，液壓馬達輪轂組件23和定子芯組件3被附著到定子結(jié)構(gòu)I。定子芯組件3包括定子芯42和線圈繞組43。液壓馬達輪轂組件23包括液壓馬達輪轂6，液壓馬達輪轂6包括徑向的氣缸7陣列，活塞8位于所述徑向陣列中，每個活塞8均裝配有輥子9?；钊?被增壓以向外推動使得輥子9與環(huán)狀凸輪5的波紋狀、多葉瓣內(nèi)表面滾動接合，從而致動氣缸7內(nèi)部的活塞8。液壓馬達組件23還包括未示出的閥和液壓流體通道組成的系統(tǒng)，該系統(tǒng)使所述液壓馬達輪轂組件23具有液壓供能和栗送功能。液壓馬達組件50包括液壓馬達端板51和液壓馬達軸52，環(huán)狀凸輪5被附著到液壓馬達端板51。齒輪62被附著到液壓馬達軸52。電動轉(zhuǎn)子組件40包括背部鐵環(huán)15被附著到其上的電動轉(zhuǎn)子端板2。一組永磁體4與定子組件3電磁接合并且被附著到背部鐵環(huán)15，定子組件3包括定子芯42和線圈繞組43。如果電動馬達端板2由合適的黑色金屬制成，那么永磁體4可以直接附著到電動轉(zhuǎn)子端板2并且不需要背部鐵環(huán)15。電動馬達軸41被附著到電動馬達結(jié)構(gòu)2，并且齒輪61被附著到電動馬達軸41。由軸承10支撐的電動馬達軸41具有管狀橫截面以使得液壓馬達軸52可以旋轉(zhuǎn)地裝配在電動馬達軸41內(nèi)部。齒圈53附著到電動轉(zhuǎn)子組件40并且與附著到與車輛傳動系統(tǒng)(未示出)相連的驅(qū)動軸55的小齒輪54接合。齒輪組組件60包括附著到電動馬達軸41的齒輪61，附著到液壓馬達軸52的齒輪62，以及一起被附著并且可旋轉(zhuǎn)地安裝到齒輪軸66上的中間齒輪63和64。齒輪軸66附著到組合式馬達殼體(未不出)。
[0097]通過與中間齒輪63嚙合的齒輪61傳遞來自于電動馬達軸41的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動力。齒輪63具有比齒輪61更大的直徑并且由此比齒輪61旋轉(zhuǎn)得慢。中間齒輪63被附著到齒輪64并且與其一起旋轉(zhuǎn)，齒輪64與齒輪62嚙合。齒輪62具有比齒輪64更大的直徑并且由此比齒輪64旋轉(zhuǎn)得慢。齒輪62附著到液壓馬達軸52。例如，如果齒輪63的直徑是齒輪61的兩倍并且齒輪62的直徑是齒輪64的兩倍，那么液壓馬達軸52將按照電動馬達軸41的旋轉(zhuǎn)速度的四分之一進行旋轉(zhuǎn)。
[0098]在前述齒輪組或驅(qū)動傳動裝置中或者在所述電動和液壓馬達子系統(tǒng)之間可以包括有脫離機構(gòu)，使得液壓馬達子系統(tǒng)可以與電動馬達子系統(tǒng)脫離并且與之重新接合。所述脫離機構(gòu)包括但不限于摩擦和滑動離合器以及同步齒輪脫離機構(gòu)，并且可以通過多種方式被致動，例如包括機械，電動和液壓致動。
[0099]圖1OB為圖1OA描繪的實施方案的示意性橫截面?zhèn)纫晥D，其中液壓馬達軸52具有花鍵部分65，并且齒輪62b具有對應(yīng)的花鍵中心孔以使得其可以被軸向移動離開齒輪組組件60。齒輪62b被示出已經(jīng)沿著花鍵部分65從其采用虛線62a表示的接合位置被軸向移動到脫離位置，齒輪62a的這種軸向移動由合適的致動機構(gòu)(未示出)實現(xiàn)。
[0100]前述實施方案中描述的獨立旋轉(zhuǎn)的電動和液壓馬達以及脫離機構(gòu)同樣能夠適用于前面描述的本發(fā)明的堆疊或者不共面的實施方案中。下面總結(jié)了可以用于所述組合式馬達的優(yōu)選的馬達結(jié)構(gòu):
[0101]集成或組合的電動和液壓馬達:參見圖1A。因為永磁體被附著到液壓環(huán)狀凸輪的外側(cè)，因此電動馬達子系統(tǒng)與液壓馬達子系統(tǒng)按照相同的旋轉(zhuǎn)速度運行。
[0102]獨立的電動和液壓轉(zhuǎn)子:參見圖1OA和1B。這種轉(zhuǎn)子實施方案具有彼此分開但是通過動力傳遞機構(gòu)彼此旋轉(zhuǎn)接合的電動轉(zhuǎn)子40和液壓轉(zhuǎn)子50，使得所述電動轉(zhuǎn)子可以以比所述液壓轉(zhuǎn)子更快的速度(固定的或變化的速度)旋轉(zhuǎn)，所述動力傳遞機構(gòu)例如為齒輪組
60 ο
[0103]獨立并且可脫離的電動和液壓轉(zhuǎn)子:這種轉(zhuǎn)子實施方案包括能夠使獨立的電動和液壓轉(zhuǎn)子彼此完全脫離從而在任意一個轉(zhuǎn)子停止的同時另一個轉(zhuǎn)子產(chǎn)生扭矩的脫離機構(gòu)。
[0104]圖11Α，Β和C為包含所述組合式馬達的車輛布局的示意性平面視圖和側(cè)視圖。在每種變形中，所述組合式馬達通過如圖3Α所示的直角齒輪箱與從動軸接合，其中軸29被可驅(qū)動地連接到車輛的從動軸。在圖11Α，IlB和IlC中，組合式馬達109通過直角齒輪箱108被驅(qū)動地接合至后軸107或者前軸112。直角齒輪箱108包括或結(jié)合一個差速器機構(gòu)，以使得直角齒輪箱108可以與從動前軸107和/或從動后軸112直接接合。直角齒輪箱108按照2010年6月16日申請的美國專利申請N0.12/808，664，現(xiàn)在為美國專利N0.8,798,828中公開的方式被組合、連接或集成在組合式馬達109的上方或下方。
[0105]已經(jīng)在本發(fā)明的優(yōu)選實施方案中描述和圖示了本發(fā)明的原理，顯然，可以按照不脫離這些原理的范圍的布置和細節(jié)對本發(fā)明進行修改。要求保護位于本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的全部修改和變化。前面的描述僅僅是本發(fā)明原理的典型實例。本發(fā)明的多種修改和變形都可能源于上述教導(dǎo)。雖然已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選和替代實施方案，然而本領(lǐng)域技術(shù)人員可以認識到這些修改和變形均位于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種組合式電動-液壓馬達，包括: 電動馬達子系統(tǒng)； 液壓馬達子系統(tǒng)；以及 接合所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)的定子組件； 其中所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)被配置成形成單一的組合式馬達，并且 其中所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)通過所述定子組件被接合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，進一步包括接合所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)的轉(zhuǎn)子組件， 其中所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)通過所述轉(zhuǎn)子組件和所述定子組件被接合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)被布置成與所述液壓馬達子系統(tǒng)同軸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)被布置成與所述液壓馬達子系統(tǒng)共面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，還包括一個系統(tǒng)控制器，該系統(tǒng)控制器協(xié)調(diào)并且管理所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)之間的扭矩共享和能量使用。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述液壓馬達子系統(tǒng)包括徑向活塞環(huán)凸輪馬達，其中一個可伸縮的活塞陣列使所述液壓馬達子系統(tǒng)和所述電動馬達子系統(tǒng)在預(yù)定旋轉(zhuǎn)速度下接合和脫離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，還包括可脫離地連接所述電動馬達子系統(tǒng)和所述液壓馬達子系統(tǒng)的至少一個脫離機構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述脫離機構(gòu)包括所述徑向活塞環(huán)凸輪馬達的活塞縮回。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述脫離機構(gòu)包括至少一個離合機構(gòu)。10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述轉(zhuǎn)子組件包括電動馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件和液壓馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件獨立于所述液壓馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件而旋轉(zhuǎn)。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件與所述液壓馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)接合。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述轉(zhuǎn)子組件通過動力傳遞機構(gòu)被旋轉(zhuǎn)接合。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件相對于所述液壓馬達子系統(tǒng)轉(zhuǎn)子組件旋轉(zhuǎn)。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述動力傳遞機構(gòu)包括至少一個齒輪傳動。16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述動力傳遞機構(gòu)包括至少一個摩擦傳動。17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)包括環(huán)形馬達。18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)包括盤式馬達。19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述電動馬達子系統(tǒng)包括無刷、永磁馬達。20.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式電動-液壓馬達，其中所述液壓馬達子系統(tǒng)包括徑向活塞環(huán)凸輪馬達。
【專利摘要】本發(fā)明為一種通過共用或共享轉(zhuǎn)子和定子元件將電動和液壓動力生成技術(shù)組合或集成到單一的緊湊型馬達中的組合式馬達。本發(fā)明能夠優(yōu)化電動和電動混合動力車輛的動力、扭矩、性能和能量利用并且由于使用了共用或共享的元件而能夠減小重量并且降低生產(chǎn)成本。所述組合式馬達的電動和液壓動力生成元件優(yōu)選地為同軸和共面的，具有軸向緊湊性并且能夠有效利用車輛的空間。在常規(guī)的電動車輛驅(qū)動循環(huán)中，在車輛扭矩需求的啟動加速和剎車能量回收模式中發(fā)生不均衡的大量能量損失。所述組合式馬達通過在這些過程中用高效液壓扭矩替代低效電動扭矩來提高整體的效率。這些峰值效率替代在啟動加速過程中儲存電能，使充電狀態(tài)最大化從而延長驅(qū)動范圍或運行時間。
【IPC分類】H02K7/116, E02F9/12, H02K7/00, B60K6/20, F03C1/26, H02K21/16
【公開號】CN105637745
【申請?zhí)枴緾N201480054756
【發(fā)明人】萊斯特·J·埃爾斯頓, 邁克爾·D·邁爾斯
【申請人】萊斯特·J·埃爾斯頓, 邁克爾·D·邁爾斯
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年8月5日
【公告號】EP3031133A2, US20150033938, WO2015021003A2, WO2015021003A3