用于机动车驱动系的传动装置的制作方法

用于机动车驱动系的传动装置
1.本发明涉及用于机动车驱动系、尤其用于轿车、货车、公共汽车或其余商用车辆的驱动系的传动装置。传动装置特别优选地应用在混合动力驱动的机动车中。
2.本发明的基本目的是获得紧凑、尤其轴向较短地构造的传动装置，以能够将该传动装置简单地集成到现有的驱动系中。
3.根据本发明，这通过权利要求1的主题实现。因此要求保护一种用于机动车驱动系的传动装置，该传动装置包括用于与内燃机耦联的发动机轴；变速器，变速器包括至少局部空心构造的第一输入轴、与第一输入轴同心布置的第二输入轴、与输入轴轴平行地布置的能经由不同的齿轮副与相应的输入轴耦联的中间轴和与中间轴和输入轴轴平行地布置的输出端部件(也称为输出轴)，其中，两个齿轮副的布置在第二输入轴上的至少两个活动轮能经由(第一)同步单元抗旋转地与第二输入轴耦联；以及在发动机轴和输入轴之间作用式安装的多离合器机构。此外，(第一)同步单元的、固定在第二输入轴上的、能够经由能轴向移动的滑套与第二输入轴的两个活动轮抗旋转地耦联的底座环在轴向上与布置在中间轴上的驻车锁止轮布置在相同的高度上(即在共同的平面中)。驻车锁止轮应理解为优选构造有外齿部的齿轮，该齿轮的齿廓能够与驻车锁(经由驻车锁致动器)啮合，以在驻车锁的激活状态下防止传动装置的中间轴以及输出端部件的旋转。因此驻车锁止轮始终抗旋转地与中间轴连接。
4.通过驻车锁止轮与布置在第二输入轴上的同步单元的这种灵活布置和互联实现了轴向紧凑的构造。传动装置的结构长度(沿着输入轴的轴向尺寸)尤其显著地降低。
5.其他的有利实施方式通过从属权利要求要求保护并且在下面详细描述。
6.因此也有利的是，变速器构造成四挡变速器，其中，变速器的(不多于/精确的)四个传动级(能分别用作前进挡和/或倒挡)分别由自身的齿轮副形成。因此进一步简化了传动装置，这又实现了更紧凑的结构。
7.若第一输入轴直接具有两个齿轮副的两个固定轮，则进一步简化了结构。
8.还有利的是，第一输入轴的每个固定轮与布置在中间轴上的活动轮齿啮合，其中(中间轴的)两个活动轮能够经由另外的(第二)同步单元抗旋转地与中间轴耦联。而由此得到的两个(第一和第二)同步单元在第一输入轴上和中间轴上的交替布置实现尽可能紧凑的轴向结构。
9.还有利的是，形成变速器的第一挡位/第一传动级的齿轮副由布置在第一输入轴上的固定轮和布置在中间轴上的活动轮形成。这种第一挡位优选具有变速器的所有(四个)挡位/传动级的最高传动比。由此还使得结构保持得尽可能简单。
10.还有利的是，多离合器机构构造成双离合器机构或三离合器机构。由此能使得多离合器机构尽可能紧凑地布置。
11.对此还适宜的是，多离合器机构的多个子离合器实现为(优选湿式运转的)摩擦离合器。这同样实现了轴向和径向紧凑的结构。
12.也有利的是，存在电机，电机的转子能经由多离合器机构与输入轴和/或发动机轴耦联。在此特别适宜的是，转子沿径向定位在多离合器机构之外。由此可进一步缩短轴向结
构空间。
13.为了提高电机的效率，还有利的是，电机设有油冷却部，油冷却部优选地与湿式运转的摩擦离合器连接到相同的冷却回路上/与湿式运转的摩擦离合器供给相同的油。
14.为进一步优化结构空间，适宜的是，第一输入轴与径向读数的转速传感器共同作用。这种径向读数的转速传感器具有测量区域，该测量区域沿径向定向并且例如直接地与总是存在的齿轮、例如第一输入轴的固定轮的齿部共同作用。
15.对此也有利的是，第二输入轴与轴向读数的转速传感器共同作用。轴向读数的转速传感器具有轴向定向的测量区域。
16.对此还适宜的是，与轴向读数的转速传感器共同作用、抗旋转地与第二输入轴连接的传感器轮沿轴向布置在将第二输入轴在端侧支撑在壳体上的滚动轴承和直接地容纳在第二输入轴上的活动轮之间。
17.换句话说，在优选的实施方式中，实现混合动力的双离合器变速器(传动装置)的特别短的结构长度。根据本发明，(中间轴的)驻车锁与实心轴(第二输入轴)的同步机构在同一平面中。此外，空心轴传感器(第一输入轴的传感器/转速传感器)是沿径向读取的，而实心轴的传感器/转速传感器是沿轴向读取的。(用于起动)的第一挡位同样优选地位于空心轴(第一输入轴)上。传动装置也可实现为具有三离合器、即具有额外的k0离合器的混合动力式的传动装置。
18.下面根据附图更详细地阐述本发明。
19.唯一的图1示出了根据优选的实施例的根据本发明的传动装置的纵向剖视图。该附图仅是示意性的并且仅用于理解本发明。
20.借助图1详细地描述根据优选的实施例的根据本发明的传动装置1。传动装置1实现为三离合器传动装置并且除了用作输入端的发动机轴2还具有变速器3以及作用式设置在发动机轴2和变速器3之间的多离合器机构11。在其优选的应用区域中，传动装置1用在机动车的驱动系中。在该实施方式中，传动装置1配备有电机17，因此用于使驱动系混合动力化。但是在另外的替代的实施方式中，传动装置实施成没有电机17，此时传动装置1优选地实施成双离合器传动装置。
21.此处使用的方向信息，轴向、径向和周向参考发动机轴2或变速器3的两个输入轴4、5的中心转动轴线24理解。因此，轴向/轴向方向理解为沿着转动轴线24的方向，径向/径向方向理解为垂直于该转动轴线24的方向，并且周向理解为沿着与转动轴线24同心环绕的圆线的方向。
22.发动机轴2准备用于与内燃机的局部示出的曲轴25连接。具体地，发动机轴2在运转中经由在此呈双质量飞轮形式的扭转振动减振器26与曲轴25抗旋转地连接。
23.发动机轴2能经由多离合器机构11选择性地与两个输入轴4、5中的其中一个旋转地耦联。为此，将多离合器机构11的第一子离合器27a作用式设置在发动机轴2和传动装置1的第一输入轴4之间，并且将多离合器机构11的第二子离合器27b作用式设置在发动机轴2和传动装置1的第二输入轴5之间。
24.还可看出，电机17的与发动机轴2同心且因此与两个输入轴4、5同心布置的转子18能借助第一子离合器27a和第二子离合器27b同样选择性地与第一输入轴4或第二输入轴5旋转地耦联。
25.此外，还有第三子离合器27c，其作为所谓的k0离合器用于选择性地将发动机轴2和转子18或与转子18抗旋转地连接的转子支架31耦联和脱耦。
26.子离合器27a、27b、27c分别实施成湿式运转的摩擦离合器，其中，摩擦离合器的摩擦片组沿径向以及沿轴向布置在转子18/电机17之内。电机17还可配备有油冷却部，油冷却部优选连接在与湿式运转的子离合器27a、27b、27c相同的冷却回路上，因此供给相同的油。
27.第一输入轴4构造成空心轴并且沿轴向被第二输入轴5(完全地)贯穿。第二输入轴5至少部分地实现为实心轴。两个输入轴4、5能相对彼此转动地支承。
28.两个输入轴4、5经由能选择性地切换的/能用于传递扭矩的多个齿轮对6a、6b、6c、6d与变速器3的中间轴7共同作用。中间轴7与输入轴4、5轴平行地布置。中间轴7进一步与变速器3的输出端部件8连接。这个输出端部件8优选是差速器29的驱动轮28。差速器29的从动端以常规方式进一步与机动车的装有轮胎的车轮连接。
29.还可以看出，变速器3实现为四挡变速器。因此，变速器3在能选择性地切换/接入的传动级中具有不多于并且不少于/恰好四个挡位。自然这四个挡位/传动级能够相应地实现为前进挡和倒挡(例如通过电机17)。
30.第一输入轴4具有两个与其始终抗旋转地连接的(第一和第二)固定轮15a、15b。第一输入轴4的第一固定轮15a始终与第一活动轮9a齿啮合，形成第一齿轮副6a。第一输入轴4的第二固定轮15b始终与第二活动轮9b齿啮合，形成第二齿轮副6b。第一活动轮9a和第二活动轮9b二者容纳在中间轴7上。
31.由第一固定轮15a和第一活动轮9a构成的第一齿轮副6a形成第一挡位(/第一传动级/第一传动比)并且具有传动装置1的所有现有的(四个)传动级中的最高传动比的挡位。由第二固定轮15b和第二活动轮9b构成的第二齿轮副6b形成变速器3的第三挡位(/第三传动级/第三传动比)。
32.另外的第三活动轮9c和第四活动轮9d布置/容纳在第二输入轴5上。第三活动轮9c和第四活动轮9d二者与第一固定轮15a和第二固定轮15b轴向错开地布置。第三活动轮9c与第三固定轮15c始终齿啮合，形成第三齿轮副6c。第四活动轮9d与第四固定轮15d始终齿啮合，形成第四齿轮副6d。第三固定轮15c和第四固定轮15d二者始终抗旋转地安装在中间轴7上并且沿轴向定位在第一活动轮9a和第二活动轮9b二者旁边。这样的第三齿轮副6c形成变速器3的第二挡位(/第二传动级/第二传动比)。这样的第四齿轮副6d形成变速器3的第四挡位(/第四传动级/第四传动比)。
33.用于将第三活动轮9c和第四活动轮9c二者选择性地与第二输入轴5抗旋转地连接的同步单元10称为第一同步单元10。用于将第一活动轮9a和第二活动轮9b二者选择性地与中间轴7抗旋转地连接的同步单元16称为第二同步单元16。
34.还可以看出，第一同步单元10具有固定地安装在第二输入轴5上的底座环13。底座环13以常规方式与第一同步单元10的能沿轴向相对于底座环移动的滑套12共同作用，其中，底座环13始终与滑套12抗旋转地连接。滑套12的长度实施成，使得其能选择性地与第三活动轮9c(第一位置)或第四活动轮9d(第二位置)上的此处为了清楚而未进一步示出的配对齿部形成齿啮合。因此，在第一位置中或第二位置中，第三活动轮9c或第四活动轮9d经由滑套12和底座环13与第二输入轴5抗旋转地连接。在第一位置和第二位置之间的中间位置中，第三活动轮9c和第四活动轮9d均未与第二输入轴5抗旋转地连接。
35.与在第二输入轴5上的在第三活动轮9c和第四活动轮9d之间的第一同步单元10相同，第二同步单元16在中间轴7上作用式安装在第一活动轮9a和第二活动轮9b二者之间。
36.此外，在中间轴7上安装驻车锁止轮14。驻车锁止轮14始终抗旋转地与中间轴7连接。还可以看出，驻车锁止轮14为此与第三固定轮15c实现为一件式/双齿轮。驻车锁止轮14的齿部沿轴向与第三固定轮15c的齿部错开地布置。
37.驻车锁止轮14是在运转中与在此处为了清楚未进一步示出的驻车锁共同作用的轮。在驻车锁激活的状态中，驻车锁止轮14借助驻车锁致动器防止相对于传动装置1的壳体21的旋转。这使得中间轴7和输出端部件8以及机动车的车轮被锁止。在驻车锁未激活的状态下，驻车锁止轮14被释放，从而能够旋转并且中间轴7可相应地旋转。
38.根据本发明，驻车锁止轮14沿轴向与底座环13布置在相同的高度处。这意味着，驻车锁止轮14的称为齿廓30的齿部、即外齿部沿轴向与底座环13布置在相同的高度上/沿轴向重合/布置在一个平面中。
39.此外，为清楚起见在此简化示出的轴向读数的转速传感器19作用式安装在第二输入轴5上。第二输入轴5为此具有传感轮20，传感轮20沿轴向位于在端侧安置在第二输入轴5上的滚动轴承22和第四活动轮9d之间。传感轮20抗旋转地与第二输入轴5耦联并且具有用于通过轴向读数的转速传感器19检测第二输入轴5的转速的传感器轮廓。
40.此外，针对第一输入轴4，还优选地设有同样简化示出的径向读数的转速传感器23。该径向读数的转速传感器23优选直接地检测第一固定轮15a和第二固定轮15b二者中的其中一个，例如第一固定轮15a的齿部或与此处相同的第二固定轮15b的齿部，因此检测第一输入轴4的旋转。
41.此外，需要指出的是，传动装置1的图1中的壳体21具有优选360mm的长度。变速器3、发动机轴2和多离合器机构11优选完全地(尤其轴向地)安装在壳体21中。由此传动装置1构造得特别紧凑。
42.换句话说，根据本发明的变速器(传动装置1)通过以下特征来表征：
[0043]-变速器具有三个轴线位置：变速器输入端(输入轴4、5)、中间轴7和差速器轴(输出端部件8)。
[0044]-变速器输入轴由两个同心的子轴(输入轴4、5)构成：空心轴(第一输入轴4)和实心轴(第二输入轴5)。
[0045]-在变速器输入轴上布置有三离合器(多离合器机构11)。但是也可使用双离合器，例如使用在非混合动力的变速器中。
[0046]-在空心轴上仅布置固定轮(第一固定轮15a和第二固定轮15b)。
[0047]-在实心轴上仅布置活动轮(第三固定轮15c和第四固定轮15d)。
[0048]-具有最大传动比的挡位(第一挡位)由空心轴上的固定轮(第一固定轮15a)和中间轴7上的活动轮(第一活动轮9a)形成。
[0049]-将起动离合器(k1/第一子离合器27a)分配给空心轴。
[0050]-两个同步器中的其中一个(第一同步单元10)布置在变速器输入轴(第二输入轴5)上，两个同步器中的另一个(第二同步单元16)布置在中间轴7上。
[0051]-驻车锁止轮14布置在中间轴7上。
[0052]-驻车锁止轮14与变速器输入轴上的同步器(第一同步单元10)布置在一个平面
中。
[0053]-空心轴的转速传感器(径向读数的转速传感器23)实施成径向读数的并且朝向其中一个固定轮(第一固定轮15a或第二固定轮15b)的齿部。
[0054]-实心轴的转速传感器沿轴向读数，该实施方式特别节省结构空间，因为待检测的轴几乎在其整个长度上被周围的构件，例如活动轮、同步器和空心轴遮盖并因此必须单独地提供待检测的区域。
[0055]-轴向读数的转速传感器19的传感器优选集成到轴承(滚动轴承22)和最后方的活动轮(第四活动轮9d)之间的起动盘(传感器轮20)中，在此也可想到其他的集成方案，例如集成在(例如滚动轴承22的)轴承内环上。
[0056]
附图标记列表
[0057]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
传动装置
[0058]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
发动机轴
[0059]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
变速器
[0060]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
第一输入轴
[0061]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
第二输入轴
[0062]
6a
ꢀꢀꢀꢀ
第一齿轮副
[0063]
6b
ꢀꢀꢀꢀ
第二齿轮副
[0064]
6c
ꢀꢀꢀꢀ
第三齿轮副
[0065]
6d
ꢀꢀꢀꢀ
第四齿轮副
[0066]7ꢀꢀꢀꢀꢀ
中间轴
[0067]8ꢀꢀꢀꢀꢀ
输出端部件
[0068]
9a
ꢀꢀꢀꢀ
第一活动轮
[0069]
9b
ꢀꢀꢀꢀ
第二活动轮
[0070]
9c
ꢀꢀꢀꢀ
第三活动轮
[0071]
9d
ꢀꢀꢀꢀ
第四活动轮
[0072]
10
ꢀꢀꢀꢀ
第一同步单元
[0073]
11
ꢀꢀꢀꢀ
多离合器机构
[0074]
12
ꢀꢀꢀꢀ
滑套
[0075]
13
ꢀꢀꢀꢀ
底座环
[0076]
14
ꢀꢀꢀꢀ
驻车锁止轮
[0077]
15a
ꢀꢀꢀ
第一固定轮
[0078]
15b
ꢀꢀꢀ
第二固定轮
[0079]
15c
ꢀꢀꢀ
第三固定轮
[0080]
15d
ꢀꢀꢀ
第四固定轮
[0081]
16
ꢀꢀꢀꢀ
第二同步单元
[0082]
17
ꢀꢀꢀꢀ
电机
[0083]
18
ꢀꢀꢀꢀ
转子
[0084]
19
ꢀꢀꢀꢀ
轴向读数的转速传感器
[0085]
20
ꢀꢀꢀꢀ
传感器轮
[0086]
21
ꢀꢀꢀꢀ
壳体
[0087]
22
ꢀꢀꢀꢀ
滚动轴承
[0088]
23
ꢀꢀꢀꢀ
径向读数的转速传感器
[0089]
24
ꢀꢀꢀꢀ
转动轴线
[0090]
25
ꢀꢀꢀꢀ
曲轴
[0091]
26
ꢀꢀꢀꢀ
扭转振动减振器
[0092]
27a
ꢀꢀꢀ
第一子离合器
[0093]
27b
ꢀꢀꢀ
第二子离合器
[0094]
27c
ꢀꢀꢀ
第三子离合器
[0095]
28
ꢀꢀꢀꢀ
驱动轮
[0096]
29
ꢀꢀꢀꢀ
差速器
[0097]
30
ꢀꢀꢀꢀ
齿廓
[0098]
31
ꢀꢀꢀꢀ
转子支架。