CN104136259A - 用于液压混合动力车辆的紧凑液压模块 - Google Patents

用于液压混合动力车辆的紧凑液压模块 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于向车辆提供驱动能量的紧凑液压模块(11)，其包括：其中容置有相对装配的第一液压马达(14)和第二液压马达(15)的外壳(16)，两个马达中的一个由另一个旋转支撑，每个马达包括：分配板(12)、缸(8)、板(9)以及布置在所述板和缸之间并且与所述板和所述缸配合的铰接轴向活塞(6，7)。所述液压马达将来自加压流体的能量转化为驱动包含在同一外壳中的差速器的扭矩形式的机械能，所述差速器的输出轴(3)联接至车辆的驱动轮。所述差速器包括：适于使两个液压马达耦连并且用于向输出轴分配扭矩的轴向联接构件(1)，其中，差速器可旋转地装配在液压马达内部，液压马达的旋转轴线(XX’)与差速器的旋转轴线重合。

Description

用于液压混合动力车辆的紧凑液压模块
本发明要求于2012年2月24日递交的法国申请1251719的优先权，其全部内容(正文、权利要求和附图)并入该处引作参考。
技术领域
本发明涉及一种液压混合动力车辆，并且更具体地涉及包括一个或多个液压马达的液压模块，所述一个或多个液压马达联接至车辆差速器，以便向车辆的车轮提供驱动能量。
背景技术
液压混合动力车辆与电混合动力车辆的不同之处在于液压能源取代原始的电能源。
在一种液压混合动力车辆中，传统变速箱被闭合液压回路取代或完善。
旋转能源(经常是热发动机甚至电动机)驱动具有高精密度的一个或多个容积液压泵，优选具有可变工作容量。
液压泵将机械能转换为液压能。该能量被存储在一个或多个高压蓄能器中，然后被释放到一个/多个液压马达中以推动车辆。
由此，液压马达将液压能转换为机械能。
已知液压混合动力传动***的多种结构类型：
-“串联”结构，
-“并联”结构或者
-“分流”结构(使用一个或多个行星齿轮总成分流功率)。
使用“并联”类型的传动***，液压***通常加在车辆的传统传动***上，作用是优化初始***。
“串联”类型的传动***，完全取代传统的传动***结构：其包括热发动机和车轮之间的液压连接。
“分流”类型的传动***是能够获得串联或并联传动***的混合结构。
还已知联接至不同液压传动***结构的不同类型的液压泵或液压马达。
用于这种传动***的液压泵(或马达，根据旋转方向和用途)经常是活塞式容积泵，尤其是具有旋转筒体的线性轴向活塞式泵。
还使用的另一类容积泵是轴向活塞式泵。
在容积泵中，流体被隔离在具有可变容积的舱室中，以便从抽吸区域(低压)向推出区域(高压)转移。
该类型的泵称为容积泵，因为其在每个运行循环输送流体容积，每个运行循环的容积称为工作容量。
通常，对于较高的液压压力(大于300bars)，针对具有折式轴的泵或者具有辊上的径向活塞的泵，使用具有垫块或铰接类型的轴向活塞式泵。
在液压传动***的范围中，用液压马达驱动差速器需要差速器和一个或两个液压马达的体积(尤其见文件US2005070390或者WO2005075233)。
对于推进器的前、后牵引***以及对于越野车(4×4)的前和/或后和/或中央牵引***，在前差速器壳体上加接液压部件。该技术方案在技术实践中是可行的，但占用发动机室和后底座中较多的空间，因此难以实施。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有简单结构的紧凑液压模块，易于在车辆中实施同时最大化地保留所需要的车辆液压混合动力有机结构。
为此，本发明的目的在于提供一种用于向车辆提供驱动能量的紧凑液压模块，其包括：其中容置有相对装配的第一液压马达和第二液压马达的外壳，两个马达中的一个由另一个旋转支撑，每个马达包括：分配板、缸、板以及布置在所述板和缸之间并且与所述板和所述缸配合的铰接轴向活塞；所述液压马达将来自加压流体的能量转化为驱动包含在同一外壳中的差速器的扭矩形式的机械能，所述差速器的输出轴联接至车辆的驱动轮；所述差速器包括：适于使两个液压马达耦连并且用于向输出轴分配扭矩的轴向联接构件，其中，差速器可旋转地装配在液压马达内部，液压马达的旋转轴线与差速器的旋转轴线重合。
本发明的重点在于得益于用铰接自由活塞的原理将差速器一体化在液压马达内部从而获得空间。
发动机罩下方的空间和/或车辆底板下方的空间与液压混合动力车辆的一个或两个液压马达的体积相等。
差速器的壳体充当液压马达的泵的本体。这能够在发动机罩下方获得等于差速器体积的空间，同时保留相同的传统差速器。
对于串联液压混合动力***，该一体化省去了齿轮/差速器冠齿轮之间的联接。
唯一的模块充当差速器和液压泵。这能够在发动机罩下方获得空间并且还能够简化液压混合动力***的结构。
差速器和液压马达的支撑轴使用相同的滚动轴承。
差速器的润滑通过液压马达的油执行。(密封类型的差速器)
液压模式的部件的实施是完全对称的。右边的子组件与左边的子组件相同。
对于可变工作容量的发动机，通过使板的方向相反，可有利地使用液压模块以便回收刹车时或者倒车行驶时的能量。
这些功能还可以通过使低压和高压输出相反并且进行液压控制获得。
然后液压马达变成为高压蓄能器充电的泵。
将液压马达和差速器一体化在液压模块的同一外壳中可以最大化地保留所想要的液压混合动力有机结构。
由此，对车轮毂轴和减速器没有进行修改，通常为了使液压马达一体化需要进行修改。当想要减小发动机的尺寸时减速器是必不可少的，因此，为了传送相同的功率，应当增加发动机的转速，这会变得与车轮的转速不相容。
这种类型的装配对于悬挂的舒适性是不利的，这是由于增加了非悬挂的质量(向车轮增加的发动机和减速器的质量)。
附图说明
参考附图阅读以下仅作为非限制性示例给出的说明书，本发明将更容易理解，其它优点也将更加清楚：
-图1示出根据本发明的液压模块的纵向剖视简图；以及
-图2示出根据本发明的液压模块的纵向剖视图。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记代表相同的部件。
根据本发明的液压模块11包括外壳16，在所述外壳中容置有第一和第二液压马达14和15，分别为相对装配的左和右液压马达。
两个发动机的其中一个15通过滚针轴承(或者滚动轴承)2得到支撑使得能够相对于另一个发动机14自由旋转。
左和右液压马达将来自加压流体的能量转化为驱动差速器的扭矩形式的机械能，所述差速器被包含在同一外壳中并且其输出轴3联接至车辆的驱动轮(未示出)。
差速器包括相对装配的两个壳体4，每个均具有凸缘；每个凸缘限定以差速器的旋转轴线XX’为中心的第一和第二液压马达中每个的板。
在液压模块的外壳的中心布置沿与液压马达的旋转轴线经过的平面垂直的平面彼此平行延伸的板。
差速器可旋转地装配在液压马达内部，液压马达的旋转轴线XX’与差速器的旋转轴线重合。
差速器包括布置在彼此相对的凸缘表面之间并且与所述凸缘表面相接触的轴向联接构件1，尤其是止推轴承(止推滚珠轴承或者止推滚针轴承)。
轴向止推轴承适于与左右两个液压马达配合，以便向联接车轮的输出轴分配扭矩。
两个凸缘的彼此相对的表面分别限定用于轴向止推轴承的滚子的滚动平面。滚子可以被滚珠或者滚针代替。
每个左、右发动机包括：分配板12、缸壳8、板9以及布置在板和缸壳之间互相配合的两个铰接轴向活塞6、7。
活塞的第一端通过铰接连接与板联接，第二端可滑动地容纳在缸壳的缸体(或者衬套)中；缸壳贴靠分配板，所述分配板撑靠在液压模块的外壳的内壁上。
缸壳以及分配板所贴靠的壁相对于板的平面倾斜确定的非零角度(约为15°至22°)。
缸壳包括确定数量的衬套，分别覆盖活塞的两端；衬套的底部与分配板连通，以便在液压马达的抽吸模式或者推出模式使流体通过。
差速器的每个壳体包括以液压马达的旋转轴线为中心沿与凸缘相反的方向延伸的圆柱延伸部；所述延伸部限定液压马达的轴，包括接收差速器输出轴的其中之一的内logement；输出轴与液压马达的轴可旋转地联接。
液压马达的每个轴都包括限定第一圆柱轴颈的第一凸肩，轴承5装配在所述第一圆柱轴颈上，允许可旋转地支撑液压模块的外壳中的液压马达的轴。
液压马达的每个轴都包括限定与第一圆柱轴颈相邻的第二圆柱轴颈的第二凸肩，具有固定中心的滚珠等速万向节13装配在可旋转地支撑缸壳和分配板的第二圆柱轴颈上。
重新回到传统差速器的运行，在同一车轴的车轮的两个轴之间传递自由扭矩。
可具有图中的两种情况：
-在图中的第一种情况下，分别与车轮相连的两个输出轴以相同速度转动：因此旋转力均衡地分布在每个车轮上。
-在图中的第二种情况下，两个输出轴不以相同速度转动(转弯的情况)：在两个液压马达之间具有差速旋转。
因而，传统变速箱以及差速器的冠齿轮以及内部部件由两个液压马达取代，所述两个液压马达由存储在蓄能器中或者由泵提供的液压压力产生扭矩，并且将所述扭矩直接施加至同一车轴的车轮的轴。
无论液压马达/泵中的活塞数量、差速器中的卫星齿轮数量以及等速万向节的类型如何本发明都可以应用。
本发明还可以应用到泵的其它技术，例如径向活塞式泵。
本发明可以应用到两个驱动轮的车辆的前差速器和/或后差速器以及四个驱动轮的车辆的中央差速器。
在一个变型中，在想要向静压传动***增加具有一个或多个变速比齿轮的传统变速箱的情况下，根据本发明的液压模块可包括具有冠齿轮的差速器。在这种情况下，传统变速箱通过差速器的冠齿轮将扭矩传递给差速器，液压马达通过差速器的壳体将扭矩传递给差速器。
无论液压马达的导控(pilotage)类型(压力和/或流量)如何，本发明都有效。
两个液压马达的单独方式的流量和压力导控对以下的差速器构造有利：
-自由差速器(如同最大多数的机械差速器)；
-受到可变且可导引的卡锁率限制滑动式差速器；
-卡锁差速器(4×4车辆上锁桥类型)；
-用于改善驱动的ASR功能；
-用于4×4车辆的ESP功能。

Claims (10)

1.一种用于向车辆提供驱动能量的紧凑液压模块(11)，其包括：其中容置有相对装配的第一液压马达(14)和第二液压马达(15)的外壳(16)，两个马达中的一个由另一个旋转支撑，每个马达包括：分配板(12)、缸(8)、板(9)以及布置在所述板和缸之间并且与所述板和所述缸配合的铰接轴向活塞(6，7)；所述液压马达将来自加压流体的能量转化为驱动包含在同一外壳中的差速器的扭矩形式的机械能，所述差速器的输出轴(3)联接至车辆的驱动轮；所述差速器包括：适于使两个液压马达耦连并且用于向输出轴分配扭矩的轴向联接构件(1)，其中，差速器可旋转地装配在液压马达内部，液压马达的旋转轴线(XX’)与差速器的旋转轴线重合。
2.根据权利要求1所述的液压模块，其特征在于，差速器包括相对装配的两个壳体(4)；每个壳体均具有凸缘；每个凸缘限定以差速器的旋转轴线为中心的第一和第二液压马达中每个的板；两个液压马达通过以差速器的旋转轴线为中心的布置在两个板之间的轴向止推轴承(1)彼此轴向联接；每个马达包括一系列活塞，所述一系列活塞的第一端通过铰接连接件联接至板，其第二端可滑动地接收在缸中；所述缸贴靠在分配板上，所述分配板撑靠在液压马达的外壳的内壁上。
3.根据权利要求2所述的液压模块，其特征在于，每个缸均包括分别接收活塞两端的衬套；所述衬套的底部与分配板连通，以便在液压马达处于抽吸模式或推出模式时使流体通过。
4.根据权利要求3所述的液压模块，其特征在于，差速器布置在液压模块的外壳的中心；所述板沿与液压马达的旋转轴线经过的平面垂直的平面彼此平行地延伸。
5.根据权利要求4所述的液压模块，其特征在于，差速器的每个壳体均包括以液压马达的旋转轴线为中心的沿与凸缘相反的方向延伸的圆柱延伸部；所述延伸部限定液压马达的轴，所述液压马达的轴包括接收其中一个差速器输出轴的内凹室，所述输出轴与液压马达的轴可旋转地联接。
6.根据权利要求5所述的液压模块，其特征在于，液压马达的每个轴均包括限定第一圆柱轴颈的第一凸肩，轴承(5)装配在所述第一圆柱轴颈上，允许可旋转地支撑液压模块的外壳中的液压马达的轴。
7.根据权利要求6所述的液压模块，其特征在于，分配板以及缸所贴靠的壁相对于板的平面倾斜确定的非零角度。
8.根据权利要求7所述的液压模块，其特征在于，液压马达的每个轴均包括限定与第一圆柱轴颈相邻的第二圆柱轴颈的第二凸肩，等速万向节(13)装配在可旋转地支撑缸和分配板的第二圆柱轴颈上。
9.一种包括根据上述权利要求中任一项所述的紧凑液压模块的液压混合动力车辆。
10.根据权利要求9所述的液压混合动力车辆，其特征在于，所述车辆是串联混合动力车辆。
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