带有变速传动装置的传动系及使用这种传动系的混合型机动车辆的制作方法

文档序号:11527356阅读:210来源:国知局

本发明涉及包括变速传动装置的传动系和使用这种传动系的混合型机动车辆。

如已经知道的那样,混合型车辆包括传动系,作为牵引/推进驱动装置,其单独地或结合地使用带有变速传动装置的内燃热发动机和连接到电源(诸如,一个或多个电池)的旋转电机。

这种结合提供了优化该车辆的性能的优点,尤其通过减少排放物排到大气并通过减少燃料消耗。

因此,当车辆在宽的速度范围内利用高转矩驱动同时限制废气和噪声生成时,如在城区中那样,优选使用电机。

另一方面,热发动机用于驱动该车辆以用于需要高驱动功率和宽的运行范围的地方。

尤其在申请人提交的法国专利申请第2,962,697号中公开了尤其用于混合动力车辆的、带有变速传动装置的传动系,变速传动装置包括带有太阳齿轮和冠状齿轮(齿圈)的周转齿轮系和使发动机周转齿轮系连接到用于动力传送到该车辆的驱动桥的传送路径的另一周转齿轮系,前一周转齿轮系的太阳齿轮和冠状齿轮均通过受控的离合器连接到热发动机并通过单向离合器连接到传动系的固定部分。

为了继续改进,本申请人已经进一步增强该变速传动装置。

实际上,如上述申请中更好地描述,在换挡时,两个受控的离合器处于发动机轴的速度和驱动转矩没有传送到冠状齿轮和太阳齿轮的这种位置中。

这具有以下缺点:引起速度和驱动转矩到驱动桥的传送中断,从而生成驾驶员不适。

本发明旨在通过在换挡时提供速度和驱动转矩连续性的简单且便宜的布局来克服上述缺点。

因此,本发明涉及用于机动车辆的传动系,其包括热发动机、变速传动装置,和用于运动传送到驱动桥的路径,变速传动装置包括带有由空心轴承载的太阳齿轮和由围绕太阳齿轮的空心轴的空心轴承载的冠状齿轮的发动机周转齿轮系,所述太阳齿轮和所述冠状齿轮均通过受控的离合器连接到热发动机轴且通过单向离合器连接到车辆的固定部分,其特征在于传动系包括两个空心轴之间的受控的连接装置。

受控的连接装置可以包括被容置在太阳齿轮轴的壁中并与冠状齿轮轴协作(配合)的至少一个径向垫。

该垫可以具有带有由摩擦材料制成的、用于与冠状齿轮的空心轴连接的表面的上端。

垫可以被容置在径向孔中,所述径向孔穿过轴壁并通向轴的空心室。

空心室可以由两个横向分隔件与空心轴壁的至少一部分来界定。

该室可以连接到加压装置。

加压装置可以包括用于将液体馈送到空心室的输送管线、和压力装置。

压力装置可以包括活塞和用于控制该活塞的装置。

有利地,流体可以是润滑油。

本发明还涉及混合型机动车辆,其可以包括如前所提到的传动系和驱动/生成机器。

本发明的其它特征和优点将从阅读随后通过非限制性示例的方式参考附图给出的描述中清楚可见,其中:

图1是应用到混合动力车辆驱动系统的根据本发明的传动系的视图,且

图2是传动装置的细节的放大视图。

具体实施方式

在图1中,传动系包括带有发动机轴12的热发动机10,尤其是内燃机,以及变速传动装置14和允许有利地通过差速桥20驱动车辆的驱动轮18的驱动桥16,所述发动机轴12在此处来自该发动机的曲轴。

发动机轴12也可以实现接收轴的功能,但为了描述简化原因,该轴在下文仍被称为发动机轴以便能够使其区别于传动装置的其它轴。

传动系还包括带有转子24的驱动/生成(generating,发生)机器22。仅通过示例的方式,该机器是连接到电池(未示出)的电机,其用作电动机以用于推进车辆、或用作发电机以用于对电池充电或为车辆的电器附件提供动力。

变速传动装置14包括被称为热发动机周转齿轮系的主周转齿轮系26,其带有两个受控的离合器28、30(诸如,盘式离合器)和两个单向自动离合器(诸如,自由轮32、34)。

更精确地,发动机周转齿轮系26包括太阳齿轮36,其带有由法兰40承载的外齿带38。该法兰固定安装在被称为太阳齿轮轴的圆柱形空心轴42上,圆柱形空心轴高于(超过)发动机轴12,同时相对于其自由旋转,但不能相对于其平移。该轴的自由端44搁在轴承46上,该轴承46由传动系的固定部分48通过被称为太阳齿轮自由轮的单向离合器32承载。

太阳齿轮空心轴通过其末端44处的分隔件(隔板)50密封,并且其也以密封的方式承载内分隔件52,该内分隔件被容置在该轴的空心部分中并与发动机轴12的自由端相反,从而界定空心室54。

该齿轮系还包括带有与太阳齿轮同心布置的内齿环58的冠状齿轮(环形齿轮、齿圈)56,以及连接到被称为冠状齿轮轴的圆柱形空心轴63的腹板60,所述圆柱形空心轴围绕太阳齿轮空心轴42,同时相对于其自由旋转,但不能相对于其平移。该冠状齿轮通过被称为冠状齿轮自由轮的单向离合器34在外部连接到车辆传动系的固定部分48。

如在图1中更加可见,内分隔件52被布置成太阳齿轮轴42的空心室54与冠状齿轮的空心轴62的至少一部分匹配。

当然,两个自由轮32和34被布置成冠状齿轮56和太阳齿轮36仅可以在同一方向上旋转,且优选在与发动机轴12相同的方向上旋转。

最后,该发动机周转齿轮系包括行星齿轮架64,其有利地带有外齿轮形式的、彼此以相同的角间隔(此处120°)布置的并与冠状齿轮和太阳齿轮啮合的三个行星齿轮66。

冠状齿轮的环58、太阳齿轮和行星齿轮66的带38因此布置在同一平面上,此处在考虑图1的垂直平面上。

这些行星齿轮均由水平销68承载,同时在其上自由旋转,但不能在其上进行平移。这些行星齿轮销连接到垂直壁70,而垂直壁被连接到被称为行星齿轮架轴承的管状轴承72,该管状轴承围绕太阳齿轮轴42(当在其上自由旋转时)。

太阳齿轮和冠状齿轮轴的自由端均承载受控的离合器28和30,优选盘式离合器。

因此,被称为太阳齿轮离合器的离合器28包括摩擦盘74,其在太阳齿轮轴42上不能旋转、但可自由地轴向平移。该摩擦盘旨在被夹紧在反作用板76和压力板78之间,相对于该压力板可平移移动,同时相对于压力板不能旋转,反作用板76安装成在发动机轴12上不能平移、但能旋转。该压力板的轴向运动受到离合器致动器80的控制,该离合器致动器此处为在传动系的固定点上枢转的杆82形式。

压力板76通过水平壁84在其外围上延伸,水平壁不能旋转但可自由轴向平移地承载另一摩擦盘86,其与摩擦盘74共轴并属于被称为冠状离合器的另一离合器30。

该盘被设计成被夹紧在反作用板88和通过另一离合器致动器92的作用而轴向平移移动的压力板90之间,反作用板88安装成在冠轴62的自由端上不能平移和转动。如上所提到,该致动器以在传动系的固定点上枢转的杆94的形式出现。

有利地且如图1更好地示出,发动机周转齿轮系26连接到被称为运动分布系的另一周转齿轮系96。该齿轮系的主要目的是当车辆用于混合模式中时将旋转运动从机器22向驱动桥16传送和/或从发动机10和周转齿轮系26向该驱动桥传送。

仅通过示例的方式,行星齿轮架66的垂直壁70在与行星齿轮66相反的面上承载带内齿的水平带100。该壁和该带因此形成运动分布周转齿轮系的冠102。

在围绕太阳齿轮轴42时共轴地布置到发动机周转齿轮系26的该运动分布周转齿轮系96包括行星齿轮架104,其有利地带有三个行星齿轮106,这些行星齿轮呈外齿的齿轮形式、由行星齿轮销108承载、相对于彼此以相同的角间隔(此处为120°)布置,且与冠102的带100的齿啮合。

这些行星齿轮也通过与包括外齿带112和由法兰114承载的太阳齿轮110啮合来进行协作。该法兰固定安装在被称为额外的太阳齿轮轴的管状轴116上,管状轴自由旋转但不能平移地包围发动机周转齿轮系26的太阳齿轮轴42。管状轴116的自由端固定地承载齿轮118,该齿轮118与由电机的转子24固定承载的另一齿轮120协作。

行星齿轮销108由属于行星齿轮架且包括管状轴承124的板122承载,该管状轴承可自由旋转但固定平移(即,不能平移)地围绕太阳齿轮管状轴116。

该轴承124固定地承载齿轮126,该齿轮126与连接到驱动桥16的齿轮128协作。两个齿轮的这种组件因此在周转齿轮系96和桥16之间构成运动传送路径。

该周转齿轮系96还承载受控离合器130,其允许其冠102根据车辆所选的驱动模式连接到板122或连接到传动系的固定部分48。

如在图2中更加可见,传动装置包括发动机周转齿轮系26的太阳齿轮36的空心轴42和冠54的空心轴62之间的受控的连接装置132。

该连接装置以径向垫134的形式出现,径向垫在此处为由太阳齿轮空心轴42的圆形壁136承载的正好(直径上)相对的两个垫。

这些垫有利地具有圆形截面且它们以密封的形式通过恰好穿过空心轴的壁136的孔138来承载。

在有利地由摩擦材料制成时,垫具有面向轴62的壁144的内表面142的上端140(与面142的轮廓基本相同的弯曲轮廓),以及与空心室54相反且可以经受引起垫在壁144的内表面142的方向上移动的力的作用的下端146。

当然,在不偏离本发明的范围的情况下,这些垫可以完全由摩擦材料制成。

在图1和图2所示的示例中,该力通过室54藉由加压装置147、尤其是液压的加压装置进行的加压而产生。

因此,在压力下输送流体的管线148穿过轴42的末端分隔件50。有利地,该流体是来自变速传动装置的油或发动机润滑油,且该流体的输送和在室54内通过管线148的该流体的加压受任何已知装置149的控制,诸如受到控制装置152控制的活塞150。

当然,可以使用本领域技术人员已知的任何其它加压装置,诸如泵、活塞泵。

在带有热发动机10的传动系的操作期间,其中一个离合器28处于接合位置,而另一离合器30处于脱离位置,以便获得齿轮比(传动比),且受控的连接装置132是不可操作的(不工作的)。

在这种情况下,来自发动机轴12的速度(和发动机转矩)相继传送到离合器28、空心轴42、太阳齿轮36、发动机周转齿轮系的行星齿轮架64,然后传送到冠状齿轮102、行星齿轮架104、齿轮126和128以及驱动桥16。

在另一齿轮比中,离合器28从接合位置换到脱离位置,且离合器30从脱离位置换到接合位置。

在这些行程期间,存在这样一种配置:任一离合器都无效(离合器均不工作)且发动机速度(和发动机转矩)既不再传送到太阳齿轮36的空心轴42也不再传送到冠状齿轮的空心轴62。

这导致速度和发动机转矩的传送中断,并且当离合器30接合时导致抖动。

为了克服这个问题,当换挡时,激活受控的连接装置132。

控制装置152因此激活活塞150,以使得其在压力下将流体喷射到室54中。室的这种加压将力施加到各垫的下端146上,这通过使它们朝空心轴62的内壁142推动而实现。

在与垫的上端140的摩擦接触后,太阳齿轮轴42可旋转地连接到冠状齿轮的轴62,且轴12的旋转运动再传送到齿轮系26和96以及桥。

因此,在与垫的上端140的摩擦接触后,太阳齿轮轴42通过其动能使轴62移动并加速。轴42因此减速,且当开始轴42的减速和轴62的加速时,受控的连接装置132不工作了,且离合器30处于接合位置。

这允许具有一次性装置(one-offmeans),其永远不会永久地连接两个轴,但通过摩擦使动能从注定要停止的移动轴转移到旨在开始移动的轴。

因此加速这种转变,且驾驶员几乎察觉不到转矩中断。

然后,当在离合器30的作用下驱动冠状齿轮56以通过发动机轴2旋转时,太阳齿轮36则停止。

因此,通过减少停滞时间(轴62到达停止所需的时间),驾驶员可更少地察觉转矩的中断,而且在该转变期间补偿车轮处的转矩所需的能量减少,其中在所述停滞时间期间,转矩不可以从发动机传送到车轮。

以参数表示该连接装置有效(工作)的时间的长度或提供用于确定离合器的接合/脱离位置的任何装置(诸如,检测器)当然在本领域技术人员的能力内。

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