用于液壓混合動力車輛的緊湊液壓模塊的制作方法
【專利摘要】一種用于向車輛提供驅(qū)動能量的緊湊液壓模塊(12)，其包括：其中容置有液壓馬達(11)的外殼，所述液壓馬達包括：布置在共用固定板(8)的一側一個的分配板(13)和缸(9)以及布置在所述板和缸之間并且與所述板和所述缸配合的鉸接軸向活塞(6，7)；所述液壓馬達將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動包含在同一外殼中的差速器的扭矩形式的機械能，所述差速器的輸出軸(3)聯(lián)接至車輛的驅(qū)動輪；所述差速器包括：包含與行星齒輪(2)配合的衛(wèi)星小齒輪(1)的殼體(4)，所述行星齒輪與聯(lián)接至車輛的驅(qū)動輪的差速器的輸出軸連成一體，所述行星齒輪構造為向輸出軸分配扭矩，其中，差速器可旋轉(zhuǎn)地裝配在液壓馬達內(nèi)部，液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線(XX’)與差速器的旋轉(zhuǎn)軸線重合在一起。
【專利說明】用于液壓混合動力車輛的緊湊液壓模塊
[0001]本發(fā)明要求于2012年2月24日遞交的法國申請1251721的優(yōu)先權，其全部內(nèi)容(正文、權利要求和附圖)并入該處引作參考。

【技術領域】
[0002]本發(fā)明涉及一種液壓混合動力車輛，并且更具體地涉及包括一個或多個液壓馬達的液壓模塊，所述一個或多個液壓馬達聯(lián)接至車輛差速器，以便向車輛的車輪提供驅(qū)動能量。

【背景技術】
[0003]液壓混合動力車輛與電混合動力車輛的不同之處在于液壓能源取代原始的電能源。
[0004]在一種液壓混合動力車輛中，傳統(tǒng)變速箱被閉合液壓回路取代或完善。
[0005]旋轉(zhuǎn)能源(經(jīng)常是熱發(fā)動機甚至電動機)驅(qū)動具有高精密度的一個或多個容積液壓泵，優(yōu)選具有可變工作容量。
[0006]液壓泵將機械能轉(zhuǎn)換為液壓能。該能量被存儲在一個或多個高壓蓄能器中，然后被釋放到一個/多個液壓馬達中以推動車輛。由此，液壓馬達將液壓能轉(zhuǎn)換為機械能。
[0007]已知液壓混合動力傳動系統(tǒng)的多種結構類型:
[0008]串聯(lián)”結構，
[0009]并聯(lián)”結構或者
[0010]-“分流”結構(使用一個或多個行星齒輪總成分流功率)。
[0011]使用“并聯(lián)”類型的傳動系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)通常加在車輛的傳統(tǒng)傳動系統(tǒng)上，作用是優(yōu)化初始系統(tǒng)。
[0012]“串聯(lián)”類型的傳動系統(tǒng)，完全取代傳統(tǒng)的傳動系統(tǒng)結構:其包括熱發(fā)動機和車輪之間的液壓連接。
[0013]“分流”類型的傳動系統(tǒng)是能夠獲得串聯(lián)或并聯(lián)傳動系統(tǒng)的混合結構。
[0014]還已知聯(lián)接至不同液壓傳動系統(tǒng)結構的不同類型的液壓泵或液壓馬達。
[0015]用于這種傳動系統(tǒng)的液壓泵(或馬達，根據(jù)旋轉(zhuǎn)方向和用途)經(jīng)常是活塞式容積泵，尤其是具有旋轉(zhuǎn)筒體的線性軸向活塞式泵。
[0016]還使用的另一類容積泵是軸向活塞式泵。
[0017]在容積泵中，流體被隔離在具有可變?nèi)莘e的艙室中，以便從抽吸區(qū)域(低壓)向推出區(qū)域(高壓)轉(zhuǎn)移。
[0018]該類型的泵稱為容積泵，因為其在每個運行循環(huán)輸送流體容積，每個運行循環(huán)的容積稱為工作容量。
[0019]通常，對于較高的液壓壓力(大于300bars)，針對具有折式軸的泵或者具有輥上的徑向活塞的泵，使用具有墊塊或鉸接類型的軸向活塞式泵。
[0020]在液壓傳動系統(tǒng)的范圍中，用液壓馬達驅(qū)動差速器需要差速器和一個或兩個液壓馬達的體積(尤其見文件US2005070390或者W02005075233)。
[0021]對于推進器的前、后牽引系統(tǒng)以及對于越野車(4X4)的前和/或后和/或中央牽引系統(tǒng)，在前差速器殼體上加接液壓部件。該技術方案在理論上具有簡單的結構，然而由于這些結構相對較大的體積，實施在發(fā)動機室和后底座中較為困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0022]本發(fā)明的目的在于提供一種具有簡單結構的緊湊液壓模塊，易于在車輛中實施同時最大化地保留所需要的車輛液壓混合動力有機結構。
[0023]為此，本發(fā)明提供一種用于向車輛提供驅(qū)動能量的緊湊液壓模塊，其包括:其中容置有液壓馬達的外殼，所述液壓馬達包括:布置在共用固定板的一側一個的分配板和缸以及布置在所述板和缸之間并且與所述板和所述缸配合的鉸接自由活塞；所述液壓馬達將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動包含在同一外殼中的差速器的扭矩形式的機械能，所述差速器的輸出軸聯(lián)接至車輛的驅(qū)動輪；所述差速器包括:包含與行星齒輪配合的衛(wèi)星小齒輪的殼體，所述行星齒輪與聯(lián)接至車輛的驅(qū)動輪的差速器的輸出軸連成一體，所述行星齒輪構造為向輸出軸分配扭矩，其中，差速器可旋轉(zhuǎn)地裝配在液壓馬達內(nèi)部，所述液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線與差速器的旋轉(zhuǎn)軸線重合在一起。
[0024]本發(fā)明的重點在于得益于用鉸接自由活塞的原理將差速器一體化在液壓馬達內(nèi)部從而獲得空間。
[0025]發(fā)動機罩下方的空間和/或車輛底板下方的空間與液壓混合動力車輛的一個或兩個液壓馬達的體積相等。
[0026]差速器的殼體充當液壓馬達的泵的本體。這能夠在發(fā)動機罩下方獲得等于差速器體積的空間，同時保留相同的傳統(tǒng)差速器。
[0027]對于串聯(lián)液壓混合動力系統(tǒng)，該一體化省去了齒輪/差速器冠齒輪之間的聯(lián)接。
[0028]唯一的模塊充當差速器和液壓泵。這能夠在發(fā)動機罩下方獲得空間并且還能夠簡化液壓混合動力系統(tǒng)的結構。
[0029]差速器和液壓馬達的支撐軸使用相同的滾動軸承。
[0030]差速器的潤滑通過液壓馬達的油執(zhí)行。(密封類型的差速器)
[0031]液壓模式的部件的實施是完全對稱的。右邊的子組件與左邊的子組件相同。
[0032]對于可變工作容量的發(fā)動機，通過使板的方向相反，可有利地使用液壓模塊以便回收剎車時或者倒車行駛時的能量。
[0033]這些功能還可以通過使低壓和高壓輸出相反并且進行液壓控制獲得。
[0034]然后液壓馬達變成為高壓蓄能器充電的泵。
[0035]將液壓馬達和差速器一體化在液壓模塊的同一外殼中可以最大化地保留所想要的液壓混合動力有機結構。
[0036]由此，對車輪轂軸和減速器沒有進行修改，通常為了使液壓馬達一體化需要進行修改。當想要減小發(fā)動機的尺寸時減速器是必不可少的，因此，為了傳送相同的功率，應當增加發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，這會變得與車輪的轉(zhuǎn)速不相容。
[0037]這種類型的裝配對于懸掛的舒適性是不利的，這是由于增加了非懸掛的質(zhì)量(向車輪增加的發(fā)動機和減速器的質(zhì)量)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]參考附圖閱讀以下僅作為非限制性示例給出的說明書，本發(fā)明將更容易理解，其它優(yōu)點也將更加清楚:
[0039]-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的液壓模塊的縱向剖視簡圖；以及
[0040]-圖2示出根據(jù)本發(fā)明的液壓模塊的縱向剖視圖。

【具體實施方式】
[0041 ] 在附圖中，相同的附圖標記代表相同的部件。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的緊湊液壓模塊包括其中容置有液壓馬達11的外殼16。
[0043]液壓模塊還包括容置在同一外殼中的差速器，其輸出軸3聯(lián)接到車輛的驅(qū)動輪。
[0044]差速器包括殼體4，其包含與行星齒輪2配合的衛(wèi)星小齒輪I，所述行星齒輪與聯(lián)接到車輛驅(qū)動輪(未示出)的差速器輸出軸連成一體。
[0045]衛(wèi)星小齒輪的軸14的自由端與差速器的殼體連成一體。
[0046]衛(wèi)星小齒輪與行星齒輪配合以向輸出軸分配扭矩。
[0047]差速器可旋轉(zhuǎn)地裝配在液壓馬達的內(nèi)部，液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線XX’與差速器的旋轉(zhuǎn)軸線合在一起。
[0048]差速器的殼體包括每個具有凸緣的半殼體。兩個凸緣彼此一體地固定并且限定液壓馬達的第一和第二子組件的共用板，所述第一子組件和第二子組件布置在共用板的一側一個，并且以差速器的旋轉(zhuǎn)軸線為中心。
[0049]在液壓模塊的外殼中心布置有:沿與液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線經(jīng)過的平面垂直的平面延伸的共用板。
[0050]兩個凸緣的聯(lián)結平面10限定液壓馬達(因此液壓模塊)的差速器的豎直對稱平面。
[0051]液壓馬達的第一和第二子組件的部件是相同的并且相對于聯(lián)接平面對稱布置。
[0052]每個子組件包括一系列活塞6，其第一端通過鉸接連接件聯(lián)接至板，其第二端可滑動地接收在缸9的缸體(或襯套)中。
[0053]缸貼靠在分配板13上，所述分配板本身撐靠在液壓模塊的外殼的內(nèi)壁上。
[0054]缸以及分配板所貼靠的壁相對于兩個凸緣的接合平面傾斜確定的非零角度(約為 15° 至 22° )。
[0055]每個缸包括確定數(shù)量的襯套，分別覆蓋活塞的兩端。襯套的底部包括確保與分配板連通的孔，以便在液壓馬達的抽吸模式或者推出模式使流體通過。
[0056]差速器的每個半殼體包括以液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線為中心沿與凸緣相反的方向延伸的圓柱形延伸部。
[0057]該延伸部限定液壓馬達的軸，包括接收與行星齒輪連成一體的差速器輸出軸的其中之一的內(nèi)凹室(1gement)。
[0058]液壓馬達的每個軸都包括限定第一圓柱軸頸的第一凸肩，軸承5，尤其是滾珠軸承(或者錐形軸承)，裝配在所述第一圓柱軸頸上，允許可旋轉(zhuǎn)地支撐液壓模塊的外殼中的液壓馬達的軸。
[0059]液壓馬達的每個軸都包括限定與第一圓柱軸頸相鄰的第二圓柱軸頸的第二凸肩，具有固定中心的滾珠等速萬向節(jié)15裝配在可旋轉(zhuǎn)地支撐缸和分配板的第二圓柱軸頸上。
[0060]液壓模塊11由一體化在具有鉸接軸向活塞的液壓馬達內(nèi)部的傳統(tǒng)差速器構成。
[0061]液壓馬達11還包括相對于接合平面對稱的兩個子組件。每個部分包括鉸接活塞、缸和以及發(fā)動機的左右兩部分共用的固定板的組件，作為差速器的殼體的一部分。
[0062]液壓馬達11將蓄能器和/或泵的液壓流量/液壓壓力轉(zhuǎn)化為機械扭矩。
[0063]由液壓馬達產(chǎn)生的扭矩被施加到固定板上，所述固定板將所述扭矩穿過衛(wèi)星門的軸線(I’ axe du porte satellite)傳遞到衛(wèi)星小齒輪和與車輪(未示出)連成一體的行星齒輪上。
[0064]在該階段，重新回到傳統(tǒng)差速器的運行。
[0065]可具有圖中的兩種情況:
[0066]在圖中的第一種情況下，分別與車輪相連的兩個輸出軸以相同速度轉(zhuǎn)動:因此旋轉(zhuǎn)力均衡地分布并且衛(wèi)星小齒輪不轉(zhuǎn)動。
[0067]在圖中的第二種情況下，兩個輸出軸不以相同速度轉(zhuǎn)動:衛(wèi)星小齒輪被驅(qū)動并且向軸轉(zhuǎn)移附加旋轉(zhuǎn)，由此所述軸以較高速度轉(zhuǎn)動。
[0068]因而，傳統(tǒng)變速箱以及差速器的冠齒輪有利地由液壓馬達取代，所述液壓馬達由存儲在蓄能器中或者由泵提供的液壓壓力產(chǎn)生扭矩，并且將所述扭矩直接施加至差速器的殼體。
[0069]無論液壓馬達/泵中的活塞數(shù)量、差速器中的衛(wèi)星小齒輪數(shù)量以及等速萬向節(jié)的類型如何本發(fā)明都可以應用。
[0070]本發(fā)明還可以應用到泵的其它技術，例如徑向活塞式泵。
[0071]本發(fā)明可以應用到兩個驅(qū)動輪的車輛的前差速器和/或后差速器以及四個驅(qū)動輪的車輛的中央差速器。
[0072]在一個變型中，在想要向靜壓傳動系統(tǒng)增加具有一個或多個變速比齒輪的傳統(tǒng)變速箱的情況下，根據(jù)本發(fā)明的液壓模塊可包括具有冠齒輪的差速器。在這種情況下，傳統(tǒng)變速箱通過差速器的冠齒輪將扭矩傳遞給差速器，液壓馬達通過差速器的殼體將扭矩傳遞給差速器。
【權利要求】
1.一種用于向車輛提供驅(qū)動能量的緊湊液壓模塊(12)，其包括:其中容置有液壓馬達(11)的外殼，所述液壓馬達包括:布置在共用固定板(8)的一側一個的分配板(13)和缸(9)以及布置在所述板和缸之間并且與所述板和所述缸配合的鉸接軸向活塞出，7);所述液壓馬達將來自加壓流體的能量轉(zhuǎn)化為驅(qū)動包含在同一外殼中的差速器的扭矩形式的機械能，所述差速器的輸出軸(3)聯(lián)接至車輛的驅(qū)動輪；所述差速器包括:包含與行星齒輪(2)配合的衛(wèi)星小齒輪(I)的殼體(4)，所述行星齒輪與聯(lián)接至車輛的驅(qū)動輪的差速器的輸出軸連成一體，所述行星齒輪構造為向輸出軸分配扭矩，其中，差速器可旋轉(zhuǎn)地裝配在液壓馬達內(nèi)部，液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線(XX’ )與差速器的旋轉(zhuǎn)軸線重合在一起。
2.根據(jù)權利要求1所述的液壓模塊，其特征在于，差速器的殼體包括每個均具有一個凸緣的兩個半殼體；兩個凸緣彼此一體地固定并且限定液壓馬達的第一和第二子組件共用的共用板，所述第一子組件和第二子組件布置在共用板的一側一個，并且以差速器的旋轉(zhuǎn)軸線為中心；每個子組件包括一系列活塞，所述一系列活塞的第一端通過鉸接連接件聯(lián)接至板，其第二端可滑動地接收在缸中；所述缸貼靠分配板上，所述分配板撐靠在液壓馬達的外殼的內(nèi)壁上。
3.根據(jù)權利要求2所述的液壓模塊，其特征在于，每個缸均包括分別接收活塞兩端的襯套；所述襯套的底部與分配板連通，以便在液壓馬達處于抽吸模式或推出模式時使流體通過。
4.根據(jù)權利要求3所述的液壓模塊，其特征在于，差速器布置在液壓模塊的外殼的中心；所述共用板沿與液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線經(jīng)過的平面垂直的平面延伸。
5.根據(jù)權利要求4所述的液壓模塊，其特征在于，差速器的每個半殼體均包括以液壓馬達的旋轉(zhuǎn)軸線為中心的沿與凸緣相反的方向延伸的圓柱形延伸部；所述延伸部限定液壓馬達的軸，所述液壓馬達的軸包括接收與行星齒輪連成一體的差速器輸出軸的其中之一的內(nèi)凹室。
6.根據(jù)權利要求5所述的液壓模塊，其特征在于，液壓馬達的每個軸均包括限定第一圓柱軸頸的第一凸肩，軸承(5)裝配在所述第一圓柱軸頸上，允許可旋轉(zhuǎn)地支撐液壓模塊的外殼中的液壓馬達的軸。
7.根據(jù)權利要求6所述的液壓模塊，其特征在于，缸以及分配板所貼靠的壁相對于兩個凸緣的接合平面(10)傾斜確定的非零角度。
8.根據(jù)權利要求7所述的液壓模塊，其特征在于，液壓馬達的每個軸均包括限定與第一圓柱軸頸相鄰的第二圓柱軸頸的第二凸肩，等速萬向節(jié)(15)裝配在可旋轉(zhuǎn)地支撐缸和分配板的第二圓柱軸頸上。
9.一種包括根據(jù)上述權利要求中任一項所述的緊湊液壓模塊的液壓混合動力車輛。
10.根據(jù)權利要求9所述的液壓混合動力車輛，其特征在于，所述車輛是串聯(lián)混合動力車輛。
【文檔編號】B60K17/16GK104136258SQ201380010719
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年1月30日 優(yōu)先權日:2012年2月24日
【發(fā)明者】M·詹諾尼, M·瓦舍爾 申請人:技術推進公司