BRPI0918575B1

BRPI0918575B1 - atuador hidráulico

Info

Publication number: BRPI0918575B1
Application number: BRPI0918575-5A
Authority: BR
Inventors: Lundström Bo
Original assignee: Haldex Traction Ab
Priority date: 2008-08-14
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2019-11-19
Also published as: KR101546859B1; EP2310709A4; JP5408745B2; RU2011108119A; US8123016B2; WO2010019094A1; RU2471097C2; KR20110059836A; SE532772C2; US20110192695A1; SE0801794L; BRPI0918575A2; EP2310709B1; CN102105716B; JP2011530452A; EP2310709A1; CN102105716A

Abstract

atuador hidráulico a presente invenção refere-se a um acoplamento de bomba ou atuador hidráulico controlando um ou mais acoplamentos de deslizamento limitado (7, 37) de um sistema de distribuição para distribuição de torque entre eixos de roda dianteiro e traseiro ( 3, 5) em todos os veículos de transmissão por roda e/ ou distribuição de torque entre as rodas esquerda e direi ta em dois ou quatro veículos de transmissão por roda. o atuador hidráulico compreende um motor elétrico (16), uma bomba hidráulica (17), acionada por meio de um eixo de acionamento (18) do motor elétrico (16) e o um ou mais acoplamentos de deslizamento limitado (7, 37). cada acoplamento de deslizamento limitado (7, 37) compreende uma embalagem de disco (15, 40) e um pistão (13, 38) atuando sobre a embalagem de disco (15, 40), pistão (13, 38) que é atuado por meio da bomba hidráulica (17). um regulador centrífugo (23, 31) é conectado a uma parte giratória do motor elétrico ou da bomba hidráulica ( 17) , regulador centrífugo (23, 31) que controla uma válvula de excesso de pressão, conectada à saída de óleo (21) da bomba hidráulica (17). a pressão é controlada através de corrente para o motor elétrico ( 16) ou por meio de controle da velocidade do motor.

Description

A invenção se refere a um sistema de distribuição de torque para distribuição de torque entre eixos de roda dianteiro e traseiro em todos os veículos de transmissão por roda e/ ou distribuição de torque entre rodas esquerda e direita em dois ou quatro veículos de transmissão por roda. A invenção se refere mais precisamente a um acoplamento de bomba ou atuador hidráulico controlando um ou mais acoplamentos de deslizamento limitado de um sistema de distribuição.

Antecedentes da Técnica

Em todos os veículos de transmissão por roda há, frequentemente, uma embreagem de discos múltiplos que é atuada para distribuição de torque entre eixos de roda dianteiro e traseiro. Essa embreagem de discos múltiplos também pode ser usada na distribuição de torque entre rodas esquerda e direita. As embreagens de discos múltiplos, com frequência, são atuadas por alguma espécie de atuação hidráulica. No documento EP 1 256 478, um exemplo dessa atuação hidráulica é mostrado. Ela tem uma bomba hidráulica, atuando em direções opostas de velocidade, um sensor de pressão de óleo, duas válvulas de desvio com orifício, uma válvula de não retorno, uma válvula de alívio e uma válvula de abertura rápida.

Sumário da Invenção

Há um empenho constante para reduzir custos. Isso é feito, frequentemente, simplificando o sistema existente e também poderia ser feito através da redução do espaço necessário para um sistema específico. Menos espaço ocupado simplificará a adaptação do sistema aos diferentes veículos.

Desse modo, um objetivo da presente invenção é reduzir o número de componentes hidráulicos (nenhuma válvula de 5 desvio com orifício) para um desenho forte, instalação mais compacta, menor peso e menores custos de produção. Além disso, na presente invenção nenhum sensor de pressão é necessário. Um outro objetivo geral é dispor um sistema de atuação simples, mas confiável, para uma embreagem de discos 10 múltiplos em um sistema de distribuição de torque, por exemplo, para todos os veículos de transmissão por roda. Outro objetivo é que o sistema de atuação reagirá prontamente em sinais de regulação.

De acordo com a invenção, isso é obtido em um sistema 15 de distribuição de torque tendo um atuador hidráulico compreendendo um motor elétrico, uma bomba hidráulica e um acoplamento de deslizamento limitado. A bomba hidráulica é acionada por meio de um eixo de acionamento do motor elétrico. O acoplamento de deslizamento limitado compreende 20 uma embalagem de disco e um pistão atuando sobre a embalagem de disco. O pistão é atuado por meio da bomba hidráulica.

Além disso, um regulador centrifugo é conectado a uma parte giratória do motor elétrico ou da bomba hidráulica. A parte giratória é, com frequência, o eixo de acionamento do 25 motor elétrico. O regulador centrífugo controla uma válvula de excesso de pressão conectada a uma saida de óleo da bomba hidráulica. Uma válvula de alivio é conectada a uma câmara de cilindro que circunda o pistão do acoplamento de deslizamento limitado.

³⁰ Outros objetivos e vantagens da presente invenção serão óbvios para uma pessoa habilitada na técnica lendo a descrição detalhada abaixo de modalidades da presente invenção.

Breve Descrição dos Desenhos

A invenção será descrita à guisa de exemplos abaixo e com referência aos desenhos anexos. Nos desenhos:

As figuras 1 a 5 mostram exemplos de sistemas de acionamento diferentes para veículos de acordo com a técnica anterior, onde a presente invenção pode ser usada;

A figura 6 é um exemplo de um atuador hidráulico de acordo com a presente invenção;

A figura 7 é uma vista esquemática de uma modalidade alternativa de um regulador centrífugo do atuador hidráulico da figura 6;

A figura 8 é um diagrama ilustrando a relação entre a velocidade rotacional de um eixo e uma pressão hidráulica do atuador hidráulico das figuras 6 e 7;

A figura 9 é um diagrama ilustrando a relação entre a velocidade rotacional, a tensão do motor de corrente contínua e a corrente do atuador hidráulico das figuras 6 e 7; e

A figura 10 é um exemplo de um atuador hidráulico da presente invenção compreendendo dois acoplamentos de deslizamento limitado.

Descrição Detalhada de Modalidades da Invenção

Nas figuras 1 a 5, exemplos gerais de sistemas de acionamento diferentes para veículos são mostrados. Em todos os exemplos, o veículo é acionado por meio de um motor 1 e uma transmissão 2. 0 veículo de todos os exemplos também tem um eixo de roda dianteiro 3, um eixo de roda traseiro 5, um ou mais diferenciais 6 e um ou mais acoplamentos de deslizamento limitado 7. O acoplamento de deslizamento limitado 7 pode ser usado em um dispositivo para distribuição de torque entre os eixos de roda dianteiro e traseiro 3, 5 de um veículo de transmissão em todas as rodas e/ ou distribuição de torque entre as rodas esquerdas e direitas de um veículo de transmissão por duas ou quatro rodas. O acoplamento de deslizamento limitado 7 compreende uma embalagem de disco 15 atuada por meio de um pistão 13 recebido em uma câmara de cilindro 14. Quando o pistão 13 é atuado os discos da embalagem de disco 15 entrarão em contato um com o outro.

Os exemplos das figuras 1 e 2 mostram transmissões comuns de quatro rodas, onde a transmissão de quatro rodas da figura 2 tem uma distribuição de torque entre as rodas traseiras. 0 exemplo da figura 3 é, em geral, uma transmissão por roda traseira com a possibilidade de também acionar as rodas dianteiras. Na figura 4, um exemplo tendo um diferencial central é mostrado. Finalmente, na figura 5, um exemplo de uma transmissão por roda dianteira é mostrada tendo uma distribuição de torque entre as rodas dianteiras. Uma pessoa habilitada na técnica percebe que há outros exemplos de sistemas de acionamento onde a presente invenção pode ser usada.

No exemplo da figura 1, um eixo de roda intermediário 4 é conectado entre o eixo de roda dianteiro 3 e o eixo de roda traseiro 5. Um acoplamento de deslizamento limitado 7 é colocado entre o eixo de roda intermediário 4 e um diferencial 6 do eixo de roda traseiro 5. O exemplo da figura 2 difere do exemplo da figura 1 apenas pelo fato de que um outro acoplamento de deslizamento limitado 7 é colocado no eixo de roda traseiro 5.

No exemplo da figura 3, um acoplamento de deslizamento limitado 7 é colocado entre a transmissão 2 do motor 1 e um eixo de roda intermediário 8, a outra extremidade desse eixo de roda 8 é conectada a um diferencial 6 do eixo de roda 5 traseiro 5. Uma transmissão 9 é colocada entre o acoplamento de deslizamento limitado 7 e um outro eixo de roda intermediário 10, a outra extremidade desse eixo de roda intermediário 10 é conectada a um diferencial 6 do eixo de roda dianteiro 3.

No exemplo da figura 4, a transmissão 2 do motor 1 é conectada a um diferencial 6, diferencial que é conectado a um primeiro eixo de roda intermediário 11 e a um segundo eixo de roda intermediário 12. Um acoplamento de deslizamento limitado 7 conecta o diferencial 6 com o segundo eixo de roda intermediário 12. A outra extremidade do primeiro eixo de roda intermediário 11 é conectada a um diferencial 6 do eixo de roda traseiro 5. Uma extremidade do segundo eixo de roda intermediário é conectada a um diferencial 6 do eixo de roda dianteiro 3.

No exemplo da figura 5, um diferencial 6 é conectado ao eixo de roda dianteiro 3. 0 diferencial 6 é conectado às duas metades de eixo de roda formando o eixo de roda dianteiro 3. Um acoplamento de deslizamento limitado 7 é disposto para conectar o diferencial 6 com uma das metades de eixo de roda do eixo de roda dianteiro 3. Neste exemplo, o eixo de roda traseiro 5 não é acionado.

O pistão 13 do acoplamento de deslizamento limitado 7 mostrado na figura 6 é atuado por meio de uma bomba hidráulica 17 de um sistema de atuador hidráulico. Além do 30 adaptador de conexão de linha de fluido 7 e da bomba hidráulica 17, o sistema de atuador hidráulico também compreende um motor elétrico 16, uma válvula de alivio 19 e uma válvula de excesso de pressão controlada por um regulador centrifugo 23.

motor elétrico 16 normalmente é um motor de corrente contínua de escova. Um eixo de acionamento 18 do motor elétrico 16 é conectado à bomba hidráulica 17 e aciona a mesma. A bomba hidráulica 17 pode ser qualquer espécie de bomba, tal como uma bomba de engrenagem, uma bomba de pistão radial ou uma bomba de pistão axial. Um regulador centrífugo 23 é integrado com a bomba hidráulica 17 e controla a válvula de excesso de pressão. Também, o regulador centrifugo 23 é conectado ao eixo de acionamento 18 do motor elétrico 16 e é acionado pelo mesmo. Em outras modalidades o regulador centrifugo 23 é conectado a uma parte giratória da bomba hidráulica 17 em lugar do eixo de acionamento 18 do motor elétrico 16.

A bomba hidráulica 17 tem uma entrada de óleo 20 e uma saída de óleo 21. A saída de óleo 21 é conectada à câmara de cilindro 14 que circunda o pistão 13. Ά válvula de alívio 19 também é conectada à referida câmara de cilindro 14 que circunda o pistão 13. Ambas a saida de óleo 21 da bomba hidráulica 17 e a válvula de alivio 19, são conectadas ao mesmo lado do pistão 13. Além disso, uma saída de excesso de escoamento 28 de uma válvula de excesso de pressão é conectada à saída de óleo 21 da bomba hidráulica 17.

Uma outra função da válvula de excesso de pressão é ter um vazamento no sistema, de modo que o motor elétrico 16 funcionará constantemente (escovas não queimadas em um motor de corrente continua que não funciona. O motor elétrico 16 terá um tempo de reação muito curto para acumular pressão no sistema enquanto o motor elétrico 16 já está funcionando e, assim, menos energia será gasta para acelerar.partes giratórias.

A válvula de excesso de pressão tem uma arruela 27 fechando uma saída de excesso de escoamento 28 da bomba hidráulica 17. Uma ou mais molas 29 estão atuando em um lado da arruela 27 para levantar a arruela da saída saida de excesso de escoamento 28. A uma ou mais molas 29 são colocadas em uma ou mais reentrâncias 30 da bomba hidráulica 17. O regulador centrifugo 23 está atuando sobre o lado oposto da arruela 27 para pressionar a arruela 27 contra a saida de excesso de escoamento 28. A força do regulador centrifugo 23 que atua sobre a arruela 27 depende da velocidade rotacional do regulador centrifugo 23, ou, dito em outras palavras, a velocidade rotacional do eixo de acionamento 18 do motor elétrico 16 ou uma parte giratória da bomba hidráulica 7, onde quer que seja que o regulador centrifugo esteja conectado. Quanto maior a velocidade rotacional, maior a força gerada pelo regulador centrifugo 23.

A arruela 27 da válvula de excesso de pressão pode ser suportada em diversas maneiras diferentes. Em uma modalidade, um mancai axial suporta a arruela 27 e em outra modalidade a arruela 27 é uma arruela deslizante que desliza sobre uma película de óleo.

O regulador centrífugo integrado 23 regula a pressão na saida de óleo 21 da bomba 17. Na modalidade da figura 6, o regulador centrifugo 23 é mostrado esquematicamente, tendo a forma de alavancas centrifugas 24.

As alavancas centrifugas 24 são angulares com uma forma geral de L. As alavancas centrifugas 24 são conectadas ao eixo de acionamento 18 do motor elétrico 16, de tal maneira que as alavancas centrifugas 24 girarão com o eixo de acionamento 18 ao mesmo tempo, visto que as alavancas centrífugas 24 podem girar axialmente em relação ao eixo de acionamento 18 no ápice das alavancas centrífugas angulares 24. Em uma extremidade, as alavancas centrífugas 24 são colocadas em contato com a arruela 27, conforme indicado com o sinal de referência na figura 6. Na outra extremidade das alavancas centrífugas 24 um peso 26 é colocado. Além disso, a parte de cada alavanca centrífuga 24 que segue do ápice, isto e, no eixo de acionamento, até o peso 26 está mais longa do que a parte de cada alavanca centrífuga 24 que vai do ápice até a arruela 27. Em algumas modalidades, o peso da parte mais longa é suficientemente maior do que o peso da outra parte para cancelar, possivelmente, os pesos na extremidade. Se a velocidade rotacional do eixo de acionamento 18 aumenta, as alavancas centrífugas 24 girarão em torno do ápice de tal maneira que os pesos 2 6 terão uma tendência a se mover para longe do eixo de acionamento 18, pressionando as alavancas centrífugas 24 contra a arruela 27. Esse movimento das alavancas centrífugas 24 fechará a válvula de excesso de pressão. O fechamento da válvula de excesso de pressão afetará o nível de pressão na câmara 14 do pistão 13 do conjunto de deslizamento limitado 7. Conforme indicado na figura 8, a velocidade rotacional n do eixo de acionamento 18 deve alcançar um certo nível antes que a pressão hidráulica comece a se acumular.

Uma modalidade alternativa do regulador centrífugo é indicada na figura 7. Nessa modalidade, o regulador centrífugo 31 compreende esferas 32 dispostas entre a arruela 27 da válvula de excesso de pressão e um suporte de esfera 33 no eixo de acionamento 18.

A superfície 34 do suporte de esferas 33 em contato com as esferas 32 é inclinada. A inclinação da superfície de contato 34 do suporte de esferas 33 é tal que a distância entre a superfície de contato 33 e a arruela 27 diminui com a distância radial do eixo de acionamento 18.

Em lugar de se conectar ao orifício de saída da bomba, a válvula de excesso de pressão também podería ser conectada a cada pistão em uma bomba de pistão.

A função da válvula de alivio 19 é se livrar de ar no sistema no processo de montagem, para ter uma segunda maneira de controlar a pressão máxima do sistema e ter uma possibilidade de calibrar o sistema durante a sua duração.

A bomba hidráulica 17 será de um desenho tendo uma boa correlação entre o torque de entrada para a bomba 17 e a pressão em uma certa temperatura. Com um controlador elétrico com um sensor de temperatura integrado no acoplamento de deslizamento limitado 7 o sistema de controle toma cuidado com as mudanças entre o torque de bomba de pressão/entrada e mudanças de torque de motor de corrente contínua/ corrente em temperaturas diferentes. Na aplicação preferida, a pressão é, em principio, controlada por corrente. A tensão para o motor de corrente continua 16 é regulada por meio do regulador centrífugo 23, veja a figura 9. Em regulação/controle detalhados, o controle poderia ser feito com uma combinação de tensão e corrente, mas a corrente para o motor de corrente contínua 16 se correlaciona com o valor da pressão no sistema.

Outra maneira de controlar a pressão no sistema é controlar a velocidade do motor de corrente contínua 16, usando a informação do regulador centrífugo 23, veja a figura 8. Poderia ser feita por meio de um controlador elétrico mais avançado (medir variação na corrente), com algum tipo de sensor de velocidade extra ou pelo uso de um motor sem escova.

O motor de corrente continua 16 está sempre funcionando quando o veiculo está sendo dirigido. Em modo aberto (situação de ABS, por exemplo) da embreagem, o motor está funcionando com uma velocidade que mantém a válvula de excesso de pressão aberta, a área A na figura 8, ponto de carga A na figura 9. Quando há uma demanda por alto torque na embreagem/ pressão no pistão 13, uma alta corrente/ tensão irá para o motor de corrente contínua 16. A velocidade do eixo de acionamento 18 subirá, pelo que a válvula de excesso de pressão será fechada por meio do regulador centrífugo 23. Quando a pressão desejada é alcançada, a válvula de excesso de pressão abrirá um pouco em uma primeira etapa, em uma posição equilibrada (ponto de carga C na figura 9). Se a pressão no pistão 13 descer até um nível mais baixo, a corrente/ tensão é reduzida e a válvula de extravasamento se abre mais por meio do regulador centrífugo 23 em uma primeira etapa e, então se fecha até uma posição equilibrada no nível de pressão desejado (ponto de carga B na figura 9).

Comparado com os sistemas da técnica anterior, o tempo de abertura (ir para o modo ABS) será mais curto visto que o motor não precisa descer a zero, então, inverte e abre uma válvula de abertura rápida. A pressão descerá quando o motor de corrente contínua começar a desacelerar.

Na figura 10, um exemplo é mostrado onde o acoplamento de bomba da invenção é usado para controlar um outro acoplamento de deslizamento limitado 37 em adição ao acoplamento de deslizamento limitado 7 da figura 6. 0 exemplo da figura 10 pode ser usado, por exemplo em um sistema de acionamento, como exemplificado na figura 2.

Também, o outro acoplamento de deslizamento limitado compreende um pistão 38 recebido em uma câmara de cilindro 39 e uma embalagem de disco 40 na qual o pistão atua 38.

Uma válvula de redução de pressão 35 é colocada em uma linha 36 entre a saida de óleo 21 da bomba hidráulica 17 e 10 a câmara de cilindro 39 do adicional acoplamento de deslizamento limitado 37. A válvula de redução de pressão 35 controlará em que pressão o pistão 38 do adicional acoplamento de deslizamento limitado 37 será ativado.

Claims

1. Atuador hidráulico de um sistema de distribuição de torque entre os eixos dianteiro e traseiro de um veiculo de tração nas quatro rodas e/ou distribuição de torque entre as rodas da esquerda e direita de um veículo de duas ou quatro rodas motrizes, que O atuador hidráulico compreende um motor elétrico (16), uma bomba hidráulica (17), conduzida por meio de um eixo de acionamento (18) do motor elétrico (16), e um ou mais acoplamentos de deslizamento limitado (7, 37), compreendendo um pacote de discos (15, 40) e um pistão (13, 38) que atua sobre o pacote de discos (15, 40), em que os pistões (13, 38) são acionados por meio de bomba hidráulica (17), caracterizado pelo fato de que um regulador centrifugo (23, 31) é conectado ao uma parte rotativa do motor elétrico ou a bomba hidráulica (17), que o regulador centrifugo (23, 31) controla uma válvula de excesso de pressão, ligado a uma saída de óleo (21) da bomba hidráulica (17) .

2. Atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte de rotação é o eixo de acionamento (18) do motor elétrico (16).

3. Atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que uma válvula de alívio (19) é conectado para o mesmo lado do pistão (13) do acoplamento de deslizamento limitado (7) que a bomba hidráulica (17) .

4. Atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a válvula de excesso de pressão compreende uma disposição de arruela (27) e mola (29), que a arruela (27) encerra uma saída de estouro (28) em uma posição.

5. 0 atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a arruela (27) é apoiada em um rolamento axial.

6. Atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a arruela (27) é uma arruela de deslizamento que desliza sobre uma película de óleo.

7. Atuador hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o regulador centrífugo (23) inclui alavancas centrífugas (24) que atuam diretamente sobre a arruela (27) da válvula de excesso de pressão e contrariam uma mola ou molas (29) da disposição de arruela (27) e mola (29).

8. Atuador hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de que o regulador centrífugo (31) compreende esferas (32) dispostas entre a arruela (27) da válvula de excesso de pressão e um suporte de bola (33) no eixo de acionamento (18) ou outras partes rotativos da bomba hidráulica (17) e a superfície (34) do suporte de bola (33), em contato com as bolas (32), é inclinado.

9. Atuador hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico (16) é um motor com escovas DC.

10. Atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que uma válvula de excesso de pressão é conectada a cada pistão de uma bomba de pistão hidráulico.

11. Atuador hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que um sistema de controle inclui um controlador elétrico e um sensor de temperatura integrado no acoplamento de deslizamento limitado (7, 37) e onde a pressão hidráulica é controlada pela corrente ao motor elétrico (16).

12. Atuador hidráulico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que um controlador elétrico mede variação de corrente ao motor elétrico (16), no qual um sensor de velocidade está organizado para detecção da velocidade do eixo de acionamento (18) e / ou onde o motor elétrico (16) é um motor sem escovas.

•

13. Atuador hidráulico, de acordo com qualquer uma das , reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o motor elétrico (16) está funcionando constantemente.

14. Atuador hidráulico, de acordo com a reivindicação 5

1, caracterizado pelo fato de que uma válvula redutora de pressão (35) é colocada entre a saída de óleo (21) da bomba hidráulica (17) e um acoplamento de deslizamento limitado (37) , compreendendo uma câmara cilíndrica (39), um pistão (38) , compreendida pela câmara cilíndrica (39), e um pacote 10 de discos (40) .

15. Veículo caracterizado pelo fato de que inclui um atuador hidráulico, tal como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.