed motor, such as an electric motor. Furthermore, such an overall system with the hydraulic motor can be manufactured and/or implemented particularly cost-effectively. The coupling and/or the functionally effective ability to couple the second pump to the first fluid circuit can also be used to simplify/improve the control and/or regulation of the first and/or the second pump by means of the hydraulic motor.
Bevorzugterweise weist die zweite Pumpe eine Pumpenwelle und der Hydraulikmotor eine Motorwelle auf. Die zweite Pumpe ist mittels der Pumpenwelle antreibbar. Mittels des Hydraulikmotors ist die Motorwelle antreibbar. Die Pumpenwelle ist mit der Motorwelle gekoppelt und / oder koppelbar bzw. ist die Pumpenwelle über die Motorwelle antreibbar.The second pump preferably has a pump shaft and the hydraulic motor has a motor shaft. The second pump can be driven by the pump shaft. The motor shaft can be driven by means of the hydraulic motor. The pump shaft is coupled and/or can be coupled to the motor shaft or the pump shaft can be driven via the motor shaft.
Mittels der Motorwelle und der Pumpenwelle ist eine besonders einfache Kopplung ermöglicht. Insbesondere liegen eine Achse der Motorwelle und eine Achse der Pumpenwelle parallel zueinander. Insbesondere liegen die Achse der Motorwelle und die Achse der Pumpenwelle auf einer Linie, sind insbesondere koaxial zueinander ausgerichtet, so dass dann eine Stirnseite der Motorwelle auf eine Stirnseite der Pumpenwelle ausgerichtet ist.A particularly simple coupling is made possible by means of the motor shaft and the pump shaft. In particular, an axis of the motor shaft and an axis of the pump shaft are parallel to one another. In particular, the axis of the motor shaft and the axis of the pump shaft are on one line and are in particular aligned coaxially with one another, so that an end face of the motor shaft is then aligned with an end face of the pump shaft.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Antriebsstranges sind die Pumpenwelle und die Motorwelle mittels einer schaltbaren Kupplung miteinander koppelbar.In a particularly preferred embodiment of the drive train, the pump shaft and the motor shaft can be coupled to one another by means of a switchable clutch.
Die schaltbare Kupplung ist in zumindest zwei Kupplungszuständen betreibbar. Die Kupplung ist in einem geschlossenen Zustand betreibbar, so dass dann das komplette von dem Hydraulikmotor erzeugte Drehmoment an die zweite Pumpe übertragen wird. Die Kupplung ist in einem geöffneten Zustand betreibbar, so dass dann eine Drehmomentübertragung zwischen dem Hydraulikmotor und der zweiten Pumpe vermieden ist. Es ist auch denkbar, dass die Kupplung in einem Zwischenzustand betreibbar ist, so dass dann nur ein Teil des von dem Hydraulikmotor erzeugten Drehmoments an die zweite Pumpe übertragen wird.The switchable clutch can be operated in at least two clutch states. The clutch can be operated in a closed state, so that the entire torque generated by the hydraulic motor is then transmitted to the second pump. The clutch can be operated in an open state, so that a torque transmission between the hydraulic motor and the second pump is then avoided. It is also conceivable that the clutch can be operated in an intermediate state, so that only part of the torque generated by the hydraulic motor is then transmitted to the second pump.
In einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstranges ist dem Hydraulikmotor das erste Fluid über eine Einlassleitung zuführbar. Das erste Fluid ist über eine Auslassleitung aus dem Hydraulikmotor abführbar. Die Einlassleitung ist mit der Auslassleitung zusätzlich mittels eines Bypassventils strömungstechnisch verbunden oder verbindbar, wobei bei einem zumindest teilweise geöffneten Bypassventils eine Strömung des ersten Fluids zumindest teilweise an dem Hydraulikmotor vorbei und durch das Bypassventil hindurch erzeugbar ist.In a further embodiment of the drive train, the hydraulic motor can be supplied with the first fluid via an inlet line. The first fluid can be discharged from the hydraulic motor via an outlet line. The inlet line is also fluidically connected or connectable to the outlet line by means of a bypass valve, wherein when the bypass valve is at least partially open, a flow of the first fluid can be generated at least partially past the hydraulic motor and through the bypass valve.
Alternativ oder zusätzlich zu der Kupplung ist mittels eines derartig angeordneten Bypassventils das von dem Hydraulikmotor an die zweite Pumpe übertragene Drehmoment steuer- und / oder regelbar. Mittels des Bypassventils und / oder der Kupplung ist der Hydraulikmotor in einem wirkungsgradoptimalen Betriebszustand betreibbar.Alternatively or in addition to the clutch, the torque transmitted from the hydraulic motor to the second pump can be controlled and/or regulated by means of a bypass valve arranged in this way. The hydraulic motor can be operated in an operating state that is optimal in terms of efficiency by means of the bypass valve and/or the clutch.
In einer weiteren Ausführungsform des Antriebsstranges ist die Einlassleitung mit der Auslassleitung zusätzlich mittels eines Druckbegrenzungsventils strömungstechnisch verbunden oder verbindbar. Das Druckbegrenzungsventil ist öffenbar, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem Druck des ersten Fluids in der Einlassleitung und einem Druck des ersten Fluids in der Auslassleitung größer oder gleich einem bestimmten Wert ist. So kann sichergestellt werden, dass die Bauteile insbesondere des ersten Fluidkreislauf, aber auch die Bauteile des zweiten Fluidkreislaufs keinen Schaden aufgrund eines zu hohen Fluiddrucks nehmen. Es wird z.B. mittels des Druckbegrenzungsventils auch die Leistungsaufnahme der ersten Pumpe begrenzt. Dies ist insbesondere dann von Interesse wenn das erste Fluid aufgrund von sehr niedrigen Temperaturen eine sehr hohe Viskosität aufweist.In a further embodiment of the drive train, the inlet line is or can be connected in terms of flow to the outlet line by means of a pressure-limiting valve. The pressure relief valve can be opened when a pressure difference between a pressure of the first fluid in the inlet line and a pressure of the first fluid in the outlet line is greater than or equal to a certain value. In this way it can be ensured that the components, in particular of the first fluid circuit, but also the components of the second fluid circuit are not damaged due to excessive fluid pressure. The power consumption of the first pump is also limited, for example, by means of the pressure relief valve. This is of particular interest when the first fluid has a very high viscosity due to very low temperatures.
Vorteilhafterweise ist ein Gehäuse vorhanden und / oder vorgesehen. Die zweite Pumpe ist in dem Gehäuse angeordnet und / oder zumindest teilweise in dem Gehäuse ausgebildet. Die Pumpenwelle und / oder die Motorwelle ist / sind in dem Gehäuse gelagert.A housing is advantageously present and/or provided. The second pump is arranged in the housing and/or at least partially formed in the housing. The pump shaft and/or the motor shaft is/are mounted in the housing.
So ist eine kompakte Baueinheit der zweiten Pumpe inklusive des Hydraulikmotors und der zugehörigen Wellen, nämlich der Pumpenwelle und der Motorwelle, ermöglicht. Es ist denkbar, dass weiterhin das Getriebe und / oder die Elektromaschine und / oder der erste Fluidkreislauf und / oder der zweite Fluidkreislauf und / oder die erste Pumpe in dem Gehäuse zumindest teilweise angeordnet sind. So sind verschiedene Ausgestaltungen einer kompakten Baueinheit umsetzbar, wobei eine solche kompakte Baueinheit sich vorteilhaft auf die Montage des Antriebsstranges auswirkt.A compact structural unit of the second pump, including the hydraulic motor and the associated shafts, namely the pump shaft and the motor shaft, is thus made possible. It is conceivable that the transmission and/or the electric machine and/or the first fluid circuit and/or the second fluid circuit and/or the first pump are at least partially arranged in the housing. Various configurations of a compact structural unit can thus be implemented, with such a compact structural unit having an advantageous effect on the assembly of the drive train.
Die Pumpenwelle und / oder die Motorwelle ist / sind vorteilhafterweise mittels zumindest einer Dichtung gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Auf diese Weise wird eine Vermischung des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid vermieden.The pump shaft and/or the motor shaft is/are advantageously sealed off from the housing by means of at least one seal. In this way, mixing of the first fluid with the second fluid is avoided.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstranges ist in dem Gehäuse angrenzend zur Dichtung ein erster Leckagesammelraum ausgebildet. Dem ersten Leckagesammelraum ist während des Betriebs des Hydraulikmotors das erste Fluid aufgrund von Undichtigkeiten zwischen dem Gehäuse und der Motorwelle bzw. kleinere Leckagen des Hydraulikmotors zuführbar. Mittels des ersten Leckageraums wird die Dichtwirkung zwischen dem Gehäuse und der Motorwelle und / oder des Hydraulikmotors weiter verbessert. Insbesondere wird das Risiko der Vermischung des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid weiter verringert.In a further advantageous embodiment of the drive train, a first leakage collection chamber is formed in the housing adjacent to the seal. During the operation of the hydraulic motor, the first fluid can be supplied to the first leakage collection chamber due to leaks between the housing and the motor shaft or smaller leaks in the hydraulic motor. The sealing effect between the housing and the motor shaft and/or the hydraulic motor is further improved by means of the first leakage chamber. In particular, the risk of the first fluid mixing with the second fluid is further reduced.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstranges ist in dem Gehäuse angrenzend zur Dichtung ein zweiter Leckagesammelraum ausgebildet. Dem zweiten Leckagesammelraum ist während des Betriebs der zweiten Pumpe das zweite Fluid aufgrund von Undichtigkeiten zwischen dem Gehäuse und der Pumpenwelle bzw. kleinere Leckagen der zweiten Pumpe zuführbar. Mittels des zweiten Leckageraums wird die Dichtwirkung zwischen dem Gehäuse und der Pumpenwelle und / oder der zweiten Pumpe weiter verbessert. In a further advantageous embodiment of the drive train, a second leakage collection space is formed in the housing adjacent to the seal. During the operation of the second pump, the second fluid can be supplied to the second leakage collection chamber due to leaks between the housing and the pump shaft or smaller leaks of the second pump. The sealing effect between the housing and the pump shaft and/or the second pump is further improved by means of the second leakage chamber.
Insbesondere wird ebenso das Risiko der Vermischung des ersten Fluids mit dem zweiten Fluid weiter verringert.In particular, the risk of the first fluid mixing with the second fluid is also further reduced.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Antriebsstranges weist das Gehäuse eine erste Leckageausleitung und eine zweite Leckageausleitung auf. Mittels der ersten Leckageausleitung ist der erste Leckagesammelraum mit einer Umgebung des Gehäuses strömungstechnisch verbunden. Mittels der zweiten Leckageausleitung ist der zweite Leckagesammelraum mit einer Umgebung des Gehäuses strömungstechnisch verbunden. Mittels der ersten Leckageausleitung ist somit das erste Fluid aus dem ersten Leckagesammelraum und mittels der zweiten Leckageausleitung ist somit das zweite Fluid aus dem zweiten Leckagesammelraum in die Umgebung des Gehäuses abführbar. Insbesondere ist das erste Fluid zurück in den ersten Fluidkreislauf und das zweite Fluid zurück in den zweiten Fluidkreislauf abführbar. So ist auch sichergestellt, dass der Druck in dem ersten und dem zweiten Leckagesammelraum nicht auf zu hohe Werte ansteigt, was sich negativ auf die Dichtwirkung auswirken könnte. Wenn das erste Fluid zurück in den ersten Fluidkreislauf und / oder das zweite Fluid zurück in den zweiten Fluidkreislauf abgeführt wird, wird ein „Verlust“ des ersten und / oder des zweiten Fluids vermieden und ein „Nachfüllen“ des ersten und / oder des zweiten Fluids ist gar nicht oder zumindest erst nach langer Zeit notwendig.In an advantageous embodiment of the drive train, the housing has a first leakage discharge line and a second leakage discharge line. The first leakage collection chamber is fluidically connected to an area surrounding the housing by means of the first leakage discharge line. The second leakage collection chamber is fluidically connected to an environment of the housing by means of the second leakage discharge line. The first fluid can thus be discharged from the first leakage collection chamber by means of the first leakage discharge line and the second fluid can thus be discharged from the second leakage collection chamber into the environment of the housing by means of the second leakage discharge line. In particular, the first fluid can be discharged back into the first fluid circuit and the second fluid can be discharged back into the second fluid circuit. This also ensures that the pressure in the first and the second leakage collection chamber does not rise to values that are too high, which could have a negative effect on the sealing effect. When the first fluid is discharged back into the first fluid circuit and/or the second fluid is discharged back into the second fluid circuit, a "loss" of the first and/or the second fluid is avoided and a "replenishment" of the first and/or the second fluid is avoided is not necessary at all or at least only after a long time.
Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, den Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug in vorteilhafter Art und Weise auszugestalten und weiterzubilden. Hierfür darf zunächst auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche verwiesen werden. Im Folgenden wird nun eine bevorzugte Ausgestaltung des Antriebsstrangs für ein Kraftfahrzeug anhand der Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 zunächst schematisch einen Antriebsstrang für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Stand der Technik in einer Prinzipdarstellung, -
2 schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Antriebsstranges für ein Kraftfahrzeug in einer Prinzipdarstellung, -
3 schematisch einen Ausschnitt des ersten Ausführungsbeispiels des Antriebsstrangs in einer Prinzipdarstellung, nämlich insbesondere eine erste Ausführungsform der zweiten Pumpe, -
4 schematisch einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des Antriebsstrangs in einer Prinzipdarstellung, nämlich insbesondere eine zweite Ausführungsform der zweiten Pumpe, -
5 schematisch einen Ausschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges in einer Prinzipdarstellung, -
6 schematisch einen Ausschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges in einer Prinzipdarstellung, und -
7 schematisch einen Ausschnitt eines fünften Ausführungsbeispiels des Antriebsstranges in einer Prinzipdarstellung, nämlich insbesondere eine dritte Ausführungsform der zweiten Pumpe.
-
1 first schematically a drive train for a motor vehicle according to the prior art in a schematic representation, -
2 schematically a first embodiment of a drive train according to the invention for a motor vehicle in a schematic representation, -
3 schematically a section of the first embodiment of the drive train in a schematic representation, namely in particular a first embodiment of the second pump, -
4 schematically a section of a second embodiment of the drive train in a schematic representation, namely in particular a second embodiment of the second pump, -
5 schematically a section of a third embodiment of the drive train in a schematic representation, -
6 schematically shows a section of a fourth embodiment of the drive train in a schematic representation, and -
7 schematically shows a section of a fifth embodiment of the drive train in a schematic representation, namely in particular a third embodiment of the second pump.
- Der Antriebsstrang 1 für ein Kraftfahrzeug
weist eine Elektromaschine 2,ein Getriebe 3, einen ersten Fluidkreislauf 4, insbesondere einen Kühlwasserkreislauf, einen zweiten Fluidkreislauf 5, insbesondere einen Ölkreislauf, eine erste Pumpe 6 und eine zweite Pumpe 7 auf.
- The drive train 1 for a motor vehicle has an
electric machine 2, atransmission 3, a firstfluid circuit 4, in particular a cooling water circuit, a secondfluid circuit 5, in particular an oil circuit, afirst pump 6 and asecond pump 7.
Die Elektromaschine 2 ist mit dem Getriebe 3 funktional wirksam gekoppelt. Insbesondere weist die Elektromaschine 2 dazu eine Antriebswelle 11a auf, wobei an der Antriebswelle 11a ein Antriebsritzel 11b angeordnet und / oder ausgebildet ist. Insbesondere weist das Getriebe 3 ein Eingangszahnrad 3a auf, wobei die Kopplung zwischen der Elektromaschine 2 mit dem Getriebe 3 dann dadurch entsteht, dass das Antriebsritzel 11b mit dem Eingangszahnrad 3a in Eingriff steht.The
Das Getriebe 3 ist mit zumindest einem nicht näher dargestellten Antriebsrad des Kraftfahrzeugs funktional wirksam gekoppelt und / oder funktional wirksam koppelbar. Ein Drehmoment ist zwischen der Elektromaschine 2 und dem Getriebe 3 übertragbar. Weiterhin ist ein Drehmoment zwischen dem Getriebe 3 und dem zumindest einen Antriebsrad übertragbar. The
Mittels der ersten Pumpe 6 ist ein erstes Fluid 8, insbesondere Kühlwasser, insbesondere ein Wasser-Glykolgemisch, durch den ersten Fluidkreislauf 4 hindurch förderbar. Mittels der zweiten Pumpe 7 ist eine zweites Fluid 9, insbesondere Öl, durch den zweiten Fluidkreislauf 5 hindurch förderbar.A
Die Elektromaschine 2, insbesondere ein Stator 10 der Elektromaschine 2, ist derart thermisch funktional wirksam mit dem ersten Fluidkreislauf 4 gekoppelt, so dass die Elektromaschine 2, insbesondere der Stator 10 der Elektromaschine 2, mittels des ersten Fluids 8 kühlbar ist. Der Stator 10 weist beispielsweise ein Lamellenpaket auf, wobei in dem Lamellenpaket Kühlkanäle angeordnet sind, wobei des erste Fluid 8 durch die - insbesondere in einer axialen Richtung der Elektromaschine 2 angeordneten - Kühlkanäle hindurchfließt.The
Die Elektromaschine 2, insbesondere ein Rotor 11 der Elektromaschine 2, ist derart thermisch und / oder tribologisch funktional wirksam mit dem zweiten Fluidkreislauf 5 gekoppelt ist, so dass die Elektromaschine 2, insbesondere der Rotor 11 der Elektromaschine 2, mittels des zweiten Fluids 9 kühl- und / oder schmierbar ist. Beispielweise sind in dem Rotor 11 Fluidkanäle ausgebildet, wobei das zweite Fluid 9 zur Kühlung des Rotors 11 durch die Fluidkanäle hindurchfließt. Es ist denkbar, dass der zweite Fluidkreislauf 5 weiterhin Abzweigungen aufweist, mittels welcher das zweite Fluid 9 einem oder mehrere Lager des Rotors 11 zur Kühlung und / oder Schmierung dieser Lager zuführbar ist. Der Rotor 11 bildet insbesondere auch die Antriebswelle 11a aus.The
Zumindest ein Bauteil, insbesondere ein Zahnrad, ein Lager und / oder eine Schiebemuffe, des Getriebes 3 ist derart thermisch und / oder tribologisch funktional wirksam mit dem zweiten Fluidkreislauf 5 gekoppelt, so dass das zumindest eine Bauteil, insbesondere das Zahnrad, das Lager und / oder die Schiebemuffe, des Getriebes 3 mittels des zweiten Fluids 9 kühl- und / oder schmierbar ist. Die erste Pumpe 6 ist mittels eines Motors 12, insbesondere eines Elektromotors antreibbar.At least one component, in particular a gear, a bearing and/or a sliding sleeve, of the
Die zweite Pumpe 7 weist einen Hydraulikmotor 13 auf. Der Hydraulikmotor 13 ist derart funktional wirksam mit dem ersten Fluidkreislauf 4 gekoppelt und / oder funktional wirksam koppelbar, so dass der Hydraulikmotor 13 mittels des ersten Fluids 8 antreibbar ist.The
Die zweite Pumpe 7 weist eine Pumpenwelle 14 auf. Der Hydraulikmotor 13 weist eine Motorwelle 15 auf. Die zweite Pumpe 7 ist mittels der Pumpenwelle 14 antreibbar. Mittels des Hydraulikmotors 13 ist die Motorwelle 15 antreibbar. Die Pumpenwelle 14 ist mit der Motorwelle 15 gekoppelt bzw. - wie hier aus
Insbesondere ist die Pumpenwelle 14 ist mit der Motorwelle 15 drehfest verbunden, wobei die Pumpenwelle 14 und die Motorwelle 15 eine gemeinsame Achse aufweisen. Insbesondere sind die Pumpenwelle 14 und die Motorwelle 15 hier als ein einziges Bauteil ausgeführt.In particular, the
Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel aus
Dem Hydraulikmotor 13 ist das erste Fluid 8 über eine Einlassleitung 17 zuführbar. Das erste Fluid 8 ist über eine Auslassleitung 18 aus dem Hydraulikmotor 13 abführbar. Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel aus
Das Bypassventil 19 ist insbesondere als 2/2-Wegeventil ausgeführt. Ein solches 2/2-Wegeventil weist zwei Anschlüsse und zwei Schaltstellungen, nämlich eine geöffnete Schaltstellung und eine geschlossene Schaltstellung auf, wobei in der geöffneten Schaltstellung eine Durchströmung des 2/2-Wegeventil mittels des ersten Fluids 8 ermöglicht ist, wobei in der geschossenen Schaltstellung eine Durchströmung des 2/2-Wegeventil mittels des ersten Fluids 8 vermieden ist.The
Denkbar ist es auch, anstelle des 2/2-Wegeventils ein 3/2-Wegeventil vorzusehen bzw. anzuordnen. Diese Alternative bzw. Möglichkeit ist in den Figuren hier nicht gezeigt. Mit Hilfe eines 3/2-Wegeventils könnte dann der Hydraulikmotor vollständig hydraulisch „entkoppelt“ werden.It is also conceivable to provide or to arrange a 3/2-way valve instead of the 2/2-way valve. This alternative or possibility is not shown in the figures here. With the help of a 3/2-way valve, the hydraulic motor could then be completely hydraulically "decoupled".
Die Einlassleitung 17 ist mit der Auslassleitung 18 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel aus
Gemäß des ersten, des zweiten, des dritten und des vierten Ausführungsbeispiels des Antriebsstrangs 1 ist ein Gehäuse 21 vorhanden und / oder vorgesehen. Die zweite Pumpe 7 ist in dem Gehäuse 21 angeordnet und / oder zumindest teilweise in dem Gehäuse 21 ausgebildet. Die Pumpenwelle 14 und die Motorwelle 15 sind in dem Gehäuse 21 gelagert. Insbesondere weist das Gehäuse 21 einen ersten Deckel und einen zweiten Deckel auf, wobei der Hydraulikmotor 13 zumindest teilweise in dem Bereich des ersten Deckels angeordnet und / oder ausgebildet bzw. hier an der Motorwelle 15 ein Hydraulikrad 13a (Hydraulikrotor 13a) vorgesehen bzw. vorhanden ist. Insbesondere weist die zweite Pumpe zumindest ein Pumpenrad 7a auf, wobei das Pumpenrad 7a zumindest teilweise in dem Bereich des zweiten Deckels angeordnet und / oder ausgebildet ist.According to the first, the second, the third and the fourth exemplary embodiment of the drive train 1, a
Die Pumpenwelle 14 und die Motorwelle 15 sind mittels zumindest einer Dichtung 22 gegenüber dem Gehäuse 21 abgedichtet. Die Dichtung 22 weist z.B. einen Wellendichtring oder auch zwei Wellendichtringe, nämlich dann einen ersten Wellendichtring und einen zweiten Wellendichtring, auf. Angrenzend zur Dichtung 22, insbesondere dem ersten Wellendichtring, ist in dem Gehäuse 21 ein erster Leckagesammelraum 23 ausgebildet. Dem ersten Leckagesammelraum 23 ist während des Betriebs des Hydraulikmotors 13 das erste Fluid 8 aufgrund von Undichtigkeiten zwischen dem Gehäuse 21 und der Motorwelle 15 und / oder des Hydraulikmotors 13 zuführbar.The
In dem Gehäuse 21 ist weiterhin angrenzend zur Dichtung 22, insbesondere dem zweiten Wellendichtring, ein zweiter Leckagesammelraum 24 ausgebildet. Dem zweiten Leckagesammelraum 24 ist während des Betriebs der zweiten Pumpe 7 das zweite Fluid 9 aufgrund von Undichtigkeiten zwischen dem Gehäuse 21 und der Pumpenwelle 14 und / oder der zweiten Pumpe 7 zuführbar.In the
Während des Betriebs der zweiten Pumpe 7 kann sich das erste Fluid 8 in dem ersten Leckagesammelraum 23 und das zweite Fluid 9 in dem zweiten Leckagesammelraum 24 sammeln, so dass das erste und / oder das zweite Fluid 8, 9 wenn überhaupt nur mit sehr geringem Druck auf die Dichtung 22 einwirkt.During the operation of the
Das Gehäuse 21 weist eine erste Leckageausleitung 25 und eine zweite Leckageausleitung 26 auf. Mittels der ersten Leckageausleitung 25 ist der erste Leckagesammelraum 23 mit einer Umgebung des Gehäuses 21 strömungstechnisch verbunden. Mittels der zweiten Leckageausleitung 26 ist der zweite Leckagesammelraum 24 mit einer Umgebung des Gehäuses 21 strömungstechnisch verbunden. Mittels der ersten Leckageausleitung 25 ist somit das erste Fluid 8 aus dem ersten Leckagesammelraum 24 und mittels der zweiten Leckageausleitung 26 das zweite Fluid 9 aus dem zweiten Leckagesammelraum 24 in die Umgebung des Gehäuses 21 abführbar. Insbesondere ist das erste Fluid 8 zurück in den ersten Fluidkreislauf 4 und das zweite Fluid 9 zurück in den zweiten Fluidkreislauf 5 abführbar.The
Der Hydraulikmotor 13 und / oder die erste Pumpe 6 und / oder die zweite Pumpe 7 ist / sind insbesondere als Gerotormaschine ausgeführt.The
Weiterhin ist denkbar, dass der Hydraulikmotor 13 und / oder die erste Pumpe 6 und / oder die zweite Pumpe 7 als Innenzahnradmaschine mit -im Gegensatz zur Gerotormaschine zusätzlicher, zwischen einem Innen- und einem Außenzahnrad angeordneter Sichel - ausgeführt sind. Der Einsatz weiterer Arten von Maschinen ist denkbar, insbesondere können Maschinen aus der Gruppe der Verdrängermaschinen wie auch aus der Gruppe der Strömungsmaschinen für den Einsatz als Hydraulikmotor 13 und / oder als erste Pumpe 6 und / oder als zweite Pumpe 7 ausgewählt werden.It is also conceivable for the
Während des Betriebs der ersten Pumpe 6 wird mittels der ersten Pumpe 6 das erste Fluid 8, insbesondere Kühlwasser, insbesondere ein Wasser-Glykolgemisch, durch den ersten Fluidkreislauf 4 hindurch gefördert. Von der ersten Pumpe 6 strömt das erste Fluid 8 durch Strömungsleitungen zu der Elektromaschine 2, insbesondere dem Stator 10. Von der Elektromaschine 2 strömt das erste Fluid 8 durch weitere Strömungsleitungen zu dem Hydraulikmotor 13 und treibt den Hydraulikmotor 13 und diesen die zweite Pumpe 7 an. Von dem Hydraulikmotor 13 strömt das erste Fluid 8 durch weitere Strömungsleitungen wieder zu der ersten Pumpe 6, so dass der erste Fluidkreislauf 4 geschlossen ist. Es ist denkbar bzw. wir hier ersichtlich vorgesehen, dass zwischen dem Hydraulikmotor 13 und der ersten Pumpe 6 ein Kühler 27 zur Kühlung des ersten Fluids 8 angeordnet ist.During the operation of the
Während des Betriebs der zweiten Pumpe 7 wird mittels der zweiten Pumpe 7 ein zweites Fluid 9, insbesondere Öl, durch den zweiten Fluidkreislauf 5 hindurch gefördert. Von der zweiten Pumpe 7 strömt das zweite Fluid 9 durch Strömungsleitungen zu der Elektromaschine 2, insbesondere dem Rotor 11. Von der Elektromaschine 2 strömt das zweite Fluid 9 durch weitere Strömungsleitungen zu dem Getriebe 3, insbesondere zu einem Zahnrad, einem Lager und / oder eine Schiebemuffe des Getriebes 3. Das zweite Fluid 9 sammelt sich dann in dem Getriebe 3, insbesondere in einem Getriebesumpf 28. Von dem Getriebe 3, insbesondere in dem Getriebesumpf 28, strömt das zweite Fluid 8 durch weitere Strömungsleitungen wieder zu der zweiten Pumpe 7, so dass der zweite Fluidkreislauf 5 geschlossen ist.During the operation of the
Die Strömungsleitungen können als separate Rohre und / oder als separate Schläuche und / oder als in dem Gehäuse 21 ausgebildete Strömungskanäle ausgebildet sein.The flow lines can be designed as separate pipes and/or as separate hoses and/or as flow channels formed in the
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Antriebsstrangpowertrain
- 22
- Elektromaschineelectric machine
- 33
- Getriebetransmission
- 3a3a
- Eingangszahnradinput gear
- 44
- erster Fluidkreislauffirst fluid circuit
- 55
- zweiter Fluidkreislaufsecond fluid circuit
- 66
- erste Pumpefirst pump
- 77
- zweite Pumpesecond pump
- 7a7a
- Pumpenradimpeller
- 88th
- erstes Fluidfirst fluid
- 99
- zweites Fluidsecond fluid
- 1010
- Statorstator
- 1111
- Rotorrotor
- 11a11a
- Antriebswelledrive shaft
- 11b11b
- Antriebsritzeldrive pinion
- 1212
- Motorengine
- 12a12a
- Hydraulikrad / -rotorhydraulic wheel / rotor
- 1313
- Hydraulikmotorhydraulic motor
- 1414
- Pumpenwellepump shaft
- 1515
- Motorwellemotor shaft
- 1616
- schaltbare Kupplungswitchable clutch
- 1717
- Einlassleitunginlet line
- 1818
- Auslassleitungoutlet line
- 1919
- Bypassventilbypass valve
- 2020
- Druckbegrenzungsventilpressure relief valve
- 2121
- GehäuseHousing
- 2222
- Dichtungpoetry
- 2323
- erster Leckagesammelraumfirst leakage collection chamber
- 2424
- zweiter Leckagesammelraumsecond leakage collection chamber
- 2525
- erste Leckageausleitungfirst leakage drainage
- 2626
- zweite Leckageausleitungsecond leakage discharge
- 2727
- Kühlercooler
- 2828
- Getriebesumpftransmission sump
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- US 20090050412 A1 [0003]US20090050412A1 [0003]
- DE 102013224339 A1 [0004]DE 102013224339 A1 [0004]
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DE102021209648.4A DE102021209648A1 (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Drive train for a motor vehicle |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102021209648.4A DE102021209648A1 (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Drive train for a motor vehicle |
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Family Applications (1)
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- 2021-09-02 DE DE102021209648.4A patent/DE102021209648A1/en active Pending
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