CN106461061A - 能量回收系统中摩擦啮合装置的控制冷却 - Google Patents

能量回收系统中摩擦啮合装置的控制冷却 Download PDF

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Abstract

具有能量源/阱和能量存储系统的能量回收系统，包括适用于在所述能量源/阱和所述能量存储系统之间进行能量传输的摩擦啮合装置、所述摩擦啮合装置的冷却流体供给、用于控制流经所述摩擦啮合装置的动力流的工具、以及用于改变从所述流体供给至所述摩擦啮合装置的冷却流体流的工具，从而当通过所述摩擦啮合装置的动力的大小增加时流至所述摩擦啮合装置的流体流也增加。

Description

能量回收系统中摩擦啮合装置的控制冷却
技术领域
本发明涉及用于冷却摩擦啮合装置的装置和方法，该摩擦啮合装置将车辆传动系统中的能量传输至能量回收系统的能量储存媒介和/或将能量从能量回收系统的能源储存媒介传递至车辆传动系统。
背景技术
利用机械传动系统可以将能量传输至能量回收系统中的储存媒介，或者将能量从能源回收系统中的储存媒介传递出去。该系统典型需要连续地改变能量的源或阱与存储媒介之间的速度比，从而与相对于连续变化的能量源/阱的电荷状态(例如车辆速度)的连续变化的能量存储电荷状态(例如飞轮速度)相适应。
能量源/阱可以是车辆、车辆的移动部件(比如挖掘机驾驶室)或机器的其它工作部件，比如车辆或起重机的吊杆(其中待回收的能量可以是势能)。存储媒介可以是飞轮，其中机械传动系统可通过一系列的比例和/或无级变速器(CVT)直接与飞轮相耦合，或者可以是收集器，其中机械传动系统与液压泵或发动机一起组合使用用于将流体输送至收集器中。
在这样的应用中，机械传动系统可包括与在能量源/阱和能量存储媒介之间的动力传递相适应的离合器。该离合器可用作与能量传递相适的一组离合器中的一个部件，相比于单独使用一个离合器，可以在机械传动系统的元件之间提供更宽范围的速度比变化。离合器或多个离合器可以与比如静液压泵或泵-发动机之类的CVT、或比如皮带、链条或牵引驱动之类的机械变速器组合使用。这些装置可以针对适当宽范围的车辆和电荷存储状态为能量回收提供适合范围的运行比。在这些申请中，离合器可以仅在操作的选择性阶段被滑动，例如当变速器处于运行比的极限时；在这些情形之中，当变速器不能通过扫描自身速度比而作用于能量传递时，可以滑动离合器来传递能量。
最大化能量回收系统中能量传递的几率，例如通过在机械传动系统中提供足够的比速传播，改善了这些系统在应用中效果，而原来在该应用中可回收的能量却通常被浪费掉了，例如当车辆减速时刹车系统中的动能以热量的形式被损耗掉了。而且，能量回收传动系统中的寄生损失有损可能达到的效果，因此使寄生损失最小化也很重要。该损失可能产生于取决于扭矩的损失，比如齿轮啮合效率低下，产生于服务元件，比如提供用于控制和润滑目的的流体的液压泵，或产生于典型地由于粘滞作用而出现并随着速度而变化的搅动和拖拽。
一些存储系统包括高速运转的元件，从而对于给定能量传递速率(即，动力)可使扭矩最小化。例如在使用离合器的传动系统中，离合器的尺寸可通过高速运转而最小化。在一些系统中，比如包括飞轮的动能存储系统，可使与存储装置相关联的速度最大化，从而可使飞轮的质量保持最小值(因为动能储备＝1/2J.w2，其中w为飞轮的速度，J为飞轮转动惯量)。然而，高速运转可能造成损失的增加，以及因此有损能量回收系统的节能效果。这一点典型地体现在装配有该能量回收系统的车辆的燃料燃烧效率的降低。
一些能量回收系统使用多个离合器从而获得多个可选比率，因此可获得能量存储和回收系统的宽范围的比速，从而增加存储或回收能量的几率。多可选比率还可通过减少各离合器在传输动力时的滑动来增加能量回收系统的效率。该系统可具有2台、3台或者甚至5台或6台离合器。
发明内容
本发明的第一方面，提供了一种具有比如离合器的摩擦啮合装置的能量回收传动系统，还包括设置为用于为所述摩擦啮合装置提供冷却流体的冷却流体输入，所述传动系统还包括控制流向所述摩擦啮合装置的流的冷却流控制器。所述冷却流控制器一般可设置为用于根据所述摩擦啮合装置的啮合状态而增加冷却流，比如根据传输的扭矩和/或相对于所述装置的速度差和/或在滑动事件期间所述摩擦啮合装置的耗能的增加而增加流动。
因此，所述冷却流一般会与增加的产热以及由增加的流动产生的额外冷却流体体积流动速率相匹配，并有助于消除这种额外热量。
冷却流控制器可可操作地产生在高流动和相对较低流动之间的连续范围内的不同冷却流动速率，或者可操作地产生分别在高流动和相对较低流动的两个离散的冷却流动速率，包括零流动。
所述冷却流控制器优选设置为用于引发非零的冷却流体流，包括当通过所述摩擦啮合装置传输的扭矩基本为零时，当在滑动事件期间跨越所述摩擦啮合装置的差速基本为零时，或者当在所述摩擦啮合装置中消耗的动力基本为零时。从而获得摩擦啮合装置的连续背景冷却。
冷却流控制器可设置为用于当或者因为摩擦啮合装置脱啮合时，停止冷却流动。这可用作一种选择或者另外响应于通过摩擦啮合装置传输的扭矩。
冷却流控制器可设置为用于在摩擦啮合装置的滑动事件之后将冷却流体的流动在预定水平保持预定时间段。(该语境中，“滑动事件”可定义为在扭矩传递过程中，与以不同的速度移动的摩擦啮合装置的部件亦或装置的摩擦表面的侧部进行滑动啮合的阶段)。这一点顾及了甚至在停止产热之后仍将趋向于存储热量的摩擦啮合装置的热容。因此存储于摩擦啮合装置之中的热量可以被移出，从而为下一个操作循环做好准备。因此减少了冷却系统所需的最大流动。当不再需要冷却时将冷却流动减少至零从而减少了当摩擦啮合装置不进行动力传输时的拖拽。
优选的，传动系统包括可操作地直接作用于冷却流控制器并且还可直接控制摩擦啮合装置的驱动的电子可编程传输控制器，该传输控制器设置为用于产生控制信号，该控制信号一般可根据扭矩传输和/或滑动速度和/或摩擦啮合装置的耗能的增加来增加冷却流。可选地，摩擦啮合装置可以由典型地产生于压力控制阀的液压来驱动，冷却流控制器可以是先导式操作阀，该先导式操作阀接收来自压力控制阀输出或来自摩擦啮合装置驱动器的馈送中的液压的液压信号，且其流动面积作为液压信号的函数而变化。进一步可选地，摩擦啮合装置可由可典型地产生于压力控制阀的液压来驱动且冷却流可直接来源于摩擦啮合装置驱动器压力或摩擦啮合装置驱动器的进料中的液压。更进一步可选地，摩擦啮合装置可由孔中的活塞来驱动且孔可包括在活塞行程中在预定位置处在活塞中与冷却流端口对齐的端口，如此在活塞中，冷却流可流经冷却流端口并定向用于冷却摩擦啮合装置，藉此可通过驱动器活塞行程位置来控制冷却。
摩擦啮合装置可典型地为能选择性地传输扭矩以及在操作过程中产生热量的装置。更优选的，摩擦啮合装置能够传输不同量的扭矩。例如离合器或者多个离合器。
另一方面，本发明提供了一种调节车辆的摩擦啮合装置中的冷却的方法，(用于在能量存储装置和车辆的传动系统之间传输扭矩)，步骤包括：提供经过摩擦啮合装置的流体流的步骤，从而将热量从摩擦啮合装置传递到流体中，提供用于从冷却流体中移出热量的工具，以及根据摩擦啮合装置的啮合状态来调节冷却流体流，比如根据传输的扭矩和/或在滑动事件期间相对于装置的速度差和/或在滑动事件期间摩擦啮合装置的耗能的增加而增加流动。由离合器传输的扭矩典型地通过离合器的夹紧载荷来指示。所需的冷却流可因此根据离合器所需的夹紧载荷进行调节。
该方法可包括：提供用于进行啮合、脱啮合和/或实现摩擦啮合装置的滑动操作的驱动器，以及根据施加在所述摩擦啮合装置的夹紧力来调节所述冷却流体流。提供夹紧力的驱动器可以是液压机械驱动器或者可以是电子驱动器，比如步进电机或电机加上导螺杆。
一种冷却控制设置可控制能量回收传动系统中的一组(即，几个或所有)摩擦啮合装置的冷却。在该构造中，可以同时控制或调节流向一组中的所有装置的冷却流，冷却控制器的输入信号决定于一组中扭矩传输最多或动力消耗最多的摩擦啮合装置的状态。在离合器驱动压力指示离合器传输的扭矩和消耗的动力的实施例中，一组离合器中所有的压力可供给到往复式阀阵列，从而一组中的最大驱动压力控制先导阀，先导阀控制流向一组离合器的冷却流(例如，图2所示实施例的一种改变)。当冷却泵被设置随着这样一组离合器转动时，冷却控制信号可以是该组离合器随着驱动器(例如飞轮或车辆传动系统)的转动或耦合。在该实施例中，这组离合器的转动驱使冷却泵的转动，进而将冷却流分布该组中的一个或所有离合器。
第一摩擦啮合装置的啮合或激发可促使供给或增加冷却流至一个或多个其它摩擦啮合装置，无论它们是否在进行扭矩传输(例如，系列中的一个摩擦啮合装置，可能靠近含有第一摩擦啮合装置的组)。在该设置中，施加于第一摩擦啮合装置的压力可控制冷却流流至一个或多个其它摩擦啮合装置，例如，通过如图2或图7中所描述的先导阀机构。
附图说明
参考以下附图，本发明的实施例将通过举例的方式描述，其中：
图1为由ECU控制的冷却系统的示意图；
图2为具有由动力控制工具实现的冷却流控制的冷却系统的示意图；
图3为具有直接连通的动力控制馈送和冷却馈送的冷却系统的示意图；
图4为当动力控制驱动器被移动至不同的行程位置时具有与冷却馈送相连通的控制驱动器馈送的冷却系统的示意图；
图5为具有作为摩擦啮合装置之一而同时被驱动的冷却液泵的冷却系统的示意图；
图6A至6E为图7的润滑阀的放大示意图；
图7为示出了离合器和离合器轴细节的剖面示意图；
图8A和图8B为图7的离合器轴的示意图；以及
图8C为图8B沿线A-A的截面图。
具体实施方式
以下详细描述的实施例的共同点在于：使用摩擦啮合装置来传递能量以及接收冷却流体的流动从而移出由摩擦啮合装置产生的热量。
流至摩擦啮合装置的冷却流体的流动的变化响应于冷却控制信号。由摩擦啮合装置传输的动力由动力控制信号所控制，该动力控制信号改变流经摩擦啮合装置的动力流的大小以及可选地改变流经摩擦啮合装置的动力流的方向。
在一些实施例中，冷却控制信号可以是电子信号。冷却控制信号可由ECU产生，ECU还可以产生控制经过摩擦啮合装置的动力的动力控制信号。各信号可分别作用于每个装置，从而可同时控制冷却油的流动和动力，如图1所示。
典型地，摩擦啮合装置的扭矩将由夹紧载荷控制。然而，如本领域所知，给定运行速度下的扭矩控制会产生传输动力。应理解的是，在此语境中的术语“动力控制信号”用于指代控制扭矩和/或动力的信号。
在其它实施例中，冷却控制信号可以是液压信号、机械信号或液压机械信号，并直接由经摩擦啮合装置传递的驾驶者调控动力的作用而产生，以下参考图2或图7所述。
在其它实施例中，冷却流体(典型地为油)供给与给摩擦啮合装置的驱动器的控制液压供给一样，使得当驱动压力增加，冷却油供给被增压，进而流至摩擦啮合装置的油流也随之增加，参考图3所述。
在其它实施例中，直接因为摩擦啮合装置的驱动器的移动，冷却油供给被直接引导至摩擦啮合装置，从而当驱动器行程改变，流至摩擦啮合装置的冷却油的流动被适当改变，参考以下图4所述。
当使经过摩擦啮合装置的动力大小减小，可因而使流至摩擦啮合装置的冷却流体的流动减小，从而当摩擦啮合装置没有进行能量传递时减少摩擦啮合装置中的拖拽。
冷却流体优选为比如油之类的流体，具有足够的热容量，通过对流可有效冷却。流体从摩擦啮合装置吸收热量之后，流经换热器。当摩擦啮合装置为离合器时，选择流体可提供没有颤抖的渐进式离合器滑动特征，当滑动从静态到动态滑动情形增加时，该特征典型地具有渐进增加的摩擦系数。优选动态摩擦系数与静态摩擦系数之比大于1小于1.2，更优选小于1.1。
摩擦啮合装置可以是离合器之类的装置(参见图1～4)。更具体的如以下所述，离合器可与静液压变速器(泵或泵-发动机)或链条、皮带或牵引驱动变速器之类的变速器串联使用。该设置中，优选离合器存在于能量源/阱和变速器之间，从而为了减少损失，当没有进行能量传递时，变速器和存储系统都可以脱啮合。
同样为了使损失最小化，优选在变速器和存储系统之间设有离合器，从而存储系统可以跟能量源/阱和变速器脱啮合。优选系统同时包含这两个离合器。在一些变速器中，存在两个离合器可以在有任何实质性的能量被传递至或传递出存储系统之前使变速器既可以由能量源/阱也可以由存储系统发动；当变速器为牵引驱动型时这一点比较有利，因为可期望在形成传输能量的牵引表面之前使其滚动表面携带流体。一个或两个离合器还可以在滑动模式中用于到达或来自存储系统的能量传输。
可选地可将湿式离合器与其它类似湿式离合器(例如公开号为GB2476676-A的英国专利申请所述)进行组合使用，使一组离合器彼此并联，且各离合器分别串接一个齿轮比，将一组离合器以及各个齿轮比设置在能量源/阱和存储系统之间用于在其间的能量传输。然后，能量传递(即，动力)的速率可通过调整如前所述的施加在离合器上的夹紧载荷来控制，并由此可在能量源/阱和存储系统之间选择不同的齿轮比。
由于到达能量源/阱(比如车辆的轮子)的扭矩传递为最感兴趣的相关变量，优选直接控制摩擦啮合装置的反应扭矩(而不是比率或比率变化速率)。扭矩传递典型地满足驾驶者对于轮子动力的需求；该需求通过驾驶者的输入，例如下压加速器踏板而指示。
优选操作时始终对摩擦啮合装置进行最小冷却油流动的供给，如此可提供润滑以及确保摩擦啮合装置的良好耐久性。优选油流动速率随着经过摩擦啮合装置的动力的增加而增加。
优选动力传递一段时间之后冷却流在最小流动水平以上保持预定时间段，从而可使摩擦啮合装置的温度降低以期待之后的进一步动力传递。以这种方式延长冷却时间段可获得较低的最大冷却流动速率(以及因此降低泵的尺寸和成本)。
冷却油流动控制也可至少部分从经过摩擦啮合装置的动力的控制解耦，从而提供对于动力流、冷却流以及拖拽损失水平的准确独立控制。例如，冷却控制信号和动力控制信号可以通过使用下述的独立控制阀(比如电磁阀)而彼此解耦。在另一实例中，供给至摩擦啮合装置的驱动器的压力可作为冷却控制信号，从而当所述压力在阈值水平以下时，冷却控制信号关闭。通过增加施加在驱动器上的压力并使其保持在与离合器的返回机构的预载水平相应的压力以下，可连续控制或步进式控制冷却流，但没有离合器传输的扭矩。一旦驱动压力超出离合器的返回机构的预载水平，由离合器传输的扭矩决定于驱动压力。因此可以调节动力控制信号从而控制离合器动力(或扭矩)以及调整冷却流，进而减少常常成为传输成本的主要部分的所需控制元件(比如电磁阀)的数量。
在摩擦啮合装置中的动力可以根据动力控制信号而调节，该信号优选为调节施加在摩擦啮合装置驱动系统上的液压的比例压力控制阀所产生的压力。优选来自于比例电磁阀或来自压力控制阀的液压系统下游的其它部件的压力信号驱动冷却控制装置，进而控制流向摩擦啮合装置的冷却油流动速率。
冷却控制装置可以是直接向摩擦啮合装置馈送的孔口，例如在驱动压力室中引导至摩擦啮合装置动力传递表面(比如在离合器摩擦板和离合器对面板之间的界面)的孔口。
优选冷却控制装置为先导式操作阀，可以接收来自压力控制阀输出的液压信号且其流动面积作为压力信号的函数而变化。冷却装置的液压供给适应于在高于冷却摩擦啮合装置所需压力的压力下运行，因此冷却装置流动面积与流向摩擦啮合装置的冷却流体的流动速率相应。冷却装置的液压供给可以是由泄压阀或压力调节阀(参见以下实施例1或实施例2)调节的压力源。
参考图1，飞轮通过多个离合器4与车辆传动系统相耦合。例如专利申请GB2476676所述，可以是单个也可以是多个的离合器，典型地为湿式离合器，从而能够易于进行延长时间的滑动式操作。离合器可以是湿式多板离合器，且当其进行滑动时所传输的扭矩可以通过对离合器组施加夹紧力来控制。优选离合器用油进行冷却并且为湿式多板离合器。优选地，油供给至离合器的中心。这一点可通过将油经通道引导经过与离合器共轴的轴6；轴通过调节轴套和轴之间的相对速度的推力轴承7进入轴套。油然后通过径向通道11供给至离合器的中心，然后在使用中借助离合器的转动作用从中心向外分布。之后，油被返回至给泵10供给的集油槽9。优选地，油首先流经换热器(未示出)或可以在集油槽中被冷却，从而在被泵10进行再循环之前，移除从离合器中提取的热量。冷却流可通过与为离合器的驱动供给相独立的供给/泵而进行供给(例如，图1和图2所示)。
优选的，离合器由包括抵靠着板的活塞8的液压驱动器进行驱动，夹紧相对于一个或多个典型地为钢制的对面板5的一个或多个摩擦板4。活塞可由施加在一侧10以及相对侧的返回机构上的液压来驱动。返回机构可包含偏置工具，比如机械弹簧，或调节液压。该设置通过与控制阀12连接的、并通过压力调节设置14与第二控制阀16连接的泵10进行增压。简单示出的阀14示例了向离合器驱动阀12供给的恒高压供给。无需控制冷却供给压力或流，一般会反馈不同的压力给驱动器驱动阀。
然而，冷却供给压力名义上由泄压阀17来调节(保持恒定)并且因为冷却供给压力基本上恒定，阀16的开口将控制流向离合器的流动速率。两个控制阀12和16直接由ECU18进行驱动。
由离合器4和对面板5形成的摩擦啮合装置传输的动力(或扭矩)可根据动力控制信号来调节，该信号优选为由调节施加至摩擦啮合装置驱动系统的液压的比例压力控制阀产生的压力。因此控制阀12用来调节驱动活塞8的驱动压力。相应控制施加在离合器4上的压力。进而一般会涉及到经摩擦啮合装置传输的扭矩。
控制阀16控制经过通道6进入离合器的冷却油的流动。因此ECU可独立控制离合器驱动压力和冷却流。通过对ECU进行适当编程，可容易地实现上述讨论的功能性需求。
图2示出了较为简单的设置。在该实施例中，动力控制信号直接馈送至阀12，阀12然后直接导喂至阀16’，阀16’控制至离合器的冷却流体的供给。冷却流压力仍由阀17进行调节。如此，驱动压力的增加可自动增加到达冷却控制阀16’和离合器4的冷却流体的流动。冷却流和驱动压力之间的关系可因此在生产过程中构建在系统运行参数之中。作为进一步的变化，控制阀在冷却控制方面无需无限变化，并在驱动压力高于预定阈值时可形成开/闭型控制。
可选的，阀16’可在小于克服离合器返回结构的偏置所需压力的驱动压力作用下开启并供给冷却流体。冷却流可因此在没有离合器传输扭矩情况下在低水平进行变化，例如给离合器提供低水平的润滑。增加驱动压力使离合器克服其返回机构的偏置促使冷却随着传输扭矩的增加而进一步增加。当离合器进行扭矩传输和滑动时，离合器滑动事件持续，因此产生热量，但可当驱动压力之后被降低时而停止，从而使离合器扭矩达到零。此刻冷却流可通过在打开阀16’所需水平和增大离合器中的扭矩所需水平之间改变驱动压力来控制。进而在滑动事件之后可使用所需的流量以及所需的时间段对离合器进行冷却，从而在下一滑动时间发生之前使离合器返回至所需的温度。
参考图3，显示了完全采用冷却控制阀进行分配的进一步的简化设置。在该设置中，直接取自至活塞8的液压供给的馈送并直接馈送到冷却通道6中。这是个尤其简单稳健的实施方式，并典型地使用节流机构18(可能协同节流机构20)，在没有过量冷却流通过通道6的情况下为活塞8提供足够的驱动压力。该实施例可包括驱动器返回机构，从而获得独立于离合器扭矩的冷却流控制，参见图2所述。
图4示出了另一改变，其中活塞8具有与控制阀12的出口端相连通的内通道22。通道22使冷却流体从活塞8的外围流至其安装在轴上的内表面。节流机构24控制相对于施加在活塞8上的驱动器压力的冷却流。当活塞移动至远离图4中所示位置的图的右侧时，通道22变得与气缸壁上的端口对齐，并允许流体流进通道22然后经过通道22进入轴内部的孔26。流体然后通过与轴向延伸孔26连通的径向通道11分配至离合器4。如此，用于驱动离合器的活塞的行程还带来离合器的冷却。通过改变端口22的进口的形状及其在活塞8运行所在的孔中的位置以及轴内的孔26的进口的形状，可控制冷却流动的程度，从而获得相对于离合器驱动行程的期望的冷却轮廓(profile)。可选地，至离合器活塞的冷却供给可以与驱动压力相分离(如图1和图2所示)，冷却流无需依赖驱动压力，而依赖于活塞行程(以及端口和通道轮廓)，以及因此还依赖于离合器的啮合状态。本实施例可包括驱动器返回机构，从而允许独立于离合器扭矩的冷却流控制，参考图2的描述所示。
通过调节施加在离合器驱动器上的液压来控制经过离合器的动力传输的这些实施例中，装置的高转动速度能够在可促使离合器随着速度的增加而自驱动的驱动室中产生‘向心’液压。该问题可通过适当增加离合器返回机构的偏置力来解决。然而，优选液压驱动器不转动，且驱动器通过适应驱动器和离合器板的相对转动的推力轴承7施压于离合器板。这样离合器夹紧力可独立于速度并且动力控制得到改善。第二推力轴承随着其相对于传动箱的转动可承受来自第二离合器构件的夹紧载荷。
参考图5，可为能量回收传动系统的一组离合器中一个的离合器100，选择性地通过联轴器100a在A端耦合于能量源/阱(例如车辆的传动系统)，并还选择性地通过第二联轴器100b耦合于飞轮存储系统B，该飞轮优选为高速飞轮。当ECU发出信号向联轴器100a供能时，对能量回收传动系统的离合器100的输入通过A端变为可转动的，使得A端的转动引发冷却泵10的转动。当引发使得冷却泵10耦合于A端时，给联轴器100a功能的信号还作为冷却控制信号。因此当联轴器100a啮合后并且A端转动时，泵10将冷却流输送至如前所述的离合器100的中心轴馈送，从而以在图7中所述的相似方式冷却离合器100(或离合器组)。可选的，A端可以是飞轮端并且B为能量源/阱端，从而当能量回收传动系统耦合于飞轮时，泵10为离合器100提供冷却流。本实施例可选地可以与图1～4的其它实施例中的任一进行组合。例如，冷却泵10的输出可以是图2中先导阀16’的馈送，或者可以是图1中冷却控制电磁阀16的独立冷却馈送。
能量回收传动系统的几个或各个离合器中的任何一个可具有各自的、根据实施例1～5任一控制的冷却流。尤其，包括实施例5的传动系统中的一个或几个离合器可以具有各自的、由实施例1～4任一控制的冷却流。可选的，在没有实施例1～4的冷却控制机构的情况下，只要当泵10在转动，实施例5中的各个或几个离合器可同时接收来自冷却泵10的流。
参考图6和图7，描述了图2的设置的具体实施方式。
具有多个湿式离合器的离合器组100可由液压驱动器102驱动。驱动器102通过离合器馈送管线106从液压分路阀箱(mainfold)104供料。进料管线106中的液压还经过润滑控制管线108通至润滑控制阀110。
特别参考图6A至图6E，阀110具有可在阀体114中轴向移动的梭112。阀体具有与用于冷却和润滑目的供给离合器组100的油馈送相连通的润滑出口馈送116，具体见以下描述。来自离合器驱动电路108的液压经过具有如图6A所示向右移动梭112的效果的液压馈送端口118进入阀体114。
润滑/冷却油馈送经过与梭出口端122A和122B相连通的润滑端口120进入梭112。需要注意的是，出口端122B比端口122A窄。如图6A所示，当梭112向左，且当离合器未啮合时，允许恒微量的润滑流体流经窄出口122B从而为离合器组100提供低水平的背景冷却和润滑。例如，使用比如卷状弹簧之类的弹簧，可选地将梭112在左手位置进行偏置。可选地，可通过在润滑电路中施加在该位置中的梭112的右手侧的压力将梭112向左偏置。当离合器被驱动和啮合时，由于进料管线108中的压力增加，梭112顶着偏置力向右移动，然后使得润滑流体流经较大的出口122A进入润滑出口馈送116中，从而大大增加流至离合器组110的润滑和冷却油的流动。如此，当离合器组100被驱动时，冷却和润滑流自动增加。相反，当离合器不再驱动时，至离合器的冷却流减少，因此离合器中的拖拽减少。可选地，通过将离合器驱动压力调节至啮合离合器所需的水平以下，可将冷却流控制在高于背景润滑水平以上。
图6C至图6E分解示出了具有支撑阀体114中的梭112并作为梭112的端部止挡的端板124的阀。还示出了用于将梭密封在阀体内的梭密封，例如，通过O型环126进行密封。该密封保持离合器驱动流体与润滑/冷却流体相分离，尽管它们优选为同一种流体。
参考图7，来自阀110的润滑/冷却油流经节流机构128进入其上通过键槽134安装有离合器板132的中空轴130中(参见图8A和图8B)。节流机构128选优将冷却油喷射在轴130的内表面上。轴130具有在键槽134之间且圆周分布的孔洞136，从而将油从轴的中空内部输送至外部并直接至离合器中心。然后，油随着离合器的转动沿径向流出离合器，最终通过可选孔洞133排放到离合器鼓的外围，并返回至储槽中用于经由润滑阀110进行冷却和再循环。
上述实施例中，从能量源/阱至摩擦啮合装置的输入的转动速度可以设置得比能量源/阱的速度快，例如使用增速齿轮。

Claims (27)

1.一种具有比如离合器的摩擦啮合装置的能量回收传动系统，还包括设置为用于给所述摩擦啮合装置提供冷却流体的冷却流体输入，所述传动系统还包括控制流向所述摩擦啮合装置的流的冷却流控制器。
2.如权利要求1所述的能量回收传动系统，其中所述冷却流控制器一般设置为用于根据所述摩擦啮合装置的啮合状态来增加冷却流，比如根据传输的扭矩和/或跨越所述装置的速度差和/或在滑动事件期间所述摩擦啮合装置的耗能的增加而增加流动。
3.如权利要求1或2所述的能量回收传动系统，其中所述冷却流控制器可操作地产生在高流动和相对较低流动之间的连续范围内的不同冷却流动速率。
4.如权利要求1或2所述的能量回收传动系统，其中所述冷却流控制器可操作地在产生在高流动和相对较低流动的两个离散的冷却流动速率。
5.如前述任一权利要求所述的能量回收传动系统，其中所述冷却流控制器设置为用于引发非零的冷却流体流，包括当通过所述摩擦啮合装置传输的扭矩基本为零时，当在滑动事件期间跨越所述摩擦啮合装置的差速基本为零时，或者当在所述摩擦啮合装置中消耗的动力基本为零时。
6.如权利要求1～4任一所述的能量回收传动系统，其中所述冷却流控制器设置为用于当所述摩擦啮合装置脱啮合时停止冷却流。
7.如前述任一权利要求所述的车辆传动系统，其中所述冷却流控制器设置为用于在所述摩擦啮合装置的滑动事件之后使所述冷却流体流在预定水平保持预定时间段。
8.如权利要求1～4或6任一所述的车辆传动系统，其中所述冷却流控制器设置为用于使所述冷却流体流在非零水平保持一时间段，所述时间段为在所述摩擦啮合装置的刚好前一滑动事件期间消耗的能量的函数。
9.如前述任一权利要求所述的能量回收传动系统，包括可操作地直接作用于所述冷却流控制器并且还可直接控制所述摩擦啮合装置的驱动的电子可编程传输控制器，所述传输控制器设置为用于产生控制信号，所述控制信号一般根据扭矩传输和/或滑动速度和/或所述摩擦啮合装置的耗能的增加来增加冷却流。
10.如权利要求1～8任一所述的能量回收传动系统，其中所述摩擦啮合装置由压力控制阀来驱动，并且所述冷却流控制器为先导式操作阀，所述先导式操作阀接收来自所述压力控制阀输出的液压信号且其流动面积作为所述压力信号的函数而变化。
11.如权利要求1～8任一所述的能量回收传动系统，其中所述摩擦啮合装置由压力控制阀来驱动，并且所述冷却流直接来源于所述摩擦啮合装置驱动器压力。
12.如权利要求1～8任一所述的能量回收传动系统，其中所述摩擦啮合装置由孔中的活塞来驱动，并且所述孔包括在活塞行程中的预定的位置处与在所述活塞中的冷却流端口对齐的端口，从而在所述位置，冷却流流经所述活塞中的所述冷却流端口并定向用于冷却所述摩擦啮合装置，藉此冷却由驱动器活塞行程位置来控制。
13.如权利要求1～9任一所述的能量回收传动系统，还包括用于给所述冷却输入提供冷却流体的泵，以及用于摩擦啮合装置的驱动器，其中所述泵驱动器选择性地耦合于所述摩擦啮合装置。
14.如权利要求13所述的能量回收传动系统，其中所述摩擦啮合装置驱动器是飞轮驱动器或车辆驱动器。
15.如前述任一权利要求所述的能量存储和回收系统，还包括能量源/阱，其中所述摩擦啮合装置的至少一个可转动元件设置为转动得比所述能量源/阱的速度更快。
16.如前述任一权利要求所述的高速能量存储和回收系统，其中所述能量回收传动系统包括高速飞轮。
17.如权利要求16所述的能量回收传动系统，其中所述高速飞轮设置在高于15000rpm转速下转动。
18.如前述任一权利要求所述的能量回收传动系统，其中所述能量回收系统包括多个摩擦啮合装置。
19.如权利要求18所述的能量回收传动系统，其中所述冷却流控制器设置为用于根据传输最大扭矩或消耗最多能量的摩擦啮合装置的状态来控制流向所述摩擦啮合装置的流。
20.如权利要求18或19所述的能量回收传动系统，其中一个冷却流控制器设置为用于同时给所述多个离合器中的至少两个供流。
21.一种调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，用于在能量存储装置和能量源/阱之间进行能量传输，包括以下步骤：
提供经过所述摩擦啮合装置的流体流，从而将热量从所述摩擦啮合装置传递到所述流体中，
提供用于从所述冷却流体中移出热量的工具，以及
根据所述摩擦啮合装置的啮合状态来调节所述冷却流体的流动，比如根据传输的扭矩和/或在滑动事件期间相对于所述装置的速度差和/或在滑动事件期间所述摩擦啮合装置的耗能的增加而增加流动。
22.如权利要求21所述的调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，还包括提供用于进行啮合、脱啮合和/或实现所述摩擦啮合装置的滑动操作的驱动器，以及
根据施加在所述摩擦啮合装置的夹紧力来调节所述冷却流体流。
23.如权利要求22所述的调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，其中所述驱动器为液压机械驱动器。
24.如权利要求21～23任一所述的调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，还包括步骤：确定跨越所述摩擦啮合装置的滑动，以及根据跨越所述摩擦啮合装置的所述滑动调节所述冷却流体流。
25.如权利要求24所述的调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，还包括根据所述摩擦啮合装置中消耗的动力调节所述冷却流体流。
26.一种调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，用于在能量存储装置和能量源/阱之间进行能量传输，包括以下步骤：
提供流经所述摩擦啮合装置的流体流，从而将热量从所述摩擦啮合装置传递至所述流体中，
提供用于从所述冷却流体中移出热量的工具，
确定在所述摩擦啮合装置的滑动事件期间消耗的能量，
从所述消耗的能量确定目标冷却流轮廓和冷却时间，以及
根据在所述时间段的所述目标冷却流轮廓确定所述冷却流体流。
27.一种调节能量回收传动系统的摩擦啮合装置中的冷却的方法，用于在能量存储装置和能量源/阱之间进行能量传输，包括所述摩擦啮合装置以及用于给所述摩擦啮合装置提供冷却流体的泵共用的驱动器，包括以下步骤：
提供流经所述摩擦啮合装置的流体流，从而将热量从所述摩擦啮合装置传递至所述流体中，
提供用于从所述冷却流体中移出热量的工具，以及
选择性地将所述泵驱动器和摩擦啮合装置耦合于所述能量存储装置或所述能量源/阱。
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