CN109890675B - 双输入泵和*** - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于联接到变速器或发动机和电动机的双输入流体泵***。该***可包括第一外齿轮、叶片、内齿轮或转子型泵、第二外齿轮泵和连接轴。第二泵的齿轮包括单向离合器轴承，其能够以多种模式操作***，所述模式包括仅发动机；仅电动机；组合模式，其中发动机通过轴操作第一泵，电动机操作第二泵，外齿轮在其泵送方向上以比轴大的速率旋转；入口增压；和断开模式。还提到一种泵，其具有用于将发动机联接到第一外齿轮的第一轴和用于将电动机联接到第二外齿轮的第二轴以及以类似方式执行的单向离合器轴承。

Description

双输入泵和***
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年9月2日提交的美国临时专利申请No.62/383,160的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及具有双输入的泵，尤其是涉及具有单向离合器轴承的泵和***，所述单向离合器轴承与齿轮相联，以便以不同模式操作。
背景技术
泵在许多应用中使用，例如，以将流体或润滑剂(例如，油)泵送到车辆***。一些已知的泵可以由内燃机或电动机驱动。已知这种泵使用位于泵外部的离合器来连接这些驱动器中的一个。例如，美国专利No.5,474,428和5,799,744示出了这样的构思，这两个构思的全部内容并入本文。
发明内容
本公开的一个方面提供了一种双输入流体泵***，用于联接到变速器或内燃机动力源和电动机动力源。该泵***包括第一泵和第二泵。第一泵具有：壳体；可旋转泵送元件，所述可旋转泵送元件可旋转地安装在壳体中；入口；出口；和输入轴，用于将变速器或内燃机动力源连接到其可旋转泵送元件，以便使可旋转泵送元件沿泵送方向旋转，从而将流体从入口通过壳体泵送到出口。第二泵是外齿轮泵，所述外齿轮泵具有：壳体；相互啮合的至少第一和第二外齿轮，所述第一和第二外齿轮可旋转地安装在壳体中；入口；出口；和输入轴，用于将电动机动力源连接到其第二外齿轮，以便使齿轮沿反向旋转泵送方向旋转，从而将流体从入口通过壳体泵送到出口。连接轴设置在第一泵的可旋转泵送元件和第二泵的第一外齿轮之间。当通过变速器或内燃机动力源旋转时，连接轴沿第一泵的可旋转泵送元件的泵送方向旋转。第二泵的每个外齿轮包括位于其中的单向离合器轴承。第二泵的第一外齿轮的单向离合器轴承接收连接轴并且构造成：(a)将连接轴的旋转传递给第二泵的第一外齿轮以沿其泵送方向旋转；以及(b)防止第二泵的第一外齿轮沿其泵送方向的旋转被传递给连接轴。第二泵的第二外齿轮的单向离合器轴承接收其输入轴并且构造成：(a)将第二泵的输入轴的旋转传递给第二泵的第二外齿轮以沿其泵送方向旋转；以及(b)防止第二泵的第二外齿轮沿其泵送方向的旋转被传递给第二泵的输入轴。进一步地，单向离合器使得泵***能够以至少三种模式操作，所述三种模式包括：(a)仅发动机模式，其中变速器或发动机通过第一泵的输入轴操作第一泵以及通过第一泵的可旋转泵送元件和第二泵的第一外齿轮之间的连接轴操作第二泵；(b)仅电动机模式，其中电动机仅操作第二泵；以及(c)组合模式，其中变速器或发动机通过输入轴操作第一泵，并且电动机操作第二泵，所述第二泵的第一外齿轮沿其泵送方向以比连接轴大的速率旋转。
另一方面提供了一种双输入流体泵，用于联接到变速器或内燃机发动机动力源和电动机动力源。泵包括：壳体；可旋转地安装在壳体中的相互啮合的至少第一和第二外齿轮；入口；出口；第一输入轴，用于将变速器或内燃机动力源联接到第一外齿轮，以便使齿轮沿反向旋转的泵送方向旋转，从而将流体从入口通过壳体泵送到出口；和第二输入轴，用于将电动机动力源连接到第二外齿轮，以便使齿轮沿反向旋转的泵送方向旋转，从而将流体从入口通过壳体泵送到出口。第二泵的每个外齿轮包括位于其中的单向离合器轴承。第一外齿轮的单向离合器轴承接收第一输入轴并且构造成：(a)将第一输入轴的旋转传递给第一外齿轮以沿其泵送方向旋转；以及(b)防止第一外齿轮沿着其泵送方向的旋转被传递给第一输入轴。第二外齿轮的单向离合器轴承接收其第二输入轴并且构造成：(a)将第二输入轴的旋转传递给第二外齿轮以沿其泵送方向旋转：以及(b)防止第二外齿轮沿其泵送方向的旋转被传递给第二输入轴。此外，单向离合器使得泵能够以至少三种模式运行，所述三种模式包括：(a)仅发动机模式，其中变速器或发动机通过第一输入轴操作泵；(b)仅电动机模式，其中电动机通过第二输入轴操作泵；以及(c)过驱动模式，其中电动机通过第二输入轴以比第一输入轴通过变速器或发动机旋转的速度更快的速度操作泵。
根据以下详细描述、附图和附带权利要求，本公开的其他方面、特征和优点将变得显然。
附图说明
图1是根据本公开的一个实施例的双输入流体泵***的示意图；
图2是图1的***的示意图，该***根据一实施例以第一模式操作；
图3是图1的***的示意图，该***根据一实施例以第二模式操作；
图4是图1的***的示意图，该***根据一实施例以第三模式操作；
图5是图1的***的示意图，该***根据一实施例以第四模式操作；
图6是图1的***的示意图，该***根据一实施例以第五模式操作；
图7是示出了本文公开的泵***的流量需求vs传统泵流量的流量需求以及节省过量流量的曲线图；
图8A是根据本公开的另一个实施例的双输入流体泵***的示意图；
图8B是根据本公开的一实施例的可以在图8A的***中使用的转子型泵和壳体中的齿轮的示意图；
图9是根据本公开的又一个实施例的双输入流体泵的示意图；
图10示出了可以在本公开的实施例中使用的单向滚针轴承的示例；
图11是根据一实施例的图10的单向滚针轴承的横截面图；
图12示出了根据一实施例的参照图11的单向滚针轴承的尺寸的示例；
图13A-13B和图14A-14B是带有轴的图10的轴承的局部示意性横截面图，示出了在不同操作模式期间轴承和轴二者的示例性旋转方向；
图15是根据本公开的又一个实施例的可以在图8A的***中使用的新月形内齿轮泵和壳体中的齿轮的示意图；
图16是根据本公开的又一个实施例的可以在图8A的***中使用的可变叶片泵和壳体的部件的示意图。
具体实施方式
如本文详述的那样，所公开的***涉及利用两个输入(或“双输入”)来驱动泵(多个泵)以便以多种不同模式位移一定量的流体。调节泵排量的能力在某些应用中可能是有益的，例如利用发动机和电动机两者或利用启停***的混合动力车辆。所公开的***还可以利用自动变速器代替发动机。如本领域普通技术人员所理解的那样，贯穿本公开使用的“泵排量”或“排量”是指泵在特定时间段期间能够移动的流体或液体(润滑剂)的体积，即流速。
图1示出了根据一实施例的双输入流体泵***100(或组件)的示意图。泵***100包括第一泵10和第二泵40。泵***100联接到动力源20和电动机动力源34。在一个实施例中，动力源20是内燃机(ICE)。例如，如图1中示意性地描绘的那样，第一泵10构造成由内燃机动力源20直接驱动，第二泵40构造成由电动机动力源34直接驱动。在一些情况下，内燃机(ICE)动力源20也可以称为内燃发电机(ICG)。
出于本公开的目的，仅为了简化和解释目的，动力源20被示出和描述为内燃机(ICE或ICG)。然而，在替代实施例中，动力源20可以是自动变速器。在一个实施例中，变速器可以由内燃机驱动，在某些情况下，该内燃机可以驱动泵***100。应该理解，内燃机可以直接或间接地联接到泵***，以直接或间接地(例如，经由变速器)驱动第一泵10。内燃机动力源20可以直接连接到内燃机的动力输出，或者间接连接(例如，经由皮带、链条、齿轮***或其他介入部件)到内燃机的动力输出。类似地，电动机动力源34可以直接连接到电动机的动力输出，或者还/替代地间接连接到电动机的动力输出。而且，变速器、发动机和/或电动机均可以是从泵***接收输出油流的***之一。
泵10和40两者包括位于它们各自的泵壳体内部的可旋转泵送元件，下文将更详细地描述。在一个实施例中，泵10和40两者都是外齿轮泵，带有设置为可旋转泵送元件的外齿轮。在另一个实施例中，泵10和40中的至少一个是转子型泵(例如，参见图8A，在后面描述)，其具有用作可旋转泵送元件的转子单元。在又一个实施例中，泵10和40中的至少一个是内齿轮泵(也在后面描述)。在一个实施例中，泵10和40两者都是内齿轮泵。在又一个实施例中，可以使用可变叶片泵(例如，正排量泵)作为泵10和/或泵40。在一实施例中，第一泵10可以是转子型泵，第二泵40可以是外齿轮泵。在另一个实施例中，第一泵10可以是可变叶片泵，第二泵40可以是外齿轮泵。在一实施例中，第一泵10可以是转子型泵，第二泵40可以是内齿轮泵。在另一个实施例中，第一泵10可以是可变叶片泵，第二泵40可以是内齿轮泵。在又一个实施例中，泵10和40中的一个可以是内齿轮泵，而另一个可以是外齿轮泵。本文提到的泵的组合和类型仅仅是示例性的，并非旨在限制。
在图1所示的示例性实施例中，泵10具有可旋转地安装在壳体11内的相互啮合的外主动齿轮14和外从动齿轮16。泵壳体11具有入口13和出口15。入口13接收待从源(例如，贮槽)泵送到壳体11中的流体或输入待从源(例如，贮槽)泵送到壳体中的润滑剂(在汽车环境中典型地为油)，出口15用于将加压流体或润滑剂从壳体11排出或输送到指定***。齿轮14、16的旋转和啮合将流体移动和位移到泵10的出口15。输入轴12连接到主动齿轮14并将内燃机(ICE)动力源20连接到主动齿轮14。ICE动力源20构造成旋转轴12，该轴转而旋转主动齿轮14以旋转从动齿轮16。齿轮14、16沿反向旋转泵送方向旋转，以将流体从入口13通过壳体11泵送到出口15。从动齿轮16包括轴承18，该轴承通过减小摩擦来辅助其旋转(例如，围绕轴)。
泵40也具有可旋转地安装在第二壳体38内的相互啮合的外齿轮26和28。泵壳体38具有入口39和出口41。入口39接收待从源(例如，贮槽)泵送到壳体38中的流体或输入待从源(例如，贮槽)泵送到壳体中的润滑剂，出口41用于将加压流体或润滑剂从壳体38排出或输送到指定***。在一实施例中，泵10的入口13和出口15可独立于泵40的入口39和出口41；即，入口和出口可以是流体独立的，进给到泵10和40和/或从泵10和40进给不与共同的源相关联。在另一个实施例中，泵10的入口13和出口15可以与泵40的入口39和出口41分开，但不是流体独立的；即，入口和/或出口可以具有共同的回路源或贮槽。例如，将流体或润滑剂分别引导到入口13和入口39的共同的源入口可以降低通道和入口过滤器连接件的复杂性。在一个实施例中，入口39从源或贮槽接收流体或润滑剂。在另一个实施例中，入口39从泵10的出口15接收输入流体或润滑剂。
在一实施例中，如果存在与泵***100相关联的两个压力回路，则分开的出口可能是必须的。例如，一个出口可用于支持高压离合器致动回路，而另一个出口可用于支持低压润滑剂和冷却回路。在一个实施例中，泵40的出口41(或出口回路)可用于增压与泵10相关的入口回路。可替代地，出口回路可以是分开的。在一个实施例中，如后面参照图5更详细描述的那样，泵40的出口41可用于增压泵10的入口13。
泵的入口和出口的构造(独立地或彼此分开地)可取决于封装约束(多个封装约束)和***设计。因此，泵10、40的入口和出口的构造和连接在此不旨在是限制性的。
泵40的齿轮26、28的旋转和啮合将流体移动和位移到泵40的出口41。连接轴22设置在第一泵10的主动齿轮14和第二泵40的齿轮28之间，使得主动齿轮14的旋转还使轴22旋转并且因此可用于驱动该齿轮28。连接轴22沿与外主动齿轮14相同的泵送方向旋转(如由ICE动力源20旋转那样)。第二泵40还具有输入轴36，所述输入轴连接到齿轮26并且将电动机动力源(M)34联接到齿轮26。在一些模式中，电动机动力源34构造成使轴36旋转，所述轴转而又使齿轮26旋转，以使齿轮28旋转。齿轮26、28沿反向旋转泵送方向旋转，以将流体从入口39通过壳体38泵送到出口41。
应注意的是，每个泵中的齿轮的齿数不旨在是限制性的。例如，可调节齿轮14、16和/或26、28上的齿数以适应噪声问题或空间限制。在一个实施例中，每个泵中的齿轮具有1:1的比率；也就是说，齿轮14和16具有相同的齿数，齿轮26和28具有相同的齿数。在一实施例中，齿轮14、16可以具有与齿轮26、28相同的齿数。在一个实施例中，齿轮14、16(具有相同的齿数)具有与齿轮26、28(具有相同的齿数)不同的齿数。在另一个实施例中，在每个泵中齿轮14、16和/或26、28可以包括不同数量的齿。
根据一实施例，用于连接第一泵10的齿轮14和第二泵40的齿轮28与输入轴12的连接轴22是一共同的轴的各个部段。在另一个实施例中，轴12和22可以是分开且不同的部件。
在一个实施例中，电动机输入轴36(或另一连接轴)设置在齿轮26和16之间。然而，齿轮26和16两者都不能通过该轴旋转。而是，第一泵10中的从动齿轮16的轴承18允许从动齿轮16沿两个旋转方向自由地绕(或相对于)该轴旋转，使得该轴简单地用作用于在***中组装齿轮的引导件和/或稳定器。
第二泵40的外齿轮26、28中的每个均包括位于其中的单向离合器轴承。齿轮26包括第一单向离合器轴承24，齿轮28包括第二单向离合器轴承30。单向离合器轴承30接收连接至主动齿轮14的连接轴22。单向离合器轴承30构造成：(a)将连接轴22的旋转传递给第二泵40的外齿轮28以便沿其泵送方向旋转(该泵送方向与第一泵10的齿轮14的旋转泵送方向相同)；和(b)防止外齿轮28沿泵送方向的旋转被传递给连接轴22(从而防止电动机34旋转)。也就是说，单向离合器轴承30将旋转沿外齿轮的泵送方向从连接轴22传递给外齿轮28，但是不将外齿轮28的旋转传递回轴22。外齿轮26的单向离合器轴承24接收电动机动力源34的输入轴36。轴承24起到与轴承30相同的作用，但是以相反的方式布置。因此，轴承24构造成：(a)将电动机输入轴36的旋转传递给第二泵40的外齿轮26以沿其泵送方向旋转；和(b)防止外齿轮26沿其泵送方向的旋转被传递给第二泵40的输入轴36。
进一步地，单向离合器轴承24和30使得泵***100能够以不同的模式操作，例如，(1)仅发动机模式；(2)仅电动机模式；(3)组合模式；(4)入口增压模式(可选)；以及(5)断开模式(可选)。不必使用所有这些模式，并且不应将其描述视为限制。
图2-6示出了与每种模式(1)、(2)、(3)、(4)和(5)相关的特征。在***的仅发动机模式中，如图2所示，ICE动力源20用作驱动泵10和40的主驱动器。例如，可能期望的是，通过使用仅发动机模式减小从***100移位的总泵排量，即，减小驱动泵时的功率损耗，以便减小驱动循环中的损耗并且以更高速度驱动。电动机动力源34关掉并且不运行。ICE动力源20使第一泵10的输入轴12旋转以使齿轮14旋转(从而驱动齿轮16，该齿轮在其轴承18上自由旋转)并且通过旋转位于齿轮14和28之间的连接轴22来操作第二泵40，并且特别是通过单向轴承30将轴22的旋转传递给齿轮28来操作第二泵。因此，齿轮14和28以相同的速率沿相同的泵送方向一起旋转，并且齿轮16和26沿相反的泵送方向被它们各自的相互啮合的齿轮齿驱动。单向轴承24允许从动齿轮26沿其泵送方向在轴36上自由地旋转，但不会反向驱动电动机动力源34。两个泵10、40的排量与ICE动力源20的驱动速度成比例。
图3示意性地示出了操作***100的仅电动机模式。例如，仅电动机模式可用于混合动力应用中和/或启停构造期间(例如，在回路中准备流体以用于启动和停止)。在该模式中，电动机动力源34仅通过旋转输入轴36并因此旋转齿轮26和28来驱动第二泵40。特别地，电动机动力源34通过轴36使齿轮26沿其泵送方向旋转，所述轴经由单向轴承24传递其旋转。通过相互啮合的齿，齿轮28沿其相反的泵送方向旋转，并且单向轴承30允许该旋转自由进行而不将旋转传递给连接轴22。ICE动力源20关掉(不运行)，并且第一泵10不起作用并保持在停止位置。电动机动力源34以一定速度被驱动以从壳体38的出口41输出流体。不存在来自第一泵10的排量，并且来自第二泵40的排量与电动机动力源34的驱动速度成比例。
图4示意性地示出了当以组合模式(例如，发动机和电动机组合模式)实施时的***100。如通过下文的描述应该理解的那样，组合模式通过利用电动机动力源34和第二泵40的按需增加从泵***100实现更高的排量。电动机动力源34可以连续地与泵速度同步以实现对增加流量和增压的快速反应和动态响应。这种组合模式可能对于例如快速填充离合器或通道是期望的，例如，在离合器换档之前和/或期间，或者作为对发动机的可变气门正时相位器的快速响应。组合模式可以使用在期望更高温度流量和压力的流体或润滑剂情况下，在这种情况下仅泵10的排量是不足的。
在组合模式中，ICE动力源20以与仅发动机模式相同的方式经由输入轴12驱动第一泵10：使用输入轴12使主动齿轮14沿其泵送方向旋转，所述主动齿轮转而经由齿轮16与齿轮14的相互啮合而使齿轮16旋转。第一泵10的从动齿轮16在其轴承18上自由旋转。然而，代替使用连接轴22来操作第二泵40，使用电动机动力源34来驱动电动机输入轴36以及齿轮26和28。特别地，电动机动力源34以比ICE动力源20更快的速率驱动第二泵40。这允许增加来自泵***100的总排量(即，增加来自泵10和40两者的流体排量)。特别地，电动机动力源34超速并接合齿轮26的单向离合器轴承24，从而沿其泵送方向驱动齿轮26，该齿轮转而通过相互啮合沿其相反的泵送方向驱动齿轮28。单向离合器轴承30和齿轮28的使用允许电动机动力源34(经由主动齿轮24)使齿轮28沿其相反的泵送方向以比连接轴22的旋转更快的速率旋转。特别地，单向离合器轴承30允许第二泵40在没有来自ICE动力源输入的阻力的情况下泵送和位移流体，这是因为轴承30允许齿轮28绕连接轴22沿其相反的泵送方向旋转(甚至在连接轴22旋转时)。来自第一泵10的排量与ICE动力源20的速度成比例，而来自第二泵40的排量与电动机速度(超速)成比例。
在图5中示意性地示出的***100的入口增压模式中，泵10、40以与组合模式相同的方式操作。另外，来自第二泵40的出口41的至少一些出口流43经由路径45被引导到第一泵10的入口13，以便增压或增加进入泵10中的流体流。例如，通过以更高的发动机每分钟转数(例如，3500-400每分钟转数)致动第二泵40，输出流压力可以增加，并且该加压流被引导至第一泵10。进入泵10中的输入流体的增压改善了流体的输入流率，并且有助于消除气穴和曝气的潜在严重影响(因为已经确定略微增加的入口压力能够减少或解决泵中的气穴效应)。
图6示意性地示出了用于实施断开模式的***100的另一实施例。特别地，图6示出了在位于第一泵10和第二泵40之间的连接轴12上设置的附加连接器80，其可操作地将泵连接到彼此。例如，连接器80可以是电控双向离合器轴承。在一个实施例中，连接器80实现了第一泵10和第二泵40的至少暂时脱离或断开。例如，当不需要时，这减少了来自泵***100的总泵容量。ICE动力源20继续驱动泵10，而泵40与之断开，但是第二泵40可以在任何期望或需要的时刻(例如，通过来自ECU/控制器的命令)经由连接器80重新连接。一般而言常，当泵10、40连接并且两者都操作时，来自***100的输出流量更高。空转点处的流量和压力由第一泵10和第二泵40一起执行。然而，在某些情况下，例如有时在空转期间，指定***(例如，ICE动力源20或变速器)不需要全部的组合输出流。来自第一泵10的排量就提供了足够的流量和容量来在泵10和40断开的时间段期间发送到指定***。例如，在高速条件下，将会有溢出。因此，通过经由连接器80暂时断开第二泵40与第一泵10的连接，从而导致仅来自第二泵40的周期性或少量到零的流量，该断开模式允许避免溢出并且减少***100所使用的能量。此外，断开模式可以基于来自与泵***100相关联的其他***或传感器的警报来实施，例如PWM***。
PWM阀/***可用于向其回路添加一些流量和压力，使得第二泵40可以在需要时立即准备好并重新连接到第一泵10。
另外，根据另一个实施例，尽管第二泵40与第一泵10断开(通过断开轴12上的连接器80)，但是电动机34可用于驱动第二泵40。因此可以以与第一泵10不同的速度驱动第二泵40。即使在这种情况下，来自***100的泵容量也是减小的。
图7中的流程图示出了传统串联/组合泵流量的流速与发动机每分钟转数以及***的流量需求的示例。尽管随着发动机速度的增加，***流量需求保持相对稳定(例如，约20升/分钟或约20升/分钟左右)，但是图7示出了传统泵流量典型地随速度呈指数增长。典型地，额外的输出流量中的一些(即，流量与需求之间的差异)可以被重定向到贮槽或储柜，但是该输出流量中的大量输出流量潜在地变成了浪费流量。因此，为了补偿流量与需求之间的差异以及为了节省或减少过量或浪费流量，流体的输出流量和压力(例如，较低的流量和/或压力)可以通过实施上述断开模式来改变一段时间(在第二泵40运行或没有运行的情况下，第二泵40仍然与第一泵10脱离)。如图7中的箭头所示，例如，与泵10、40断开时(例如，第一泵10输出9cc，第二泵40输出3cc)相比，两泵10、40连接以便输出(例如，12cc)时潜在的浪费流量方面的差异减小。
可选地，可以为***100提供一个或多个速度控制阀(未示出)，以控制ICE动力源20，电动机34和泵的操作以及所提到的本文所述的模式。
因此，如通过上述模式所理解的那样，所公开的泵***100支持在泵***100内实施高压回路和低压回路两者，以便调节总泵排量。另外，本文所公开的在齿轮内使用单向离合器轴承提供了更紧凑的封装(与通常在泵外部设置有离合器的已知***相比)。这种封装在仍然允许***由双输入驱动的同时允许泵***100放置在较小的空间中。
如前所述，在一实施例中，泵***中的泵10、40中的至少一个可以是转子型泵。图8A示出了双输入流体泵***100A，其具有第一泵10A，所述第一泵包括与第二泵40一起作为其可旋转泵送元件的转子型单元。像***100一样，泵***100A联接到内燃机动力源20和电动机动力源34两者。如图1中示意性所示，第二泵40构造成以与前述类似的方式由电动机动力源34直接驱动，而转子型泵10A构造成由内燃机动力源20直接驱动。因为泵***100A中的第二泵40的部件与前面参照泵***100描述的相同(例如，齿轮26、28与单向离合器轴承24和30一起设置在壳体38中)，所以在图8A中使用相同的附图标记标注这些特征，因此这里不再重复描述。
第一泵10A包括设置在壳体17中的转子单元66。泵壳体17具有入口13A和出口15A。入口13A接收待从源(例如，贮槽)泵送到壳体17中的流体或输入待从源(例如，贮槽)泵送到壳体中的润滑剂，出口15A用于将加压流体或润滑剂从壳体17排出或输送到指定***。转子单元66用作第一泵10A的驱动源。转子单元66可以是现有的单元或针对空间约束而设计。如本领域普通技术人员所理解的那样，转子单元66是正排量单元，其包括内转子70和外转子72，在图8B中示意性地示出其示例。内转子70具有N个齿，外转子72具有N+1个齿，其中，N限定为大于2的数。内转子70是相对于外转子72旋转的主动齿轮，使得其齿移动到外转子72的齿中。根据一实施例，输入轴12连接到转子单元66的内转子70，从而将内燃机(ICE)动力源20联接到第一泵10A的驱动源。ICE动力源20构造成使轴12旋转，该轴转而使内转子70(例如，沿顺时针方向)相对于外转子72旋转。流体在齿轮/转子的齿之间行进并在排出之前在其间被加压。
在另一个实施例中，如前所述，泵10和40中的至少一个是内齿轮泵。例如，图15示出了可用于泵10和/或40的壳体内的新月形内齿轮(CIG)泵的部件的示例，其中新月形齿轮和正齿轮设置在环齿轮的内侧或内部，并且构造成在外部环齿轮内和周围移动(即，新月形和正齿轮以与图8B中所示的转子泵的内转子类似的方式移动)。作为示例，图8A的第一泵10A可以包括与第二泵40一起作为可旋转泵送元件的新月形泵单元，所述第二泵联接到内燃机动力源20和电动机动力源34两者。一般而言，新月形泵可以以与上述转子泵类似的方式驱动；例如，内正齿轮可以可旋转地安装在外环齿轮中，以便沿泵送方向旋转以将流体从入口通过壳体泵送到出口，即，使用ICE动力源20，从而使正齿轮和新月形齿轮相对于环齿轮旋转和移动，使得其齿在排放之前移动到环齿轮的齿中并且在齿轮/转子的齿之间加压流体。因此，这里不再重复另外的细节。
可替代地，如前所述，泵***100中的泵10、40中的至少一个可以是根据本文的实施例的可变叶片型泵。图16示出了可变叶片泵中的一些部件的一个示例性描绘。如本领域普通技术人员通常所理解的那样，可变叶片泵可以包括壳体、用于将润滑剂从源输入到壳体中的入口以及用于将加压润滑剂从壳体输送到***的出口。在这种泵中还提供了控制滑块，所述控制滑块可在壳体内在第一滑块位置(例如，用于最大泵排量)和第二滑块位置(例如，用于减小的排量和/或最小泵排量)之间位移，以调节泵通过出口的排量。例如，弹性结构或弹簧可使控制滑块朝向第一滑块位置偏压。具有一个或多个叶片的转子安装在壳体中并且构造成在控制滑块内并相对于控制滑块旋转。叶片(多个叶片)构造成在其旋转期间与控制滑块的内表面接合。一个或多个控制室可以设置在壳体和控制滑块之间，用于接收加压润滑剂以使控制滑块朝向第二位置移动或位移。美国专利No.9,109,597和9,534,519提供了可用作泵(例如，第一泵10)的叶片泵的示例，所述泵作为双输入流体***100的一部分，这两件专利的全部内容均通过引用并入本文。例如，图8A的第一泵10A可以是与第二泵40一起用作可旋转泵送元件的可变叶片泵单元。像***100或***100A一样，第二泵40可以被构造成以类似的方式由电动机动力源34直接驱动，而可变叶片泵10A构造成由内燃机动力源20直接驱动。根据一实施例，输入轴12可以连接以驱动泵的转子，从而将内燃机(ICE)动力源20联接到第一泵10A的驱动源。ICE动力源20构造成使轴12旋转，该轴转而使转子在控制滑块的接收空间中旋转，并使叶片(多个叶片)移动成与控制滑块的内表面接合。这种叶片泵的操作通常是已知的，因此不再进一步描述。然而，应当理解，在这种可变叶片泵的操作期间，例如，可以基于控制滑块在壳体内的位置，将来自第一泵10A的可变或可调节输出流量提供给相关联的***。
泵***100A还被设计成以多种模式操作，例如上文参照图2-6描述的那些模式，从而实施高压回路和低压回路，以便调节总泵排量。仅出于简化目的，这里不再重新描述每种模式。然而，应当理解的是，根据一实施例，泵***100A可以以不同的模式操作，例如，(1)仅发动机模式、(2)仅电动机模式、(3)组合模式、(4)入口增压模式(可选)和(5)断开模式(可选)，如上所述。
同样，在泵40的齿轮内使用单向离合器轴承提供了更紧凑的封装(与通常在泵外部设置有离合器的已知***相比)。此外，作为第一泵10A的一部分的转子型单元66的封装和壳体可以小于外齿轮，因此***100A可以在仍然允许***由双输入驱动的同时放置在更小的空间中。
在一个实施例中，第一泵10的排量相对于第二泵40的排量以3：1的比率被驱动。例如，第一泵10可被驱动至9cc(每转)，第二泵40可以以3cc(每转)被驱动。然而，该比率可以基于流体所输出至的***而改变。
在一个实施例中，单向离合器轴承24、30是单向滚针轴承42外壳型，例如，如图10所示。滚针轴承42包括壳体44(和/或保持架)，该壳体具有多个较小的圆柱性滚子46，该圆柱形滚子安装在壳体中的楔形件48内，从而形成离合器。离合器的滚子46围绕并平行于轴承所安装的轴的轴线定位，如图10所示以及如图11的横截面图所示。图12示出了与不同尺寸的滚针轴承(图11中提到的尺寸)相关的示例性尺寸，其可以例如在一些实施例中与***100的齿轮26、28一起使用。当然，应该注意的是，这样的数量和尺寸是示例性的而不旨在是限制性的。
图13A-13B和图14A-14B是带有轴(例如，连接轴22或电动机输入轴36)的图10的单向滚针轴承42的局部示意性横截面图，示出了在不同的操作模式期间轴承42和轴的操作和旋转方向。图13A和13B示出了单向滚针轴承42与轴接合的示例。安装在离合器内部的弹簧的力使滚子46接触楔形件48的表面并与之接合，该力通过离合器轴承和安装在壳体上的轴的相对旋转产生。当接合离合器时，接合方向取决于驱动该轴还是驱动该壳体而相反。例如，图13A示出了在轴由动力源(例如，ICE动力源20或电动机动力源34)驱动时与轴接合并且沿轴的驱动方向(例如，如图13A所示的顺时针方向)被驱动的轴承(以及因此与其相关联的齿轮)的示例。图13B示出了与轴接合并引起驱动(例如，因为与其相关联的齿轮被驱动)从而例如沿如图13B所示的逆时针方向驱动轴的轴承的示例。
图14A和14B示出了单向滚针轴承42的离合器超越(并且因此脱离与轴的相互旋转)时的示例。在离合器和安装在壳体上的轴的相对旋转(例如，相反)的情况下，滚子46自由地并远离楔形件48的面和轴的超越运动而操作。当离合器超越时，轴承的壳体和离合器可以沿一个方向(例如，如图14A所示的顺时针方向)超越，而轴保持基本静止或沿相反方向(例如，逆时针方向)超越。类似地，在替代方案中，轴承的离合器可以超越，使得当轴沿相反方向(例如，逆时针方向)超越时轴承保持基本静止，如图14B所示。
尽管图1的示意图描绘了第一泵10和第二泵40具有大体分开的壳体11和38(分别)，但这不旨在是限制性的。根据一实施例，壳体11和38可以以连接的壳体的形式(例如，通过其流体连通)或作为单个壳体设置。在一个实施例中，通用壳体(例如，外壳体)包含泵10和40。壳体11、38可以由任何材料制成，并且可以通过铝压铸、粉末金属成形、锻造或任何其他期望的制造技术形成。
图9示出了根据本公开的另一个实施例的双输入流体泵50。泵50联接到内燃机动力源20和电动机动力源34两者。泵50是单个外齿轮泵，其在其壳体52内包括齿轮54、56。齿轮54、56相互啮合并且安装在壳体52内。泵壳体52具有入口58和出口60。入口58接收待从源(例如，贮槽)泵送到壳体52中的流体或输入待从源(例如，贮槽)泵送到壳体中的润滑剂(在汽车环境中典型为油)，出口60用于将加压流体或润滑剂从壳体52排出或输送到指定***。齿轮54、56沿其反向旋转泵送方向的旋转和啮合使流体移动和位移至泵的出口60。
如图9所示，齿轮56构造成由内燃机动力源20驱动，齿轮54构造成由电动机动力源34驱动。输入轴12连接到齿轮56并将内燃机(ICE)动力源20联接到该齿轮。在一些模式中，ICE动力源20构造成使轴12旋转(例如，如图9中所示的逆时针方向)，该轴转而旋转和驱动齿轮56。输入轴36也连接到齿轮54并将电动机动力源(M)34联接到齿轮54。在一些模式中，电动机动力源34构造成使轴36旋转，该轴转而使齿轮54旋转。齿轮54、56沿反向旋转的泵送方向旋转以将流体从入口58通过壳体52泵送到出口60。
泵50的每个外齿轮54、56包括位于其中的单向离合器轴承。齿轮54包括第一单向离合器轴承62，齿轮56包括第二单向离合器轴承64。单向离合器轴承62接收连接到主动齿轮54的电动机输入轴36。单向离合器轴承62构造成：(a)将输入轴36的旋转传递给齿轮54以便沿其泵送方向旋转；和(b)防止齿轮54沿其泵送方向的旋转被传递到输入轴36。齿轮56的单向离合器轴承64接收ICE动力源20的输入轴12。单向离合器轴承64构造成：(a)将输入轴12的旋转传递给齿轮56以便沿其泵送方向旋转；和(b)防止齿轮56沿其泵送方向的旋转被传递给输入轴12。轴承64因此起到与轴承62相同的作用，但是以相反的方式布置。
此外，单向离合器轴承62和64使得泵50能够以不同的模式操作，例如，(1)仅发动机模式、(2)仅电动机模式和(3)过驱动模式。在泵的仅发动机模式中，ICE动力源20用作经由输入轴12操作泵50的主驱动器。电动机动力源34关掉且不运行。ICE动力源20使输入轴12旋转以经由单向离合器轴承64使齿轮56沿其泵送方向旋转，齿轮56转而通过相互啮合沿其相反的泵送方向驱动齿轮54。单向轴承22允许齿轮54沿其泵送方向在轴36上自由地旋转，但不会反向驱动电动机动力源34。来自泵50的排量与ICE动力源20的驱动速度成比例。
在泵的仅电动机模式中，电动机动力源34用作经由输入轴36操作泵50的主驱动器。电动机动力源34使输入轴36旋转，以经由单向离合器轴承62使齿轮54沿其泵送方向旋转，该齿轮54转而通过相互啮合沿其相反的泵送方向驱动齿轮56。ICE动力源20关掉(未运行)。电动机动力源34以一定速度被驱动以从壳体38的出口41输出流体。单向离合器轴承64允许齿轮56沿其泵送方向在轴12上自由地旋转，但不会反向驱动ICE动力源。来自泵50的排量与电动机动力源34的驱动速度成比例。
在泵的过驱动模式中，电动机动力源34经由其输入轴36以比由发动机/ICE动力源20旋转的输入轴12更快的速率操作泵50。通过利用电动机动力源34的按需增加，过驱动模式实现了来自泵的更高排量。电动机动力源34可以连续地与泵速同步，以便对增加流量和增压快速响应。特别地，在过驱动模式中，ICE动力源20使输入轴12沿泵送方向旋转以驱动齿轮56。然而，电动机动力源34也用于沿其泵送方向驱动电动机输入轴36和齿轮54，并且以这样的速率进行该驱动，该速率转而以高于轴12的旋转速率的速率沿其泵送方向驱动齿轮56。单向离合器轴承64和齿轮56的使用允许齿轮56由电动机驱动的齿轮54沿其泵送方向以比由输入轴12和ICE动力源20旋转的速率更快的速率旋转。泵50的排量与电动机的速度或发动机的速度成比例，以驱动齿轮最快的那个为准。
在一个实施例中，单向离合器轴承62、64为单向滚针轴承外壳型，例如，如图10所示，并且上文参照图13A-14B进行了描述。
因此，如本文所公开的在齿轮内和在单个泵50内使用单向离合器轴承提供了更紧凑的封装(与典型地在泵外部设置有离合器的已知***相比)。这种封装在仍然允许泵50由双输入驱动的同时允许泵50放置在较小的空间中。
其中来自出口15、41的输出流被引导的指定***不旨在是限制性的。例如，它可以是发动机、电动机、变速器或其他装置(贯穿本说明书可能提到了其中一些装置)。
而且，尽管贯穿本公开没有特别指出，但是本领域普通技术人员应该理解，包括一个或多个控制器、传感器或阀门的多个***可以与***100一起使用。控制器可以设计成发送电信号并控制例如这里描述的离合器轴承以及ICE动力源20和电动机动力源34。另外，密封件、螺线管和/或其他装置也可以用在该***中。
尽管未示出，但是任何数量的密封件可以与壳体11、38和/或52相关联，例如用于围绕轴的环形密封件或用以与壳体上的盖协作的密封件。
虽然已经在上述说明性实施例中清楚了本公开的原理，但是对于本领域技术人员来说显然的是，可以对在本公开的实践中使用的结构、布置、比例、元件、材料和部件做出各种修改。
因此可以看出，本公开的特征已经全面且有效地实现。然而，应该认识到，为了说明本公开的功能原理和结构原理，已经示出和描述了前述优选的特定实施例，并且在不脱离这些原理的情况下可以进行改变。因此，本公开包括涵盖在下列权利要求的精神和范围内的所有修改。

Claims (9)

1.一种双输入流体泵***，用于联接到变速器或内燃机动力源和电动机动力源，所述双输入流体泵***包括：
第一泵，所述第一泵包括壳体、可旋转地安装在所述壳体中的可旋转泵送元件、入口、出口、和用于将所述变速器或内燃机动力源联接到所述第一泵的所述可旋转泵送元件的第一输入轴，所述第一输入轴用于使所述可旋转泵送元件沿泵送方向旋转以将流体从所述入口通过所述壳体泵送到所述出口；
第二泵，所述第二泵为外齿轮泵，所述第二泵包括壳体、可旋转地安装在所述第二泵的所述壳体中的相互啮合的至少第一外齿轮和第二外齿轮、入口、出口、和用于将所述电动机动力源联接到所述第二泵的所述第二外齿轮的第二输入轴，所述第二输入轴用于使所述至少第一外齿轮和第二外齿轮沿反向旋转的泵送方向旋转以将流体从所述第二泵的入口通过所述第二泵的壳体泵送到所述第二泵的出口；和
位于所述第一泵的所述可旋转泵送元件和所述第二泵的所述第一外齿轮之间的连接轴，所述连接轴在由所述变速器或内燃机动力源带动旋转时沿所述第一泵的所述可旋转泵送元件的泵送方向旋转；
其中，所述第二泵的每个外齿轮包括位于其中的单向离合器轴承，
所述第二泵的所述第一外齿轮的单向离合器轴承接收所述连接轴并且构造成：(a)将所述连接轴的旋转传递给所述第二泵的所述第一外齿轮以便沿其泵送方向旋转；和(b)防止所述第二泵的所述第一外齿轮沿其泵送方向的旋转传递给所述连接轴，
所述第二泵的所述第二外齿轮的单向离合器轴承接收所述第二泵的所述第二输入轴并且构造成：(a)将所述第二泵的所述第二输入轴的旋转传递给所述第二泵的所述第二外齿轮以便沿其泵送方向旋转；和(b)防止所述第二泵的所述第二外齿轮沿其泵送方向的旋转传递给所述第二泵的所述第二输入轴，
其中，所述单向离合器轴承使得所述双输入流体泵***能够以至少三种模式运行，所述至少三种模式包括:(a)仅发动机模式，在所述仅发动机模式中，所述变速器或所述内燃机动力源经由所述第一泵的所述第一输入轴操作所述第一泵并且经由位于所述第一泵的所述可旋转泵送元件与所述第二泵的所述第一外齿轮之间的所述连接轴操作所述第二泵；(b)仅电动机模式，在所述仅电动机模式中，所述电动机动力源仅操作所述第二泵；以及(c)组合模式，在所述组合模式中，所述变速器或所述内燃机动力源经由所述第一输入轴操作所述第一泵，并且所述电动机动力源操作所述第二泵，所述第二泵的所述第一外齿轮沿其泵送方向以比所述连接轴大的速率旋转。
2.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，其中，所述第一泵是外齿轮泵，所述第一泵包括可旋转地安装在所述第一泵的所述壳体中的相互啮合的第一外齿轮和第二外齿轮，二者用于沿反向旋转的泵送方向旋转以将流体从所述第一泵的入口通过所述第一泵的壳体泵送到所述第一泵的出口，并且所述第一泵的所述可旋转泵送元件是所述第一泵的所述第一外齿轮。
3.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，其中，所述连接轴和所述第一泵的所述第一输入轴是一共同的轴的各个部段，所述共同的轴延伸穿过所述第一泵的所述可旋转泵送元件和所述第二泵的所述第一外齿轮。
4.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，其中，所述单向离合器轴承使得所述双输入流体泵***能够在(d)入口增压模式下操作，在该入口增压模式中，来自所述第二泵的所述出口的流体被引导至所述第一泵的所述入口。
5.根据权利要求4所述的双输入流体泵***，还包括设置在所述第一泵与所述第二泵之间的所述连接轴上的电控离合器轴承，所述电控离合器轴承使得所述双输入流体泵***能够在(e)断开模式下操作，在所述断开模式中，防止所述连接轴使所述第二泵的所述第一外齿轮沿其泵送方向旋转。
6.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，还包括设置在所述第一泵与所述第二泵之间的所述连接轴上的电控离合器轴承，所述电控离合器轴承使得所述双输入流体泵***能够在(e)断开模式下操作，在所述断开模式中，防止所述连接轴使所述第二泵的所述第一外齿轮沿其泵送方向旋转。
7.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，其中，所述第一泵的所述可旋转泵送元件包括转子单元，所述转子单元具有可旋转地安装在所述第一泵的所述壳体中的外转子中的内转子，所述外转子和所述内转子二者用于沿反向旋转的泵送方向旋转以将流体从所述第一泵的入口通过所述第一泵的壳体泵送到所述第一泵的出口，并且所述第一泵的所述可旋转泵送元件是所述内转子。
8.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，其中，所述第一泵的所述可旋转泵送元件至少包括可旋转地安装在所述第一泵的壳体内的外环齿轮中的内齿轮，用于沿泵送方向旋转以将流体从所述第一泵的入口通过所述第一泵的壳体泵送到所述第一泵的出口。
9.根据权利要求1所述的双输入流体泵***，其中，所述第一泵是可变叶片泵，所述第一泵的所述可旋转泵送元件包括转子，所述可变叶片泵包括：控制滑块，所述控制滑块能够在所述第一泵的壳体内在第一滑块位置与第二滑块位置之间位移，以调节所述第一泵通过所述第一泵的出口的排量；弹性结构，所述弹性结构将所述控制滑块朝向所述第一滑块位置偏压；和控制室，所述控制室位于所述第一泵的壳体与所述控制滑块之间，用于接收加压润滑剂以使所述控制滑块朝向所述第二滑块位置移动，
其中，所述转子构造成在所述控制滑块内并相对于所述控制滑块旋转，并且所述至少一个叶片构造成在其旋转期间与所述控制滑块的内表面接合。
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