PL212046B1

PL212046B1 - Urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego

Info

Publication number: PL212046B1
Application number: PL393689A
Authority: PL
Inventors: Kazutoshi Motoike; Yutaka Taga; Masahiro Kojima; Masatoshi Adachi; Jiro Kaneko
Original assignee: Toyota Motor Co Ltd
Priority date: 2001-12-26
Filing date: 2002-12-23
Publication date: 2012-07-31
Also published as: ES2303863T3; WO2003055709A1; EP1458583A1; BR0215353A; DE60226272T2; DE60226272D1; US20070145747A1; US7582980B2; EP1918150A1; ES2399998T3; ATE393046T1; CA2471811C; BR0215353B1; KR20040076268A; AU2002353395A1; KR100551927B1; US7239033B2; PL209306B1; CA2471811A1; PL393689A1

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego, zwłaszcza stosowane w pojeździe hybrydowym wyposażonym w silnik spalinowy i silnik elektryczny jako dwa odrębne rodzaje źródła mocy, wykorzystujące moc napędu z tych źródeł w takim połączeniu, jakie jest optymalne dla warunków.

W ostatnich latach powstał i znalazł zastosowanie w praktyce pojazd hybrydowy wyposażony w silnik spalinowy i w silnik elektryczny, które są dwoma rodzajami ź ródł a mocy posiadającymi róż ne charakterystyki. W takim hybrydowym pojeździe siły jednego źródła mocy wykorzystuje się dla kompensacji słabych stron drugiego, z wykorzystaniem mocy napędowej w takim połączeniu, które jest optymalne dla warunków. W rezultacie pojawia się możliwość zapewnienia wystarczającej charakterystyki mocy pojazdu, przy znacznej poprawie zużycia paliwa i emisji zanieczyszczeń.

Proponowano różne rozwiązania. Jedna z propozycji obejmuje zastosowanie pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, mechanizmu rozdziału mocy i drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego. Pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy służy głównie jako prądnica. Mechanizmu rozdziału tworzy zespół przekładni planetarnej i rozdziela moc wytarzaną przez silnik spalinowy na moc dla pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego i dla kół napędzanych. Drugi zespół silnikowo-prądnicowy służy głównie jako silnik elektryczny i wytwarza moc dla wspomagania napędu kół napędzanych. Moc ta różni się od mocy pochodzącej z silnika spalinowego.

W tym urz ą dzeniu napę dowym część mocy rozdzielonej przez mechanizm rozdział u mocy jest mechanicznie przekazywana na koła napędzane w celu ich obracania, a reszta rozdzielonej mocy jest przekazywana do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego. Wykorzystując moc przekazaną do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy pracuje jako prądnica i wytwarza moc elektryczną, która jest dostarczana do drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego. Wykorzystując dostarczoną elektryczność drugi zespół silnikowo-prądnicowy pracuje jako silnik elektryczny. Moc wytwarzaną przez drugi zespół silnikowo-prądnicowy dodaje się do mocy rozdzielonej przez mechanizm rozdziału mocy i przekazywanej na koła napędzane, wspomagając w ten sposób moc wyjściową silnika spalinowego do napędu kół napędzanych.

Również, jako dziedzinę odniesioną do układu każdej z części składowych w tym urządzeniu napędowym dla pojazdu hybrydowego, dziedzinę, w której pierwszy zespół silnikowo-prądowy i drugi zespół silnikowo-prądnicowy są zestawione w linii, opisano w otwartej publikacji japońskiego zgłoszenia patentowego Nr 6-144020. Jest to układ korzystny w tym, że średnica zewnętrzna stopniowo maleje wraz z odległością od silnika spalinowego, co umożliwia uzyskanie zwartości gabarytu całego urządzenia.

W urządzeniu napędowym do pojazdu hybrydowego możliwe jest dodanie części mechanizmu zmniejszenia szybkości w celu zmniejszenia prędkości obrotowej i zwiększenia momentu obrotowego drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego, służącego jako silnik elektryczny. W urządzeniu napędowym opisanym w wymienionej powyżej publikacji nie przedstawiono szczegółowo układu z dodaniem części mechanizmu zmniejszenia szybkości do zespołu przekładni planetarnej, jako mechanizmu rozdziału mocy. Pożądane jest zatem urządzenie napędowe, w którym całe urządzenie włącznie z częścią mechanizmu zmniejszenia szybkości, może mieć mały gabaryt.

Wobec powyższego, celem tego wynalazku jest zapewnienie takiego urządzenia napędowego dla pojazdu hybrydowego, w którym można zamontować część mechanizmu zmniejszenia szybkości z zachowaniem mał ego gabarytu tego urządzenia.

Według wynalazku, urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego, zawierające skrzynię napędu mieszczącą pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy, który jest silnikiem elektrycznym lub prądnicą, mechanizm rozdziału do rozdzielania mocy wytarzanej przez silnik spalinowy na moc dla pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego i moc dla kół napędzanych oraz drugi zespół silnikowoprądnicowy, który jest umieszczony po stronie pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego przeciwnej do silnika spalinowego, jest silnikiem elektrycznym lub prądnicą wytwarzającym moc napędową dla kół napędzanych różniącą się od mocy pochodzącej z silnika spalinowego, i którego zewnętrzna średnica jest mniejsza od zewnętrznej średnicy pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, a obok drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego, po stronie przeciwnej do silnika spalinowego, jest umieszczony mechanizm zmniejszenia szybkości, charakteryzuje się tym, że mechanizm zmniejszenia szybkości ma zewnętrzną średnicę mniejszą od zewnętrznej średnicy drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego i mechanizm zmniejszenia szybkości zawiera zespół przekładni planetarnej z centralnym kołem zębaPL 212 046 B1 tym oraz wieńcem zębatym, przy czym centralne koło zębate jest trwale połączone z drugim wirnikiem drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego do integralnego ich obrotu, a wieniec zębaty jest trwale połączony z wałem środkowym i wałem zdawczym do integralnego ich obrotu, do zmniejszania jedynie prędkości obrotowej drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego przy przekazywaniu mocy generowanej przez silnik spalinowy na koła napędzane.

Korzystnie skrzynia napędu ma zewnętrzną średnicę stopniowo zmniejszającą się w kierunku od silnika spalinowego.

Skrzynia napędu może zawierać skrzynię rdzeniową, która ma zewnętrzny kształt stopniowo zwężający się od silnika spalinowego i w której jest zamontowany pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy, drugi zespół silnikowo-prądnicowy i mechanizm rozdziału mocy, a mechanizm zmniejszenia szybkości jest zamontowany w skrzyni oddzielnej od skrzyni rdzeniowej, przy czym skrzynia mechanizmu zmniejszenia szybkości jest połączona ze skrzynią rdzeniową za pomocą członu łączącego.

Pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy korzystnie jest połączony elektrycznie z pierwszym kablem za pomocą pierwszej części łączącej, a drugi zespół silnikowo-prądnicowy korzystnie jest połączony elektrycznie z drugim kablem za pomocą drugiej części łączącej, zaś mechanizm rozdziału mocy może być umieszczony pomiędzy pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym i drugim zespołem silnikowo-prądnicowym i może zawierać zespół przekładni planetarnej mający wieniec zębaty o zewnętrznej średnicy mniejszej od zewnętrznych średnic pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego oraz drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego, przy czym pierwsza część łącząca i druga część łącząca korzystnie są umieszczone w przestrzeni znajdującej się na zewnątrz w kierunku promieniowym wieńca zębatego pomiędzy pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym i drugim zespołem silnikowo-prądnicowym.

Pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy może być połączony elektrycznie z pierwszym kablem za pomocą pierwszej części łączącej, a drugi zespół silnikowo-prądnicowy może być połączony elektrycznie z drugim kablem za pomocą drugiej części łączącej, a skrzynia napędu z zamontowanym pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym i drugim zespołem silnikowo-prądnicowym może mieć zewnętrzny kształt, który stopniowo zwęża się od silnika spalinowego i skrzyni napędu ma pierwszy wylot zakrzywiony w kierunku przeciwnym do silnika spalinowego, poprzez który ze skrzyni napędu jest wyprowadzony pierwszy kabel dołączony do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, zaś równolegle do pierwszego wylotu w skrzyni napędu korzystnie jest utworzony drugi wylot usytuowany równolegle do pierwszego wylotu i po jego stronie przeciwnej względem silnika spalinowego, poprzez który jest wyprowadzony ze skrzyni napędu drugi kabel dołączony do drugiego zespołu silnikowoprądnicowego.

Korzystnie skrzynia napędu z zamontowanym pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym zawiera drugi zespół silnikowo-prądnicowym i część skrzyni napędu stanowi pierwsza skrzynia, która posiada pierwszą główną część zamocowaną do silnika spalinowego i pierwszą część obudowy utworzoną wewnątrz pierwszej głównej części, w której jest umieszczony pierwszy zespół silnikowoprądnicowy, natomiast część skrzyni napędu stanowi druga skrzynia, która jest połączona z pierwszą częścią główną, a od strony silnika spalinowego wewnątrz pierwszej części głównej jest umieszczona pierwsza pokrywa na pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym, która osłania pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy, zaś na zewnętrznej krawędzi pierwszej pokrywy jest utworzony pierwszy kołnierz zamocowany do pierwszej części obudowy za pomocą pierwszego członu łączącego.

Skrzynia napędu może zawierać drugą skrzynię posiadająca drugą główną część, połączoną z pierwszą częścią główną, przy czym wewnątrz drugiej głównej części jest utworzona druga część obudowy, w której jest umieszczony drugi zespół silnikowo-prądnicowy, a wewnątrz drugiej głównej części jest umieszczona od strony silnika spalinowego druga pokrywa na drugim zespole silnikowoprądnicowym, która osłania drugi zespół silnikowo-prądnicowy, zaś na zewnętrznej krawędzi drugiej pokrywy jest utworzony drugi kołnierz zamocowany do drugiej części obudowy za pomocą drugiego członu łączącego.

Skrzynia napędu z zamontowanym pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym korzystnie zawiera drugi zespół silnikowo-prądnicowy i część skrzyni napędu stanowi pierwsza skrzynia, która posiada pierwszą główną cześć zamocowaną do silnika spalinowego i pierwszą część obudowy utworzoną wewnątrz pierwszej głównej części, w której jest umieszczony pierwszy zespół silnikowoprądnicowy, natomiast część skrzyni napędu stanowi druga skrzynia, która jest połączona z pierwszą częścią główną, a od strony silnika spalinowego wewnątrz pierwszej części głównej jest umieszczona pierwsza pokrywa na pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym, która osłania pierwszy zespół silni4

PL 212 046 B1 kowo-prądnicowy, zaś na zewnętrznej krawędzi pierwszej pokrywy jest utworzony pierwszy kołnierz zamocowany do pierwszej części obudowy za pomocą pierwszego członu łączącego.

Korzystnie skrzynia napędu zawiera drugą skrzynię posiadająca drugą główną część, połączoną z pierwszą główną częścią, przy czym wewnątrz drugiej głównej części jest utworzona druga część obudowy, w której jest umieszczony drugi zespół silnikowo-prądnicowy, a wewnątrz drugiej głównej części jest umieszczona od strony silnika spalinowego druga pokrywa na drugim zespole silnikowoprądnicowym, która osłania drugi zespół silnikowo-prądnicowy, zaś na zewnętrznej krawędzi drugiej pokrywy jest utworzony drugi kołnierz zamocowany do drugiej części obudowy za pomocą drugiego członu łączącego.

Mechanizm zmniejszenia szybkości jest umieszczony na tej samej osi, co oś symetrii pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego i drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego oraz mechanizmu rozdziału mocy.

W urządzeniu napędowym do pojazdu hybrydowego, o przedstawionej powyżej konstrukcji według wynalazku, moc wytwarzana przez silnik spalinowy jest rozdzielana na dwie części poprzez mechanizm rozdziału mocy. Część mocy jest mechanicznie przekazywana na koła napędzane w celu ich obracania, a reszta rozdzielonej mocy jest przekazywana do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego. Wykorzystując moc przekazaną do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy pracuje jako prądnica i wytwarza moc elektryczną, która jest dostarczana do drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego. Wykorzystując tę moc elektryczną drugi zespół silnikowo-prądnicowy pracuje jako silnik elektryczny. Moc wytwarzaną przez drugi zespół silnikowoprądnicowy dodaje się do mocy rozdzielonej przez mechanizm rozdziału mocy i przekazywanej na koła napędzane, wspomagając w ten sposób moc wyjściową silnika spalinowego do napędu kół napędzanych.

Według wynalazku w urządzeniu napędowym do pojazdu hybrydowego przynajmniej oba zespoły silnikowo-prądnicowe i mechanizm zmniejszenia szybkości są umieszczone w kolejności w kierunku od strony bliższej silnika spalinowego do strony dalszej silnika spalinowego: pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy, drugi zespół silnikowo-prądnicowy i mechanizm zmniejszenia szybkości. Oprócz tego, że zewnętrzna średnica drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego jest mniejsza od zewnętrznej średnicy pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, zewnętrzna średnica mechanizmu zmniejszenia szybkości jest również mniejsza od zewnętrznej średnicy drugiego mechanizmu silnikowo-prądnicowego. Tak więc, wskutek zewnętrznej średnicy mechanizmu rozdziału mocy mniejszej od zewnętrznej średnicy pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego urządzenie napędowe ma kształt stożkowy, którego zewnętrzna średnica stopniowo maleje w kierunku od silnika spalinowego. W ten sposób, zgodnie z opisanym powyżej wynalazkiem, możliwe jest w urządzeniu napędowym umieszczenie mechanizmu zmniejszenia szybkości z równoczesnym zachowaniem zwartości gabarytu całego urządzenia.

Ponadto, uzyskuje się bardzo dobrą możliwość montowania tego urządzenia napędowego o małym gabarycie w pojeź dzie hybrydowym. Mianowicie, kształt całego urządzenia napędowego dla pojazdu hybrydowego jest zasadniczo taki sam, jak kształt typowej automatycznej skrzyni biegów z przetwornikiem momentu obrotowego i mechanizmem zmiany biegów. Dzięki skonstruowaniu urzą dzenia napędowego do pojazdu hybrydowego zasadniczo o wielkości automatycznej skrzyni biegów takie urządzenie napędowe mieści się w kanale podłogowym, jaki już występuje w pojazdach dla umieszczenia automatycznej skrzyni biegów. Jest zatem możliwe umieszczenie tego urządzenia napędowego zamiast automatycznej skrzyni biegów w tym kanale podłogowym.

Zastosowanie urządzenia napędowego do pojazdu hybrydowego stopniowo zwężającego się od silnika spalinowego i ponadto posiadającego skrzynię rdzeniową, w której montuje się oba zespoły silnikowo-prądnicowe oraz mechanizm rozdziału mocy, i oddzielną skrzynię, gdzie zamontowany jest mechanizm zmiany szybkości pozwala na szersze zastosowanie urządzenia napędowego do szerokiej różnorodności pojazdów hybrydowych. Jeśli są spełnione dla pojazdu wymagania techniczne, np. przełożenie, można wykorzystać zespoły silnikowo-prądnicowe, mechanizm rozdziału mocy, itp., analogicznie do części typowych. W tym przypadku skrzynia, w której jest zamontowany mechanizm zmniejszenia szybkości, jest niezależna od skrzyni rdzeniowej, w której są zamontowane oba zespoły silnikowo-prądnicowe i mechanizm rozdziału mocy, a skrzynie te można łączyć ze sobą i rozdzielać od siebie. Dzięki wykonaniu części zespołu, w której jest zamontowana tylko część mechanizmu zmiany szybkości, w skrzyni dla każdego typu pojazdu hybrydowego potrzebny będzie jeden typ zespołu (zespół rdzeniowy), w którym zamontowane są oba zespoły silnikowo-prądnicowe i mechanizm rozdziału

PL 212 046 B1 mocy, niezależnie od typu pojazdu hybrydowego. W ten sposób, przy montażu licznych rodzajów zespołów napędowych w montowni itp., dobiera się typ urządzenia napędowego zawierający konkretny mechanizm zmniejszenia szybkości, który odpowiada typowi urządzenia napędowego, i łączy się we wspólny zespół rdzeniowy.

Także, w urządzeniu według wynalazku, rozmieszczenie obu części łączących w przestrzeni pomiędzy zespołami silnikowo-prądnicowymi, efektywnie wykorzystuje dostępną przestrzeń. W rezultacie obie części łączące można rozmieścić bez utraty niewielkich rozmiarów urządzenia napędowego.

Zgodnie z wariantem konstrukcji urządzenia według wynalazku pierwszy kabel silnikowo-prądnicowy połączony do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego jest wyprowadzony ze skrzyni napędu poprzez pierwszy wylot. Również drugi kabel połączony do drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego jest wyprowadzony ze skrzyni napędu poprzez drugi wylot. W tym przypadku pierwszy wylot i drugi wylot są wykonane w skrzyni napę du, która stopniowo zwęża się od silnika spalinowego. Również drugi wylot umieszczono obok pierwszego wylotu naprzeciw silnika spalinowego, tj. w miejscu o mniejszej średnicy niż pierwszy wylot w skrzyni napę du. Dodatkowo, pierwszy i drugi wylot poprowadzono po krzywej od silnika spalinowego i równolegle do siebie. W rezultacie, gdy pary złącza obu kabli występują po stronie urządzenia napędowego naprzeciwko silnika spalinowego, oba kable można razem wyprowadzić na zewnątrz skrzyni napędu, bez wzajemnego kolidowania ze sobą i poprowadzić w kierunku pary złącza.

Zgodnie z wariantem konstrukcji, w przypadku, gdy pokrywa nie jest użyta, wielkość zewnętrznej średnicy w kierunku promieniowym pierwszej skrzyni służy jako punkt odniesienia. W tym przypadku zewnętrzna średnica skrzyni pierwszej jest określona jedynie przez grubość pierwszej części głównej. Odwrotnie, gdy pokrywa jest użyta, zewnętrzna średnica skrzyni pierwszej jest wyznaczona przez szerokość kołnierza na pokrywie i szczelinę pomiędzy kołnierzem oraz wewnętrzną powierzchnią pierwszej części głównej, dodatkowo do wspomnianej powyżej grubości pierwszej części głównej.

Zgodnie z wynalazkiem opisanym powyżej, pokrywa jest umieszczona na zespole silnikowoprądnicowym od strony silnika spalinowego w pierwszej części głównej. Zewnętrzna średnica pierwszej części głównej jest w tym miejscu większa niż ogólnie zewnętrzna średnica wokół pierwszej części głównej. Mianowicie, średnica pierwszej części głównej w położeniu odpowiadającym części końcowej pierwszej części od strony silnika spalinowego, jest zdecydowanie większa od średnicy pierwszej części głównej w położeniu odpowiadającym części końcowej pierwszej części obudowy od strony przeciwnej do silnika spalinowego. Relacja odległości pomiędzy wewnętrzną powierzchnią pierwszej części obudowy i wewnętrzną powierzchnią pierwszej części głównej jest taka sama, jak opisano powyżej. A zatem, ponieważ odległość ta wzrasta bardziej niż suma szerokości pierwszego kołnierza na pierwszej pokrywie i szczeliny pomiędzy pierwszym kołnierzem i pierwszą częścią główną, w przypadku nawet jeśli pierwsza część główna nie wystaje na zewnątrz w kierunku promieniowym, pierwsza pokrywa może być w dalszym ciągu umieszczona wewnątrz pierwszej części głównej i zamocowana do pierwszej części obudowy za pomocą pierwszego członu łączącego.

Umożliwia to powstrzymanie wzrostu zewnętrznej średnicy skrzyni pierwszej z zamocowaną pierwszą pokrywą, a zatem zachowanie oryginalnego zewnętrznego kształtu skrzyni napędu, który zwęża się stopniowo od strony silnika spalinowego. Kształt zewnętrzny jest tu podobny do kształtu zewnętrznego automatycznej skrzyni biegów zaopatrzonej w przetwornik momentu obrotowego i mechanizmem zmiany biegów, który umieszczono w pojeździe posiadającym układ napędowy typu silnik spalinowy z przodu, napęd na tylne koła (FR). W rezultacie możliwe jest umieszczenie z układu napędowego zamiast automatycznej skrzyni biegów w kanale podłogowym, w którym oryginalnie umieszcza się automatyczną skrzynię biegów, i tym samym poprawa montowalności urządzenia napędowego w pojeździe.

Zastosowanie w urządzeniu napędowym do pojazdu hybrydowego drugiej części głównej, która jest połączona do pierwszej części głównej zapewnia, że w urządzeniu napędowym skrzynia druga, która tworzy część skrzyni napędu tak jak tworzy skrzynia pierwsza, jest połączona do pierwszej części głównej, i drugiej części głównej znajdującej się na części zewnętrznej (zewnętrznej pokrywie) skrzyni drugiej. Drugi zespół silnikowo-prądnicowy jest umieszczony w drugiej części obudowy utworzonej w drugiej części głównej.

W drugiej części gł ównej jest utworzona druga pokrywa, która osł ania drugi zespół silnikowoprądnicowy. Druga pokrywa jest połączona z drugą częścią obudowy poprzez drugi człon łączący na drugim kołnierzu utworzonym na zewnętrznej części krawędzi drugiej pokrywy. W przypadku, gdy

PL 212 046 B1 pokrywa nie jest użyta, wielkość zewnętrznej średnicy w kierunku promieniowym drugiej skrzyni służy jako punkt odniesienia. W tym przypadku zewnętrzna średnica skrzyni drugiej jest określona grubością drugiej części głównej. Przeciwnie, gdy pokrywa jest użyta, zewnętrzna średnica skrzyni drugiej jest wyznaczona przez szerokość kołnierza na pokrywie i szczelinę pomiędzy kołnierzem oraz wewnętrzną powierzchnią drugiej części głównej, dodatkowo do wspomnianej, powyżej grubości drugiej części głównej.

Jest to takie urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego, w którym druga pokrywa jest umieszczona na zespole silnikowo-prądnicowym od strony silnika spalinowego w pierwszej części głównej. Średnica drugiej części głównej jest w tym miejscu porównywalnie większa niż generalna zewnętrzna średnica wokół drugiej części głównej. Mianowicie, średnica drugiej części głównej w położeniu odpowiadającym części końcowej drugiej części od strony silnika spalinowego, jest zdecydowanie większa od średnicy drugiej części głównej w położeniu odpowiadającym części końcowej drugiej części obudowy od strony przeciwnej do silnika spalinowego. Relacja odległości pomiędzy wewnętrzną powierzchnią drugiej części obudowy i wewnętrzną powierzchnią drugiej części głównej jest taka sama, jak opisano powyżej. Ponieważ odległość ta wzrasta bardziej niż suma szerokości drugiego kołnierza na drugiej pokrywie i szczeliny pomiędzy drugim kołnierzem oraz wewnętrzną powierzchnią drugiej części głównej, nawet jeśli druga część główna nie wystaje na zewnątrz w kierunku promieniowym, druga pokrywa może być w dalszym ciągu umieszczona wewnątrz pierwszej części głównej i zamocowana do drugiej części obudowy za pomocą drugiego członu łączącego. W ten sposób możliwe jest powstrzymanie wzrostu zewnętrznej średnicy skrzyni drugiej z zamocowaną drugą pokrywą, a zatem dodatkowa poprawa montowalności urządzenia napędowego w pojeździe.

W urządzeniu według wynalazku konstrukcją, mechanizm zmiany szybkości może uzyskać duże przełożenie redukcyjne, ponieważ zawiera zespół przekładni planetarnej. Zmniejszono również wielkość układu napędowego w kierunku promieniowym poprzez umieszczenie pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego, mechanizmu rozdziału mocy i mechanizmu zmniejszenia szybkości, które wspólnie tworzą urządzenie napędowe wzdłuż tej samej osi.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia pojazd hybrydowy posiadający dwa urządzenia napędowe, który jest pierwszym przykładem wykonania tego wynalazku, schematycznie w rzucie z dołu; fig. 2 - urządzenie napędowe według pierwszego przykładu wykonania, w przekroju; fig. 3 - skrzynię rdzeniową urządzenia napędowego od strony wału zdawczego, w rzucie z boku; fig. 4 - część urządzenia pokazanego na fig. 2, w powiększeniu; fig. 5 - część urządzenia pokazanego na fig. 2, w powiększeniu; fig. 6 - część urządzenia pokazanego na fig. 2, w powiększeniu.

Poniżej będzie opisany pierwszy przykład wykonania wynalazku, w którym wykorzystano pojazd posiadający układ napędowy typu silnik spalinowy z przodu, napęd na tylne koła (FR). Na fig. 1 pokazano schemat blokowy pojazdu hybrydowego 11, w rzucie z dołu. Pokazany pojazd hybrydowy 11 posiada dwa rodzaje źródeł mocy, silnik spalinowy 12 i silnik elektryczny, o różnych charakterystykach. Pojazd hybrydowy 11 porusza się w wyniku przekazywania mocy napędu na koła napędzane 13 z obu tych źródeł mocy w takim połączeniu, które jest optymalne dla warunków. Na rysunku przód pojazdu hybrydowego 11 znajduje się po lewej stronie, a tył po prawej stronie.

Pomiędzy silnikiem spalinowym 12 i kołami napędzanymi 13 umieszczone jest urządzenie napędowe 14 wał napędowy 15, mechanizm różnicowy 16 oraz parę półosi 17 itp. Urządzenie napędowe 14 będzie dokładniej opisane później. Wał napędowy 15 przenosi siłę wyjściową z urządzenia napędowego 14 do mechanizmu różnicowego 16. Mechanizm różnicowy 16 jest przekładnią różnicową, która rozdziela moc z wału napędowego 15 i przekazuje ją na półosie 17. Każda półoś 17 jest osią przekazującą moc podzieloną przez mechanizm różnicowy 16 na koła napędzane 13.

Spośród tych części urządzenie napędowe 14 i wał napędowy 15 umieszczone są w kanale podłogowym 19 podłogi 18 pojazdu hybrydowego 11. Część kanału podłogowego 19, w której umieszczone jest urządzenie napędowe 14, jest najszersza w pobliżu silnika spalinowego 12 i stopniowo zwęża się od silnika spalinowego 12. W pojeździe posiadającym układ napędowy typu PR tak jak ten, przestrzeń w kanale podłogowym 19 służy do umieszczenia urządzenia napędowego 14 i wału napędowego 15. Przestrzeń ta jest węższa niż przestrzeń obudowy w pojeździe posiadającym inny typ układu napędowego, np. silnik z przodu, napęd na przednie koła (tj. system typu FF).

Jak pokazano na fig. 2, skrzynia napędu 21 urządzenia napędowego 14 zawiera skrzynię rdzeniową 22, która jest utworzona z pierwszej skrzyni 23 oraz drugiej skrzyni 24 i trzeciej skrzyni 25.

Skrzynie 23 do 25 umieszczone są w kolejności wzdłuż osi L wału korbowego 47, który jest wałem

PL 212 046 B1 zdawczym silnika spalinowego 12 w kierunku (na prawo na fig. 2) oddalającym się od strony znajdującej się w pobliżu silnika spalinowego 12 (lewa strona na fig. 2).

Według fig. 4 pierwsza skrzynia 23 posiada pierwszą część główną 23a, która jest zewnętrzną pokrywą pierwszej skrzyni 23, i pierwszą część obudowy 23b, integralnie utworzoną z wewnętrzną częścią pierwszej części głównej 23a. Pierwsza część główna 23a ma cylindryczny kształt zewnętrzny i jest zamocowana w swej części końcowej na silniku spalinowym 12 za pomocą członu łączącego, nie pokazano, np. śruby. Średnica (zarówno zewnętrzna jak i wewnętrzna) pierwszej części głównej 23a jest największa w części końcowej po stronie silnika spalinowego 12 i stopniowo maleje z odległością od silnika spalinowego 12 aż do części środkowej w kierunku poosiowym. Średnica pierwszej części głównej 23a w części końcowej od strony kół napędzanych jest częściowo nieco większa od średnicy w części środkowej w kierunku poosiowym, w celu zapewnienia przestrzeni połączenia pierwszego kabla 63, jak opisano w dalszej części.

Pierwsza część obudowy 23a ma kształt zasadniczo cylindryczny z zamkniętym jednym końcem, a jej średnica wewnętrzna jest zasadniczo taka sama w każdym danym położeniu. Część końcowa 23b pierwszej części obudowy po stronie silnika spalinowego nie wystaje (w kierunku strony kół napędzanych 13) poza część końcową pierwszej części głównej 23a po stronie silnika spalinowego. Także część końcowa pierwszej części obudowy 23b po stronie kół napędzanych nie wystaje (w kierunku strony silnika spalinowego 12) poza część końcową pierwszej części głównej 23a po stronie kół napędzanych. W części końcowej pierwszej części obudowy 23b wykonana jest pierwsza ściana podpierająca 31, utworzona zasadniczo prostopadle względem osi podłużnej L w części końcowej pierwszej części obudowy 23b po stronie kół napędzanych.

Jak pokazano na fig. 5 i 6 druga skrzynia 24 posiada drugą część główną 24a, która tworzy część zewnętrzną (zewnętrzną pokrywę) drugiej skrzyni 24 i drugiej części obudowy 24b, integralnie utworzonej w części wewnętrznej drugiej części głównej 24a. Druga część główna 24a ma zasadniczo cylindryczny kształt zewnętrzny i jest zamocowana w swej części końcowej po stronie silnika spalinowego do pierwszej części głównej 23a za pomocą członu łączącego, nie pokazano, np. śruby. Średnica (zarówno zewnętrzna jak i wewnętrzna) drugiej części głównej 24a jest największa w części końcowej po stronie silnika spalinowego 12 i stopniowo maleje z odległością od silnika spalinowego 12 aż do części środkowej w kierunku poosiowym.

Druga część obudowy 24b ma kształt zasadniczo cylindryczny z zamkniętym jednym końcem i ma nieco mniejszą średnicę, niż opisana powyżej pierwsza część obudowy 23b. Wewnętrzna średnica drugiej części obudowy 24b jest zasadniczo taka sama w każdym danym położeniu. Część końcowa drugiej części obudowy 24b po stronie silnika spalinowego nie wystaje (w kierunku strony kół napędzanych 13) poza część końcową drugiej części głównej 24a po stronie silnika spalinowego. Także część końcowa drugiej części obudowy 24b po stronie kół napędzanych znajduje się zasadniczo w tym samym położeniu względem osi podłużnej L, jak część końcowa drugiej części głównej 24 po stronie kół napędzanych 13. W części końcowej drugiej części obudowy 24b wykonana jest druga ściana podpierająca 38, utworzona zasadniczo prostopadle względem osi podłużnej L w części końcowej drugiej części obudowy 24b po stronie kół napędzanych.

Według fig. 6, trzecia skrzynia 25 ma kształt stożkowy, w którym średnica (zarówno wewnętrzna jak i zewnętrzna) stopniowo maleje ze wzrostem odległości od silnika spalinowego 12. Skrzynia trzecia 25 jest zamocowana w swej części końcowej po stronie silnika do drugiej skrzyni 24 za pomocą członu łączącego 26, np. śruby.

Skrzynia napędu 21 jest utworzona ze skrzyni pierwszej 23, drugiej 24 i trzeciej 25 i w ten sposób ma kształt zewnętrzny stopniowo zwężający się ze wzrostem odległości od silnika spalinowego 12. Kształt zewnętrzny jest tu podobny do kształtu zewnętrznego typowej automatycznej skrzyni biegów, zaopatrzonej w przetwornik momentu obrotowego typu hydraulicznego i mechanizm zmiany biegów, który umieszczono w pojeździe posiadającym układ napędowy typu PR.

Powracając do fig. 2, pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy MG1, mechanizm rozdziału mocy 27, drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 i mechanizm zmniejszenia szybkości 28 są umieszczone w osi symetrii L w skrzyni napędu 21 w podanej kolejności, od strony bliższej silnika spalinowego 12 do strony dalszej od silnika spalinowego 12 (tzn. w kierunku strony kół napędzanych 13). Zespoły silnikowo-prądnicowe pierwszy MG1 i drugi MG2 są utworzone przez silniki elektryczne, np. silniki synchroniczne prądu przemiennego, które mogą pracować jako prądnica lub silnik, w zależności od warunków. Podczas normalnej jazdy pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy MG1 służy jednakże głównie jako prądnica wytwarzająca elektryczność, napędzana przez silnik spalinowy 12. Ponadto,

PL 212 046 B1 drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 głównie służy jako silnik elektryczny wytwarzający moc dla wspomagania silnika spalinowego 12. Inaczej mówiąc, gdy drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 pracuje jako silnik elektryczny, dostarcza moc wykorzystywaną do wspomagania silnika spalinowego 12 według potrzeby, a zatem służy jako dodatkowe źródło mocy dla silnika spalinowego 12, zwiększające siłę napędową pojazdu. Oczywiście, zespoły silnikowo-prądnicowe pierwszy MG1 i drugi MG2 mogą zamiast działania jako prądnica i silnik elektryczny, pełnić tylko jedną z tych funkcji.

Obecnie będzie podany opis zespołów silnikowo-prądnicowych pierwszego MG1 i drugiego MG2. Według fig. 4, pierwsza pokrywa 29 jest umieszczona zasadniczo prostopadle do linii L po stronie silnika spalinowego 12 i pierwszej części obudowy 23b w pierwszej skrzyni 23. Pierwsza pokrywa 29 jest dostatecznie duża dla zamknięcia otwartego końca pierwszej części obudowy 23b po stronie silnika spalinowego. Pierwszy kołnierz 29a jest utworzony na zewnętrznej części krawędziowej pierwszej pokrywy 29; pierwszy kołnierz 2 9a pierwszej pokrywy 29 jest nałożony na część końcową pierwszej części obudowy 23b po stronie silnika spalinowego. Następnie pierwszą śrubę 30, będącą pierwszym członem łączącym, spośród licznych śrub (na fig. A pokazano tylko jedną śrubę) wkręca się poprzez pierwszy kołnierz 29a w pierwszą część obudowy 23b. W ten sposób przy zamocowaniu pierwszej pokrywy 29 do skrzyni 23 powstaje zamknięta przestrzeń utworzona przez pierwszą część pokrywy 23b i pierwszą pokrywę 29, dla umieszczenia pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1, itp.

W celu utworzenia przelotowego otworu dla pierwszej śruby 30 i zapewnienia określonej wytrzymałości pierwszy kołnierz 29a musi mieć pewną szerokość w1 (tzn. musi mieć pewną grubość w kierunku promieniowym). Także dla dokręcania i odkręcania pierwszej śruby 30 potrzebna jest pewna przestrzeń pomiędzy wewnętrzną powierzchnią pierwszego kołnierza 29a i zewnętrzną powierzchnią pierwszej części głównej 23a. Dla wygody opisu tę przestrzeń lub szczelinę 10 nazwano poniżej szczeliną g1. W związku z tym, zgodnie z takim przykładem wykonania, odległość D1 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią części końcowej po stronie kół napędzanych pierwszej części obudowy 23b i odpowiadającą powierzchnią wewnętrzną na pierwszej części głównej 23a jest mniejsza od sumy szerokości w1 i szczeliny g1. Jednakże odległość D1 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią części końcowej po stronie silnika spalinowego pierwszej części obudowy 23b i odpowiadającą wewnętrzną powierzchnią pierwszej części głównej 23a jest większa od sumy szerokości w1 szczeliny g1. Choć wewnętrzna średnica pierwszej części obudowy 23b jest zasadniczo stała w każdym danym położeniu, średnica pierwszej części głównej 23a maleje ze wzrostem odległości od silnika spalinowego 12. Zatem, po zamocowaniu pierwszej pokrywy 29 skrzyni pierwszej 23 powstaje szczelina pomiędzy wewnętrzną powierzchnią pierwszego kołnierza 29a i wewnętrzną powierzchnią pierwszej części głównej 23a.

Pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy MG1 posiada pierwszy stojan 32 i pierwszy wirnik 33. Pierwszy stojan 32 jest umieszczony w pobliżu wewnętrznej powierzchni pierwszej części obudowy 23b i jest zamocowany do pierwszej ściany podpierającej 31 za pomocą członu łączącego 34, np. śruby. Także pierwszy wirnik 33 jest obrotowo podparty względem zarówno części środkowej pierwszej pokrywy 29, jak i części środkowej pierwszej ściany podpierającej 31 w łożysku 35. Pierwszy wirnik 33 obraca się w wyniku zasilania uzwojenia stojana 36 w pierwszym stojanie 32 w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG1 zamontowanym w skrzyni pierwszej 23, jak opisano powyżej.

Jak pokazano na fig. 5 i 6 druga pokrywa 37 jest umieszczona zasadniczo prostopadle do linii L po stronie silnika spalinowego 12 i drugiej części obudowy 24b w pierwszej skrzyni 24. Druga pokrywa 37 jest dostatecznie duża dla zamknięcia otwartego końca drugiej części obudowy 24b po stronie silnika spalinowego. Na części krawędzi zewnętrznej drugiej pokrywy 37 utworzony jest drugi kołnierz 37a, który nakłada się na część końcową drugiej części obudowy 24b po stronie silnika spalinowego. Następnie drugą śrubę 40, będącą drugim członem łączącym po stronie silnika spalinowego 37, spośród licznych śrub (na fig. 5 pokazano tylko jedną śrubę) wkręca się poprzez pierwszy kołnierz 12a w drugą część obudowy 24b. W ten sposób przy zamocowaniu drugiej pokrywy 37 do drugiej skrzyni 24 powstaje zamknięta przestrzeń dla umieszczenia drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 itp., utworzona przez drugą część obudowy 24b i drugą pokrywę 37.

W celu utworzenia przelotowego otworu dla drugiej śruby 40 i zapewnienia określonej wytrzymałości drugi kołnierz 37a musi mieć pewną szerokość w2 (tzn. musi mieć pewną grubość w kierunku promieniowym). Także dla dokręcania i odkręcania drugiej śruby 40 potrzebna jest pewna przestrzeń pomiędzy wewnętrzną powierzchnią drugiego kołnierza 37a i zewnętrzną powierzchnią drugiej części

PL 212 046 B1 głównej 24a. Dla wygody opisu tę przestrzeń lub szczelinę oznaczono dalej szczeliną g2. W związku z tym, zgodnie z takim przykładem wykonania odległość D2 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią części końcowej po stronie kół napędzanych drugiej części obudowy 24b i odpowiadającą powierzchnią wewnętrzną na drugiej części głównej 24a jest mniejsza od sumy szerokości w2 i szczeliny g2. Jednakże odległość D2 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią drugiej części końcowej 24b drugiej części obudowy po stronie silnika spalinowego i odpowiadającą wewnętrzną powierzchnią drugiej części głównej 24a jest większa od sumy szerokości w2 i szczeliny g2. Choć wewnętrzna średnica drugiej części obudowy 24b jest zasadniczo stała w każdym danym położeniu, średnica drugiej części głównej 24a maleje ze wzrostem odległości od silnika spalinowego 12. Zatem, po zamocowaniu drugiej pokrywy 37 do drugiej skrzyni 24 powstaje szczelina pomiędzy wewnętrzną powierzchnią drugiego kołnierza 37a i wewnętrzną powierzchnią drugiej części głównej 24a.

Drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 zawiera drugi stojan 39 i drugi wirnik 41. Drugi stojan 39 ma nieco mniejszą średnicę zewnętrzną i jest dłuższy niż pierwszy stojan 32 w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG1. Drugi stojan 39 jest umieszczony w pobliżu wewnętrznej powierzchni drugiej części obudowy 24b i jest zamocowany do drugiej ściany podpierającej 38 za pomocą członu łączącego 42, np. śruby. Także drugi wirnik 41 ma nieco mniejszą średnicę zewnętrzną i jest dłuższy, niż pierwszy wirnik 33 pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1. Drugi wirnik 41 jest obrotowo podparty względem zarówno części środkowej drugiej pokrywy 37, jak i części środkowej drugiej ściany podpierającej 38 w łożysku 43. Drugi wirnik 41 obraca się w wyniku zasilania uzwojenia stojana 44 w drugim stojanie 39 w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG2 zamontowanym w drugiej skrzyni 24, jak opisano powyżej.

Jak pokazano na fig. 2, wał wejściowy 45 jest przełożony poprzez część środkową pierwszej pokrywy 29, pierwszy wirnik 33 i pierwszą ścianę podpierającą 31 w obrotowy sposób względem każdej z nich. Wał wejściowy 45 jest dołączony poprzez tłumik drgań skrętnych 46 do wału korbowego 47, który służy jako wał zdawczy silnika spalinowego 12. Podobnie, wał środkowy 48 jest przełożony poprzez poosiową część środkową drugiej pokrywy 37, drugi wirnik 41 i drugą ścianę podpierającą 38 w obrotowy sposób względem każdej z nich. Równocześnie wał zdawczy 49, który ma większą średnicę niż wał wejściowy 45 i wał środkowy 48, jest umieszczony w skrzyni trzeciej 25. Wał zdawczy 49 jest obrotowo podparty w skrzyni trzeciej 25 przez łożysko toczne 51 itp. Wał zdawczy 49 jest połączony z kołami napędzanymi 13 poprzez wał napędowy 15, mechanizm różnicowy 16 i półosie 17, itp. Wał środkowy 48 jest połączony z wałem zdawczym 49 pośrednio, co opisano później.

Mechanizm rozdziału mocy 27 służy do odpowiedniego rozdzielania mocy silnika spalinowego 12 na siłę napędu pojazdu dla bezpośredniego napędu kół napędzanych 13 i siłę napędu prądnicy do napędzania pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1 wytwarzającego prąd elektryczny. Mechanizm rozdziału mocy 27 jest umieszczony w skrzyni rdzeniowej 22 w przestrzeni pomiędzy zespołem silnikowo-prądnicowym pierwszym MG1 i drugim MG2. Jak pokazano na fig. 5, mechanizm rozdziału mocy 21 jest utworzony z zespołu przekładni planetarnej, w którym centralne koło zębate 52, wieniec zębaty 53, i korpus przekładni planetarnej 54 mają wspólną oś symetrii i są wzajemnie zazębione obrotowo. Centralne koło zębate 52 jest trwale połączone, aby mogło integralnie obracać się z pierwszym wirnikiem 33 pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1 na wale wejściowym 45. Wieniec zębaty 53 ma mniejszą średnicę od średnicy zewnętrznej pierwszego stojana 32 w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG1 i drugiego stojana 39 w drugim zespole silnikowo-prądnicowym MG2 i jest zamontowany w końcowej części po stronie silnika spalinowego 12 wału środkowego 48. Korpus przekładni planetarnej 54 jest zamocowany w taki sposób, aby mógł się integralnie obracać z wałem wejściowym 45. Koło zębate 55 jest obrotowo podparte w korpusie przekładni 25 planetarnej 54. Koło zębate 55 jest umieszczone pomiędzy centralnym kołem zębatym 52 i wieńcem zębatym 53, i jest obrotowo zazębione z centralnym kołem zębatym 52 i wieńcem zębatym 53.

Przy wykonaniu mechanizmu rozdziału mocy 27 w taki sposób, moc wytwarzana przez silnik spalinowy 12 i przekazywana na wał wejściowy 45 jest następnie przenoszona na pierwszy wirnik 33 pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1 poprzez korpus przekładni planetarnej 54, koło zębate 55 i centralne koło zębate 52. Następnie moc przekazywana na wał wejściowy 45 jest przekazywana na wieniec zębaty 53 (tzn. wał środkowy 48) poprzez korpus przekładni planetarnej 54 koło zębate 55.

W części mechanizmu rozdziału mocy 27 opisanego powyżej zewnętrzna średnica wieńca zębatego 53 jest mniejsza niż zewnętrzna średnica zespołu silnikowo-prądnicowego pierwszego MG1 i drugiego MG2. W ten sposób utworzona jest pierwsza przestrzeń S1 i druga przestrzeń S2 o okre10

PL 212 046 B1 ślonej wielkości pomiędzy zespołami silnikowo-prądnicowymi MG1 i MG2 w skrzyni rdzeniowej 22, na zewnątrz w kierunku promieniowym wieńca zębatego 53 części mechanizmu rozdziału mocy 27.

Jak pokazano na fig. 6, część mechanizmu zmniejszenia szybkości 28 jest utworzona przez zespół przekładni planetarnej z centralnym kołem zębatym 56, wieńcem zębatym 57 i korpusem przekładni planetarnej 58 mającymi ten sam środek symetrii i obrotowo zazębionymi ze sobą, co jest podobne do części mechanizmu rozdziału mocy 27. Całą konstrukcję umieszczono następnie w trzeciej skrzyni 25. Centralne koło zębate 56 jest trwale połączone, aby mogło integralnie obracać się, z drugim wirnikiem 41 drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2. Wieniec zębaty 57 jest trwale połączony, aby mógł integralnie obracać się, z wałem środkowym 48 i wałem zdawczym 49. Korpus przekładni planetarnej 58 jest zamocowany do drugiej ściany podpierającej 38 skrzyni drugiej 24. Na korpusie przekładni planetarnej 58 jest obrotowo podparte koło zębate 59. Koło zębate 59 jest umieszczone i zazębione pomiędzy centralnym kołem zębatym 56 i wieńcem zębatym 57, z którymi może się obracać (swobodnie). Przy wykonaniu mechanizmu rozdziału mocy 28 w taki sposób, obroty drugiego wirnika 41 w drugim zespole silnikowo-prądnicowym MG2 są przenoszone na wał zdawczy 49 poprzez centralne koło zębate 56, koło zębate 59 i wieniec zębaty 57. W wyniku takiego przeniesienia uzyskano zmniejszenie szybkości. Obroty przy zwiększonym momencie obrotowym w wyniku zmniejszenia szybkości są przenoszone na wał zdawczy 49 dla wspomagania siły napędowej silnika spalinowego 12.

Jak pokazano na fig. 2 zespoły silnikowo-prądnicowe MG1 i MG2 połączone są do akumulatora wysokiego napięcia 62 poprzez przetwornik 61. Przetwornik 61 i akumulator wysokiego napięcia umieszczono dalej z tyłu w kierunku przód-tył pojazdu niż urządzenie napędowe 14. Przetwornik 61 jest urządzeniem, które kontroluje prąd, przy równoczesnym przetwarzaniu wysokiego napięcia prądu stałego z akumulatora wysokiego napięcia 62 na prąd przemienny dla zespołu silnikowo-prądnicowego pierwszego MG1 i drugiego MG2.

Pierwszy kabel 63 służy do elektrycznego połączenia pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1 z przetwornikiem 61. Ponadto, zastosowano drugi kabel 64, który służy do elektrycznego połączenia drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 z przetwornikiem 61. Dla pierwszego kabla 63 i drugiego kabla 64 zastosowano przewody zdolne do przeniesienia wysokiego napięcia. Ponadto pierwsza przestrzeń S1 w skrzyni rdzeniowej 22 jest wykorzystana do połączenia pierwszego kabla 63 z pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym MG1 i drugiego kabla 64 z drugim zespołem silnikowoprądnicowego MG2.

Mianowicie, jak pokazano na fig. 5, na pierwszej ścianie podpierającej 31 występuje pierwsza część łącząca 65. Pierwsza część łącząca 65 wykonana jest tu z wystającą częścią, która wystaje z górnej części pierwszej ściany podpierającej 31 w kierunku boku drugiego zespołu silnikowoprądnicowego MG2. Następnie, uzwojenie stojana 36 pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1 i pierwsza końcówka złączna 63 pierwszego kabla 63 są elektrycznie połączone w pierwszej części łączącej 65. Podobnie, na drugiej pokrywie 32 występuje druga część łącząca 66. Drugą część łączącą 66 wykonano tu z częścią wystającą z górnej części drugiej pokrywy 37, w kierunku boku pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1. Następnie, uzwojenie stojana 44 drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 i druga końcówka złączna 71 drugiego kabla 64 są elektrycznie połączone w drugiej części łączącej 66.

Jak pokazano na fig. 3 i 5 pierwszy wylot 61 zamontowany jest do skrzyni rdzeniowej 22 po stronie kół napędzanych 13 pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1. Następnie pierwsza końcówka złączna 68 jest poprowadzona poprzez pierwszy wylot 67 i wyprowadzona ze skrzyni rdzeniowej 22. Również drugi wylot 69, podobny do pierwszego wylotu jest 67, jest zamontowany do skrzyni rdzeniowej 22 po stronie kół napędzanych 13 pierwszego wylotu 67. Następnie druga końcówka złączna 71 jest poprowadzona poprzez drugi wylot 69 i wyprowadzona ze skrzyni rdzeniowej 22. Pierwszy wylot 61 i drugi wylot 69 są poprowadzone po krzywej od silnika spalinowego 12 i równolegle do siebie.

Ponadto, jak pokazano na fig. 2, zastosowana jest pompa olejowa 72 do podawania oleju dla ślizgających się części, np. pomiędzy wał wejściowy 45 i pierwszy wirnik 33, i pomiędzy wał środkowy 48 i drugi wirnik 41, itp., w skrzyni napędu 21. Od przestrzeni pomiędzy zespołami silnikowoprądnicowymi MG1 i MG2 w skrzyni rdzeniowej 22, ta pompa olejowa 72 jest umieszczona w drugiej przestrzeni S2 poniżej części mechanizmu rozdziału mocy 27 i jest zamocowana do dolnej części drugiej pokrywy 37. W dolnej części drugiej skrzyni 24 jest wykonana również miska olejowa 73 oraz filtr oleju 74, filtrujący olej pobierany z pompy olejowej 72, umieszczony wewnątrz miski olejowej 73.

PL 212 046 B1

Urządzenie napędowe 14 o budowie opisanej powyżej pracuje jak opisano poniżej, przykładowo zgodnie z warunkami roboczymi hybrydowego pojazdu 11.

Podczas jazdy z małą prędkością

W obszarze, gdzie koła napędzane 13 obracają się z małą prędkością i obciążenie silnika spalinowego jest duże, tzn. sprawność silnika jest niska, np. podczas ruszania i podczas jazdy z małą prędkością, silnik spalinowy 12 przestaje pracować, a moc jest dostarczana do drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 z akumulatora wysokiego napięcia 62. Drugi wirnik 41 drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 obraca się, a jego obroty przekazuje się na wał zdawczy 49 poprzez centralne koło zębate 56, koło zębate 59 i wieniec zębaty 57 części mechanizmu zmniejszenia szybkości 28. Następnie obroty wału zdawczego 49 przekazuje się na koła napędzane 13 poprzez wał napędowy 15 itp. W ten sposób koła napędzane 13 napędza się jedynie mocą z drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2. W tym czasie pierwszy wirnik 33 pierwszego zespołu silnikowoprądnicowego MG1 pracuje jałowo.

Podczas normalnej jazdy

Podczas normalnej jazdy pracuje silnik spalinowy 12, a jego moc przenosi się na koła napędzane 13 po rozdzieleniu na dwa tory przez mechanizm rozdziału mocy 27. Jeden z tych torów przekazuje moc wał wejściowy 45 do koła zębatego 55 i na wieniec zębaty 53. Moc wzdłuż tego toru przenosi się moc na wał zdawczy 49 poprzez wał środkowy 48. Drugi tor przekazuje moc do prądnicy, którą napędza dla wytworzenia elektryczności. Mianowicie, w torze tym wejście mocy przenosi się na wał wejściowy 45, pierwszy wirnik 33 pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1, poprzez koło zębate 55 i centralne koło zębate 52. Pierwszy wirnik 33 obraca się i w pierwszym zespole silnikowoprądnicowym MG1 wytwarza się moc w wyniku tego przeniesienia. Wytwarzaną moc elektryczną podaje się do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2, który służy jako dodatkowe źródło mocy dla silnika spalinowego 12. To znaczy, obraca się drugi wirnik 41 w drugim zespole silnikowoprądnicowym MG2 i jego obroty przekazuje się na wał zdawczy 49 po opóźnieniu przez mechanizm zmniejszenia szybkości 28. Z kolei napędza się koła napędzane 13 mocą przekazywaną poprzez obie te części i ostatecznie dostarczaną na wyjście wału zdawczego 49.

Podczas jazdy z dużym obciążeniem

Podczas jazdy z dużym obciążeniem występuje takie samo działanie jak podczas normalnej jazdy z tą różnicą, że moc elektryczną doprowadza się również do drugiego zespołu silnikowoprądnicowego MG2 z akumulatora wysokiego napięcia 62. W rezultacie, dodatkowo drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 daje wspomaganie mocy.

Podczas opóźniania i hamowania

Podczas opóźniania i hamowania drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 jest napędzany przez obrót kół napędzanych 13. W tym przypadku drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 pracuje jako prądnica, wytwarzając prąd elektryczny. Energię kinetyczną opóźnienia pojazdu przekształca się na energię elektryczną i odzyskuje (tzn. gromadzi) w akumulatorze wysokiego napięcia 62.

Opisany powyżej szczegółowo przykład wykonania pozwala uzyskać następujące efekty.

W urządzeniu napędowym 14 pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy MG1, mechanizm rozdziału mocy 27, drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 i część mechanizmu zmiany szybkości 28 są ustawione w linii w podanej kolejności, od strony bliższej silnika spalinowego 12 do strony dalszej silnika spalinowego 12. Ponadto, zewnętrzna średnica drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 jest mniejsza niż zewnętrzna średnica pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1, zewnętrzna średnica mechanizmu rozdziału mocy 21 jest mniejsza niż zewnętrzna średnica zespołów silnikowoprądnicowych pierwszego MG1 i drugiego MG2, a zewnętrzna średnica części mechanizmu zmiany szybkości 28 jest mniejsza niż zewnętrzna średnica drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2. W rezultacie, zewnętrzna średnica urządzenia napędowego 14 staje się coraz mniejsza ze wzrostem odległości od silnika spalinowego 12. Również, urządzenie napędowe 14 ma kształt stożkowy i zwartą budowę. W ten sposób, zgodnie z przykładem wykonania, mechanizm zmniejszenia szybkości 28 można umieścić w urządzeniu napędowym 14, natomiast całe urządzenie może mieć zwartą budowę.

Ponadto, uzyskano bardzo dobrą montowalność małego gabarytu tego urządzenia napędowego w pojeździe hybrydowym 11. Mianowicie, kształt całego urządzenia napędowego dla pojazdu hybrydowego jest zasadniczo taki sam, jak kształt typowej automatycznej skrzyni biegów z hydraulicznym przetwornikiem momentu obrotowego i mechanizmem zmiany biegów, który montuje się w tradycyjnych pojazdach posiadających układ napędowy typu FR. Dzięki skonstruowaniu urządzenia napę12

PL 212 046 B1 dowego 14 zasadniczo o wielkości automatycznej skrzyni biegów urządzenie napędowe 14 mieści się w kanale podłogowym 19, jaki już występuje w pojazdach dla umieszczenia automatycznej skrzyni biegów. Możliwe jest zatem umieszczenie tego urządzenia napędowego 14 w tym kanale podłogowym 19 zamiast automatycznej skrzyni biegów. Inaczej mówiąc, automatyczną skrzynię biegów a także urządzenie napędowe 14 można umieścić w takiej samej podłodze 18, która zawiera kanał podłogowy 19, co umożliwia wykorzystanie tej samej podłogi 18. Nie jest konieczne projektowanie nowego kanału podłogowego dla umieszczenia urządzenia napędowego oprócz istniejącego kanału podłogowego, w którym zwykle znajduje się automatyczna skrzynia biegów.

Przy rozszerzeniu zastosowań urządzenia napędowego 14 do szerokiej różnorodności pojazdów hybrydowych 11, jeśli mogą być spełnione dla pojazdu wymagania techniczne, np. przełożenie mechanizmu zmniejszenia szybkości 28, można wykorzystać zespoły silnikowo-prądnicowe MG1, MG2 i mechanizm rozdziału mocy 27, itp. analogicznie do wykorzystania części typowych. W tym przypadku trzecia skrzynia 25, w której jest zamontowany mechanizm zmniejszenia szybkości 28, jest niezależna od skrzyni rdzeniowej 22, w której są zamontowane oba zespoły MG1, MG2 i mechanizm rozdziału mocy 27. Skrzynie 22 i 25 można łączyć lub rozłączać od siebie. Dzięki wykonaniu części zespołu, w której jest zamontowany mechanizm zmiany szybkości 28 w trzeciej skrzyni 25 dla każdego typu pojazdu hybrydowego 11, potrzebny będzie tylko jeden typ zespołu (zespół rdzeniowy), w którym zamontowane są oba zespoły silnikowo-prądnicowe MG1, MG2 i mechanizm rozdziału mocy 27, niezależnie od typu pojazdu hybrydowego 11. Następnie, przy montażu licznych rodzajów zespołów napędowych 14 w montowni itp., dobiera się typ urządzenia napędowego zawierający konkretny mechanizm zmniejszenia szybkości 28, który odpowiada typowi urządzenia napędowego 14, i łączy się go we wspólnym zespole rdzeniowym. W rezultacie, łatwiej można wykonać prace związane ze wymianą mechanizmu zmiany szybkości 28 o innym przełożeniu.

Ponieważ mechanizm rozdziału mocy 27 zawierający zespół przekładni planetarnej i wieniec zębaty 53, określający wymiar gabarytowy tej przekładni zębatej, ma mniejszą średnicę zewnętrzną niż zespoły silnikowo-prądnicowe MG1 i MG2, powstaje przestrzeń S1 i S2 na zewnątrz w kierunku promieniowym wieńca zębatego 53, pomiędzy zespołami silnikowo-prądnicowymi MG1 i MG2. Przestrzeń S1 służy tu do umieszczenia pierwszej części łączącej 65 do elektrycznego połączenia pierwszego kabla 63 z uzwojeniem stojana 36 w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG1. Ponadto, przestrzeń S1 służy do umieszczenia drugiej część łączącej 66 do elektrycznego połączenia drugiego kabla 64 z uzwojeniem stojana 44 w drugim zespole silnikowo-prądnicowym MG2. Dzięki umieszczeniu pierwszej części łączącej 65 i drugiej części łączącej 66 w przestrzeni S1, pomiędzy zespołami silnikowo-prądnicowymi MG1 i MG2 uzyskano efektywne wykorzystanie miejsca. Ponadto, przestrzeń S2 służy do umieszczenia pompy olejowej 72, przez co jest również efektywnie wykorzystana. Tak więc dzięki wykorzystaniu przestrzeni S1 i S2, można umieścić części łączące 65 i 66 oraz pompę olejową 72 bez utraty zwartości budowy urządzenia napędowego 14.

Pierwsza końcówka łącząca 68 dołączona do uzwojenia stojana 36 w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG1 jest wyprowadzona ze skrzyni napędu 21 poprzez pierwszy wylot 61. Druga końcówka łącząca 71 dołączona do zespołu MG2 jest również wyprowadzona ze skrzyni napędu 21 poprzez drugi wylot 69. W tym przypadku pierwszy wylot 67 i drugi wylot 69 są wykonane w skrzyni napędu 21, która stopniowo zwęża się od silnika spalinowego 12. Również drugi wylot 69 jest umieszczony po stronie pierwszego wylotu 67 przeciwnej do silnika spalinowego 12, tj. w położeniu o mniejszej średnicy zewnętrznej niż pierwszy wylot 67 w skrzyni napędu 21. Dodatkowo, pierwszy wylot 67 i drugi wylot 69 poprowadzono po krzywej od silnika spalinowego 12 i równolegle do siebie. W rezultacie, w tym przykładzie wykonania przetwornik 61 będący parą złącza obu kabli 63 i 64 jest umieszczony z tyłu urządzenia napędowego 14 w kierunku przód-tył pojazdu, a oba kable 63 i 64 mogą być wyprowadzone ze skrzyni napędu 21 razem, bez wzajemnego kolidowania i poprowadzone w kierunku przetwornika 61.

Uwzględnia się również umieszczenie mechanizmu przenoszącego na zewnątrz drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 do przeniesienia obrotów wieńca zębatego 53 mechanizmu rozdziału mocy 27 na wał zdawczy 49. W tym przypadku stosuje się inny wał niż wał wejściowy 45, a wał wejściowy i wał zdawczy 49 przebiegają równolegle i umieszczono na nich części przenoszące obrót, np. koła zębate itp. Wał w tym przypadku odpowiada wałkowi pośredniemu, jaki występuje w ręcznej skrzyni biegów. W rezultacie obroty wału wejściowego 45 można przekazywać na wał zdawczy 49 poprzez ten wał (tzn. wałek pośredni), koła zębate itp. Jednakże zastosowanie kół zębatych powoduje powstawanie drgań i hałasu, gdy koła się zazębiają.

PL 212 046 B1

Odmiennie, według tego przykładu wykonania wał środkowy 48 do przenoszenia ruchu obrotowego wieńca zębatego 53 na wał zdawczy 49 wykonany jest integralnie z wieńcem zębatym 53. Następnie wał środkowy 48 przekłada się poprzez drugi wirnik 41 drugiego zespołu silnikowoprądnicowego MG2 i łączy z wieńcem zębatym 57 wału zdawczego 49. Eliminuje to konieczność zastosowania wspomnianego powyżej wałka pośredniego. Ponieważ nie powstaje hałas i drgania wynikające z zazębienia kół zębatych, uzyskano poprawę w zakresie charakterystyki głośności i wibracji.

Moment obrotowy po zmniejszeniu szybkości mechanizmu 28 jest większy niż przed zwiększeniem szybkości. W związku z tym części przenoszące zwiększony moment obrotowy muszą być bardzo mocne. Zgodnie z tym przykładem wykonania wał zdawczy 49 ma większą średnicę niż wał wejściowy 45 i wał środkowy 48, dla spełnienia tego wymagania.

W tym przypadku, jeśli mechanizm zmniejszenia szybkości 28 jest umieszczony po stronie silnika spalinowego 12 drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2, wał zdawczy 49 o dużej średnicy można przełożyć poprzez zespół MG2, co wymaga zwiększenia średnicy zespołu MG2 i daje wzrost wymiaru gabarytowego urządzenia napędowego 14. Odmiennie, według tego przykładu wykonania mechanizm zmniejszenia szybkości 28 umieszczony jest po stronie kół napędzanych 13 zespołu MG2, jak opisano powyżej. W rezultacie wał (tzn. wał środkowy 48) przechodzący poprzez drugi zespół silnikowo-prądnicowy MG2 nie musi mieć dużej średnicy, przez co można uniknąć zwiększenia rozmiaru drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 i urządzenia napędowego 14.

Ponieważ zewnętrzna średnica drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 jest mniejsza od zewnętrznej średnicy pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1, poniżej drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 utworzono przestrzeń. W przestrzeni tej umieszczono miskę olejową 73. W rezultacie wzrost wymiaru urządzenia napędowego 14 z powodu wprowadzenia miski olejowej 73 może być znikomy. Innymi słowy, miskę olejową 73 można umieścić bez pogorszenia montowalności urządzenia napędowego 14.

Pierwsza ściana podpierająca 31 i pierwsza pokrywa 29 skrzyni pierwszej 23 obrotowo podpierają pierwszy wirnik 33, a także tworzą zamkniętą przestrzeń dla umieszczenia pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego MG1, itp. Również druga ściana podpierająca 38 i druga pokrywa 37 skrzyni drugiej 24 obrotowo podpierają drugi wirnik 41, a także tworzą zamkniętą przestrzeń dla umieszczenia drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego MG2 itp. Pozwala to powstrzymać przedostawanie się zanieczyszczeń do pierwszej obudowy 23b i drugiej obudowy 24b, umożliwiając poprawne obracanie się pierwszego wirnika 33 i drugiego wirnika 41. W rezultacie, zespoły silnikowo-prądnicowe MG1 i MG2 mogą zachować swą funkcjonalność jako silnik elektryczny i prądnica, z dużą niezawodnością.

Pierwsza pokrywa 29 jest umieszczona po stronie silnika spalinowego 12 (tzn. w części końcowej po stronie silnika spalinowego pierwszej części obudowy 23b) zespołu MG1 wewnątrz pierwszej części głównej 23a. Średnica pierwszej części głównej 23a w tym położeniu jest większa od całkowitej średnicy zewnętrznej w pobliżu pierwszej części głównej 23a. Mianowicie, średnica pierwszej części głównej 23a w tym położeniu jest zdecydowanie większa od średnicy pierwszej części głównej 23a w położeniu odpowiadającym końcowej części po stronie kół napędzanych dla pierwszej części obudowy 23b. Zależność wymiarowa odległości D1 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią pierwszej części obudowy 23 i wewnętrzną powierzchnią pierwszej części obudowy 23a jest taka sama, jak opisano powyżej. Ponieważ odległość D1 jest większa niż szerokość w1 pierwszego kołnierza 29a i szczeliny g1 pomiędzy pierwszym kołnierzem 29a i pierwszą częścią główną 23a, w przypadku nawet jeśli pierwsza część główna 23a nie wystaje na zewnątrz w kierunku promieniowym, pierwsza pokrywa 29 może być w dalszym ciągu umieszczona wewnątrz pierwszej części głównej 23a i zamocowana do pierwszej części obudowy 23b za pomocą pierwszego członu łączącego 30.

Umożliwia to powstrzymanie wzrostu zewnętrznej średnicy skrzyni pierwszej 23 z zamocowaną pierwszą pokrywą 29, i pozwala na zachowanie oryginalnego zewnętrznego kształtu skrzyni napędu 21, który zwęża się stopniowo w kierunku od silnika spalinowego 12. Kształt zewnętrzny jest tu podobny do kształtu zewnętrznego typowej automatycznej skrzyni biegów, zaopatrzonej w przetwornik momentu obrotowego typu hydraulicznego i mechanizm zmiany biegów, który umieszczono w pojeździe z układem napędowym typu FR. W rezultacie możliwe jest umieszczenie urządzenia napędowego 14 zamiast automatycznej skrzyni biegów w kanale podłogowym 19, i tym samym poprawa montowalności urządzenia napędowego 14 w pojeździe.

Średnica pierwszej części głównej 23a wzrasta w kierunku silnika spalinowego 12. W ten sposób nawet w pierwszej części głównej 23a utworzono wystarczająco szeroką przestrzeń wokół pierwszej pokrywy 29, a zwłaszcza wokół pierwszego kołnierza 29, w pobliżu silnika spalinowego 12.

PL 212 046 B1

Przestrzeń ta ułatwia dokręcanie i odkręcanie pierwszej śruby 30 przy zdejmowaniu i zakładaniu pierwszej pokrywy 29.

Druga pokrywa 37 jest umieszczona po stronie silnika spalinowego 12 (tj. na części końcowej po stronie silnika spalinowego drugiej części obudowy 24b) w pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym MG2, wewnątrz drugiej części głównej 24a. Średnica drugiej części głównej 24a w tym miejscu jest większa niż generalna zewnętrzna średnica wokół pierwszej części głównej 24a. Mianowicie, średnica drugiej części głównej 24a w tym położeniu jest zdecydowanie większa od średnicy drugiej części głównej 24a w położeniu odpowiadającym części końcowej od strony przeciwnej do silnika spalinowego 24b. Jednakże odległość D2 pomiędzy wewnętrzną powierzchnią drugiej części końcowej 24b drugiej części obudowy po stronie silnika spalinowego i odpowiadającą wewnętrzną powierzchnią drugiej części głównej 24a jest taka sama, jak opisano powyżej. Ponieważ odległość D2 wzrasta bardziej niż suma szerokości w2 drugiego kołnierza 37 i szczeliny g2 pomiędzy drugim kołnierzem 37a i drugą częścią główną 24a, nawet jeśli druga część główna 24a nie wystaje na zewnątrz w kierunku promieniowym, druga pokrywa 37 może być umieszczona wewnątrz drugiej części głównej 24a i zamocowana do drugiej części obudowy 24b za pomocą drugiej śruby 40. W ten sposób możliwe jest powstrzymanie wzrostu zewnętrznej średnicy skrzyni drugiej 24 z zamocowaną drugą pokrywą 37, a zatem zachowanie oryginalnego zewnętrznego kształtu skrzyni napędu 21, który zwęża się stopniowo od strony silnika spalinowego 12. Stosownie, oprócz wspomnianego powyżej efektu (2), dodatkowo poprawiono montowalność urządzenia napędowego 14 w pojeździe.

Średnica drugiej części głównej 24a wzrasta w pobliżu silnika spalinowego 12. A zatem, nawet w drugiej przestrzeni głównej 24a utworzono wystarczająco szeroką przestrzeń wokół drugiej pokrywy głównej 37, a zwłaszcza wokół drugiego kołnierza 37a, umieszczonego w pobliżu silnika spalinowego 12. Przestrzeń ta ułatwia odkręcanie i dokręcanie drugiej śruby 40, przy zdejmowaniu i zakładaniu drugiej pokrywy 37.

Wynalazek można zastosować w innych przykładach wykonania, opisanych poniżej.

Zespoły silnikowo-prądnicowe MG1 i MG2 mogą albo wytwarzać energię albo dostarczać zasilanie bądź też mogą wykonywać dowolną z tych funkcji. Odpowiednio, zamiast silnika synchronicznego prądu przemiennego typu zastosowanego w poprzednim przykładzie wykonania można również zastosować silnik synchroniczny typu VR (o zmiennym oporze magnetycznym), silnik korekcyjny, silnik prądu stałego, silnik indukcyjny, silnik nadprzewodnikowy, silnik krokowy, itp.

Urządzenie napędowe według wynalazku nie ogranicza się do układu napędowego typu FR, lecz może być również zastosowane do pojazdu hybrydowego posiadającego inny układ napędowy, np. układ napędu na przednie koła (FF).

W powyższym przykładzie wykonania korpus przekładni planetarnej 58 mechanizmu zmniejszenia szybkości 28 jest nieruchomy. Alternatywnie, jednakże nieruchomy może być wieniec zębaty 57 zamocowany do skrzyni trzeciej 25 itp.

Drugi kołnierz 37a można wykonać na całym obwodzie zewnętrznej krawędzi drugiej pokrywy 32 lub tylko na jego części.

Obecnie będą opisane koncepcje techniczne, jakie mogą wynikać z przykładów wykonania, a także ich efekty.

W jednym przykładzie wykonania urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego mechanizm rozdziału mocy zawiera przekładnię planetarną posiadającą wieniec zębaty o średnicy zewnętrznej mniejszej od zespołu silnikowo-prądnicowego i jest umieszczony pomiędzy dwoma zespołami silnikowo-prądnicowymi. Pompę olejową zasilającą ślizgające się części umieszczono w przestrzeni zewnętrznej, w kierunku promieniowym od wieńca zębatego pomiędzy zespołami silnikowo-prądnicowymi. Zgodnie z powyższą konstrukcją pompę olejową można umieścić bez utraty niewielkich rozmiarów urządzenia napędowego, poprzez efektywne wykorzystanie przestrzeni pomiędzy dwoma zespołami silnikowo-prądnicowymi.

W tym przykładzie wykonania urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego poniżej drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego ma umieszczoną ponadto miskę olejową. Zgodnie z tą konstrukcją, można zmniejszyć do minimum wzrost wielkości urządzenia napędowego, dzięki takiemu umieszczeniu miski olejowej.

W korzystnym przykładzie urządzenia napędowego do pojazdu hybrydowego człon łączący obejmuje pierwszą śrubę przełożoną poprzez pierwszy kołnierz i wkręconą w pierwszą część obudowy.

PL 212 046 B1

W innym korzystnym przykładzie urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego zawiera pierwszy człon łączący obejmuje śrubę przełożoną poprzez pierwszy kołnierz i wkręconą w pierwszą część obudowy.

Zgodnie powyższym pierwszą pokrywę można pewnie przytwierdzić do części końcowej po stronie silnika spalinowego w pierwszej części obudowy za pomocą pierwszej śruby.

W innym przykładzie wykonania, w urządzeniu napędowym do pojazdu hybrydowego drugi człon łączący obejmuje śrubę przełożoną poprzez drugi kołnierz i wkręconą w drugą część obudowy. Korzystnie też drugi człon łączący obejmuje drugą śrubę przełożoną poprzez drugi kołnierz i wkręconą w drugą część obudowy. Zgodnie z tym, drugą pokrywę można pewnie przytwierdzić do części końcowej po stronie silnika spalinowego w drugiej części obudowy za pomocą drugiej śruby.

W innym korzystnym przykładzie wykonania, urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego zawiera pierwszą część obudowy, która ma kształt cylindryczny i posiada ścianę podpierającą w części końcowej po stronie przeciwnej do silnika spalinowego. Ściana podpierająca znajduje się po stronie zespołu silnikowo-prądnicowego przeciwnej do silnika spalinowego i zamyka tę część końcową. Zgodnie z tą konstrukcją ściana podpierająca i pierwsza pokrywa zamykają obie części końcowe pierwszej części obudowy, można zatem powstrzymać przedostawanie się zanieczyszczeń do pierwszej obudowy, powodujących niepoprawne działanie zespołu silnikowo-prądnicowego.

W korzystnym przykładzie urządzenia według wynalazku, druga część obudowy ma kształt cylindryczny i jest zaopatrzona w drugą ścianę podpierającą w części końcowej, po stronie przeciwnej do silnika spalinowego. Druga ściana podpierająca znajduje się po stronie drugiego zespołu silnikowoprądnicowego z przeciwnej strony silnika spalinowego i zamyka tę część końcową. Zgodnie z tą konstrukcją druga ściana podpierająca i druga pokrywa zamykają obie części końcowe drugiej części obudowy, można zatem powstrzymać przedostawanie się zanieczyszczeń do drugiej obudowy, powodujących wadliwe działanie zespołu silnikowo-prądnicowego.

Claims

1. Urządzenie napędowe do pojazdu hybrydowego, zawierające skrzynię napędu mieszczącą pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy, który jest silnikiem elektrycznym lub prądnicą, mechanizm rozdziału do rozdzielania mocy wytwarzanej przez silnik spalinowy na moc dla pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego i moc dla kół napędzanych oraz drugi zespół silnikowo-prądnicowy, który jest umieszczony po stronie pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego przeciwnej do silnika spalinowego, jest silnikiem elektrycznym lub prądnicą wytwarzającym moc napędową dla kół napędzanych różniącą się od mocy pochodzącej z silnika spalinowego, i którego zewnętrzna średnica jest mniejsza od zewnętrznej średnicy pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego, a obok drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego, po stronie przeciwnej do silnika spalinowego jest umieszczony mechanizm zmniejszenia szybkości, znamienne tym, że mechanizm zmniejszenia szybkości (28) ma zewnętrzną średnicę mniejszą od zewnętrznej średnicy drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG2) i mechanizm zmniejszenia szybkości (28) zawiera zespół przekładni planetarnej z centralnym kołem zębatym (56) oraz wieńcem zębatym (57), przy czym centralne koło zębate (56) jest trwale połączone z drugim wirnikiem (41) drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG2) do integralnego ich obrotu, a wieniec zębaty (57) jest trwale połączony z wałem środkowym (48) i wałem zdawczym (49) do integralnego ich obrotu, do zmniejszania jedynie prędkości obrotowej drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG2) przy przekazywaniu mocy generowanej przez silnik spalinowy (12) na koła napędzane (13).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że skrzynia napędu (21) ma zewnętrzną średnicę stopniowo zmniejszającą się w kierunku od silnika spalinowego (12).

3. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że skrzynia napędu (21) zawiera skrzynię rdzeniową (22), która ma zewnętrzny kształt stopniowo zwężający się od silnika spalinowego (12) i w której jest zamontowany pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1), drugi zespół silnikowoprądnicowy (MG2) i mechanizm rozdziału mocy (21), a mechanizm zmniejszenia szybkości (28) jest zamontowany w skrzyni (25) oddzielnej od skrzyni rdzeniowej (22), przy czym skrzynia (25) mechanizmu zmniejszenia szybkości (28) jest połączona ze skrzynią rdzeniową (22) za pomocą członu łączącego (26).

4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1) jest połączony elektrycznie z pierwszym kablem (63) za pomocą pierwszej części łączącej (65),

PL 212 046 B1 a drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2) jest połączony elektrycznie z drugim kablem (64) za pomocą drugiej części łączącej (66), zaś mechanizm rozdziału mocy (27) jest umieszczony pomiędzy pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym (MG1) i drugim zespołem silnikowo-prądnicowym (MG2) i zawiera zespół przekładni planetarnej mający wieniec zębaty (57) o zewnętrznej średnicy mniejszej od zewnętrznych średnic pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG1) oraz drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG2), przy czym pierwsza część łącząca (65) i druga część łącząca (66) są umieszczone w przestrzeni znajdującej się na zewnątrz w kierunku promieniowym wieńca zębatego (57) pomiędzy pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym (MG1) i drugim zespołem silnikowoprądnicowym (MG2).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1) jest połączony elektrycznie z pierwszym kablem (63) za pomocą pierwszej części łączącej (65), a drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2) jest połączony elektrycznie z drugim kablem (64) za pomocą drugiej części łączącej (66), a skrzynia napędu (21) z zamontowanym pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym (Mg1) i drugim zespołem silnikowo-prądnicowym (MG2) ma zewnętrzny kształt, który stopniowo zwęża się od silnika spalinowego (12) i skrzyni napędu (21) ma pierwszy wylot (67) zakrzywiony w kierunku przeciwnym do silnika spalinowego (12), poprzez który ze skrzyni napędu (21) jest wyprowadzony pierwszy kabel (63) dołączony do pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG1), zaś równolegle do pierwszego wylotu (67) w skrzyni napędu (21) jest utworzony drugi wylot (69) usytuowany równolegle do pierwszego wylotu (67) i po jego stronie przeciwnej względem silnika spalinowego (12), poprzez który jest wyprowadzony ze skrzyni napędu (21) drugi kabel (64) dołączony do drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG2).

6. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że skrzynia napędu (21) z zamontowanym pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym (MG1) zawiera drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2) i część skrzyni napędu (21) stanowi pierwsza skrzynia (23), która posiada pierwszą główną część (23a) zamocowaną do silnika spalinowego (12) i pierwszą część obudowy (23b) utworzoną wewnątrz pierwszej głównej części (23a), w której jest umieszczony pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1), natomiast część skrzyni napędu (21) stanowi druga skrzynia (24), która jest połączona z pierwszą częścią główną (23a), a od strony silnika spalinowego (12) wewnątrz pierwszej części głównej (23a) jest umieszczona pierwsza pokrywa (29) na pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym (MG1), która osłania pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1), zaś na zewnętrznej krawędzi pierwszej pokrywy (29) jest utworzony pierwszy kołnierz (29a) zamocowany do pierwszej części (23b) obudowy za pomocą pierwszego członu łączącego (34).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że skrzynia napędu (21) zawiera drugą skrzynię (24) posiadająca drugą główną część (24a), połączoną z pierwszą częścią główną (23a), przy czym wewnątrz drugiej głównej części (24a) jest utworzona druga część obudowy (24b), w której jest umieszczony drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2), a wewnątrz drugiej głównej części (24a) jest umieszczona od strony silnika spalinowego druga pokrywa (37) na drugim zespole silnikowoprądnicowym (MG2), która osłania drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2), zaś na zewnętrznej krawędzi drugiej pokrywy (37) jest utworzony drugi kołnierz (37a) zamocowany do drugiej części obudowy (24b) za pomocą drugiego członu łączącego (40).

8. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że skrzynia napędu (21) z zamontowanym pierwszym zespołem silnikowo-prądnicowym (MG1) zawiera drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2) i część skrzyni napędu (21) stanowi pierwsza skrzynia (23), która posiada pierwszą główną część (23a) zamocowaną do silnika spalinowego (12) i pierwszą część obudowy (23b) utworzoną wewnątrz pierwszej głównej części (23a), w której jest umieszczony pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1), natomiast część skrzyni napędu (21) stanowi druga skrzynia (24), która jest połączona z pierwszą częścią główną (23a), a od strony silnika spalinowego (12) wewnątrz pierwszej części głównej (23a) jest umieszczona pierwsza pokrywa (29) na pierwszym zespole silnikowo-prądnicowym (MG1), która osłania pierwszy zespół silnikowo-prądnicowy (MG1), zaś na zewnętrznej krawędzi pierwszej pokrywy (29) jest utworzony pierwszy kołnierz (29a) zamocowany do pierwszej części (23b) obudowy za pomocą pierwszego członu łączącego (34).

9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że skrzynia napędu (21) zawiera drugą skrzynię (24) posiadająca drugą główną część (24a), połączoną z pierwszą główną częścią (23a), przy czym wewnątrz drugiej głównej części (24a) jest utworzona druga część obudowy (24b), w której jest umieszczony drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2), a wewnątrz drugiej głównej części (24a) jest umieszczona od strony silnika spalinowego druga pokrywa (37) na drugim zespole silnikowoPL 212 046 B1 prądnicowym (MG2), która osłania drugi zespół silnikowo-prądnicowy (MG2), zaś na zewnętrznej krawędzi drugiej pokrywy (37) jest utworzony drugi kołnierz (37a) zamocowany do drugiej części obudowy (24b) za pomocą drugiego członu łączącego (40).

10. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że mechanizm zmniejszenia szybkości (28) jest umieszczony na tej samej osi, co oś symetrii pierwszego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG1) i drugiego zespołu silnikowo-prądnicowego (MG2) oraz mechanizmu rozdziału mocy (27).