本發(fā)明涉及一種用于汽車、尤其是至少兩輪式機動車輛的運動的速度傳遞裝置,并且涉及一種具體地說用于混合動力車輛的使用此種速度傳遞裝置的動力系。
在文獻fr-2,811,395中描述的示例中,此種速度傳遞裝置包括驅動軸,該驅動軸基本上平行于從動軸設置并且大體用于驅動車輛的驅動輪。
在此種類型的傳動中,驅動軸由熱力發(fā)動機驅動轉動并且該驅動軸固定地承載兩個齒輪,這兩個齒輪各自與從動齒輪嚙合,這些從動齒輪在怠速地安裝在從動軸上的同時由該從動軸承載。該從動軸還承載交替間隙的滑動齒輪,以允許這些從動齒輪能轉動地固定于該從動軸。
因此,在操作中,通過作用在由從動軸承載的各種滑動齒輪上以將驅動軸的其中一個齒輪與該從動軸的其中一個從動齒輪固定,以不同的速度驅動車輛。
正如眾所周知的是,此種類型的傳動可用于混合動力類型的車輛,作為賦予車輛運動的裝置,此種車輛將內燃機和轉動驅動機器/發(fā)電機相組合,該轉動驅動機器/發(fā)電機例如是連接于諸如一個或多個蓄電池之類電源的電機。
此種組合允許優(yōu)化該車輛的性能,尤其是通過降低整個裝置的燃料消耗且同時通過向大氣的有限污染物排放來保護環(huán)境。
因此,當在限制廢氣和噪聲產生的同時、車輛在寬速度范圍上以高轉矩驅動時,例如在城市站點中,電機較佳地用于驅動該車輛。
另一方面,熱力發(fā)動機在需要高驅動動力和寬操作范圍情形下用于移動車輛。
雖然是令人滿意的,但該傳動裝置包含一些并非微不足道的缺點。
實際上,為了獲得期望的移動速度,需要聯(lián)接或脫開該裝置的一些元件,例如從動齒輪。這因此延長檔位切換時間,由此導致駕駛員不舒適。
此外,該傳動裝置須包括多個致動器,用以控制滑動齒輪。這些致動器增大該裝置的生產成本并且會是故障和/或功能失調的源頭。
此外,這些致動器需要由發(fā)動機通常裝配有的諸如計算機之類的處理單元來控制,這需要增大該計算機的容量。
本發(fā)明的目的是借助簡單且便宜的速度傳遞裝置來克服前述缺點。
因此,本發(fā)明涉及用于汽車、尤其是至少兩輪式機動車輛的傳動裝置,該傳動裝置包括驅動軸、從動軸以及中間運動傳遞軸,該驅動軸承載至少兩個驅動齒輪,該從動軸承載至少兩個從動齒輪,而該中間運動傳遞軸承載與驅動軸和從動軸的齒輪協(xié)配的中間齒輪,其特征在于,中間齒輪的至少一個怠速(空轉)地安裝在中間軸上,且該裝置包括聯(lián)接件,該聯(lián)接件用于連接中間軸和怠速(空轉)地安裝的中間齒輪。
該聯(lián)接件可包括離心式離合器。
該聯(lián)接件可包括盤式離合器。
該聯(lián)接件可包括同步器。
該聯(lián)接件可包括卡爪。
本發(fā)明還涉及尤其是用于機動車輛的動力系,該動力系包括內燃機、速度傳遞裝置以及驅動軌道,其特征在于,該動力系包括如上所限定的速度傳遞裝置。
該動力系可包括用于至少賦予車輛運動的驅動機器/發(fā)電機。
該機器的轉子可連接于離合器的壓力板。
該動力系可包括閉合在其自身上的條帶,用以轉動地連接機器的轉子和由此被驅動的元件。
在權利要求中任一項中所要求的動力系可包括閉合在其自身上的條帶,用以轉動地連接驅動齒輪、中間齒輪以及從動齒輪。
在閱讀了下面參照附圖借助非限制性示例給出的描述之后本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點會變得清楚,在附圖中:
圖1是示出根據本發(fā)明的包括速度傳遞裝置的動力系的視圖,以及
圖2示出了圖1所示動力系的變型。
如圖1中所示,速度傳遞裝置10包括驅動軸12,該驅動軸連接于內燃機16的曲柄軸14,由此形成動力系。該驅動軸承載這里具有不同直徑的兩個齒輪18和20、用于齒輪18的聯(lián)接件22以及用于齒輪20的受控聯(lián)接件24。
借助示例在附圖中說明的用于齒輪18的聯(lián)接件22是諸如自由輪之類的單向聯(lián)接件,但該聯(lián)接件也可以是受控聯(lián)接件。
齒輪18(稱為小齒輪)設置在驅動軸12上,自由輪22置于該齒輪和驅動軸之間。在該小齒輪的右側,另一齒輪20(或大齒輪)設置在圍繞軸12的套筒26上,同時在該軸上自由地轉動但在平移上固定(在軸上不可平移)。受控聯(lián)接件24這里是摩擦盤式離合器,該摩擦盤式離合器包括位于軸12上的固定的反應板(反作用板)28、壓力板30以及摩擦盤34,該壓力板30相對于反應板自由地平移但轉動固定,且該壓力板朝向反應板的運動由諸如桿件32之類任何已知的裝置控制,而該摩擦盤通過設置在壓力板和反應板之間而在套筒26上自由地平移但在該套筒上轉動固定(在套筒上不可轉動)。
借助又一示例,該受控聯(lián)接件24還可具有同步器或卡爪的形式。
出于簡化的原因,在其余的描述中,齒輪18和20稱為驅動齒輪。
該傳動裝置還包括中間轉動運動傳遞軸36,該中間轉動運動傳遞軸基本上平行于驅動軸12定位并且承載這里具有不同直徑的兩個齒輪38、40,其中一個輪固定在該軸上、這里是小齒輪40。這些齒輪連接于驅動軸的齒輪。齒輪38(中間大齒輪)連接于小驅動齒輪,并且齒輪40(中間小齒輪)連接于大驅動齒輪。
該裝置進一步包括從動軸42,該從動軸基本上平行于驅動軸12并且平行于中間軸36,且該從動軸像驅動軸12那樣承載這里也具有不同直徑的兩個從動齒輪44和46。
這些從動齒輪定位在從動軸上,該從動軸與驅動軸對稱。
因此,齒輪44(小從動齒輪)設置在圍繞從動軸42的套筒48上,同時在該從動軸上自由地轉動但平移固定(在從動軸上不可平移)。該齒輪44可通過諸如摩擦盤式離合器或同步器或卡爪的受控聯(lián)接件50轉動地連接于該從動軸。
類似于設置在驅動軸上的聯(lián)接件24,受控聯(lián)接件50這里是摩擦盤式離合器,該摩擦盤式離合器具有位于從動軸上的固定的反應板52、壓力板54以及摩擦盤58,該壓力板54相對于反應板自由地平移但轉動固定,且該壓力板朝向反應板的運動由諸如桿件56之類任何已知的裝置控制,而該摩擦盤繞套筒48自由地平移但轉動固定。
例如在圖1中更佳說明的是,齒輪46(大從動齒輪)通過諸如自由輪之類的單向聯(lián)接件60設置在軸42上。
類似于輪18的聯(lián)接件22,單向聯(lián)接件60也可以是諸如盤式離合器或同步器或卡爪的受控聯(lián)接件。
因此,小從動輪44連接于中間大輪38,而大從動輪46連接于中間小輪40。
例如在該附圖中更清楚地是,中間轉動運動傳遞軸36的齒輪38在由套筒62承載的同時怠速(空轉)地安裝在該軸上,該套筒圍繞軸36并且平移固定(相對于軸不可平移)、但可自由地轉動。
軸36由聯(lián)接件64、在圖1的示例中由離心式離合器66連接于套筒62。該離心聯(lián)接件包括板68和轂70,該板由中間軸36固定地承載,該轂固定地連接于套筒62并且承載摩擦飛輪72,這些摩擦飛輪經受離心力并且由彈簧裝置74返回至閑置位置。
因此,在中間大齒輪38的轉動下,驅動該轂70轉動。在此種轂轉動的動作下,飛輪72徑向地運動并且與板68相接觸,由此在中間軸36和齒輪38之間提供轉動連接。
當然,提供諸如液壓、氣動、電動或機械致動器之類的已知裝置在本領域技術人員的范圍內,這些致動器用于根據期望的傳動比來致動離合器的桿件32、56。
上文描述的裝置由此允許使用兩個盤式離合器24和50、兩個自由輪22和60以及離心式離合器66來實現(xiàn)四個傳動比。
在這些傳動比的一個中,在驅動軸的轉動下并且在離合器24和50的脫離位置中,小驅動齒輪18由自由輪22的致動而驅動轉動,從而連接驅動軸和該小驅動齒輪。齒輪18的此種轉動然后傳遞至中間大齒輪38。該(中間大帶齒)輪的轉動致使離心式離合器66的致動,這種致動在該輪和中間軸36之間產生連接。該軸的轉動驅動小中間齒輪40轉動。該小輪依次驅動大從動輪46,該大從動輪通過自由輪60的動作將該轉動重新傳遞至從動軸42。
當然,在兩個離合器24和50不工作時,大驅動輪20和小從動輪44均不由驅動軸或從動軸轉動,并且它們由此在軸12和42上怠速(空轉)地轉動。
在另一傳動比中,驅動軸的離合器24處于接合位置中,并且從動軸的離合器50處于脫離位置中。大驅動輪20則由驅動軸12通過離合器24的動作驅動而轉動。此種轉動由小中間輪40重新傳遞至中間軸36,該小中間輪40將該轉動連通至大從動輪46。此種大齒輪的轉動通過自由輪60的致動而傳遞至從動輪42。
當然,軸12的轉動通過自由輪22致使小驅動輪18的轉動。此種轉動重新傳遞至大中間輪38,該大中間輪通過套筒62的轉動激活離心式離合器,同時提供在軸36和大中間輪之間的連接。當離合器66工作時,小驅動輪18的速度高于軸12的速度。然后,使得自由輪22不工作,并且驅動輪18圍繞軸12怠速地轉動(空轉)。然而,考慮到離合器50的不工作位置,小從動輪44在軸42上怠速地轉動(空轉),并且從動軸42由輪46驅動進行轉動。
對于另一傳動比,從動軸42的離合器50處于接合位置中,并且驅動軸12的離合器24處于脫離位置中。小驅動輪18則由驅動軸12通過自由輪22驅動進行轉動。此種小驅動輪的轉動由大中間輪38和離心式離合器66的致動連通至中間軸36。輪38的此種轉動致使從動輪44的轉動,該從動輪通過離合器50的動作將該轉動傳遞至從動輪42。
當然,軸36的轉動致使小中間輪40的轉動,該小中間輪然后驅動大從動輪46。然而,考慮到從動輪46和從動軸42之間的轉動速度差異,該從動軸由于自由輪60的不動作而從大從動輪脫開。小中間輪40的轉動致使大驅動輪20的轉動,該大驅動輪20圍繞軸12怠速地轉動。
最后,對于最后的傳動比,兩個離合器24和50處于接合位置中。驅動軸12的轉動通過離合器24的動作傳遞至大驅動輪20,該大驅動輪將該轉動傳遞至中間軸36的小中間齒輪40。該轉動然后傳遞至大從動輪46。
同時,驅動軸12的轉動通過自由輪22的動作傳遞至小驅動輪18,該小驅動輪將該轉動傳遞至大中間齒輪38。該大中間齒輪38的轉動允許該輪能通過離合器66的動作而聯(lián)接于軸36。輪38的轉動然后傳遞至從動輪44,然后通過離合器50傳遞至從動軸42。
在此種構造中,考慮到驅動軸12和小驅動輪18之間、以及在從動軸42和大從動輪46之間的轉動速度差異,驅動軸12通過自由輪22從小驅動輪18脫開,并且考慮到從動輪和從動軸之間的轉動速度差異,從動軸42通過自由輪60從大從動輪46脫開,
因此,如上所述的傳遞裝置允許提供四個傳動比,其優(yōu)點在于在中間軸上具有離心式離合器,該離心式離合器以較高的速度和較低的轉矩工作,同時提供緊湊型、慣性、質量和成本收益。這也允許減小傳遞部件的磨損并且具有較高的組裝效率。
在圖1中,齒輪18、38和44以及齒輪20、40和46通過閉合在其自身上的條帶彼此連接,該條帶例如是鏈條或帶且較佳地在內部和/或外部開有槽。
例如在附圖中能更佳地觀察到的是,提供鏈條76用于連接小驅動輪18、大中間齒輪38以及小從動輪44,而鏈條78連接大驅動齒輪20、小中間齒輪40以及大從動齒輪46。
因此,這允許修改軸的位置,并且根據可用空間來將這些軸定位在彼此相距一定距離處,同時提供在這些軸中的轉動運動傳遞。
此外,該鏈條(或該帶)允許限制與輪的摩擦。
使用鏈條或帶也可允許避免濕式油底殼潤滑方案。
當然,在不偏離本發(fā)明范圍的情形下,齒輪可直接地彼此嚙合。
圖2的變型與圖1的實施例的不同之處在于,圖1的離心式離合器由諸如同步器或卡爪或離合器之類的受控聯(lián)接件80替代。
在圖2的示例中,該聯(lián)接件是位于套筒62和中間軸36之間的盤式離合器82。
如同離合器24和50那樣,該離合器82包括位于中間軸36上的固定的反應板84、壓力板86以及摩擦盤90,該壓力板相對于反應板自由地平移但轉動固定,且該壓力板朝向反應板的運動由桿件88控制,而該摩擦盤在定位于反應板和壓力板之間時在套筒62上自由地平移但轉動固定(在套筒上不可轉動)。
此種變型的操作與圖1所示的操作相同,同時可獲得四個傳動比。
對于所選擇的傳動比,盤式離合器82將取決于該傳動比來工作或不工作。
最后,對于兩個離合器24和50處于脫離位置的構造下的傳動比,離合器82處于脫離位置。
在另一傳動比中,驅動軸12的離合器24處于接合位置中,并且從動軸42的離合器50處于脫離位置中,而離合器82可以處于脫離或接合位置中。然而,較佳地是使得該離合器處于脫離位置中,因為在該情形中,齒輪18、38和44的轉動速度通過自由輪22由驅動輪18的轉動來賦予。如果離合器82保持接合,齒輪18、38和44的轉動速度由于由中間輪38賦予而較高。
對于另一傳動比,從動軸42的離合器50處于接合位置中,并且驅動軸12的離合器24處于脫離位置中,而離合器82可以處于脫離或接合位置中。類似地,較佳地是使得該離合器處于脫離位置中,因為在該情形中,齒輪20、40和46并不被驅動轉動。如果離合器82保持接合,則齒輪20、40和46被驅動轉動。
最后,對于最后的傳動比,所有的離合器24、50和82均處于接合位置中。
圖1和2中說明的示例還示出速度傳遞裝置10對于汽車、例如機動車輛尤其是至少兩輪式機動車輛的動力系的應用,該速度傳遞裝置用在通過使得驅動機器/發(fā)電機92與內燃機16相關聯(lián)的混合型車輛中。
在剩余描述中僅僅借助示例,該機器是液壓或氣動機器或電池驅動(未示出)電機,該電機用作用于賦予車輛運動的電動機或者用作用于對電池充電或者用于將電力供給至車輛的電氣附件的發(fā)電機。
例如可在附圖中更佳地觀察到的是,電機包括承載齒輪96的轉子94。
該機器可在不同的位點處連接于變速器裝置。
因此,在圖1和2中提及的構造a中,轉子92與離合器50的反應板52轉動地連接(圖1和2);對于構造b,該轉子通過離心式離合器66的板68而連接于中間軸36(圖2);對于構造b’(圖2),轉子連接于由中間軸36承載的離合器82的反應板84。
此種機器的操作通過本領域技術人員明智地選擇,尤其是考慮到車輛的純電動操作的空間需求和期望的傳動比。
對于構造a,機器以一個傳動比來驅動車輛,而對于構造b和b’,以兩個傳動比來驅動車輛。
借助示例,機器與板52、68、82的連接能通過鏈條或開槽的帶來提供。
此種連接也可通過轉子的齒輪96與由板的周界承載的補充齒(未示出)的協(xié)配來實現(xiàn)。
因此,可通過轉子92的轉動來實現(xiàn)車輛在前進擋或后退檔中的運動,該轉子的轉動被傳遞至板,并且通過各個齒輪傳遞至連接于從動軸42的驅動軌道。
在用于驅動車輛的純電動操作期間,僅僅使用電動機。
該電動機也可與內燃機16組合地使用,用以將補充動力提供到從動軸上或者用作用于對電池再充電的發(fā)電機。
此外,在車輛減速下,機器的轉動由各個齒輪驅動轉動,并且在該情形中,該機器變?yōu)榘l(fā)電機。