CN114829743A - 被配置为起动马达的液压装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种液压装置。液压装置可以包括转子、多个叶片、以及环。环可以包括吸入腔和压力腔。吸入腔和压力腔可以被配置为用于液压流体通过环的流入和流出。环可以包括完全由环限定并且与吸入腔流体连通的吸入端口。吸入端口可以被配置为接收来自环与转子之间的第一区域的液压流体。环可以包括完全由环限定并且与压力腔流体连通的压力端口。压力端口可以被配置为允许液压流体从压力腔流向环与转子之间的第二区域。

Description

被配置为起动马达的液压装置
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2019年12月10日提交的美国申请序列号62/945,946的优先权，该美国申请通过引用的方式整体并入本文中。
本申请还涉及多个专利申请，这些专利申请包括：2010年11月19日提交的国际申请号为PCT/IB2010/003161、标题为“静液压变矩器和扭矩放大器(Hydrostatic TorqueConverter and Torque Amplifier)”的专利申请；2007年6月1日提交的国际申请号为PCT/AU2007/000772、公开号为WO/2007/140514、标题为“用于泵送液压流体的叶片泵(VanePump for Pumping Hydraulic Fluid)”的专利申请；2006年5月12日提交的国际申请号为PCT/AU2006/000623、公开号为WO/2006/119574、标题为“改进的叶片泵(Improved VanePump)”的专利申请；2004年7月15日提交的国际申请号为PCT/AU2004/00951、公开号为WO/2005/005782、标题为“液压机械(A Hydraulic Machine)”的专利申请；2016年1月18日提交的国际申请号为PCT/IB2016/000090、标题为“具有多种操作模式的液压机械传动(Hydro-Mechanical Transmission With Multiple Modes of Operation)”的专利申请；2016年3月24日提交的国际申请号为PCT/AU2016/000108、标题为“液压机械(Hydraulic Machine)”的专利申请；2018年2月28日提交的国际申请号为PCT/AU2018/050180、标题为“具有步进式滚子叶片的液压机械和包括具有起动马达功能的液压机械的流体动力系统(HydraulicMachine With Stepped Roller Vane and Fluid Power System Including HydraulicMachine With Starter Motor Capability)”的专利申请；以及2012年12月5日提交的美国专利申请序列号为13/510,643、公开号为U.S.2013/0067899、标题为“液压控制的转子联轴器(Hydraulically Controlled Rotator Couple)”的专利申请，上述专利申请中的各个专利申请的整个说明书均通过引用的方式整体并入本文中。
技术领域
本专利申请总体上涉及一种液压装置，并且更具体地，涉及一种配置为起动马达的液压装置。
背景技术
旋转式联接器被用于车辆、工业机器和船舶应用中，以传输旋转机械动力。例如，它们已经在汽车传动装置中用作机械离合器的替代方案。旋转式联接器的使用也广泛应用于需要动力传输系统的变速操作和受控起动而没有冲击负载的应用中。
发明内容
公开了可以采用一个液压装置或多个液压装置的各种设备、系统和方法。(多个)液压装置可以被配置为能够作为起动马达来操作。(多个)液压装置也可以被配置为能够作为静液压联接器和叶片泵来操作。
本发明人已经认识到，传统的变矩器在承受较高扭矩和较低行驶速度或没有行驶速度时会打滑，例如当反铲挖掘机向前驱动并使用其铲斗插入一堆材料中时。打滑会浪费能量，降低效率并产生较高的热量。传统的静液压驱动器被设计为在作为泵操作时提供最小排量，而在作为马达操作时提供最大排量。同样，这样的操作特性可能具有较低的效率。
已经开发了采用有时被称为叶片液压装置、叶片泵或叶片联接器的叶片的液压装置。为了简单起见，这种带有叶片的装置在本文中的一些情况下被简称为液压装置。与传统的可变活塞泵/马达液压设备和甚至标准的叶片泵相比，这些设备可以提供改进的功率密度和使用寿命。然而，这种叶片液压装置不像一些车辆应用所期望的那样紧凑。这是因为在叶片液压装置中排出口和吸入口是穿过端板的端部开口的事实。为了平衡，叶片液压装置在第一端板中的第一轴向端处和在第二端板中的第二轴向端处具有至少一个(如果不是更多个)排出端口和吸入端口。具有端口的端板导致用于叶片液压装置的外壳的总尺寸大于对于诸如发动机舱内的体积有限并且需要更小、更紧凑的装置的应用所需要的尺寸。
鉴于这些因素，本发明人已经认识到，完全通过它的环来设置端口而在端板(有时被称为侧板)中没有端口(吸入口或压力口)的液压装置。因此，利用本文所公开的设计，当前讨论的装置(例如，可以作为泵、联接器和马达(例如，起动马达)操作的叶片液压装置)可以被放置在更紧凑的环境(例如，空间有限的发动机舱)中并且在该环境中操作。
本发明人已经认识到可以将多余的能量用于液压功能和/或储存能量以供以后使用/动力再生以例如用于本文中公开的液压装置的起动马达应用的车辆系统。系统提供的效率提高可以允许使用更低的额定功率的发动机和其他好处。通过控制发动机的扭矩要求，例如将液压装置用作起动马达，发动机管理系统可以具有提供燃油效率的更好的选择，并且可以减少燃油的使用和排放。例如，使用本文中公开的液压装置可以降低起动和停止扭矩，以限制可能损坏机械或导致机械低效操作的高峰值扭矩水平。
根据一些示例，液压装置可以是系统的一部分，并且可以允许该系统以各种操作模式操作和操作附件。这些操作模式可以包括附件操作模式、车辆怠速/驱动模式、再生能量储存模式、再生能量应用模式、叶片泵送模式和起动模式。在一些情况下，与车辆系统一起使用的附件可以包括阀、液压泵马达、蓄能器和各种液压操作的车辆辅助系统。其他示例考虑到系统的包括例如多个液压装置、多个附件的流体连通内部部分，并且变速器或传动装置可以涂覆有金刚石或类金刚石碳。这可以允许系统使用更环保的液压流体，例如乙二醇或水乙二醇。
如本文中使用的，术语“车辆”实际上是指所有类型的车辆，例如运土设备(例如，轮式装载机、小型装载机、反铲挖掘机、自卸卡车、起重卡车、运输搅拌车等)、废物回收车辆、海上车辆、工业设备(例如，农业设备)、个人车辆、公共交通车辆和商用道路车辆(例如，重型公路卡车、半卡车等)。
为了进一步说明本文中公开的装置、系统和/或方法，提供以下非限制性示例：
在示例1中，公开了一种液压装置，该液压装置可以包括转子、多个叶片和环。转子可以被布置为绕轴线旋转。多个叶片中的每个能够相对于转子在收缩位置和伸出位置之间移动，所述多个叶片在所述伸出位置处使邻近所述转子被引入的液压流体运转。环可以被布置在转子的至少一部分周围。该环可以包括吸入腔和压力腔。吸入腔和压力腔可以被配置为用于液压流体通过环的流入和流出。环可以包括完全由环限定并且与吸入腔流体连通的吸入端口。吸入端口可以被配置为接收来自环与转子之间的第一区域的液压流体。环可以包括完全由环限定并且与压力腔流体连通的压力端口。压力端口可以被配置为允许液压流体从压力腔流向环与转子之间的第二区域。
在示例2中，如示例1所述的液压装置进一步可选地包括第一端板和第二端板，其中，第一端板可以联接到环的第一轴向侧，并且第二端板可以联接到环的相反的第二侧，其中，吸入腔和压力腔可以完全由环限定并且吸入腔和压力腔可以与液压装置的第一端板和第二端板间隔开。
在示例3中，如示例2所述的液压装置进一步可选地包括阀组件，该阀组件安装到环，位于第一端板和第二端板附近并且位于第一端板和第二端板之间，其中，阀组件可以与压力腔流体连通，并且可以被配置为调节至压力腔的液压流体。
在示例4中，如示例1至3中的任一项或组合所述的液压装置进一步可选地包括：第一止推轴承，该第一止推轴承布置在转子的第一轴向端附近；以及第二推力轴承，该第二推力轴承布置在转子的第二轴向端附近，第二轴向端与第一轴向端相反。
在示例5中，如示例1至4中的任一项或组合所述的液压装置，其中，吸入腔和压力腔完全由环限定。
在示例6中，如示例1至5中的任一项所述的液压装置，其中，吸入端口可以包括两个吸入端口，该两个吸入端口包括第一吸入端口和第二吸入端口，其中，第一吸入端口可以大致位于环的内径表面的与第二吸入端口相反的一侧，并且其中，压力端口可以包括与该两个吸入端口间隔开的两个压力端口，该两个压力端口包括第一压力端口和第二压力端口，其中，第一压力端口可以大致位于环的内径表面的与第二压力端口相反的一侧。
在示例7中，如示例6所述的液压装置，其中，压力腔可以具有由环限定的、通向所述压力腔的单个入口，并且压力腔可以被分成包括与第一压力端口连接的第一压力部分和与第二压力端口连接第二压力部分的两个部分，并且其中，吸入腔可以具有由环限定的、通向所述吸入腔的单个出口，并且吸入腔可以被分成包括与第一吸入端口连接的第一吸入部分和与第二吸入端口连接的第二吸入部分的两个部分。
在示例8中，如示例7所述的液压装置，其中，第一压力部分或第一吸入部分中的一个发生分支，以绕过第一压力部分或第一吸入部分中的另一个。
在示例9中，如示例1至8中的任一项或组合所述的液压装置进一步可选地包括多个滚子，其中，所述多个滚子中的每个滚子可以在其外端部处联接到所述多个叶片中的相应的一个叶片。
在示例10中，如示例1至9中的任一项或组合所述的液压装置，其中，所述多个叶片可以被配置为具有内部叶片夹具组件、推针组件、或台阶叶片中的一种。
在示例11中，如示例1至10中的任一项或组合所述的液压装置，其中，当在横截面中观察时，环可以呈由其外表面限定的大致正方形或矩形形状中的一种。
在示例12中，如示例11所述的液压装置，其中，该环可以具有在外表面中且位于该外表面的至少两侧的多个端口。
在示例13中，如示例1至12中的任一项或组合所述的液压装置，其中，环的整个轴向长度在75mm和125mm之间。
在示例14中，一种系统可选地包括：
液压装置，该液压装置包括：
转子，该转子被布置成绕轴线旋转；
多个叶片，该多个叶片中的每一个叶片都能够相对于转子在收缩位置和伸出位置之间移动，所述多个叶片在所述伸出位置处使邻近所述转子被引入的液压流体运转；和
至少部分地围绕转子布置的环，该环包括：
吸入腔和压力腔，其中，所述吸入腔和压力腔被配置为用于液压流体通过环的流入和流出；
吸入端口，该吸入端口完全由环限定并且与吸入腔流体连通，其中，吸入端口被配置为接收来自环与转子之间的第一区域的液压流体；和
压力端口，该压力端口完全由环限定并且与压力腔流体连通，其中，压力端口被配置为允许液压流体从压力腔流向环与转子之间的第二区域；
扭矩产生装置，该扭矩产生装置联接到环或转子中的一个；以及
能量储存装置，该能量储存装置与液压装置流体连通，其中，液压流体能够选择性地操作为使用从能量储存装置供应的液压流体的用于扭矩产生装置的起动马达。
在示例15中，如示例14所述的系统，其中，能量储存装置包括蓄能器。
在示例16中，如示例14至15中的任一项或任意组合所述的系统进一步可选地包括第一端板和第二端板，其中，第一端板可以联接到环的第一轴向侧，并且第二端板可以联接到环的相反的第二侧，其中，吸入腔和压力腔可以完全由环限定，并且吸入腔和压力腔可以与液压装置的第一端板和第二端板间隔开。
在示例17中，如示例14至16中的任一项或任意组合所述的系统进一步可选地包括阀组件，该阀组件与压力腔流体连通并且被配置为调节至压力腔的液压流体。
在示例18中，如示例14至17中的任一项或任意组合所述的系统进一步可选地包括控制器，该控制器能够操作以基于多个车辆操作参数来控制系统操作模式。
在示例19中，如示例18所述的系统，其中，系统操作模式可选地包括：使液压装置作为除了起动马达之外的液压联接器或叶片泵中的一个进行操作，并且其中，系统操作模式包括：以附件操作模式、车辆怠速/驱动模式、再生能量储存模式、再生能量应用模式、叶片泵送模式和起动模式中的一种或更多种模式来控制液压装置和一个或更多个附件，所述一个或更多个附件可以包括能量储存装置。
在示例20中，如示例14至19中的任一项或任意组合所述的系统，其中，液压装置的流体连通内部部分和所述一个或更多个附件可以涂覆有金刚石或类金刚石碳，并且其中，液压流体包括乙二醇或水-乙二醇。
在示例21中，如示例1至21中任一项或任何组合所述的设备和系统可以可选地被配置为使得所列举的所有要素或选项都可供使用或从中选择。
将在以下详细描述中部分地阐述本装置、系统和方法的这些和其他示例和特征。该概述旨在提供本专利申请的主题的概述。它不旨在提供对本发明的排他性或详尽的移除。包括详细描述以提供关于本专利申请的其他信息。
附图说明
此外，在不一定按比例绘制的附图中，相似的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同的字母后缀的相似的附图标记可以表示相似的部件的不同实例。附图通过示例性而非限制性的方式总体地示出本文中讨论的各种实施例。
图1是根据本申请的示例的包括具有液压装置和一个或更多个附件的车辆系统的车辆的示意图。
图2是根据本申请的示例的包括具有液压装置和一个或更多个附件的第二车辆系统的第二车辆的示意图。
图2A是根据本申请的示例的图2的系统的控制系统的示意图。
图3是本申请的一个示例的液压装置的透视图。
图3A和图3B是图3的液压装置的不同侧的侧视图。
图4是图3的液压装置的第一剖视图。
图4A是图3的液压装置的第二剖视图。
图4B和图4C是图4A的第二剖视图的放大图。
图5是图3的液压装置的转子和多个叶片的部分的示意性透视图，所述转子的部分被切除以示出根据本申请的示例的叶片液压装置的其他部件。
图6A是图3的液压装置的环的示意性透视图，其中，环的部分被切除以示出根据本申请的示例的环的另外的特征。
图6B是图6A的环的示意性侧视图。
具体实施方式
本申请涉及液压装置和能够采用(多个)液压装置的系统。本文中公开的示例包括可以用作起动马达、液压联接器、马达或叶片泵中的一种或多种的本液压装置。在起动马达操作模式期间，可以将引导信号发送到叶片下方的台阶，以根据需要将叶片向外推抵在环形轮廓上。液压装置可以用作系统的一部分，该部分可以包括蓄能器以将本液压装置作为起动马达来操作，从而以比正常速度更高的速度来起动发动机。这种高速起动可以防止或减少正常低速起动马达系统发生的过度耗油的情况。
美国专利申请序列号13/510,643描述了一种液压可控联接器，该联接器被配置为将旋转输入端联接到输出端以进行旋转。本液压装置可以具有这样的功能。此外，本液压装置还可以被切换为用作叶片泵并且在泵送模式和叶片泵不泵送的模式之间操作。美国临时专利申请序列号62/104,975还描述了使用多个液压装置的系统和方法，每个液压装置都被配置为能够作为液压联接器和叶片泵来操作。美国专利申请序列号13/510,643和美国临时专利申请序列号62/104,975中的每一个的整个说明书通过引用的方式整体并入本文中。
本文中描述的液压装置可以与各种系统(例如，美国专利申请序列号15/544,829中描述的那些系统)一起使用。本文中描述的液压装置可以与各种附件(包括液压泵马达、蓄能器)和各种车辆辅助系统一起使用，并且本文中描述的液压装置可以用作具有各种操作模式(包括附件操作模式、车辆怠速/驱动模式、再生能量储存模式、再生能量应用模式、叶片泵送模式、起动模式、串联扭矩放大轮驱动模式、串联稳态轮驱动模式、串联叶片泵送模式、再生储能模式和如美国专利申请序列号15/544,829中描述的再生能量应用模式)的系统的一部分。如果使用多个液压装置，则该多个液压装置可以提供操作灵活性、选择性地不可操作、选择性地仅作为叶片泵来操作(例如，在最大泵模式下)、仅作为液压联接器来操作(例如，在最大驱动模式下)、可以作为叶片泵和液压联接器来操作(例如，在可变泵和驱动模式下)、以及作为具有可变排量的叶片泵来操作(例如，在可变排量模式下)。
可以采用没有在本文中参考附图具体地讨论的其他示例。所公开的车辆系统适用于各种类型的车辆，例如但不限于运土设备(例如，轮式装载机、小型装载机、反铲挖土机、自卸卡车、起重卡车、运输搅拌机等)、废物回收车辆、船舶、工业设备(例如，农业设备)、个人运输车辆、公共交通车辆和商用道路车辆(例如，重型公路卡车、半卡车等)、以及实际上任何类型的车辆。
图1示出车辆上的系统10的高度地示意性的视图。如随后将讨论的，系统10可以包括扭矩源12、输入轴13、至少一个液压装置14、输出轴15、多个附件16、控制器18、传动装置20和动力系22。多个附件16可以包括泵马达24和一个或更多个输出轴26。
图1的图示表示一种可能的配置(例如，液压装置14设置在传动装置20之前并且输出轴15(包括轴26)联接到传动装置20)。其他配置是可能的。扭矩源12可以包括任何源，源包括但不限于发动机、飞轮、电动机等。扭矩源12可以联接到液压装置14的输入轴13。扭矩源12可以被配置为根据多种操作模式向液压装置14输出扭矩/动力。然而，在一些情况下，液压装置14可以用作如图2所示的起动马达，以在起动模式中向扭矩源12输入扭矩/动力(例如，如果扭矩源是发动机，扭矩源可以以某个速度转动，从而扭矩源将燃料和空气吸入气缸中，并对燃料和空气进行压缩)。液压装置14可以将扭矩源12的扭矩/动力经由输出轴15选择性地传递到传动装置20或另一个动力系22系统。尽管未在图1中示出，但是液压装置14可以由(多个)先导信号、(多个)阀等智能地控制，以选择性地传输动力/扭矩或利用动力/扭矩将液压流体泵送至多个车辆附件16或从多个车辆附件16泵出液压流体。控制器18(例如，车辆ECU)可以被配置为与各种系统以及系统10及车辆的部件通信，并且能够操作以基于多个车辆操作参数(例如，起动、减速、加速、车辆速度、操作各种辅助系(包括液压动力系统等)的期望或需要)来控制系统操作模式。
图1示出液压装置14与多个附件16流体连通的示例。图1示出附件16之一，即泵马达24，泵马达24通过输出轴26联接到传动装置20。根据另外的示例，多个附件16可以包括例如蓄能器和/或一个或更多个辅助系统(例如，用于冷却风扇驱动器的系统、倾卸箱、动力转向装置、压缩机系统、交流发电机系统、制动系统、灭火系统、液压设备相关的系统等)。
在一个示例中，泵马达24可以包括数字控制的活塞泵。可以通过各种方法(包括但不限于电子地、压力补偿、杠杆或数字地)控制泵马达24。泵马达24通过输出轴26(例如，轴15的一部分)联接到传动装置20，并且可以接收来自传动装置20的扭矩或将扭矩施加到传动装置20。根据一个示例，液压泵马达24可以包括端口，该端口与液压装置14的排出压力流体连通。根据系统操作的一种模式，泵马达24可以接收来自一个或更多个液压装置14的处于排出压力下的液压流体，以推动传动装置20。在这种情况下，泵马达24可以轻微或完全进行冲程；因为入口压力可能很小，所以冲程的程度是无关紧要的。
通常，液压装置14可以具有转子主体和至少第一叶片，该第一叶片被配置为相对于转子主体移动。液压装置可以适于在叶片收缩操作模式下保持第一叶片，并且在叶片伸出操作模式下释放(和/或伸出)第一叶片，在叶片伸出操作模式下，当第一叶片相对于转子主体移动时，第一叶片伸出到液压工作流体。如果输出轴15不是固定的或者对联接具有足够的阻力，则输入轴13和输出轴15可以联接以在叶片伸出操作模式下一起旋转(即，液压装置作为液压联接器操作)。在其他操作模式中，如果输出轴15是固定的或者对完全联接没有产生足够的阻力，则输入轴13和输出轴15在叶片伸出操作模式下(即，液压装置作为叶片泵来操作)可以相对于彼此自由旋转。
根据图1中的示例，一个或更多个液压装置14可以作为液压泵来操作，因此作为车辆的液压系统的一部分来操作。阀、排出阀、部件等的各种智能控制器(电子、压力补偿、杠杆和/或数字)可以用于控制流入和流出多个附件16和多个液压装置14的液压流体的方向和量。本系统得益于精确控制。例如，受泄压设定的调整影响的可编程扭矩设定导致预定的失速点。这种可编程的失速点可以是固定的，或者可以通过将安全阀设定与远程常规超控安全阀相关联来远程设定。精确控制的另一个好处可以是：通过改变安全阀设定来控制加速或减速，以匹配所需的最大扭矩。在这样的实施例中，可以减少起动和停止扭矩以限制可能损坏机械的高峰值扭矩水平。
根据其他的示例，控制器18可以作为远程压力控制器来操作。在一些示例中，远程压力控制器联接到平衡活塞的一侧，泵输出端与平衡活塞的相反侧流体连通。平衡活塞用于控制液压装置能否泵送液压油。例如，如果远程压力控制器被设定一压力，则平衡活塞允许联接器排出压力升高，直到装置排出压力高于所述压力，移动平衡活塞以克服远程压力控制压力。随着平衡活塞移动，它使装置排出物排空，例如排出至油箱。以这种方式，能够通过远程压力控制信号来远程地控制传输的最大扭矩。在一些示例中，除了在输入轴13和输出轴15之间的扭矩差超过预定阈值的任何情况下允许泵送液压流体的主安全阀之外，还使用远程压力控制器。
图2示意性地示出系统110，系统110具有联接到扭矩源112以用于起动马达功能的液压装置114。液压装置114可以包括先前或随后描述的任何叶片液压装置。因此，根据一些情况，液压装置114可以包括保持器(在其他实施例中示出的示例)，该保持器被配置为保持和捕获形成工作表面的叶片，在叶片伸出模式下，所述工作表面会使液压流体运转通过联接器。在各种示例中，先导信号用于控制系统110的保持器和/或其他部件，如本文中进一步讨论的。系统110可以可选地包括两个或更多个装置116，例如前文描述的两个液压泵马达24。两个或更多个装置116还可以包括本领域中已知的任何类型的起动马达。根据另一示例，两个或更多个装置116可以是两个或更多个叶片液压装置，每一个叶片液压装置都被配置为操作为如本文中进一步示出和描述的起动马达。
两个或更多个装置116可以串联联接到输出轴118，并且输出轴118可以联接以与液压装置114的环119一起旋转。如先前和随后讨论的，液压装置114可以是一个或更多个叶片液压装置，例如本领域中已知的并且通过引用并入本文中或在本文中公开的那些叶片液压装置。例如，液压装置114可以被配置为作为动力分配联接器、液压马达和/或起动马达来操作。
根据图2的示例，系统110包括阀120，以控制系统10的零件内的流体连通。可选地，包括先前在图1中讨论、设想的附件之一的一个、两个或更多个蓄能器122可以储存加压流体并且可以用于各种操作模式中，所述各种操作模式包括起动马达操作模式、能量捕获模式(例如，在发动机制动、常规制动或下坡期间捕获能量)、再生能量应用模式(例如，用于在加载时使用动力分支联接器作为泵等驱动成堆的扭矩提升模式)和本文中讨论的其他模式。再生能量应用模式可以利用阀120来计量来自一个或更多个蓄能器120的能量。
图2A示出可以与本文中公开的系统10和110一起使用的控制系统150的示例性示意图。还设想了另外的控制系统和设备。如图1和图2的系统中的情况一样，系统150示出泵马达24(图1)或者两个或更多个装置116(图2)(例如，两个或更多个液压泵马达)。为了简单起见，虽然图2A中仅示出编号为116’的单个装置，但是应该认识到，装置116’可以是两个或更多个装置，例如图2中的装置。可以通过各种方法(包括但不限于电子地、压力补偿、杠杆或数字地)控制装置116’。装置116’可以包括联接到齿轮箱134的输出轴118，装置116可以包括入口152，该入口152与液压装置114的或来自一个或更多个蓄能器122的排出压力154流体连通。装置116’可以被配置为接收来自液压装置114的排出压力154或来自一个或更多个蓄能器122的流体156，以推动输出轴或执行其他操作。
根据先前讨论的各种模式，液压装置114可以被配置为作为联接器来操作，以允许输入轴117相对于输出轴118旋转。这相当于车辆的空档状态。如果出现问题，则安全阀158允许液压装置114以离合器可能打滑的方式打滑。在另外的实施例中，安全阀158可以用于控制液压装置114的扭矩输出幅度。作为再生制动操作模式中的扭矩放大器，液压装置114可以接合或分离。装置116’可以行进冲程或以泵送模式操作，以将车辆减速期间产生的流体引导到蓄能器122中。如果蓄能器已满，则液压装置114或装置116’可以用于迫使流体流过安全阀，或者液压装置114或装置116’可以可选地取消泵送。在各种示例中，车轮制动器用于辅助停止。在一些另外的示例中，液压装置114可以接合以允许发动机制动。根据其他操作模式，储存在一个或更多个蓄能器122中的能量(例如，在车辆减速期间储存的能量)可以用于加速车辆或执行其他操作模式，例如起动发动机。根据一个示例，可以调节阀120和阀120A，并且装置116’(被配置为泵马达)可以推动车辆。在该模式中，液压装置114可以被接合并且可以泵送流体，直到来自流体156的阻力达到一个量值以将液压装置114基本上锁定为液压联接器。流体156可以通过阀120和阀120A的调节达到这样的压力。当装置116’经历高的推动阻力(例如，与驱动成堆等相关联)时，流体156可以额外地达到这样的压力。根据另一示例，可以调节阀120和阀120A，并且装置116’(被配置为起动马达)可以操作以转动输入轴117，同时被配置为不操作输出轴118。在该模式中，液压装置114可以作为液压联接器接合以转动发动机。根据又一个示例，可以调节阀120和阀120A并且液压装置114(被配置为起动马达)可以操作以转动输入轴117，而不需要装置116’的操作。液压装置114和用于起动马达的装置116’和其他操作模式的串联操作也是可以设想的。
在一个示例中，多个液压装置和/或多个附件中的至少一个的流体连通内部部分可以涂覆有金刚石或类金刚石碳。根据其他示例，流体连通内部部分包括多个液压装置中的每一个的滚柱轴承和/或传动装置的齿圈的内表面。金刚石或类金刚石碳涂层可以包括如美国专利8,691,063B2中公开的涂层，该专利的整个说明书通过引用并入本文中。使用金刚石或类金刚石涂层可以减少或防止钢外壳和与液压流体流体连通的其他钢部件的腐蚀。因此，金刚石或类金刚石碳涂层可以允许使用环境友好的液压流体，例如乙二醇，否则这些环境友好的液压流体可能具有太强的腐蚀性。
图3示出被配置为用于起动马达操作、液压泵送等的示例性叶片液压装置210。在其余附图中，液压装置210包括可变叶片液压装置。可以在例如美国专利申请公开文件2013/0067899A1和申请人拥有并且通过引用并入本文中的美国专利7,955,062、8,597,002和8,708,679中找到关于叶片液压装置的构造和操作的更多信息。
图3示出组件208的透视图，该组件包括叶片液压装置210以及另外的发动机板212和齿轮板214。叶片液压装置210可以安装在发动机板212和齿轮板214之间。图3另外示出可以是组件208的一部分的输入轴216。输入轴216可以联接到叶片液压装置210。输入轴216穿过发动机板212。
图3A和图3B示出组件208和叶片液压装置210的不同侧的平面图。如图3A所示，叶片液压装置210的第一外表面侧217可以包括阀组件218。阀组件218可以安装到叶片液压装置210并且可以位于发动机板212和齿轮板214之间。阀组件218可以包括端口220A和220B。图3B示出叶片液压装置210的第二外表面侧222，第二外表面侧222包括端口224A、224B、224C和224D。例如，端口224A、224B、224C和224D用于排放和/或叶片捕获。当从如图4(或者实际上图3至图3B中)的横截面中观察时，环226可以呈由其外表面限定的大致正方形或矩形形状中的一种。外表面225可以部分地由外表面侧218和第二外表面侧222限定。
图4和图4A示出包括叶片液压装置210的组件208的剖视图。叶片液压装置210可以包括环226、转子228和多个叶片230(图4A)。
如本文中使用的，术语“径向”和“轴向”是指沿输入轴216延伸的轴线。如将在随后的附图中示出的，转子228可以具有多个周向地间隔开的槽。槽可以被配置为容纳多个叶片230。
如图4所示，组件208可以包括第一侧板232(有时被称为第一端板)和第二侧板234(有时也被称为第二端板)。如图4所示，第一侧板232可以联接到环226的第一轴向侧，并且第二侧板234可以联接到环226的相反的第二侧。输入轴216可以延伸到叶片液压装置210中并且可以延伸通过叶片液压装置210，并且可以延伸以邻近输出轴(未示出)。转子228可以选择性地联接，以与输入轴216一起旋转(或驱动输入轴216旋转)。输入轴216可以被配置为例如通过花键或其他机械连接与另外的轴联接。环226可以至少部分地布置在转子228周围(例如，可以与转子228接合)。
转到图4A，转子228可以设置成围绕由输入轴216限定的轴线旋转。多个叶片230可以位于转子228中。多个叶片230中的每一个叶片都可以相对于转子228在收缩位置和伸出位置(参见图4B和图4C)之间移动；在所述伸出位置处，所述多个叶片使邻近转子228被引入的液压流体运转。如上所述，环226可以至少部分地布置在转子228周围。
在操作中，环226可以限定工作腔(也被称为腔室，并且在图6A和图6B中进一步讨论和说明)，该工作腔与液压装置210的入口和排出压力(有时被称为吸入和压力)流体连通。根据图4A所示的示例，包括转子228和输入轴216的旋转组可以被配置为在工作腔内绕轴线旋转。
图4B示出转子228、环226的部分、以及多个叶片230的放大图。如图4B所示，阀组件218可以与压力腔流体连通(参见图6A和图6B)，并且可以被配置为调节至压力腔的液压流体。图5示出转子228的一部分和多个叶片230中的几个叶片的示意性透视图，示出转子228的内部部件。如图4A和图4B所示，多个叶片230可以被配置为可变位置叶片。如图4C至图5所示，叶片230被示出为处于收缩位置并且由保持器236(例如球236A，该球236A被配置为被容纳于叶片230中的止动器中和保持装置236B中)保持在该位置处。保持器236可以施加夹紧力以将叶片230锁定在收缩位置处。
可以配置液压压力或其他致动力来移动保持器236(特别是保持装置236B)，并且相应地，球236A脱离与叶片230的接合。然后，可以使用致动器238(例如联接到每个叶片230的内部径向端部的推针)根据需要来定位叶片230(包括到达使环与外部径向末端接合的叶片伸出位置)。还设想了用于使叶片230伸出的离心力、液压压力或其他机构。
在各种示例中，液压流体可以包括进入和离开液压装置的油、乙二醇、水/乙二醇或其他液压流体中的任何一种。在一些示例中，流体可以流入和/或流出独立的储液器或源。例如，来自蓄能器的加压流体可以用于将液压装置210作为起动马达来操作，如上文和下文描述的。可替代地，一些示例使用可以容纳足够的流体以用于操作和冷却的较大壳体。在一些示例中，端口220A、220B、224A、224B、224C和224D可以不同地用于使多个叶片230与环226接合和分离，并且驱动、(通过保持器236或另一个锁定机构)限制和相对于转子228释放多个叶片230。在美国专利申请公开号2006/0133946中阐述了叶片收缩或释放的一个示例，该美国专利申请共同转让并通过引用并入本文中。多个台阶式叶片的释放将导致液压装置210作为联接器、马达和/或作为液压泵的操作，如在先前并入的参考文献中的一个或更多个中进一步详细讨论的。可以通过压力调节器、提升阀或其他已知的方法来控制通向各种端口和腔(在图6A和图6B中进一步示出)的液压压力。对液压装置210中的压力的控制可以受到例如控制平衡活塞的影响，如美国专利申请公开号2013/00067899中描述的。
由于在叶片伸出操作模式下被作用的液压流体，轴216可以被提供扭矩。例如，可以通过经由入口/端口(例如，端口224A、224B、224C和224D中的一个或更多个或另一个端口)传输到液压装置210的流体信号来控制操作模式。例如，输入轴216可以联接到如先前示出和描述的扭矩源(例如，发动机、马达等)。在起动马达操作模式期间，使用来自诸如蓄能器(图1至图2A)的源的能量加压的液压流体可以用于使叶片230伸出，从而导致扭矩源发动。
如图4C至图5所示，叶片230可以被配置为在其外部径向端部处接收滚子240。滚子240可以被配置为在叶片伸出位置处与环226接触。在例如美国专利申请公开号16/491,112中描述了滚子240的构造，该美国专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
叶片230也可以具有与本文所示的结构不同的结构，并且可以不同地被配置为台阶叶片，例如美国专利申请公开号16/491,112的台阶叶片、内部叶片设计或在本领域中已知的且先前在我以前的某些申请中描述的其他设计，这些申请已经通过引用并入本文中。
图6A和图6B示意性地示出叶片液压装置210的部分。特别地，图6A和图6B示出与诸如转子228和多个叶片230的其他部件隔离的环226。例如，图6A和图6B另外示出环226的内部径向表面248、第一凸轮环250A和第二凸轮环250B，它们可以是例如第一推力滚子轴承和第二推力滚子轴承的一部分。如上所述，内部径向表面248(沿着转子)限定用于环226和转子228之间的液压流体的工作腔252。
如图6A所示，环226可以包括至少一个吸入腔254和至少一个压力腔256。至少一个吸入腔254可以包括环226的第一腔或第一通道，并且可以与至少一个压力腔分开256。至少一个压力腔256可以包括环226的第二腔或第二通道。环226还可以包括吸入端口258和压力端口260。例如，腔254、256以及端口258和260如图4C所示。这些端口(吸入端口258和压力端口260)允许液压流体根据操作标准指示流入或流出工作腔252。如以上论述的，在工作腔252内，液压流体可以被多个叶片230(图4至图4C)作用。
至少一个吸入腔254和至少一个压力腔256可以被配置为用于液压流体通过环226流入和流出。换句话说，至少一个吸入腔254和至少一个压力腔256可以被配置为通道。如图6A和图6B所示，至少一个吸入腔254和至少一个压力腔256可以完全由环226限定并且不连通，并且不由例如先前在图4中示出的第一侧板和第二侧板限定。相反，至少一个吸入腔254和至少一个压力腔256可以与第一侧板和第二侧板间隔开。
吸入端口258和/或压力端口260可以完全由环226限定。吸入端口258可以与至少一个吸入腔254流体连通。吸入端口258可以被配置为接收来自限定在环226和转子228(图4C)之间的第一区域(例如，工作腔252的第一部分)的液压流体。类似地，压力端口260可以与至少一个压力腔256流体连通。压力端口260可以被配置为允许液压流体从至少一个压力腔256流向限定在环226和转子228(图4C)之间的第二区域(例如，工作腔252的第二部分)。
如图4C所示，吸入端口258可以包括至少两个吸入端口，该至少两个吸入端口包括第一吸入端口258A和第二吸入端口258B。第一吸入端口258A可以位于环226的内部径向表面248的与第二吸入端口258B大致相反的一侧。类似地，压力端口260可以包括与所述两个吸入端口间隔开的至少两个压力端口。所述至少两个压力端口可以包括第一压力端口260A和第二压力端口260B。第一压力端口260A可以位于环226的内部径向表面248的与第二压力端口260B大致相反的一侧。
如图6A所示，至少一个压力腔256可以具有由环226限定的、通向所述至少一个压力腔256的入口262。至少一个压力腔256可以分成两个或更多个部分，所述两个或更多个部分包括可以与第一压力端口260A连接的第一压力部分256A和可以与第二压力端口260B连接的第二压力部分256B。至少一个吸入腔254可以具有由环226限定的、通向所述至少一个吸入腔254的出口264。至少一个吸入腔254可以分成两个或更多个部分，所述两个或更多个部分包括与第一吸入端口258A连接的第一吸入部分254A和与第二吸入端口258B连接的第二吸入部分254B。
如图6A和图6B所示，第一压力部分256A或第一吸入部分254A中的一个可以被配置为分叉或发生分支，以绕过第一压力部分256A或第一吸入部分254A中的另一个。
相对于先前公开的叶片液压装置，叶片液压装置210的构造可以减小叶片液压装置210的轴向长度。因此，例如，环226的整个轴向长度可以在75mm和125mm之间。然而，轴向长度可以基于诸如轴直径、车辆操作标准(扭矩要求)等标准而改变。相对于先前公开的这些叶片液压装置，叶片液压装置210的轴向长度可以减少约75mm至约90mm。应当注意的是，环226在径向方向上的宽度可以保持与先前公开的叶片液压装置的宽度相同。
如本文中使用的，术语“基本上”、“约”、“一般”等是指在所提供的值的+/-10％或+/10度内。
尽管在图1至图8示出了并且在上文中具体地描述了系统的具体配置，但是可以预期落入权利要求的范围内的其他系统设计。例如，所讨论的系统可以以与所示的方式略有不同的方式组合或操作。
以上详细描述包括对构成详细描述的一部分的附图的参考。附图通过说明的方式示出可以实施本发明的具体实施例。这些实施例在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了那些被示出或描述的要素之外的要素。然而，本发明人还设想了仅提供那些被示出或描述的要素的示例。此外，本发明人还针对特定示例(或该示例的一个或更多个方面)或针对在本文中示出或描述的其他示例(或该示例的一个或更多个方面)设想了使用被示出或描述的那些要素(或该要素的一个或更多个方面)的任何组合或排列的示例。
如果本文与通过引用并入的任何文件之间的用法不一致，则以本文中的用法为准。在本文中，如专利文件中常见的那样，术语“一”或“一个”用于包括一个或更多个，而与“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法无关。在本文中，除非另有说明，术语“或”用于表示非排他性的或，以使“A或B”包括“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在本文中，术语“包括”和“其中”被用作相应的术语“包含”和“在其中”的简单英语同义词。此外，在以下权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除了在权利要求中的该术语之后列出的要素之外的要素的系统、装置、物品、组合物、制剂或方法仍然被视为落入该权利要求的范围内。此外，在以下权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签，并不旨在对它们的对象施加数字要求。
以上描述意图是说明性的而非限制性的。例如，上述示例(或该示例的一个或更多个方面)可以彼此组合使用。例如阅读了以上描述后的本领域普通技术人员可以使用其他实施例。提供“说明书摘要”是为了让读者能够快速地确定技术公开文本的性质。认为理解是，“说明书摘要”不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。此外，在以上详细描述中，可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应该被解释为意味着未要求保护的公开特征对于任何权利要求都是必不可少的。相反，发明主题可能不在于特定公开的实施例的所有特征。因此，以下权利要求在此作为示例或实施例并入详细说明中，各项权利要求作为单独的实施例而独立地存在，并且预期这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。应该参照所附的权利要求以及这些权利要求所享有的等同内容的全部范围来确定本发明的范围。

Claims (20)

1.一种液压装置，包括：
转子，所述转子被布置成绕轴线旋转；
多个叶片，所述多个叶片中的每一个叶片都能够相对于所述转子在收缩位置和伸出位置之间移动，所述多个叶片在所述伸出位置处使邻近所述转子被引入的液压流体运转；以及
围绕所述转子的至少一部分布置的环，所述环包括：
吸入腔和压力腔，其中，所述吸入腔和所述压力腔被配置为用于液压流体通过所述环的流入和流出；
吸入端口，所述吸入端口完全由所述环限定并且与所述吸入腔流体连通，其中，所述吸入端口被配置为接收来自所述环与所述转子之间的第一区域的液压流体；和
压力端口，所述压力端口完全由所述环限定并且与所述压力腔流体连通，其中，所述压力端口被配置为允许所述液压流体从所述压力腔流向所述环与所述转子之间的第二区域。
2.根据权利要求1所述的液压装置，还包括第一端板和第二端板，其中，所述第一端板联接到所述环的第一轴向侧，并且所述第二端板联接到所述环的相反的第二侧，其中，所述吸入腔和所述压力腔完全由所述环限定，并且所述吸入腔和所述压力腔与所述液压装置的所述第一端板和所述第二端板间隔开。
3.根据权利要求2所述的液压装置，还包括阀组件，所述阀组件安装到所述环并且位于所述第一端板和所述第二端板附近并且位于所述第一端板和所述第二端板之间，其中，所述阀组件与所述压力腔流体连通并且被配置为调节至所述压力腔的所述液压流体。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的液压装置，还包括：
第一止推轴承，所述第一止推轴承布置在所述转子的第一轴向端附近；和
第二推力轴承，所述第二推力轴承布置在所述转子的第二轴向端附近，所述第二轴向端与所述第一轴向端相反。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的液压装置，其中，所述吸入腔和所述压力腔完全由所述环限定。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的液压装置，其中，所述吸入端口包括两个吸入端口，所述两个吸入端口包括第一吸入端口和第二吸入端口，其中，所述第一吸入端口大致位于所述环的内径表面的与所述第二吸入端口相反的一侧，并且其中，所述压力端口包括与所述两个吸入端口间隔开的两个压力端口，所述两个压力端口包括第一压力端口和第二压力端口，其中，所述第一压力端口大致位于所述环的内径表面的与所述第二压力端口相反的一侧。
7.根据权利要求6所述的液压装置，其中，所述压力腔具有由所述环限定的、通向所述压力腔的单个入口，并且所述压力腔被分成包括第一压力部分和第二压力部分的两个部分，所述第一压力部分与所述第一压力端口连接，所述第二压力部分与所述第二压力端口连接，并且其中，所述吸入腔具有由所述环限定的、通向所述吸入腔的单个出口，并且所述吸入腔被分成包括第一吸入部分和第二吸入部分的两个部分，所述第一吸入部分与所述第一吸入端口连接，所述第二吸入部分与所述第二吸入端口连接。
8.根据权利要求7所述的液压装置，其中，所述第一压力部分或所述第一吸入部分中的一个发生分支，以绕过所述第一压力部分或所述第一吸入部分中的另一个。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的液压装置，还包括多个滚子，其中，所述多个滚子中的每个滚子在其外端部处联接到所述多个叶片中的相应的一个叶片。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的液压装置，其中，所述多个叶片被配置为具有内部叶片夹具组件、推针组件、或台阶叶片中的一个。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的液压装置，其中，当在横截面中观察时，所述环呈由其外表面限定的大致正方形或矩形形状中的一个。
12.根据权利要求11所述的液压装置，其中，所述环具有在所述外表面中且位于所述外表面的至少两侧的多个端口。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的液压装置，其中，所述环的整个轴向长度在75mm和125mm之间。
14.一种系统，包括：
液压装置，所述液压装置包括：
转子，所述转子被布置成绕轴线旋转；
多个叶片，所述多个叶片中的每一个叶片都能够相对于转子在收缩位置和伸出位置之间移动，所述多个叶片在所述伸出位置处使邻近所述转子被引入的液压流体运转；和
至少部分地围绕所述转子布置的环，所述环包括：
吸入腔和压力腔，其中，所述吸入腔和所述压力腔被配置为用于液压流体通过所述环的流入和流出；
吸入端口，所述吸入端口完全由所述环限定并且与所述吸入腔流体连通，其中，所述吸入端口被配置为接收来自所述环与所述转子之间的第一区域的液压流体；和
压力端口，所述压力端口完全由所述环限定并且与所述压力腔流体连通，其中，所述压力端口被配置为允许所述液压流体从所述压力腔流向所述环与所述转子之间的第二区域；
扭矩产生装置，所述扭矩产生装置联接到所述环或所述转子中的一个；以及
能量储存装置，所述能量储存装置与所述液压装置流体连通，其中，所述液压流体能够选择性地操作为使用从所述能量储存装置供应的所述液压流体的用于所述扭矩产生装置的起动马达。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述能量储存装置包括蓄能器。
16.根据权利要求14至15中的任一项所述的系统，还包括第一端板和第二端板，其中，所述第一端板联接到所述环的第一轴向侧，并且所述第二端板联接到所述环的相反的第二侧，其中，所述吸入腔和所述压力腔完全由所述环限定，并且所述吸入腔和所述压力腔与所述液压装置的所述第一端板和所述第二端板间隔开。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的系统，还包括阀组件，所述阀组件与所述压力腔流体连通并且被配置为调节至所述压力腔的所述液压流体。
18.根据权利要求14至17中的任一项所述的系统，还包括控制器，所述控制器能够操作以基于多个车辆操作参数来控制系统操作模式。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述系统操作模式包括：使所述液压装置作为除了所述起动马达之外的液压联接器或叶片泵中的一个进行操作，并且其中，所述系统操作模式包括：以附件操作模式、车辆怠速/驱动模式、再生能量储存模式、再生能量应用模式、叶片泵送模式和起动模式中的一种或更多种模式来控制所述液压装置和一个或更多个附件，所述一个或更多个附件能够包括能量储存装置。
20.根据权利要求14至19中的任一项所述的系统，其中，所述液压装置的流体连通内部部分和所述一个或更多个附件涂覆有金刚石或类金刚石碳，并且其中，所述液压流体包括乙二醇或水-乙二醇。
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