专利名称：组合传动装置的制作方法
组合传动装置本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的与发动机相连接的 组合传动装置。组合传动装置也称为涡轮复合装置。在这种组合传动装置中，内 燃机的废气流对于柴油机在很多情况下被引导通过涡轮增压器的废 气涡轮。压縮空气通过一个在此无相对转动地连接的鼓风机供给内燃 机。在现有技术中，在废气的进一步流动中这些废气结合一个组合传 动装置到达第二涡轮。该第二涡轮必要时将它的旋转能量引导到一个 减速变速器中，该减速变速器然后又与一个液力变矩器相连接。在液 力变矩器之后于是又可具有一个减速变速器，以便进一步降低转速。 最后，旋转能量被引导到内燃机的曲轴或飞轮质量中。通过这种构造， 废气的能量被用来提高内燃机的驱动能量。通过使用液力变矩器来补偿曲轴与涡轮增压器之间的转动不一 致性。否则，组合传动装置的刚性的传动路径会引导曲轴的转动不一 致性一直到工作涡轮，这会导致扭转振动问题明显。液力变矩器的构造在结构上非常麻烦，由此，所述解决方案也非 常昂贵。此外，由于由系统造成的滑转而使得效率不是最佳的。因此，本发明的任务在于，提供一种组合传动装置，该组合传动 装置一方面使得扭转振动降低到最小程度，另一方面成本低廉。该任务这样来解决，代替液力变矩器在组合传动装置中使用一个 扭转振动减振器。扭转振动减振器在此可具有不同的结构上的构型。 在第一构型中，扭转振动减振器由一个输入件和一个输出件组成，其 中，在输入件与输出件之间设置有一些在周向上起作用的能量储存器(例如弹簧的形式)。在扭转振动减振器的第二构型中也具有输入件和输出件，但在输 入件与输出件之间滚动体在一些朝向两个方向的斜坡上运动。输入件 和输出件在此在轴向上彼此相对张紧(例如借助于一个碟形弹簧)。在液力变矩器中借助于流体动力学原理进行从泵侧到涡轮侧的 旋转耦合。由此也可至少部分地消除扭转振动。因为由于流体动力学 原理而在液力变矩器内部不存在无相对转动的连接，所以，泵侧与涡 轮侧之间的转速可波动，而不干扰转矩传递。与此相反，在无液力变矩器但具有扭转振动减振器的组合传动装 置中始终是无相对转动的连接。而扭转振动减振器只允许输入件与输出件之间的相对小的相对转动角度。该角度值在此最大为+/-90°。换句话说在扭转振动减振器中，撇开叠加的振动，输入件和输出件的 转动运动始终是转动同步。输入件相对于输出件的"超越"在扭转振 动减振器中是不可能的。因此在该背景下更加令人惊奇的是，通过扭 转振动减振器而不是液力变矩器可实现组合传动装置。 现在要借助于附图来详细描述本发明。附图表示-图l 现有技术的示意性视图； 图2根据本发明的示意性视图； 图3 扭转振动减振器的剖面视图； 图4扭转振动减振器的另一个构型的剖面视图； 图5 具有空转装置的扭转振动减振器的一个构型的剖面视图。 在
图1中， 一个内燃机1通过废气管路5a与涡轮增压器4相连接。 涡轮增压器4分成废气涡轮4a和增压空气涡轮4b。在涡轮增压器4 工作时增压空气流6b则通过增压空气涡轮4b变成被吹送到内燃机1 中的增压空气流6a。在废气管路5的进一步延伸中存在废气管路5b，该废气管路与一
个组合传动装置涡轮7在流动技术上相连接。在此进行废气空气的第 二次利用，其中，在此则要获得用于组合传动装置的旋转能量。组合 传动装置涡轮7无相对转动地与一个减速变速器相连接。该减速变速 器8要使组合传动装置涡轮7的高转速降低到连接在后面的液力偶合 器9的额定转速。液力偶合器9的右侧在此表示泵，而液力偶合器的 左半壳扮演涡轮的角色。另一个减速变速器10无相对转动地与液力 偶合器的左侧、即所述涡轮相连接。其后是减速变速器10与曲轴或 飞轮的机械连接部分ll。曲轴或飞轮在此对于力流表示馈入点。在此 决定性的仅在于，馈入点位于离合器2的发动机侧。到变速器输入轴 3中的馈入没有意义，因为在内燃机1运转时否则绝对不会产生无驱 动的状态。通过图2与刚才描述的图1直接比较可很好地描述根据本发明的 组合传动装置。如从图2中可获知的那样，根据本发明涡轮增压器4 的存在不是绝对必需的。对本发明重要的仅在于， 一个废气管路5被 引导通过组合传动装置涡轮7。连接在其间的涡轮增压器4纯粹是选 用性的。两个减速变速器8和10的存在也不是绝对必需的。仅一个 减速变速器8或10是重要的，因为需要使组合传动装置涡轮7的高 转速与曲轴的转速相协调。这或者可通过组合传动装置涡轮7与扭转 振动减振器12之间减速变速器8来进行，或者也可在扭转振动减振 器12与到曲轴或飞轮的机械连接部分11之间实现。但在本发明的另 一个构型中也可如已经由现有技术公开的那样使用两个减速变速器8 和10。图2中示意性地示出的扭转振动减振器12由一个右侧的盘状的输入件和一个左侧的、也是盘状的输出件组成。在输入件与输出件之 间具有至少一个在周向上起作用的能量储存器，所述能量储存器可构造成弹簧。在本发明的另一个构型中具有多个在周向上起作用的能量
储存器，其中，这些能量储存器可并联和/或串联连接。通过扭转振动减振器12的相关构型在此可影响减振性能并且由此影响频率特性曲 线。通过组合具有不同弹簧特性曲线的能量储存器，可产生总弹簧特 性曲线，所述总弹簧特性曲线或者设计成递增的或者设计成递减的。 在本发明的另一个构型中，能量储存器设置在扭转振动减振器12的 最大直径处。能量储存器(弹簧)在此可在一个滑壳中被导向。在本 发明的另一个构型中弹簧通过滑靴导向，即弹簧在它们的径向外侧上 设置有滑靴，这些滑靴借助于至少一个卡锁鼻嵌接在弹簧的至少两个 圈之间。在该构思的另一个构型中，在位于径向外部的滑轨与滑靴之 间还设置有滚子，由此减小摩擦。扭转振动减振器12的减振性能基本上可通过扭转振动减振器12 内部的摩擦的大小来确定。因此，在本发明的第一构型中扭转振动减 振器12设置有脂润滑装置。在第二构型中扭转振动减振器12设置有 油润滑装置，其中，在此必须注意油不被甩出。在本发明的另一个有 利构型中，油润滑装置可构造成内燃机1的油润滑装置的组成部分。通过图3揭示了一种扭转振动减振器12，该扭转振动减振器配备 有在周向上起作用的能量储存器。这些能量储存器在此是弹簧21。通 过齿轮14从组合传动装置涡轮7引入力矩。齿轮14无相对转动地与 一个附加质量15相连接，该附加质量借助于一个轴承17设置在轴16 上。根据本发明，齿轮14和附加质量15也可实施成单件式的。借助 于一个例如构造成铆接连接装置18的固定装置使力流到输入件19 中，其中，输入件19由两个彼此铆接的盘组成。通过弹簧21于是使 力流从输入件19到输出件20中。如从图3中可获知的那样，输出件 20与左侧的输入件19相接触。这通过在输出件20与右侧的输入件 19之间例如设置一个碟形弹簧来实现。视该碟形弹簧的尺寸而定，在 输入件19与输出件20之间于是产生确定的摩擦，该摩擦可导出一部
分振动能量。但该定量的摩擦也可能具有缺点，因为在输入件19与 输出件20之间发生相对扭转运动时由此产生拖曳力矩。在本发明的另一个构型中试图保持输入件19与输出件20之间的 摩擦尽可能小。于是也谈及所谓的振动隔离。在振动隔离中频率特性 曲线的带宽很窄，这具有优点扭转振动减振器12的固有频率可更 清楚地确定并且由此在结构上也可明确地置于工作频谱之外。在本发明的另一个构型中，在废气涡轮7与曲轴或飞轮上的馈入 点之间的力流中具有一个阻尼器。该阻尼器可这样设计，使得该阻尼 器以反相位振动。图4中示出了一个组合传动装置，该组合传动装置设置在一个由 壳体部分25和26组成的壳体中。轴16通过一个滚动轴承22导向。 力矩引入装置13在较大的齿轮上实现。从动齿轮23具有较小的直径。 由此需要说明的是，从高转速的组合传动装置涡轮7到通到曲轴的机 械连接部分11的转速必须降低。如已经描述的那样，力矩流通过力矩引入装置13进入到组合传 动装置中。力矩引入装置13借助于可松开的连接与一个套筒连接， 该套筒借助于两个滚动轴承17支承在轴16上。扭转振动减振器12 的输入件19与该套筒无相对转动地连接。在图4的实施例中，扭转 振动减振器12的弹簧21在径向外部通过滑壳24导向。扭转振动减 振器12的输出件20又与轴16无相对转动地连接。通过不仅轴向上 而且径向上精确地支承输入件19以及输出件20，扭转振动减振器12 可精确地工作。轴16在其右端部上具有一个油通道32，该油通道由于其位置被 遮挡住而用虚线示出。该油通道32还具有两个横向通道，由此可有 目的地使油转向扭转振动减振器12以及转向力矩引入装置13。用于 油通道32的在此未示出的供给部分可以以有利的方式在右侧的壳体
部分26中设置在右侧的轴承22的区域中。还需要说明的是，角接触 球轴承17借助于一个防松螺母30或借助于一个保护环29固定在套 筒中或轴16上。图5相对于图4区别如下图5设置有一个空转装置31。该空转 装置31这样设计，使得该空转装置在存在从力矩引入装置13到从动 齿轮23的力矩流时闭锁。换句话说如果轴16比输出件20转动得 快，则轴16可自由转动。因此，空转装置出于能量观点尤其是当发 动机启动或加速时是极为有效的。在这些情况下，内燃机比废气涡轮 7转动得快，因为废气涡轮7直到它达到其最佳工作转速总是需要一 点时间。因为扭转振动减振器12大多脉动地工作，也就是说基本负荷具 有叠加的波动，在这种情况下不使用空转装置31。但如果基本负荷很 小并且振动幅度相应大，则振动可超过零点位置。在这些情况下空转 装置31对于扭转振动减振器12的减振性能也是有利的。在图5的实施例中，空转装置31设置在一个外部的套筒与轴16 之间。但在该实施例中空转装置31的滚动体不是直接在轴16上滚动， 而是这些滚动体在一个优选表面硬化的内部套筒27上滚动。该内部 套筒27则例如借助于收縮结合来固定在轴16上。参考标号清单1 内燃机(发动机)之 离合器3 变速器输入轴4 涡轮增压器 4a 废气涡轮4b 增压空气涡轮5 废气管路 5a 发动机与涡轮增压器之间的废气管路 5b涡轮增压器与另一个废气涡轮(组合传动装置涡轮)之间 的废气管路6a增压空气流(涡轮增压器与发动机之间) 6b增压空气流(在涡轮增压器的进入侧)7 组合传动装置涡轮8 减速变速器(组合传动装置涡轮与液力变矩器之间)9 液力变矩器 10减速变速器11到曲轴或飞轮的机械连接部分12扭转振动减振器/振动隔离器13组合传动装置涡轮的力矩引入装置14齿轮15附加质量16轴17滚动轴承 18铆接连接装置 19输入件 20输出件 21弹簧22轴16的滚动轴承23从动齿轮24滑壳25壳体部分26壳体部分27内部套筒 28铆接连接装置 29保护环 30防松螺母 31空转装置 32油通道
权利要求
1. 组合传动装置，与内燃机(1)相连接，该组合传动装置具有至少一个处于废气流中的废气涡轮(7)，其中，该废气涡轮(7)的 能量在从内燃机(1)到曲轴或飞轮的力流中馈入，其中，在该废气 涡轮(7)与馈入点之间设置有转速减速变速器(8， 10)，其特征在 于在从该废气涡轮(7)到该馈入点的力流中设置有一个具有至少 各一个输入件(19)和输出件(20)的扭转振动减振器(12)。
2. 根据权利要求1的组合传动装置，其特征在于在该废气涡 轮(7)与该内燃机(1)之间的废气流中设置有一个涡轮增压器(4)。
3. 根据权利要求1或2的组合传动装置，其特征在于该扭转 振动减振器(12)配备有一些在周向上起作用的能量储存器。
4. 根据权利要求3的组合传动装置，其特征在于这些能量储 存器构造成弹簧(21)。
5. 根据权利要求1至4之一的组合传动装置，其特征在于一 个附加质量(15)与所述至少一个输入件(19)无相对转动地连接。
6. 根据权利要求1至5之一的组合传动装置，其特征在于一 个附加质量(15)与所述至少一个输出件(19)无相对转动地连接。
7. 根据权利要求4的组合传动装置，其特征在于该扭转振动 减振器(12)的弹簧(21)至少区段地在它们的外直径上在周向上在 一个滑壳中被导向。
8. 根据权利要求4韵组合传动装置，其特征在于该扭转振动 减振器(12)的弹簧(21)至少区段地在它们的外直径上在周向上由 滑靴导向，其中，这些滑靴在这些弹簧(21)的两个圈之间借助于卡 锁鼻固定。
9. 根据权利要求8的组合传动装置，其特征在于这些滑靴设 置有滚子，其中，这些滚子设置在这些滑靴与一个周向上的滑轨之间。
10. 根据权利要求3或4的组合传动装置，其特征在于具有不同弹簧特性曲线的能量储存器被组合。
11. 根据权利要求10的组合传动装置，其特征在于这些能量储 存器串联设置。
12. 根据权利要求10的组合传动装置，其特征在于这些能量 储存器并联设置。
13. 根据权利要求1至12之一的组合传动装置，其特征在于 该扭转振动减振器(12)设置有脂润滑装置。
14. 根据权利要求1至12之一的组合传动装置，其特征在于该扭转振动减振器(12)设置有油润滑装置。
15. 根据权利要求14的组合传动装置，其特征在于该油润滑装置与该内燃机(1)的油润滑装置相耦合。
16. 根据权利要求1至15之一的组合传动装置，其特征在于该扭转振动减振器(12)在其固有频率方面设计成可协调的。
17. 根据权利要求1至16之一的组合传动装置，其特征在于该扭转振动减振器(12)在其减振性能方面设计成可协调的。
18. 根据权利要求1至17之一的组合传动装置，其特征在于来自该扭转振动减振器(12)的力流馈入到曲轴端部(飞轮)中。
19. 根据权利要求1至17之一的组合传动装置，其特征在于来自该扭转振动减振器(12)的力流馈入到该曲轴中。
20. 根据权利要求1至19之一的组合传动装置，其特征在于 该扭转振动减振器(12)设置有一个空转装置。
21. 根据权利要求1至20之一的组合传动装置，其特征在于-该扭转振动减振器(12)构造成振动隔离器。
22. 根据权利要求1至21之一的组合传动装置，其特征在于 在废气涡轮(7)与该馈入点之间的驱动路径中设置有一个阻尼器。
23.根据权利要求1至2和18及21之一的组合传动装置，其特 征在于该扭转振动减振器以这样的方式设计，使得至少一个在轴向 上起作用的能量储存器作用在一些滚动体上，这些滚动体在周向上设 计的斜坡上滚动。
全文摘要
根据本发明，在具有组合传动装置(涡轮复合装置)的内燃机中使用一个扭转振动减振器来代替公知的液力偶合器。因为用于传递功率的液力偶合器需要输入件与输出件之间的转速差，即存在滑转，所以，该液力偶合器具有高的功率损失。在使用扭转振动减振器的情况下不存在这些损失。但扭转振动减振器至少以与在液力偶合器的情况下相同的品质来实现。
文档编号F02G5/04GK101146988SQ200680009800
公开日2008年3月19日 申请日期2006年3月24日 优先权日2005年3月26日
发明者B·米勒, K·S·申克, W·赖克 申请人:卢克摩擦片和离合器两合公司