CN107206893A - 包括布置成围绕着差速器输出轴的液压机的混合动力车辆牵引组件 - Google Patents

包括布置成围绕着差速器输出轴的液压机的混合动力车辆牵引组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种设置用于混合动力机动车辆的液压牵引组件，所述混合动力机动车辆装配有内燃机，所述液压牵引组件包括液压机(6)，所述液压机布置成围绕着驱动车辆车轮(2)的差速器的输出轴(4)，并且所述液压机具有主轴线(A)，该液压机包括筒体，所述筒体包括接收活塞的缸体，所述差速器(2)包括接收内燃机功率的元件(10)，并且所述筒体包括固定的位置，所述液压机(6)包括不可旋转的托盘，所述托盘可倾斜以控制所述活塞的冲程，并且所述筒体通过经操控的离合器(8)与所述差速器的壳体联接。

Description

包括布置成围绕着差速器输出轴的液压机的混合动力车辆牵 引组件
技术领域
本发明涉及一种用于混合动力机动车辆的液压牵引组件，涉及一种该组件的运行方法，以及涉及一种装配有这种组件的混合动力机动车辆。
背景技术
混合动力车辆通常包括被供应燃料的内燃机，所述内燃机形成主要的动力装置以及与辅助的能量存储器联接的辅助的第二动力装置，所述辅助的第二动力装置可作为发动机运行而消耗该能量，或者相反地，在制动车辆时，所述动力装置可作为发电机运行而产生给该存储器充能的能量。辅助能量可特别是为电能、液压能、或者飞轮
这些混合动力车辆通常具有多种运行模式，所述多种运行模式包括由内燃机牵引的模式、仅由辅助动力装置牵引的称作“ZEV”的零排放模式、由两个动力装置牵引以布置最大化功率的称作“Boost”的组合模式、以及使用给辅助能量存储器充能的回收能量来制动车辆的制动模式。
已知一种称作串联式混合动力的液压混合动力车辆，该液压混合动力车辆包括驱动第一液压机的内燃机，所述第一液压机给压力蓄能器供能，以及给与车轮连接的第二液压机供能。所有所提供的功率完全通过流体传送，需要能够传送较大功率的液压系统，所述液压系统较重、体积较大并且较贵。此外，在某些使用条件(例如市郊交通(cycles extra-urbains))中，效率一般。
已知另一种尤其由文件FR-A1-2973302示出的称作并联式混合动力的液压混合动力车辆，该液压混合动力车辆包括驱动机械传动装置的内燃机，所述机械传动装置的外壳上接收能够实施不同的运行模式的两个液压机。
在固定于传动装置上的液压机存在体积问题的情况下(所述液压机需容置在车辆的发动机舱中)，规定对于这些液压机的尺寸限制。为了从具有经限定体积的液压机得到更大的功率，可提高这些液压机的运行压力或旋转速度，这会产生损害车辆舒适性的声学问题。
另外，已知一种尤其由文件FR-B1-2987318示出的牵引组件，该牵引组件包括两个液压机，所述两个液压机以相反的方式布置在传动装置的具有锥形齿轮的差速器的每侧，驱动车辆的两个动力轮，并且布置成沿着该差速器的轴线。
每个液压机包括与差速器的壳体连接在一起旋转的筒体，所述筒体将活塞接收到缸体中，所述缸体布置成平行地围绕该筒体的轴线。所述筒体围绕轴点(point axial)倾斜，以调节所述缸体。具有保持在同一横向平面中并且与差速器的本体连接的端部的活塞因此包括相对于所述筒体的缸体的轴向运动，所述轴向运动驱动流体移动。
得到可作为发动机或作为泵运行的两个液压机，所述两个液压机与差速器和因此与动力轮永久连接。该布置可有利于串联式混合动力车辆，但不能应用于并联式混合动力车辆，这是因为并联式混合动力车辆不能够避免液压机的生成摩擦和损耗的永久旋转，因此某些运行模式不使用这些液压机。
此外，筒体围绕轴点倾斜可能难以实施并且需要围绕着该筒体的可致使所述机器体积较大的空间。
发明内容
本发明的目的尤其在于避免现有技术的缺陷。
事实上，本发明提供了一种设置用于混合动力机动车辆的液压牵引组件，所述混合动力机动车辆装配有内燃机，所述液压牵引组件包括至少一个液压机，所述至少一个液压机布置成围绕着驱动车辆车轮的差速器的输出轴，并且所述至少一个液压机具有主轴线，该液压机包括筒体，所述筒体包括接收活塞的缸体，所述缸体布置成平行地围绕所述轴线，其特征在于，所述差速器包括接收内燃机功率的元件，并且所述筒体包括固定的位置，所述液压机包括不可旋转的托盘，所述托盘可倾斜以控制所述活塞的冲程，并且所述筒体通过经操控的离合器与所述差速器的壳体联接。
该牵引组件的优点在于，得到一种液压机，该液压机与差速器形成紧凑的组件，该液压机可直接驱动所述差速器的壳体并因此以良好的效率驱动动力轮，同时能够使液压机在该液压机不被使用时断联，来自内燃机的功率应用在差速器上，以便避免无用摩擦并且提高车辆效率。
根据本发明的液压牵引组件还可包括其中一个或可相互组合的其中多个下述特征。
有利地，所述离合器轴向地布置在所述差速器与所述液压机之间。
在该情况下，所述牵引组件有利地包括围绕所述输出轴的中空的中间轴，所述中间轴使所述离合器与所述液压机联接。
特别是，所述中间轴的前端部可包括轴向的凹槽，所述凹槽接收所述离合器的盘的齿。
有利地，所述牵引组件包括通过密封垫分开的两个不同空间，所述两个不同空间接收所述差速器的润滑油以及液压流体。
根据实施例，所述牵引组件包括两个液压机，所述两个液压机布置成在所述差速器两侧每侧一个。
在该情况下，有利地，所述两个液压机的两个离合器每个都包括独立的紧固控制件。
本发明还旨在提供一种控制包括两个液压机的牵引组件的控制方法，对于使用唯一液压机的运行模式，所述控制方法交替对所述液压机中的一个或另一个的使用，以便最优地分配使用时间和因此分配这些液压机的磨损。
此外，本发明还旨在提供一种控制包括其中任一项上述特征的牵引组件的控制方法，对于给出车辆缓慢行进的运行模式，当驾驶员放松刹车踏板并且不加速时，所述控制方法控制所述离合器的滑动，以便过滤由所述液压机发送的转矩的不规律性。
此外，本发明还旨在提供一种使用液压能量的混合动力机动车辆，所述混合动力机动车辆装配有与传动装置联接的内燃机，所述传动装置驱动包括其中任一项上述特征的液压牵引组件的输出差速器。
附图说明
通过阅读下文作为示例给出的详细说明和附图，将更好地理解本发明，本发明的其它特征和优点将更加清楚，在所述附图中：
-图1为根据本发明的液压牵引组件的轴向剖视图；
-图2为该组件的液压机中的一个的详图；以及
-图3为该组件的外侧视图。
具体实施方式
图1示出了相对于对称平面P对称的牵引组件，所述牵引组件包括具有锥形齿轮的中央差速器2，所述中央差速器分配朝向两个输出轴4的运动，所述两个输出轴布置成沿着主轴线A，并且分别与混合动力车辆的动力轮联接。
液压机6布置在差速器2每侧，并且通过离合器8驱动该差速器的壳体。按照惯例，在对称平面P每侧，由标记为“AV”的箭头指出的前侧为转动成朝向该对称平面的那侧。
差速器2的壳体包括环状件10，所述环状件具有围绕所述环状件的外齿，所述环状件与通过内燃机驱动的未示出的传动装置联接，所述传动装置能够将该内燃机的功率传送到动力轮，更多地通过液压机6发送所述能量。
图2示出了差速器2的壳体20，所述壳体内部包括沿着布置在对称平面P中的轴线的两个相反的行星轮22，所处两个相反的行星齿轮在每侧上与输出的中心轮24轴向地啮合，所处输出的中心轮固定在中空的输出轴4的端部上。
输出轴4的后端部的内部中空部中包括等速万向节26，所述等速万向节驱动与动力轮联接的车轮轴28。
差速器的壳体20由差速器外壳32中的角接触球轴承30维持，所述差速器外壳由通过布置在对称平面P中的接合面(plan de joint)联接的基本对称的两个部分形成。
差速器外壳32的每侧上包括横向后表面40，所述横向后表面接收基本上形成钟形件的液压机外壳34的抵靠，所述钟形件从后侧由中通的支座(palier débouchant)端接，所述支座包括输出轴4的后端部的引导滚珠轴承36，然后包括该轴的动力密封垫38。
每个液压机6包括筒体54，所述筒体包括一系列围绕轴线A的平行的缸体，所述缸体每个接收一个活塞42，所述活塞的后端部通过具有球形头部的滑靴44抵靠在可倾斜托盘46上。
对于每个液压机6，所述差速器外壳32支撑着布置成与轴线A平行的两个缸体50，所述两个缸体处在筒体54外部的相反的两个点处，并且每个缸体接收一个倾斜活塞48，所述倾斜活塞包括由后球窝节端接的杆，所述后球窝节嵌入在所述可倾斜托盘46的对应槽中，以调节所述可倾斜托盘的倾斜度。
每个倾斜活塞48接收围绕着所述杆的螺旋弹簧52，所述螺旋弹簧从后侧抵靠在与该杆固定的挡块56上，并且从前侧抵靠在盖58上，所述盖压在缸体50的后端部上，以便施加该活塞的退出力。
每个筒体54的横向前表面抵靠在还称作玻璃的光滑分配板62上，所述光滑分配板本身抵靠在差速器外壳32的横向表面上，所述横向表面包括对于供应给活塞42的加压流体的输入口和输出口。每个筒体54从后侧将在输出轴4的外廓上转动的滚柱轴承60接收到中央孔中，以便通过采用横向力使该筒体定中心，所述横向力来自于当托盘46倾斜时筒体中的活塞42的嵌入力矩。
中空的中间轴70布置成围绕着每个输出轴4，所述中间轴包括朝向后方的外凹槽72，所述外凹槽与筒体54的对应内凹槽啮合。中空的中间轴70的内部从后部接收定中心于输出轴4上的滚珠轴承74，从前部接收定中心于围绕该输出轴的套筒上的滚珠轴承76，这还确保了中间轴的轴向定位。
插入在筒体54与中空的中间轴70之间的螺旋弹簧78从后侧抵靠在该中间轴上并且从前侧抵靠在该筒体上，以永久地将该筒体的横向前表面的压力施加在分配板62上，以便特别是在启动阶段中确保这些元件之间的密封性。
布置在螺旋弹簧78前方的第一动力密封垫80确保了差速器的壳体20的内孔与中间轴70的外廓之间的密封性，第二密封垫88确保了该轴与输出轴4之间的密封性，以便将布置在位于左方的空间中的差速器的润滑流体与填充位于右方的空间的液压回路的流体分开。以该方式，区分开了所述两种流体，所述两种流体分别优化用于所述两种流体的使用。
离合器8包括一系列具有外齿的盘，所述外齿与差速器的壳体20的对应的轴向凹槽啮合，所述一系列具有外齿的盘之间散布有一系列具有内齿的盘，所述内齿与形成在中间轴70的前端部处的对应的轴向凹槽啮合。
差速器外壳32包括中空部，所述中空部接收转动成朝向离合器的环状活塞82，所述环状活塞包括内部密封垫和外部密封垫这两个密封垫，以便基于布置在该活塞后侧的环状腔中接收的控制压力来紧固离合器的盘堆积。
因此在第一运行状态(其中，离合器8未通过环状活塞82紧固)中得到中间轴70和筒体54相对于差速器的壳体20断联，并且在第二运行状态(其中，该离合器通过经受所述控制压力的活塞紧固)中得到对中间轴和筒体的旋转驱动，同时液压机6因此与差速器的壳体直接连接在一起旋转。
环状活塞82在控制之后的向后回复由径向布置在离合器8的盘外部的轴向螺旋弹簧84确保，所述向后回复用于在这些盘未被紧固时避免这些盘的残余摩擦，所述螺旋弹簧向前抵靠着差速器的壳体20，并且向后抵靠着布置在最后一个盘后方的压紧托盘86。针式挡块介于所述压紧托盘86与环状活塞82之间，以传送该活塞的推动同时允许所述盘的旋转。
通过实施两个离合器8的每个环状活塞82的独立的两个压力控制(所述两个离合器每个驱动一个液压机6)，可按照必要的发动机转矩等级或制动等级实施驱动一个或两个液压机，以便优化这些液压机的运行，从而满足驾驶员的要求，同时减少能量的消耗。
根据实施例，包括差速器2的液压牵引组件安装在通常被使用在包括横向布置的内燃机的车辆上的手动或自动类别的传动装置的输出端上。
在该情况下，差速器的带齿环状件10可由固定在传动装置的输出轴上的齿轮直接驱动，所述输出轴通常为在传动装置具有平行的两个轴的情况下的第二轴。在变型中，对于体积问题，带齿环状件10可由中间齿轮驱动，所述中间齿轮本身由固定在第二轴上的齿轮直接驱动，以便使差速器A的主轴线远离该第二轴，尤其是为了容置液压机6。
图3示出了包括与传动装置的输出端连接的连接轴90的液压牵引组件，所述连接轴布置成与轴线A平行，通过所述连接轴的后端部接收该传动装置的运动，并且通过固定在所述连接轴的前端部上的齿轮将所述运动传送到差速器2，该齿轮直接啮合在差速器的带齿环状件10上。
差速器外壳32以聚集在牵引组件中央的方式支撑对供应给两个液压机6的液压流体的输入端和输出端92、该输入端和该输出端的两个控制电磁阀94、液压机缸体的每个调节压缸的个体控制的两个电磁阀96、以及每个离合器8的个体控制的能够按照需求连结唯一液压机或两个液压机6的两个电磁阀。
得到一种紧凑的液压牵引组件，所述液压牵引组件具有与外部的液压或电气联接，所述液压或电气联接聚集在该组件中央，这保护了所述组件液压或电气联接。
特别是，混合动力车辆可包括驱动传动装置的内燃机，所述传动装置包括给高压蓄能器充能的液压泵，该传动装置可驱动液压泵以及液压牵引组件的输出差速器。因此可在该情况下实施以下不同的运行模式。
尤其用于车辆按照前进挡或倒车挡启动的第一运行模式使用一个或两个液压机，所述一个或两个液压机通过蓄能器的压力供能，并且在必要时通过由泵发送的压力供能，所述泵由内燃机直接驱动。
优选地，在使用两个液压机启动之后一有可能则使用唯一液压机，所述唯一液压机比发送平均转矩的两个液压机发送更大的转矩，这通常有利于效率。有利地，交替所述两个液压机的运行，以便分配使用时间，并且提高了牵引组件的总寿命。
当较高的转矩需用于车辆的该启动时，尤其是对于较大斜坡上的启动，可加入来自内燃机的转矩，所述转矩直接施加在输出差速器上。
给出车辆按照前进挡或倒车挡缓慢行进的还称作“蠕行”的第二运行模式在驾驶员放松刹车踏板并且不加速时自动触发。该模式在动力轮上施加较小转矩，以给出非常小速度的移动，同时特别是能够实施车辆的操作。
有利地，使用一个或两个液压机以穿过离合器施加该转矩，同时在必要时控制这些离合器的滑动，以便过滤由这些液压机的不同缸体的一系列开口给出的转矩的不规律性。
零污染气体排放的还称作“ZEV”模式的第三运行模式通过仅使用蓄能器的压力来执行行驶，以通过闭合离合器来驱动一个或两个液压机，内燃机保持停止。
特别是对于交通堵塞中的需要较低功率的行驶，使用该运行模式。有利地，在可能时还分配交替地在两个液压机上的运行。
用于中等或较高车辆速度的第四运行模式仅使用内燃机的能量，所述能量穿过传动装置和输出差速器，两个液压机保持停止，同时离合器断开。
特别是对于大于大约60km/h的速度，得到产生足够功率的内燃机的良好效率，以及不存在由于与保持停止的液压机的摩擦的损耗以及这些机器的磨损。
用于较强转矩尤其是用于确保了超车时的安全性的较大加速度的还称作“Boost”的第五运行模式将在从蓄能器中提取的压力的离合器闭合时由两个液压机发送的功率加到由内燃机发送到输出差速器上的功率上，以便给出动力轮上的最大化转矩。
在液压机作为压力发生器工作以给蓄能器充能时，执行能量回收的第六运行模式施加对车辆的制动，同时离合器闭合。有利地，当转矩足够时，优选使用发送最大转矩的唯一液压机的运行而不是使用两个液压机的运行，以便得到最优效率。

Claims (10)

1.一种设置用于混合动力机动车辆的液压牵引组件，所述混合动力机动车辆装配有内燃机，所述液压牵引组件包括至少一个液压机(6)，所述至少一个液压机布置成围绕着驱动车辆车轮(2)的差速器的输出轴(4)，并且所述至少一个液压机具有主轴线(A)，所述液压机包括筒体(54)，所述筒体包括接收活塞(42)的缸体，所述缸体布置成平行地围绕所述轴线，其特征在于，所述差速器(2)包括接收内燃机功率的元件(10)，并且所述筒体(54)包括固定的位置，所述液压机(6)包括不可旋转的托盘(46)，所述托盘可倾斜以控制所述活塞(42)的冲程，并且所述筒体通过经操控的离合器(8)与所述差速器的壳体(20)联接。
2.根据权利要求1所述的牵引组件，其特征在于，所述离合器(8)轴向地布置在所述差速器(2)与所述液压机(6)之间。
3.根据权利要求2所述的牵引组件，其特征在于，所述牵引组件包括围绕所述输出轴(4)的中空的中间轴(70)，所述中间轴使所述离合器(8)与所述液压机(6)联接。
4.根据权利要求3所述的牵引组件，其特征在于，所述中间轴(70)的前端部包括轴向的凹槽，所述凹槽接收所述离合器(8)的盘的齿。
5.根据上述权利要求中任一项所述的牵引组件，其特征在于，所述牵引组件包括通过密封垫(80)分开的两个不同空间，所述两个不同空间接收所述差速器的润滑油以及液压流体。
6.根根上述权利要求中任一项所述的牵引组件，其特征在于，所述牵引组件包括两个液压机(6)，所述两个液压机布置成在所述差速器(2)两侧每侧一个。
7.根据权利要求6所述的牵引组件，其特征在于，所述两个液压机(2)的两个离合器(8)每个都包括独立的紧固控制件。
8.一种控制根据权利要求7所述的牵引组件的控制方法，其特征在于，对于使用唯一液压机(6)的运行模式，所述控制方法交替对所述液压机中的一个或另一个的使用。
9.一种控制根据权利要求1至7中任一项所述的牵引组件的控制方法，其特征在于，对于给出车辆缓慢行进的运行模式，当驾驶员放松刹车踏板并且不加速时，所述控制方法控制所述离合器(8)的滑动，以便过滤由所述液压机(6)发送的转矩的不规律性。
10.一种使用液压能量的混合动力机动车辆，所述混合动力机动车辆装配有与传动装置联接的内燃机，其特征在于，所述传动装置驱动根据权利要求1至7中任一项实施的液压牵引组件的输出差速器(2)。
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