用于机动车的变速器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的变速器(G)，包括输入轴(GW1)、输出轴(GW2)、前置副齿轮组(VRS)、主齿轮组(HRS)、具有可旋转的转子(R)和抗旋转的定子(S)的电机(EM)以及至少三个切换元件，前置副齿轮组(VRS)的构造用于提供减小的转速(n2)的轴是通往主齿轮组(HRS)四个轴(W1、W2、W3、W4)的第一轴的可切换第一功率路径的组成部分，输入轴(GW1)是通往主齿轮组(HRS)的四个轴的第二轴的可切换第二功率路径的组成部分，通过选择性成对地接合切换元件可确定主齿轮组四个轴的转速比，由此可在输入轴(GW1)和输出轴(GW2)之间产生多个可切换的前进挡(G1－G6)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机动车的变速器，包括输入轴、输出轴、前置副齿轮组、主齿轮组、具有可旋转的转子和抗旋转的定子的电机以及至少三个切换元件。本专利技术还涉及一种用于机动车的混合动力传动系。
技术介绍
变速器在此尤其是称为多级变速器，在其中，可在输入轴和输出轴之间通过切换元件优选自动切换多个挡位、即传动比。切换元件在此例如是离合器或制动器。这种变速器主要用于机动车中，以便以适合的方式使驱动单元的转速和扭矩输出特性适应车辆的行驶阻力。本申请人的专利申请DE 102013223427 A1描述了一种用于混合动力传动系的动力换挡变速器，其包括前置副齿轮组和主齿轮组，它们分别包括两个双耦合的行星齿轮组。前置副齿轮组构造用于提供两个与变速器输入轴转速相比减小的转速。电机转子在此与主齿轮组的按转速顺序的第一轴持续连接。本申请人的专利申请DE 102013223426 A1描述了一种用于混合动力传动系的变速器，其包括前置副齿轮组和主齿轮组，它们分别包括两个双耦合的行星齿轮组。前置副齿轮组构造用于提供一个与变速器输入轴的转速相比增大的转速和一个与变速器输入轴的转速相比减小的转速。电机转子在此与主齿轮组的按转速顺序的第一轴持续连接。在现有技术中公开的两种变速器中，电机转子连接到主齿轮组的按转速顺序的第一轴上。在上述专利申请的附图1所示的转速图中清晰可见，主齿轮组第一轴的转速通常仅具有低转速或者甚至抗旋转地固定。当第一轴抗旋转地固定时，该轴不能产生或吸收扭矩。当该轴 具有低转速时，电机必须具有相应大的尺寸，以便能够输出规定功率所需的扭矩。这是不希望的，因为电机在行驶运行中应尽可能在每个挡位中用于输出和吸收功率、例如用于回收。在此电机应具有尽可能小的尺寸。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于提供一种用于机动车的变速器，其包括结构紧凑的电机，所述电机在变速器的每个挡位中用于吸收和输出功率。该任务通过权利要求1的特征来解决。有利的扩展方案由从属权利要求、说明书和附图给出。所述变速器包括前置副齿轮组、主齿轮组、具有可旋转的转子和抗旋转的定子的电机以及至少三个切换元件。主齿轮组包括第一和第二行星齿轮组，所述行星齿轮组总共具有四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴。主齿轮组因此构造为所谓的双行星架－四轴变速器。双行星架－四轴变速器可理解为这样的行星齿轮变速器，其包括两个通过正好两个联接轴在运动学上耦合的单行星齿轮组并且其四个元件(“轴”)对于其它变速器元件而言可自由接近。联接轴在此被定义为第一单行星齿轮组的一个元件、即太阳轮、行星架或齿圈与第二单行星齿轮组的一个元件、即太阳轮、行星架或齿圈之间的持续机械连接。单行星齿轮组的数量和自由轴的数量不通过变速器的视觉外观、而是通过其运动学定义。通常使用变速器的转速图、如由变速器理论已知的库茨巴赫图(Kutzbachplan)来图形显示变速器的运动学。前置副齿轮组构造用于在其一个轴上提供相对于输入轴转速增大的转速并且在其另一轴上提供相对于输入轴转速减小的转速。纯机械地提供不同转速，由此可固定地预规定前置副齿轮组的轴之间的传动比。这例如通过下述方式来解决：将前置副齿轮组构造为双行星架－四轴变速器，其中前置副齿轮组的按转速顺序的第一轴持续抗旋转地 固定。前置副齿轮组的按转速顺序的第三轴与输入轴持续连接。前置副齿轮组的按转速顺序的第二轴提供与输入轴相比减小的转速。前置副齿轮组的按转速顺序的第四轴提供与输入轴相比增大的转速。前置副齿轮组的该设计仅被视为示例性的。作为替代方案，前置副齿轮组也可通过两个圆柱齿轮级构成，它们在两个副轴上提供增大或减小的转速。前置副齿轮组的构造用于提供与输入轴转速相比减小的转速的轴构成通往主齿轮组四个轴的第一轴的可切换第一功率路径的组成部分。输入轴本身是通往主齿轮组四个轴的第二轴的可切换第二功率路径的组成部分。换言之，所述至少三个切换元件之一设置在主齿轮组四个轴的第一轴和前置副齿轮组的提供减小的转速的轴之间。所述至少三个切换元件的另一个直接设置在输入轴和主齿轮组四个轴的第二轴之间。第一和第二功率路径可切换。当配置给功率路径的切换元件打开时，该功率路径不传输功率。通过选择性成对地接合切换元件可确定主齿轮组四个轴的转速比。由此可在输入轴和输出轴之间产生多个可切换的前进挡。换言之，在每个前进挡中正好闭合两个切换元件。通过闭合两个切换元件确定齿轮组四个轴的转速比。根据本专利技术，电机转子与前置副齿轮组的构造用于提供与输入轴转速相比增大的转速的轴持续连接。由此在输入轴和电机转子之间产生固定的、与挡位无关的传动比，并且转子的转速始终高于输入轴的转速。因此，转子可以更高转速运行以便产生或吸收规定功率。这允许减小的电机结构方式。由于转子与前置副齿轮组的一个轴持续连接，该轴与输入轴具有固定的传动比，因此转子始终具有一个转速，即使当输入轴也具有一个转速时。由此确保转子在行驶运行中在每个挡位中都具有一个转速并且因此用于产生和吸收功率。优选变速器为了产生前进挡总共包括五个切换元件。主齿轮组的第一轴能通过五个切换元件的第三切换元件抗旋转地固定，其方式是，第一轴经由第三切换元件与壳体或变速器的另一抗旋转的构件连接。 此外，主齿轮组的第一轴能通过五个切换元件的第二切换元件与前置副齿轮组的构造用于提供与输入轴转速相比减小的转速的轴连接。主齿轮组的第二轴能通过五个切换元件的第四切换元件抗旋转地固定，其方式是，第二轴经由第四切换元件与壳体或变速器的另一抗旋转的构件连接。此外，主齿轮组的第二轴能通过五个切换元件的第五切换元件与输入轴连接。主齿轮组的第三轴与变速器的输出轴持续连接。主齿轮组的第四轴能通过五个切换元件的第一切换元件与输入轴连接或与前置副齿轮组的构造用于提供与输入轴转速相比减小的转速的轴连接。切换元件在主齿轮组轴、前置副齿轮组轴、输入轴和壳体之间的这种配置允许形成至少六个不成组切换的前进挡并且因此特别适合用于机动车中。通过选择性地操作五个切换元件可在输入轴和输出轴之间自动切换至少六个前进挡。第一前进挡通过闭合第一切换元件和第四切换元件形成。第二前进挡通过闭合第一切换元件和第三切换元件形成。第三前进挡通过闭合第一切换元件和第二切换元件形成。第四前进挡通过闭合第一切换元件和第五切换元件形成。第五前进挡通过闭合第二切换元件和第五切换元件形成。第六前进挡通过闭合第三切换元件和第五切换元件形成。通过将第一至第五切换元件配置给各个前进挡，在适合地选择主齿轮组行星齿轮组的固定传动比和前置副齿轮组的传动比时可实现特别适合用于机动车的传动比顺序。此外，两个相邻的挡位始终具有一个在这两个挡位中闭合的切换元件。因此，在向相邻挡位切换的过程中只需打开一个切换元件并且闭合一个切换元件。这简化了切换过程并且缩短了切换时间。此外，该换挡图允许通过双作用致动器操作不同时被操作的切换元件、如第四和第五切换元件。根据一种实施方式，通过闭合第二切换元件和第四切换元件在输入轴和输出轴之间形成倒挡。倒挡仅可选地设置，因为倒挡也能通过使电机逆着优选旋转方向运行且挂入一个前进挡来形成。但如不能提供电机运行，则可如此机械形成的倒挡对于机动车的功能是有利的。优选第一切换元件构造为形锁合的切换元件。形锁合的切换元件 在闭合状态中通过形锁合建立连接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车的变速器(G)，包括输入轴(GW1)、输出轴(GW2)、前置副齿轮组(VRS)、主齿轮组(HRS)、具有可旋转的转子(R)和抗旋转的定子(S)的电机(EM)以及至少三个切换元件(A、B、C、D、E)，－主齿轮组(HRS)包括第一和第二行星齿轮组(P1、P2)，第一和第二行星齿轮组总共具有四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴(W1、W2、W3、W4)，－前置副齿轮组(VRS)构造用于在其一个轴上提供相对于输入轴(GW1)转速(n0)增大的转速(n1)并且在其另一轴上提供相对于输入轴(GW1)转速(n0)减小的转速(n2)，并且在这些转速(n0、n1、n2)之间存在多个固定传动比，－前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供减小的转速(n2)的轴是通往主齿轮组(HRS)四个轴(W1、W2、W3、W4)之中的第一轴的可切换的第一功率路径的组成部分，－输入轴(GW1)是通往主齿轮组(HRS)四个轴(W1、W2、W3、W4)之中的第二轴的可切换的第二功率路径的组成部分，－通过选择性成对地接合切换元件(A、B、C、D、E)能确定主齿轮组(HRS)的四个轴(W1、W2、W3、W4)的转速比，由此能在输入轴(GW1)和输出轴(GW2)之间产生多个可切换的前进挡(G1－G6)，其特征在于，电机(EM)转子(R)与前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供增大的转速(n1)的轴持续连接。...

【技术特征摘要】
2015.05.11 DE 102015208673.91.一种用于机动车的变速器(G)，包括输入轴(GW1)、输出轴(GW2)、前置副齿轮组(VRS)、主齿轮组(HRS)、具有可旋转的转子(R)和抗旋转的定子(S)的电机(EM)以及至少三个切换元件(A、B、C、D、E)，－主齿轮组(HRS)包括第一和第二行星齿轮组(P1、P2)，第一和第二行星齿轮组总共具有四个按转速顺序称为第一、第二、第三和第四轴的轴(W1、W2、W3、W4)，－前置副齿轮组(VRS)构造用于在其一个轴上提供相对于输入轴(GW1)转速(n0)增大的转速(n1)并且在其另一轴上提供相对于输入轴(GW1)转速(n0)减小的转速(n2)，并且在这些转速(n0、n1、n2)之间存在多个固定传动比，－前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供减小的转速(n2)的轴是通往主齿轮组(HRS)四个轴(W1、W2、W3、W4)之中的第一轴的可切换的第一功率路径的组成部分，－输入轴(GW1)是通往主齿轮组(HRS)四个轴(W1、W2、W3、W4)之中的第二轴的可切换的第二功率路径的组成部分，－通过选择性成对地接合切换元件(A、B、C、D、E)能确定主齿轮组(HRS)的四个轴(W1、W2、W3、W4)的转速比，由此能在输入轴(GW1)和输出轴(GW2)之间产生多个可切换的前进挡(G1－G6)，其特征在于，电机(EM)转子(R)与前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供增大的转速(n1)的轴持续连接。2.根据权利要求1所述的变速器(G)，其特征在于，所述变速器(G)为了产生前进挡(G1－G6)总共包括五个切换元件(A、B、C、D、E)，其中，主齿轮组(HRS)的第一轴(W1)能通过第三切换元件(C)抗旋转地固定并且能通过第二切换元件(B)与前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供减小的转速(n2)的轴连接，－主齿轮组(HRS)的第二轴(W2)能通过第四切换元件(D)抗旋转地固定并且能通过第五切换元件(E)与输入轴(GW1)连接，－主齿轮组(HRS)的第三轴(W3)与输出轴(GW2)持续连接，并且－第四轴(W4)能通过第一切换元件(A)与输入轴(GW1)连接或与前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供减小的转速(n2)的轴连接。3.根据权利要求2所述的变速器(G)，其特征在于，－第一前进挡(G1)通过闭合第一切换元件(A)和第四切换元件(D)形成，－第二前进挡(G2)通过闭合第一切换元件(A)和第三切换元件(C)形成，－第三前进挡(G3)通过闭合第一切换元件(A)和第二切换元件(B)形成，－第四前进挡(G4)通过闭合第一切换元件(A)和第五切换元件(E)形成，－第五前进挡(G5)通过闭合第二切换元件(B)和第五切换元件(E)形成，－第六前进挡(G6)通过闭合第三切换元件(C)和第五切换元件(E)形成。4.根据权利要求2或3所述的变速器(G)，其特征在于，倒挡(R1)通过闭合第二切换元件(B)和第四切换元件(D)形成。5.根据权利要求2至4中任一项所述的变速器(G)，其特征在于，第一切换元件(A)构造为形锁合的切换元件、尤其是构造为牙嵌切换元件。6.根据权利要求2至5中任一项所述的变速器(G)，其特征在于，第四切换元件(D)构造为牙嵌切换元件。7.根据前述权利要求中任一项所述的变速器(G)，其特征在于，前置副齿轮组(VRS)包括第三和第四行星齿轮组(P3、P4)，所述第三和第四行星齿轮组构成具有组合齿圈(E33、E34)的拉威挪齿轮组，其中，－构造为正传动比齿轮组的第四行星齿轮组(P4)的太阳轮(E14)持续抗旋转地固定，－第三和第四行星齿轮组(P3、P4)的共同的行星架(E23、E24)与输入轴(GW1)持续连接，－构造为负传动比齿轮组的第三行星齿轮组(P3)的太阳轮(E13)与转子(R)持续连接，并且－第三和第四行星齿轮组(P3、P4)的组合齿圈(E33、E34)是前置副齿轮组(VRS)的那个构造用于提供减小的转速(n2)的轴的组成部分。8.根据权利要求1至6中任一项所述的变速器(G)，其特征在于，前置副齿轮组(VRS)包括第三和第四行星齿轮组(P3、P4)，所述第三和第四行星齿轮组构成具有组合太阳轮(E13、E14)的拉威挪齿轮组，其中，－第三和第四行星齿轮组(P3、P4)的组合太阳轮(...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·齐默，S·贝克，M·布雷默，M·霍恩，J·卡尔滕巴赫，J·金，J·莫罗，E·明赫，J·帕夫拉克维奇，S·沙尔，V·瓦特，M·维克斯，U·格里斯迈尔，R·库贝尔齐克，
申请(专利权)人：腓特烈斯港齿轮工厂股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE