本发明专利技术将并联式混合动力电动车辆的分离式离合器和电动机在自动变速器的湿区内重新定位，以使采用电动机和变速器总成的传动线紧凑并有效地重新配置。传动壳置于发动机输出与分离式离合器输入之间，其围绕变矩器以使变矩器能够独立于发动机输出轴移动。所得到的结构是紧凑的并且提供了良好的结构支承以及用于分离式离合器和电动机的冷却。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及混合动力电动车辆以及所用的电动机/变速器总成。
技术介绍
混合动力电动车辆(HEVs)具有内燃发动机和电动机，它们可以交替地或以结合的方式用于推进车辆。多种不同的传动系使用在混合动力车辆中。本专利技术涉及并联配置，其中发动机通过分离式离合器连接至电动机，电动机驱动自动液力变速器的变矩器输入。液力变速器具有连接至与车辆的两个驱动轮耦接的差速器的输出。本领域已知这种并联混合动力电动车辆的传动链功率流布置。HEV设计者面临的问题是如何冷却分离式离合器以及电动机的转子和定子部分。已经提出了各种基于空气和液体的冷却系统；然而，大部分系统都是昂贵的并且当试图将非混合动力车辆转换成混合动力运行方式时造成组装问题。需要将分离式离合器、电动机、变矩器和自动变速器以紧凑方式包装，以便传统车辆可以以相对较低的成本以及很少的车辆车身变动或根本不存在车辆车身变动来重新配置为混合动力系统。
技术实现思路
本专利技术涉及新颖的混合动力电动车辆以及多个新颖的部件和子部件，其特别适合重新定位自动变速器的湿侧内的分离式离合器和电动机。这在不改变发动机、分离式离合器、电动机、变矩器、变速器串联连接的传统功率流的情况下完成。本专利技术提供了将发动机连接至重新定位在自动变速器外壳中的分离式离合器的输入侧的传动壳，而并非如典型地在非混合动力车辆中的将变矩器直接连接至发动机。传动壳构成了大小足够自由容纳变矩器的环形腔。电动机也位于自动变速器的湿区中，该湿区优选地环轴围绕分离式离合器。电动机的转子连接至分离式离合器的输出。分离式离合器输出和转子都耦接至与变矩器的输入涡轮连接的转子轴。变矩器定子和输出涡轮分别连接至管状定子轴和变速器输入轴。变速器输入轴、定子轴、转子轴以及分离式离合器毂(hub)都彼此同心，并且可以通过自动变速器外壳前侧的环形开口加以利用。与传统变矩器类似，变矩器和传动壳可以可移除地安装在变速器外壳的前面。将传动壳连接至安装板，而不是将变矩器连接至发动机安装板。变矩器在传动壳腔内相对于传动壳自由旋转，形成紧凑且轴向较短的电动机/变速器总成。通过将分离式离合器和电动机同轴置于自动变速器的湿区的前部，变速器液压流体泵、相关的泵和管道系统可以以轴向长度上相对较小的增加来冷却分离式离合器和电动机的转子和定子部分。虽然总体上与传统变矩器类似，但是为了实施本专利技术对变矩器进行了独特的改造。由于变矩器不连接至发动机安装板，所以变矩器的壳上没有提供安装螺柱。而是提供中心轴向轴承组件，其与具备相应的轴承组件的发动机安装板协作以径向地支承变矩器并轴向地限制向前方向的移动。变矩器内是面向推力轴承组件的背部，其与变速器输入轴的自由端协作以限制变矩器在向后的方向上轴向移动。为了实施本专利技术，变速器外壳优选也进行独特的改造。变速器外壳包括部分定义封闭的湿区的湿外壳和和变矩器外壳，其改造为一侧固定在湿外壳上并且另一侧固定在发动机组上。变矩器外壳具有在湿腔与干燥腔之间形成边界的后壁，其中变矩器和传动壳被定向。后壁定义了环形孔，其与分离式离合器输入毂协作，与电动机的相关转子部分及分离式离合器输出毂一起，支承输入毂和转子轴。附图说明图1是具有并联功率流设计的混合动力电动车辆的示意图；图2是本专利技术中重新定位的分离式离合器和电动机的简化示意图；图3是本专利技术的自动电动机/变速器总成的简化横截面视图；图4a是本专利技术的自动电动机/变速器总成更详细的横截面侧面立视图；图4b是图4a的电动机/变速器总成的符号图；图4c是六个前进挡和倒车挡各自的离合器应用表；图5是处于与分离式离合器和电动机协作中的变矩器的横截面的放大视图；图6是分离式离合器和电动机的放大视图；图7是安装板变矩器上的发动机输出和变速器输入轴的放大视图，其示出了它们的轴向方向；图8是用于实施本专利技术的安装板的透视图；图9是用于实施本专利技术的变矩器的透视图；图10是传动壳的透视图；图11是具有包载扭矩变换器的传动壳的可选的实施例的视图。具体实施例方式图1说明了混合动力电动车辆10，其以并联型混合动力电动传动系示意地表示。混合动力电动车辆具备具有连接至驱动电动机16的分离式离合器14的旋转输出的发动机12。电动机的输出连接至变矩器18的输入，变矩器的输出连接至自动变速器20的输入轴。在传统方式中，自动变速器由差速器24连接至驱动轮22、22’。在示意图中，混合动力电动车辆10具备一对非驱动轮，然而，可选地，可以利用分动器和第二差速器来实际驱动车辆所有的车轮。发动机、分离式离合器、电动机、变矩器和自动变速器顺序地串联连接，如图1中所示。在图2中示意地说明的混合电动车辆10’中的电动机/变速器总成26在保持与图1中所示相同功率流的同时重新装配传动部件。发动机12通过形成环形室(其足够大到围绕变矩器18延伸)的传动壳28机械地连接至分离式离合器14上面的输入侧。分离式离合器14的输出连接至电动机16，电动机进而连接至变矩器18的叶轮“I”。传动壳28的使用允许分离式离合器和电动机位于自动变速器外壳的湿侧内。涡轮“T”连接至变矩器18的输出，变矩器以传统方式连接至自动变速器的输入轴。本专利技术可以使用广泛多样的自动变速器来实施。这里所述的变速器的优选的实施例是六种挡速、三个行星齿轮组、五个离合器的设计；具有更少或更多速度以及不同的机械构造的可选的变速器结构同样可以受益于本专利技术。图3中示出了电动机/变速器总成26的更详细、但很简单的说明。发动机具备以传统方式用螺栓固定在安装板32上的曲轴输出凸缘30。安装板32固定在直径足够环绕变矩器并且连接至分离式离合器14的输入毂(hub) 34的传动壳28上，而不是连接至变矩器的壳。分离式离合器的输出固定在电动机16的转子“R”部分上，并进而连接至转子轴36。转子轴36同轴嵌套在分离式离合器输入毂34内，并且延伸至定义变速器的湿区域的变速器外壳的壁部上的环形开口。转子轴36连接至变矩器18的叶轮“I”，叶轮进而驱动连接至变速器输入轴38的涡轮T。在转子轴36的内径与变速器输入轴38的外周之间同轴隔开的是定子轴40，其相对于变速器外壳是固定的并且支承位于变矩器18内的定子元件S。优选地，电动机/变速器总成的壳体由部分地定义封闭的湿区腔的湿外壳42，以及改造成固定在湿外壳42和发动机组46上的变矩器外壳44组成。变矩器外壳44优选地具备在变速器中心线上具有环形轴向开口 50的后壁48。后壁48在变速器外壳中的湿区腔与干燥腔之间形成物理边界。变矩器18和传动壳28如图所示位于干燥区。后壁48与分离式离合器输入毂34协作,分离式离合器输入毂进而支承电动机转子轴36和相关的电动机16的转子部分R。电动机/变速器总成具备用于在变速器外壳的湿区内定向的液压流体的泵P，并且其由转子轴36驱动。泵P提供加压的液压流体来操纵变速器传动系内的离合器和制动器以及操纵分离式离合器并且为离合器和电动机16提供冷却。类似地，分离式离合器和电动机共享用于变速器流体的共用机油箱52并且共享共用泵滤网54。自动变速器20具备输出轴56。图4a是电动机/变速器总成26的横截面侧面立视图。再次强调，本专利技术可以使用多种不同的变速器齿轮系配置，并且不限于所公开的六种挡速、三个行星齿轮组变速器。参考图4b的符号图，图4a中所示的多级变速器的优本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种总成，其特征在于，包含：封装分离式离合器、电动机和齿轮系的外壳；以及围绕变矩器的传动壳，该传动壳包括连接至发动机的输入、连接至分离式离合器输入的管状输出、分离式离合器以及位于变矩器与齿轮系之间的电动机。
【技术特征摘要】
2011.10.11 US 13/271,0441.ー种总成，其特征在于，包含 封装分离式离合器、电动机和齿轮系的外壳；以及 围绕变矩器的传动壳，该传动壳包括连接至发动机的输入、连接至分离式离合器输入的管状输出、分离式离合器以及位于变矩器与齿轮系之间的电动机。2.根据权利要求1的总成，其特征在于，变矩器具备管状输入轴、安装在与...
【专利技术属性】
技术研发人员：史蒂文·阿纳托尔·福莱特，史蒂文·杰拉尔德·托马斯，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：
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