[发明专利]安全过中心泵/马达

说明书

技术领域

本发明一般地涉及使用过中心马达(over-center motor)的流体动力系统，并且尤其涉及被构造成在相关系统中发生故障时从液压马达去除输出转矩的故障安全操作。

背景技术

近年来，混合动力车辆技术作为一种改进燃油经济性以及降低大量运行车辆对环境影响的方法，已经得到了热切的关注。术语“混合”用来指代使用两种或更多种将动能提供给车辆的动力源的车辆。例如，目前可用的混合电动车辆使用内燃机和发电机，发电机产生电力以存储在蓄电池的电池中。这种存储的动力然后根据需要用于驱动联接至车辆传动系的电动机。

由于比混合电动车辆具有更大燃料经济性和更低环境影响的潜能，混合液压车辆的发展也受到关注。根据一个构造，混合液压车辆使用内燃机(ICE)驱动液压泵，该液压泵加压液压流体。增压流体存储于蓄能器中并且以后用于驱动联接至车辆驱动轮的液压马达。

有一类可以用于混合操作中的液压机，其包括具有多个气缸和在气缸内往复运动的活塞的旋转圆筒。该圆筒构造成在具有入口端口和出口端口的阀板上方旋转。圆筒在阀板上方旋转，并且流体进入或离开圆筒的气缸。在液压泵中，流体从低压入口端口被吸入到每个气缸中并且被迫离开气缸到达高压出口端口。在液压马达中，来自高压入口的流体依次进入每个气缸并且排出至低压出口。一般称为泵/马达的某些机器构造成根据流体如何施加至该机器而作为泵或者马达工作。

一种类型的泵/马达是弯曲轴线泵/马达。典型的弯曲轴线泵/马达的操作将参照其作为马达的操作来说明。这些设备在“泵”模式中的操作将不再说明，因为在考虑到以下说明之后，这种操作对于本领域的普通技术人员而言将是清楚的。

图1A至1C示出根据已知技术的过中心弯曲轴线泵/马达100的一部分的剖视图。马达100包括阀板102和气缸圆筒104，所述气缸圆筒104具有活塞108在其中往复行进的多个气缸106。各活塞108接合形成在传动板110中的相应插座。传动板110联接至由马达100旋转地驱动的输出轴120。

气缸圆筒104构造成绕第一轴线A旋转。传动板110绕轴线B旋转并且由恒定速度连接件116(仅一部分在图1A至1C中示出)联接至旋转的气缸圆筒104。因此，气缸圆筒104和传动板110以相同的速率旋转。

限定轴线A的阀板102、圆筒104和活塞108构造成相对于限定轴线B的传动板110旋转(即，改变角度)，用于改变泵/马达110的工作容积。轴线A旋转离开与轴线B共轴关系的程度通常称为设备的冲程角度。图1A示出马达100的正冲程角度，图1B示出马达100的零冲程角度，并且1C示出马达100的负冲程角度。

图2A至2C示出在去除阀板102的情况下分别从如图1A至1C中的右侧观察到的马达100的部分。图1A至1C中所示的马达100绘制成具有彼此正相对的气缸，以便当一个气缸106处在上止点(TDC)时，则另一个将处在下止点(BDC)。该布置描绘成在同一图中提供处在TDC和BDC二者处的气缸106的视图。然而，实际上(并且如图2A至2C中所描绘)，大部分的液压马达使用奇数数目的气缸，典型地是七个或九个。

在操作中，在活塞气缸106相对于阀板102绕轴线A旋转时，高压流体在气缸106经过上止点(TDC)时被阀送入每个气缸106中。高压流体将驱动力施加在活塞108的表面上，所述驱动力相对于轴线A轴向地作用在活塞108上。这个力由活塞108传递至传动板110。在每个活塞108经过下止点(BDC)时，流体从气缸106排出，这允许活塞108在圆筒104朝TDC旋转返回时被推回至气缸中。为了方便讨论，将假设在气缸106旋转至TDC或BDC的左侧时，如图2A至2C中所示，它们在高压处被加压，而在气缸旋转至TDC或BDC的右侧时，它们在低压处被加压。