CN107100965A - 高传动比的行星齿轮换挡变速器 - Google Patents

高传动比的行星齿轮换挡变速器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种行星齿轮换挡变速器，具有：功率输入端；功率输出端；前置级变速器，前置级变速器通过功率输入端驱动，前置级变速器具有固定的传动比、前置级太阳轮、前置级行星齿轮组、前置级行星齿轮架和前置级齿圈；负载级变速器，负载级变速器通过前置级变速器驱动并且具有第一负载级太阳轮、第二负载级太阳轮、负载级行星齿轮、第一负载级行星齿轮架和第一负载级齿圈；和双离合器装置，其具有：第一离合器，用于选择性地将第一负载级太阳轮耦联到前置级行星齿轮架上；和第二离合器，用于选择性地将第二负载级太阳轮耦联到前置级行星齿轮架上，其中双离合器装置设置在中间区域中，中间区域在空间上轴向位于前置级变速器和负载级变速器之间。

Description

高传动比的行星齿轮换挡变速器
技术领域
本发明涉及一种具有高总传动效果的行星齿轮换挡变速器，尤其用于使用于机动车中，所述机动车配备有电机驱动器，其中所述行星齿轮换挡变速器包括多个分别构成为行星齿轮变速器的变速级。
发明内容
本发明基于下述目的：实现一种具有高总传动效果的行星齿轮换挡变速器，所述行星齿轮换挡变速器的特征在于高机械效率。
根据本发明，所述目的通过一种行星齿轮换挡变速器来实现，所述行星齿轮换挡变速器具有：
-功率输入端；
-功率输出端；
-前置级变速器，所述前置级变速器通过功率输入端驱动，所述前置级变速器具有固定的传动比，所述前置级变速器具有前置级太阳轮、前置级行星齿轮组、前置级行星齿轮架和前置级齿圈，和
-负载级变速器，所述负载级变速器通过前置级变速器驱动，所述负载级变速器具有第一负载级太阳轮、第二负载级太阳轮、负载级行星齿轮、第一负载级行星齿轮架和第一负载级齿圈，和
-双离合器装置，所述双离合器装置具有用于选择性地将第一负载级太阳轮耦联到前置级行星齿轮架上的第一离合器，和用于选择性地将第二负载级太阳轮耦联到前置级行星齿轮架上的第二离合器；
-其中双离合器装置设置在中间区域中，所述中间区域在空间上轴向地位于前置级变速器和负载级变速器之间。
由此，以有利的方式可能的是，实现下述行星齿轮换挡变速器，在所述行星齿轮换挡变速器中，构成为双离合器的离合器机构在如下变速器部段中起作用，在所述变速器部段中已经存在平均转矩升高以及相应地平均转速降低。
根据本发明的行星齿轮换挡变速器能够以有利的方式构造成，使得功率输入端驱动前置级太阳轮，并且经由负载级行星齿轮架从负载级变速器中进行功率截取。
第一负载级行星齿轮组的行星齿轮优选径向从内部接合到负载级齿圈中。所述行星齿轮优选与第二负载级行星齿轮组的行星齿轮共同形成分级行星齿轮组。第一负载级行星齿轮组的在此随后径向从内部接合到负载级齿圈中的行星齿轮在此优选具有如下节圆直径，所述节圆直径小于第二负载级行星齿轮组的行星齿轮的节圆直径。
根据本发明的行星齿轮换挡变速器能够以有利的方式构造成，使得所述行星齿轮换挡变速器包括轴颈，所述轴颈将第一负载级太阳轮与第一离合器的内转子连接，其中在所述轴颈上可转动地设置有空心轴，所述空心轴将第二负载级太阳轮与第二离合器的内转子连接。在所述空心轴和轴颈之间，可以设有滑动轴承或优选滚动轴承，所述滑动轴承或滚动轴承能够实现两个部件相互间的径向支撑。
同第一负载级轮相邻于与其关联的第一离合器相比，第二负载级太阳轮相邻于与其关联的第二离合器更近。通过该特殊的嵌套，得到负载级行星齿轮架的有利的负荷和径向变速器尺寸的减小，因为负载级齿圈径向地没入到第二负载级行星齿轮组的行星齿轮的与变速器轴线同心的环绕包络圆之下，并进而与所述负载级齿圈与第二负载级行星齿轮组的行星齿轮成对时相比具有更小的直径。第一负载级齿圈也更靠近变速器输出端。
双离合器装置的两个离合器优选构成为多片式离合器，其薄片以交替方式在相应的内转子上和在离合器壳体上抗扭地但可轴向移动地被引导。那些离合器壳体在此可以直接转动刚性地联接到前置级的行星齿轮架上。双离合器的离合器优选轴向并排地设置并且优选通过使用尽可能多的同类的构件实现。
此外，根据本发明的行星齿轮换挡变速器能够以有利的方式构造成，使得轴颈相对彼此定心，以驱动第一太阳轮和输入轴，所述输入轴驱动前置级太阳轮。
借助根据本发明的变速器，能够以特别有利的方式实现在i＝15和i＝7.5的范围中的两个挡位，其中简单的前置级的轴必须与输出侧的叠加变速级的各另外的轴连接。这根据本发明借助于双离合器实现，所述双离合器的离合器壳始终与前置级的辐板、即行星齿轮架连接。用作为负载级的叠加变速级优选构成为具有分级的行星齿轮的耦合变速器。双离合器轴向地位于前置级和提供换挡功能的叠加变速级之间。
附图说明
本发明的其他细节和特征从下面结合附图的描述中得出。附图示出：
图1示出用于图解说明根据本发明的一个优选的实施方式的根据本发明的行星齿轮换挡变速器的构造的示意图，其中负载级的第一负载级太阳轮和第二负载级太阳轮可以经由双离合器选择性地与前置级的行星齿轮架连接。
具体实施方式
根据图1的视图示出根据本发明的行星齿轮换挡变速器的一个实施例。所述行星齿轮换挡变速器包括：功率输入端I1；功率输出端O1；前置级变速器VG，所述前置级变速器通过功率输入端I1驱动，所述前置级变速器具有固定的传动比，所述前置级变速器具有前置级太阳轮VS1、前置级行星齿轮组VP1、前置级行星齿轮架VC1和前置级齿圈VH1，所述前置级齿圈VH1在变速器壳体G上固定不动。
此外，根据本发明的行星齿轮换挡变速器包括负载级变速器LG，所述负载级变速器通过前置级变速器VG驱动，所述负载级变速器具有第一负载级太阳轮LS1、第二负载级太阳轮LS2、第一负载级行星齿轮组LP1、第二负载级行星齿轮组LP2、第一负载级行星齿轮架LC1和第一负载级齿圈LH1。
根据本发明的行星齿轮换挡变速器的特征在于，所述行星齿轮换挡变速器包括双离合器装置DK，所述双离合器装置具有：第一离合器K1，用于选择性地将第一负载级太阳轮LS1耦联到前置级行星齿轮架VC1上；和第二离合器K2，用于选择性地将第二负载级太阳轮LS2耦联到前置级行星齿轮架LC1上，其中双离合器装置DK设置在中间区域中，所述中间区域在空间上轴向位于前置级变速器VG和负载级变速器LG之间。
通过所描述的构造，可能的是实现下述行星齿轮换挡变速器，在所述行星齿轮换挡变速器中，构成为双离合器的离合器机构DK在如下变速器部段中起作用，在所述变速器部段中已经存在平均转矩升高以及相应地平均转速降低。
通过双离合器装置联接到前置级行星齿轮架VC1上实现，功率输入端I1、前置级太阳轮VS1、前置级行星齿轮架VC1和两个负载级太阳轮LS1、LS2以及还有负载级行星齿轮架LC1以相同的转动方向旋转，使得在内部区域中没有形成反向的润滑剂涡流。根据本发明的行星齿轮换挡变速器的特征因此也在于高机械效率。
在示出的实施例中，经由负载级行星齿轮架LC1从负载级变速器LG中进行功率截取。第一负载级行星齿轮组LP1的行星齿轮径向从内部接合到负载级齿圈LH1中。第一负载级行星齿轮组LP1和第二负载级行星齿轮组LP2共同形成由分级行星齿轮构成的分级行星齿轮组。第一负载级行星齿轮组LP1的接合到负载级齿圈LH1中的行星齿轮在此具有如下节圆直径，所述节圆直径小于第二负载级行星齿轮组LP2的行星齿轮的节圆直径。第一行星齿轮组LP1的各一个行星齿轮与第二行星齿轮组LP2的一个行星齿轮转动刚性地连接。这样形成的分级行星齿轮在行星销上可转动地支承，所述行星销锚固在设为用于实现功率截取的负载级行星齿轮架LC1中。
根据本发明的行星齿轮换挡变速器包括轴颈LW1，所述轴颈将第一负载级太阳轮LS1与第一离合器K1的内转子BK1连接。在所述轴颈LW1上可转动地设置空心轴LW2，所述空心轴将第二负载级太阳轮LS2与第二离合器K2的内转子连接。
这两个离合器K1、K2构成为多片式离合器，其中双离合器DK具有离合器壳体DK1，所述离合器壳体转动刚性地联接到前置级VS的行星齿轮架VC1上。双离合器DK的离合器K1、K2轴向并排地设置并且通过使用同类的构件实现。
在上文中描述的变速器可以设计成，使得传动比在相应的换挡状态中相差范围从1.4到2.4的因数，并且此外能够实现范围从11到17的、尤其为15的最大传动比。
第一前置级太阳轮LS1的驱动可以通过机电的主驱动发动机通过下述方式实现：第一前置级太阳轮VS1直接位于所述发动机的转子轴上。发动机和所描述的根据本发明的变速器可以组合成结构单元。
双离合器DK的操作优选地通过使用机电的致动器来进行。所述致动器的控制优选经由电子控制装置来进行，所述电子控制装置在换挡过程期间也将驱动发动机的功率分配成，使得实现尽可能平稳的换挡过程。

Claims (10)

1.一种行星齿轮换挡变速器，具有：
-功率输入端(I1)；
-功率输出端(O1)；
-前置级变速器(VG)，所述前置级变速器通过所述功率输入端(I1)驱动，所述前置级变速器具有固定的传动比，所述前置级变速器具有前置级太阳轮(VS1)、前置级行星齿轮组(VP1)、前置级行星齿轮架(VC1)和前置级齿圈(VH1)；
-负载级变速器(LG)，所述负载级变速器通过所述前置级变速器(VG)驱动，所述负载级变速器具有第一负载级太阳轮(LS1)、第二负载级太阳轮(LS2)、负载级行星齿轮(LP1、LP2)、第一负载级行星齿轮架(LC1)和第一负载级齿圈(LH1)，和
-双离合器装置(DK)，所述双离合器装置具有：第一离合器(K1)，用于选择性地将所述第一负载级太阳轮(LS1)耦联到所述前置级行星齿轮架(VC1)上；和第二离合器(K2)，用于选择性地将所述第二负载级太阳轮(LS2)耦联到所述前置级行星齿轮架(VC1)上；
-其中所述双离合器装置(DK)设置在中间区域中，所述中间区域在空间上轴向位于所述前置级变速器(VG)和所述负载级变速器(LG)之间。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
经由所述负载级行星齿轮架(LC1)从所述负载级变速器(LG)中进行功率截取。
3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
所述第一负载级行星齿轮组(LP1)的行星齿轮径向从内部接合到所述负载级齿圈(LH1)中。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
所述第一负载级行星齿轮组(LP1)和所述第二负载级行星齿轮组(LP2)共同形成具有分级的行星齿轮的分级行星齿轮组。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
所述第一负载级行星齿轮组(LP1)的接合到所述负载级齿圈(LH1)中的行星齿轮具有如下节圆直径，所述节圆直径小于所述第二负载级行星齿轮组(LP2)的行星齿轮的节圆直径。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
设有轴颈(LW1)，所述轴颈将所述第一负载级太阳轮(LS1)与所述第一离合器(K1)的内转子(BK1)连接，并且在所述轴颈(LW1)上可转动地设置有空心轴(LW2)，所述空心轴将所述第二负载级太阳轮(LS2)与所述第二离合器(K2)连接。
7.根据权利要求1至6中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
两个所述离合器(K1，K2)构成为多片式离合器。
8.根据权利要求1至7中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
所述双离合器(DK)具有离合器壳体，所述离合器壳体转动刚性地联接到所述前置级(VG)的行星齿轮架(VC1)上。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
所述轴颈(LW1)相对彼此定心，以驱动所述第一太阳轮(LS1)和输入轴，所述输入轴驱动所述前置级太阳轮(VS1)。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的行星齿轮换挡变速器，
其特征在于，
所述双离合器(DK1)的离合器(K1，K2)轴向并排设置并且至少就离合器薄片而言通过使用同类的构件实现。
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