CN113309697B - 用于机动车辆的传动系的泵单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有至少一个高压端口(38)和至少一个低压端口(36)的泵单元,其具有马达(32)和液压泵(2),该液压泵(2)具有至少一个高压出口(30)和至少一个低压出口(24),其中,所述高压出口(30)通过至少一个压力调节阀(40)连接到所述高压端口(38)。

Description

用于机动车辆的传动系的泵单元
技术领域
本发明涉及一种泵单元,其可以用于机动车辆的传动系,以便向至少一个致动器(例如离合器致动器)以及润滑剂和/或冷却剂回路供应液压流体。
背景技术
为了向致动器供应液压流体,通常使用高压泵,其可以例如以1l/min的体积流量提供40巴的压力。
为了给润滑剂和/或冷却剂回路提供液压流体(例如为了润滑齿轮箱中的支承点或在滑动切换摩擦离合器时对其冷却),通常使用低压泵,其例如可以以10l/min的体积流量提供4巴的压力。
WO2012/045164A1公开了一种旋转叶片泵,其中设置有两个不同地形成的泵室,以便使用定子和转子来提供高压流体流和低压流体流。然而,即使使用这种泵,也无法提供特性差异很大的流体。
由于不同的要求,因此通常使用两个分开的泵来提供高压流体流和低压流体流。
发明内容
本发明的目的是减少构造上的花费,其特别是对于机动车辆的传动系而言提供高压流体流和低压流体流是必需的。
为了实现所述目的,根据本发明提出了一种具有至少一个高压端口和至少一个低压端口的泵单元,其具有马达和液压泵,该液压泵具有至少一个高压出口和至少一个低压出口,其中高压出口通过至少一个压力调节阀连接到高压端口。本发明基于将可同时提供两种不同的液压流的泵集成到单个泵单元中的基本概念,具体是具有低压力但高体积流量的用于润滑和/或冷却的液压流和具有高压力但低体积流量的用于致动致动器的液压流。这样,与需要两个分开的泵以满足不同要求的解决方案相比,减少了液压连接的花费以及成本和结构体积。
根据本发明的一种配置规定,短路阀布置在压力调节阀的上游。如果为了保持冷却剂/润滑剂流量而永久性地操作液压泵,则短路阀可以使通过高压出口输送的液压流体在其必须流过压力调节阀之前被直接导回到存储容器中。这样,减小了流动阻力。
根据本发明的一种配置规定,液压泵具有两个高压出口,每个高压出口通向泵单元的高压端口。这使得两个致动器可以被分开致动,例如以便在双离合器齿轮箱中致动两个离合器,从而可以将力流从一个齿轮级传递到另一个齿轮级而不会中断牵引力。
可以规定,液压泵具有两个低压出口,其通向泵单元的单个低压端口。这导致特别大的输送体积。
还可以规定,液压泵具有两个低压出口,其中一个通向泵单元的润滑回路低压端口,而其中另一个通向切换阀,所述切换阀具有两个出口,其中一个通向泵单元的离合器冷却低压端口,而其中另一个通向润滑回路低压端口。在该配置中,根据需要,可以将低压输送体积的一部分分支出来,以冷却多个离合器之一,而在这不需要时,将输送体积的所述部分供给到润滑回路。
优选地,设置有集成到泵单元中的存储容器,通过液压泵从该存储容器实现吸入。这样,提供了特别紧凑的设计,并且不需要通向外部存储容器的软管。
根据优选实施例,液压泵具有低压泵,高压泵集成在该低压泵中。这导致特别紧凑的设计。
可以设置来自低压出口的分支,该分支通向高压泵的吸入侧,从而高压泵设置有正压力的液压流体,从而改善高压泵室的填充。
根据优选实施例,液压泵是具有多个旋转叶片的旋转叶片泵,所述旋转叶片与定子和转子一起界定多个低压室,其中每个旋转叶片在转子内界定高压室。在该实施例中,旋转叶片除了具有其正常功能外,特别是还具有与定子一起在外部界定不同的泵室的其他功能;旋转叶片用作泵活塞,因为在转子旋转期间,它们在(至少近似)径向方向上被调节。因此,定子的内表面以类似于凸轮盘的方式起作用,旋转叶片抵靠在该凸轮盘上,并且其相对于转子的旋转轴线的周向变化的间隔被转换成旋转叶片的泵行程。这使得高压泵可以集成到旋转叶片泵的正常结构体积中。
根据一种配置,定子具有两个侧壁,其中在至少一个侧壁中设置有高压出口,其分配给高压室。这使得旋转叶片通过其“内侧”排出的高压的液压流体可以以技术上非常简单的方式排出。
在至少一个侧壁中,可以设置有用于液压流体的入口,该入口分配给低压室和高压室。这导致了低的构造花费。
可替代地可以规定,在至少一个侧壁中设置有高压入口,其专门分配给高压室,其中设置有低压入口,其与高压入口是分开的并且专门分配给低压室。高压室和低压室的分开入口可以改善泵室的填充性能。此外,高压入口可以通过分支从液压泵的低压出口设置有供应。
根据结构要求,旋转叶片泵可以是单流或双流设计。
附图说明
下面将基于在附图中示出的各种实施例来描述本发明。在这些附图中:
-图1示意性地示出了根据本发明第一实施例的泵单元;
-图2以截面图示出了诸如可以在根据第一实施例的泵单元中使用的液压泵;
-图3示意性地示出了根据第一实施例的实施例变型的泵单元;
-图4示意性地示出了根据本发明第二实施例的泵单元;
-图5以截面图示出了诸如可以在根据第二实施例的泵单元中使用的液压泵;
-图6示意性地示出了根据第三实施例的泵单元;
-图7示意性地示出了根据本发明第四实施例的泵单元;
-图8以截面图示出了诸如可以在根据第四实施例的泵单元中使用的液压泵;
-图9示意性地示出了根据本发明第五实施例的泵单元;
-图10示意性地示出了根据第五实施例的实施例变型的泵单元;
-图11示意性地示出了根据本发明第六实施例的泵单元;
-图12示意性地示出了根据本发明第七实施例的泵单元;以及
-图13示意性地示出了根据本发明第八实施例的泵单元。
具体实施方式
图1示意性地示出了泵单元1,其具有由马达32驱动的液压泵2。该马达32是电动马达。
液压泵2通过入口22将液压流体从存储容器34中抽出,该存储容器优选地集成到泵单元中。
过滤器35布置在存储容器34和液压泵2之间。
液压泵2具有低压出口24和高压出口30。
低压出口24连接到泵单元1的低压端口36。例如,润滑剂回路可以连接到低压端口。
高压出口30分配给泵单元的高压端口38。致动器例如离合器致动器可以连接到高压端口38。
为了能够以期望的方式致动离合器致动器,在液压泵2的高压出口30和泵单元1的高压端口之间布置有分配有压力传感器41的压力调节阀40。
在此还设置有短路阀43,通过该短路阀可以在打开状态下将来自高压出口30的体积流直接地(经由管路45)引导回到存储容器中。这导致低的流动阻力,如果液压泵2永久地操作以便经由低压端口36提供例如对润滑剂回路的供应,则这是有利的。
阀40、43优选是电磁阀,该电磁阀特别是在断电时打开。
图2以截面图示出了可以在图1的泵单元中使用的液压泵2。
此处,液压泵2是旋转叶片泵。它具有定子4,其中形成有被内壁8包围的内部空间6。
转子10布置在定子4的内部并且安装在轴12上并且可以由后者驱动。旋转叶片泵2的转子10通过马达32而旋转运动。
转子10设置有多个容纳部14,其中分别容纳一个旋转叶片16。
容纳部14沿轴向方向通常从转子10的一面侧延伸直至相对的面侧,并且从转子的外周向内延伸。在所示的示例性实施例中,容纳部14在径向方向上延伸。然而,这不是必需的。
在此,旋转叶片是板的形式,其在径向方向上的尺寸略小于容纳部14的径向深度。每个板的厚度b对应于容纳部14的宽度。
作为板状旋转叶片的替代,也可以使用圆柱体形式的旋转叶片。
转子10的直径为2 x r(减去在设计中要在转子和定子之间设置的间隙),该直径小于定子4的内部空间6的直径r+R。转子10偏心地布置在内部空间中,特别是使得其在一侧(在这种情况下处于6点钟位置)(几乎)与内壁8接触。因此,到转子10的外壁的最大间隔在径向相对侧。
旋转叶片16以其径向外侧18永久地抵靠定子4的内壁8(当转子10旋转时以任何速率)。因此,在沿周向方向彼此相邻的旋转叶片16、定子4的内壁8、转子10的外壁和在转子10的面侧处封闭内部空间6的两个侧壁(在此只能看到“后”侧壁9)之间分别界定一个低压室20。
在所示的示例性实施例中,由于存在五个旋转叶片16,所以也形成了五个低压室20。对于转子10的通过360°的一个旋转,每个单独低压室的体积从最小值(当低压室20大约位于6点钟位置时)变化经由最大值(当低压室20大约在12点钟位置时)并回到最小值。
液压流体通过入口22被输送到低压室20。从转子10的旋转方向看,所述入口位于转子10的外表面和定子4的内壁8之间的间隔最小时所在的点的后面。
由低压室20经由入口22吸入的液压流体通过低压出口24输送,在周向方向看,该低压出口开口位于低压室20具有最大体积时的位置的后面,但在转子10的外侧与定子4的内壁8之间的间隔最小的位置的前面。
入口22和低压出口24在此布置在液压泵2的侧壁9之一中,或者为了改善填充而布置在两个侧壁9中,从而液压流体可以从两侧被吸入低压室20,并被从中推出。
每个旋转叶片16与转子10(以及侧壁9)一起分别界定一个高压室26。具体而言,每个旋转叶片16的每个径向内侧28与容纳部14的壁和示出的侧壁9一起分别界定一个高压室26。
高压室26的体积根据旋转叶片16在容纳部14中的位移而变化。当旋转叶片16向外移动时(也就是说,在所示的示例性实施例中,在从6点钟位置经由3点钟位置移动到12点钟位置期间),高压室26的体积增加,并且当旋转叶片16向内移动时(也就是说,在从12点钟位置经由9点钟位置移动到6点钟位置期间),体积减小。
以此方式,形成了一种活塞泵,其中每个旋转叶片16的径向内侧28可被视为泵活塞的面表面,该泵活塞通过(定子4的内壁8的)弯曲路径进行调节。为了吸入,泵活塞在离心力的作用下向外调节,并且为了推出,泵活塞由于定子4的内壁8的轮廓而向内位移。
高压室26经由与向低压室20提供供应的入口相同的入口22吸入。
在高压泵的压力侧设置有与低压出口24分开的高压出口30。在周向方向上,所述高压出口布置在与低压出口24大致相同的位置。
高压出口30可以设置在定子4(以及因此转子10)的仅一个侧壁9处或者在两个面侧处。
图3示出了基于第一实施例的实施例变型。对于从第一实施例已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
与第一实施例的区别在于,在该实施例变型中,来自短路阀43的出口的管路45不通向存储容器34,而是通向低压回路,从而增加了至低压端口36且因此至润滑装置的输送流量。
图4示出了根据第二实施例的泵单元1。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
图5示出了在第二实施例中使用的液压泵2。对于从图2所示的液压泵2已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
图2中的液压泵与图5中的液压泵之间的区别在于,在图5的液压泵中,在吸入侧使用了两个分开的入口,具体是低压入口22N和高压入口22H。
因此,根据第一实施例的泵单元1和根据第二实施例的泵单元1之间的区别在于,在第二实施例中,仅低压入口22N连接到存储容器34。相反,高压入口22H经由分支42从低压出口24被提供供应。
该实施例的优点在于,液压流体以正压力供给到高压入口22H,结果,所述液压流体可以更有效地填充高压室26。此外,确保即使在旋转叶片泵2的低转速的情况下,旋转叶片16也可靠地抵靠在定子4的内壁8上。
图6示出了根据第三实施例的泵单元1。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
在根据第三实施例的泵单元1中,使用与第二实施例相同的液压泵2。
与第二实施例的不同之处在于,在第三实施例中,省去了短路阀43。该泵单元1特别适用于机动车辆的小型混合动力驱动器或用于专门电池驱动的车辆,其中仅需切换单个离合器。在正常状态下,泵单元1关闭。仅在必须致动离合器时才接通马达32,以便能够致动离合器致动器。在这种情况下,还提供冷却剂流。
图7示出了根据第四实施例的泵单元1。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
图8示出了在第四实施例中使用的液压泵2。对于从图2和5中的液压泵已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
第四实施例与前述实施例之间的区别在于,在第四实施例中,提供了两个高压端口381、382。借助于后者,例如可以在双离合器齿轮箱中致动两个离合器致动器,以便在不中断牵引力的情况下将驱动力从一个齿轮级切换到另一齿轮级。
此处使用的液压泵2原则上基于图2所示的液压泵2,具有用于低压室20和高压室26的公共入口22和两个分开的出口,具体是低压出口24和高压出口30。
与图2和5已知的液压泵2的不同之处在于,图8的实施例具有双行程或两流结构。在此,在横截面中看,内部空间6略微伸长,具有较长的直径D,其大于转子10的直径d,其中所述直径d对应于内部空间的较短直径d。因此,在转子10旋转360°期间,每个旋转叶片16向外和向内位移两次。因此,对于高压泵,每个“泵活塞”(旋转叶片16)在转子10旋转360°期间执行两个泵行程。
因此,设置了两个入口221、222,并且具有两个低压出口241、242和两个高压出口301、302
两个高压出口向高压端口381、382提供供应,并且两个低压出口241、242共同用于向低压端口36提供供应。冷却剂回路可连接至其,通过该冷却剂回路可以冷却两个离合器,离合器致动器通过高压端口381、382被致动。当需要进行换挡过程时,启动马达32,从而提供用于致动离合器致动器的高压流体和用于冷却的低压流体。在这些阶段之外,马达32被停用,并且离合器处的压力可以通过止回阀和关闭的比例阀来保持。
顺便提及,在图7的实施例中,容纳部14的中心平面不再延伸通过转子10的旋转轴线,而是在延伸穿过其中的旋转方向上看,通过容纳部14的后侧壁的平面。
图9示出了基于第四实施例的第五实施例。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
第五实施例与第四实施例之间的区别在于,在图9所示的实施例中,尽管液压泵2的转速可变,泵单元1仍旨在连续工作。这样,确保通过泵单元1的低压端口36连续供应润滑剂或冷却剂。
为了减少在不需要经由高压端口381、382致动致动器的阶段中的流量损失,在每个压力调节阀401、402的上游布置有短路阀431、432
当必须向泵单元1的高压端口38供应液压流体时,短路阀43关闭。相反,如果相应的压力调节阀40是完全打开的以便减轻相应的致动器负载,或者是完全关闭的以便将致动器中的压力保持在固定值,则相应的短路阀43被打开,使得所提供的高压流体能够以低阻力被直接引导回到存储容器34中。这减小了操作液压泵2所需的驱动扭矩。
图10示出了相对于第五实施例的实施例变型。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
第五实施例和图10中的实施例变型之间的区别在于,在该实施例变型中,以与图3的实施例变型相同的方式,从短路阀431、432的出口的管路451、452不通向存储容器34,而是通向低压回路,从而增加了至低压端口36且因此至润滑装置的输送流量。
图11示出了第六实施例。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
第六实施例和第五实施例之间的区别在于,在图11的实施例中,泵单元1具有两个低压端口36、37。
低压端口36用于提供给润滑回路的供应,并且连接到液压泵2的低压出口之一,具体是低压出口242
另一低压出口241通向切换阀50,该切换阀以取决于其切换位置的方式将所提供的液压流体输送到离合器冷却低压端口37或润滑剂低压端口36。
如果需要冷却经由高压端口38致动的离合器,则致动切换阀50,使得来自液压泵2的低压出口241的液压流被引导至离合器冷却低压端口37。
如果不需要冷却离合器,则切换阀50返回到图11所示的位置,在该位置,来自低压出口241的液压流与从低压出口242提供的液压流汇合,并且被引导至润滑剂低压端口36。
图12示出了第七实施例。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
第七实施例基于第三实施例。与第三实施例的区别在于,在第七实施例中,设置有蓄压阀60,其布置在液压泵2的低压出口24和低压端口36之间。这里,压力调节阀40的出口62连接在蓄压阀60的上游。
当连接至高压端口38的致动器(例如离合器致动器)被非常快速地预填充,以在离合器致动器的情况下非常快速地将离合器带到其开始传递扭矩的点(“亲吻点”)时,蓄压阀60可以关闭。在关闭的蓄压阀60和打开的压力调节阀40的情况下,压力调节阀40“向后”流动,具体是通过来自液压泵2低压出口24的大体积流量。因此,致动器可以比通过来自高压出口30的体积流量更快地填充。
一旦离合器致动器已被充分地预填充,则蓄压阀60打开,而压力调节阀40被适当地关闭和调节,以便以正常方式执行离合器致动器的致动。
图13示出了第八实施例。对于从前述实施例中已知的部件,使用相同的附图标记,并且在此程度上,请注意上述说明。
第八实施例基于第四实施例,但以与图12中的泵单元1相同的方式使用蓄压阀60。所述蓄压阀可以蓄积来自液压泵2的两个低压出口241、242的体积流量。然后,将所述体积流量施加到两个压力调节阀401、402,结果是,根据需要,可以快速地预填充连接到高压出口381、382的致动器。

Claims (5)

1.一种泵单元,其包括至少一个高压端口(38)和至少一个低压端口(36)、马达(32)和液压泵(2),该液压泵(2)具有至少一个高压出口(30)和至少一个低压出口(24),其中,所述高压出口(30)通过至少一个压力调节阀(40)连接到所述高压端口(38),其中,所述液压泵(2)是具有多个旋转叶片(16)的旋转叶片泵,所述旋转叶片与定子(4)和转子(10)一起界定多个低压室(20),其中,每个旋转叶片(16)在所述转子(10)内界定高压室(26),其中,所述定子(4)具有两个侧壁(9),并且在至少一个所述侧壁(9)中设置有高压出口(30),其分配给所述高压室(26),其特征在于,在至少一个所述侧壁(9)中设置有用于液压流体的单个入口(22),该入口分配给所述低压室(20)和高压室(26)二者。
2.根据权利要求1所述的泵单元,其特征在于,短路阀(43)布置在所述压力调节阀(40)的上游。
3.根据权利要求1或2所述的泵单元,其特征在于,设置有集成的存储容器(34),通过所述液压泵(2)从该集成的存储容器(34)实现吸入。
4.根据权利要求1或2所述的泵单元,其特征在于,所述液压泵(2)具有低压泵,高压泵集成到该低压泵中。
5.根据权利要求1所述的泵单元(1),其特征在于,所述液压泵(2)是单流旋转叶片泵(2)。
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