用于混合动力车辆的电动泵的制作方法
【专利说明】用于混合动力车辆的电动泵
[0001]相关申请的夺叉引用
[0002] 本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时专利申请61/781458的优先权， 其通过引用方式结合到本申请中。
【背景技术】
[0003] 随着对全球气候变化以及油料供应的日益关注，近来已经存在一种开发用于机动 车的多种混合动力系统的趋势。虽然已经提出了多种混合动力系统，但是每个系统通常都 要求显著地改动相应车辆的传动系。这些改动使得难以对已存在车辆的系统进行改装。此 外，这些系统中的一些具有导致显著的功率损失的趋势，这又损害了车辆的燃料经济性。因 此，在此领域中需要改进。
[0004] -个改进领域是液压系统的结构和设置。混合动力车辆、特别是与这种车辆相关 的混合动力模块具有取决于发动机条件和操作模式的多种润滑和冷却的需求。为了解决这 些需求，通过至少一个液压栗来输送油。当一个或多个液压栗作为混合动力车辆的液压系 统的一部分而被包括进来时，部分地基于润滑和冷却需求并且部分地基于优先级来控制每 个液压栗的操作。液压栗之间的优先级部分地基于需求，并且部分地基于混合动力车辆的 操作状态或模式。考虑到这种情况，可将电动（油）栗与机械（油）栗结合使用。
【发明内容】
[0005] 这里描述的混合动力系统（和方法）是用在混合动力系统中的混合动力模块的一 部分，所述混合动力系统适合用在车辆中，并且适用于运输系统和用在其他环境中。协作的 混合动力系统通常为整装地和自立式的系统，其能够不需要显著地消耗来自相应的车辆或 运输系统中的其他系统的资源而起作用。混合动力模块包括电机器（电机）。
[0006] 这种自立式设计又降低了需要对其他系统、例如变速箱和润滑系统进行修改的 量，这是由于不必增加其他系统的容量以补偿由混合动力系统产生的增加的工作负荷。例 如，混合动力系统结合了其自己的能够独立于变速箱和发动机而工作的润滑和冷却系统。 流体循环系统包括用于循环流体的机械栗，以及当需要时可为机械栗分担工作负载的电动 栗，所述流体可用作润滑剂、液压流体和/或冷却剂。如下文将进一步解释地，这种双重机 械/电动栗系统有助于降低所要求的机械栗的尺寸和重量，并且如果需要，也允许系统在 完全电动模式中运转，在所述完全电动模式中仅有电动栗循环流体。本发明的重点在于电 动栗。
[0007] 更特别地是，所描述的液压系统（为了示例性的实施方案的目的）与混合动力电 动车（HEV)相结合而使用。作为所描述的液压系统的一部分而被包括的是平行设置的机械 油栗和电动油栗。每个栗的控制和每个栗的操作顺序部分地取决于混合动力车辆的操作状 态或模式。这里描述了与混合动力车辆相关的多个系统模式。对于这里所描述的液压系 统，存在将特别描述的三种模式，并且这三种模式包括电模式（E-模式）、过渡模式和巡航 模式。
[0008] 如将从下文描述中理解的是，所描述的液压系统（和方法）构造并设置为解决部 件润滑的需求和混合动力模块的在车辆操作期间经受高温的这些部分的冷却的需求。特定 的结构和操作特征为液压模块提供了改善的液压系统。
[0009] 混合动力模块的紧凑设计对其多个子部件、例如其液压装置和离合器提出了要求 和约束。为了提供轴向紧凑的设置，用于离合器的活塞具有凹陷以接收使活塞返回到通常 脱开的位置处的活塞弹簧。活塞中的用于弹簧的凹陷造成了在活塞的相对的表面区域中的 不平衡。这种不平衡由导致用作活塞的液压流体的流体积聚的高离心力而加剧。结果，形 成了对于活塞压力的非线性关系，这使得非常难以精确地控制活塞。为了解决这种问题，活 塞具有偏置部分，使得活塞的两侧具有相同的面积和直径。通过相同的面积，可严格并可靠 地控制离合器的操作。用于离合器的液压装置也结合有溢出特征，这降低了液压锁定的风 险，同时保证了适当的填充和润滑。
[0010] 除了用作离合器的液压流体之外，液压流体也可用作电机以及其他部件的冷却 剂。混合动力模块包括限定了流体通道的套筒，流体通道为了冷却目的而围绕着电机。套 筒具有多个将流体从流体通道喷射到定子绕组上并因此冷却绕组的喷射通道，所述绕组通 常趋向于产生对于电机来说的大部分的热。流体具有从混合动力模块中和在扭矩转换器的 周围泄漏的趋势。为了阻止扭矩转换器的动力损失，扭矩转换器周围的区域应当为相对干 燥，即没有流体。为了保持流体不溢出并且不侵入扭矩转换器，混合动力模块包括坝状体和 挡油环装置。特别地，混合动力模块具有驱使流体经窗口或坝状件中的开口而返回到电机 的叶轮片。随后，将流体排到底槽中，使得可清洁和再循环流体。
[0011] 混合动力模块具有多个不同的操作模式。在启动模式期间，电池为电机和电动栗 提供动力。一旦电动栗达到所需要的油压，离合器活塞来回地运动以使离合器工作。随着 离合器接合，电机施加动力以启动发动机。在仅电推进模式期间，离合器脱开，并且仅使用 电机来驱动扭矩转换器。在推进辅助模式中，发动机的离合器接合，并且电机用作马达，在 其中发动机和电机两者均驱动扭矩转换器。而在推进-充电模式中，离合器接合，并且仅由 内燃机驱动车辆。电机以发电机模式操作，以产生存储在能量存储系统内的电能。混合动 力模块也可用于使用再生制动（即再生充电）。在再生制动期间，发动机的离合器脱开，并 且电机作为发电机操作，以向能量存储系统提供电能。系统也设计为发动机压缩制动，在这 种情况中，发动机的离合器接合，并且电机也作为发电机操作。
[0012] 此外，系统也设计为使用动力输出（ΡΤ0)和电PTO(ePTO)模式两者，以操作辅助设 备例如起重机、制冷系统、液压升降装置等。在通常的ΡΤ0模式中，离合器和ΡΤ0系统接合， 并且内燃机用于驱动辅助设备。在ePTO状态中，离合器脱开，并且电机用作为马达，以通过 ΡΤ0驱动辅助设备。当在ΡΤ0或ePTO操作模式中时，变速箱可根据要求为空档或为接合。 [0013] 通过详细描述和随之提供的附图，本发明其他的形式、目的、特征、方面、好处、优 点和实施方案将变清楚。
【附图说明】
[0014] 图1显示了混合动力系统的一个实施例的示意图。
[0015] 图2显示了适于在图1的混合动力系统中使用的一个液压系统的示意图。
[0016] 图3是与在图1的混合动力系统中使用的变速箱相连的混合动力模块的立体图。
[0017] 图4是图4的混合动力模块-变速箱组件的俯视图。
[0018] 图5是图3中显示的混合动力模块-变速箱组件的局部剖视立体图。
[0019] 图6显示了图2的当液压系统处于电模式时的液压系统的示意图。
[0020] 图7显示了图2的当液压系统处于过渡模式时的液压系统的示意图。
[0021] 图8显示了图2的当液压系统处于巡航模式时的液压系统的示意图。
[0022] 图9是根据本发明的一个实施例的电动栗的立体图。
[0023] 图10是与根据本发明的图9的电动栗相关联的电原理图。
[0024] 图11是根据本发明的另一个实施例的电动栗的分解立体图。
[0025] 图12是组装好的图11的电动栗的立体图。
[0026] 图12A具有三个螺栓安装特征的备选实施例的局部立体图。
[0027] 图13是从另一个方向观察的图12的电动栗的局部立体图。
[0028] 图14是全剖状态下的图12的电动栗的局部立体图。
[0029] 图15是全剖状态下的图12的电动栗的局部立体图。
[0030] 图16是全剖状态下的图12的电动栗的局部立体图。
[0031] 图17是图12的显示了 0形环的位置的电动栗的局部立体图。
[0032] 图18是图12的显示了新的固定销位置的电动栗的局部立体图。
[0033] 图19是图12的显示了备选的连接器取向的电动栗的局部立体图。
[0034] 图20是图12的显示了缩短的入口 /出口导管长度的电动栗的局部立体图。
[0035] 图21是图12的显示了围绕螺栓头的增加的间隙的电动栗的一个螺栓的位置的局 部立体图。
[0036] 图22是将图12的电动栗安装到混合动力模块中的装配顺序的阶段1的示意图。
[0037] 图23是装配顺序的阶段2的示意图。
[0038] 图24是装配顺序的阶段3的示意图。
[0039] 图25是装配顺序的阶段4的示意图。
[0040] 图26是显示了排气底槽的固定销的立体图。
[0041] 图27是使用防篡改螺纹紧固件的立体图。
【具体实施方式】
[0042] 出于更好地理解本公开的目的，现在将参照附图中说明的实施方案，并且使用详 细的语言来对其进行描述。然而需要理解的是，本发明的范围并不因此而受到限制，如同与 本发明相关的领域的技术人员所通常想到的那样，可以构思出对所说明的装置和其使用， 以及对此处所说明的本公开原理的进一步应用的这种修改和进一步的改进。
[0043] 图1显示了根据一个实施方案的混合动力系统100的示意图。图1中说明的混合 动力系统1〇〇适合用于商用卡车以及其他类型的车辆或运输系统，但是可以设想，混合动 力系统100的多个方面可结合到其他环境中。如所示，混合动力系统100包括发动机102、 混合动力模块104、自动变速箱106和用于将动力从变速箱106传递到车轮110的传动系 108。混合动力模块104中结合了通常称为电机（eMachine) 112的电机器，以及使发动机 102与电机112和变速箱106操作性地连接和断开的离合器114。
[0044] 混合动力模块104设计为作为自立式单元而操作，即其通常能够独立于发动机 102和变速箱106而工作。特别是，其液压、冷却和润滑不直接依赖于发动机102和变速箱 106。混合动力模块104包括底槽116,所述底槽用于存储和提供流体如燃油、润滑剂或其他 流体到混合动力模块104,以用于液压、润滑和冷却的目的。虽然用语"油"或"润滑剂"或 "润滑油"在这里可互换地使用，但是这些用语以较宽的意义来使用，以包括不同类型的润 滑剂，例如天然油或合成油，以及具有不同性质的润滑剂。为了循环流体，混合动力模块104 包括与液压系统200协作的机械栗118和电动栗120 (见图2)。通过机械栗118和电动栗 120的这种平行结合，有机会减小栗的整体尺寸并且也可能降低整体费用。电动栗120可与 机械栗118合作，以便当需要时提供额外的栗排量。当没有驱动输入以操作机械栗118时， 电动栗120也用作混合动力系统的需求。此外可以理解，流经电动栗120的流体可用于检 测用于混合动力模块104的低流体情况。
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