CN102802986A - 车辆的传动系 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节省燃料的变速器-发动机装置，其具有双发动机和设有两个变速器输入轴的变速器。

Description

车辆的传动系

技术领域

本发明涉及车辆的传动系及用于操作该传动系的方法并尤其涉及一个变速器-发动机装置。

背景技术

为了降低内燃机的燃料损耗，有利的是：内燃机可构成用于恒定负载或用于相对窄的功率范围，以致可实现相应的优化。但这通常不可转用在公知的用于车辆的驱动装置上。

在DE 3 145 381 A1中公开了一个用于节省燃料的变速器-发动机装置，其中一个内燃机被分成两个或多个独立的部分内燃机，其方式是曲轴被分成两个或多个部分曲轴，它们被构成为可根据所需的转矩来接入。

这种用于节省燃料的变速器-发动机装置也给出在图4中，它表示具有部分曲轴1及2的一个分开的曲轴，其中部分曲轴1可通过离合器接到部分曲轴2上。在第一低负载区域中该变速器-发动机装置可用包含部分曲轴2的发动机4工作。由该发动机4产生的转矩通过主离合器5传递到变速器6的变速器输入轴7上。与相应的变速级相关地该转矩继续传递动变速器输出轴8上。

在提高功率要求的情况下发动机9通过离合器接入，其中发动机4及9的总转矩通过主离合器传递到变速器6上。

这种将一个发动机分成两个或多个独立的发动机4，9的主要优点在于：这些发动机可工作在更好的燃耗比下。

在根据图3的表中给出了与每两个不同额定功率相关的不同发电机的燃耗的比较。如从这些例子中可看出的，各个内燃机的燃耗随着功率输出(额定功率)而升高。这意味着，在使用根据图4的方案的多个小内燃机的情况下燃耗优于使用大发动机的车辆。该效果在现今使用的车辆上有很强的表现，因为在现今中等水平的车辆上平均调用的功率低于装置功率可大于系数10。

但图3中所示的为了节省燃料在发动机中设有分开的曲轴及将所产生的转矩通过一个连接部分传递到变速器的变速器-发动机装置具有一个比较复杂的结构。与一个双离合器组合则需要三个离合器，由此使耗费及由此形成的成本以及所需的结构空间比传统的系统有所增高。

发明内容

因此本发明的任务在于，给出一种用于节省燃料的变速器-发动机装置，借助它可使其耗费、成本及结构空间比上述的公知的现有技术有所下降。

根据本发明该任务将通过具有两个可相互无关地工作的驱动单元及一个设有两个变速器输入轴及一个共同的变速器输出轴的双离合器变速器的变速器-发动机来解决，其中第一驱动单元可通过第一离合器与第一变速器输入轴连接及第二驱动单元可通过第二离合器与第二变速器输入轴连接，及其中第一变速器输入轴与变速器输出轴构成第一子变速器及第二变速器输入轴与变速器输出轴构成第二子变速器，并由第一驱动单元产生的转矩及由第二驱动单元产生的转矩可相互无关地导入共同的变速器输出轴上及在那里可组合成一个总转矩。

根据本发明的双发动机与变速器在部分负载时包括一个明显改善的工作点，因为对于总转矩在理论上必需的驱动机被分成两个独立的发动机，它们可彼此无关地产生转矩，然后各通过双离合器变速器的一个子变速器将转矩传递给共同的变速器输出端。这样形成的该双发电机与变速器装置的燃耗优点也可从图3中示范表示的表中看出。

本发明还提出：使用具有两个输入端的负载换挡变速器及每个输入端与一个独立的驱动单元(内燃机和/或电动机)连接。以此方式可使两个驱动单元交替地或同时地工作。由此可实现：视负载而定这些驱动单元可运行在更好的燃耗比点上并由此使燃耗下降10％至30％。与公知的曲轴分开的现有技术相比我们总可节省一个离合器及一个双离合器可通过两个小的用于半发动机转矩的单离合器来来替代。

根据一个优选实施例，双离合器变速器的第一子变速器包括奇数挡及第二子变速器包括偶数挡。

最好在两个子变速器中每个最小的变速级在其变速比上相互接近，由此在其两个驱动单元工作的工作状态中，尤其在重载起动时能耗可分配在两个离合器上。在本发明的变速器-发动机装置中第一驱动单元和/或第二驱动单元可为内燃机和/或电动机。在此情况下在内燃机与子变速器之间设有一个离合器，尤其一个具有干式摩擦配合的单离合器。在两个驱动单元为内燃机的情况下，这两个内燃机可具有一个共同的冷却回路。

根据另一优选的实施例两个驱动单元中的一个被构成内燃机，其中在内燃机与所属的子变速器之间设有一个离合器，尤其一个具有干式摩擦配合的单离合器，及其中另一驱动单元为电动机。

此外有利的是，其中至少一个驱动单元被构成由一个内燃机及一个电动机组成的机组。

根据一个特别优选的实施例一个或多个(视以上实施方案的选择而定)内燃机被构成一个或多个双汽缸对置式发动机。

根据另一优选实施例第一驱动单元及第二驱动单元被构成电动机，它们直接地与各个子变速器内所属的变速器输入轴连接。

上述变速器-发动机装置可优选地使用在自动换挡变速器或自动变速器的情况下。

在手动换挡变速器的情况下(对以上变速器-发动机装置变换地)根据本发明的任务将通过具有两个可相互无关地工作的驱动单元及一个设有一个变速器输入轴及一个变速器输出轴的手动换挡变速器的变速器-发动机装置来解决，其中第一驱动单元可通过第一离合器与变速器输入轴连接及第二驱动单元可通过第二离合器与变速器输入轴连接，及其中由第一驱动单元产生的转矩及由第二驱动单元产生的转矩可相互无关地导入共同的变速器输出轴上及在那里可组合成一个总转矩。

并且在该替代的变速器-发动机装置上也设有两个输入端，它们各与一个独立的发动机(内燃机和/或电动机)相连接，以致在该构型中也可实现：两个发动机交替地或同时地工作。相应地可实现上述的燃耗优点。此外例如可使用两个小的用于半转矩的单离合器，以致耗费/成本及结构空间可比公知的曲轴分开方案有所减小。

上述任务在方法技术的角度上可通过用于驱动变速器-发动机装置的方法来解决，其中驱动单元在部分负载时交替地或仅一个驱动单元工作及在满负载时这些驱动单元共同地工作。在子变速器的各个变速器级之间换挡期间可短时地提高保留在力传递路径中的驱动单元的转矩，以避免或减小牵引力的下降。

以下借助优选实施例并结合附图来详细描述本发明。

附图说明

图1：具有两个双汽缸对置式发动机及具有一个负载换挡变速器(双离合器变速器)的变速器-发动机装置，

图2：具有两个双缸对置式发动机及具有手动换挡变速器的变速器-发动机装置，

图3：不同发动机的燃料损耗的比较，及

图4：具有曲轴离合器的一个汽缸对置式发动机。

具体实施方式

图1中表示具有两个可相互无关地操作的驱动单元及一个双离合器变速器(即具有一个带变速器的双发动机)的变速器-发动机装置的第一实施例。

该变速器-发动机装置包括一个第一驱动单元10，在这里它被构成双汽缸对置式发动机10。因为这种双汽缸对置式发动机其本身是公知的，故省略了对该驱动单元例子的详细描述。

这里的变速器-发动机装置还包括一个第二驱动单元11，在这里它也被构成双汽缸对置式发动机。

但该两个双汽缸对置式发动机的优选应用不被理解为强制性的。而是也可使用其它的内燃机或电动机或由内燃机与电动机的组合来作为第一驱动单元10和/或第二驱动单元11。

汽缸对置式发动机10可通过离合器11与一个子变速器13的变速器输入轴14连接。驱动单元11则可通过离合器12与第二子变速器15的变速器输入轴16连接。

与此相应地负载换挡变速器的两个子变速器13，15可通过离合器11，12各与一个驱动机10，11连接。作为这些驱动机各可设置内燃机和/或电动机。如果设置内燃机作为两个可原始驱动的驱动单元，则可以具有一个共同的冷却回路，由此可用简单的方式来保证一个待调节的工作温度。

如果已具备了一个电动机，则该电动机也可被用作两个内燃机的起动机。如果不设有电动机，则可在这些内燃机的一个上设置一个起动电动机及作为用于两个内燃机的起动机。

如果设置内燃机作为一个或多个驱动机，则必需使用离合器11，12，其中每个离合器可构成单离合器。如果使用电动机作为驱动机，则这些电动机也可无离合器地直接连接在变速器输入轴14，16上。

这里在子变速器13中设置了奇数的挡1，3，5，7及在另一子变速器15设置了偶数的挡2，4，6，8，其中挡的数目可任意地适配相应的应用。

这里两个第一挡1及2在其传动比上彼此接近，因此当两个驱动单元工作时，在重载起动时消耗的能量正好可分配在两个(最好被构成单离合器的)离合器上。

这里两个子变速器13，15及两个起动离合器11，12各对于一个驱动单元(即这里为双汽缸对置式发动机)来设计，而变速器输出部分(即变速器输出轴17及差动装置18)则对于两个驱动单元的总转矩来设计。

根据相应的应用情况也可使用多于两个的变速器输入端或多于两个的驱动单元。

驱动单元10，11在部分负载时最好交替地而在满负载时共同地工作。

最好在换挡期间使保持力传递的发动机产生的转矩短时地升高，以避免牵引力的下降或使其下降。

驱动单元10，11也可具有不同的功率。

根据图2中所示的一个变速器-发动机装置的实施例，该装置正好可用于手动换挡装置或手动换挡变速器，也可设置一个第一驱动单元10及一个第二驱动单元11，在这里它们被构成双汽缸对置式发动机。驱动单元10，11可通过离合器(最好单离合器11，12)与一个共同的变速器输入轴20相连接。在该共同叠加驱动单元10，11的总转矩的变速器输入轴与一个共同的变速器输出轴21之间设有多个挡级。通过一个输出齿轮使变速器输出轴与一个差动装置22相连接。

因此根据图2的双离合器变速器包括一个对于两个驱动单元共同的输入轴20及一个共同的输出轴21，其中共同的变速器输入轴20与两个离合器11，12相连接。与此相应地根据图2的双离合器变速器也具有两个变速器输入端，尽管仅设有一个共同的变速器输入轴。如以上结合图1所讨论的其它所有的特征也可用于根据图2的实施例。与此相应地根据图1及2的两个实施例所共同的是：一个驱动机被分成两个独立的驱动单元及它们通过一个具有两个变速器输入端的变速器与一个共同的变速器输出端连接，以便与一个驱动机相比较在部分负载时可达到更好的工作点。

特别有利的是，在加速过程中使用这些驱动单元的一个及设置来用于加速的该驱动单元其参数被设计得明显大于用于稳定行驶运行的驱动单元及参数被设计得小的驱动单元被使用在小负载的范围中。

在上述实施例中对两个发动机的控制总是这样地进行，以致总功率符合驾驶员的需要。如果一个发动机就能覆盖功率需要，则这些发动机最好交替地工作。在换挡期间可(并非“一定要”)提高总功率，以补偿离合器损耗。由此可避免在现有技术中在换挡期间不可避免的功率下降。

如果通过一个发动机不再能覆盖驾驶员的功率需要，则我们可将本变速器的控制与两个并列换挡的四挡自动换挡变速器(ASG)的控制相比较。如果驾驶员需要功率的80％，则上述变速器的两个变速器半部分各独立地(设有牵引力中断)以40％的发动机功率工作。因为对于两个变速器半部分的换挡点最好同样地选择，故自动地得到一个交替的换挡序列。

附图标记清单

1曲轴

2曲轴

3离合器

4发动机

5主离合器

6变速器

7变速器输入轴

8变速器输出轴

9发动机

10因子

11驱动单元

12离合器

13子变速器

14变速器输入轴

15第二子变速器

16变速器输入轴

17变速器输出轴

20变速器输入轴

21变速器输出轴

22差动装置

23起动机

Claims (13)

1.变速器-发动机装置，具有两个可相互无关地工作的驱动单元及一个设有两个变速器输入轴及一个共同的变速器输出轴的双离合器变速器，

其中，第一驱动单元可通过第一离合器与第一变速器输入轴连接及第二驱动单元可通过第二离合器与第二变速器输入轴连接，

其中，该第一变速器输入轴与该变速器输出轴构成第一子变速器及该第二变速器输入轴与该变速器输出轴构成第二子变速器，由该第一驱动单元产生的转矩及由该第二驱动单元产生的转矩可相互无关地导入该共同的变速器输出轴及在那里可组合成一个总转矩。

2.根据权利要求1的变速器-发动机装置，其中，所述第一子变速器包括奇数挡及所述第二子变速器包括偶数挡。

3.根据权利要求1或2的变速器-发动机装置，其中，在所述两个子变速器中每个最小的变速级在其变速比上相互接近，由此在两个驱动单元工作的工作状态中，尤其在重载起动时能耗可分配在两个离合器上。

4.根据权利要求1至3中任一项的变速器-发动机装置，其中，所述第一驱动单元和/或所述第二驱动单元为内燃机和/或电动机。

5.根据权利要求4的变速器-发动机装置，其中，在内燃机与子变速器之间设有一个离合器，尤其一个具有干式摩擦配合的单离合器。

6.根据权利要求4或5的变速器-发动机装置，其中，在两个驱动单元为内燃机的情况下，这两个内燃机具有一个共同的冷却回路。

7.根据权利要求1至6中任一项的变速器-发动机装置，其中，所述驱动单元中的一个被构成内燃机，在该内燃机与所述子变速器之间设有一个离合器，尤其一个具有干式摩擦配合的单离合器，另一驱动单元为电动机。

8.根据权利要求1至7中任一项的变速器-发动机装置，其中，所述驱动单元中的至少一个驱动单元被构成由一个内燃机及一个电动机组成的机组。

9.根据权利要求4至8中任一项的变速器-发动机装置，其中，所述一个或所述多个内燃机被构成双汽缸对置式发动机。

10.根据权利要求3的变速器-发动机装置，其中，所述第一驱动单元及所述第二驱动单元为电动机，它们直接地与各个子变速器内部的变速器输入轴连接。

11.变速器-发动机装置，具有两个可相互无关地工作的驱动单元及一个设有一个变速器输入轴及一个变速器输出轴的换挡变速器，尤其手动换挡变速器，

其中，第一驱动单元可通过第一离合器与该变速器输入轴连接及第二驱动单元可通过第二离合器与该变速器输入轴连接，

其中，由该第一驱动单元产生的转矩及由该第二驱动单元产生的转矩可相互无关地导入共同的该变速器输入轴上及在那里可组合成一个总转矩。

12.用于驱动根据权利要求1至11中任一项的变速器-发动机装置的方法，其中，所述驱动单元在部分负载时交替地工作及在满负载时共同地工作。

13.尤其根据权利要求12的方法，其中，在所述子变速器的各个变速器级之间换挡期间，短时地提高保留在力传递路径中的驱动单元的转矩，以避免或减小牵引力的下降。

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