扭矩传递模块

技术领域

本发明涉及一种扭矩传递模块，尤其用于机动车辆。机动车辆也可以是所谓的工业车辆，例如重型货车、公共运输车辆或农用车辆。

本发明尤其涉及用于机动车辆的扭矩传递线路的领域，例如那些布置在内燃机和变速箱差速器之间的扭矩传递线路，其中至少一个旋转电机平行于变速器的主轴线布置。

背景技术

在现有技术中，已知机动车辆装备有混合动力变速器，该混合动力变速器包括内燃机和联接在扭矩传递线路内的至少一个旋转电机。扭矩传递线路的输出端可以包括机械差速器，其将动力和扭矩分配给机动车辆的车轮。在扭矩传递的管理中，使用扭矩分离离合器联接或断开联接电动机或内燃机中的一个或另一个可以是有利的。这些扭矩分离离合器的并置通常会增加混合动力变速器的尺寸和制造成本。

发明内容

本发明旨在至少极大程度地解决上述问题，并且还通过提出一种改进的扭矩传递模块来代替混合动力变速器中现有的扭矩分离离合器，从而带来其他优点。

本发明的目的是减小这种类型的扭矩传递模块的轴向尺寸。

本发明的另一个目的是促进这种类型的扭矩传递模块在混合动力变速器内的集成。

本发明的另一个目的是改善这种类型的扭矩传递模块的可靠性和润滑。

根据其一个方面，本发明提出了一种用于机动车辆的扭矩传递模块，包括：

围绕轴线O旋转的多盘式第一离合器，其由致动系统控制以将第一旋转电机联接至扭矩输出轴；

与旋转轴线O同轴的多盘式第二离合器，其由致动系统控制，以将内燃机或第二旋转电机联接至第一离合器和第二离合器共用的扭矩输出轴；

轴向布置在第一离合器和第二离合器之间的该致动系统的外壳；

致动系统的第一活塞，其能够相对于外壳在第一离合器的接合位置和脱离位置之间轴向移动，插置于第一活塞和第一离合器的多盘组件之间的滚珠轴承支撑在该第一活塞上；

致动系统的第二活塞，其能够相对于外壳在第二离合器的接合位置和脱离位置之间轴向移动，插置于第二活塞和第二离合器的多盘组件之间的滚珠轴承支撑在该第二活塞上。

由于致动系统的外壳布置在模块的中心，根据本发明的扭矩传递模块具有便于集成在混合动力变速器内的优点。扭矩传递模块的架构是基本上对称的，并且使得可以在模块的两侧连接内燃机和第一旋转电机。

根据本发明的该扭矩传递模块还具有减小轴向尺寸的优点。由两个离合器共用的致动系统外壳的使用减少了部件的数量并释放了模块内部的空间。

将滚珠轴承放置在活塞和离合器的多盘组件之间具有能够在模块内传递更多轴向力的优点，同时允许关于活塞支撑的不对准，使得扭矩传递模块的可靠性得以提高。

有利地，第一离合器、第二离合器和外壳可以被布置成使得扭矩输出轴正好穿过它们。因此，扭矩传递模块可以在该模块的两个轴向端中的一个轴向端上连接至混合动力变速器的另一部件，例如机械差速器。这有利于扭矩传递模块在混合动力变速器内的集成。

有利地，致动系统的外壳可以包括中心孔，该中心孔被布置成使得扭矩输出轴以该扭矩输出轴相对于外壳自由旋转的方式穿过该中心孔。致动系统的外壳被紧固至机动车辆的混合动力变速器的固定部分。这有利于扭矩传递模块在混合动力变速器内的集成。

优选地，第一活塞和第二活塞可以彼此轴向相对地安装。

有利地，第一活塞的运动可以通过部分地由第一活塞和外壳界定的第一控制室引起，第二活塞的运动可以通过部分地由第二活塞和外壳界定的第二控制室引起，并且第一控制室和第二控制室被外壳的较薄的壁分开。这减小了扭矩传递模块的轴向尺寸。

优选地，第一离合器可包括第一输出盘托架，该第一输出盘托架包括花键部分，该花键部分被布置成与多盘组件的摩擦盘或板啮合，用于放置第一离合器的滚珠轴承的滚珠的直径位于第一输出盘托架的花键部分之内。将第一离合器的滚珠轴承定位在花键部分之内可用的自由空间内使得可以减小扭矩传递模块的轴向尺寸。

优选地，第二离合器可以包括第二输出盘托架，该第二输出盘托架包括花键部分，该花键部分被布置成与多盘组件的摩擦盘或板啮合，用于放置第二离合器的滚珠轴承的滚珠的直径位于第二输出盘托架的花键部分之内。将第二离合器的滚珠轴承定位在花键部分之内可用的自由空间内使得可以减小扭矩传递模块的轴向尺寸。

有利地，第一离合器可包括第一扭矩输入盘托架，该第一扭矩输入盘托架包括被布置成运动学地连接至第一旋转电机的转子的环齿轮，第二离合器可包括第二扭矩输入盘托架，该第二扭矩输入盘托架包括被布置成运动学地连接至内燃机的驱动轴或第二旋转电机的转子的环齿轮，所述第一输入盘托架和所述第二输入盘托架轴向分布在致动系统的外壳的两侧。扭矩传递模块因此可以在模块的两侧运动学地连接至第一旋转电机和内燃机。环齿轮的使用允许扭矩输出轴相对于驱动轴的转速降低。这有利于扭矩传递模块在混合动力变速器内的集成。

有利地，第一扭矩输入盘托架的环齿轮和第二扭矩输入盘托架的环齿轮可以包括用于面向扭矩输出轴布置的导向轴承的支撑表面。

优选地，环齿轮可以通过例如滚针轴承的轴承被扭矩输出轴引导旋转。

有利地，第一扭矩输入盘托架的环齿轮可以包括螺旋齿。

有利地，第二扭矩输入盘托架的环齿轮可以包括螺旋齿。

根据本发明的一个实施例，扭矩传递模块可包括第一和第二离合器共用的扭矩输出轴，第一离合器的多盘组件通过第一输出盘托架运动学地连接至该扭矩输出轴，第二离合器的多盘组件通过第二输出盘托架运动学地连接至该扭矩输出轴。第一和第二离合器的多盘组件相对于扭矩输出轴径向偏移，以便释放模块内部的空间。

本发明可以包括以下描述的一个或另一个特征，这些特征可以彼此组合或者彼此独立：

第一离合器和第二离合器可以包括在湿环境中工作的摩擦衬片。

第一离合器可以包括旋转连接至两个离合器共用的扭矩输出轴的第一扭矩输出盘托架。

第一离合器的多盘组件可以径向插置于第一输入盘托架和第一输出盘托架之间。

第二离合器可以包括旋转连接至两个离合器共用的扭矩输出轴的第二扭矩输出盘托架。

第二离合器的多盘组件可以径向插置于第二输入盘托架和第二输出盘托架之间。

第一输出盘托架和第二输出盘托架可以轴向分布在致动系统的外壳的两侧。

环齿轮可以压配到第一离合器的扭矩输入盘托架上。

环齿轮可以焊接到第一离合器的扭矩输入盘托架上。

环齿轮可以压配到第二离合器的扭矩输入盘托架上。

环齿轮可以焊接到第二离合器的扭矩输入盘托架上。

第一离合器的滚珠轴承可包括直接由第一活塞形成的内环和直接支撑在多盘组件上的外环。

第一离合器的滚珠轴承可包括不同于第一活塞的内环和间接支撑在多盘组件上的外环。

第一离合器的滚珠轴承可包括不同于第一活塞的内环和直接支撑在多盘组件上的外环。

第一离合器的滚珠轴承可以插入形成在第一活塞中的孔中。

用于放置第一离合器的滚珠轴承的滚珠的直径可以小于用于将滚珠轴承支撑在第一离合器的多盘组件上的直径。

用于第一离合器的滚珠轴承的自定心装置可以将滚珠轴承的内环相对于第一活塞保持就位。

用于滚珠轴承的自定心装置可包括施加轴向载荷的弹性垫圈，该弹性垫圈插置于第一活塞和滚珠轴承的内环之间。

第二离合器的滚珠轴承可包括直接由第二活塞形成的内环和直接支撑在多盘组件上的外环。

第二离合器的滚珠轴承可包括不同于第二活塞的内环和间接支撑在多盘组件上的外环。

第二离合器的滚珠轴承可包括不同于第二活塞的内环和直接支撑在多盘组件上的外环。

第二离合器的滚珠轴承可以插入形成在第二活塞中的孔中。

用于放置第二离合器的滚珠轴承的滚珠的直径可以小于用于将滚珠轴承支撑在第二离合器的多盘组件上的直径。

用于第二离合器的滚珠轴承的自定心装置可以将滚珠轴承的内环相对于第二活塞保持就位。

用于滚珠轴承的自定心装置可以包括施加轴向载荷的弹性垫圈，该弹性垫圈插置于第一活塞和滚珠轴承的内环之间。

第一离合器的滚珠轴承和第一活塞可以与第二离合器的滚珠轴承和第二活塞相同。

第一流体供应通道可以径向穿过致动系统的外壳，并且在第一离合器的第一控制室中开口。

第一流体供应通道可以包括径向布置在第一离合器之外的流体引入孔。

第二流体供应通道可以径向穿过致动系统的外壳，并且在第二离合器的第二控制室中开口。

第二流体供应通道可以包括径向布置在第二离合器之外的流体引入孔。

致动系统的外壳可包括位于其外周上的固定凸耳，所述固定凸耳被布置成固定至机动车辆的结构。

根据其一个方面，本发明提出了一种用于机动车辆的扭矩传递模块，包括：

围绕轴线O旋转的第一离合器，其由致动系统控制，以将第一旋转电机联接至扭矩输出轴；

与旋转轴线O同轴的第二离合器，其由致动系统控制，以将内燃机或第二旋转电机联接至扭矩输出轴；

致动系统的外壳，其包括中心孔，由两个离合器共用的扭矩输出轴穿过该中心孔，所述扭矩输出轴相对于外壳自由旋转；

第一活塞，其能够相对于外壳在第一离合器的接合位置和脱离位置之间轴向移动，第一活塞的移动是通过部分地由第一活塞和外壳界定的第一控制室引起的；

第二活塞，其能够相对于外壳在第二离合器的接合位置和脱离位置之间轴向移动，第二活塞的移动是通过部分地由第二活塞和外壳界定的第二控制室引起的；

第一离合器和第二离合器轴向分布在致动系统的外壳的两侧。

由于致动系统的外壳布置在模块的中心，根据本发明的该另一方面的扭矩传递模块具有便于集成在混合动力变速器内的优点。扭矩传递模块的结构是基本上对称的，并且使得可以在模块的两侧连接内燃机和第一旋转电机。

根据本发明该另一方面的扭矩传递模块可以结合本发明第一方面的上下文中提到的所有或一些特征。

附图说明

通过阅读下面仅以举例方式提供并参考附图的描述，将会更清楚地理解本发明，附图中：

图1是根据本发明第一实施例的扭矩传递模块的轴向横截面视图；

图2是根据图1中本发明第一实施例的扭矩传递模块的立体图；

图3是根据本发明第二实施例的扭矩传递模块的轴向横截面的详细视图；并且

图4是根据本发明第三实施例的扭矩传递模块的轴向横截面的详细视图。

具体实施方式

在下文的描述和权利要求中，作为非限制性的例子并且为了便于理解，术语“前”或“后”将根据相对于由机动车辆的变速器的主旋转轴线O确定的轴向方位的方向来使用，并且术语“内/内部”或“外/外部”将相对于轴线O并且根据与所述轴向方位正交的径向方位来使用。

图1和图2示出了根据本发明的扭矩传递模块1的第一实施例，其集成在扭矩传递线路中。在图1所示的示例中，具有旋转轴线O的扭矩传递模块1包括轴向并排布置的第一离合器E1和第二离合器E2。

第一离合器E1和第二离合器E2包括在湿环境中运行的摩擦衬片。第一离合器E1和第二离合器E2例如适于在油浴中或在包含油的外壳中运行。

在未示出的变型中，扭矩传递模块可以在干燥环境中运行。

扭矩传递模块1通过第一离合器E1与第一驱动轴3(例如第一旋转电机的转子)运动学地旋转连接，并且还通过第二离合器E2与内燃机的第二驱动轴4运动学地旋转连接。第二驱动轴4可以是例如曲轴的驱动轴或者是布置在内燃机输出端处的双质量飞轮的次法兰(secondary flange)。

第一离合器E1具体包括：

第一扭矩输入盘托架10，其被布置成通过齿旋转地连接至第一旋转电机，

第一扭矩输出盘托架16，其旋转地连接至扭矩输出轴2，以及

多盘组件，其径向插置于第一输入盘托架10和第一输出盘托架16之间。

第一离合器E1的多盘组件包括旋转地连接至输入盘托架10的板11和旋转地连接至输出盘托架16的摩擦盘12。摩擦盘12分别轴向插置于两个连续的板11之间。

第一离合器E1通过布置在扭矩传递模块的轴向端的环齿轮13与第一驱动轴3运动学地连接。在所示的示例中，环齿轮13焊接到第一输入盘托架10。替代地，环齿轮可以压配到第一输入盘托架。

第二离合器E2具体包括：

第二扭矩输入盘托架20，其被布置成通过齿旋转地连接至内燃机，

第二扭矩输出盘托架26，其旋转地连接至扭矩输出轴2，以及

多盘组件，径向插置于第二输入盘托架20和第二输出盘托架26之间。

第二离合器E2的多盘组件包括旋转地连接至输入盘托架20的板21、和旋转地连接至输出盘托架26的摩擦盘22。摩擦盘22分别轴向插置于两个连续的板21之间。

第二离合器E2通过环齿轮23与第二驱动轴4运动学地连接，环齿轮23布置在扭矩传递模块的另一个轴向端。在所示的示例中，环齿轮23焊接到第二输入盘托架20上。任何其他的固定方式都可以用于该组件。

扭矩传递模块1运动学地连接至扭矩输出轴2，该扭矩输出轴2为第一离合器E1和第二离合器E2所共用。扭矩输出轴2通过花键连接部与第一扭矩输出盘托架16和第二扭矩输出盘托架26一体旋转。具体地，输出盘托架16、26包括内花键，该内花键连接至形成在公共扭矩输出轴2上的花键。

扭矩传递模块1受控以选择性地或共同地将第一驱动轴3和第二驱动轴4联接至对应于扭矩输出轴2的单个从动轴，扭矩输出轴2连接至机动车辆装备的机械差速器(未示出)。

扭矩传递模块1通过加压流体(通常是油)液压地受控。扭矩传递模块1也通过冷却流体而被冷却，该冷却流体通常是油。加压油和冷却油来自扭矩传递模块1所附接的机动车辆变速器。冷却油通过形成在扭矩输出轴2中的导管5a输送到第一离合器E1中。因此，冷却油直接通过离合器E1而不会有载荷损失。对于第二离合器E2，冷却油通过形成在扭矩输出轴2中的导管5b输送。因此，冷却油直接通过离合器E2而不会有载荷损失。

扭矩传递模块1还包括致动系统30，该致动系统30被设计成使所述第一和第二离合器E1、E2接合或脱离。

致动系统30包括：

第一活塞31，其被设计成将第一离合器E1配置在接合配置和脱离配置之间的配置中；

第二活塞32，其被设计成将第二离合器E2配置在接合配置和脱离配置之间的配置中；

容纳至少第一活塞31和第二活塞32的外壳33。

外壳33支撑在扭矩传递线路的固定元件(未示出)上。如图2所示，致动系统30包括位于外壳33外周上的固定凸耳34。三个固定凸耳34围绕模块成角度地分布。

致动系统的外壳33轴向布置在第一离合器E1和第二离合器E2之间，使得第一活塞31和第二活塞32彼此轴向相对地安装。外壳33还包括中心孔35，该中心孔35被布置成使得扭矩输出轴2以该扭矩输出轴相对于外壳自由旋转的方式穿过该中心孔35。

现在将描述如图1和2所示的根据本发明第一实施例的扭矩传递模块1的操作。

当机动车辆起动时，起动扭矩来自第一旋转电机，并通过闭合第一离合器E1被传递给扭矩输出轴2。传递的扭矩的值例如为50至150Nm的量级。然后，通过部分地由第一活塞31和外壳33界定的第一控制室41来引起第一活塞31的运动。

环形形状的第一控制室41由径向穿过外壳的第一流体供应通道36供给加压油。第一流体供应通道36尤其包括径向布置在第一离合器之外的流体引入孔36a。加压油出现在第一控制室41中，并使第一活塞31在多盘组件的方向上移动。由加压流体产生的轴向力由滚珠轴承50a传递给多盘组件的摩擦盘12和板11。滚珠轴承50a插置于第一活塞31和多盘组件之间。该轴向力在最终被扭矩输出轴2的端部吸收之前通过第一输入盘托架10。

在本发明的第一实施例中，第一离合器的滚珠轴承50a包括直接由第一活塞31形成的内环51a和直接支撑在多盘组件上的外环52a。为了减小扭矩传递模块的轴向尺寸，用于放置滚珠轴承50a的滚珠的直径d位于第一输出盘托架16的花键部分17内，花键部分17用于摩擦盘12的啮合。

用于放置第一离合器的滚珠轴承50a的滚珠的直径d也小于用于将滚珠轴承支撑在第一离合器E1的多盘组件上的直径。滚珠轴承相对于多盘组件径向偏移的事实也改善了滚珠的润滑。如图1中箭头所示，冷却油直接通过滚珠轴承。

当机动车辆运动时，用于驱动机动车辆的扭矩可以来自内燃机，并且通过闭合第二离合器E2被传递给扭矩输出轴2。传递的驱动扭矩的值例如为250至500Nm的量级。然后，通过部分地由第二活塞32和外壳33界定的第二控制室42来引起第二活塞32的运动。

环形形状的第二控制室42由径向穿过外壳的第二流体供应通道37供给加压油。第二流体供应通道37尤其包括径向布置在第一离合器之外的流体引入孔37a。加压油出现在第二控制室42中，并使第二活塞32在多盘组件的方向上移动。由加压流体产生的轴向力由滚珠轴承50b传递给多盘组件的摩擦盘22和板21。滚珠轴承50b插置于第二活塞32和多盘组件之间。

第一和第二供油通道36、37是分开的，并且穿过致动系统的外壳33的中心体。流体引入孔36a、37a被布置成彼此靠近。

第二离合器的滚珠轴承50b包括直接由第二活塞32形成的内环51b和直接支撑在多盘组件上的外环52b。为了减小扭矩传递模块的轴向尺寸，用于放置滚珠轴承50b的滚珠的直径位于第二输出盘托架26的花键部分27内，花键部分27用于摩擦盘22的啮合。

用于放置第二离合器E2的滚珠轴承50b的滚珠的直径也小于用于将滚珠轴承支撑在第二离合器E2的多盘组件上的直径。

图3示出了根据本发明第二实施例的扭矩传递模块1，其总体功能类似于第一实施例。

该第二实施例与第一实施例的不同之处在于，用于滚珠轴承50a、50b的自定心装置53a、53b被布置在致动系统30的活塞上。因此，滚珠轴承不同于活塞。这种自定心装置53a、53b使得可以保持滚珠轴承的内环51a、51b轴向支撑在活塞31、32上，并且同时允许两个部件之间的径向运动。自定心装置改善了滚珠轴承相对于多盘组件上的支撑的定位。由于外壳33支撑在扭矩传递线路的固定元件上，扭矩输出轴2可相对于活塞31和32的轴线不对准。自定心装置允许滚珠轴承相对于多盘组件重新定位，并补偿大约±1mm量级的错位。

用于第一离合器E1的滚珠轴承50a的自定心装置53a将滚珠轴承的内环51a相对于第一活塞31保持就位。在该示例中，第一离合器的滚珠轴承包括不同于第一活塞的内环51a和直接支撑在多盘组件上的外环52a。

用于滚珠轴承50a的自定心装置53a包括施加轴向载荷的弹性垫圈，该弹性垫圈插置于第一活塞31和滚珠轴承的内环51a之间。

用于第二离合器E2的滚珠轴承50b的自定心装置53b将滚珠轴承的内环51b相对于第二活塞32保持就位。在该示例中，第二离合器的滚珠轴承包括不同于第一活塞的内环51b和直接支撑在多盘组件上的外环52b。

在该第二实施例中，第一离合器E1的滚珠轴承50a和第一活塞31与第二离合器E2的滚珠轴承50b和第二活塞32相同。为了轴向紧凑性方面的节省，第一控制室和第二控制室41、42被外壳的较薄的壁38分开。

图4示出了根据本发明第三实施例的扭矩传递模块1，其总体功能类似于第二实施例。

该第三实施例与第二实施例的不同之处在于，滚珠轴承通过力传递构件间接支撑在多盘组件上。滚珠轴承不同于活塞。在该示例中，滚珠轴承可以是市场上可买到的标准滚珠轴承，这有助于降低扭矩传递模块1的制造成本。

第一离合器E1的致动系统30包括由压制金属板制成的第一力传递构件54a。该第一力传递构件54a装配到外环52a上。多盘组件上第一力传递构件54a的支撑相对于滚珠轴承50a的放置是径向偏移的。

同样，第二离合器E2的致动系统30包括由压制金属板制成的第二力传递构件54b。该第二力传递构件54b装配到外环52b上。多盘组件上第二力传递构件54b的支撑相对于滚珠轴承50b的放置是径向偏移的。

本发明不限于刚刚描述的示例性实施例。

在本发明的不同实施例中，可以设想扭矩传递模块1的结构是不对称的，并且第一离合器E1的滚珠轴承50a的尺寸不同于第二离合器E2的滚珠轴承50b的尺寸。然而，第一离合器E1和第二离合器E2总是轴向布置在致动系统的外壳33的两侧。

在本发明的另一实施例中，可以设想扭矩输出轴2集成在扭矩传递模块中。