專利名稱：帶有可接入的減速器的傳動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的帶有在變速器上的減速器的車用傳動系統(tǒng)。
除了汽車，特別是商用汽車的腳制動器外，該腳制動器通常是經(jīng)受磨損的摩擦制動器，立法者越來越多地要求并且汽車制造者越來越多地提供額外的，無磨損的減速裝置。
不僅在變速器或馬達上額外布置的流體動壓、流體靜壓或者電動制動裝置屬于減速器，而且變速器殼體內(nèi)的“整體式液力減速器(Intarder)”形式的系統(tǒng)也屬于減速器。
此外，減速器分為根據(jù)馬達轉(zhuǎn)速工作的初級減速器和根據(jù)車速工作的次級減速器。
在流體動壓減速器情況下，可使用油或水作為介質(zhì)，其中介質(zhì)穿過減速器，吸收熱能并排向冷卻裝置。盡管在大多數(shù)使用情況下使用油作為介質(zhì)，但從GB 330671中已經(jīng)獲知，為重型汽車的流體動壓制動裝置使用水作為介質(zhì)。
在流體動壓減速器情況下，通常轉(zhuǎn)子直接與一個變速器軸連接以對車輛進行制動。在初級減速器情況下，與驅(qū)動軸或者變速器輸入軸連接，在次級減速器情況下，與變速器輸出軸連接。定子通常固定在外殼上。通過或多或少地向減速器填充流過的介質(zhì)來實現(xiàn)制動作用。當轉(zhuǎn)子和定子未填充流體時，減速器通常未啟動。因為轉(zhuǎn)子在未啟動狀態(tài)也轉(zhuǎn)動，所以產(chǎn)生了軸承摩擦形式和特別空氣循環(huán)形式的摩擦。存在減少轉(zhuǎn)子和定子之間的空氣循環(huán)并由此減少空轉(zhuǎn)功率的裝置。但是減少的量是有限的。在未啟動狀態(tài)，根據(jù)轉(zhuǎn)速，減速器內(nèi)的摩擦導致功率損耗并因此導致燃料消耗增加。
從WO 86/02608中獲知一種傳動系統(tǒng)，其中流體動力減速器直接由變速器輸出軸驅(qū)動。減速器獨立于馬達轉(zhuǎn)速和變速器輸入軸轉(zhuǎn)速。由此在變速器換檔情況下，不產(chǎn)生牽引力中斷和扭矩變化。同時，減速器的傳動通過高傳動級提供了提高變速器輸出軸轉(zhuǎn)速和從而改善減速器作用的可能性。通過在減速器輸入軸和減速器本身之間布置的分離離合器，通常的交通工具中的減速器可斷開。盡管由此減少了在排空的流體動力減速器情況下也可能出現(xiàn)的損耗，但總是需要一個成本高的分離離合器。為將靜止的減速器與以較高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)的變速器軸連接，分離離合器必須具有同步裝置，該同步裝置用于以已知方式平衡構(gòu)件的轉(zhuǎn)速。為此需要例如錐體形結(jié)構(gòu)或者特別多片結(jié)構(gòu)的同步裝置，這種裝置成本高且昂貴。
本發(fā)明的任務在于提供一種帶有可接入的減速器的傳動系統(tǒng)和說明操作該系統(tǒng)的方法，其中所述傳動系統(tǒng)更簡單并且成本更低。
該任務通過帶有權(quán)利要求1特征的減速器和根據(jù)權(quán)利要求8的方法解決。從屬權(quán)利要求的主題給出了設計方案。
汽車傳動系統(tǒng)包括發(fā)動機，變速器，在發(fā)動機和變速器之間布置的分離離合器和設計為持續(xù)制動裝置的減速器。減速器可連接到變速器軸上。根據(jù)本發(fā)明，設置了非同步的爪形離合器以接入減速器，并且通過發(fā)動機和變速器之間的分離離合器實現(xiàn)減速器和從動變速器軸的轉(zhuǎn)速適應。
根據(jù)本發(fā)明用于操作該系統(tǒng)且用于接入汽車傳動系統(tǒng)中的減速器的方法，其中所述傳動系統(tǒng)帶有發(fā)動機，變速器，在發(fā)動機和變速器之間布置的分離離合器和由變速器軸驅(qū)動的構(gòu)造為持續(xù)制動裝置的減速器，包括方法步驟，即為接入減速器首先中斷變速器內(nèi)的扭矩傳遞，隨后建立分離離合器和減速器之間的抗扭連接，然后用分離離合器使減速器轉(zhuǎn)速適合變速器構(gòu)件轉(zhuǎn)速，其中在變速器內(nèi)扭矩中斷結(jié)束之后減速器應達到所述變速器構(gòu)件轉(zhuǎn)速。隨后變速器內(nèi)的扭矩中斷結(jié)束。
發(fā)動機和變速器之間的分離離合器最好是自動摩擦離合器，其打開和閉合過程根據(jù)預先給定的規(guī)則或者當前的計算結(jié)果自動進行。在一個有利的設計方案中，減速器是依賴變速器輸入轉(zhuǎn)速初級減速器，在另一個有利的設計方案中，減速器是依賴變速器輸出轉(zhuǎn)速的次級減速器。
在本發(fā)明的一個有利改進方案中，換檔離合器有多個換檔位置，在第一換檔位置，該換檔離合器實現(xiàn)通過分離離合器驅(qū)動的變速器軸和變速器輸出軸之間的抗扭連接。這是未接入減速器的正常行駛狀態(tài)。在第二換檔位置，實現(xiàn)通過分離離合器驅(qū)動的變速器軸和減速器之間的抗扭連接。在該換檔位置，變速器輸出軸與其它的變速器軸分開，減速器可通過分離離合器調(diào)整其轉(zhuǎn)速。在第三換檔位置，實現(xiàn)通過分離離合器驅(qū)動的變速器軸、變速器輸出軸和減速器之間的抗扭連接。在該換檔位置達到這樣的狀態(tài)，即在接入減速器的情況下，實現(xiàn)了通過分離離合器驅(qū)動的變速器軸和輸出軸之間的直接檔傳動，并且同時接入了減速器。
一個優(yōu)選的實施形式給出了通過高傳動級驅(qū)動的減速器。在本發(fā)明的一個特別有利的構(gòu)造中，在傳動系統(tǒng)的變速器輸出側(cè)設置了一個局部副變速器，其具有一個帶空檔位置的換檔離合器。在同步和接入減速器期間，換檔離合器處于空檔位置。
在未啟動狀態(tài)，減速器是靜止的，并且在關(guān)閉狀態(tài)不產(chǎn)生損耗。在通過手動操縱開關(guān)，特別是用于不同制動級的分級開關(guān)，或者手動操縱同樣分級的制動踏板來啟動減速器情況下，首先打開發(fā)動機和變速器之間的分離離合器，該分離離合器通常也是車輛的起動離合器。變速器內(nèi)扭矩傳遞中斷。這是例如通過將變速器換到空檔，或者在連接的局部副變速器內(nèi)換檔離合器打開并且扭矩傳遞中斷實現(xiàn)的。要與減速器連接的變速器軸的轉(zhuǎn)速下降，其中在必要時可通過另外的制動裝置，例如變速器制動器促進該轉(zhuǎn)速下降。達到爪形離合器接通所允許的轉(zhuǎn)速后，該轉(zhuǎn)速可以為零或者小轉(zhuǎn)速差，爪形離合器閉合并且減速器與變速器軸連接。
當要重新結(jié)束扭矩傳遞中斷時，分離離合器閉合，借助分離離合器使減速器和與其相連的變速器零件的轉(zhuǎn)速適應與當前車速或者車輛狀態(tài)相匹配的轉(zhuǎn)速。
在變速器內(nèi)隨后掛入與車速或者車輛狀態(tài)相匹配的檔位，并由此在變速器內(nèi)重新建立扭矩傳遞和能量流。
在接入減速器期間或之后，可通過改變減速器的工作介質(zhì)填充程度來實現(xiàn)由減速器產(chǎn)生制動力矩。在打開分離離合器的情況下，在牽引力中斷和扭矩傳遞中斷期間，可在需要時用變速器制動器使車輛總制動轉(zhuǎn)矩保持相同并且結(jié)束牽引力中斷。這還可通過借助制動器管理的自動接合實現(xiàn)。
通過排空減速器消除了制動力矩。通過打開變速器軸和減速器之間的爪形離合器，使減速器不再被驅(qū)動，保持靜止并不再產(chǎn)生損耗。
通過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)，大大避免了減速器產(chǎn)生空轉(zhuǎn)損耗。消除了否則就會產(chǎn)生的燃料額外消耗。在關(guān)閉狀態(tài)也可完全或者部分保持減速器填充工作介質(zhì)。由此為減速器填充和排空工作介質(zhì)的裝置必要時可以結(jié)構(gòu)簡單。為此例如可以省卻蓄壓器，可以為液壓控制設置小的泵，或者在帶氣動控制的減速器情況下，設置較小的空氣體積。
結(jié)合還具有自動離合器的自動變速器可以自動完成全部的功能。
下面借助附圖詳細解釋本發(fā)明，其中

圖1為車輛中的變速器的示意圖；圖2為初級減速器的第一配置；圖3為初級減速器的第二配置；圖4為次級減速器的第一配置；圖5為次級減速器的第二配置；圖6為根據(jù)圖4和5的換檔離合器；并且圖7為帶有局部副變速器的配置。
圖1示出了帶有驅(qū)動馬達4的車輛2的示意圖，其中驅(qū)動馬達通過分離離合器6作用在變速器8上。變速器8通過輸出軸10與差速器12連接，而差速器通過各個半軸14驅(qū)動車輪16。摩擦離合器6由致動器18操縱，而致動器通過信號線路20與控制器22連接。變速器8由變速器控制元件24操縱，該控制元件布置在變速器8的外殼60上并且通過線路28與控制器22連接。
圖2示出了帶有根據(jù)本發(fā)明第一配置的變速器8。變速器8的輸入軸30與分離離合器6連接，軸上可轉(zhuǎn)動地布置有齒輪32，該齒輪可用構(gòu)造為爪形離合器的換檔離合器34與輸入軸30連接。另一個換檔離合器36可將變速器8的主軸38或者與齒輪40或者與齒輪42抗扭連接。齒輪40固定布置在輸入軸30上或者與輸入軸30一體形成。齒輪42可轉(zhuǎn)動地布置在主軸38上。兩個齒輪40和42與在中間軸44上固定布置的齒輪46和48嚙合。
在輸入軸30上布置的齒輪32可在軸52上布置的齒輪50嚙合。軸52還支承減速器56的轉(zhuǎn)子54。減速器56的定子58抗扭設置在變速器外殼60上。
在減速器56的未啟動狀態(tài)，換檔離合器34打開。軸52不被驅(qū)動，并且減速器56的轉(zhuǎn)子54靜止并在關(guān)閉狀態(tài)不產(chǎn)生損耗。在啟動減速器56時，首先打開驅(qū)動馬達4和離合器8之間的分離離合器6。在離合8內(nèi)例如通過打開換檔離合器36中斷扭矩傳遞，使得變速器處于空檔。要與軸52并借此與減速器56連接的輸入軸30的轉(zhuǎn)速下降。達到接通換檔離合器34所允許的轉(zhuǎn)速后，換檔離合器34閉合并且減速器56與輸入軸30連接。
當要重新結(jié)束扭矩傳遞中斷時，分離離合器6閉合，并且借助分離離合器6使減速器56和與其相連的變速器零件的轉(zhuǎn)速適應與當前車速或者車輛狀態(tài)相匹配的轉(zhuǎn)速。在變速器8內(nèi)隨后例如通過閉合換檔離合器36掛入與車速或者與車輛狀態(tài)相匹配的檔位，并由此在變速器8內(nèi)重新建立扭矩傳遞和能量流。
在圖3中示出了減速器56的配置，該減速器直接布置在輸入軸30上。這里輸入軸30通過換檔離合器34直接與減速器56的轉(zhuǎn)子54連接。
圖2和3中示出的減速器是初級減速器，其根據(jù)驅(qū)動馬達4的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。與此相反，圖4和5示出了次級減速器，該次級減速器根據(jù)車速操作，因為它與減速器8的輸出軸62、輸出軸10連接并通過差速器12和半軸與車輪16連接。在減速器8的輸出軸62上布置有換檔離合器64，圖6中詳細示出了該換檔離合器。變速器8的主軸38上可轉(zhuǎn)動地布置有齒輪32，其可與軸52上的齒輪50抗扭連接。減速器56的轉(zhuǎn)子54與軸52連接，該轉(zhuǎn)子配有在變速器外殼60上布置的定子58。
變速器8的輸入軸30與分離離合器6連接。換檔離合器36將變速器8的主軸38或者與齒輪40或者與齒輪42抗扭連接。齒輪40固定布置在輸入軸30上或者與輸入軸30一體形成。齒輪42可轉(zhuǎn)動地布置在主軸38上。兩個齒輪40和42與在中間軸44固定布置的齒輪46和48嚙合。
在圖6中詳細示出了換檔離合器64。輸出軸64具有連接齒部66，同樣主軸38具有連接齒部68，齒輪32具有連接齒部70?；瑒犹淄?2與致動器74連接，并可由致動器74移動到四個不同的位置。滑動套筒具有中斷的連接齒部76，該連接齒部可與連接齒部66、68和70嚙合。為更易于理解，在圖6中上下重疊地示出了四個位置。位置1示出了處于空檔位置的滑動套筒72，在該空檔位置只有滑動套筒72上的連接齒部76和主軸38上的連接齒部68嚙合。換檔離合器64打開，并且減速器56處于未啟動狀態(tài)。軸52不被驅(qū)動，減速器56的轉(zhuǎn)子54靜止并且在關(guān)閉狀態(tài)不產(chǎn)生損耗。當啟動減速器56時，首先打開驅(qū)動馬達4和變速器8之間的分離離合器6。在變速器8內(nèi)扭矩傳遞中斷，在該配置中這是通過換檔離合器64的空檔位置實現(xiàn)的，使得變速器處于空檔。要與軸52連接并通過軸52與減速器56連接的主軸38的轉(zhuǎn)速下降。達到接通換檔離合器64所允許的轉(zhuǎn)速后，換檔離合器64閉合，并且減速器56與主軸38連接。為此，滑動套筒72由致動器74在圖6的示圖平面內(nèi)向左移動到位置2，使得滑動套筒72的齒部76既與主軸38上連接齒部68嚙合又與齒輪32上的連接齒部70嚙合。
當要重新結(jié)束扭矩傳遞中斷時，分離離合器6閉合，并且借助分離離合器6使減速器56和與其相連的變速器零件的轉(zhuǎn)速適應與當前車速或者車輛狀態(tài)相匹配的轉(zhuǎn)速。為此，在變速器8內(nèi)建立分離離合器6和換檔離合器64之間的扭矩傳遞。在變速器8內(nèi)隨后例如通過換檔離合器36掛入或者保持與車速或者與車輛狀態(tài)相匹配的檔位。為在變速器8內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生扭矩傳遞和能量流，將滑動套筒72繼續(xù)向左移動到位置3，使得滑動套筒72上的連接齒部76與全部連接齒部66、68和70嚙合，并且由此主軸38、輸出軸62和減速器56相互抗扭連接，其中減速器56是通過齒輪32連接的。
在啟用減速器56后，通過排空減速器56來降低扭矩。通過打開主軸38和齒輪32之間的換檔離合器64，減速器不再被驅(qū)動，停止并不再產(chǎn)生損耗。為此將滑動套筒72向右移動到位置4，在該位置滑動套筒72上的連接齒部76與主軸38上的連接齒部68和輸出軸62上的連接齒部66嚙合，并且由此扭矩可從主軸38傳遞到輸出軸62。
圖5中示出了減速器56的配置，該減速器直接布置在主軸38上。這里主軸38通過換檔離合器64直接與減速器56的轉(zhuǎn)子54連接。換檔離合器64的工作方式與圖4相符。
在圖7中，在變速器8的主軸38上可轉(zhuǎn)動地布置了齒輪32，其與軸52上的齒輪50抗扭連接。減速器56的轉(zhuǎn)子54與軸52連接，轉(zhuǎn)子54配有在變速器外殼60上布置的定子58。齒輪32可以用換檔離合器90與主軸38抗扭連接。在主軸38端部布置了恒星齒輪78，其與這里示出的行星齒輪80嚙合，在行星齒輪變速器82中通常圍繞恒星齒輪78布置三或五個行星齒輪。行星齒輪80在外側(cè)被齒圈84包圍，而齒圈與換檔離合器86抗扭連接。借助換檔離合器86一方面可以使外殼60與齒圈84抗扭連接，使得齒圈靜止，另一方面可以使行星齒輪架88與齒圈84抗扭連接，而行星齒輪架又固定布置在減速器8的輸出軸62上。因此，在行星齒輪變速器82內(nèi)可掛入兩個不同的換檔級。在換檔離合器86的空檔位置，主軸38和輸出軸62之間的扭矩傳遞可以中斷。
減速器8的輸入軸30與分離離合器6連接。換檔離合器36可將減速器8的主軸38或者與齒輪40連接或者與齒輪42連接。齒輪40固定布置在輸入軸30上或與輸入軸30一體形成。齒輪42可轉(zhuǎn)動地布置在主軸38上。兩個齒輪40和42與在中間軸44上固定布置的齒輪46和48嚙合。
在啟動減速器56時，首先打開驅(qū)動馬達4和離合器8之間的分離離合器6。在變速器8內(nèi)扭矩傳遞中斷，在該配置中這是通過換檔離合器86的空檔位置實現(xiàn)的，使得變速器處于空檔。要與軸52并通過軸52與減速器56連接的主軸38的轉(zhuǎn)速下降。達到接通換檔離合器90所允許的轉(zhuǎn)速后，換檔離合器90閉合，并且減速器56與主軸38連接。
當要重新結(jié)束扭矩傳遞中斷時，分離離合器6閉合，并且借助分離離合器6使減速器56和與其相連的變速器零件的轉(zhuǎn)速適應與當前車速或者車輛狀態(tài)相匹配的轉(zhuǎn)速。為此，在變速器8內(nèi)建立分離離合器6和換檔離合器90之間的扭矩傳遞。在變速器8內(nèi)隨后例如通過換檔離合器36掛入或者保持與車速或者與車輛狀態(tài)相匹配的檔位。為在變速器8內(nèi)持續(xù)產(chǎn)生扭矩傳遞和能量流，換檔離合器86重新閉合，并且由此主軸38、輸出軸62和減速器56相互抗扭連接，其中減速器56是通過齒輪32連接的。
在啟用減速器56后，通過排空減速器56來降低扭矩。通過打開主軸38和齒輪32之間的換檔離合器90，減速器不再被驅(qū)動，停止并不再產(chǎn)生損耗。
附圖標記2車輛4驅(qū)動馬達6分離離合器8變速器10輸出軸12差速器14半軸16車輪18致動器20信號線路22控制器24變速器控制元件28線路30輸入軸32齒輪34換檔離合器36換檔離合器38主軸40齒輪42齒輪44中間軸46齒輪48齒輪50齒輪52軸54轉(zhuǎn)子56減速器58定子60變速器外殼
62輸出軸64換檔離合器66連接齒部68連接齒部70連接齒部72滑動套筒74致動器76連接齒部78恒星齒輪80行星齒輪82行星齒輪變速器84齒圈86換檔離合器88行星齒輪架90換檔離合器
權(quán)利要求
1.用于汽車(2)的傳動系統(tǒng)，帶有發(fā)動機(4)、變速器(8)、在發(fā)動機(4)和變速器(8)之間布置的分離離合器(6)和構(gòu)造為持續(xù)制動裝置的減速器(56)，該減速器可連接到變速器軸(30，38)上，其特征在于，設置了非同步的爪形離合器以接入減速器(56)，并且通過發(fā)動機(4)和變速器(8)之間的分離離合器(6)實現(xiàn)減速器(56)和變速器軸(30，38)的轉(zhuǎn)速適應。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的傳動系統(tǒng)，其特征在于，分離離合器(6)是自動摩擦離合器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的傳動系統(tǒng)，其特征在于，減速器(56)是依賴變速器輸入轉(zhuǎn)速的初級減速器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的傳動系統(tǒng)，其特征在于，減速器(56)是依賴變速器輸出轉(zhuǎn)速的次級減速器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的傳動系統(tǒng)，其特征在于，減速器(56)通過高傳動級驅(qū)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，2，4，和5之一的傳動系統(tǒng)，其特征在于，換檔離合器(64)有多個換檔位置，該換檔離合器在第一換檔位置實現(xiàn)通過分離離合器(6)驅(qū)動的變速器(8)軸(38)和變速器(8)輸出軸(62)之間的抗扭連接，在第二換檔位置實現(xiàn)通過分離離合器(6)驅(qū)動的變速器(8)軸(38)和減速器(56)之間的抗扭連接，在第三換檔位置實現(xiàn)通過分離離合器(6)驅(qū)動的變速器(8)軸(38)、變速器(8)輸出軸(62)和減速器(56)之間的抗扭連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的傳動系統(tǒng)，其特征在于，在變速器輸出側(cè)布置了局部副變速器(82)，其具有帶空檔位置的換檔離合器(86)，在接入減速器(56)期間，換檔離合器(86)處于該空檔位置。
8.用于在汽車(2)的傳動系統(tǒng)中接入減速器(56)的方法，其中所述傳動系統(tǒng)帶有發(fā)動機(4)、變速器(8)、在發(fā)動機(4)和變速器(8)之間布置的分離離合器(6)和由變速器軸(30，38)驅(qū)動的構(gòu)造為持續(xù)制動裝置的減速器(56)，其特征在于，為接入減速器(56)，首先中斷變速器內(nèi)的扭矩傳遞，隨后建立分離離合器和減速器之間的抗扭連接，并用分離離合器使減速器轉(zhuǎn)速適合在變速器內(nèi)扭矩中斷結(jié)束之后減速器應達到的變速器構(gòu)件轉(zhuǎn)速，隨后變速器內(nèi)的扭矩中斷結(jié)束。
全文摘要
本發(fā)明涉及汽車(2)的傳動系統(tǒng)，其帶有發(fā)動機(4)、變速器(8)、在發(fā)動機(4)和變速器(8)之間布置的分離離合器(6)和可連接到變速器軸(30，38)上且構(gòu)造為持續(xù)制動裝置的減速器(56)，設置了非同步的爪形離合器以接入減速器(56)。通過發(fā)動機(4)和變速器(8)之間的分離離合器(6)實現(xiàn)減速器(56)和變速器軸(30，38)的轉(zhuǎn)速適應。
文檔編號B60T1/08GK1747864SQ200480003800
公開日2006年3月15日 申請日期2004年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月8日
發(fā)明者卡爾-弗里茨·海因策爾曼 申請人:Zf腓德烈斯哈芬股份公司