CN104379382B - 液压混合动力车辆的紧凑型液压模组 - Google Patents

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Abstract

一种用于向车辆提供牵引功率的紧凑型液压模组(12)，包括：壳体(16)，在壳体(16)中安置有液压马达(11)，液压马达(11)包括分配板(13)；支撑浮动缸(9)的支撑板(17)；将浮动缸轴向保持在支撑板上的轴向保持板(3)，浮动缸安置在共用固定盘(10)的两侧；和固定活塞(6、7)，该固定活塞安置在盘和浮动缸之间且与它们配合；所述液压马达将来自压力流体的能量转换成扭矩形式的驱动差速器的机械能，差速器容纳在相同壳体中，差速器的输出轴(18)耦接于车辆的牵引轮；所述差速器包括箱体，该箱体容纳与行星齿轮(2)相配合的卫星齿轮(1)，行星齿轮(2)与差速器的输出轴连接，与车辆的牵引轮耦接且配置用于向输出轴分配扭矩，其中所述差速器被旋转安装在液压马达的内部，液压马达的旋转轴(XX’)与差速器的旋转轴重合。

Description

液压混合动力车辆的紧凑型液压模组
本发明主张申请于2012年2月24日的法国专利申请第1251720号的优先权，通过参考将其内容(文本、权利要求和附图)结合于此。
技术领域
本发明涉及液压混合动力车辆，更具体地，涉及液压模组，该液压模组包括一个或多个耦接于车辆差速器的液压马达，以便向车辆的车轮供应牵引功率。
背景技术
液压混合动力车辆与混合电动车辆的不同之处在于其用液压功率源代替电功率源。
在液压混合动力车辆中，用闭合液压回路替换或辅助传统的变速箱。
旋转能量源(通常是热力或电发动机)驱动一个或多个优选具有高精度变量缸的容积液压泵。
液压泵将机械能转换成液压能。该能量被存储在一个或多个高压蓄能器中且接下来被释放到所述一个/多个液压马达中以推进车辆。
因此，液压马达将液压能转换成机械能。
已知用于液压混合动力变速器的多种类型的架构：
“串联”架构，
“并联”架构或
“衍生”架构(实施一个或多个外摆线形齿轮系链的功率衍生)。
用“并联”型传动装置，液压系统通常插接在车辆的传统传动装置中，其作用在于优化初始系统。
“串联”型传动装置完全代替传统传动装置的架构：其包括在热力发动机和车轮之间的液压连接。
“衍生”型传动装置为混合架构，其允许得到串联或并联的传动装置。
还已知被耦接于不同液压传动架构的不同类型的液压泵或马达。
用于这些传动装置的液压泵(或根据旋转方向和其使用方法，称为马达)通常为容积活塞泵，尤其是与转动泵筒相对齐的轴向活塞泵。
还被应用的其它系列容积泵为径向活塞泵。
在容积泵中，将流体隔离在体积变化的腔室内，以便将该流体从抽吸区(低压)向加压区(高压)传递。
这种类型的泵被称为容积型的，因为泵在每一运行周期传送一定体积的流体：该每一运行周期的体积称为汽缸工作容积。
通常，对于较高的液压(大于300帕)，使用用于折断轴的滑块或球窝节型轴向活塞泵或在滚轮上的径向活塞泵。
尤其从文件EP1468169和EP1907700还已知的是，“浮杯”(浮动缸)型技术能够得到机械和液压性能优于由传统的泵技术实现的机械和液压性能。
将参考这些文件对本技术进行详细描述。
在液压传动方面，带有液压马达的差速器的驱动需要差速器和一个或两个液压马达占据的空间(尤其见文件US2005070390或WO2005075233)。
将这些组件插接在前差速器(用于前牵引力)、后差速器的箱体上以便于所述推进，和插接在前面和/或后面和/或中央以用于全地形车辆(4x4四轮驱动车辆)。这些解决方法在纸张上呈现出简单的架构，但是其在发动机舱和后车身底板中的安置是困难的，这是因为所述架构的体积相对较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带有简单架构的紧凑型液压马达，容易安置在车辆中，同时保留了对液压混合动力要求的车辆最大有机架构。
为此，本发明的目的在于一种用于向车辆提供牵引功率的紧凑型液压模组，包括壳体，在壳体中安置有液压马达，液压马达包括分配板、浮动缸的支撑板、将浮动缸轴向维持在支撑板上的轴向保持板，浮动缸安置在共用固定盘的两侧，和固定活塞安置在盘和浮动缸之间且与它们配合；所述液压马达将来自加压流体的能量转换成以扭矩形式驱动差速器的机械能，差速器被包含在相同壳体中，差速器的输出轴耦接于车辆的牵引轮；所述差速器具有的箱体包含与行星齿轮相配合的卫星齿轮，行星齿轮与差速器的输出轴联结，与车辆的牵引轮耦接且配置用于向输出轴分配扭矩，其中所述差速器被旋转安装在液压马达的内部，且液压马达的旋转轴与差速器的旋转轴重合。
本发明的主要有益之处在于，由于将差速器整合在具有固定活塞和浮动缸(浮瓶)原理的液压马达内部，从而得到了空间上的节约。
车辆发动机罩和/或底板之下的体积等于液压混合动力型车辆的一个或两个液压马达的体积。
差速器的箱体用作液压马达的泵主体。这能够在发动机罩之下节约等于差动器体积的体积，同时保留相同的传统差速器。
对于串联式液压混合动力，该整合去除了差速器齿轮/齿冠的扭矩。
单一模组将用作液压差速器和泵。这将能够节约发动机罩之下的空间且还可简化液压混合动力架构。
使用相同的差速器滚动轴承和液压马达的支撑轴。
用液压马达油来执行差速器的润滑。(密封型差速器)
液压模式构件的执行完全是对称式的。右侧子组件与左侧子组件相同。
在盘的反方向上，对于可变汽缸工作容量的马达，可有利地利用液压马达，以进行刹车能量的回收或倒退行驶。
还可通过反转和液压地控制低压和高压输出来得到这些功能。
因此液压马达成为加载高压蓄能器的泵。
将液压马达和差速器整合在液压模组的相同壳体中的事实能够保留想要得到液压混合动力的车辆的最大有机架构。
同样，在轮毂支承位置处没有改动，通常为了整合液压马达和其减速器而需要进行改动。当想要减小发动机尺寸时，减速器是必要的，和因此为了通过相同功率，必须增加其速度，而速度将与所述车辆车轮不相容。
这种类型的安装有损于悬挂舒适性，这是因为增加了非悬挂质量(发动机重量和加在车轮上的减速器)。
附图说明
参考附图，通过对接下来仅以举例而非限制性方式给出的详细描述的阅读，本发明将被更好地理解和其它优点将变得明显，其中：
图1示出了根据本发明的液压模组纵向剖面的功能示意图；和
图2示出了根据本发明的液压模组的纵向剖面图。
具体实施方式
在附图中，相同的附图标记指示同一构件。
根据本发明的紧凑型液压组件12包括壳体16，在壳体16中安置有液压马达11。
液压组件还包括安置在相同壳体中的差速器，差速器的输出轴18耦接于车辆的牵引轮。
差速器具有箱体4，箱体4包含与行星齿轮2相配合的卫星齿轮1，行星齿轮2与差速器的输出轴连接在一起，与车辆的牵引轮(未示出)耦接。
卫星齿轮架14的轴的自由端连接在一起地连接于差速器的箱体。
卫星齿轮与行星齿轮相配合以将扭矩分配给输出轴。
差速器被旋转地安装在液压马达的内部，且液压马达的旋转轴XX’与差速器的旋转轴重合。
差速器的箱体具有两个半箱体，每个半箱体呈现有侧板。
两个侧板尤其通过螺栓连接(铆接或压接)相互联结地固定，并在液压马达的第一和第二子组件上限定有共用盘，相对左右的子组件被安置在盘的两侧且定中心于差速器的旋转轴上。
差速器的旋转轴被安置在液压模组框架中心处；共用盘沿一平面延伸，该平面垂直于液压马达旋转轴通过的平面。
两个侧板的接合面10限定差速器、液压马达和因此液压模组的垂直对称面。
液压马达的第一和第二子组件的构件是相同的且相对两个侧板的接合面对称地安置。
液压马达的各个子组件具有一系列左活塞6和相应的右活塞7，活塞的第一端被固定在共用盘上和第二端被滑动地容纳在由支撑板17支撑的浮动缸组件中。
支撑板按压在液压模组的壳体内壁而贴压在分配板上。
紧贴有泵筒和分配板的侧壁相对两个侧板的接合面倾斜出非零的设定角度(值为15°到22°)。
浮动缸具有分别滑动容置活塞的第二端的外套。
外套的底部具有开孔，开孔保证通过支撑板与分配板的连通，用于以液压马达的抽吸模式(低压)或以输送模式(高压)通过流体。
浮动缸的轴向保持板3被安置在汽缸的开口面上；保持板上设置的开口与汽缸外套的开口相面对。
差速器的各个半箱体具有圆柱形延展部，圆柱形延展部定中心于液压马达的旋转轴上，旋转轴沿与侧板相反的方向延伸。
所述延展部限定液压马达轴，液压马达轴具有内容置部，内容置部容置联结于行星齿轮的差速器的输出轴18。
各个液压马达轴具有第一肩台，第一肩台限定有第一圆柱轴颈，第一圆柱轴颈上安装有轴承5，尤其是球轴承(圆锥滚筒轴承或与轴承相结合的挡块)，能够支撑液压马达轴并在液压模组的壳体中旋转。
形成各个半箱体以呈现相邻于箱体的球窝轴颈，球窝轴颈在固定中心15处容置球型等速万向节，固定中心15为球型、三脚架型或其它类型的，或者滑动、支撑和旋转驱动分配板、支撑板、浮动缸和保持板。
液压模组还由传统差速器构成，传统差速器被整合在固定活塞和浮动缸(浮杯)型液压马达的内部。
液压马达11具有两个子组件，两个子组件相对接合面10对称。
各个子组件(左和右)具有左固定活塞6和右固定活塞7的组件、左和右浮动缸组件9、马达的右和左两个子组件的共用固定盘8，且盘8为差速器箱体4的一部分。
通过螺栓连接实施差速器的两个半箱体的组装；螺钉对应于活塞的凹陷部分。如铆接和夹紧的另外类型的组装是可能的。
液压马达11将蓄能器和/或泵的流量/液压转换成机械扭矩。由马达11产生的扭矩被应用于固定盘8。
活塞压缩作用力在支撑板和分配板的倾斜平面上分解为轴向推力和径向推力。
该作用力通过行星齿轮架的轴14传送到卫星齿轮1，和接下来传送到与车轮(未示出)连接在一起的行星齿轮2。
在该阶段，我们发现了传统差速器的功能。
可呈现两种情形：
在第一种情形中，分别连接到车轮的两个输出轴以相同速度转动：因此旋转力均匀分布和卫星齿轮不转动。
在第二种情形中，两个输出轴不以相同速度转动：从而卫星齿轮被驱动且将进一步的旋转传输到轮轴，从而轮轴以较高速度转动。
而且，用液压马达代替传统变速箱和差速器齿冠，液压马达通过存储于蓄能器中的液压产生扭矩或通过一个或多个泵提供扭矩并将扭矩直接应用于差速器箱体。
本发明适用于液压马达/泵中的任何数量的活塞和差速器中任何数量的卫星齿轮。
其还可应用于如径向活塞泵的其它泵技术。
其适用于两轮制动车辆的前差速器和/或后差速器以及四轮制动车辆的中央差速器。
其可适用于任何使用的等速万向节类型。
在变化形式中，根据本发明的液压模组可具有带齿冠的差速器，其中可在静液压变速器中加入一档或多档传统变速箱。
在该情况下，传统变速箱通过差速器的齿冠向差速器传送扭矩，且液压马达通过差速器的箱体向差速器传送扭矩。

Claims (10)

1.一种用于向车辆提供牵引功率的紧凑型液压模组(12)，包括：壳体(16)，在壳体(16)中安置有液压发动机(11)，其特征在于，液压发动机(11)包括：分配板(13)；支撑浮动缸(9)的支撑板(17)；将浮动缸轴向维持在支撑板上的轴向保持板(3)，浮动缸安置在共用固定盘(10)的两侧；和固定活塞(6、7)，该固定活塞安置在共用固定盘和浮动缸之间且与它们配合；所述液压发动机将来自压力流体的能量转换成扭矩形式驱动差速器的机械能，差速器容纳在相同壳体中，差速器的输出轴(18)耦接于车辆的牵引轮；所述差速器包括箱体，该箱体容纳有与行星齿轮(2)相配合的卫星齿轮(1)，行星齿轮(2)与差速器的输出轴联结，与车辆的牵引轮耦接且配置用于向输出轴分配扭矩，其中所述差速器被旋转安装在液压发动机的内部，且液压发动机的旋转轴(XX’)与差速器的旋转轴重合。
2.根据前面的权利要求1所述的液压模组，其特征在于，所述差速器的箱体具有两个分别具有侧板的半箱体；两个侧板相互连接在一起地固定，并限定了为液压发动机的第一和第二子组件共用的共用固定盘，子组件安置在共用固定盘的两侧且在差速器的旋转轴上对中；液压发动机的各个子组件包括一系列活塞，活塞的第一端被固定在共用固定盘上并且该活塞的第二端被滑动地容置在浮动缸中；支撑板支撑在液压模组的壳体内壁而贴合分配板。
3.根据前面的权利要求2所述的液压模组，其特征在于，所述浮动缸包括容置活塞第二端的外套；所述外套的底部通过支撑板而与分配板连通，以便流体抽吸模式或以液压发动机的增压模式通过。
4.根据前面的权利要求3所述的液压模组，其特征在于，所述差速器安置在液压模组的壳体中心处；所述共用固定盘沿一与液压发动机旋转轴通过的平面垂直的平面延伸。
5.根据前面的权利要求4所述的液压模组，其特征在于，所述差速器的每个半箱体都包括圆柱形延展部，圆柱形延展部定在液压发动机的旋转轴上对中，沿与侧板相反的方向延伸；所述延展部限定了液压发动机轴，该液压发动机轴包括内部容纳部，该内部容纳部容纳与行星齿轮连成一体的差速器输出轴。
6.根据前面的权利要求5所述的液压模组，其特征在于，每个液压发动机轴包括第一肩台，第一肩台限定有第一圆柱轴颈，第一圆柱轴颈上安装有轴承(5)，该轴承(5)允许在液压模组的壳体中旋转支撑液压发动机轴。
7.根据前面的权利要求6所述的液压模组，其特征在于，紧贴有泵筒和分配板的侧壁相对两个侧板的接合面倾斜非零的设定角度。
8.根据前面的权利要求7所述的液压模组，其特征在于，每个半箱体成形为具有相邻于第一轴颈的球窝轴颈，限定了等速万向节(15)的一部分，该等速万向节(15)旋转支撑分配板、支撑板、浮动缸和保持板。
9.一种液压混合动力车辆，具有根据前面其中一项权利要求所述的紧凑型液压模组。
10.根据权利要求9所述的液压混合动力车辆，其特征在于，所述车辆为串联式混合动力车辆。
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