專利名稱：靜液減速器泵及馬達的制作方法
技術領域：
本發(fā)明大體涉及一種泵/馬達，其被設置為選擇性地作為輸出減速器或起動馬達工作。
背景技術：
當以傳統(tǒng)方式使車輛停止時，必需通過制動系統(tǒng)來吸收車輛的動能。上述能量吸收會劣化諸如制動襯塊等制動系統(tǒng)組件，還會產(chǎn)生必需被耗散掉的熱量。此外，通常不會保存上述被吸收的能量以進一步利用，由此浪費了潛在有價值的能源。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種布置在變速器與差速器之間的靜液減速器泵及馬達設備。該設備包括可旋轉(zhuǎn)地支撐軸的殼體。該軸包括第一偏心部及第二偏心部。多個活塞布置在所述殼體內(nèi)，并可與所述第一偏心部接合。多個閥也布置在所述殼體內(nèi)，并可與所述第二偏心部接合。所述多個閥構(gòu)造為選擇性地將所述多個活塞與所述低壓蓄液器或與所述高壓蓄液器連接?？梢岳幂S旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動所述多個活塞，并由此將液壓液從所述低壓蓄液器傳輸至所述高壓蓄液器，使得向所述軸施加阻力并使車輛輸出減速?；蛘撸梢岳脕碜运龈邏盒钜浩鞯囊簤阂簛眚?qū)動所述多個活塞，并由此為所述車輛提供動力。
殼體可界定有脫離通道，通過該脫離通道可傳輸液壓液以使所述多個活塞縮回以脫離與所述第一偏心部的接合，并使所述多個閥縮回以脫離與所述第二偏心部的接合，由此向所述軸施加較小的阻力，并改進所述車輛的燃油經(jīng)濟性。
所述殼體可界定有將所述低壓蓄液器與所述多個閥耦合的徑向內(nèi)通道以及將所述高壓蓄液器與所述多個閥耦合的徑向外通道。
所述殼體可界定有將所述多個活塞與所述多個閥耦合的活塞傳輸通道。
所述多個閥可以是柱形閥。
結(jié)合附圖，通過對實施本發(fā)明的優(yōu)選模式的詳細描述，可以容易地理解本發(fā)明的上述特征及優(yōu)點以及其他特征及優(yōu)點。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的車輛的示意性視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的泵的剖視圖；圖3是圖2的泵的多個活塞的剖視圖；及圖4是圖2的泵的多個閥的剖視圖。
具體實施例方式
參考附圖，其中類似的參考標號表示類似的組件，圖1示出了根據(jù)本發(fā)明示意性示出的車輛10。車輛10包括可操作地連接至變速器12的發(fā)動機11。變速器12經(jīng)由變速器輸出軸14可操作地連接至差速器16。差速器16耦合至車輛10的車輪18?？赏ㄟ^變速器12、差速器16將來自發(fā)動機11的輸出傳輸至車輪18以驅(qū)動車輛10。
泵20可操作地連接至變速器12與差速器16之間的變速器輸出軸14。泵20優(yōu)選地是(將在以下詳述的)徑向活塞泵。泵20可以在可選擇以優(yōu)化車輛10性能的三種模式中的一種工作。
在泵20的第一工作模式期間，泵20起輸出減速器的作用。在本發(fā)明中，“輸出減速器”被定義為適于施加制動轉(zhuǎn)矩并由此使車輛10減速的裝置。隨著車輛10減速，車輪18通過差速器16傳輸旋轉(zhuǎn)運動，由此反向驅(qū)動變速器輸出軸14。利用被反向驅(qū)動變速器輸出軸14的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動或激勵泵20，泵20被設置為將液壓液22從低壓蓄液器24傳輸至高壓蓄液器26。低壓蓄液器24及高壓蓄液器26是本領域技術人員公知的傳統(tǒng)裝置，因此不會在以下詳述。低壓蓄液器24優(yōu)選地以約200pis來存儲液壓液22，而高壓蓄液器26優(yōu)選地以約5000psi來存儲液壓液22。
隨著泵20被變速器輸出軸14的轉(zhuǎn)動驅(qū)動以將液壓液22從低壓蓄液器24傳輸至高壓蓄液器26，泵20還對變速器輸出軸14施加阻力，其起減速車輛10作用。因此泵20起輸出減速器的作用，由此車輛制動系統(tǒng)(未示出)將承受較少的損耗及熱量。此外，被泵20吸收的動能的至少一部分以加壓液壓液22的形式被保存在高壓蓄液器26內(nèi)。
在泵20的第二工作模式期間，泵20起馬達的作用。優(yōu)選地在車輛10從停止被加速時選擇該模式。為了將泵20用作馬達，加壓液壓液22從高壓蓄液器26通過泵20被傳輸進入低壓蓄液器24。將在以下詳述，對加壓液壓液22的上述傳輸驅(qū)動了泵20。液壓驅(qū)動的泵20產(chǎn)生轉(zhuǎn)動變速器輸出軸14的轉(zhuǎn)矩。變速器輸出軸14的轉(zhuǎn)動通過差速器16被傳輸至車輪18，由此車輛10被驅(qū)動。本發(fā)明優(yōu)選地將泵20用作馬達以補充由發(fā)動機11提供的動力，由此改進車輛10的燃油經(jīng)濟性。但是，在預定時間段期間使用泵20作為唯一的動力源也是可沒想到的。
在泵20的第三工作模式期間，泵20被有效地停止。在車輛10以大致恒定的速度行駛時優(yōu)選地選擇該模式。通過使泵20停止，使施加至變速器輸出軸14的阻力最小化，由此減小了旋轉(zhuǎn)損耗。換言之，通過在不需要時使泵20停止，改進了車輛10的效率及燃油經(jīng)濟性。
參考圖2，更詳細地示出了泵20。泵20包括具有兩個裝配在一起的部件(即泵體42及蓋體44)的泵殼體40。泵體42利用第一軸承組件48及第二軸承組件50來可旋轉(zhuǎn)地支撐軸46。軸46界定了第一端部54及第二端部58。軸46包括第一偏心部60及第二偏心部62，兩者相對于軸46的其余部分的轉(zhuǎn)軸64偏移。中心泵腔70徑向地界定在軸46與泵體42之間，并軸向地延伸以包括偏心部60及62兩者。軸46優(yōu)選地保持適于與泵體42接合的多個密封件72，由此密封中心泵腔。
第一凸緣52固定至軸46的第一端部54，而第二凸緣56固定至軸46的第二端部58，由此第一凸緣52、軸46及第二凸緣56一起旋轉(zhuǎn)。第一凸緣52可操作地連接至變速器12(如圖1所示)，而第二凸緣56可操作地連接至差速器16(如圖1所示)。因此，可將來自變速器12的轉(zhuǎn)動通過第一凸緣52、軸46、第二凸緣56及差速器16傳輸車輪18(如圖1所示)以驅(qū)動車輛10(如圖1所示)。相反，可將來自車輪18的轉(zhuǎn)動通過差速器16、第二凸緣56、軸46及第一凸緣52傳輸至變速器12。
泵體42界定有多個活塞腔74，每一者都相對于轉(zhuǎn)軸64在徑向方向上延伸?；钊?4以圓形方式大致均勻地間隔開。每個活塞腔74都在其面向偏心部60的端部開口并在相對端以壓力密封方式由活塞腔塞76封閉。活塞78布置在各個活塞腔74中，且每個活塞78都在徑向方向上可位移?；钊?8大致中空，由此界定活塞腔80?；钊麖椈?2布置抵靠活塞腔塞76的內(nèi)側(cè)，且其相對端抵靠中空活塞78的頭部84布置?；钊^部84被活塞彈簧82抵壓以與偏心部60接合。
泵體42還界定有多個閥腔90，每一者都相對于轉(zhuǎn)軸64在徑向方向上延伸。閥腔90以圓形方式大致均勻地間隔開。每個閥腔90都在其面向偏心部62的端部開口并在相對端以壓力密封方式由閥腔塞92封閉。閥94被布置在各個閥腔90中，且每個閥94都在徑向方向上可位移。閥94優(yōu)選地為例如授權(quán)于Gleasman等人的美國專利號6,095,192中描述的柱形閥，通過引用將該專利文獻的內(nèi)容包含在本說明書中。閥94包括閥彈簧96及閥體98。閥彈簧96抵靠閥腔塞92的內(nèi)側(cè)，且其相對端部與閥體98接合。閥體98包括由閥彈簧96抵壓與偏心部62進行接合的端部100。
蓋體44界定了徑向內(nèi)通道104的第一部102，徑向內(nèi)通道與低壓蓄液器24及閥94耦合。蓋體44還界定有徑向外通道108的第一部106，徑向外通道與高壓蓄液器26及閥94耦合。由泵體42界定徑向內(nèi)通道104的第二部110以及徑向外通道108的第二部112。泵體42還界定有互連活塞78及閥94的活塞傳輸通道114，以及將液壓液蓄液器122與中心泵腔70互連的泵停止通道116。
以上已描述了本發(fā)明的設備，現(xiàn)將描述其工作。如上所述，泵20可以三種模式中的一種工作。因此，將分別對三種工作模式中的每一者來描述本發(fā)明的工作過程。參考圖3及圖4，圖3示出了通過圖2的剖面3-3所取的剖視圖，圖4示出了通過圖2的剖面4-4所取的剖視圖。
在其中泵20起輸出減速器作用的泵20的第一工作模式期間，車輛10(如圖1所示)減速，由此由車輪18(如圖1所示)反向驅(qū)動軸46(如圖2所示)。軸46的轉(zhuǎn)動導致偏心部60旋轉(zhuǎn)，由此與活塞78接合使得活塞78被順序地壓縮并釋放。類似地，軸46的轉(zhuǎn)動導致偏心部62轉(zhuǎn)動，由此與閥94接合使得閥94被順序地壓縮并釋放。根據(jù)優(yōu)選實施例，偏心部60及62偏移約90度。
在圖3中，在12點鐘位置的頂部活塞78示出為被偏心部60完全壓縮，同時在6點鐘位置的相對底部活塞78示出為完全伸出。隨著各個活塞78從被完全壓縮行進至完全伸出，活塞78將液壓液22(如圖2所示)從低壓蓄液器24(如圖2所示)經(jīng)由內(nèi)通道104(如圖2所示)抽吸進入其活塞腔80。隨著各個活塞78從被完全伸出行進至完全壓縮，活塞78將液壓液22從活塞腔80泵出經(jīng)由外通道108進入高壓蓄液器26(如圖2所示)。
在圖4中，在9點鐘位置的閥94示出為被偏心部62完全壓縮或縮回，同時在3點鐘位置的相對閥94示出為完全伸出。隨和各個閥94從被完全壓縮行進至完全伸出，閥94將徑向外通道108(如圖2所示)與活塞傳輸通道114(如圖2所示)耦合，使得可在其間傳輸液壓液22(如圖2所示)。隨著閥94從完全伸出行進至被完全壓縮，閥94將徑向內(nèi)通道104(如圖2所示)與活塞傳輸通道114耦合，使得可在其間傳輸液壓液。
由偏心部62對閥94以及由偏心部60對活塞78的組合順序致動用于將液壓液22(如圖2所示)從低壓蓄液器24傳輸至高壓蓄液器26。此外，在液壓液22被傳輸時，活塞78及閥94對軸46(如圖2所示)施加阻力，使得泵20起到對車輛10(如圖1所示)減速的輸出減速器的作用。
再參考圖2，在第一工作模式期間，泵20可起變排量泵的作用。當停止通道116中的壓力為零時，泵20以最大排量工作。如將在以下詳述的，通過向停止通道116加壓，活塞78將縮回。通過部分地縮回活塞78，其運動范圍減小，從而相應地減小了泵20的輸出。因此，通過控制向停止通道116內(nèi)傳輸液壓液22，可以選擇泵20的排量。注意理解的是，當泵20起馬達的作用時，其僅可以最大排量工作。
再參考圖4，在其中泵20起馬達作用的泵20的第二工作模式期間，泵20向軸46施加轉(zhuǎn)矩(如圖2所示)，然后軸46驅(qū)動車輪18(如圖1所示)。在圖4的9點鐘位置示出的完全壓縮或縮回的閥94將外通道108(如圖2所示)與活塞傳輸通道114(如圖2所示)耦合，使得可將來自高壓蓄液器26(如圖2所示)的高壓液壓液22(如圖2所示)傳輸至在圖3的9點鐘位置示出的部分壓縮活塞78的活塞腔80。將高壓液壓液22引入部分壓縮活塞78的活塞腔80可使得伸出活塞78直至其完全伸出(如在圖3的6點鐘位置所示)。在活塞78完全伸出后，通過偏心部62釋放其補充閥94，以將活塞傳輸通道114與內(nèi)通道104耦合(如圖2所示)使得可將活塞腔80內(nèi)的加壓液壓液22傳輸至低壓蓄液器24(如圖2所示)。
由此設置閥94以控制從高壓蓄液器26(如圖2所示)至活塞78以及從活塞78至低壓蓄液器24(如圖2所示)的加壓液壓液22(如圖2所示)的傳輸。當加壓液壓液22被傳輸至各個活塞78時，活塞78被液壓地伸出。通過順序地液壓地伸出活塞78，活塞78可向偏心部62施加意在轉(zhuǎn)動軸46(如圖2所示)的轉(zhuǎn)矩，并由此驅(qū)動車輛10(如圖1所示)。
在泵20的第三工作模式期間，有效地使泵20停止。再參考圖2，通過將加壓液壓液22通過停止通道116傳輸進入中心泵腔70來選擇第三工作模式。通過泵120從液壓液蓄液器122傳輸加壓液壓液22。泵120及蓄液器122優(yōu)選地是變速器12的一部分(如圖1所示)，因此不需要使泵20脫離的額外結(jié)構(gòu)。
當加壓液壓液22被傳輸進入中心泵腔70時，在其中形成壓力水平。當中心泵腔70中的壓力水平超過由活塞回位彈簧82施加的力時，活塞78縮回脫離與偏心部60的接合。類似地，當中心泵腔70中的壓力水平超過由閥回位彈簧96施加的力時，閥94縮回脫離與偏心部62的接合。通過縮回活塞78及閥94脫離與其各個偏心部60，62的接合，軸46會承受較小的旋轉(zhuǎn)阻力，且由此改進車輛10(如圖1所示)的燃油經(jīng)濟性。
雖然已經(jīng)詳細描述了實施本發(fā)明的優(yōu)選模式，但與本發(fā)明相關的領域的技術人員可以想到落入所附權(quán)利要求范圍內(nèi)、用于實施本發(fā)明的各種替代設計及實施例。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的靜液減速器泵及馬達設備，包括殼體；由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐的軸，所述軸包括第一偏心部；及多個布置在所述殼體內(nèi)的活塞，所述多個活塞可與所述第一偏心部接合，所述多個活塞可選擇性地與低壓蓄液器及高壓蓄液器中一者連接；其中，可以利用軸旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動所述多個活塞，并由此將液壓液從所述低壓蓄液器傳輸至所述高壓蓄液器，使得向所述軸施加阻力并使車輛輸出減速，而且其中還可以利用來自所述高壓蓄液器的液壓液來驅(qū)動所述多個活塞，并由此為所述車輛提供動力。
2.如權(quán)利要求1所述的靜液減速器泵及馬達設備，還包括多個布置在所述殼體內(nèi)的閥，所述多個閥設置為選擇性地將所述多個活塞與所述低壓蓄液器或所述高壓蓄液器相連接。
3.如權(quán)利要求2所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述軸包括可與所述多個閥接合的第二偏心部。
4.如權(quán)利要求3所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述殼體界定有脫離通道，通過該脫離通道可傳輸液壓液以使所述多個活塞縮回以脫離與所述第一偏心部的接合，并使所述多個閥縮回以脫離與所述第二偏心部的接合，由此向所述軸施加較小的阻力，并改進所述車輛的燃油經(jīng)濟性。
5.如權(quán)利要求4所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述殼體界定有將所述低壓蓄液器與所述多個閥耦合的徑向內(nèi)通道以及將所述高壓蓄液器與所述多個閥耦合的徑向外通道。
6.如權(quán)利要求5所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述殼體界定有將所述多個活塞與所述多個閥耦合的活塞傳輸通道。
7.如權(quán)利要求6所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述多個閥是柱形閥。
8.一種靜液減速器泵及馬達設備，其布置在車輛的變速器與差速器之間，所述靜液減速器泵及馬達設備包括殼體，其界定有與低壓蓄液器流體連通的內(nèi)通道，以及與高壓蓄液器流體連通的外通道；由所述殼體可旋轉(zhuǎn)地支撐的軸，所述軸包括第一偏心部及第二偏心部；多個布置在所述殼體內(nèi)的活塞，所述多個活塞可與所述第一偏心部接合；多個布置在所述殼體內(nèi)的閥，所述多個閥可與所述第二偏心部接合，所述多個閥設置為選擇性地將所述多個活塞與所述低壓蓄液器或所述高壓蓄液器連接；其中，可以利用軸旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動所述多個活塞，并由此將液壓液從所述低壓蓄液器傳輸至所述高壓蓄液器，使得向所述軸施加阻力并使車輛輸出減速，而且其中還可以利用來自所述高壓蓄液器的液壓液來驅(qū)動所述多個活塞，并由此為所述車輛提供動力。
9.如權(quán)利要求8所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述殼體界定有脫離通道，通過該脫離通道可傳輸液壓液以使所述多個活塞縮回以脫離與所述第一偏心部的接合，并使所述多個閥縮回以脫離與所述第二偏心部的接合，由此向所述軸施加較小的阻力，并改進所述車輛的燃油經(jīng)濟性。
10.如權(quán)利要求9所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述殼體界定有將所述多個活塞與所述多個閥耦合的活塞傳輸通道。
11.如權(quán)利要求10所述的靜液減速器泵及馬達設備，其中所述多個閥是柱形閥。
12.一種用于改進車輛效率的方法，所述車輛具有變速器及差速器，所述方法包括以下步驟設置泵，所述泵被布置以安裝至所述變速器與所述差速器之間的變速器輸出軸，所述泵被可操作地連接至低壓調(diào)節(jié)器及高壓調(diào)節(jié)器；判定所述車輛是否在減速；如果所述車輛在減速，則利用所述變速器輸出軸的旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動所述泵，其中所述被驅(qū)動的泵將液壓液從所述低壓蓄液器傳輸至所述高壓蓄液器，使得向所述軸施加阻力并使車輛輸出減速；判定所述車輛是否在加速；并且如果所述車輛在加速，則利用來自所述高壓蓄液器的液壓液來驅(qū)動所述泵，其中所述被驅(qū)動的泵向所述變速器輸出軸施加轉(zhuǎn)矩以向所述車輛提供動力。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，還包括以下步驟如果所述車輛以大致恒定速度行駛，則使所述泵停止，其中使所述泵停止減小了變速器輸出軸阻力，由此改進車輛燃油經(jīng)濟性。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中使所述泵停止的步驟包括將加壓液壓液傳輸進入所述泵的停止通道。
全文摘要
本發(fā)明的設備包括靜液減速器泵及馬達。該設備包括可旋轉(zhuǎn)地支撐軸的殼體。該軸包括第一偏心部及第二偏心部。多個活塞布置在所述殼體內(nèi)，并可與所述第一偏心部接合。多個閥也布置在所述殼體內(nèi)，并可與所述第二偏心部接合。所述多個閥設置為選擇性地將所述多個活塞與所述低壓蓄液器或與所述高壓蓄液器連接。可以利用軸旋轉(zhuǎn)來驅(qū)動所述多個活塞，并由此將液壓液從所述低壓蓄液器傳輸至所述高壓蓄液器，使得向所述軸施加阻力并使車輛輸出減速。或者，可以利用來自所述高壓蓄液器的液壓液來驅(qū)動所述多個活塞，并由此為所述車輛提供動力。
文檔編號F15B1/02GK101054961SQ20071009700
公開日2007年10月17日 申請日期2007年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月12日
發(fā)明者M·R·施米德特 申請人:通用汽車公司