CN116710682A - 液压机械系统和装置 - Google Patents

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CN116710682A
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诺姆·伊恩·马瑟斯
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Mathers Hydraulics Technologies Pty Ltd
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Mathers Hydraulics Technologies Pty Ltd
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Abstract

公开了包括多个液压叶片装置的系统和设备,所述多个液压叶片装置诸如沿着车辆的传动系统彼此直连布置。还公开了由这种装置在直连布置中实现的各种系统操作模式。

Description

液压机械系统和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2020年12月4日递交的美国专利申请序列号63/121,649的优先权,该美国专利申请通过引用并入本文中。
本申请涉及于2016年10月14日递交的标题为“Turbine Power Storage andRegeneration”的国际申请号PCT/AU2016/050967、公开号WO/2017/066826、美国公开号US/2018/0298881;于2010年11月19日递交的标题为“Hydrostatic torque converter andtorque amplifier”的国际申请号PCT/IB2010/003161、公开号WO/2011/061630、美国公开号US/2013/0067899A1;于2007年6月1日递交的标题为“Vane Pump for PumpingHydraulic Fluid”的国际申请号PCT/AU2007/000772、公开号WO/2007/140514、美国公开号US/2010/0028181A1;于2006年5月12日递交的标题为“Improved Vane Pump”的国际申请号PCT/AU2006/000623、公开号WO/2006/119574、美国公开号US/2008/0310988A1;于2004年7月15日递交的标题为“Hydraulic Machine”的国际申请号PCT/AU2004/00951、公开号WO/2005/005782、美国公开号US/2006/0133946A1;于2012年12月5日递交的标题为“Hydraulically Controlled Rotator Couple”的美国专利申请序列号13/510,643、美国公开号2013/0067899;于2020年4月22日递交的标题为“TIDAL POWER HARNESSING,STORAGEAND REGENERATION SYSTEM AND METHOD”的国际申请号PCT/AU2020/050389的尚未公布的申请;于2019年12月10日递交的标题为“HYDRAULIC DEVICE CONFIGURED AS A STARTERMOTOR”的美国临时专利申请序列号62/945,946;以及于2020年9月17日递交的标题为“MULTI-CHAMBER CONFIGURATION FOR HYDRAULIC VANE DEVICE”的美国临时专利申请序列号63/079,842,这些专利文献中的每一个的整个说明书通过引用整体并入本文中。
技术领域
本文件总体上但不以限制的方式涉及液压装置和使用这种装置的系统。
背景技术
旋转联轴器用于车辆、工业机器和船舶应用中,以传递旋转机械动力。例如,它们已经被用于汽车变速器,作为机械离合器的替代品。旋转联轴器的使用在需要变速操作和受控启动而没有动力传动系统的冲击负载的应用中也是广泛的。
发明内容
公开了各种装置、系统和方法,它们可以利用直列(串联)液压装置的布置。因此,本申请设想了多个液压装置的系统或组件,所述多个液压装置沿着驱动轴联接在一起。这样的布置允许如本文中进一步论述的各种操作模式和能力。本文中公开的一个或更多个液压装置可以可选地被配置成可作为发动机的起动器马达来操作。所述多个液压装置还可以被配置成可选择性地作为静液压联轴器、叶片泵等来操作,如本文中进一步论述的。
本发明人已经认识到,传统的转矩转换器(即,变矩器)在遭受高转矩和低行驶速度或无行驶速度时打滑,诸如当反铲向前驱动并使用其铲斗闯入一堆材料中时。打滑会浪费能量,从而降低效率并产生高热。传统的静液压驱动器被设计成当作为泵操作时提供最小排量,当作为马达操作时提供最大排量。同样,这种操作特性可能具有低效率。
已经开发了利用叶片的液压装置,有时被称为液压叶片装置、叶片泵、动力分流联轴器或叶片联轴器。在本文件中,这些也被称为流体机械装置。为简单起见,在本文中的一些实例中,具有叶片的这些装置被简单地称为液压装置。由于它们作为起动器马达操作的能力,偶尔本文中论述的一个或更多个液压装置可以被称为起动器马达。然而,应理解,这些液压装置具有其它操作能力,并且不限于作为本文中进一步论述的起动器马达的操作。与传统的可变活塞泵/马达液压装置甚至标准叶片泵相比,当沿着驱动轴直列(串联)布置时,液压装置可以提供改进的功率密度和使用寿命。使用液压装置的系统在本文中有时被称为马瑟斯液压变速器(MHT)。
本发明人还认识到,多个液压装置的直列(串联)布置可以实现各种操作模式,这些操作模式可以适应本文中进一步论述的各种操作条件。这些操作模式中的一些可以以比使用数字控制的活塞泵(在我的先前专利和专利申请中也被称为泵马达)更高的效率来实现,诸如在我的数个先前专利申请中预期的,诸如例如PCT/IB2010/003161和PCT/IB2016/000090。通过本文中公开的多个液压装置的直列(串联)布置实现的其它操作模式不能通过与(如PCT/IB2010/003161和PCT/IB2016/000090中所论述的)我的液压装置组合使用数字控制活塞泵来实现。
多个液压装置的直列(串联)布置可以实现各种目标,包括更高的燃料效率、减少的污染、更高的牵引力,并且在一些情况下可以补充或消除某些部件,诸如在各种车辆中使用的机械变速器。
以公共交通或卡车运输为例,本文中公开的系统可以在公共汽车和卡车上提供具有动态制动力再生的高效自动变速器。所述系统可以通过双排量液压装置实现大型道路柴油发动机的停止-起动,所述双排量液压装置充当与传动系统直列(串联)的起动器马达。所述系统可以有助于实现欧洲制造商协会(ACEA)的目标,即,到2025年,卡车和公共汽车的CO2排放量减少20%。所述系统可以让柴油或燃气发动机在密集的交通中自由移动,以减少工业污染。
多个液压装置的直列(串联)布置可以被安装在动力源(例如发动机、马达等)与诸如变速器之类的驱动齿轮之间。所述系统考虑到使用诸如蓄能器之类的储存装置,所述蓄能器可以用于储存在起动器马达操作时(诸如在发动机起动时)需要的液压能量。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中,相似的数字可以在不同的视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似的数字可以表示相似的部件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大概地图示出本文件中论述的各种实施例。
图1是根据实施例的车辆的部件的系统示意图,所述车辆包括与驱动轴直列(串联)布置并布置在发动机与变速器之间的多个液压装置。
图2是根据实施例的图1的多个液压装置的组件的透视图。
图3是图2的多个液压装置的组件的平面图。
图3A是沿着图3的线A-A截取的多个液压装置的截面图。
图3B是沿着图3的线B-B截取的多个液压装置的截面图。
图4是图2的多个液压装置的组件的轴向端视图。
图4A是沿着图4的线A-A截取的多个液压装置的截面图。
图5是图2的多个液压装置的组件的一部分的平面图,示出了根据示例的多个液压装置之一的部件。
图5A是图5的液压装置沿着图5的线A-A截取的截面图。
图5B是沿着图5的线B-B截取的图5的液压装置的截面图。
图6A是如本文中论述的多个液压装置中的一个或更多个液压装置的替代配置的透视图。
图6B是图6A的液压装置的平面图。
图7A是根据实施例的车辆的部件的系统示意图,所述车辆包括与驱动轴成直列(串联)布置并布置在发动机与变速器之间的四个液压装置。
图8A是车辆的部件的系统示意图,所述车辆包括一种配置的一个液压装置,所述液压装置与不同配置的两个液压装置(诸如图6A和图6B的液压装置)成直列(串联)布置。
图9A是车辆的部件的系统示意图,所述车辆包括与驱动轴成直列(串联)布置的多个液压装置(例如,八个装置),其中,已经通过根据实施例的这种装置消除了对变速器的需要。
图10A是进一步图示出图7的系统的方面和功能的系统示意图。
图11A是在转矩放大操作模式期间图7和图10的系统的系统示意图。
图12A是在起动器马达操作模式期间图7和图10的系统的系统示意图。
图13A是在驾驶辅助(开动)操作模式期间图7和图10的系统的系统示意图。
图14A是在发动机再充能(泵送)操作模式期间图7和图10的系统的系统示意图。
图15A是在再充能FSV(泵送)操作模式期间图7和图10的系统的系统示意图。
图16是更详细地图示出液压装置及其操作的各个方面的系统示意图。
图17、图17A示出了根据示例性实施例应用于卡车的本文中公开的系统和装置之一。
图18示出了根据示例性实施例应用于公共汽车的本文中公开的系统和装置之一。
具体实施方式
本申请涉及可以利用沿着驱动轴直列(串联)布置的多个液压装置的设备、系统和方法。液压装置还可以配置成能够作为如本文中进一步描述的以及在我的先前专利申请中论述并通过引用并入本文中的静液压联轴器、叶片泵和/或动力分流联轴器来操作。
如本文中和各图中所使用的:
MHT——马瑟斯液力变速器(本文描述的使用多个液压装置的系统中的一个或更多个)。
RPM——每分钟转数。
FSV——节油叶片的(叶片夹紧装置)。
根据一些示例,液压装置可以是系统的一部分,并且可以允许系统以各种操作模式以及使用各种附件来操作。下面详细介绍这些操作模式中的一些示例。额外的示例考虑到包括例如多个液压装置、多个附件和变速器的系统的流体连通的内部部分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,诸如乙二醇或水-乙二醇。
如本文所使用的,术语“车辆”意味着几乎所有类型的车辆,诸如运土装备(例如,轮式装载机、小型装载机、反铲挖土机、自卸卡车、起重机卡车、运输搅拌机等)、废物回收车辆、海运车辆、工业装备(例如,采矿或农业装备)、个人车辆、公共运输车辆(例如,公共汽车)和商业道路车辆(例如,重型道路卡车、半卡车等))。虽然参考车辆进行了描述,但是本文中的系统、设备和方法也可以用于发电而不是为车辆供电的用途。本申请还涉及使用诸如动力分流联轴器之类的液压装置的用于涡轮机动力储存和再生的系统和技术。如本文所使用的,除非另有说明,否则术语“涡轮机”可以暗示风力涡轮机或潮汐涡轮机。以下详细描述包括旨在说明本文公开的主题的示例,并且绝不旨在限制。关于一个或更多个示例描述的特征和步骤可以与本公开中提供的其它示例和方法的主题相结合。以下示例足以使本领域技术人员能够实践以下详细描述中描述的系统和技术。
如本文所论述的,多个液压装置的直列(串联)布置可以通过输入轴可操作地联接到发电装置(例如,马达、发动机、涡轮转子等)、和具有输出轴的另一个装置(变速器、发电机等)。多个液压装置的直列(串联)布置可以被配置成以输入轴的可调转矩比向输出轴传递转矩。多个液压装置的直列(串联)布置可以响应于输出轴超过阈值功率、转矩或角速度而转移液压流体。通过转移液压流体,传输到装置(例如变速器、发电机等)的动力,并且因此由所述装置产生的动力可以以更可控的有效方式来调整。
图1示出了根据实施例的车辆102的部件的系统100示意图,所述车辆包括与驱动轴106直列(串联)布置并布置在发动机108与变速器110之间的多个液压装置104A、104B。
如从通过引用并入本文中的我的先前申请中已知的,多个液压装置可以可操作地联接在动力源(例如,发动机108)与变速器110或其它齿轮箱之间。例如,发动机可以包括输出轴112。该输出轴可以是多个液压装置104A中的第一液压装置的输入。可选地,多个液压装置可以将高压下的液压流体转移到储存容器(例如,罐114、第一蓄能器116A、第二蓄能器116B等)。在高压下储存的液压流体可以用于辅助动力的目的,包括但不限于将高压液压流体供应到发动机和/或用于发电或再生的多个液压装置中的一个或更多个液压装置、泵送流体、将冷却流体供应到车辆的部件等。
多个液压装置104A、104B可以各自包括一个或更多个入口端口和一个或更多个出口端口。在一些情况下,入口端口可以连接到储液器(例如,罐114、第一蓄能器116A、第二蓄能器116B等)以将液压流体从储液器传递到多个液压装置104A、104B。液压储存管道可以将多个液压装置联接到液压储存容器。高压液压流体可以在高压下储存在储存容器中。例如,高压液压流体可以是压力包括但不限于20巴、100巴、300巴、350巴、500巴或其它压力的液压流体。液压储存管道可以包括至少一个切断阀或阀矩阵118,所述切断阀或阀矩阵沿多个液压装置104A、104B与液压储存容器之间的液压储存管道定位。在截止阀和/或阀矩阵118处于关闭位置的情况下,来自多个液压装置104A、104B的液压流体与液压储存容器的连通可以被中断或停止。关闭截止阀和/或阀矩阵可以防止液压流体从液压储存容器(例如,第一蓄能器116A、第二蓄能器116B等)反向流动到多个液压装置104A、104B。
在示例中,系统100包括如所标记的各种管道。在示例中,液压流体可以包括但不限于水、乙二醇、乙烯乙二醇、水和乙二醇的混合物、液压油等。多个液压装置可以以水作为流体介质来操作,以将转矩从输入轴传递到输出轴,从而比更昂贵的流体节省成本。联轴器、配件、软管、管道等在正常操作过程中可能泄漏液压流体。使用水作为液压流体可以产生环境友好的解决方案。在示例中,可以将乙二醇或乙烯乙二醇加入水中以形成水和乙二醇的混合物。例如,水和乙二醇的混合物可以包括比纯水更低的冰点和更高的沸点。
在图1的示例中,储液器可以包括用于在低压(例如大气压)下保持液压流体的流体储存罐114。储液器可以提供用于冷却系统100和/或车辆102的各种部件的液压流体,包括用于储存由多个液压装置104A、104B产生的高压下的液压流体的容器(例如,第一蓄能器116A、第二蓄能器116B等)。在示例中,在来自储液器的液压流体不在高压下储存的情况下,所述液压流体可以返回到储液器。例如,液压流体在冷却控制回路中循环。
液压储存容器(例如,第一蓄能器116A、第二蓄能器116B等)可以被配置成长时间储存高压液压流体。例如,液压储存容器可以容纳高达350巴的压力,持续数小时、数天、数周或数月。在图1的示例中,液压储存容器是液压蓄能器。蓄能器可以充有气体或液体,诸如氮气或液氮,以增加蓄能器的储存压力。在示例中,所储存的液压流体可以提供高达1兆瓦或更多的功率。
所示出的控制回路可以使(例如,来自储液器的)液压流体在管道中循环。在该示例中,液压流体被转移到多个液压装置中的特定液压装置或从多个液压装置中的特定液压装置转移。
如先前描述的,多个液压装置104A、104B可以包括来自发动机的输入轴,并且沿着联接到变速器110(如果使用的话)的驱动轴106直列布置。多个液压装置104A、104B可以将驱动轴或传动系统(马达直连驱动)分离成多个不同的输入轴和输出轴。根据一些示例,多个液压装置104A和/或104B中的一个或更多个可以具有输出轴和输入轴。然而,根据一些示例,还可以设想液压装置104A、104B中的一个或更多个可以被配置成提供直连轴或贯通轴(公共轴),而不具有不同的输入轴或输出轴。
施加到输出轴的转矩可以通过输入轴的液压装置104A、104B根据可调转矩比进行调整。在示例中,输出轴的转矩可以通过多个液压装置104A、104B中的一个或更多个根据可调转矩比而减小。使液压流体移位通过多个液压装置104A、104B中的一个或更多个的出口端口可以减小可调转矩比(即,相对于输入轴的转矩减小输出轴上的转矩量)。
图2至图4A示出了根据一个实施例的多个液压装置204A、204B的组件200。根据一些示例,这些装置可以利用公共壳体202。如图3A、图3B和图4A中示出的,转子毂206A、206B(在图2至图4A中的各图中示出并且在本文中描述)可以在一些情况下可固定地附接到输入轴208(或直连轴)。转子毂206A、206B可以在凸轮环208A、208B内旋转。在示例中,凸轮环208A、208B可以可固定地附接到输入轴或输出轴(诸如利用最接近发动机的液压装置)。然而,并不总是如此,诸如当液压装置204A、204B中的一个或更多个被配置成与直连轴一起使用时。如本文进一步论述的,多个液压装置204A、204B可以具有直连驱动即直接传动模式、泵送模式、动力分流模式和其它模式等。在直连驱动模式中,转子毂206A、206B和凸轮环208A、208B以基本固定的1∶1比率(即,输出转矩基本等于输入转矩)旋转。在动力分流模式下,多个液压装置204A、204B可以减轻施加到系统的过量动力或冲击。例如,可以调整多个液压装置204A、204B的可调转矩比,使得驱动轴的转矩恒定,其中,施加到输入轴的转矩可以变化,或反之亦然。
在示例中,多个液压装置可以包括公共壳体202。凸轮环208A、208B和转子毂206A、206B可以设置在壳体202内。液压流体可以被包括在壳体与凸轮环、输入轴、输出轴、直连轴、或用于润滑或冷却剂的其它部件之间的空腔210中。
图3A、图3B、图4A和图5B示出了被配置为多个液压装置204A、204B的液压叶片组件的截面图的示例。应理解,具有多个腔室的另外的液压叶片装置(诸如本文中在图6A和图6B中公开的那些液压叶片装置)可以替换图2至图5B中示出的多个液压装置中的一个或更多个液压装置。这种替换可能导致系统的操作的差异。
图4A至图5B示出了实施例,其中,多个液压装置204A、204B中的一个被配置成允许如先前所论述的直连轴(在图1中表示为马达直连驱动)。
在图3A、图3B和图5B中,截面图垂直于轴定位并且在转子毂内居中。凸轮环208A、208B包括一个或更多个入口端口(在图3B中最佳地示出),一个或更多个出口端口(再次在图3B中最佳地示出),以及凸轮环表面212A、212B(图3A和图3B)。凸轮环表面212A、212B限定空腔210,所述空腔可以是椭圆形形状。这种椭圆形形状可以为液压叶片装置提供两个腔室。这些腔室由空腔210内的凸轮环表面和转子毂206A、206B限定。一个或更多个入口端口可以从凸轮环208A、208B的外部部分延伸,并且可以分成一个或更多个管道,在示出的示例中,每个管道延伸到凸轮环表面的相对象限。一个或更多个出口端口可以从凸轮环的外部部分延伸,并且分成一个或更多个管道,每个管道延伸到凸轮环表面的相对象限并与入口端口象限相邻。所述一个或更多个入口端口和一个或更多个出口端口可以终止于所述凸轮环表面,从而形成至少部分地由所述凸轮环表面限定的一个或更多个孔或端口。限定凸轮环表面的这些内部端口与腔室中的一个连通,并且通常被称为吸入和压力/输送端口。吸入端口与一个或更多个出口端口连通,并且压力端口与一个或更多个入口端口连通。因此,液压叶片装置204A、204B将具有两个腔室和四个内部端口(两个入口端口和两个出口端口),如图3A和图3B中图示的。
在一个示例中,凸轮环的椭圆形形状可以是对称的。凸轮环的对称性可以平衡施加到多个液压装置的轴承上的力。例如,支撑输入轴302和输出轴的轴承。随着机械应力和疲劳的减少,平衡力可以延长多个液压装置204A、204B的寿命。
转子毂206A、206B可以位于凸轮环表面212A、212B的中心轴线处。如图2至图5B中示出的,转子毂206A、206B可以包括圆形形状,所述圆形形状的尺寸被设计成配合在凸轮环表面212A、212B的椭圆形形状内。例如,转子毂206A、206B可以通过与凸轮环表面212A、212B的间隙配合来确定尺寸,诸如精密运行配合,以允许转子毂以最小间隙在凸轮环内旋转。转子毂206A、206B可以包括从转子毂206A、206B的中心轴线径向向外延伸的多个周向间隔开的狭槽214。每个狭槽21 4的尺寸和形状可以被设计成支撑其中的叶片216。狭槽214的内部部分可以包括与高压流体连通的信号通道。
如以截面图示出的,叶片216可以位于狭槽内。响应于高压流体通过信号通道施加到叶片的基部,叶片可以从转子毂206A、206B的中心轴线径向向外延伸。在示例中,高压流体可以是高压液压流体。叶片216的尖端可以在完全伸出的位置中接触凸轮环表面。每个叶片216可以在转子毂206A、206B的整个旋转周期中伸出和缩回。例如,尖端可以在转子毂的第一取向上与转子毂206A、206B的外表面基本齐平,并且然后随着转子毂从第一象限的起点旋转到第二象限的起点而移位到部分伸出位置或完全伸出位置。在缩回位置中,输入轴可以相对于输出轴独立地旋转。
在示例中,尖端可以包括滚柱轴承(在本文中被称为滚柱叶片)。滚柱叶片可以减少叶片与凸轮环表面之间的摩擦,并且可以用于大规模的多个液压装置(例如,200千瓦或更大)中。在液压流体包括环境友好或不易燃流体(诸如,水乙二醇)的情况下,滚柱叶片可以用于减少叶片216与凸轮环208A、208B之间的摩擦。叶片216还可以包括涂层以减少摩擦、增加耐腐蚀性或减少磨损。例如,叶片可以包括金刚石碳涂层或金刚石粉末涂层,以提高叶片的耐腐蚀性。涂层可以从多种涂层中选择,以减少在多个液压装置中使用特定液压流体的情况下的摩擦。在多个液压装置中使用水乙二醇的情况下,金刚石粉尘涂层可以减少腐蚀。
如先前陈述的,多个液压装置204A、204B中的每一个都可以在直连驱动模式、泵模式和动力分流模式下独立操作。应该注意的是,所公开的具有多个液压装置204A、204B的直列布置的系统的优点在于,这些装置可以彼此独立地操作,使得一个装置可以处于直连驱动模式、泵模式和动力分流模式中的一种,并且另一个装置可以处于另一种操作模式。多个液压装置204A、204B一起作为一个系统可以被并行或同时操作,以实现参考图7至图16所论述的各种额外的系统操作模式。在本文中进一步图示的操作模式中的一些操作模式中图示了这些系统操作模式。
图5至图5B示出了图2至图4A的液压装置的组件之一。这一个液压装置可以与变速器互连,并且可以被配置成与沿着传动系统的直连轴一起操作,如先前在本文中论述的和在图1的系统中图示的。
图6A和图6B图示出根据另一个示例的液压叶片装置304的替代结构。这种液压叶片装置(或多个这样的装置)可以根据需要替换先前图1至图5B中的那些液压叶片装置中的任何一个。这种液压叶片装置具有与图1至图5B的多个液压装置相似的结构,因为这种液压叶片装置可以包括定位在凸轮环内的转子毂。然而,液压叶片装置的不同之处在于,凸轮环包括更多的入口端口、更多的出口端口,并且被成形为具有至少四个腔室。
由于至少四个腔室,液压叶片装置可以具有至少八个内部端口。然而,应该注意的是,图6A和图6B的实施例是示例性的,并且根据另外的实施例,可以设想五个腔室、六个腔室、七个腔室、八个腔室或更多个腔室。类似地,设想十个内部端口、十二个内部端口、十四个内部端口、十六个内部端口或更多个内部端口。这些内部端口中的一些可以相对于叶片轴向地定位,而不是如所图示的径向向外地定位。
关于图6A和图6B的液压装置的结构的另外的细节可以在于2020年9月17日递交的标题为“MULTI-CHAMBER CONFIGURATION FOR HYDRAULIC VANE DEVICE”的美国临时专利申请序列号63/079,842中找到,该美国临时专利申请的整个说明书通过引用整体并入本文中。
在液压装置104A、104B、204A、204B、304等中的一个的直连驱动模式中,输入轴和输出轴(如果使用的话)可以包括1∶1的可调转矩比。例如,输入轴和输出轴可以一起(即,以相同的角速度)旋转。转子毂与凸轮环之间的液压流体可以由多个液压装置增压。例如,在叶片伸出的地方,压力可以通过叶片施加到液压流体。转矩通过凸轮环上的增压液压流体从转子毂传递到凸轮环。出口端口可以关闭(即,空回(deadheading))。在液压流体被捕获在多个液压装置内的情况下,来自转子毂的基本上全部转矩都可以被传递到凸轮环。施加到发电机、变速器(或另一个装置)的转矩可以基本上等于输入轴的转矩。多个液压装置104A、104B、204A、204B、304等可以在直连驱动模式下操作,其中,施加到输入轴的功率低于变速器、发电机等的额定功率。通过在直连驱动模式下操作多个液压装置104A、104B、204A、204B、304等,发动机的效率可以被最大化,在直连驱动模式下,发动机功率低于变速器齿轮的额定功率。
在功率分流模式下(诸如本文中在图1和其它图中图示的),出口端口可以是打开的或部分打开的。液压流体可以通过出口端口离开多个液压装置104A、104B、204A、204B、304等。转子毂与凸轮环之间的液压流体的压力可以由于离开的(转移的)液压流体而降低。因此,小于基本上全部输入轴转矩可以被传递到输出轴。在示例中,当转子毂在凸轮环内旋转时,凸轮环的入口象限中的叶片之间的体积增加。当转子毂在凸轮环内旋转时,凸轮环的出口象限中的叶片之间的体积减小。入口象限中增加的体积将液压流体吸入到多个液压装置中。例如,增加的体积可以产生负压,所述负压将液压流体吸入到多个液压装置中。出口象限中减小的体积可以例如通过压缩液压流体来增加液压流体的压力。响应于从输入轴传递到输出轴的功率超过阈值水平(例如,最大额定发电机功率),出口象限中的液压流体的一部分可以通过出口端口转移。经转移的液压流体可以在压力下(例如,液压流体离开多个液压装置的压力)储存并储存在储存容器中。换句话说,离开多个液压装置的液压流体可以是高压液压流体。
可以调整多个液压装置的可调转矩比以提供期望的输出轴条件,包括但不限于输出轴转矩、功率、旋转速度等。输入轴的转矩与输出轴的转矩的差与从多个液压装置转移的高压液压流体的体积成比例。例如,出口可以包括可调阀。可调阀的孔口可以被调整以增加或减少流动通过出口的流体的流动速率。增加通过出口端口的液压流体的流动速率可以减少从输入轴传递到输出轴的转矩量。在示例中,叶片的伸出可以用如我的先前专利中已知的机构来控制,以实现期望的输出轴状态。叶片尖端的位置可以被调整到与转子毂的外表面齐平的位置、与凸轮环接触的位置、或其之间的任何位置。可调转矩比可以由任意数量个机械或机电装置控制,包括但不限于电马达、伺服装置、流量控制阀、机械联动装置、液压马达、液压系统、气动马达、气动系统等。在示例中,可调转矩比可以由与机电装置通信的计算机控制。
在示例中,所储存的液压流体可以在高压下被供应到第二液压叶片装置或更多个液压叶片装置,以增加系统产生到变速器的动力。例如,在施加到变速器的动力低于变速器的理想传动比的情况下,可以从沿着传动系统的液压叶片装置中的一个或更多个液压叶片装置向变速器提供额外的动力。这可以提高车辆的效率,因为在不是最佳设计操作的速度下低效率地操作变速器不会浪费能量。
在示例中,一个或更多个液压装置可以被配置成减小传递到变速器的动力。这可以用于防止损坏变速器、防止车轮打滑、防止变速器以低效档位操作等。在动力分流模式下,通过减少由变速器传输的动力,不会浪费所生成的动力。相反,多余的动力可以被储存为高压流体,以便在另一时间或位置使用,诸如用于根据需要向变速器提供额外的动力、或向发动机提供额外的动力(例如,诸如在起动器马达操作中起动所述马达)。在示例中,多个液压装置可以使从输入轴传递到输出轴的转矩和/或动力平滑化。例如,不一致的输入轴转矩可以通过多个液压装置转换成恒定的输出轴转矩。在示例中,多个液压装置的能量效率可以是90%或更高。相比之下,活塞泵的能量效率只有70%。多个液压装置可以在小于1兆瓦或大于1兆瓦(诸如2兆瓦、3兆瓦或更大)的功率容量下工作。
图7至图16示出了各种系统、车辆、以及这些系统的操作模式。图7A示出了具有沿着车辆402的传动系统直列的四个液压装置404A、404B、404C和404D的布置的系统400。四个液压装置404B、404C和404D中的三个被配置成与如图中示出的直连轴一起操作。
图8A示出了三个液压装置504A、504B和504C的替代布置,但是其中三个液压装置中的中间装置(液压装置504B)在输入轴506与输出轴508之间具有明显的间隔。最靠近发动机的液压装置用直连轴来操作,并且最靠近变速器的装置用直连轴操作。
图9A示出了多于四个液压装置(实际上是八个液压装置)604A、604B、604C、604D、604E、604F、604G和604H的布置,其中,这些液压装置中的一些液压装置在一些情况下可以用于消除车辆602的变速器的使用。因此,根据一些示例,液压装置和系统600可以代替车辆602的变速器。
图10A至图16示出了可以由多个液压装置404A、404B、404C和404D实现的各种系统操作模式。为了示例性的目的,图7A的系统400被用作以下图10A至图16的示例。然而,应认识到,操作模式可以用图8A、图9A的系统中的任一系统、或其它经修改的系统来实现。图10A还示出了设备和系统400的各种特征。本文中已经论述了这些方面中的一些方面。
因此,根据图10A:
功能概述——MHT+3x双泵/马达
术语的定义:
MHT——马瑟斯液力变速器
RPM——每分钟转数
FSV——节油叶片的(叶片夹紧装置)
功能模式概述:
1.MHT RPM>转矩放大模式。
2.MHT起动器模式。
3.驾驶辅助模式(开动)。
4.制动转矩再充能FSV模式(以HMT节油模式泵送)。
5.蓄能器低时发动机再充能(泵送)。
部件特征概述
6.滚柱叶片
7.泵/马达FSV(节油叶片的)。
8.HMT FSV(节油叶片的)。
9.叶片下压力控制。
系统特征概述
10.双泵/马达功能。
11.MHT增强器。
12.叶片下压力增强器。
15.在主蓄能器失效的情况下的起动器马达备用蓄能器。
16.辅助用途的蓄能器功率或泵/马达功率。
17.通过“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”进行HMT抑制
18.通过“转矩控制控制回路阀”和“HMT再充能、抑制和离合器控制控制回路”实现离合器功能
19.通过“转矩控制控制回路阀”和“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”实现传动齿轮带延伸功能。
20.不同尺寸的泵/马达
21.增强器组和阀矩阵布置概述
22.布置1:MHT+单双平衡叶片泵/马达
23.布置2:MHT+多双平衡叶片泵/马达
24.布置3:MHT+联轴器夹层双平衡叶片泵/马达
25.布置4:MHT+多双平衡叶片泵/马达
7、8和9.FSV阀的。允许任一叶片下压力或叶片夹紧装置。
·叶片下压力确保叶片处于最外侧位置,并且压靠凸轮环防止任何泄漏。
·叶片夹紧装置通过锁定在缩回位置来防止叶片伸出,从而防止在可忽略不计的摩擦损失的情况下的任何泵送/开动。
10.双泵/马达。
·泵/马达由4个象限组成而不是2个象限,从而允许在一个转子和环布置上的2个泵/马达。
·24个叶片,允许每个转子和环安装2倍的马达。
6.滚柱叶片。滚柱倾斜叶片
·允许在MHT和泵/马达的所有象限上更高的叶片下压力
·允许使用水乙二醇和其它非油类基的泵送流体。
8.叶片夹。
·叶片夹紧装置通过锁定在缩回位置来防止叶片伸出,从而防止任何泵送/开动,其中,摩擦损失可忽略不计。
9.叶片下压力
·叶片下压力确保叶片处于最外侧位置,并且压靠凸轮环防止任何泄漏。
以上数字1、17、18和19允许:“HMT再充能、抑制和离合器控制扩展回路”。用于功能模式MHT>RPM转矩放大,离合器和变速器齿轮带延伸
10.通过“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”进行HMT抑制
·为任何传动系提供抑制,从而为任何HMT压力尖峰提供抑制
11.增强器组和阀矩阵
·用于允许较低的泵送压力,其中,储存压力和储存效率较高。对于水乙二醇系统这可能是需要的。
·还提供了储存压力的更好的灵活性,以适应泵/马达或辅助液压功能,诸如翻斗车或车载起重机等。
·注意,由于阀矩阵,系统可以根据需要在强化和去强化两者下工作。
1、17、18和19.转矩控制控制回路阀
用于功能模式MHT>RPM转矩放大、离合器和变速器齿轮带
1、17、18和19.“HMT再充能、抑制和离合器控制扩展
8.叶片夹(所示出的叶片捕获件)。
·叶片夹紧装置通过锁定在缩回位置来防止叶片伸出,从而防止任何泵送/开动,其中,摩擦损失可忽略不计。
2和3.驾驶辅助控制圈。用于功能模式起动器马达和驾驶辅助。
4和5.再充能控制控制回路阀用于功能模式MHT>RPM转矩放大、离合器和变速器齿轮带延伸
15.不同尺寸的泵/马达将小、中、大泵/马达组合允许在利用多个泵/马达时增加的使用可变性。这需要确定在任何时候泵/马达位移小于当前联轴器位移量,从而允许持续的转矩放大。
图11A示出了图10A的系统400,然而是在以示例性转矩放大模式操作期间的情况。因此:
MHT转矩放大模式
MHT 1∶0.3——30cc的9cc
模式功能描述
1.MHT-转矩放大
允许MHT打滑,从而产生MHT输入和输出轴速度的差异。由于不同的输入与输出轴速度而导致的过多的动力或功率以高压液压流的形式产生。这种流被引导通过输出轴上的叶片马达,从而允许转矩放大。输入轴的角动量与输出轴的速度和转矩放大的差异可以被调整以适应通过调整位于MHT输出轴上的泵/马达“1至6”的使用的要求。相邻示出的是MHT轴。
在操作时泵/马达“1至3”的情况下速度比为1∶0.3,如果不需要过多的动力,则过多的油流可以依赖于蓄能器液位而行进到蓄能器。
1.1.MHT-无功能(在初始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)。
1.2.MHT-功能接合-转矩放大:
在所需的泵/马达上断开FSV模式。
斜升打开“转矩放大器控制控制回路”阀,以允许MHT打滑和通向泵/马达的流量分流,从而产生转矩放大。
1.3.MHT-功能操作-转矩放大:
“MHT再充能、抑制和离合器控制回路”可操作,以允许在MHT接合和操作期间抑制压力尖峰。当回路对蓄能器开路时抑制最有效,从而允许在与溢流阀相对的蓄能器内的高压氮气的抑制效果。这种抑制也将对蓄能器进行涓流充能。
2.MHT离合器:
MHT可以作为并取代传统汽车离合器使用。可以将MHT设置为以减少的能量损失将发动机从怠速调制到无速度、高达全驱动速度。
2.1.MHT离合器-无功能(在初始位置)
原始位置是发动机处于怠速状态,其中,MHT联轴器上启用FSV叶片捕获模式。所有泵/马达也处于FSV模式。指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
2.2.MHT离合器-功能接合和操作
禁用MHT联轴器上的FSV模式,其中所有油流通过“MHT控制回路”流向罐。轴比为1∶0。
所有泵马达上的FSV模式禁用,并且叶片接合。通过斜升关闭“对罐阀的HMT再充能、抑制和离合器控制回路”并且斜升打开“转矩AMP控制回路”,流被引导到传动系泵马达,从而产生传动系的角动量。当速度和转矩被引导到传动系时,泵/马达“1至6”被在线/离线调节至所需的轮速度和转矩。
3.HMT-变速器齿轮带延伸:
由于HMT离合器将轴角速度放大到转矩,所以当每个齿轮的带可以通过调节通向泵/马达的油流来增加时,重型车辆上的齿轮数量可以被最小化。(旁注:依赖于布置,完全取消传统变速器是可能的,并且通过将泵/马达的数量进一步增加到比相邻所示出的更多,仅利用HMT来满足所有变速器齿轮要求)。
图12A示出了图10A的作为起动器马达模式操作的系统400。因此:
起动器模式(开动)
模式功能描述
1.起动器-开动
当发动机变速器处于空档时,通过使来自蓄能器的所储存的流被分流通过马达,可以在充当起动器马达的静止发动机上实现角速度。
1.1.起动器-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.起动器-功能接合-开动:
根据需要断开泵/马达上的FSV模式。斜升打开“驾驶辅助控制回路”阀以产生通过锁定的MHT并进入发动机中的泵/马达1和2的角速度。一旦发动机起动,发动机MHT和泵/马达就返回到FSV和发动机怠速模式以准备驱动。由于发动机起动负载要求,仅需要6个泵/马达中的2个。
图13A示出了图10A的作为驾驶辅助模式(开动)操作的系统400。因此:
驾驶辅助模式(开动)
低转矩辅助——30cc的4cc
模式功能描述
1.驾驶辅助-开动
在持续驱动功率要求的情况下,系统可以用作驾驶辅助马达,由此来自蓄能器的所储存的流可以在发动机正在驱动时行进通过驱动轴马达。因此,通过所储存的液压能量施加到传动系的角转矩允许重型车辆除了储存液压能量之外还由发动机提供动力,从而使用较少燃料。所示出的模式为使用仅6个泵/马达中的2个的低转矩辅助。如果需要除泵/马达之外的额外的转矩,则可以联机使用更高的储存能量率和更少的燃料。
1.1.驾驶辅助-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于指向罐的FSV模式“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合-开动:
根据需要断开泵/马达上的FSV模式。斜升打开“驾驶辅助控制回路”阀,从而允许液压流在泵/马达1和2上产生额外的转矩并进入传动系中。如果需要,则可以通过使用额外的泵马达来调节转矩增加和驾驶辅助要求。
图14A示出了图10A的作为发动机再充能模式(泵送)操作的系统400。因此:
发动机再充能模式(泵送)
当蓄能器低水平或液位且需要发动机再充能时
低压再充能——30cc的30cc
模式功能描述
1.发动机再充能-泵送
在液压能量储存耗尽且液压蓄能器内压力低的情况下,如果需要,则储存系统可以由于发动机功率而被再充能。所示出的模式属于低液位且低压蓄能器由发动机再充能。
1.1.发动机再充能-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于指向罐的FSV模式“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合和操作-开动:
变速器可以处于空档,或者重型车辆可以在低行驶载荷下开动。根据需要断开泵上的FSV模式。斜升“再充能控制回路”阀将高压流转移到蓄能器储存。液压流可以被调节,以适应蓄能器内的液位水平。
图15A示出了图10A的作为再充能FSV模式(泵送)操作的系统。因此:
再充能FSV模式(泵送)
高压中断转矩——30cc的4cc
模式功能描述
1.再充能INC HMT FSV模式-泵送
在重型车辆中断或下坡时,系统可以用作泵,从而允许中断转矩被转换成高压液压流并储存在系统蓄能器中。如果不需要与下坡情形相同的驱动功率,则MHT联轴器可以被设置为FSV模式,并且发动机可以处于怠速或关闭。所示出的模式属于当重型车辆下坡时预期的中断转矩。根据需要,可以通过允许另外的泵联机来增大中断转矩。如果蓄能器属于液位低且压力低,则可以向多个泵送单元施加中断转矩,从而允许更快地对所累积的能量储存进行再充能。
1.1.再充能INC HMT FSV模式-无功能(在原始位置):
马达无压力,MHT无压头,轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合和操作-开动:
启用MHT FSV模式,从而允许发动机独立于传动系。根据需要断开泵上的FSV模式,其中使流被引导到罐。斜升“再充能控制回路”阀通过中断转矩将高压液压流转移到蓄能器储存。液压流可以被调节,以适应所要求的中断转矩的水平或蓄能器内的液位水平。
图16提供了各种系统和设备方面的简要概述。
功能描述:
·8个端口
ο4×300CC和4×100CC
ο叶片泵的非常大的OD
·12个叶片
·具有转子叶片伸出环的转子叶片
·节油叶片泵(FSV)技术
·在制动事件期间受控的累积充能
·动力转向和辅助油流优先于蓄能器充能。在需要时控制以成比例地转移油
·独立于系统的叶片下
ο转子叶片允许在整个旋转期间的高叶片下压力
ο消除了由间歇的高叶片上压力所引起的断开接合问题,从而导致叶片在改变区段时反弹。
ο比例地控制叶片下压力以适合负载和速度的整个范围。
模式
·动力转向和辅助备用泵
ο高、中和低流量模式
·发动机起动器马达
·驱动辅助
ο高、中和低流量模式
·蓄能器充能
·FSV(节油叶片)空档模式
高和低模式
注意:干式端口阀和循环在泵和开车模式两者下具有相同的功能。重复功能仅用于专利目的而示出。循环阀还将允许中流量模式。
·干式阀在备用动力转向/辅助/蓄能器充能泵模式下允许流量模式
·干式阀在驱动辅助马达模式下允许低流量模式,或循环阀在备用动力转向/辅助/蓄能器充能泵模式下允许中和低流量模式
·循环阀在驱动辅助马达模式下允许中和低流量模式
进一步概述:
部件特征概述
6.转子叶片
·允许在MHT和泵/马达的所有象限上都有更高的叶片下压力。
·允许与水乙二醇和其它非油基泵送流体一起使用
7.泵/马达FSV
允许叶片下压力或叶片夹紧装置。
·叶片下压力确保叶片处于最外侧位置并压靠凸轮环,从而防止任何泄漏。
·叶片夹紧装置通过锁定在缩回位置来防止叶片伸出,从而防止具有可忽略的摩擦损失的任何泵送/开动。
叶片夹紧装置通过锁定在缩回位置来防止叶片伸出,从而防止具有可忽略的摩擦损失的任何泵送/开动。
叶片下压力确保叶片处于最外侧位置并压靠凸轮环,从而防止泄漏。
双泵/马达功能
·泵/马达由四个象限而不是两个象限组成,从而允许在一个转子和环布置上的两个额外的泵/马达。
·24个叶片允许每转子和环的2倍的马达。
MHT增强器
·用于允许较低的泵送压力、以及较高的储存压力和储存效率。这将可能是与水乙二醇系统一起使用所必需的。
·还提供了储存压力的更好的灵活性,以适应泵/马达或辅助液压功能,诸如翻斗车或车载起重机等。
·注意,由于阀矩阵,系统可以根据需要在强化和去强化两者下工作。
叶片下压力增强器
为了确保叶片下压力始终高于联轴器压力。转矩通常将在装置的传动系上产生尖峰,这将导致装置中的压力尖峰。这是为了在叶片下压力上释放该尖峰,向下推动MHT叶片并且在叶片尖端上泄漏,这将导致联轴器出现不期望的滑动。
MHT+3双泵马达
·可变尺寸的泵/马达
此外,作为回顾,参考图17、图17A和图18(本文中论述的系统和设备在公共汽车和卡车上的应用:
用于卡车和公共汽车的马瑟斯起动器马达组合总体布局:
·使用安装在发动机与驱动齿轮之间的马瑟斯直列组合式流体变速器和起动器马达。
·用于公路上机械和非公路机械的组合式变速器联轴器和双高速度起动器马达。
·储存发动起气动蓄能器所需的液压能量。
·流体选择:矿物油-环保、防火安全的水凝胶。
·操作变速器以便为驱动轴和齿轮提供动力,并为起动器马达提供额外费用的增压液压动力,以放大驱动转矩。
·随着车辆速度的增加,至起动器马达的一个区段的流退出并且车辆速度增加,就像挂上高速档一样。
·随着车辆速度的增加,至第二马达区段的流动停止并且车辆速度再次增加。
·根据需要再次选择用于较高或较低速度操作的下一档位。
·预期的一般齿轮要求:
ο公共汽车操作-向前-两个档位-6种速度
ο卡车操作-向前-四个档位-12种速度
ο卡车或公共汽车-向后-一个档位-3种速度。
·用于所有公路上机械和非公路机械的具有双高速起动器马达的组合变速器联轴器
·平稳无冲击换档,以通过液压控制来消除尾轴和万向齿轮的损坏。
功能
·起动器马达
·传统叶片泵技术
·转子和环操作
·叶片捕获技术
应用
·具有液压动力再生的起动器系统
·任何操作的辅助动力源:起重机、翻斗车、垃圾车、推土机等,由双排量起动器马达组件提供
·允许特定应用的流量源和水平
益处
·环保、低成本和防火的水乙二醇,在特定应用中取代矿物油。
·无液压呜呜声以确保驾驶室噪音降低。
·没有由于换档、在从陡坡行驶期间突然的动力需求所导致的变速器冲击,这会对尾轴和万向驱动造成毁灭性的损坏,从而导致燃油增加和维修更换。
需要液压动力进行功能操作的典型车辆
消除了单独的液压泵需求,并且该动力源的额外成本和复杂性对于以下各项最低:
·倾斜/自卸卡车
·混凝土搅拌机/混凝土泵
·废弃物/垃圾收集
·流体传输动力源
·起重机操作
·军事用途
·再生制动能量捕获系统用于节省燃料,以满足彼得斯堡气候诊断目标。
马瑟斯节油系统
·显著减少燃料的再生机会
·驱动转矩放大机会。
·在不降低产生的驱动扭矩的情况下,通过显著降低齿轮装置来降低变速器寄生空档损失。
·减少导致工业排放和浪费燃料以及超速罚款的发动机功率波动。
·平稳无冲击地传递由于换档突然急剧负荷上升所导致的扭矩和动力,所述换档突然急剧负荷上升目前会破坏变速器齿轮、尾轴、万向节和轮胎,因此整体效率劣化会增加燃料使用量。
效率和益处:
·通过液压起动器和系统技术导致高达15%或更多的燃料节省。在动力再生的情况下20%至25%。
·高动态发动机起动/停止。
·对使用柴油、燃气发动机和电池动力车辆的重型车辆非常有益。
·在动力再生的情况下降低制动磨损。
·在道路速度下从发动机风扇转换到能量捕获风力涡轮机的燃料减少。
·为欧洲制造商协会(ACEA)反对到2025年将CO2排放量减少20%做出贡献,重要的是,包括具有自动变速器的公共汽车和车辆。
图像:
公共汽车模型示例
600CC PSC。300CC和150cc双马达。不同位移的马达叶片时间不相等。结果将是代替每12叶片马达的12步,用于更高气动转矩的24步马达,所述更高气动转矩目前估计比当前操作效率低30%或更多。
齿轮装置。600+300+150:1050。在大多数公共汽车和卡车上,即使在非常重的负荷的条件下,在陡坡上几秒钟内,在低速齿轮中压力增加到50%也是可接受的。虽然BULLDOGS被用作自动倾卸卡车、MACK和KENWORTH,但是他们现在具有额外的低速齿轮。
由于液压齿轮装置没有尾轴抖动(whip)偏转和擦伤差速器,所以压力控制更平稳。橡胶钢丝轮胎没有或减少轮胎抖动或反弹。
600+300+150:1050。几乎是转矩的两倍,即使压力上升很小。
600+300:900。
600+150:750。更换机械齿轮。
在公路上使用,这估计可以减少车辆齿轮的寄生损耗,从而减少1.5%至2%的燃料消耗。
在上文和下文中描述为方面/技术的以下非限制性示例中的每一个都可以独立存在,或者可以与一个或更多个其它示例以各种排列或组合的方式组合。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,所述系统包括:多个液压装置,所述多个液压装置通过一个或更多个轴以彼此串联布置的方式直列布置,所述液压装置中的每个液压装置包括:转子,所述转子被设置为绕轴线旋转;多个叶片,所述多个叶片中的每个叶片能够相对于所述转子在缩回位置与延伸位置之间移动,在所述延伸位置中所述多个叶片被配置成使邻近所述转子引入的液压流体工作;以及环,所述环被设置成至少部分地围绕所述转子。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,所述系统还包括转矩产生装置,所述转矩产生装置经由所述一个或更多个轴联接到所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,其中,所述一个或更多个轴包括直连轴,并且其中,所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置联接到所述直连轴。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,所述系统还包括与所述多个液压装置流体连通的能量储存装置,其中,所述液压流体能够选择性地作为使用从所述能量储存装置供应的所述液压流体的转矩产生装置的起动器马达来操作。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,其中,能量储存装置包括一个或更多个蓄能器。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,所述系统还包括阀组件,所述阀组件被配置成调节通向或来自所述一个或更多个蓄能器的所述液压流体的压力。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,其中,所述阀组件被配置成增强通向所述一个或更多个蓄能器的所述液压流体的压力。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,所述系统还包括控制器,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。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,其中,所述系统被配置成作为直连驱动联轴器、动力分流联轴器或叶片泵中的一个而独立地操作所述多个液压装置中的每个液压装置,并且其中,所述系统包括以转矩放大模式、起动器马达模式、驾驶辅助模式、发动机再生再充能模式和再生再充能中断模式中的一种或更多种模式来控制所述多个液压装置并且可选地控制一个或更多个附件的操作模式。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种系统,其中,所述液压装置的流体连通的内部部分和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。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,所述车辆系统包括:传动系统,所述传动系统由在一个或更多个轴所包括;多个液压装置,所述多个液压装置沿着所述传动系统串联布置,其中,所述多个液压装置中的每个液压装置被配置成在第一操作模式下能够作为叶片泵操作,并且被配置成在第二操作下能够作为液压联轴器操作以将所述至少一个输入轴与至少一个输出轴联接。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,其中,所述多个液压装置中的一些液压装置能够作为液压联轴器操作,而所述多个液压装置中的其它液压装置能够作为叶片泵操作。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,其中,一个或更多个附件与所述多个液压装置流体连通,并且被配置成从所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置接收液压流体。
在一些方面中,本文描述的技术涉及一种车辆系统,其中,所述一个或更多个附件包括液压泵马达、蓄能器和一个或更多个辅助系统中的一种或更多种。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,所述车辆系统还包括配置成增强至蓄能器的液压流体的压力的阀组件。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,其中,所述多个液压装置包括滚柱轴承。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,其中,所述多个液压装置中的至少一个液压装置安装到所述传动系统,并且允许所述传动系统作为单个轴穿过。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,其中,所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置具有四个或更多个腔室,液压流体在所述腔室中工作。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种车辆系统,其中,所述多个液压装置布置在以下各项之间并且在以下各项之间传递转矩:输出齿轮组件;以及转矩产生装置,所述转矩产生装置经由所述传动系统联接到所述多个液压装置。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种方法,包括:提供沿着车辆的传动系统串联布置的多个液压装置,所述多个液压装置中的每个液压装置被配置成能够选择性地作为液压联轴器和叶片泵中的一种来操作;以及控制所述多个液压装置并且可选地控制一个或更多个附件,以在各种操作模式下作为所述液压联轴器或叶片泵一起操作,所述各种操作模式包括转矩放大模式、起动器马达模式、驾驶辅助模式、发动机再生再充能模式和再生再充能中断模式中的至少一种模式。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种方法,所述方法包括:通过阀组件将液压流体从所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置泵送到所述一个或更多个附件,所述阀组件被配置成增强所述液压流体的压力。
在一些方面中,本文中描述的技术涉及一种方法,所述方法还包括:通过阀组件将液压流体从所述一个或更多个附件引导到所述多个液压叶片装置中的一个或更多个液压叶片装置。
以上详细描述包括对随附的附图的参考,附图形成详细描述的一部分。附图以图示说明的方式示出了可以实践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所示出或描述的之外的元件。然而,本发明人也考虑到其中仅提供所示出的或描述的那些元件的示例。此外,本发明人还考虑到使用所示出或描述的那些元件(或其一个或更多个方面)的任何组合或排列的示例,或者相对于特定示例(或其一个或更多个方面),或者相对于本文中示出或描述的其它示例(或其一个或更多个方面)。
如果本文件与通过引用并入的任何文件之间的用法不一致,则以本文件中的用法为准。
在本文件中,如专利文献中驱动的,术语“一”或“一个”被用于包括一个或一个以上,这独立于“至少一个”或“一个或更多个”的任何其它实例或用法。在本文件中,术语“或”被用于指非排他性或,使得“A或B”包括“A但不包括B”、“B但不包括A”以及“A和B”,除非另有说明。在本文件中,术语“包括(including)”和“其中(in which)”被用作相应的术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语同义词。此外,在随附的权利要求中,术语“包括”(“including”和“comprising”)是开放式的,即,包括除了在权利要求中这样的术语之后列出的那些元件之外的元件的系统、装置、物品、成分、构思或过程仍然被认为落入该权利要求的范围内。此外,在随附的权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标签,并不旨在对其对象强加数字要求。
以上描述旨在是说明性的,并且不是限制性的。例如,上文描述的示例(或其一个或更多个方面)可以彼此结合使用。在回顾上文的描述后,诸如由本领域普通技术人员可以使用其它实施例。提供摘要是为了符合37 C.F.R§1.72(b),以使读者能够快速确定技术公开的性质。应当理解的是,即,它不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。此外,在上文的具体实施方式中,可以将各种特征组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意思是未要求保护的公开特征对任何权利要求都是必要的。相反,本发明的主题可以位于少于特定公开的实施例的所有特征中。因此,以下权利要求作为示例或实施例结合到具体实施方式中,其中,每个权利要求作为单独的实施例独立存在,并且可以想到这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参考所附权利要求以及这些权利要求所享有的等同物的全部范围来确定。
功能概述——MHT+3X双泵/马达
术语的定义:
MHT——马瑟斯液力变速器
RPM——每分钟转数
FSV——节油叶片的(叶片夹紧)
功能模式概述:
1.MHT RPM>转矩放大模式。
2.MHT起动器模式。
3.驾驶辅助模式(开动)。
4.制动转矩再充能FSV模式(以HMT节油模式泵送)。
5.蓄能器低时发动机再充能(泵送)。
用于操作模式的功能描述的参考附图MUBER MTH-002.$.PDF
部件特征概述
6.滚柱叶片
7.泵/马达FSV(节油叶片的)。
8.HMT FSV(节油叶片的)。
9.叶片下压力控制。
系统特征概述
10.双泵/马达功能。
11.MHT增强器。
12.叶片下压力增强器。
15.起动器马达备用蓄能器。在主事件中蓄能器失效。
16.辅助用途的蓄能器功率或泵/马达功率。
17.通过“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”进行HMT抑制
18.通过“转矩控制控制回路阀”和“HMT再充能、抑制和离合器控制控制回路”实现离合器功能
19.通过“转矩控制控制回路阀”和“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”实现传动齿轮带延伸功能。
20.不同尺寸的泵/马达
21.增强器组和阀矩阵
布置概述
22.布置1:MHT+单双平衡叶片泵/马达
23.布置2:MHT+多双平衡叶片泵/马达
24.布置3:MHT+联轴器夹层双平衡叶片
泵/马达
25.布置4:MHT+多双平衡叶片泵/马达
7、8和9.FSV阀的。允许任一叶片下压力或叶片夹紧。
·叶片下压力确保叶片处于最外侧位置,并且压靠凸轮环防止任何泄漏。
·叶片夹紧通过锁定在缩回位置来防止叶片延伸,从而防止在可忽略不计的摩擦损失的情况下的任何泵送/开动。
10.双泵/马达。
·泵/马达由4个象限组成而不是2个象限,从而允许在一个转子和环布置上的2个泵/马达。
·24个叶片,允许每个转子和环安装2倍的马达。
6.滚柱叶片。滚柱倾斜叶片
·允许在MHT和泵/马达的所有象限上更高的叶片下压力
·允许使用水乙二醇和其它非油类基的泵送流体。
8.叶片夹。
叶片夹紧通过锁定在缩回位置来防止叶片延伸,从而防止任何泵送/开动,其中,摩擦损失可忽略不计。
9.叶片下压力
叶片下压力确保叶片处于最外侧位置,并且压靠凸轮环防止任何泄漏。
1、17、18和19.“HMT再充能、抑制和离合器控制扩展回路”。用于功能模式MHT>RPM转矩放大,离合器和变速器齿轮带延伸
17.通过“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”进行HMT抑制
·为任何传动系提供抑制,从而为任何HMT提供抑制压力尖峰
·21.增强器组和阀矩阵
·用于允许较低的泵送压力,其中,储存压力和储存效率较高。对于水乙二醇系统这可能是需要的。
·还提供了储存压力的更好的灵活性,以适应泵/马达或辅助液压功能,诸如翻斗车或车载起重机等。
·注意,由于阀矩阵,系统可以根据需要在强化和去强化两者下工作。
1、17、18和19.转矩控制控制回路阀
用于功能模式MHT>RPM转矩
放大、离合器和变速器齿轮带
2和3.驾驶辅助控制圈。用于功能模式起动器马达和驾驶辅助。
4和5.再充能控制控制回路阀
用于功能模式MHT>RPM转矩
放大、离合器和变速器齿轮带延伸
8.叶片夹(所示出的叶片捕获件)。
叶片夹紧通过锁定在缩回位置来防止叶片延伸,从而防止任何泵送/开动,其中,摩擦损失可忽略不计。
15.不同尺寸的泵/马达
将小、中、大泵/马达组合允许在利用多个泵/马达时增加的使用可变性。这需要确定在任何时候泵/马达位移小于当前联轴器位移量,从而允许持续的转矩放大。
MHT转矩放大模式
MHT 1∶0.3——30CC的9CC
模式功能描述
1.MHT-转矩放大
允许MHT打滑,从而产生MHT输入和输出轴速度的差异。由于不同的输入与输出轴速度而导致的过多的动力或功率以高压液压流的形式产生。这种流被引导通过输出轴上的叶片马达,从而允许转矩放大。
输入轴的角动量与输出轴的速度和转矩放大的差异可以被调整以适应通过调整位于MHT输出轴上的泵/马达“1至6”的使用的要求。相邻示出的是在操作时在泵/马达“1至3”的情况下MHT轴速度比为1∶0.3。
如果不需要过多的动力,则过多的油流可以依赖于蓄能器液位而行进到蓄能器。
1.1.MHT-无功能(在初始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.MHT-功能接合-转矩放大:
在所需的泵/马达上断开FSV模式。
斜升打开“转矩放大器控制控制回路”阀,以允许MHT打滑和通向泵/马达的流量分流,从而产生转矩放大。
1.3.MHT-功能操作-转矩放大:
“MHT再充能、抑制和离合器控制回路”可操作,以允许在MHT接合和操作期间抑制压力尖峰。当回路对蓄能器开路时抑制最有效,从而允许在与溢流阀相对的蓄能器内的高压氮气的抑制效果。这种抑制也将对蓄能器进行涓流充能。
2.MHT离合器:
MHT可以作为并取代传统汽车离合器使用。可以将MHT设置为以减少的能量损失将发动机从怠速调制到无速度、高达全驱动速度。
2.1.MHT离合器-无功能(在初始位置)
原始位置是发动机怠速,其中MHT联轴器上启用FSV叶片捕获模式。
所有泵/马达也处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
2.2.MHT离合器-功能接合和操作
禁用MHT联轴器上的FSV模式,其中所有油流通过“MHT控制回路”流向罐。轴比为1∶0。
所有泵马达上的FSV模式禁用,并且叶片接合。
通过斜升关闭“对罐阀的HMT再充能、抑制和离合器控制回路”并且斜升打开“转矩AMP控制回路”,流被引导到传动系泵马达,从而产生传动系的角动量。当速度和转矩被引导到传动系时,泵/马达“1至6”被在线/离线调节至所需的轮速度和转矩。
3.HMT-变速器齿轮带延伸:
由于HMT离合器将轴角速度放大到转矩,因此当每个齿轮的带可以通过调节通向泵/马达的油流来增加时,重型车辆上的齿轮数量可以被最小化。
(旁注:依赖于布置,完全取消传统变速器是可能的,并且通过将泵/马达的数量进一步增加到比相邻所示出的更多,仅利用HMT来满足所有变速器齿轮要求)。
转向马达模式(开动)
模式功能描述
1.起动器-开动
当发动机变速器处于空档时,通过使来自蓄能器的所储存的流被分流通过马达,可以在充当起动器马达的静止发动机上实现角速度。
1.1.起动器-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.起动器-功能接合-开动:
根据需要断开泵/马达上的FSV模式。
斜升打开“驾驶辅助控制回路”阀以产生通过锁定的MHT并进入发动机中的泵/马达1和2的角速度。
一旦发动机起动,发动机MHT和泵/马达就返回到FSV和发动机怠速模式以准备驱动。
由于发动机起动负载要求,仅需要6个泵/马达中的2个。
驾驶辅助模式(开动)
低转矩辅助——30CC的4CC
模式功能描述
1.驾驶辅助-开动
在持续驱动功率要求的情况下,系统可以用作驾驶辅助马达,由此来自蓄能器的所储存的流可以在发动机正在驱动时行进通过驱动轴马达。因此,通过所储存的液压能量施加到传动系的角转矩允许重型车辆除了储存液压能量之外还由发动机提供动力,从而使用较少燃料。
所示出的模式为使用仅6个泵/马达中的2个的低转矩辅助。如果需要除泵/马达之外的额外的转矩,则可以联机使用更高的储存能量率和更少的燃料。
1.1.驾驶辅助-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合-开动:
根据需要断开泵/马达上的FSV模式。
斜升打开“驾驶辅助控制回路”阀,从而允许液压流在泵/马达1和2上产生额外的转矩并进入传动系中。
如果需要,则可以通过使用额外的泵马达来调节转矩增加和驾驶辅助要求。
发动机再充能模式(泵送)
当蓄能器低水平或液位且需要发动机再充能时低压再充能——30CC的30CC
模式功能描述
1.发动机再充能。泵送
在液压能量储存耗尽且液压蓄能器内压力低的情况下,如果需要,则储存系统可以由于发动机功率而被再充能。
所示出的模式属于低液位且低压蓄能器由发动机再充能。
1.1.发动机再充能-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合和操作-开动:
变速器可以处于空档,或者重型车辆可以在低行驶载荷下开动。
根据需要断开泵上的FSV模式。
斜升“再充能控制回路”阀将高压流转移到蓄能器储存。
液压流可以被调节,以适应蓄能器内的液位水平。
功能概述——MHT+3X双泵/马达
术语的定义:
MHT——马瑟斯液力变速器
RPM——每分钟转数
FSV——节油叶片的(叶片夹紧)
功能模式概述:
1.MHT RPM>转矩放大模式。
2.MHT起动器模式。
3.驾驶辅助模式(开动)。
4.制动转矩再充能FSV模式(以HMT节油模式泵送)。
5.蓄能器低时发动机再充能(泵送)。
用于操作模式的功能描述的参考附图MUBER MTH-002.$.PDF
部件特征概述
6.滚柱叶片
7.泵/马达FSV(节油叶片的)。
8.HMT FSV(节油叶片的)。
9.叶片下压力控制。
系统特征概述
10.双泵/马达功能。
11.MHT增强器。
12.叶片下压力增强器。
15.起动器马达备用蓄能器。在主事件中蓄能器失效。
16.辅助用途的蓄能器功率或泵/马达功率。
17.通过“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”进行HMT抑制
18.通过“转矩控制控制回路阀”和“HMT再充能、抑制和离合器控制控制回路”实现离合器功能
19.通过“转矩控制控制回路阀”和“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”实现传动齿轮带延伸功能。
20.不同尺寸的泵/马达
21.增强器组和阀矩阵
布置概述
22.布置1:MHT+单双平衡叶片泵/马达
23.布置2:MHT+多双平衡叶片泵/马达
24.布置3:MHT+联轴器夹层双平衡叶片
泵/马达
25.布置4:MHT+多双平衡叶片泵/马达
7、8和9.FSV阀的。允许任一叶片下压力或叶片夹紧。
·叶片下压力确保叶片处于最外侧位置,并且压靠凸轮环防止任何泄漏。
·叶片夹紧通过锁定在缩回位置来防止叶片延伸,从而防止在可忽略不计的摩擦损失的情况下的任何泵送/开动。
10.双泵/马达。
·泵/马达由4个象限组成而不是2个象限,从而允许在一个转子和环布置上的2个泵/马达。
·24个叶片,允许每个转子和环安装2倍的马达。
6.滚柱叶片。滚柱倾斜叶片
·允许在MHT和泵/马达的所有象限上更高的叶片下压力
·允许使用水乙二醇和其它非油类基的泵送流体。
8.叶片夹。
叶片夹紧通过锁定在缩回位置来防止叶片延伸,从而防止任何泵送/开动,其中,摩擦损失可忽略不计。
9.叶片下压力
叶片下压力确保叶片处于最外侧位置,并且压靠凸轮环防止任何泄漏。
1、17、18和19.“HMT再充能、抑制和离合器控制扩展回路”。用于功能模式MHT>RPM转矩放大,离合器和变速器齿轮带延伸
17.通过“HMT再充能、抑制和离合器控制回路”进行HMT抑制
·为任何传动系提供抑制,从而为任何HMT提供抑制压力尖峰
·21.增强器组和阀矩阵
·用于允许较低的泵送压力,其中,储存压力和储存效率较高。对于水乙二醇系统这可能是需要的。
·还提供了储存压力的更好的灵活性,以适应泵/马达或辅助液压功能,诸如翻斗车或车载起重机等。
·注意,由于阀矩阵,系统可以根据需要在强化和去强化两者下工作。
1、17、18和19.转矩控制控制回路阀
用于功能模式MHT>RPM转矩
放大、离合器和变速器齿轮带
2和3.驾驶辅助控制圈。用于功能模式起动器马达和驾驶辅助。
4和5.再充能控制控制回路阀
用于功能模式MHT>RPM转矩
放大、离合器和变速器齿轮带延伸
8.叶片夹(所示出的叶片捕获件)。
叶片夹紧通过锁定在缩回位置来防止叶片延伸,从而防止任何泵送/开动,其中,摩擦损失可忽略不计。
15.不同尺寸的泵/马达
将小、中、大泵/马达组合允许在利用多个泵/马达时增加的使用可变性。这需要确定在任何时候泵/马达位移小于当前联轴器位移量,从而允许持续的转矩放大。
MHT转矩放大模式
MHT 1∶0.3——30CC的9CC
模式功能描述
1.MHT-转矩放大
允许MHT打滑,从而产生MHT输入和输出轴速度的差异。由于不同的输入与输出轴速度而导致的过多的动力或功率以高压液压流的形式产生。这种流被引导通过输出轴上的叶片马达,从而允许转矩放大。
输入轴的角动量与输出轴的速度和转矩放大的差异可以被调整以适应通过调整位于MHT输出轴上的泵/马达“1至6”的使用的要求。相邻示出的是在操作时在泵/马达“1至3”的情况下MHT轴速度比为1∶0.3。
如果不需要过多的动力,则过多的油流可以依赖于蓄能器液位而行进到蓄能器。
1.1.MHT-无功能(在初始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.MHT-功能接合-转矩放大:
在所需的泵/马达上断开FSV模式。
斜升打开“转矩放大器控制控制回路”阀,以允许MHT打滑和通向泵/马达的流量分流,从而产生转矩放大。
1.3.MHT-功能操作-转矩放大:
“MHT再充能、抑制和离合器控制回路”可操作,以允许在MHT接合和操作期间抑制压力尖峰。当回路对蓄能器开路时抑制最有效,从而允许在与溢流阀相对的蓄能器内的高压氮气的抑制效果。这种抑制也将对蓄能器进行涓流充能。
2.MHT离合器:
MHT可以作为并取代传统汽车离合器使用。可以将MHT设置为以减少的能量损失将发动机从怠速调制到无速度、高达全驱动速度。
2.1.MHT离合器-无功能(在初始位置)
原始位置是发动机怠速,其中MHT联轴器上启用FSV叶片捕获模式。
所有泵/马达也处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
2.2.MHT离合器-功能接合和操作
禁用MHT联轴器上的FSV模式,其中所有油流通过“MHT控制回路”流向罐。轴比为1∶0。
所有泵马达上的FSV模式禁用,并且叶片接合。
通过斜升关闭“对罐阀的HMT再充能、抑制和离合器控制回路”并且斜升打开“转矩AMP控制回路”,流被引导到传动系泵马达,从而产生传动系的角动量。当速度和转矩被引导到传动系时,泵/马达“1至6”被在线/离线调节至所需的轮速度和转矩。
3.HMT-变速器齿轮带延伸:
由于HMT离合器将轴角速度放大到转矩,因此当每个齿轮的带可以通过调节通向泵/马达的油流来增加时,重型车辆上的齿轮数量可以被最小化。
(旁注:依赖于布置,完全取消传统变速器是可能的,并且通过将泵/马达的数量进一步增加到比相邻所示出的更多,仅利用HMT来满足所有变速器齿轮要求)。
转向马达模式(开动)
模式功能描述
1.起动器-开动
当发动机变速器处于空档时,通过使来自蓄能器的所储存的流被分流通过马达,可以在充当起动器马达的静止发动机上实现角速度。
1.1.起动器-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.起动器-功能接合-开动:
根据需要断开泵/马达上的FSV模式。
斜升打开“驾驶辅助控制回路”阀以产生通过锁定的MHT并进入发动机中的泵/马达1和2的角速度。
一旦发动机起动,发动机MHT和泵/马达就返回到FSV和发动机怠速模式以准备驱动。
由于发动机起动负载要求,仅需要6个泵/马达中的2个。
驾驶辅助模式(开动)
低转矩辅助——30CC的4CC
模式功能描述
1.驾驶辅助-开动
在持续驱动功率要求的情况下,系统可以用作驾驶辅助马达,由此来自蓄能器的所储存的流可以在发动机正在驱动时行进通过驱动轴马达。因此,通过所储存的液压能量施加到传动系的角转矩允许重型车辆除了储存液压能量之外还由发动机提供动力,从而使用较少燃料。
所示出的模式为使用仅6个泵/马达中的2个的低转矩辅助。如果需要除泵/马达之外的额外的转矩,则可以联机使用更高的储存能量率和更少的燃料。
1.1.驾驶辅助-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合-开动:
根据需要断开泵/马达上的FSV模式。
斜升打开“驾驶辅助控制回路”阀,从而允许液压流在泵/马达1和2上产生额外的转矩并进入传动系中。
如果需要,则可以通过使用额外的泵马达来调节转矩增加和驾驶辅助要求。
发动机再充能模式(泵送)
当蓄能器低水平或液位且需要发动机再充能时
低压再充能——30CC的30CC
模式功能描述
1.发动机再充能。泵送
在液压能量储存耗尽且液压蓄能器内压力低的情况下,如果需要,则储存系统可以由于发动机功率而被再充能。
所示出的模式属于低液位且低压蓄能器由发动机再充能。
1.1.发动机再充能-无功能(在原始位置):
马达上无压力,MHT空压头,并且轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合和操作-开动:
变速器可以处于空档,或者重型车辆可以在低行驶载荷下开动。
根据需要断开泵上的FSV模式。
斜升“再充能控制回路”阀将高压流转移到蓄能器储存。
液压流可以被调节,以适应蓄能器内的液位水平。
再充能FSV模式(泵送)
高压中断转矩——30CC的4CC
模式功能描述
1.再充能INC HMT FSV模式-泵送
在重型车辆中断或下坡时,系统可以用作泵,从而允许中断转矩被转换成高压液压流并储存在系统蓄能器中。如果不需要与下坡情形相同的驱动功率,则MHT联轴器可以被设置为FSV模式,并且发动机可以处于怠速或关闭。
所示出的模式属于当重型车辆下坡时预期的中断转矩。根据需要,可以通过允许另外的泵联机来增大中断转矩。如果蓄能器属于液位低且压力低,则可以向多个泵送单元施加中断转矩,从而允许更快地对所累积的能量储存进行再充能。
1.1.再充能INC HMT FSV模式-无功能(在原始位置):
马达无压力,MHT无压头,轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合和操作-开动:
启用MHT FSV模式,从而允许发动机独立于传动系。
根据需要断开泵上的FSV模式,其中使流被引导到罐。
斜升“再充能控制回路”阀通过中断转矩将高压液压流转移到蓄能器储存。
液压流可以被调节,以适应所要求的中断转矩的水平或蓄能器内的液位水平。
功能性规格(参考模式附图)
规格(参考模式附图进行参考,第2至7页)
功能描述:
·8端口
··4×300CC和4×100CC
··非常大的外径的叶片泵
·12叶片
·具有转子叶片张紧环的滚子叶片
·节油叶片泵(FSV)技术
·中断事件期间受控的累积充能
·动力转向和辅助油流优先于蓄能器充油。
控制件在需要时按比例分流油
·独立于系统的叶片下
··转子叶片允许在整个回转期间的高叶片下压力
··消除由使叶片在改变节段时反弹的间歇的高叶片上压力导致的叶片分离问题。
··按比例控制叶片下压力,以适合整个负载和速度范围。
模式
··动力转向和辅助备用泵
···高、中和低流量模式
··发动机转向马达
··驾驶辅助
···高、中和低流量模式
··累积充能
··FSV(节油阀)空档模式
高和低模式
注意,干式阀和循环在泵送和发动模式两者中具有相同的功能。仅出于专利目的而示出重复功能。如果涉及,则循环阀也将允许中流量模式。
·干式阀允许在备用动力转向/辅助/蓄能器充能泵模式中的流量模式
·干式阀允许在驾驶辅助马达模式中的低流量模式,或
·循环阀允许在备用动力转向/辅助/蓄能器充能泵模式中的低和中流量模式
·循环阀允许在驾驶辅助马达模式中的低和中流量模式
再充能FSV模式(泵送)
高压中断转矩——30CC的4CC
模式功能描述
1.再充能INC HMT FSV模式-泵送
在重型车辆中断或下坡时,系统可以用作泵,从而允许中断转矩被转换成高压液压流并储存在系统蓄能器中。如果不需要与下坡情形相同的驱动功率,则MHT联轴器可以被设置为FSV模式,并且发动机可以处于怠速或关闭。
所示出的模式属于当重型车辆下坡时预期的中断转矩。根据需要,可以通过允许另外的泵联机来增大中断转矩。如果蓄能器属于液位低且压力低,则可以向多个泵送单元施加中断转矩,从而允许更快地对所累积的能量储存进行再充能。
1.1.再充能INC HMT FSV模式-无功能(在原始位置):
马达无压力,MHT无压头,轴速比为1∶1。
所有泵/马达均处于FSV模式。
指向罐的“再充能控制回路”(无信号)
1.2.驾驶辅助-功能接合和操作开动:
启用MHT FSV模式,从而允许发动机独立于传动系。
根据需要断开泵上的FSV模式,其中使流被引导到罐。
斜升“再充能控制回路”阀通过中断转矩将高压液压流转移到蓄能器储存。
液压流可以被调节,以适应所要求的中断转矩的水平或蓄能器内的液位水平。
功能性规格(参考模式附图)
规格(参考模式附图进行参考,第2至7页)
功能描述:
·8端口
··4×300CC和4×100CC
··非常大的外径的叶片泵
·12叶片
·具有转子叶片张紧环的滚子叶片
·节油叶片泵(FSV)技术
·中断事件期间受控的累积充能
·动力转向和辅助油流优先于蓄能器充油。
控制件在需要时按比例分流油
·独立于系统的叶片下
··转子叶片允许在整个回转期间的高叶片下压力
··消除由使叶片在改变节段时反弹的间歇的高叶片上压力导致的叶片分离问题。
··按比例控制叶片下压力,以适合整个负载和速度范围。
模式
··动力转向和辅助备用泵
···高、中和低流量模式
··发动机转向马达
··驾驶辅助
···高、中和低流量模式
··累积充能
··FSV(节油阀)空档模式
高和低模式
注意,干式阀和循环在泵送和发动模式两者中具有相同的功能。仅出于专利目的而示出重复功能。如果涉及,则循环阀也将允许中流量模式。
·干式阀允许在备用动力转向/辅助/蓄能器充能泵模式中的流量模式
·干式阀允许在驾驶辅助马达模式中的低流量模式,或
·循环阀允许在备用动力转向/辅助/蓄能器充能泵模式中的低和中流量模式
·循环阀允许在驾驶辅助马达模式中的低和中流量模式。

Claims (22)

1.一种系统,包括:
多个液压装置,所述多个液压装置通过一个或更多个轴以彼此串联布置的方式直列布置,所述液压装置中的每个液压装置包括:
转子,所述转子被设置为绕轴线旋转;
多个叶片,所述多个叶片中的每个叶片能够相对于所述转子在缩回位置与伸出位置之间移动,在所述伸出位置所述多个叶片被配置成使邻近所述转子引入的液压流体工作;以及
环,所述环被设置成至少部分地围绕所述转子。
2.根据权利要求1所述的系统,还包括转矩产生装置,所述转矩产生装置经由所述一个或更多个轴联接到所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统,其中,所述一个或更多个轴包括直连轴,并且其中,所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置联接到所述直连轴。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统,还包括与所述多个液压装置流体连通的能量储存装置,其中,所述液压流体能够选择性地作为使用从所述能量储存装置供应的所述液压流体的转矩产生装置的起动器马达来操作。
5.根据权利要求4所述的系统,其中,所述能量储存装置包括一个或更多个蓄能器。
6.根据权利要求5所述的系统,还包括阀组件,所述阀组件被配置成调节通向或来自所述一个或更多个蓄能器的所述液压流体的压力。
7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述阀组件被配置成增强通向所述一个或更多个蓄能器的所述液压流体的压力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统,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。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统,其中,所述系统被配置成作为直连驱动联轴器、动力分流联轴器或叶片泵中的一个而独立地操作所述多个液压装置中的每个液压装置,并且其中,所述系统包括以转矩放大模式、起动器马达模式、驾驶辅助模式、发动机再生再充能模式和再生再充能中断模式中的一种或更多种模式来控制所述多个液压装置并且可选地控制一个或更多个附件的操作模式。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统,其中,所述液压装置的流体连通的内部部分和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。
11.一种车辆系统,包括:
传动系统,所述传动系统包括一个或更多个轴,所述一个或更多个轴包括输入轴;和
多个液压装置,所述多个液压装置沿着所述传动系统串联布置,其中,所述多个液压装置中的每个液压装置被配置成在第一操作模式下能够作为叶片泵操作,并且被配置成在第二操作模式下能够作为液压联轴器操作以将所述输入轴与至少一个输出轴联接。
12.根据权利要求11所述的车辆系统,其中,所述多个液压装置中的一些液压装置能够作为液压联轴器操作,而所述多个液压装置中的其它液压装置能够作为叶片泵操作。
13.根据权利要求11至1 2中任一项所述的车辆系统,其中,一个或更多个附件与所述多个液压装置流体连通,并且被配置成从所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置接收液压流体。
14.根据权利要求13所述的车辆系统,其中,所述一个或更多个附件包括液压泵马达、蓄能器和一个或更多个辅助系统中的一种或更多种。
15.根据权利要求14所述的车辆系统,还包括阀组件,所述阀组件被配置成增强通向所述蓄能器的所述液压流体的压力。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的车辆系统,其中,所述多个液压装置包括滚柱轴承。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的车辆系统,其中,所述多个液压装置中的至少一个液压装置安装到所述传动系统,并且允许所述传动系统作为单个轴穿过。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的车辆系统,其中,所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置具有四个或更多个腔室,液压流体在所述腔室中工作。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的车辆系统,其中,所述多个液压装置布置在以下各项之间并且在以下各项之间传递转矩:
输出齿轮组件;和
转矩产生装置,所述转矩产生装置经由所述传动系统联接到所述多个液压装置。
20.一种方法,包括:
提供沿着车辆的传动系统串联布置的多个液压装置,所述多个液压装置中的每个液压装置被配置成能够选择性地作为液压联轴器和叶片泵中的一种来操作;和
控制所述多个液压装置和一个或更多个附件,以在各种操作模式下作为所述液压联轴器或叶片泵一起操作,所述各种操作模式包括转矩放大模式、起动器马达模式、驾驶辅助模式、发动机再生再充能模式和再生再充能中断模式中的至少一种模式。
21.根据权利要求20所述的方法,包括:通过阀组件将液压流体从所述多个液压装置中的一个或更多个液压装置泵送到所述一个或更多个附件,所述阀组件被配置成增强所述液压流体的压力。
22.根据权利要求20所述的方法,还包括:通过阀组件将液压流体从所述一个或更多个附件引导到所述多个液压叶片装置中的一个或更多个液压叶片装置。
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