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具有轴平行的电机的混合动以及具有混合动力模块的车辆

申请号 CN202180012687.9 申请日 2021-02-02 公开(公告)号 CN115066572A 公开(公告)日 2022-09-16
申请人 ZF腓特烈斯哈芬股份公司; 发明人 A·保内; A·巴塔; G·穆勒; M·罗斯纳; S·诺伊格鲍尔; S·马恰斯;
摘要 本 发明 涉及一种用于布置在 内燃机 、 电机 和 变速器 之间的混合动 力 模 块 ,其中,混合动力模块具有 输入轴 ,输入轴可与安装在内燃机上的扭转 减振器 相连接,设置起动元件,变速器轴可与起动元件的 输出侧 相连接,电机布置成与输入轴轴平行,并且电机通过牵引传动部与起动元件相连接,其特征在于,设置布置成与扭转减振器直接紧邻的 轴承 盖,在输入轴和起动元件之间设置分离 离合器 ,并且 分离离合器 构造成爪式离合器。本发明还涉及一种具有这种类型的混合动力模块的机动车。
权利要求

1.一种用于布置在内燃机电机变速器之间的混合动
其中,所述混合动力模块具有输入轴,所述输入轴能与安装在内燃机上的扭转减振器相连接,
其中,设置起动元件,
其中,变速器轴能与所述起动元件的输出侧相连接,
其中,所述电机布置成与所述输入轴轴平行,
并且其中,所述电机通过牵引传动部与所述起动元件相连接,
其特征在于,设置布置成与扭转减振器直接紧邻的轴承盖,在所述输入轴和所述起动元件之间设置分离离合器,并且所述分离离合器构造成爪式离合器。
2.根据权利要求1所述的混合动力模块,其特征在于,所述牵引传动部连结在起动元件的壳体上。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,所述起动元件构造成扭矩转换器。
4.根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,所述起动元件的壳体在驱动侧构造成封闭的湿室。
5.根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,在所述轴承盖和所述输入轴之间设置密封部,以便相对于干室密封另一湿室。
6.根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,在所述轴承盖和所述输入轴之间设置轴承,以便至少在径向方向上、尤其是在径向和轴向方向上支承输入轴。
7.根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,分离离合器的操纵部布置在轴承盖上。
8.根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,混合动力模块的壳体与电机的壳体构造成一件式。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,所述混合动力模块的壳体构造成相对于电机的壳体独立并且这两个壳体能相互连接。
10.根据权利要求9所述的混合动力模块,其特征在于,能通过调整机构改变所述混合动力模块的壳体和所述电机的壳体的相对位置,以便张紧牵引传动部。
11.根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,所述混合动力模块的壳体构造成与所述变速器的壳体独立。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的混合动力模块,其特征在于,所述混合动力模块的壳体与所述变速器的壳体构造成一件式。
13.一种具有混合动力驱动装置的机动车,混动动力驱动装置具有根据上述权利要求中任一项所述的混合动力模块。

说明书全文

具有轴平行的电机的混合动以及具有混合动力模块的

车辆

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用于车辆的混合动力驱动装置的混合动力模块,在其中将传统的驱动装置与电机组合。

背景技术

[0002] 在现有技术中已知混合动力驱动装置。广泛已知的是具有与驱动轴同轴地布置的电机的混合动力驱动装置。也已知的现有技术是,轴平行地进行布置。为此的示例是DE 10 2017 110 606 A1或DE 10 2010 003 442 A1。

发明内容

[0003] 本发明的任务是提供一种混合动力模块,其具有小的轴向结构空间以用于例如能简单地应用到现有的车辆方案上,并且具有符合需求的润滑方案。另外的任务是改善安全性以及可用性。
[0004] 该任务通过用于布置在内燃机、电机和变速器之间的混合动力模块实现,其中,该混合动力模块具有输入轴,输入轴与安装在内燃机上的扭转减振器相连接,其中,设置与输入轴同轴地伸延的输出轴,输出轴与变速器相连接,其中,输出轴与起动元件的输出侧相连接,其中,电机布置成与输入轴和输出轴轴平行,并且其中,电机通过牵引传动部与起动元件相连接,其特征在于,混合动力模块被分到至少三个分离的油腔中,油腔中的至少一个构造成干室,在干室中设置扭转减振器,设置布置成与扭转减振器直接紧邻的轴承盖,油腔中的至少两个构造成湿室并且彼此分离,并且起动元件的壳体形成湿室中的一个。
[0005] 在传动系中,混合动力模块布置在内燃机和变速器之间并且还具有与电机的连接。根据本发明,电机布置成与同轴地布置的输入轴和输出轴或变速器轴轴平行。通过轴平行的布置方案,在轴向方向上节省了结构空间。
[0006] 扭转减振器与内燃机相连接,并且同样不可相对转动地例如通过插接齿部可与输入轴相连接。
[0007] 在输入轴和输出轴或变速器轴之间设置起动元件,以用于也在不同转速下实现在驱动装置和变速器之间的扭矩传递。
[0008] 轴平行的电机通过牵引传动部与起动元件相连接。牵引传动部优选地构造成链式传动部,其具有在电机和起动元件上相应的链轮
[0009] 为了实现不同的润滑和冷却条件,混合动力模块被分到至少三个分离的油腔中。在此,油腔中的至少一个构造成干室,其中,在干室中布置不需要润滑或仅仅需要很少润滑的组件,例如通常通过自己的油脂腔润滑的扭转减振器。
[0010] 为了分隔干室,设置轴承盖,轴承盖在轴向方向上在从动侧布置在扭转减振器旁边。在此,轴承盖承担其它任务,由此可节省构件。其它的油腔中的至少两个构造成湿室并且彼此分离,其中,湿室尤其是可通过润滑或冷却介质和/或填充度彼此区分。
[0011] 湿室中的一个通过起动元件的壳体形成。起动元件优选地完全被油填充。
[0012] 混合动力模块的优选的实施方式的特征在于,起动元件的壳体在驱动侧构造成封闭的湿室。
[0013] 另一湿室优选地在牵引传动部的区域中形成,优选地通过油雾、浸油润滑和/或有针对性的油输送润滑牵引传动部。所述另一湿室例如被轴承盖和混合动力模块的壳体或变速器盖部限制。
[0014] 混合动力模块的实施方式的特征在于,在起动元件的壳体中的湿室与变速器的油循环相连接。有利地,由于空间上接近,通过变速器的油循环实现起动元件的油供给,尤其是因为起动元件的输出轴连结到变速器上,或者变速器轴延伸到起动元件中。
[0015] 根据实施方式,混合动力模块的特征在于,牵引传动部连结在起动元件的壳体上。通过例如链轮直接安装在起动元件的壳体上,可实现节省空间的地连结牵引驱动装置。根据壳体形状,牵引传动部也可在轴向方向上与壳体重叠。
[0016] 混合动力模块的实施方式的特征在于,牵引传动部与起动元件的输出侧或与输入侧相连接。根据这种结构形式以及起动元件的应用或功能,牵引传动部可与输入侧或输出侧相连接。例如如果起动元件一般用于改善沿着传动系的力流,与输入侧连接是有利的。相反地,如果起动元件也可用作内燃机与剩余的传动系分离部,牵引传动部以及由此电机与输出侧的连接是有利的,因为可省去用于电气行驶的独立的分离离合器
[0017] 根据实施方式,混合动力模块的特征在于,在扭转减振器和起动元件之间设置分离离合器。为了将内燃机与剩余的传动系分离并且实现通过电机的纯电气行驶,可设置分离离合器。
[0018] 具有分离离合器的混合动力模块的优选的实施方式的特征在于,分离离合器构造成爪式离合器。通过爪式离合器可简单地实现可靠的连接或分离。爪式离合器的另一优点在于简单的结构以及小的结构空间。
[0019] 混合动力模块的实施方式的特征在于,分离离合器的操纵部布置在轴承盖上。有利地,可选的分离离合器的操纵部安装在轴承盖上,由此,简化了操纵部的供电以及固定。
[0020] 优选的爪式离合器基本上都包括滑动套,滑动套通过内齿部和外齿部建立在输入轴和起动元件之间的力矩连接。
[0021] 例如通过磁的拉杆和电磁线圈进行操纵,拉杆在轴向上固定地与滑动套相连接但是可相对于滑动套转动,并且电磁线圈可向轴承盖的方向吸引拉杆。
[0022] 备选地,也可通过液压操纵的活塞,尤其是环形活塞进行操纵。
[0023] 本发明的一个方面是用于布置在内燃机、电机和变速器之间的混合动力模块,其中,混合动力模块具有输入轴,输入轴可与安装在内燃机上的扭转减振器相连接,其中,设置起动元件,其中,输入轴与起动元件的输入侧相连接,其中,变速器轴可与起动元件的输出侧相连接,其中,电机布置成与输入轴轴平行,并且其中,电机通过牵引传动部与起动元件的输出侧相连接,其特征在于,设置布置成与扭转减振器直接紧邻的轴承盖,起动元件的壳体具有同轴地包围输入轴的轴向区段,并且在轴承盖的区域中布置多个同轴的密封部以形成多级的密封系统。
[0024] 为了将不同的油腔彼此密封,优选地设置多个同轴地布置的密封部。
[0025] 有利地,起动元件的壳体具有相对于输入轴同轴伸延的轴向区段,该轴向区段可用于引导并容纳密封部和/或用于支承。
[0026] 混合动力模块的实施方式的特征在于,在轴承盖和起动元件的壳体的所述轴向区段之间设置轴承,轴承在径向方向上,优选地在径向和轴向方向上支撑所述轴向区段。通过起动元件直接支承在轴承盖上,简单地实现了稳定的支承。优选地,除了径向的支承,通过轴承也在轴向方向上实现支承。在轴向方向上的支承具有的优点是,在运行期间主要在变速器侧出现可能的起动元件的胀起,由此尽可能避免在驱动侧安装在壳体上的牵引传动部的轴向移动,或使其最小。由此,可降低牵引传动部的不利影响。替代地,在变速器侧连结牵引传动部时,相应地可有利地在变速器侧实现轴向支承,并且轴承构造成仅仅径向支承在轴承盖上。
[0027] 混合动力模块的实施方式的特征在于,起动元件构造成流体动力冷却的离合器。流体动力冷却的离合器为在完全冷却的油腔中的膜片离合器,在其中,尤其是通过膜片形式和/或在摩擦面中的槽产生在起动元件之内的内部冷却油流动。流体动力冷却的离合器的优点在于灵活的可用性,即,一方面用作在传统的驱动装置中的常规的起动元件,而且用作用于电行驶的分离离合器,也用作能在行驶期间起动(发动)内燃机的起动离合器。由此,可节省其它相应的构件和与此相关的制造和装配成本以及结构空间。
[0028] 具有流体动力冷却的离合器的混合动力模块的实施方式的特征在于,输入轴与内膜片载体相连接,输出轴与起动元件的包围外膜片载体的壳体不可相对转动地相连接。由此,内膜片载体是起动元件的输入侧,并且牵引传动部可简单地与作为输出侧的壳体相连接。
[0029] 根据实施方式,混合动力模块的特征在于,密封系统具有在输入轴和所述轴向区段之间的第一密封部以形成相对于在起动元件的壳体中的被填充的湿室无压力的间隙,密封系统具有在轴承盖和输入轴之间的第二密封部以相对于干室密封所述间隙,并且在轴承盖和所述轴向区段之间设置第三密封部以相对于牵引传动部所在的另一湿室密封所述间隙。
[0030] 为了保证在起动元件的壳体中的湿室的填充,该湿室具有相对于周围的空间更高的压力。由于在输入轴和起动元件的壳体确切的说其轴向区段之间可能出现相对运动,直接密封很困难。因此,设置第一密封部,通过第一密封部形成无压力的间隙,在该间隙中不再有提高的压力,然而油还能从起动元件中漏出。
[0031] 为了相对于驱动侧的干室密封所述间隙,设置第二密封部,第二密封部布置在优选地轴承盖和输入轴之间。通过该第二密封部可防止可能的泄漏油从所述间隙中离开。作为第二密封部,例如可使用径向密封环。
[0032] 通过在轴承盖和起动元件的壳体的轴向区段之间的第三密封部,相对于所述间隙密封牵引传动部所在的另一湿室。
[0033] 优选地,混合动力模块的实施方式的特征在于,第三密封部构造成在两个方向上密封的径向轴密封环。尤其是,当通过不同的油循环供给在起动元件中的所述另一湿室和所述湿室时,可通过两侧作用的第三密封部避免油循环的互混。
[0034] 根据实施方式的混合动力模块的特征在于,输入轴在所述间隙的区域中具有至少一个卸载开口,以用于将泄漏油径向向内尤其是通过变速器轴导出到变速器油底壳处。由此,避免了在所述间隙中形成压力,由此改善了密封系统的功能。
[0035] 同样,本发明的一个方面是用于布置在内燃机、电机和变速器之间的混合动力模块,其中,混合动力模块具有输入轴,输入轴可与安装在内燃机上的扭转减振器相连接,其中,设置起动元件,其中,变速器轴可与起动元件的输出侧相连接,其中,电机布置成相对于输入轴轴平行,并且其中,电机通过牵引传动部与起动元件相连接,其特征在于,设置布置成与扭转减振器直接紧邻的轴承盖,在输入轴和起动元件之间设置分离离合器,并且分离离合器构造成爪式离合器。
[0036] 混合动力模块的实施方式的特征在于,起动元件构造成扭矩转换器。通过扭矩转换器可形成流体动力的力矩提高部,这改善了起动元件的起动性能。
[0037] 附加地,扭矩转换器优选地具有止离合器,以在起动之后实现在输入侧和输出侧之间的直接连接。根据现有结构空间,附加地可在锁止离合器中设置可选的另一扭转减振器,以进一步减弱内燃机的可能的扭转振动,并且提高行驶舒适性。为了减少结构空间,替代地可省去所述另一扭转减振器。
[0038] 具有扭矩转换器的混合动力模块的实施方式的特征在于,在轴承盖和输入轴之间设置密封部,以相对于干室密封另一湿室,并且起动元件的壳体的湿室在驱动侧构造成封闭的。为了相对于驱动侧的干室密封牵引传动部所在的所述另一湿室,设置密封部。该密封部在其布置方案方面相应于例如以上描述的在流体动力冷却的离合器中的第二密封部,其中,不是相对于间隙而是直接相对于所述另一湿室进行密封。
[0039] 尤其是在扭矩转换器中,壳体在驱动侧构造成完全封闭,并且形成起动元件的输入侧。由此,必须仅仅在变速器轴的穿过部或用于扭矩转换器的导轮的不可相对转动的区域方面密封。
[0040] 混合动力模块的实施方式的特征在于,混合动力模块的壳体与电机的壳体构造成一件式。为了相对彼此准确的定位并且为了减少单个部件,混合动力模块的壳体也可容纳电机。另一优点在于,所述用于牵引传动部的另一湿室位于限定的内腔中。
[0041] 根据实施方式的混合动力模块的特征在于,混合动力模块的壳体构造成相对于电机的壳体独立并且壳体可相互连接。通过独立的构造方案,减小了壳体的尺寸和复杂度,并且此外可更简单地将不同的电机与同一混合动力模块相连接,这可更简单地实现不同的变型方案。
[0042] 在具有用于混合动力模块和电机的独立的壳体的混合动力模块的实施方式中,特征在于,可通过调整机构改变混合动力模块和电机的壳体的相对位置,以张紧牵引传动部。当壳体构造成独立的并且可通过调整机构相连接时,可省去通常设置的用于牵引传动部的张紧件。通过调整机构可相对地改变电机的位置,由此可张紧牵引传动部。例如,可通过具有或没有壳体的单侧铰接连接或可插入的中间元件的可移动的间隔套或螺栓构造调整机构。
[0043] 混合动力模块的实施方式的特征在于,混合动力模块的壳体构造成与变速器的壳体独立。由此,使构件尺寸保持更小。另一优点在于,混合动力模块可与不同的变速器方案相连接。
[0044] 根据另外的实施方式的混合动力模块的特征在于,混合动力模块的壳体与变速器的壳体构造成一件式。通过壳体的一件式的构造方案,减少构件数量并且简化了在车辆中的装配。
[0045] 本发明的另一方面是一种具有混合动力驱动装置的机动车,其具有根据本发明的实施例中任一个的混合动力模块。
[0046] 实施方式的特征可任意相互组合。附图说明
[0047] 以下根据附图详细解释本发明。以同一附图标记表示相同或相似的元件。具体地其中:
[0048] 图1示出了实施例的示意结构,
[0049] 图2示出了混合动力模块的实施例,
[0050] 图3示出了混合动力模块的另一实施例。

具体实施方式

[0051] 图1示出了具有根据本发明的混合动力模块(H)的传动系的一部分的示意性的结构,其中,在其它的图中也示出了仅仅一半。
[0052] 混合动力模块(H)与未示出的在图1中可布置在左侧的内燃机相连接。通过布置在干室(OR1)中的扭转减振器(1)实现该连接。干室(OR1)通过轴承盖(4)与混合动力模块(H)的内部分离。
[0053] 在混合动力模块(H)中设置包含湿室(OR2)的起动元件(2)。
[0054] 混合动力模块(H)进一步通过牵引传动部(3)与电机(EM)相连接。电机(EM)布置成与混合动力模块(H)轴平行。牵引传动部(3)所在的区域形成另一湿室(OR3)。
[0055] 在继续的走向中,混合动力模块(H)与变速器(G)相连接。
[0056] 在图2中示出了第一实施例的混合动力模块(H)。
[0057] 与内燃机相连接的扭转减振器(1)不可相对转动地、在此通过插接齿部与输入轴(5)相连接。输入轴(5)在继续的走向中与起动元件(2)的输入侧相连接。
[0058] 在该实施例中,起动元件(2)构造成流体动力冷却的离合器。输入轴(5)与流体动力冷却的离合器的内膜片载体相连接,流体动力冷却的离合器形成起动元件(2)的输入侧。在此也形成外膜片载体的起动元件(2)的壳体(7)与输出轴(6)相连接,输出轴在继续的未示出的走向中与变速器(G)相连接或为其一部分。
[0059] 在起动元件(2)的壳体(7)上固定地安装牵引传动部(3)的一部分,尤其是链轮。原则上,与壳体(7)的一件式构造方案也是可行的。电机(EM)通过牵引传动部(3)直接与起动元件(2)的输出侧相连接。
[0060] 壳体(7)也具有与输入轴(5)同轴地伸延的轴向区段,该轴向区段也部分地与轴承盖(4)在轴向方向上重叠。在所述轴向区段上设置轴承(9),轴承在混合动力模块(H)中支承起动元件(2)。
[0061] 除了轴承(9),在轴承盖(4)和轴向区段之间设置第三密封部(8.3),第三密封部相对于间隙(ZR)密封所述另一湿室(OR3)。在所示出的实施例中,第三密封部(8.3)构造成两侧作用的径向密封环。在所示出的示例中,轴承(9)布置在第三密封部(8.3)的变速器侧,其中,在驱动装置侧的相反的布置方案也是可行的,其中轴承(9)布置在所述间隙中。
[0062] 在输入轴(5)和同轴地包围输入轴的轴向区段之间设置第一密封部(8.1)。通过第一密封部(8.1)使在起动元件(2)中的湿室(OR1)相对于所述间隙(ZR)密封。
[0063] 此外,在轴承盖(4)和输入轴(5)之间设置第二密封部(8.2)。通过第二密封部(8.2)使所述间隙(ZR)相对于干室(OR1)密封。
[0064] 在所述间隙(ZR)的区域中确切的说在第一密封部(8.1)和第二密封部(8.2)之间,输入轴(5)具有至少一个卸载开口(10),通过卸载开口将位于间隙(ZR)中的泄漏油向内,优选地向变速器(G)的方向导出。
[0065] 在图3中示出了混合动力模块(H)的另一实施例,其中,基本的布置方案相应于图2。
[0066] 然而,在图3中的起动元件(2)构造成扭矩转换器。扭矩转换器的轮固定地与起动元件(2)的壳体(7)相连接并且形成输入侧。通过壳体(7)的变速器侧的开口,通过与混合动力模块(H)或变速器(G)的壳体的未示出的连接,固定地保持导轮(14)。涡轮(13)例如可通过插接齿部与在图3中未示出的输出轴(6)或变速器轴不可相对转动地相连接并且形成起动元件(2)的输出侧。
[0067] 在涡轮(13)处还示意性地示出了锁止离合器,通过锁止离合器可建立在输入侧和输出侧之间的直接连接。
[0068] 同样,起动元件(2)的壳体(7)与图2相似地与牵引传动部(3)相连接,其中,这在该实施例中形成电机(EM)与输入侧的连接。
[0069] 在该示例中,在输入轴(5)和起动元件(2)之间设置分离离合器(11)。所示出的分离离合器(11)构造成爪式离合器并且通过滑动套建立在设置在输入轴(5)上的外齿部和设置在起动元件(2)的壳体(7)上的内齿部之间的连接。备选地,爪式离合器构造成其它离合器的其它实施方案也是可行的。
[0070] 分离离合器(11)的操纵部(12)安装在轴承盖(4)上,以用于使滑动套轴向移动。
[0071] 由于在图3中示出的实施例中扭矩转换器在驱动侧具有完全封闭的壳体(7),与图2相比密封系统可设计成更简单。在轴承盖(4)和输入轴(5)之间设置密封部(8)和轴承(9)。
[0072] 本发明也不限制在所描述的实施方案上。如以上阐述的那样,也可仅仅设置单个有利的特征并且相互组合。
[0073] 附图标记列表
[0074] 1扭转减振器
[0075] 2起动元件
[0076] 3牵引传动部
[0077] 4轴承盖
[0078] 5输入轴
[0079] 6输出轴
[0080] 7起动元件的壳体
[0081] 8密封部
[0082] 8.1第一密封部
[0083] 8.2第二密封部
[0084] 8.3第三密封部
[0085] 9轴承
[0086] 10卸载开口
[0087] 11分离离合器
[0088] 12操纵部
[0089] 13涡轮
[0090] 14导轮
[0091] H混合动力模块
[0092] EM电机
[0093] G变速器
[0094] OR1干室
[0095] OR2湿室
[0096] OR3另一湿室
[0097] ZR间隙