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具有两个变速级的传动系统以及车辆

阅读：352发布：2021-02-28

IPRDB可以提供具有两个变速级的传动系统以及车辆专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种传动系统(GS)，包括以下组件：第一变速器(G1)，其具有从动轴(WA)、用于第一变速器(G1)的第一传动比的第一驱动轴(W1)以及用于第一变速器(G1)的第二传动比的第二驱动轴(W2)；第二变速器(G2)，其具有输入轴(WE)，用于第二变速器(G2)的第三传动比的第一输出轴(WA21)以及用于第二变速器(G2)的第四传动比的第二输出轴(WA22)；第一可解除的离合器(K1)，其准备用于将第一驱动轴(W1)与第一输出轴(WA21)连接；以及第二可解除的离合器(K2)，其准备用于将第二驱动轴(W2)与第二输出轴(WA22)连接。本发明还涉及一种车辆，其具有根据本发明的传动系统(GS)。，下面是具有两个变速级的传动系统以及车辆专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种传动系统(GS)，所述传动系统包括：

-第一变速器(G1)，所述第一变速器具有从动轴(WA)、用于所述第一变速器(G1)的第一传动比的第一驱动轴(W1)以及用于所述第一变速器(G1)的第二传动比的第二驱动轴(W2)；

-第二变速器(G2)，所述第二变速器具有输入轴(WE)、用于所述第二变速器(G2)的第三传动比的第一输出轴(WA21)以及用于所述第二变速器(G2)的第四传动比的第二输出轴(WA22)；

-第一可解除的离合器(K1)，所述第一可解除的离合器准备用于将所述第一驱动轴(W1)与所述第一输出轴(WA21)连接；以及-第二可解除的离合器(K2)，所述第二可解除的离合器准备用于将所述第二驱动轴(W2)与所述第二输出轴(WA22)连接，其中所述第一传动比大于所述第二传动比，和/或所述第三传动比大于所述第四传动比，所述第二变速器(G2)包括行星齿轮变速器，

所述第二变速器(G2)的所述第一输出轴(WA21)与所述行星齿轮变速器的换向器片(St2)连接，所述第二变速器(G2)的所述第二输出轴(WA22)与所述行星齿轮变速器的空心轮(H2)连接，为所述行星齿轮变速器的换向器片(St2)设置第一制动器(B1)，为所述第二变速器(G2)的空心轮(H2)设置第二制动器(B2)。

2.根据权利要求1所述的传动系统(GS)，其特征在于，所述第一可解除的离合器(K1)包括第一空转和/或所述第二可解除的离合器(K2)包括第二空转(K2)。

3.根据权利要求2所述的传动系统(GS)，其特征在于，所述第一空转是可逆的和/或所述第二空转是可逆的。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的传动系统(GS)，其特征在于，所述第一变速器(G1)包括拉维挪组，并且所述第一驱动轴(W1)与所述拉维挪组的小太阳轮(S11)连接，并且所述第二驱动轴(W2)与所述拉维挪组的大太阳轮(S12)连接。

5.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1至4中任一项所述的传动系统(GS)。

说明书全文

具有两个变速级的传动系统以及车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种传动系统。该传动系统包括第一变速器，该第一变速器从动轴，用于第一变速器的第一传动比的第一驱动轴。该传动系统可以例如应用在车辆中或者风车(Windmuehle)中。

[0002] 此外，本发明涉及一种具有该传动系统的车辆。

背景技术

[0003] 在DE 10 2011 052 401 A1中公开了一种具有拉维挪(Ravigneaux)组的车辆变速器。在此，小太阳轮总是作为驱动件运行并且行星齿轮支架(换向器片(Steg))总是作为输出件运行。在第一前进档中，拉维挪组的大太阳轮通过第一制动器固定(锁定，卡死)。在第二前进档中，行星齿轮支架通过离合器与拉维挪组的空心轮连接。在倒档中，空心轮通过第二制动器固定。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提出一种相同功率的情况下的节省空间和费用低廉的变速器。

[0005] 根据本发明，该目的通过传动系统实现，该传动系统包括第一和第二变速器以及第一和第二可解除的离合器。第一变速器具有从动轴、用于第一变速器的第一传动比的第一驱动轴以及用于第一变速器的第二传动比的第二驱动轴。第二变速器具有输入轴、用于第二变速器的第三传动比的第一输出轴以及用于第二变速器的第四传动比的第二输出轴。第一可解除的离合器准备用于将第一驱动轴与第一输出轴连接。第二可解除的离合器准备用于将第二驱动轴与第二输出轴连接。典型的是，第一传动比强于第二传动比。不依赖于此，典型的是，第三传动比也强于第四传动比。可解除的离合器可以包括(分开的)连接套和/或同步体。

[0006] 相应地，根据本发明的车辆具有根据本发明的传动装置。

[0007] 本发明的概念可以在于，即至少用于传递第二传动比(第二档位)的转矩的换档件(相应于第二可解除的离合器)布置在具有较高转速的拉维挪组的一侧上，也就是布置在具有较低转矩的一侧上。通过使该换档件(第二可解除的离合器)传递比用于已知的车辆变速器的第二档位的离合器更小的转矩(也就是较小的力)，用于第二档位的离合器进而传动装置由此可以比已知的车辆变速器更加紧凑和/或廉价地制造。

[0008] 当第一可解除的离合器具有第一空转时是有利的。由此，从空转状态向第一可解除的离合器的耦合接入状态的转换可以在没有上级控制功能的情况下实现。可选或者可替换的是，第二可解除的离合器具有第二空转。由此，从空转状态向第二可解除的离合器的耦合接入状态的转换可以在没有上级控制功能的情况下实现。

[0009] 当第一空转是可逆的和/或第二空转是可逆的时是有利的。由此，变速器能够从驱动模式转换到回收模式以及从回收模式转换到驱动模式。

[0010] 可选的或者可替换的是，第一变速器可以包括拉维挪组，其中第一驱动轴与拉维挪组的小太阳轮连接，并且第二驱动轴与拉维挪组的大太阳轮连接。由此，第一变速器能够特别紧凑、可靠和廉价地制造。

[0011] 当第二变速器包括行星齿轮变速器时是特别优选的。由此，第二变速器进而还有整个传动装置都可以特别节省空间地构造。

[0012] 另一个设计方案提出，第二变速器的第一输出轴与行星齿轮变速器的换向器片连接。由此利用行星齿轮变速器能够提供具有最强的减速的第一传动比。

[0013] 另一个设计方案提出，第二变速器的第二输出轴与行星齿轮变速器的空心轮连接。由此利用行星齿轮变速器能够提供第二传动比。

[0014] 一个改进方案提出，为行星齿轮变速器的换向器片提供第一制动器。用于行星齿轮变速器的换向器片的第一制动器可以贡献用于实现空转和/或驻车制动。

[0015] 传动系统的与此无关的另一个改进方案提出，为行星齿轮变速器的空心轮提供第二制动器。用于行星齿轮变速器的换向器片的第二制动器同样可以贡献用于实现空转和/或驻车制动。

附图说明

[0016] 根据附图对本发明进一步详细说明。图中示出：

[0017] 图1是在具有第一变速器的第一实施例的传动系统中的关于转矩传递的示意性流程图；

[0018] 图2是在具有第一变速器的第二实施例的传动系统中的关于转矩传递的示意性流程图。

具体实施方式

[0019] 接下来进一步描述的实施例呈现了本发明的优选设计方案。

[0020] 图1中示出的传动系统GS包括第一变速级G1和第二变速级G2。第一变速级G1包括带有从动轴WA的拉维挪组。此外，第一变速级G1包括第一驱动轴W1和第二驱动轴W2。从动轴WA与拉维挪组的空心轮H1连接。第一驱动轴W1与拉维挪组的小太阳轮S11连接。第二驱动轴W2与拉维挪组的大太阳轮S12连接。拉维挪组的换向器片St1固定在第一变速器G1的壳体上。

[0021] 第二变速级G2包括具有输入轴WE以及第一输出轴WA21和第二输出轴WA22的行星齿轮变速器。第一输出轴WA21与行星齿轮变速器的换向器片St2连接。第二输出轴WA22与行星齿轮变速器的空心轮H2连接。为换向器片St2设置第一制动器B1。为空心轮H2设置第二制动器B2。

[0022] 第一输出轴WA21通过第一可解除的离合器K1与第一驱动轴W1连接。第二输出轴WA22通过第二可解除的离合器K2与第二驱动轴W2连接。

[0023] 此外，传动系统GS包括离合器同步装置KS，其确保两个离合器K1，K2相关于驱动力流方向AKFR的空转方向不会彼此相反。相关于从第二变速器G2到第一变速器G1(或者在回收时从第一变速器G1到第二变速器G2)的相同的力流方向，两个离合器K1，K2的空转方向在相反的旋转方向上指向。借此，基于第二离合器G2的换向器片St2和空心轮H2的彼此相反的旋转方向，在相同的驱动力流方向AKFR(或者在相同的回收力流方向RKFR)时，第一驱动轴W1和第二驱动轴W2也具有彼此相反的驱动旋转方向。该旋转方向的相对性在从动侧由此补偿，即由于小的行星齿轮P11，两个太阳轮S11，S12也彼此相反地旋转。

[0024]

[0025] 图表1：换挡逻辑和传动比。

[0026] 说明：DR-驱动旋转方向；D1-在驱动模式中的第一前进档位；D1.r-在回收模式中的第一前进档位；D2-在驱动模式中的第二前进档位；D2.r-在回收模式中的第二前进档位；R-在驱动模式中的倒档；l-向左旋转；R.r在回收模式中的倒档；N-紧急运行(空转)；P1，P2，P3，P4-驻车锁止的变体方案；e-耦合接入；e.inv-逆转的耦合接入；f-释放；f.inv-逆转的空转；(f)-释放非强制必要的；n-用于转速的前缀；nH1/nS2-传动系统GS的总传动比；nH1/nW.-第一变速器G1的传动比；nWA2./nS2-第二变速器G2的传动比；；r-向右运行；x-不重要状态。

[0027] 在图表1中给出的传动比nWA2./nS2,nH1/nW.和nH1/nS2用于以下转速的计算(实施例)：zH1＝196；zP11＝24；zP12＝54；zS11＝48；zS12＝88；zS2＝44；zH2＝196；zP2＝76。在此，zH1是空心轮H1的转速，zP11是小行星齿轮P11的转速，zP12是大行星齿轮P12的转速，zS11是小太阳轮S11的转速并且zS12是大太阳轮S12的转速。此外，zH2是空心轮H2的转速，zP2是行星齿轮P2的转速并且zS2是太阳轮S2的转速。

[0028] 传动系统GS的功能方式由此如下给出，其中假设：在前进档位D1和D2中，第二变速器G2的输入轴WE由驱动装置A(例如电动机)在第一方向上(其在接下来被形容为左旋转的)以驱动转速nS2驱动。

[0029] 在第一档位D1中，第一制动器B1被释放并且由此第二变速器G2的换向器片St2可以旋转。第二制动器B2锁死并且由此第二变速器G2的空心轮H2就不能旋转。第二变速器G2的太阳轮S2则以驱动转速nS2向左旋转。第二变速器G2的行星齿轮P2向右旋转。第二变速器G2的换向器片St2向左旋转，其中其转速为nSt2＝nS2/(1+zH2/zS2)。

[0030] 当第一可解除的离合器将驱动转矩从第二变速器G2的第一输出轴WA21传递到第一驱动轴W1时，第一可解除的离合器K1耦合接入。当在相同旋转方向时出现从动侧力矩时，第一可解除的离合器K1是空转的，该力矩在第一离合器K1不空转的情况下将转矩从第一变速器G2的第一驱动轴W1传递到第一输出轴WA21。

[0031] 第一可解除的离合器K1因此耦合接入。因为第二变速器G2的换向器片St2向左旋转，所以第一变速器G1的小太阳轮S11同样向左以转速nW1＝nSt2＝nS2/(1+zH2/zS2)旋转。因为第一变速器G1的换向器片St1被持续地锁死，所以拉维挪组的换向器片St1的转速nSt1＝0。小行星齿轮P11围绕固定的轴向右旋转。借此，大行星齿轮P12围绕固定的轴向左旋转。

[0032] 接下来，大太阳轮S12以转速nS12＝-nW1*zS11/zS12向右旋转。第二可解除的离合器K2在非逆转的运行方式中如第一可解除的离合器K1一样具有相反的空转方向。第二可解除的离合器K2在非逆转的运行方式中在驱动力流方向上向右旋转地耦合接入并且向左旋转地空转。在回收力流方向上，第二可解除的离合器K2向左旋转地耦合接入并且向右旋转地空转。第二可解除的离合器K2因此空转，这是因为其由从动侧向右旋转地驱动。(第二输出轴WA22通过第二制动器B2锁死。)

[0033] 因为大行星齿轮P12围绕固定的轴向左旋转，因此，第一变速器的空心轮H1以转速nH1＝nW1×zS11/zH1向左旋转。

[0034] 在第二档位D2中，第二制动器B2被释放并且由此第二变速器G2的空心轮H2就可旋转。第一制动器B1锁死并且由此第二变速器G2的换向器片St2就不能旋转。第二变速器G2的太阳轮S2以驱动转速nS2向左旋转。因为第二变速器G2的换向器片St2通过第一制动器B1锁死，因此第二变速器的换向器片St2的转速nSt2是nSt2＝0。第二变速器G2的行星齿轮P2围绕固定的轴向右旋转。借此，空心轮H2以转速nH2＝-nS2*zS2/zH2向右旋转。借此第二变速器G2的第二输出轴WA22就以转速nWA22＝nH2＝-nS2*zS2/zH2向右旋转。

[0035] 当第二可解除的离合器可以将驱动力矩从第二变速器G2的第二输出轴WA22向第一变速器G1的第二驱动轴W2传递时，第二可解除的离合器K2在非逆转的运行方式中向右旋转地驱动。第二可解除的离合器K2是耦合接入的。因为第二输出轴WA22向右旋转，因此第一变速器G1的大太阳轮S12同样以转速nS12＝nW2＝-nS2×zS2/zH2向右旋转。因为第一变速器G1的换向器片St1被持续地锁死，因此拉维挪组的换向器片St1的转速nSt1是nSt1＝0。大行星齿轮P12围绕固定的轴向左旋转。

[0036] 借此，行星齿轮P11围绕固定的轴向右旋转。接下来，小太阳轮S11以转速nS11＝-nW2*zS12/zS11(其中nW2为负并且nS11为正)向左旋转。第一可解除的离合器K1在非逆转的运行方式中如第二可解除的离合器K2一样具有相反的空转方向。第一可解除的离合器K1在非逆转的运行方式中在驱动力流方向上向左旋转地耦合接入并且向右旋转地空转。在回收力流方向上，第一可解除的离合器K1向右旋转地耦合接入并且向左旋转地空转。第一可解除的离合器K2因此空转，这是因为其由从动侧向左旋转地驱动。(第一输出轴WA21通过第一制动器B2锁死。)

[0037] 因为大行星齿轮P12围绕固定的轴向左旋转，因此第一变速器G1的空心轮H1以转速nH1＝-nW2*zS12/zH1(其中nW2为负并且nH1为负)向左旋转。

[0038] 对于倒档R，空转的空转反向相反地(可逆地)并且驱动装置A(例如电动机)在相反的旋转方向(在该实例中即为向右旋转)上运行。从该区别看，制动器B1，B2以及传动系统GS中的力流的设定都与第一档位D1相同。

[0039] 在驻车位置P1，P2中，利用第一制动器B1锁死第二变速器G2的换向器片St2，并且利用第二制动器B2锁死第二变速器G2的空心轮H2。借此，第二变速器G2的两个输出轴WA21，WA22都被锁死。当在驻车位置中第一变速器G1的从动轴WA也应该被锁死时，应该考虑以下措施。在具有固定的换向器片St1的拉维挪组的情况中，在拉维挪组的两个太阳轮S11，S12上产生在从动侧施加的转矩并进而还在两个驱动轴W1，W2上总是产生旋转方向相反的转矩。因为第二变速器G2的两个输出轴WA21，WA22通过第一制动器B1和第二制动器B2锁死，并且在从动侧施加的转矩在两个驱动轴W1，W2上总是导致相反的转矩，因此这对于驻车锁止而言足够用于锁定从动轴WA，此时在驻车位置中两个可解除的离合器K1，K2的空转方向在相同的空转方向上指向，也就是说两个可解除的离合器K1，K2的旋转方向在驱动力流方向上是相同(也就是说或者两个可解除的离合器同时向左旋转或者两个离合器同时向右旋转)。当第一变速器G1的从动轴WA在驻车位置中应该通过第一制动器B1和第二制动器B2在两个旋转方向上锁死时，或者两个可解除的离合器K1，K2之一在驻车位置中必须同时在两个旋转方向上锁死。或者在驻车位置中两个离合器K1，K2相关于力流方向(也就是相关于驱动力流方向AKFR或者回收力流方向RKFR)具有相同方向的空转(也就是以相同的旋转方向)。这例如可以由此实现，即两个可解除的离合器K1，K2之一在非逆转的运行方式中运行，并且两个可解除的离合器K1，K2中的另一个在逆转的运行方式中运行。

[0040] 对于紧急运行(空转)，利用第一制动器B1解除第二变速器G2的换向器片St2，并且利用第二制动器B2解除第二变速器G2的空心轮H2。由此，第二变速器G2的两个输出轴WA21，WA22空转。不取决于两个可解除的变速器K1，K2的状态，这也适用于第一变速器G1的从动轴WA。当然，对于这样的紧急运行应该确保两个可解除的离合器K1，K2不同时耦合接入。在第一变速器G1的小太阳轮S11和大太阳轮S12之间的传动比通常与第二变速器G2的换向器片St2和空心轮H2之间的传动比不同。

[0041] 在固定的换向器片的情况中，行星齿轮变速器具有以下传动比：nH/nS＝-zS/zH。

[0042] 在固定的空心轮的情况中，行星齿轮变速器具有以下传动比：nSt/nS＝1/(1+zH/zS)＝(zS/zH)/s，其中，s:＝zS/zH*(1+zH/zS)＝1+zS/zH。

[0043] 因为s总是大于一，因此换向器接片的转速nSt的绝对值|nSt|在固定的空心轮的情况中总是小于在固定的换向器片的情况中的空心轮的转速nH的绝对值|nH|。当行星齿轮传动装置的相应的从动轴与换向器片连接并且空心轮是固定的时，行星齿轮变速器的减速强度因此比从动轴与第一变速器的空心轴连接并且换向器片固定时提高了s倍。

[0044] 在通过太阳轮S2以上述的实例值传输转矩时，在固定的换向器片时获得：nH2/nS2＝-zS2/zH2＝-44/196＝-0.224。在固定的空心轴H2时，s＝1.224并且nSt2/nS2＝0.224/1.224＝0.183。当换向器片St2驱动输出轴WA21并且空心轮H2固定时，行星齿轮变速器的减速强度因此比空心轴H2驱动输出轴WA22并且换向器片St2固定时提高了(0.224/0.183-1)＝22.4％。

[0045] 相似的考虑也适用于具有拉维挪组的第一变速器G1。在图2中示出了拉维挪组通过换向器片St1与从动装置的配置。

[0046] 在固定的空心轮H1的第一档位D1中s＝1+zS11/zH1；并且换向器片St1的与小太阳轮S11相关的转速nSt1/nS11为nSt1/nS11＝-(zS11/zH1)/s，其中s＝1+zS11/zH1。利用以上所述的齿数，s＝1.245并且nSt1/nS11＝-0.197。

[0047] 在固定的空心轮H1的第二档位D2中s＝1+zS12/zH1；并且换向器片St1的与大行星轮S12相关的转速nSt1/nS12为nSt1/nS12＝(zS12/zH1)/s，其中s＝1+zS12/zH1。利用以上所述的齿数，s＝1.449并且nSt1/nS12＝0.310。

[0048] 利用以上所述的齿数，当换向器片St1驱动从动轴WA并且拉维挪变速器的空心轮H1是位置固定的时，拉维挪变速器G1在使用小行星轮S11的情况中的减速强度因此比空心轮H1驱动从动轴WA并且换向器片St1位置固定时更高。利用以上所述的齿数，在第一档位D1中通过换向器片St1从动的情况中的减速比在通过空心轮H1从动时的减速强了大约24％(＝0.197/0.244-1)。在第二档位D2中，利用上述齿数，在通过换向器片St1从动的情况中的减速比在通过空心轮H2从动时的减速强了大约45％(＝0.449/0.310-1)。

[0049] 在第一变速器G1的固定的空心轮H1的情况中获得图表2中示出的传动比。

[0050] DR B1 B2 K1 K2 nWA2./nS2 nSt1/nW. nSt1/nS2
D1 l f b e f 0.183 0.197 0.0361
D1.r l f b f e 0.183 0.197 0.0361
D2 l b f f e 0.224 0.310 0.0694
D2.r l b f e f 0.224 0.310 0.0694
R r f b e.inv f.inv 0.183 0.197 0.0361
R.r r f b f.inv e.inv 0.183 0.197 0.0361

[0051] 图表2：第二实施例的换挡逻辑和传动比(说明如图表1)。

[0052] 具有固定的空心轮的设计方案变体的优点可以在较大的减速强度情况中看到。该具有固定的空心轮的设计方案变体的另一个优点在第一档位D1和第二档位D2之间的较大的主销内倾(Spreizung)中看到。在通过空心轮H1从动时的主销内倾为大约1.84并且在通过换向器片St1从动时仅仅为1.92。

[0053] 传动系统G2的每个描述的设计方案都可以完全或者部分地与驱动装置A集成，例如集成到电动机的空心转子中。在此，第一变速器G1和/或第二变速器G2的空心轮H1，H2与转子的圆柱形的壁固定连接或者是相同的。

[0054] 传动系统GS可以具有第一变速器G1和第二变速器G2以及第一可解除的离合器K1和第二可解除的离合器K2。第一变速器G1可以具有从动轴WA、用于第一变速器G1的第一传动比的第一驱动轴W1，以及用于第一变速器G1的第二传动比的第二驱动轴W2。第二变速器G2可以具有输入轴WE、用于第二变速器G2的第三传动比的第一输出轴WA21以及用于第二变速箱G2的第四传动比的第二输出轴WA22。第一可解除的离合器K1准备用于将第一驱动轴W1与第一输出轴WA21连接。第二可解除的离合器K2准备用于将第二驱动轴W2与第二输出轴WA22连接。典型的是，第一传动比强于第二传动比。不依赖于此，典型的是，第三传动比也强于第四传动比。

标题	发布/更新时间	阅读量
传动系统-专利编号CN108602557A	2020-05-11	746
无球笼万向节及整车前驱传动系统、中间传动系统、后驱传动系统-专利编号CN107327508A	2020-05-11	490
一种混合动力车辆传动系统-专利编号CN107199875A	2020-05-11	786
传动系统-专利编号CN105782359A	2020-05-13	408
无球笼万向节及整车前驱传动系统、中间传动系统、后驱传动系统-专利编号CN107327508B	2020-05-11	334
传动系统-专利编号CN104769320A	2020-05-13	254
混合动力传动系统和电机-专利编号CN101992680B	2020-05-12	272
混合动力传动系统和电机-专利编号CN101992680A	2020-05-12	280
传动系统-专利编号CN108602432A	2020-05-12	944
传动系统-专利编号CN108602431A	2020-05-13	930

具有两个变速级的传动系统以及车辆

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