專利名稱:具有功率分流的無級變速器設備的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及根據(jù)在權利要求I的前序部分中詳細限定的類型的、具有功率分流的無級變速器設備。
背景技術:
在DE 10128076A1中和在圖I中描述了車輛驅(qū)動系的由現(xiàn)有技術公知的變速器設備,該車輛驅(qū)動系具有驅(qū)動機或者說內(nèi)燃機和輸出裝置。用于無級地改變變速器設備的傳動比的、構(gòu)造為靜液壓裝置的變速機構(gòu)配屬于該變速器設備。由驅(qū)動機提供的轉(zhuǎn)矩在變速器輸入端的區(qū)域內(nèi)被導入變速器設備中并且在變速器輸出軸的區(qū)域內(nèi)從變速器設備在輸出裝置的方向上傳輸。驅(qū)動機的施加在變速器輸入端區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)矩通過當前構(gòu)造為簡單行星齒輪的累加行星齒輪變速器的實施為齒圈的第一軸被導入變速器設備中。借助于累加行星齒輪變速器來執(zhí)行驅(qū)動機的驅(qū)動力矩的所謂的功率分流,其中,轉(zhuǎn)矩從累加行星齒輪變速器的第一軸被傳遞到其它的軸上,在該其它的軸上又可轉(zhuǎn)動地布置有行星齒輪。這些行星齒輪與累加行星齒輪變速器的實施為太陽輪的第二軸嚙合,該第二軸當前通過圓柱齒輪嚙合部與變速機構(gòu)(Variator)作用連接。在變速器輸出端側(cè),變速機構(gòu)通過齒輪鏈與關于累加行星齒輪變速器的第一軸抗相對轉(zhuǎn)動地連接的變速器軸作用連接,該變速器軸基本上在變速器設備的整個軸向長度上穿過該變速器設備地延伸,并且能夠通過該變速器軸在變速器輸出側(cè)從驅(qū)動機出發(fā)以轉(zhuǎn)矩供應優(yōu)選作為建筑工地車輛或者作為農(nóng)用車輛的車輛的不同的消耗裝置。通過圓柱齒輪嚙合部,累加行星齒輪變速器的第二軸與變速機構(gòu)的第一軸聯(lián)接,而累加行星齒輪變速器的第一軸通過軸和齒輪鏈與變速機構(gòu)的第二軸處在作用連接中。除了累加行星齒輪變速器,變速器設備實施有三個其它的行星齒輪組和換檔變速器的五個摩擦鎖合的換檔元件,其中,多個摩擦鎖合的換檔元件是摩擦鎖合的離合器,而一個摩擦鎖合的換檔元件是制動器。累加行星齒輪變速器的第一軸與第一行星齒輪組的行星齒輪架抗相對轉(zhuǎn)動地連接。此外,累加行星齒輪變速器的所述其它的軸抗相對轉(zhuǎn)動地與第二行星齒輪組的行星齒輪架聯(lián)接并且與第一行星齒輪組的齒圈抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接。第一行星齒輪組的太陽輪抗相對轉(zhuǎn)動地與第二行星齒輪組的太陽輪連接。累加行星齒輪變速器的行星齒輪架、第一行星齒輪組的與其抗相對轉(zhuǎn)動地連接的齒圈和第二行星齒輪組的又與其抗相對轉(zhuǎn)動地連接的行星齒輪架能夠通過第三摩擦鎖合的換檔元件抗相對轉(zhuǎn)動地與第三行星齒輪組的行星齒輪架連接。第三行星齒輪組的行星齒輪架與變速器輸出軸抗相對轉(zhuǎn)動地連接。在第四摩擦鎖合的換檔元件的經(jīng)閉合的運行狀態(tài)中,累加行星齒輪變速器的所述其它軸共同地與第一行星齒輪組的齒圈聯(lián)接,并且與第二行星齒輪組的行星齒輪架聯(lián)接,與第三行星齒輪組的太陽輪抗相對轉(zhuǎn)動地聯(lián)接,而第三行星齒輪組的齒圈在制動器的閉合狀態(tài)中抗相對轉(zhuǎn)動地與相對變速器殼體固定的構(gòu)件處在作用連接中。 如果閉合第一摩擦鎖合的換檔元件,那么第二行星齒輪組的齒圈抗相對轉(zhuǎn)動地與第三行星齒輪組的太陽輪連接,而行星齒輪組的太陽輪在閉合的第二摩擦鎖合的換檔元件的情況下牢固地與第三行星齒輪組的太陽輪連接。前面描述的變速器設備由于所配屬的靜液壓裝置而具有缺點地具有高的結(jié)構(gòu)空間需求和高的制造成本的特點。此外,該變速器設備基于靜液壓單元在變速器設備的液壓供應系統(tǒng)中的冷卻需求和潤滑油需求并且還由于在靜液壓的功率路徑的區(qū)域內(nèi)的支承損耗、嚙合部損耗和倒拖損耗而在變速器設備的整個運行范圍內(nèi)都可能以不希望的方式僅帶有降低的效率地運行。附加地,變速器設備的構(gòu)件基于在變速機構(gòu)側(cè)或者說在靜液壓裝置側(cè)的振動激勵而承受很高的負荷,該負荷不利地影響使用壽命。此外,該變速器設備在靜液壓裝置的很低的運行溫度的情況下在靜液壓裝置的耗費時間的預熱階段結(jié)束之后才可以在所希望的范圍內(nèi)運行。
發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明基于如下任務,即,提供結(jié)構(gòu)空間有利的、具有功率分流的無級變速器設備,利用該無級變速器設備能夠以簡單的和成本有利的方式和方法避免由實際公知的無級變速器設備的前面提到的缺點。根據(jù)本發(fā)明,該任務利用具有權利要求I的特征的無級變速器設備來解決。在根據(jù)本發(fā)明的具有在累加行星齒輪變速器的區(qū)域內(nèi)進行的功率分流的無級變速器設備中,累加行星齒輪變速器的第一軸能夠與驅(qū)動機作用連接。累加行星齒輪變速器的第二軸能夠為了無級地改變傳動比而與電機連接,該電機又能夠與電的能量源聯(lián)接?;诟鶕?jù)本發(fā)明的無級變速器設備帶有取代構(gòu)造為靜液壓裝置的變速機構(gòu)的用于無級地改變傳動比的電機的實施形式,根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備能夠相比由實際公知的變速器設備,在徑向方向上或者在軸向方向上實施有較小的結(jié)構(gòu)空間需求。此外,根據(jù)本發(fā)明的變速器設備由于取消了靜液壓單元和其此外包括驅(qū)動輪、軸、支承件和殼體部件的驅(qū)動系統(tǒng)而能夠以成本有利的方式來制造。與由實際公知的變速器設備相比,根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備也能夠以較高效率運行,因為驅(qū)動損耗功率由于取消了靜液壓單元在變速器設備的液壓供應系統(tǒng)中的冷卻需求和潤滑需求并且通過因此產(chǎn)生的避免了在靜液壓功率路徑區(qū)域中的支承損耗、嚙合部損耗和倒拖損耗而關于車輛的整個運行狀態(tài)都得以降低。與公知的變速器設備相反,根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的變速器組件基于取消了由靜液壓單元的機械上的和液壓的振動激勵而承受較小的負荷,由此改善了根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的使用壽命。此外,與累加行星齒輪變速器聯(lián)接的電機優(yōu)選在車輛的慣性滑行運行中直至接近車輛停止狀態(tài)能夠發(fā)電機式地運行,并由此能夠呈現(xiàn)出改善了實施有變速器設備的車輛驅(qū)動系的效率的回收再利用運行(Rekuperat ionsbetrieb)。與由實踐公知的變速器設備相比,實施有根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的車輛也能夠具有較高的自發(fā)性(Spmitanehat)地運行,因為不需要在開始運轉(zhuǎn)已公知的變速器設備的靜液壓單元之前的耗費時間的預熱階段。
在根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的特別結(jié)構(gòu)空間有利的并且排放低的實施方式中,電的能量源具有燃料電池。如果電的能量源包括能夠與內(nèi)燃機作用連接的電機,那么能夠在所希望的范圍內(nèi)在相應長的時間段上用電能供應與累加行星齒輪變速器連接的并且設置用于無級地改變變速器設備的傳動比的電機。如果驅(qū)動機構(gòu)造為電機,那么實施有無級變速器設備的車輛能夠無需附加的機械上的回轉(zhuǎn)單元地單單通過在電機 的區(qū)域內(nèi)的轉(zhuǎn)動方向翻轉(zhuǎn)以結(jié)構(gòu)上簡單并且成本有利的方式和方法以及具有很小的結(jié)構(gòu)空間需求地也在倒車行駛方向上運行。實施為電機的驅(qū)動機能夠與電的能量源電聯(lián)接,并且優(yōu)選還與能夠與累加行星齒輪變速器的第二軸連接的電機電聯(lián)接,由此,依賴于實施有根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的車輛驅(qū)動系的各存在的運行狀態(tài)能夠在電機之間交換電能,并且能夠以很高的效率運行車輛驅(qū)動系。如果驅(qū)動機實施為內(nèi)燃機,那么以簡單的方式和方法存在如下可能性,S卩,電的能量源的電機與該驅(qū)動機聯(lián)接,并且該驅(qū)動機和能夠與電的能量源的電機作用連接的內(nèi)燃機實施為結(jié)構(gòu)上的單元。但是,對此備選地還存在如下可能性,即,驅(qū)動機和能夠與電的能量源的電機作用連接的內(nèi)燃機是單獨的內(nèi)燃機。如果驅(qū)動機能夠通過摩擦鎖合的換檔元件與累加行星齒輪變速器的第一軸連接,那么驅(qū)動機能夠依賴于運行狀態(tài)地與累加行星齒輪變速器的第一軸分離,由此,以簡單的方式和方法避免了從驅(qū)動機的區(qū)域產(chǎn)生的倒拖力矩到變速器設備中的不希望的導入。在根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的結(jié)構(gòu)空間有利的實施方式中,電機至少區(qū)域式地軸向地并排地布置和/或徑向地交錯地布置。根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的成本有利的其它實施方式具有電機的共同的冷卻回路。如果電機能夠各通過變速器與累加行星齒輪變速器聯(lián)接,那么將轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速適配于電機的最優(yōu)運行范圍能夠以簡單的和成本有利的方式和方法實現(xiàn)。在無級變速器設備的其它具有優(yōu)點的實施方式中,電的能量源具有電存儲器裝置,由此,在運行中產(chǎn)生的、現(xiàn)在不需要用于驅(qū)動電機的或者用于供應車輛電路的電能能夠在進一步改善效率的情況下中間存儲在電存儲器裝置的區(qū)域中。根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的特征在于很高的功率密度的其它實施方式具有換檔變速器,該換檔變速器與累加行星齒輪變速器的第三軸連接,并且該換檔變速器包括多個行星齒輪變速器裝置,這些行星齒輪變速器裝置的軸能夠為了呈現(xiàn)出不同的傳動比范圍通過優(yōu)選摩擦鎖合的換檔元件彼此連接,在所述不同的傳動比范圍內(nèi)傳動比能夠各通過累加行星齒輪變速器和與其相連的電機無級地改變。在根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的同樣特征在于很高的功率密度的其它實施方式中,累加行星齒輪變速器的第一軸與換檔變速器的第一行星齒輪變速器裝置的第一軸連接,而累加行星齒輪變速器的第三軸與第一行星齒輪變速器裝置的第二軸連接并且與換檔變速器的第二行星齒輪變速器裝置的第一軸連接。無論是在權利要求中給出的特征還是在根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的下列實施例中給出的特征各自身單獨地或者彼此以任意組合適用于改進根據(jù)本發(fā)明的主題。各自的特征組合在改進根據(jù)本發(fā)明的主題方面不是限制,而是具有基本上僅僅示例性的特點。
根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的其它優(yōu)點和具有優(yōu)點的實施方式由權利要求和下面參考附圖依據(jù)原理描述的實施例得知,其中,在不同實施例的描述中出于概覽性的原因針對結(jié)構(gòu)和功能相同的構(gòu)件使用相同的附圖標記。其中圖I示出車輛驅(qū)動系的非常示意性的圖示,帶有由實踐公知的變速器設備的齒輪示意圖;圖2示出根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備的部分區(qū)域的方框圖;
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的其它實施方式的相應于圖2的圖示;圖4示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的第三實施方式的相應于圖2的圖示;圖5示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的第四實施方式的相應于圖2的圖示;圖6示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的在圖3中依據(jù)原理示出的實施方式的相應于圖I的圖不;圖7示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的其它實施方式的相應于圖6的圖示;圖8示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的其它實施方式的相應于圖6的圖示;圖9示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的其它實施方式的相應于圖6的圖示;圖10示出根據(jù)本發(fā)明的變速器設備的實施例的齒輪示意圖。
具體實施例方式在圖2中示出的是根據(jù)本發(fā)明的變速器設備I的第一實施方式的原理圖,其中累加行星齒輪變速器9的第一軸8與能夠?qū)嵤殡姍C的驅(qū)動機3處在作用連接中,并且電機36與累加行星齒輪變速器9的軸12為了無級地改變帶有電機36的變速器設備I的傳動比而連接。電機36既能夠馬達式地運行又能夠發(fā)電機式地運行。此外,電機36又通過電連接39與電的能量源38聯(lián)接,該電的能量源當前包括燃料電池49,在該燃料電池的區(qū)域內(nèi)能夠產(chǎn)生針對馬達式地運行電機36所需要的電能。累加行星齒輪變速器9的其它的軸10能夠與輸出裝置4處在作用連接中,并且驅(qū)動機3可以優(yōu)選也由能量源38用能量供給。原則上,通過馬達式地或者發(fā)電機式地運行電機36來改變累加行星齒輪變速器9的第二軸12的轉(zhuǎn)速,并由此無級地改變無級變速器設備I的傳動比,由此,各通過驅(qū)動機3提供的驅(qū)動力矩能夠以相應經(jīng)轉(zhuǎn)換的高度通過累加行星齒輪變速器9的其它的軸10或者說第三軸在輸出裝置的方向上傳遞。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的具有功率分流的無級變速器設備I的第二實施例的其它部分原理圖,該功率分流在累加行星齒輪變速器9的區(qū)域內(nèi)進行。累加行星齒輪變速器9的第一軸8與驅(qū)動機3處在作用連接中。累加行星齒輪變速器9的第二軸12為了無級地改變變速器設備I的傳動比而與電機36連接。電機36又與包括電機37的電的能量源38聯(lián)接,其中,電機37當前在變速器輸入端6的區(qū)域內(nèi)與驅(qū)動機3處在作用連接中。驅(qū)動機3構(gòu)造為內(nèi)燃機,其驅(qū)動力矩通過累加行星齒輪變速器9的軸8被導入變速器設備I中。在電的能量源38的電機37的發(fā)電機式運行中,驅(qū)動機3的一部分驅(qū)動力矩被用于產(chǎn)生電能,該電能能夠通過電機36的電連接39在電機36的馬達式運行期間輸送。在電機36的發(fā)電機式運行中,在那里產(chǎn)生的電能可以通過電的能量源38的電機37的電連接39輸送,并且在電機37的馬達式運行中能夠優(yōu)選為了驅(qū)動車輛而作為轉(zhuǎn)矩導入在驅(qū)動機3與累加行星齒輪變速器8之間的功率流中。在根據(jù)本發(fā)明的變速器設備I的在圖4中示出的其它實施例中,電機37通過與累加行星齒輪變速器9的第一軸8分離地實施的軸40而與同樣實施為內(nèi)燃機的驅(qū)動機3作用連接,并且在前面描述過的范圍內(nèi)與電機36電聯(lián)接。除了電機37,電的能量源38包括電存儲器裝置41,由電機36和37產(chǎn)生的電能可以中間存儲在該電存儲器裝置的區(qū)域內(nèi),并且通過該電存儲器裝置不僅電機36而且電機37能夠用電能供給。圖5示出圖4中所示驅(qū)動系統(tǒng)的改進方案,其中驅(qū)動機3構(gòu)造為電機37。電的能量源38的電機37當前與內(nèi)燃機42連接,由此,在電機3 7的在內(nèi)燃機側(cè)的驅(qū)動并且同時電機37的馬達式運行的情況下,在該電機的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電能。在電機37的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的電能能夠通過電連接39輸送給電機36。同時,電的能量源38的電機37通過其它電連接43與實施為電機的驅(qū)動機3連接。附加地,驅(qū)動機3和電機36還通過附加的電連接44彼此聯(lián)接。在圖5中所示的驅(qū)動系統(tǒng)中,能夠通過內(nèi)燃機42產(chǎn)生電流,該電流能夠在驅(qū)動機3的區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)換成驅(qū)動力矩。同時,在電機37的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的電流可以用于表示電機36的馬達式運行。圖6示出的是根據(jù)本發(fā)明的變速器設備I的在圖4中原理性示出的實施方式的詳細圖示,其中電的能量源38的電機37通過變速器45與累加行星齒輪變速器9的實施為齒圈的第一軸8連接,由此,轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速能夠適配電機37的最優(yōu)運行范圍。電機36通過其它的變速器46與累加行星齒輪變速器9的實施為太陽輪的第二軸12聯(lián)接并且同樣能夠最優(yōu)地運行。根據(jù)圖6的變速器設備I的電機36和37軸向地并列布置,由此,變速器設備I在徑向方向上的特征在于很小的結(jié)構(gòu)空間需求。附加地,在電機37與實施為內(nèi)燃機的驅(qū)動機3之間設置有分離離合器47,以便將驅(qū)動機3以依賴于運行狀態(tài)的方式與變速器設備I連接或者與該變速器設備去聯(lián)接。因此例如存在如下可能性,在通過電機37和/或電機36的純電行駛運行期間在于是優(yōu)選斷開的驅(qū)動機3的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的倒拖力矩不導入車輛的其它驅(qū)動系中,并且在純電行駛運行中能夠以很高的效率來運行車輛。在打開的摩擦鎖合的換檔元件21至25的情況下,在變速器輸入端6與輸出裝置4之間的力流在變速器設備I的區(qū)域內(nèi)中斷,由此,在閉合的分離離合器47并且電機37的相應的馬達式運行的情況下,該電機能夠用作針對驅(qū)動機3的啟動過程的啟動裝置。如果相應地斷開電機36,那么以簡單的方式和方法降低了在驅(qū)動機3的啟動過程期間的倒拖力矩,因為在斷開的電機36的區(qū)域內(nèi)以簡單的方式和方法避免了電磁式的轉(zhuǎn)矩傳遞。通過變速器軸15例如存在如下可能性,即,其它的利用優(yōu)選實施為農(nóng)用車輛的工作機械待運行的工作設備由驅(qū)動機3或者電機37出發(fā)供應轉(zhuǎn)矩,其中,即使在純工作機械側(cè)的驅(qū)動模式期間仍能夠為了降低倒拖力矩而相應地斷開電機36。但是,對此備選地也存在如下可能性,即,驅(qū)動機3的啟動過程通過閉合摩擦鎖合的換檔元件21和22和因此產(chǎn)生的閉鎖累加行星齒輪變速器9而在電機36的馬達式運行中得到支持。附加地,在打開的分離離合器47和電機37的相應轉(zhuǎn)動方向以及相應地操縱摩擦鎖合的換檔元件21至25的情況下可以沒有后置于變速器設備I的回轉(zhuǎn)變速器單元地在倒車行駛方向上運行實施有變速器設備I的車輛,由此,能夠結(jié)構(gòu)空間有利地并且成本有利地以及利用很小的自重實施變速器設備I。根據(jù)本發(fā)明的無級變速器設備I的在圖7中所示的其它實施方式直至電機36和37的布置都基本上相應于圖6中所示的實施方式,因此,下面基本上僅僅探討不同點,并且關于根據(jù)圖7的變速器設備I的其它工作方式參考前面的描述。在實施根據(jù)圖7的變速器設備I的情況下,電機37徑向地布置在電機36內(nèi)部,因此,與根據(jù)圖6的變速器設備I相比,變速器設備I在徑向方向上具有更大的結(jié)構(gòu)空間需求。但是,在軸向方向上,與根據(jù)圖6的變速器設備I相比,根據(jù)圖7的變速器設備I的特征在于更小的結(jié)構(gòu)空間需求。 圖8示出根據(jù)圖7的變速器設備I的改進方案,其中電機36和電機37具有共同的冷卻回路48。在根據(jù)圖8的變速器設備I中,電機36和37的整合的布置除了軸向的結(jié)構(gòu)空間降低以外還用于成本有利地呈現(xiàn)出電機36和37的共同的功能和裝置,其中,共同的冷卻回路48可以通過電機36和37的定子36A、37A和轉(zhuǎn)子36B、37B的經(jīng)適配的布置來成為可能。電機36和37的在圖7和圖8中示出的相對于彼此的布置能夠依賴于各存在的應用情況也如下地偏離,即電機36定位在電機37的內(nèi)部。根據(jù)本發(fā)明的變速器設備I的在圖9中所示的其它實施方式的特征在于電機36和37相對彼此和關于累加行星齒輪變速器9的其它布置方式,其中,電機37軸向地布置在累加行星齒輪變速器9前面并且電機36徑向地包圍嵌接累加行星齒輪變速器9。電機36的這種布置方式較結(jié)構(gòu)空間有利地實現(xiàn)了電機36的轉(zhuǎn)子36B在行星齒輪輥或者說累加行星齒輪變速器9與變速器設備I的變速器殼體51之間的空間中的最大直徑。電機36的定子36A能夠以簡單的方式和方法布置在變速器殼體51中,由此,支承功能和冷卻功能、如熱導出裝置以及冷卻通道和類似物的整合,都可以轉(zhuǎn)移到變速器殼體51中。通過變速器設備I的在圖5至圖8中所示的實施例的實施為內(nèi)燃機的驅(qū)動機3的去聯(lián)接在分離離合器47的區(qū)域內(nèi)存在的可能性,在輸出裝置4的區(qū)域內(nèi)的輸出裝置轉(zhuǎn)動方向能夠沒有變速器設備I的、如回轉(zhuǎn)行星齒輪或者中間軸式變速器那樣的附加機械組件地為了呈現(xiàn)出前進行駛運行或者倒車行駛運行而翻轉(zhuǎn)。倒車行駛運行可以通過相應地操控電機37和/或電機36來成為可能,其中,能夠提供由電機37的在發(fā)電機式運行期間的為此所需的電驅(qū)動功率或者能夠提供如在根據(jù)圖5的變速器設備I的情況下那樣在驅(qū)動系統(tǒng)中與其它的內(nèi)燃機連接的其它發(fā)電機的為此所需的電驅(qū)動功率,或者能夠提供由電存儲器系統(tǒng)例如電池的為此所需的電驅(qū)動功率。同樣,在相應已存儲的電能的情況下,在打開的分離離合器47的情況下針對經(jīng)界限的時間段沒有實施為內(nèi)燃機的驅(qū)動機3的伴隨倒拖地無排放的電機側(cè)的行駛運行是可行的。如果電機37未與變速器輸入端6連接并且如果變速器輸入端6或者說累加行星齒輪變速器9的軸8可以自由轉(zhuǎn)動,那么倒車行駛運行可以通過閉鎖累加行星齒輪變速器9,也就是在閉合的摩擦鎖合的換檔元件23和24的情況下,結(jié)合同時閉合的摩擦鎖合的換檔元件21或者閉合的摩擦鎖合的換檔元件22在電機36的馬達式運行中以降低的輸出力矩實現(xiàn)。對此備選地,當摩擦鎖合的換檔元件21和22以及制動器25同時閉合時,倒車行駛運行通過電機36在能自由轉(zhuǎn)動的變速器輸入端6的情況下也于是能夠呈現(xiàn)出來。如果電機37以圖6至圖9中所示的方式和方法與變速器輸入端6連接,那么也在倒車行駛運行中提供了無級變速器設備I的完整功能性。這意味著,能夠以很高的牽引力使用所有能由變速器設備I提供的傳動比范圍,并且可以使實施有根據(jù)圖6至圖9的變速器設備I的車輛也以很高的行駛速度被倒車地運行。圖10示出圖4中所示的驅(qū)動系系統(tǒng)的詳細圖示,其中電機37沒有布置在變速器輸入端6的區(qū)域內(nèi)并且沒有與該變速器輸入端直接連接。在變速 器設備I的這種實施方式中,也可以在倒車行駛運行期間使用完整的變速器功能性,如果變速器輸入端6例如在驅(qū)動機3的相應的運行期間,也就是在斷開的內(nèi)燃機的情況下,抗相對轉(zhuǎn)動地被保持并且在輸出裝置上提供有電機36的相應輸出力矩的話。根據(jù)本發(fā)明的變速器設備I的在圖6至圖10中所示的變速器結(jié)構(gòu)各與電機37聯(lián)接,該電機與實施為內(nèi)燃機的驅(qū)動機3并且與累加行星齒輪變速器9的第一軸8連接。除了累加行星齒輪變速器9以外,變速器設備I各實施有三個其它的行星齒輪組18、19和20,以便能夠結(jié)合摩擦鎖合的換檔元件21至25提供多個傳動比范圍。依賴于各存在的應用情況還存在如下可能性,即,變速器設備I實施有較少數(shù)量的行星齒輪組和摩擦鎖合的換檔元件,其中,于是提供有減少的數(shù)量的傳動比范圍。又對此備選地也還存在如下可能性,即,通過另外的合適的變速器元件來代替換檔變速器50的行星齒輪組18、19和20,借助于這些另外的合適的變速器元件與換檔元件組合地能夠呈現(xiàn)出不同的傳動比范圍。根據(jù)本發(fā)明的變速器設備I的電機36和37各通過如下方式集成到變速器設備I的電子控制系統(tǒng)中,即,在變速器設備I的如下運行狀態(tài)中,在這些運行狀態(tài)期間為了無級地改變變速器設備I的傳動比而可以在某一傳動比范圍內(nèi)驅(qū)動累加行星齒輪變速器9的太陽輪12或者說第二軸,將電機37發(fā)電機式地運行并且將電功率輸出到馬達式運行的電機36上。備選地或者附加地,針對電機36的運行所需要的電驅(qū)動功率可以由電存儲器系統(tǒng)例如電存儲器裝置41來提供。在變速器設備I的如下運行狀態(tài)中,在這些運行狀態(tài)期間累加行星齒輪變速器9的太陽輪12可以制動到確定的轉(zhuǎn)速上,發(fā)電機式地使電機36運行并且將在電機36的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的電功率輸出到例如電存儲器裝置41、車輛的電消耗系統(tǒng)或者馬達式運行的電機37上。附圖標記列表I變速器設備2車輛驅(qū)動系3驅(qū)動機4輸出裝置5變速機構(gòu)
6變速器輸入端7變速器輸出軸8累加行星齒輪變速器的第一軸9累加行星齒輪變速器10累加行星齒輪變速器的第三軸11行星齒輪12累加行星齒輪變速器的第二軸13圓柱齒輪嚙合部
14齒輪鏈15變速器軸16變速機構(gòu)的第一軸17變速機構(gòu)的第二軸18至20行星齒輪組21至25摩擦鎖合的換檔元件26行星齒輪架27行星齒輪架28齒圈29太陽輪30太陽輪31行星齒輪架32太陽輪33齒圈34相對變速器殼體固定的構(gòu)件35齒圈36電機36A定子36B轉(zhuǎn)子37電機37A定子37B轉(zhuǎn)子38電的能量源39電連接40軸41電存儲器裝置42內(nèi)燃機43其它的電連接44附加的電連接45變速器46其它的變速器
47分離離合器48共同的冷卻回路49燃料電池
50換檔變速器51變速器殼體
權利要求
1.具有功率分流的無級變速器設備(1),所述功率分流在累加行星齒輪變速器(9)的區(qū)域內(nèi)進行,其中,所述累加行星齒輪變速器(9)的第一軸(8)能夠與驅(qū)動機(3)作用連接,其特征在于,所述累加行星齒輪變速器(9)的第二軸(12)能夠為了無級地改變傳動比而與電機(36 )連接,所述電機(36 )又能夠與電的能量源(38 )聯(lián)接。
2.根據(jù)權利要求I所述的無級變速器設備,其特征在于,所述電的能量源(38)具有燃料電池(49)。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的無級變速器設備,其特征在于,所述電的能量源(38)包括電機(37),所述電機(37)能夠與驅(qū)動機(3)、例如內(nèi)燃機(42)作用連接。
4.根據(jù)權利要求I至3之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述電的能量源(38)具有電存儲器裝置(41)。
5.根據(jù)權利要求I至4之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述驅(qū)動機(3)構(gòu)造為電機(36、37)。
6.根據(jù)權利要求5所述的無級變速器設備,其特征在于,實施為電機的所述驅(qū)動機(3)與所述能量源(38)電聯(lián)接,并且優(yōu)選地也與能夠與所述累加行星齒輪變速器(9)的所述第二軸(12)連接的所述電機(36)電聯(lián)接。
7.根據(jù)權利要求I至4之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述驅(qū)動機(3)實施為內(nèi)燃機。
8.根據(jù)權利要求I至7之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述驅(qū)動機(3)能夠通過摩擦鎖合的換檔元件(47)與所述累加行星齒輪變速器(9)的所述第一軸(8)連接。
9.根據(jù)權利要求3至8之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述電機(36、37)至少區(qū)域式地軸向地并排布置和/或徑向地交錯地布置。
10.根據(jù)權利要求I至9之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述累加行星齒輪變速器(9)的所述第一軸(8)是齒圈。
11.根據(jù)權利要求I至10之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述累加行星齒輪變速器(9)的所述第二軸(12)實施為太陽輪。
12.根據(jù)權利要求I至11之一所述的無級變速器設備,其特征在于,所述累加行星齒輪變速器(9)的第三軸(10)能夠與輸出裝置(4)聯(lián)接,并且優(yōu)選實施為行星齒輪架。
13.根據(jù)權利要求12所述的無級變速器設備,其特征在于,所述累加行星齒輪變速器(9)的所述第三軸(10)與換檔變速器(50)連接,所述換檔變速器(50)包括多個行星齒輪變速器裝置(18、19、20),所述多個行星齒輪變速器裝置的軸能夠為了呈現(xiàn)出不同的傳動比范圍通過優(yōu)選摩擦鎖合的換檔元件(21至24)彼此連接,在所述不同的傳動比范圍內(nèi)所述傳動比能夠各通過所述累加行星齒輪變速器(9)和與其連接的電機(36)無級地改變。
14.根據(jù)權利要求13所述的無級變速器設備,其特征在于,所述累加行星齒輪變速器(9)的所述第三軸(10)與所述換檔變速器(50)的第一行星齒輪變速器裝置(18)的第一軸(28 )連接,并且與所述換檔變速器(50 )的第二行星齒輪變速器裝置(19 )的第一軸(27 )連接。
全文摘要
本發(fā)明描述了具有功率分流的無級變速器設備(1),功率分流在累加行星齒輪變速器(9)的區(qū)域內(nèi)進行。累加行星齒輪變速器(9)的第一軸(8)能夠與驅(qū)動機(3)作用連接。累加行星齒輪變速器(9)的第二軸(12)能夠為了無級地改變傳動比而與電機(36)連接,電機(36)又能夠與電的能量源(38)聯(lián)接。
文檔編號F16H3/72GK102844588SQ201180018731
公開日2012年12月26日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權日2010年4月14日
發(fā)明者格哈德·貝利, 于爾根·波倫茨, 卡爾·格拉德 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司