用于混合动力模块的紧凑型变矩器组件的制作方法

工程元件,部件;绝热;紧固件装置的制造及其应用技术用于混合动力模块的紧凑型变矩器组件1.相关申请的交叉引用2.本本技术要求于2020年2月29日提交的美国临时申请no.62/983,602和于2021年2月24日提交的美国非临时申请no.17/183729的优先权，这两个申请的全部公开内容通过参引并入本文。技术领域3.本发明总体上涉及混合动力模块，并且更具体地，涉及用于混合动力模块的变矩器组件。背景技术：4.混合动力模块是通常已知的。通常，由于轴向约束，在混合动力模块结构内封装和/或配装所有期望的部件例如电动马达、曲柄阻尼器、变矩器、变矩器离合器、断开式离合器和分解器是有挑战性的。因此，希望简化设计以降低复杂性和成本。技术实现要素：5.总体而言，本公开的实施方式提供了一种混合动力模块，该混合动力模块包括具有转子承载件的转子组件和完全设置在转子承载件的径向内侧的变矩器。变矩器包括具有叶轮壳的叶轮，该叶轮壳固定至转子承载件，使得叶轮壳和转子承载件形成变矩器的壳体。在实施方式中，转子组件包括转子凸缘，该转子凸缘附接至转子承载件且朝向旋转轴线径向向内延伸并且构造成连接至输入轴。断开式离合器可以设置在转子凸缘的第一轴向侧，并且锁止离合器可以设置在转子凸缘的第二轴向侧，其中，断开式离合器、锁止离合器、涡轮和叶轮设置在转子承载件的径向内侧。在实施方式中，断开式离合器、锁止离合器、涡轮和叶轮一起延伸等于或小于转子承载件的第二轴向长度的第一轴向长度。6.在实施方式中，转子承载件包括轴向延伸部分和径向延伸部分，并且叶轮壳固定至径向延伸部分的内端部。叶轮壳可以经由焊接连接部固定至转子承载件的径向延伸部分的内端部。在实施方式中，凸缘附接至叶轮壳并且从叶轮壳轴向向外延伸，并且分解器组件包括可以安装在凸缘的外表面上的分解器转子。分解器转子可以压配合在凸缘的外表面上，并且凸缘轴向地延伸超出转子承载件。7.在实施方式中，用于混合动力模块的变矩器包括圆环件，该圆环件包括涡轮和叶轮，该叶轮具有固定至转子承载件的叶轮壳，其中，叶轮壳和转子承载件形成变矩器的壳体。锁止离合器可以设置在壳体内并且与圆环件径向对准。锁止离合器和圆环件可以一起延伸等于或小于转子承载件延伸的第二轴向距离的第一轴向距离，使得锁止离合器和圆环件完全设置在转子承载件的径向内侧。8.本公开的实施方式提供了优于现有技术的各种优点，比如提供了紧凑型变矩器组件，以用于封装在具有有限的空间的混合动力模块中。附图说明9.单个图示出了根据本公开的实施方式的混合动力模块的局部横截面图。具体实施方式10.本文中描述了本公开的各实施方式。应当意识到的是，出现在不同附图视图中的同样的附图标记标识相同的或功能相似的结构元件。此外，应当理解的是，所公开的各实施方式仅仅是示例，并且其他实施方式可以采取各种形式和替代性形式。各附图不一定是按比例绘制的；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为用于教导本领域技术人员以各种方式采用各实施方式的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照附图中的任何一个附图所图示和描述的各种特征可以与一个或更多个其他附图中图示的特征相结合，以产生未明确图示或描述的实施方式。所图示的特征的组合为典型的应用提供了代表性实施方式。然而，对于特定应用或实现方式，可能期望与本公开的教导相一致的特征的各种组合和改型。11.单个图图示了根据本公开的实施方式的混合动力模块100的局部横截面图。混合动力模块100包括转子组件102、定子组件104和变矩器组件106。转子组件102包括转子承载件108、转子承载件毂或转子凸缘110、转子区段112、弹簧端部板114、弹簧端部板116和端部环118。转子承载件108包括轴向延伸部分120和径向延伸部分122。轴向延伸部分120包括外表面124，并且径向延伸部分122包括径向表面126。转子承载件毂或凸缘110固定至转子承载件108的轴向延伸部分120并且朝向旋转轴线ar径向向内延伸，其中，转子承载件毂或凸缘110构造成与输入轴连接。如本文中所使用的术语轴向地、径向地和周向地是相对于旋转轴线ar来使用的。12.转子区段112安装并布置在转子承载件108的轴向延伸部分120的外表面124上。在一个实施方式中，转子区段112可以由一堆区段组成。弹簧端部板114、116组装在转子区段112的相反的轴向侧部上。端部环118邻近于弹簧端部板114固定至转子承载件108的轴向延伸部分120的外表面124并且布置成用作用于断开式离合器130的断开式离合器覆盖件128的接地部件。以这种方式，弹簧端部板114轴向地设置在端部环118与转子区段112之间，并且弹簧端部板116轴向地设置在转子区段112与转子承载件108的径向延伸部分122的径向表面126之间。端部环118构造成对弹簧端部板114、116进行压缩，从而将转子区段112夹持和/或紧固至转子承载件108。13.在组装期间，弹簧端部板114和弹簧端部板116以初始的未压缩状态安装。也就是说，弹簧端部板114、116将具有渐缩的轮廓。然后端部环118被组装在转子承载件108上，并且然后通过载荷向下按压，以压缩弹簧端部板114和弹簧端部板116两者。也就是说，端部环118将弹簧端部板114、转子区段112和弹簧端部板116压靠于转子承载件108的径向延伸部分122的径向表面126，以将转子区段112夹持至转子承载件108，从而在该转子区段与该转子承载件之间传递摩擦扭矩。然后，端部环118被焊接至转子承载件108。以这种方式，由压缩的弹簧端部板114、116产生的夹持载荷在转子承载件108与转子区段112之间定路径并且由此将转子区段112夹持至转子承载件108。弹簧端部板114、116由非磁性材料或由低磁导率材料制成，以防止转子磁体之间的磁通量短路。在一个实施方式中，弹簧端部板114、116由不锈钢材料制成。这又提供了足够的强度和延展性，从而产生必要的夹持载荷来保持由于发动机振动引起的转子惯性。通过将弹簧端部板114、116加厚可以获得更高的夹持载荷。此外，不锈钢级也防止磁体的磁通量相互短路。以这种方式，弹簧端部板114、116用作转子夹持特征，以用于将转子区段112固定至转子承载件108以及防止转子中的磁体使磁通量短路。14.端部环118还包括限定在其中的螺纹开口132，以用于接纳用以将断开式离合器覆盖件128连接至端部环118的一个或更多个螺栓134。以这种方式，由于端部环承受了反作用于断开式离合器130的轴向载荷，因此，端部环118的全长可以用来加强螺栓连接。端部环118的螺纹开口132设置在转子承载件108的外表面124的径向外侧。15.定子组件104设置在转子组件102的径向外侧并且固定至模块壳体136。定子组件104包括定子承载件140和定子区段142。在一个实施方式中，定子区段142可以是一堆定子区段。定子承载件140包括：轴向延伸部分144、从轴向延伸部分144的第一端部朝向旋转轴线ar径向向内延伸的径向延伸部分146、以及从轴向延伸部分144的相反的第二端部径向延伸远离旋转轴线ar的径向延伸部分148。定子承载件140的轴向延伸部分144包括内表面150。定子区段142安装并布置在内表面150上。在一个实施方式中，定子区段142可以经由收缩配合装置安装在定子承载件140上。也就是说，定子承载件140被加热以使内表面150膨胀、定子区段142安装在定子承载件140上、并且内表面150在定子承载件140冷却之后收缩配合至定子区段142。定子承载件140的径向延伸部分146朝向变矩器组件106和旋转轴线ar相对于转子组件102径向向内延伸。也就是说，径向延伸部分146沿朝向旋转轴线ar的径向向内方向延伸远离定子区段142和转子区段112。径向延伸部分146围绕定子端部绕组152延伸，并且相对于转子承载件108径向向内延伸。定子承载件140还布置成将定子组件104固定至模块壳体136。也就是说，定子承载件140的径向延伸部分148包括限定在该径向延伸部分中的用于接纳连接器149的开口147，从而将定子承载件140固定至模块壳体136。在示例实施方式中，连接器149可以是螺栓或其他类型的紧固件。16.混合动力模块100还包括完全设置在转子组件102的径向内侧的变矩器组件106。变矩器组件106包括：叶轮154，该叶轮具有固定至转子承载件108的叶轮壳156，其中，至少一个叶片附接至该叶轮；涡轮158，该涡轮具有涡轮壳160，其中，至少一个叶片附接至该涡轮；定子162，该定子具有附接至该定子的至少一个叶片；以及锁止离合器164。叶轮壳156可以经由焊接连接部166固定至转子承载件108的径向延伸部分122。叶轮壳156和转子承载件108一起形成用于变矩器组件106的壳体。变矩器组件106和断开式离合器130可以设置在转子承载件108的径向内侧。也就是说，断开式离合器130、锁止离合器164、涡轮158、涡轮壳160、定子162、叶轮154和叶轮壳156可以完全设置在转子承载件108的径向内侧。换句话说，断开式离合器130、锁止离合器164、涡轮158、涡轮壳160、定子162、叶轮154和叶轮壳156可以一起延伸等于或小于转子承载件的轴向长度的轴向长度。在实施方式中，转子承载件108可以包括141mm至201mm之间的内直径和135mm至195mm之间的圆环尺寸。17.锁止离合器164可以设置在转子凸缘110的第一轴向侧，并且断开式离合器130可以设置在转子凸缘110的相反的第二侧。锁止离合器164还可以包括：活塞板170，该活塞板设置在转子凸缘110与涡轮壳160之间；反作用板172，该反作用板固定至转子承载件108的轴向延伸部分120并且设置在活塞板170与涡轮壳160之间；多个第一离合器板174，所述多个第一离合器板连接至转子承载件108；以及多个第二离合器板176，所述多个第二离合器板连接至内盘承载件或支承凸缘178，其中，多个第一离合器板和多个第二离合器板174、176轴向地设置在活塞板170与反作用板172之间。活塞板170还可以密封至转子凸缘110和输出毂180。内盘承载件或支承凸缘178可以在径向外端部处密封至反作用板172并且在径向内端部处例如经由铆接连接部连接至涡轮壳160和输出毂180。18.提供有分解器组件182以用于测量转子112的速度和角位置，并且分解器组件包括：固定至定子承载件140的分解器定子184和安装在分解器转子毂或凸缘188上的分解器转子186。凸缘188可以固定至叶轮壳156并且沿与轴向方向ad2相反的轴向方向ad1延伸远离叶轮壳156轴向。在一个实施方式中，叶轮壳156和凸缘188可以是例如单件式一体结构。在另一实施方式中，凸缘188和叶轮壳156可以例如是多件式结构并且可以经由焊接连接部固定在一起。凸缘188轴向地延伸超出转子承载件108，并且分解器转子186可以压配合在凸缘188的外表面上。然而，应当理解的是，分解器转子186可以经由其他方法、例如铆固固定至凸缘188。19.分解器定子184可以固定至定子承载件140的径向延伸部分146。在一个实施方式中，分解器定子184通过连接器190固定至定子承载件140的径向延伸部分146，连接器例如可以是螺栓。然而，应当理解的是，在其他实施方式中(未示出)可以采用其他固定方法(例如，铆接、铆固、粘合剂)。分解器定子184设置在转子承载件108的径向内部。也就是说，分解器定子184相对于旋转轴线ar所测量的径向距离小于转子承载件108相对于旋转轴线ar所测量的径向距离。分解器转子186与分解器定子184轴向地对准。也就是说，可以绘制垂直于旋转轴线ar的线，该线延伸或穿过分解器定子184和分解器转子186。分解器转子186设置在分解器定子184和转子承载件108的径向内部。20.虽然上文描述了示例性实施方式，但是这些实施方式并不意在描述权利要求所涵盖的所有可能的形式。说明书中使用的词语是描述性的而非限制性的词语，并且应当理解的是，可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种变型。如先前所描述的，可以对各种实施方式的特征进行组合以形成本公开的可能未明确描述或说明的其他实施方式。虽然各种实施方式可能在关于一个或更多个期望的特性方面已经被描述为提供优势或优于其他实施方式或者现有技术的实现方式，但是本领域中的那些普通技术人员应当意识到的是，一个或更多个特征或特性可以被折衷以实现期望的整体系统属性，这取决于特定的应用和实现方式。这些属性可以包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、适销性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造性、组装容易度等。因此，在任何实施方式被描述为在一个或更多个特性方面不如其他实施方式或现有技术实现方式更理想的程度上，这些实施方式不超出本公开的范围并且对于特定应用而言可能是期望的。21.附图标记列表22.100 混合动力模块23.102 转子组件24.104 定子组件25.106 变矩器组件26.108 转子承载件27.110 转子承载件毂或转子凸缘28.112 转子区段29.114 弹簧端部板30.116 弹簧端部板31.118 端部环32.120 轴向延伸部分33.122 径向延伸部分34.124 外表面35.126 径向表面36.128 断开式离合器覆盖件37.130 断开式离合器38.132 开口39.134 螺栓40.136 模块壳体41.140 定子承载件42.142 定子区段43.144 轴向延伸部分44.146 径向延伸部分45.147 开口46.148 径向延伸部分47.149 连接器48.150 内表面49.152 定子端部绕组50.154 叶轮51.156 叶轮壳52.158 涡轮53.160 涡轮壳54.162 定子55.164 锁止离合器56.166 连接部57.170 活塞板58.172 反作用板59.174 多个第一离合器板60.176 多个第二离合器板61.178 内盘承载件或支承凸缘62.180 输出毂63.182 分解器组件64.184 分解器定子65.186 分解器转子66.188 分解器转子毂部或凸缘67.190 连接器。









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