CN110382919A - 驱动装置及具有驱动装置的机动车 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车(100)的驱动装置(10)，驱动装置具有至少一个驱动机(20)和至少一个变速器(40)。驱动装置(10)具有至少一个冷却***(12)，冷却***构造成，至少局部地利用冷却介质(14)加载至少一个驱动机(20)和至少一个变速器(40)。本发明的另一方面涉及一种具有驱动装置(10)的机动车(100)。

Description

驱动装置及具有驱动装置的机动车
技术领域
本发明涉及一种用于机动车的驱动装置，该驱动装置具有至少一个驱动机和至少一个变速器。变速器例如可构造成自动变速器或手动变速器。本发明的另一方面涉及一种具有这种驱动装置的机动车。
背景技术
专利文献DE 10 2015 213 109 A1公开了一种具有行星齿轮传动机构的扭矩传递装置。行星齿轮传动机构具有行星齿轮、第一齿圈和/或第一太阳轮以及第二齿圈和/或第二太阳轮。第一行星齿轮与第一齿圈和/或第一太阳轮啮合，第二行星齿轮与第二齿圈和/或第二太阳轮啮合。此外，第一和第二行星齿轮轴向地彼此间隔开地布置在行星轴上并且分别可旋转地与行星轴可相连接或相连接，其中，如此支承行星轴，使得行星齿轮固定在位置中。行星齿轮传动机构还具有双离合装置，双离合装置可构造成干式的或湿式的双离合装置。
专利文献DE 10 2014 201 254 A1公开了一种用于混合动力车的变速器组件和动力传动***以及相应的混合动力车。在此，变速器组件包括与输入轴相连接的电机，可与内燃机相连接的内燃机-输入轴，输出轴以及拉维娜式(Ravigneaux)行星齿轮组，拉维娜式行星齿轮组的桥接部可借助于制动器固定在变速器壳体上。变速器组件的突出之处在于，可切换的离合器组件，拉维娜式行星齿轮组的桥接部和第二太阳轮以及内燃机输入轴可借助于离合器组件选择性地以传递扭矩的方式相互耦联。此外，变速器组件具有辅助轴，辅助轴作为同轴的中心轴在其长度上穿过变速器组件。辅助轴一方面与制动器相互作用，另一方面与可切换的离合器组件相互作用。
在变速器元件、即变速器轴制动时，以特别的程度热加载这种类型的制动器。
发明内容
本发明的目的是，提供开头所述类型的驱动装置以及机动车，该驱动装置和机动车能在尤其低的耗费下冷却。该目的通过具有权利要求1所述的特征的驱动装置以及通过根据权利要求10所述的机动车实现。通过从属权利要求给出本发明的有利的改进方案。
本发明从用于机动车的驱动装置出发，驱动装置具有至少一个驱动机和至少一个变速器。驱动机优选地可为电机。变速器用于传递驱动扭矩，可借助于驱动扭矩驱动机动车。因此，借助于变速器可调整出不同的传动比。换句话说，在变速器中可在不同挡位之间切换。
根据本发明，驱动装置具有至少一个冷却***，冷却***构造成，至少局部地利用冷却介质加载至少一个驱动机和至少一个变速器。因此，借助于冷却***不仅实现冷却驱动机，而且实现变速器的冷却，由此，不必为驱动机和变速器设置彼此独立的冷却装置，而是相应地可在尤其低的耗费下进行冷却。冷却***例如可具有至少一个用于将热导出到环境中的热交换器，多个至少局部地延伸穿过驱动机和变速器的冷却通道，以及至少一个用于输送冷却介质通过冷却通道的泵。例如，冷却通道可构造成环形通道，并且延伸经过驱动机和变速器的相应的壳体区域。特别的优点在于，通过借助于冷却***冷却变速器，可至少局部地省去通过包含在变速器中的变速器油冷却变速器组件，由此可减小可能的喷溅损失。
在本发明的范围中，概念“加载”理解成利用冷却介质湿润并且进而浸润(Benetzen)或穿流变速器和驱动机。
在本发明的一种有利的改进方案中，冷却***包括至少一个至少局部地延伸穿过变速器的变速器壳体的变速器冷却通道组件，以及至少一个至少局部地延伸穿过驱动机的机壳的驱动机冷却通道组件。这是有利的，因为通过在变速器壳体或机壳中的这种类型的冷却通道组件，实现了尤其符合需求地冷却。变速器冷却通道组件和驱动机冷却通道组件可包括相应的冷却通道，冷却通道不仅可在变速器壳体或机壳的轴向延伸方向上延伸，而且可在变速器壳体或机壳的周向上延伸。由此，实现了变速器或驱动机的尤其均匀的、至少局部的冷却。
变速器冷却通道组件和驱动机冷却通道组件可连接成封闭的冷却回路。为此，驱动机冷却通道组件例如可具有溢流通道，驱动机冷却通道组件可通过该溢流通道与变速器冷却通道组件流体地连接。由此，在尤其低耗费下实现变速器和驱动机的冷却，因为仅仅一个泵就足够用于输送冷却介质通过变速器冷却通道组件以及驱动机冷却通道组件。泵例如可集成到驱动机中。通过使冷却介质相对于机壳运动并且在此例如在周向上被输送，泵和驱动机冷却通道组件实现了自主地冷却驱动机。通过在驱动机冷却通道组件和变速器冷却通道组件之间的连接，可在泵的运行时不仅可输送冷却介质通过驱动机而且通过变速器，以便除了驱动机之外由此也冷却变速器。
在本发明的另一有利的改进方案中，变速器冷却通道组件具有至少两个冷却通道开口，变速器冷却通道组件借助于所述冷却通道开口与驱动机冷却通道组件在流动上耦联。这是有利的，因为借助于至少两个冷却通道开口不仅实现从驱动机冷却通道组件到变速器冷却通道组件中的冷却介质输入以及进而流入，而且实现从变速器冷却通道组件到驱动机冷却通道组件中的冷却介质输出以及进而流出。
在本发明的另一有利的改进方案中，变速器具有至少一个用于调整变速器的至少一个传动比的切换单元，其中，至少一个切换单元至少局部导热接触地与变速器冷却通道组件可耦联和/或耦联。这是有利的，因为通过导热接触阻止/避免直接利用冷却介质加载切换单元，并且由此可避免例如在冷却介质中喷溅切换单元。切换单元可部分地与变速器壳体接合，由此相应地，切换单元也可部分导热接触地与变速器冷却通道组件耦联。于是，例如可借助于使变速器冷却通道组件与切换单元分离的冷却通道壁实现热传递。冷却通道壁可为变速器的变速器壳体的一部分。附加地或备选地，切换单元也可至少局部导热接触地与变速器冷却通道组件耦联。例如当切换单元在激活的状态中与变速器壳体接触然而在去激活的状态中在切换单元和变速器壳体之间存在气隙时，是这种情况。切换单元可完全被容纳在通过变速器壳体相对于变速器的环境限定的壳体内腔中。
在本发明的另一有利的改进方案中，至少一个切换单元具有至少一个切换元件，切换元件至少局部地容纳在变速器壳体的凹口中，并且导热接触地与变速器冷却通道组件耦联。这是有利的，因为通过布置在凹口中，实现了在切换元件和变速器壳体之间尤其大面积的接触，并且进而实现了在切换单元、确切的说其切换元件和变速器冷却通道组件之间尤其有效的导热。切换元件例如可构造成盘/片，这些盘可与变速器轴(内盘)或变速器壳体(外盘)形状配合地相连接。
在本发明的另一有利的改进方案中，至少一个切换单元构造成制动器、尤其是干式制动器。这是有利的，因为借助于这种类型的制动器实现了在不同传动比之间尤其是无延迟的切换。如果制动器构造成干式的制动器(也可被称为干式制动器)，则该干式制动器可在不通过变速器油冷却的情况下工作，由此可避免可能的喷溅损失。此外，干式制动器的设计比所谓的湿式制动器明显更简单，湿式制动器在通过变速器油加载的情况下被冷却并且相应地由于喷溅效应与干涉制动器相比在相应更高的损失下工作。冷却***使得能够提高干式的制动器的使用寿命，其中，例如由于借助于冷却***冷却，干式制动器的摩擦片衬面更少地磨损。通过借助于冷却***冷却，制动器整体可设计成尤其小且紧凑，因为通过这种冷却，在制动器运行时出现整体更小的制动器热负载。如果制动器构造成干式制动器，则可省去用于填充并冷却制动器的液压器件，由此整体在变速器中必须携带更少的变速器油。
在本发明的另一有利的改进方案中，变速器包括驱动机。换句话说，即，驱动机是变速器的一部分。这是尤其有利的，因为由此通过变速器和驱动机例如实现从静止中起动机动车，而此时不必依赖于其它的驱动马达，例如机动车的内燃机。驱动机可被容纳在变速器的壳体内腔中并且由此通过变速器的变速器壳体相对于变速器的环境限定边界。
在另一有利的改进方案中，驱动机与变速器的至少一个传动元件传递扭矩地耦联。这是有利的，因为由此在调整变速器的可能的传动比时给出其它自由度。至少一个传动元件可与变速器的变速器输入轴和变速器输出轴不同。驱动机可具有与至少一个传动元件耦联的驱动轴。为此，例如与驱动机的驱动轴相连接的驱动小齿轮可与例如构造成齿轮的传动元件啮合。
在本发明的另一有利的改进方案中，驱动机是电机。这是有利的，因为通过电机即便在电机的驱动轴静止时也能提供尤其高的驱动扭矩。驱动机可作为电机和发电机运行，以实现能量回收。
本发明的另一方面涉及一种具有根据本发明的驱动装置的机动车。在这种类型的机动车中，实现在尤其低的耗费下的冷却，因为可借助于冷却***不仅冷却驱动机而且冷却变速器。结合根据本发明的驱动装置提出的特征及其优点相应地适用于根据本发明的机动车，并且反之亦然。
本发明也包括根据本发明的机动车的改进方案，其具有与已经结合根据本发明的驱动装置的改进方案描述的特征。出于这一原因，在此不再描述根据本发明的机动车的相应的改进方案。
附图说明
下文描述本发明的实施例。为此：
唯一的附图示出了布置在机动车中的驱动装置的部分区域的半截面。
具体实施方式
以下解释的实施例为本发明的优选的实施方式。在这些实施例中，实施方式的所描述的组件分别表示本发明的单独的被视为彼此独立的特征，这些特征也分别彼此独立地改进本发明，并且由此也单独地或以与所示出的组合不同地被视为本发明的组成部分。此外，所描述的实施方式也通过已经描述的本发明的特征中的其它特征补充。
在图中，功能相同的元件分别设有相同的附图标记。
附图示出了具有驱动装置10的示意性示出的机动车100。在此仅仅示出了驱动装置10的部分区域，并且以截面图示出。
驱动装置10具有驱动机20和变速器40。驱动机20在此集成到变速器40中。换句话说，变速器40包括驱动机20。此时，驱动机20以传递扭矩的方式与变速器40的传动元件38耦联。如此处示出的那样，传动元件38例如可相应于变速器40的齿轮，并且相应地与(在此未示出的)变速器40的变速器输入轴和变速器输出轴不同。在此，驱动机20构造成电机，并且通过其与传动元件38的传递扭矩的耦联实现使机动车100从静止中起动以及进而运动。由此，在机动车100的起动期间，借助于驱动机20切断(去激活)其它驱动马达、即例如在此未详细示出的机动车100的内燃机。如在此示出的那样，驱动机20可包括驱动轴24，驱动轴可借助于驱动小齿轮26与传动元件38啮合。
驱动装置10具有冷却***12，冷却***构造成，部分地利用冷却介质14加载驱动机20和变速器40。冷却介质14可为水或例如冷却水(水-乙二醇-混合物)。为了冷却，冷却***12可具有在此未详细示出的也可被称为传热器的热交换器。为了输送冷却介质14，冷却***12可具有泵，该泵在此同样未示出。
冷却***12具有变速器冷却通道组件50，变速器冷却通道组件至少局部地延伸穿过变速器40的变速器壳体42。此外，冷却***12具有驱动机冷却通道组件30，驱动机冷却通道组件至少局部地延伸穿过驱动机20的机壳22。驱动机冷却通道组件30可具有至少一个驱动机冷却通道32，驱动机冷却通道例如可螺旋形地在机壳22的周向上以及在机壳中延伸。在此，变速器冷却通道组件50具有两个冷却通道开口52、54，变速器冷却通道组件50借助于冷却通道开口与驱动机冷却通道组件30在流动上耦联。为此，驱动机冷却通道组件30具有第一溢流通道34以及第二溢流通道36。第一溢流通道34在该实施例中与第一冷却通道开口52引导流体地相连接，而第二溢流通道36与第二冷却通道开口54引导流体地相连接。
在此，第一冷却通道开口52构造成流入部，通过流入部实现通过箭头表明的、从驱动机冷却通道组件30到变速器冷却通道组件50中的冷却介质14的介质输入16。在此，第二冷却通道开口54构造成流出部，在此，同样通过流出部实现通过箭头表明的、从变速器冷却通道组件50到驱动机冷却通道组件30中的介质输出18。
机壳22在共同的接触区域上与变速器壳体42相连接。在接触区域上设置至少一个介质密封件94，介质密封件防止冷却介质14流出到环境中。
变速器40具有至少一个用于调整变速器40的至少一个传动比的切换单元44。切换单元44此时构造成干式制动器并且导热接触地与和第一冷却通道开口52耦联的径向冷却通道56以及和第二冷却通道开口54流体地耦联的径向冷却通道58耦联。两个径向冷却通道56、58至少局部地在周向上环绕切换单元44引导冷却介质14，由此，切换单元44在其径向延伸方向上通过冷却介质14、尤其是通过以导热的形式的热传递被冷却。在此，主要是通过在(固定在壳体上的)变速器壳体42的外支架中的冷却通道壁51进行导热，切换单元44的中间盘47以及外盘49形状配合地接合在冷却通道壁上。变速器冷却通道组件50也在变速器壳体42的壳体区段41上延伸，在变速器壳体中在壳体区段41中设置用于冷却切换单元44的轴向冷却通道60。如可在截面图中看出的那样，轴向冷却通道60具有L形的环绕的(旋转)横截面，轴向通道60与径向冷却通道56、58中的至少一个流体连接(在此未示出)并且至少局部地在切换单元44的轴向延伸方向上与切换单元44的内盘46间隔开地至少局部地沿着内盘46引导冷却介质14。轴向通道60在此优选地在切换单元44的径向延伸方向上布置在第一内盘46的高度上并且至少局部地环绕地布置在壳体区段41中。由此，尤其有目的地冷却在径向延伸方向上布置在第一内盘46的高度上的(在此未详细示出的)切换单元44摩擦片衬面。
除了第一内盘46之外，切换单元44(制动器)也包括第二内盘48。在此，内盘46、48与变速器40的变速器轴80接合。变速器轴80通过相应的轴承82支承在变速器壳体42上。为了相对于变速器壳体42支撑变速器轴80并且由此防止变速器轴80相对于变速器壳体42的相对旋转，设置可液压运动的操纵活塞90，借助于操纵活塞可激活和去激活切换单元44。操纵活塞90通过活塞密封件92密封地被容纳在变速器壳体42中。
在激活的状态中，操纵活塞90将压紧力施加到盘46、47、48、49上，由此，在中间盘47、外盘49和内盘46、48之间在相应的摩擦片衬面上产生摩擦配合，并且变速器轴80固定并且由此支撑在变速器壳体42上。通过压紧力，将也可被称为切换单元44的切换元件的内盘46压到壳体区段41上，由此，建立在轴向冷却通道60和内盘46之间的导热接触。在此，借助于壳体区段41的壁72实现导热接触。壁72将轴向冷却通道60与内盘46(切换元件)分离。如果切换单元44在其去激活的状态(在该状态中操纵活塞90不将压紧力施加到盘46、47、48、49上)中，则可中断在变速器冷却通道组件50、确切的说其轴向冷却通道60和内盘46之间的导热接触。在壳体区段41中也可设置凹口70，内盘46(切换元件)被容纳在该凹口中并且由此可与变速器冷却通道组件50的轴向冷却通道60导热接触地耦联。凹口70允许尤其有效地冷却内盘46。这通过以下方式实现，即，当操纵活塞90(在激活切换单元44时)将盘46、47、48、49彼此压紧并且此时将内盘46压入凹口70中并且压到壁72上时，凹口70部分地包围内盘46。
总地来说，示例表明，通过本发明也为变速器40的干式制动实现了有效的冷却，变速器例如可构造成自动变速器。可通过借助于冷却***12最佳地主动冷却干式的、固定在壳体上的切换元件(盘47、49)的有效功率。由此，可尤其有效地利用包括驱动机20的变速器40的现有潜能。借助于冷却***12冷却实现了通过实现切换元件(盘46、47、48、49)的紧凑结构形式在变速器40中获得附加的结构空间。通过主动冷却固定在变速器壳体42上的盘(盘47、49)，可显著提高整个切换单元44的负荷能力(力矩容量)，因为可降低材料和相应的盘46、47、48、49能承受的运行温度(盘46、47、48、49由于施加了压紧力而相对运动时，产生该运行温度)。在单个盘46、47、48、49的力配合的连接时产生的运行温度是用于切换单元44的重要的设计参数。通过借助于冷却***12有效地降低该运行温度，相应地，可如下有利地影响切换单元44的设计，即，可尤其紧凑地构造切换单元44。因此，例如可将相应的摩擦片衬面设计成比没有通过冷却***12冷却的情况更小。
此外，借助于通过冷却***12的主动冷却，可减小切换单元44到相邻的变速器组件上的热辐射。
如在此示出的那样，切换单元44通常设计成多片干式制动器或单盘干式制动器。
虽然在从现有技术中已知的自动变速器中大多使用湿式的膜片离合器和湿式制动器，以实现变速器构件的力配合的连接，然而通过本发明，也可使用干式的切换单元用于切换变速器40的相应档位，即，调整不同的传动比。在离合器中，通常单个的离合器元件与相应的与离合器相连接的变速器轴一起旋转，相反地，在制动器中，单独的制动元件布置成固定在壳体上。在从现有技术中已知的变速器中，离合器或制动器被油冲刷，在湿式离合器和湿式制动器中，为了离合器和制动器的功能及摩擦片衬面的冷却，这无论如何都是需要的。
总地来说，本发明实现了在变速器40中使用干式制动器，因为能借助于冷却***12有效降低干式制动器(切换单元44)的运行温度。冷却***12实现了通过冷却介质14冷却在各个盘46、47、48、49之间的摩擦片衬面的或切换单元14的共同产生运行温度的组件的区域中相应的摩擦接触部位。
通过将驱动机20构造成电机并且集成在变速器40中，变速器40可设计成电气化的变速器。驱动机冷却通道组件30可布置在电机(驱动机20)的固定在壳体上的定子上，其中，驱动机冷却通道组件30可具有在定子容纳部或驱动机20的冷却护套的外部区域中的被水穿流的环形通道。仅仅举例来说，冷却介质14可为水或水-乙醇-化合物。
本发明实现了共同地冷却驱动机20和至少切换单元44的与变速器壳体42接合的盘47、49。驱动机冷却通道组件30和变速器冷却通道组件50通常也可具有用于引导冷却介质14的相同的环形通道，环形通道可嵌入到变速器壳体42中或机壳22中。

Claims (10)

1.一种用于机动车(100)的驱动装置(10)，所述驱动装置具有至少一个驱动机(20)和至少一个变速器(40)，其特征在于，所述驱动装置(10)具有至少一个冷却***(12)，所述冷却***构造成，至少局部地利用冷却介质(14)加载至少一个驱动机(20)和至少一个变速器(40)。
2.根据权利要求1所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述冷却***(12)包括至少局部地延伸穿过变速器(40)的变速器壳体(42)的至少一个变速器冷却通道组件(50)，以及至少局部地延伸穿过驱动机(20)的机壳(22)的至少一个驱动机冷却通道组件(30)。
3.根据权利要求2所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述变速器冷却通道组件(50)具有至少两个冷却通道开口(52、54)，变速器冷却通道组件(50)借助于所述冷却通道开口与驱动机冷却通道组件(30)在流动上耦联。
4.根据权利要求2或3所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述变速器(40)具有用于调整变速器(40)的至少一个传动比的至少一个切换单元(44)，其中，所述至少一个切换单元(44)至少局部导热接触地与变速器冷却通道组件(50)能耦联和/或耦联。
5.根据引用权利要求2的权利要求4所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述至少一个切换单元(44)具有至少一个切换元件(46)，该切换元件至少局部地容纳在变速器壳体(42)的凹口(70)中并且导热接触地与变速器冷却通道组件(50)耦联。
6.根据权利要求4或5所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述至少一个切换单元(44)构造成制动器、尤其是干式制动器。
7.根据上述权利要求中任一项所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述变速器(40)包括驱动机(20)。
8.根据上述权利要求中任一项所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述驱动机(20)与变速器(40)的至少一个传动元件(38)传递扭矩地耦联。
9.根据上述权利要求中任一项所述的驱动装置(10)，其特征在于，所述驱动机(20)是电机。
10.一种具有根据上述权利要求中任一项所述的驱动装置(10)的机动车(100)。
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