CN101718337B - 金属带式无级变速器电液集成控制装置以及该集成控制装置的夹紧力控制阀和数字减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金属带式无级变速器电液集成控制装置，该装置包括有阀块(44)、夹紧力控制阀(DY)、速比控制阀(DJ1)、数字减压阀(DJ2)和3号高速开关阀(DK)。四种阀依次插装入夹紧力控制阀安装腔(11)、速比控制阀安装腔(14)、数字减压阀安装腔(17)和高速开关阀安装腔(8)中并用螺钉或螺纹固定安装在阀块(44)上。阀块(44)中设置有不同规格的油道将各阀有序地相连接，并通过管路将阀块(44)和金属带式无级变速器中的油泵(1)、油箱、离合器油缸(4)、主动轮油缸(5)与从动轮油缸(7)相连接。本发明还公开了自行设计的两种夹紧力控制阀(DY)和一种数字减压阀(DJ2)的结构与工作原理。

Description

金属带式无级变速器电液集成控制装置以及该集成控制装置的夹紧力控制阀和数字减压阀

技术领域

本发明涉及一种无级变速器的液压控制系统，更确切地说，本发明涉及一种金属带式无级变速器电液集成控制装置。 

背景技术

现有金属带式无级变速器的液压控制系统多采用比例阀与滑阀通过流量来控制金属带的夹紧力和离合器的结合压力，重复精度低，难以达到实时精确控制，使无级变速器的效率得不到最大程度发挥，影响整车的燃油经济性。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在重复精度低，难以达到实时精确控制而影响整车的燃油经济性的问题，提供了一种金属带式无级变速器电液集成控制装置。 

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置包括油泵、溢流阀、蓄能器、油箱、阀块、夹紧力控制阀、速比控制阀、数字减压阀和3号高速开关阀。 

夹紧力控制阀插装入阀块的夹紧力控制阀安装腔中并采用螺钉固定在阀块上，速比控制阀插装入阀块的速比控制阀安装腔中并采用螺钉固定在阀块上，数字减压阀插装入阀块的数字减压阀安装腔中并采用螺钉固定在阀块上，3号高速开关阀(DK)插装入阀块的高速开关阀安装腔中并采用螺纹连接在阀块上。油泵的输出油口和阀块上的油泵油道的接口端管路连接，油泵通过油泵油道和夹紧力控制阀进油口连接。阀块上的从动轮油道的接口端和金属带式无级变速器的从动轮油缸管路连接，阀块上的主油支道和数字减压阀的进油口连通，数字减压阀的出油口通过阀块上的控制油道和3号高速开关阀的控制口P连接，数字减压阀的出油口通过阀块上的控制油道与离合器油缸油道和与金属带式无级变速器的离合器油缸管路连接。阀块上的从动轮油道和速比控制阀的进油口P连接，速比控制阀的出油口A通过阀块上的主动轮油道的接口端和金属带式无级变速器的主动轮油缸管路连接。夹紧力控制阀的溢流口与回油口、速比控制阀的T接口、数字减压阀的溢流口与3号高速开关阀的回油口分别通过3号回油通道、2号回油通道、4号回油通道与1号回油通道和油箱连接。 

技术方案中所述的阀块是一长方体的结构件。在阀块的左端面上部从左向右加工呈圆形的夹紧力控制阀安装腔，夹紧力控制阀安装腔的中轴线呈水平状态，夹紧力控制阀安装腔的中轴线处于阀块的前后对称面上。在阀块的上端面右部加工呈圆形的速比控制阀安装腔，速比控制阀安装腔的中轴线与夹紧力控 制阀安装腔的中轴线垂直相交。在阀块的右端面和前端面上加工从动轮油道和主动轮油道，从动轮油道将夹紧力控制阀安装腔与速比控制阀安装腔连通，主动轮油道与速比控制阀安装腔连通，从动轮油道和主动轮油道的中轴线与速比控制阀安装腔的中轴线呈垂直相交状态。在从动轮油道的下方水平地从阀块的右端面到阀块的左端面加工2号回油通道，2号回油通道的中轴线与速比控制阀安装腔的中轴线呈垂直相交状态。在阀块的右端面下部从右向左加工呈圆形的数字减压阀安装腔，数字减压阀安装腔的中轴线与速比控制阀安装腔的中轴线呈垂直相交状态，数字减压阀安装腔的中轴线与夹紧力控制阀安装腔的中轴线平行。数字减压阀安装腔与速比控制阀安装腔之间由4号回油通道连通，在阀块的左端面下部从左向右加工呈圆形的高速开关阀安装腔，高速开关阀安装腔左端的腔壁上加工有螺纹，高速开关阀安装腔的中轴线与数字减压阀安装腔的中轴线共线，高速开关阀安装腔与数字减压阀安装腔之间由控制油道连通。在阀块的下端面从下向上加工与控制油道连通的离合器油缸油道。在阀块的上端面左侧向下加工贯通的1号回油通道。在阀块的上端面上并于1号回油通道和速比控制阀安装腔之间从上向下加工3号回油通道和油泵油道，3号回油通道与夹紧力控制阀安装腔和2号回油通道连通，3号回油通道的中轴线与夹紧力控制阀安装腔的中轴线和2号回油通道的中轴线呈垂直相交状态。在阀块的上端面由上向下加工主油支道，主油支道与夹紧力控制阀安装腔的末端和数字减压阀安装腔连通，主油支道的中轴线与夹紧力控制阀安装腔中轴线和数字减压阀安装腔中轴线呈空间垂直交叉；所述的夹紧力控制阀主要由步进电机、步进电机座、步进电机推杆、固定法兰盘、推块、1号先导阀体、主阀体、主阀芯、1号O型密封圈、阻尼孔、主阀弹簧、先导锥阀芯和先导阀弹簧组成。1号先导阀体与主阀体为圆筒式结构件。1号先导阀体与主阀体之间为螺纹连接。1号先导阀体与主阀体的右端分别设置有进油口，沿1号先导阀体与主阀体的径向设置有回油口和溢流口。沿中轴线设置有阻尼孔(31)的主阀芯、主阀弹簧、先导锥阀芯和先导阀弹簧依次装入主阀体与1号先导阀体中，再依次装入推块和步进电机推杆为接触连接，固定法兰盘套装在1号先导阀体的左端，步进电机座与1号先导阀体(27)的左端螺纹连接，并将固定法兰盘固定在步进电机座与1号先导阀体之间。步进电机固定在步进电机座的左端面上。夹紧力控制阀和夹紧力控制阀安装腔内壁之间采用三道1号O型密封圈进行密封；所述的第二种结构的夹紧力控制阀主要由1号高速开关阀、2号先导阀体、主阀体、主阀芯、1号O型密封圈、阻尼孔和主阀弹簧组成。2号先导阀体与主阀体为圆筒式结构件。2号先导阀体与主阀体之间为螺纹连接。2号先导阀体与主阀体的右端分别设置有进油口，沿2号先导阀体与主阀体径向设置有回油口和溢流口。沿中轴线加工有阻尼孔的主阀芯与主阀弹簧依次装入主阀体中，主阀弹簧的右端面与主阀 芯左端沉孔的底面接触连接，主阀弹簧的左端面与2号先导阀体的右端面接触连接。1号高速开关阀通过螺纹连接在2号先导阀体内孔的左端。夹紧力控制阀和夹紧力控制阀安装腔内壁之间采用三道1号O型密封圈进行密封；所述的数字减压阀主要由2号高速开关阀、减压阀先导阀体、减压阀主阀体、减压阀阀芯和减压阀弹簧组成。减压阀先导阀体与减压阀主阀体为圆筒式结构件。减压阀先导阀体与减压阀主阀体之间为螺纹连接，沿减压阀先导阀体的径向和右端中轴线设置有出油口和进油口。沿减压阀主阀体的径向设置有进油口和出油口。减压阀阀芯装入减压阀主阀体中，再装入减压阀弹簧，减压阀弹簧的右端面与减压阀阀芯左端的1号沉孔底面相接触，减压阀弹簧的左端面与减压阀先导阀体右端沉孔的底面相接触。减压阀阀芯的右端面与减压阀主阀体底面相接触。减压阀先导阀体。内孔的左端加工有内螺纹，2号高速开关阀。上加工有外螺纹，2号高速开关阀。从左端插入减压阀先导阀体。孔中为螺纹连接。数字减压阀和数字减压阀安装腔的腔壁之间采用两道2号O型密封圈进行密封；所述的减压阀阀芯是一个圆柱形的结构件，减压阀阀芯两端圆柱直径大于中间圆柱直径。在减压阀阀芯的左端面沿中轴线依次加工1号沉孔、减压阀阻尼孔、通油小孔和2号沉孔，通油小孔在减压阀阀芯的右端呈垂直交叉的通孔，减压阀阻尼孔将左端的1号沉孔与右端的通油小孔和2号沉孔连通。 

与现有技术相比本发明的有益效果是： 

1.本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置由于采用了夹紧力控制阀、速比控制阀、数字减压阀和高速开关阀直接控制执行机构的所需压力，响应速度快，控制精度高。夹紧力控制阀可以选择脉数调制和脉宽调制两种控制方式，可以直接由计算机控制，省去了D/A和A/D转换器，与比例溢流阀相比，重复精度高，抗污染能力强，工作可靠，为金属带式无级变速器的电液控制提供了一种新的途径。 

2.本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置采用了阀块结构件，使得整个金属带式无级变速器电液集成控制装置集成化，阀块中的夹紧力控制阀安装腔，可以安装两种不同结构和控制方法的夹紧力控制阀(数字控制溢流阀)，为夹紧力控制方法的改变提供了方便。 

3.本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置采用的数字减压阀和高速开关阀为数字控制阀，采用了压力流量协同控制方法控制金属带式无级变速器离合器的结合压力与结合速度。 

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明： 

图1是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置的液压原理图； 

图2是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置结构外形的主视图； 

图3是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置内部结构主视图上的剖视图； 

图4是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置中安装夹紧力控制阀DY、速比控制阀DJ1、数字减压阀DJ2和3号高速开关阀DK的阀块主视图上的剖视图； 

图5-a是在图4的A-A位置的剖视图； 

图5-b是在图4的B-B位置的剖视图； 

图6是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置中步进电机控制先导级式夹紧力控制阀DY结构原理主视图上的剖视图； 

图7是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置中3号高速开关阀DK控制先导级式夹紧力控制阀DY(先导级式数字溢流阀)结构原理主视图上的剖视图； 

图8是说明本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置中3号高速开关阀DK控制先导级式数字减压阀结构原理主视图上的剖视图； 

图中：1.油泵，2.溢流阀，3.蓄能器，4.离合器油缸，5.主动轮油缸，6.金属带，7.从动轮油缸，8.高速开关阀安装腔，9.1号回油通道，10.2号回油通道，11.夹紧力控制阀安装腔，12.3号回油通道，13.油泵油道，14.速比控制阀安装腔，15.从动轮油道，16.4号回油通道，17.数字减压阀安装腔，18.控制油道，19.离合器油缸油道，20.主油支道，21.主动轮油道，22.步进电机，23.步进电机座，24.步进电机推杆，25.固定法兰盘，26.推块，27.1号先导阀体，28.主阀体，29.主阀芯，30.1号O型密封圈，31.阻尼孔，32.主阀弹簧，33.先导锥阀芯，34.先导阀弹簧，35.1号高速开关阀，36.2号先导阀体，37.2号高速开关阀，38.减压阀先导阀体，39.减压阀主阀体，40.减压阀阀芯，41.减压阀弹簧 42.减压阀阻尼孔，43.通油小孔，44.阀块，45.2号O型密封圈，DY.夹紧力控制阀，DJ1.速比控制阀，DJ2.数字减压阀，DK.3号高速开关阀。 

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的描述： 

参阅图2至图8，本发明所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置通过控制金属带式无级变速器的从动轮油缸7的压力、主动轮油缸5的压力以及离合器油缸4的压力来分别控制金属带式无级变速器中金属带6的夹紧力、金属带式无级变速器的速比和金属带式无级变速器中离合器的结合压力及结合速度。金属带式无级变速器电液集成控制装置包括阀块44、夹紧力控制阀DY、速比控制阀DJ1、数字减压阀DJ2、3号高速开关阀DK、油泵1、溢流阀2、蓄能 器3和油箱。阀块44内部加工有安装所述的夹紧力控制阀DY、速比控制阀DJ1、数字减压阀DJ2和3号高速开关阀DK的安装腔及不同规格和用途的油道，包括油1号回油通道9、2号回油通道10、3号回油通道12、油泵油道13、从动轮油道15、4号回油通道16、控制油道18，离合器油缸油道19，主油支道20、主动轮油道21及相关工艺孔；夹紧力控制阀DY为数字控制先导式溢流阀，该阀由步进电机控制先导级，另一种夹紧力控制阀DY由1号高速开关阀35控制先导级；两者主阀结构一样，皆由主阀体28、主阀芯29、阻尼孔31及主阀弹簧32组成。 

组成金属带式无级变速器电液集成控制装置的夹紧力控制阀DY、速比控制阀DJ1、数字减压阀DJ2与3号高速开关阀DK插装入阀块44上的夹紧力控制阀安装腔11、速比控制阀安装腔14、数字减压阀安装腔17与高速开关阀安装腔8中，然后采用螺钉和各自阀体上所带的法兰盘将夹紧力控制阀DY、速比控制阀DJ1与数字减压阀DJ2固定在阀块44上，3号高速开关阀DK为螺纹插装阀，即采用螺纹固定在阀块44上。具体地说：夹紧力控制阀DY插装入阀块44上的夹紧力控制阀安装腔11后固定在阀块44的左端面上；速比控制阀DJ1插装入阀块44上的速比控制阀安装腔14后固定在阀块44的上端面上；数字减压阀DJ2插装入阀块44上的数字减压阀安装腔17后固定在阀块44的右端面上；3号高速开关阀DK插装入阀块44上的高速开关阀安装腔8后通过螺纹固定在阀块44的左下端面上。油泵1的输入油口和油箱管路连接，油泵1的输出油口和阀块44上的油泵油道13的接口端管路连接。阀块44上与油泵油道13相通的从动轮油道15接口端管路连接金属带式无级变速器的从动轮油缸7，由夹紧力控制阀DY调节油泵油道13的压力即为从动轮油缸7的压力，提供金属带6的夹紧力。阀块44上的主动轮油道21的接口端和主动轮油缸5的接口端管路连接。阀块44上的离合器油缸油道19的接口端和离合器油缸4的接口端管路连接。2号回油通道10为阀块44的回油通道接油箱，2号回油通道10的左端连接油箱，右端口采用螺栓封死；1号回油通道9连通夹紧力控制阀DY的先导级回油口(图6、图7中T₂)、2号回油通道10及3号高速开关阀DK的出油口。1号回油通道9的上下两端口采用圆柱销封死；3号回油通道12连通夹紧力控制阀DY的溢流口(图6、图7中T₁)与2号回油通道10。3号回油通道12的上端口采用螺栓封死。4号回油通道16连通数字减压阀DJ2的先导级回油口(图8中T)与回油通道10。 

参阅图4与图5-b，阀块44是一长方体的结构件，在阀块44的左端面上部向右加工呈圆形的夹紧力控制阀安装腔11，夹紧力控制阀安装腔11的中轴线呈水平状态，夹紧力控制阀安装腔11的中轴线处于阀块44的前后对称面上。在阀块44的上端面右侧向下加工呈圆形的速比控制阀安装腔14，速比控制阀安装腔14的中轴线与夹紧力控制阀安装腔11的中轴线垂直相交，在阀块44的右端面和前端面上加工从动轮油道15和主动轮油道21，从动轮油道15和夹紧力控制阀安装腔11与速比控制阀安装腔14连通，主动轮油道21与速比控制阀安装腔14连通，从动轮油道15和主动轮油道21的中轴线与速比控制阀安装腔14的中轴线呈垂直相交状态。在从动轮油道15的下方水平地从阀块44的右端面到阀块44的左端面加工一通孔即2号回油通道10，2号回油通道10的中轴线与速比控制阀安装腔14的中轴线呈垂直相交状态。在阀块44的右端面向左加工呈圆形的数字减压阀安装腔17，数字减压阀安装腔17的中轴线与速比控制阀安装腔14的中轴线呈垂直相交状态，数字减压阀安装腔17的中轴线与夹紧力控制阀安装腔11的中轴线平行，数字减压阀安装腔17与速比控制阀安装腔14之间由4号回油通道16连通。在阀块44的左端面下部向右加工呈圆形的高速开关阀安装腔8，高速开关阀安装腔8左端的腔壁上加工有与3号高速开关阀DK配合连接的螺纹。高速开关阀安装腔8的中轴线与数字减压阀安装腔17的中轴线共线，高速开关阀安装腔8与数字减压阀安装腔17之间用控制油道18连通，控制油道18的中轴线和高速开关阀安装腔8与数字减压阀安装腔17的中轴线共线。在阀块44的下端面从下向上加工离合器油缸油道19，离合器油缸油道19接离合器油缸。离合器油缸油道19与控制油道18连通，同时连通数字减压阀DJ2(二次压力油)的出油口(图8中P₁)与3号高速开关阀DK的进油口P。离合器油缸油道19的中轴线与控制油道18的中轴线呈垂直相交状态。在阀块44的上端面左侧向下加工一通孔即1号回油通道9，1号回油通道9的中轴线与夹紧力控制阀安装腔11的中轴线、2号回油通道10的中轴线和高速开关阀安装腔8的中轴线呈垂直相交状态。在阀块44的上端面上并于1号回油通道9和速比控制阀安装腔14之间从上向下加工3号回油通道12和油泵油道13，3号回油通道12与夹紧力控制阀安装腔11和2号回油通道10连通，3号回油通道12的中轴线与夹紧力控制阀安装腔11的中轴线和2号回油通道10的中轴线呈垂直相交状态。油泵油道13连接油泵1，油泵1为整个电液集成控制装置提供液压油，压力由夹紧力控制阀DY控制。

参阅图5-a，在阀块44的上端面上并于夹紧力控制阀安装腔11中轴线和数字减压阀安装腔17中轴线的右侧从上向下加工一通孔即主油支道20，主油支道20的上下两端口采用螺栓封死。主油支道20与夹紧力控制阀安装腔11的末端(安装腔11的末端与油泵油道13相通)和数字减压阀安装腔17(内的数字减压阀DJ2的进油口P)连通，主油支道20的中轴线与夹紧力控制阀安装腔11中轴线和数字减压阀安装腔17中轴线呈空间垂直交叉状态。 

参阅图6，图中表示的为金属带式无级变速器电液控制装置所采用的夹紧力控制阀DY的结构原理。夹紧力控制阀DY是自行设计的采用步进电机控制先导级式数字溢流阀，用于控制金属带式无级变速器从动轮油缸7中的压力，从而控制对金属带6的夹紧力。夹紧力控制阀DY主要由步进电机22、步进电机座23、步进电机推杆24、固定法兰盘25、推块26、1号先导阀体27、主阀体28、主阀芯29、1号O型密封圈30、阻尼孔31、主阀弹簧32、先导锥阀芯33和先导阀弹簧34组成。 

1号先导阀体27与主阀体28为圆筒式结构件，1号先导阀体27与主阀体28之间为螺纹连接，1号先导阀体27与主阀体28的右端沿中轴线分别设置有进油口，沿1号先导阀体27与主阀体28的径向加工的通孔为回油口T₂和溢流口T₁，1号先导阀体27的右端与主阀体28的左端加工有相配合的螺纹，1号先导阀体27的外圆柱面设置一道安装1号O型密封圈30的密封槽，主阀体28的外圆柱面设置二道安装1号O型密封圈30的密封槽。沿中轴线加工有阻尼孔31的主阀芯29、主阀弹簧32、先导锥阀芯33和先导阀弹簧34依次装入主阀体28与1号先导阀体27中，然后将1号先导阀体27与主阀体28连成一体，再依次装入步进电机推杆24、固定法兰盘25和推块26，推块26的右端面与先导阀弹簧34的左端面相接触，推块26的左端面与步进电机推杆24的右端面相接触，固定法兰盘25套装在1号先导阀体27的左端上，步进电机座23与1号先导阀体27的左端螺纹连接，并将固定法兰盘25固定在步进电机座23与1号先导阀体27之间。步进电机22固定在步进电机座23的左端面上，整个夹紧力控制阀DY借助于螺钉和固定法兰盘25固定安装在阀块44上，即固定在夹紧力控制阀安装腔11内，夹紧力控制阀DY即先导阀体27与主阀体28和夹紧力控制阀安装腔11内壁之间采用三道1号O型密封圈30进行密封。 

夹紧力控制阀DY的工作原理为： 

当夹紧力控制阀DY右端进油口P接通压力油时，压力油除直接作用在主阀芯29的右端外，还经过主阀芯29上阻尼孔31引到先导锥阀芯33的右端，对先导锥阀芯33形成一个液压力F，若液压力F小于先导锥阀芯33另一端(左端)先导阀弹簧34的压紧力时，先导锥阀芯33关闭，阻尼孔31中无液流流过，主阀芯29左右两腔压力相等。因为左腔作用面积稍大于右腔作用面积，作用于主阀芯29左右腔的液压力差与先导阀弹簧34的共同作用将主阀芯29压紧在阀座上，主阀体28上的溢流阀口关闭。当进油口的油压力P增大时，作用在先导锥阀芯33上的液压力F也随之增大，当F大于先导阀弹簧34的力时，先导锥阀芯33左移而阀口开启，压力油经阻尼孔31，先导阀口通过回油口T₂流回油箱，由于油流流过阻尼孔31时将在两端产生压差，使主阀芯29上腔压力低于进口压力，当这个压力差足够大时，主阀芯29左移，主阀溢流口开启，进口压力油经溢流口T₁流回油箱。主阀溢流口开度一定时，先导锥阀芯33和主阀芯29分别处于平衡状态。调节步进电机的脉数，可以调节步进电机推杆24的直线位移， 从而调节先导阀弹簧34对先导锥阀芯33的压紧力，控制主阀溢流口T₁的开启压力。 

参阅图7，图中表示的为金属带式无级变速器电液控制装置所采用的夹紧力控制阀DY第二种技术方案的结构原理。第二种技术方案的夹紧力控制阀DY是自行设计的采用1号高速开关阀35控制先导级式数字溢流阀，用于控制金属带式无级变速器从动轮油缸7中的压力，从而控制对金属带6的夹紧力。第二种技术方案的夹紧力控制阀DY主要由1号高速开关阀35、2号先导阀体36、主阀体28、主阀芯29、1号O型密封圈30、阻尼孔31和主阀弹簧32组成。第二种技术方案的夹紧力控制阀DY中所采用的主阀体28、主阀芯29、1号O型密封圈30、阻尼孔31与主阀弹簧32和第一种技术方案中所采用的是结构相同的一组零件。 

2号先导阀体36与主阀体28为圆筒式结构件，2号先导阀体36与主阀体28之间为螺纹连接，2号先导阀体36与主阀体28的右端为进油口，沿2号先导阀体36与主阀体28径向加工的通孔为回油口T₂和溢流口T₁，2号先导阀体36的右端与主阀体28的左端加工有相配合的螺纹。沿中轴线加工有阻尼孔31的主阀芯29与主阀弹簧32依次装入主阀体28中，主阀弹簧32的右端面与主阀芯29左端沉孔的底面接触连接，主阀弹簧32的左端面与2号先导阀体36的右端面接触连接，1号高速开关阀35通过螺纹连接在2号先导阀体36内孔的左端，1号高速开关阀35和2号先导阀体36内孔之间采用二道密封圈进行密封，再通过螺钉与2号先导阀体36左端的法兰盘将整个夹紧力控制阀DY固定安装在阀块44上，即固定在夹紧力控制阀安装腔11内，夹紧力控制阀DY即2号先导阀体36与主阀体28和夹紧力控制阀安装腔11内壁之间采用三道1号O型密封圈30进行密封。 

第二种技术方案的夹紧力控制阀DY的工作原理为： 

当夹紧力控制阀DY右端进油口P接通压力油时，由于1号高速开关阀35是常闭的，所以此时主阀芯29左右两腔压力相等，阻尼孔31中无油流通过。进口油压增大时，通过调节1号高速开关阀35的占空比，可以调节主阀芯29左腔液压油通过回油口T₂的溢流量，当1号高速开关阀35开启时，油流经阻尼孔31时产生压差，当这个压差达到一定数值，便会推动主阀芯29左移，使主阀溢流口开启，液压油通过溢流口T₁溢流回油箱，从而调定所需的控制压力。 

参阅图8，图中表示的为金属带式无级变速器电液控制装置所采用的控制离合器油缸4压力的数字减压阀DJ2。数字减压阀DJ2是自行设计的先导级式数字减压阀，数字减压阀DJ2主要由2号高速开关阀37、减压阀先导阀体38、减压阀主阀体39、减压阀阀芯40和减压阀弹簧41组成。 

减压阀先导阀体38与减压阀主阀体39为圆筒式结构件，减压阀先导阀体 38与减压阀主阀体39之间为螺纹连接，沿减压阀先导阀体38的径向和右端中轴线加工有出油口T和进油口(通孔)，沿减压阀主阀体39的径向加工有进油口P和出油口P₁。减压阀阀芯40是一个圆柱形的结构件，减压阀阀芯40两端圆柱直径尺寸大于中间圆柱直径尺寸，在减压阀阀芯40的左端面沿中轴线依次加工1号沉孔、减压阀阻尼孔42和通油小孔43，通油小孔43在减压阀阀芯40的右端呈垂直交叉的通孔，减压阀阻尼孔42将左端大直径的1号沉孔和右端的通油小孔43连通，在减压阀阀芯40的右端面沿中轴线设置一个和通油小孔43连通的2号沉孔。减压阀阀芯40装入减压阀主阀体39中，接着装入减压阀弹簧41，减压阀弹簧41的右端面与减压阀阀芯40左端的1号沉孔底面相接触，减压阀弹簧41的左端面与减压阀先导阀体38右端的沉孔底面相接触，减压阀阀芯40的右端面与减压阀主阀体39底面(左端面)相接触，减压阀先导阀体38与2号高速开关阀37相配装的内孔的左端加工有内螺纹，2号高速开关阀37上加工有外螺纹，2号高速开关阀37从左端插入减压阀先导阀体38孔中为螺纹连接。整个数字减压阀DJ2从阀块44的右端插入数字减压阀安装腔17中，并通过螺钉和减压阀先导阀体38上的法兰盘将数字减压阀DJ2固定在阀块44上，数字减压阀DJ2的减压阀主阀体39的外壁上设置有两道安装密封圈的密封槽，数字减压阀DJ2和数字减压阀安装腔17的腔壁之间采用两道2号O型密封圈45进行密封。2号高速开关阀37(阀芯)和减压阀先导阀体38的内孔之间采用两道O型密封圈进行密封。 

数字减压阀DJ2的工作原理为： 

一次压力油由数字减压阀DJ2的进油口P进入数字减压阀DJ2内经减压口从出油口P₁流出而成为二次压力油，二次压力油的一部分经减压阀阀芯40上的通油小孔43作用到减压阀阀芯40的右端，另一部分二次压力油经减压阀阀芯40上的1号减压阀阻尼孔42作用在减压阀阀芯40的左端，通过减压阀先导阀体38中轴线上的通孔(进油口)进入2号高速开关阀37的右端。当2号高速开关阀37的占空比为0时，数字减压阀DJ2不起减压作用。调节2号高速开关阀37的占空比，可以调节先导级通过溢流口T的溢流量，减压阀阻尼孔42有油液流过时两端会产生压差，这个压差推动阀芯左移，减小减压口的开口量，直到与弹簧的压力平衡。使二次压力稳定在要求范围内。调节2号高速开关阀37的占空比就可以调节出油口P₁二次压力油的压力。 

金属带式无级变速器电液集成控制装置的工作原理： 

参阅图1，阀块44上的油泵油道13接口与油泵1输出端管路螺纹连接，为整个金属带式无级变速器电液集成控制装置提供压力油。油泵油道13中油的压力由夹紧力控制阀DY根据电子控制单元指令调定。油泵1输出的压力油分为三路：第一路压力油直接通过阀块44内部从动轮油道15通向金属带式无级变速器的从动轮油缸7，实现控制金属带6的夹紧力。第二路压力油经过安装在阀块44速比控制阀安装腔14内的速比控制阀DJ1和(位于阀块上部的)主动轮油道21接口与金属带式无级变速器的主动轮油缸5相通。第二路压力油经过速比控制阀DJ1时，速比控制阀DJ1根据电子控制单元指令调节节流口面积调节压力，控制金属带式无级变速器的速比，速比控制阀DJ1的回油接口T与阀块44回油通道相通，速比控制阀DJ1的控制接口P与回油接口T在任一时刻只有一个起作用，即其中一个接口接通，另一个接口就被阀芯封住。第三路压力油通过阀块44内的主油支道20通向数字减压阀DJ2(数字控制先导式减压阀)的进油口，减压后进入离合器油缸4，同时离合器油缸4与3号高速开关阀DK的进油接口P相通，3号高速开关阀DK的出油口与阀块44的回油通道相通。即离合器油缸4通过3号高速开关阀DK接油箱，数字减压阀DJ2与两通常闭的3号高速开关阀DK共同控制离合器结合压力与结合速度。汽车运行时，金属带式无级变速器电子控制单元根据汽车运行工况计算出所需的金属带夹紧力、变速器速比和离合器结合压力，然后通过相对应的夹紧力控制阀DY、速比控制阀DJ1、数字减压阀DJ2和3号高速开关阀DK调节到所需压力，保证无级变速器效率最高，以满足汽车行驶各种工况。

金属带式无级变速器电液集成控制装置实施例所采用的相关零部件： 

1.所述的两通常闭的1号高速开关阀35、2号高速开关阀37和3号高速开关阀DK的型号为HSV-3051S1；生产厂家为贵州红林车用电控技术有限公司； 

2.所述的步进电机22的型号为4300系列Size17； 

3.所述的速比控制阀DJ1的型号为D-9102496。 

Claims (6)

1.一种金属带式无级变速器电液集成控制装置，包括油泵(1)、溢流阀(2)、蓄能器(3)和油箱，其特征在于，所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置还包括阀块(44)、夹紧力控制阀(DY)、速比控制阀(DJ1)、数字减压阀(DJ2)和3号高速开关阀(DK)；

夹紧力控制阀(DY)插装入阀块(44)的夹紧力控制阀安装腔(11)中并采用螺钉固定在阀块(44)上，速比控制阀(DJ1)插装入阀块(44)的速比控制阀安装腔(14)中并采用螺钉固定在阀块(44)上，数字减压阀(DJ2)插装入阀块(44)的数字减压阀安装腔(17)中并采用螺钉固定在阀块(44)上，3号高速开关阀(DK)插装入阀块(44)的高速开关阀安装腔(8)中并采用螺纹连接在阀块(44)上；油泵(1)的输出油口和阀块(44)上的油泵油道(13)的接口端管路连接，油泵(1)通过油泵油道(13)和夹紧力控制阀(DY)进油口连接，阀块(44)上的从动轮油道(15)的接口端和金属带式无级变速器的从动轮油缸(7)管路连接，阀块(44)上的主油支道(20)和数字减压阀(DJ2)的进油口(P)连通，数字减压阀(DJ2)的出油口(P₁)通过阀块(44)上的控制油道(18)和3号高速开关阀(DK)的控制口(P)连接，数字减压阀(DJ2)的出油口(P₁)通过阀块(44)上的控制油道(18)与离合器油缸油道(19)和与金属带式无级变速器的离合器油缸(4)管路连接，阀块(44)上的从动轮油道(15)和速比控制阀(DJ1)的进油口(P)连接，速比控制阀(DJ1)的出油口(A)通过阀块(44)上的主动轮油道(21)的接口端和金属带式无级变速器的主动轮油缸(5)管路连接，夹紧力控制阀(DY)的溢流口(T1)与回油口(T2)通过3号回油通道(12)和油箱连接，速比控制阀(DJ1)的回油接口(T)通过2号回油通道(10)和油箱连接，数字减压阀(DJ2)的溢流口(T)通过4号回油通道(16)和油箱连接，3号高速开关阀(DK)的回油口通过1号回油通道(9)和油箱连接。

2.按照权利要求1所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置，其特征在于，所述的阀块(44)是一长方体的结构件，在阀块(44)的左端面上部从左向右加工呈圆形的夹紧力控制阀安装腔(11)，夹紧力控制阀安装腔(11)的中轴线呈水平状态，夹紧力控制阀安装腔(11)的中轴线处于阀块(44)的前后对称面上，在阀块(44)的上端面右部加工呈圆形的速比控制阀安装腔(14)，速比控制阀安装腔(14)的中轴线与夹紧力控制阀安装腔(11)的中轴线垂直相交，在阀块(44)的右端面和前端面上加工从动轮油道(15)和主动轮油道(21)，从动轮油道(15)将夹紧力控制阀安装腔(11)与速比控制阀安装腔(14)连通，主动轮油道(21)与速比控制阀安装腔(14)连通，从动轮油道(15)和主动轮油道(21)的中轴线与速比控制阀安装腔(14)的中轴线呈垂直相交状态，在从动轮油道(15)的下方水平地从阀块(44)的右端面到阀块(44)的左端面加工2号回油通道(10)，2号回油通道(10)的中轴线与速比控制阀安装腔(14)的中轴线呈垂直相交状态，在阀块(44)的右端面下部从右向左加工呈圆形的数字减压阀安装腔(17)，数字减压阀安装腔(17)的中轴线与速比控制阀安装腔(14)的中轴线呈垂直相交状态，数字减压阀安装腔(17)的中轴线与夹紧力控制阀安装腔(11)的中轴线平行，数字减压阀安装腔(17)与速比控制阀安装腔(14)之间由4号回油通道(16)连通，在阀块(44)的左端面下部从左向右加工呈圆形的高速开关阀安装腔(8)，高速开关阀安装腔(8)左端的腔壁上加工有螺纹，高速开关阀安装腔(8)的中轴线与数字减压阀安装腔(17)的中轴线共线，高速开关阀安装腔(8)与数字减压阀安装腔(17)之间由控制油道(18)连通，在阀块(44)的下端面从下向上加工与控制油道(18)连通的离合器油缸油道(19)，在阀块(44)的上端面左侧向下加工贯通的1号回油通道(9)，在阀块(44)的上端面上并于1号回油通道(9)和速比控制阀安装腔(14)之间从上向下加工3号回油通道(12)和油泵油道(13)，3号回油通道(12)与夹紧力控制阀安装腔(11)和2号回油通道(10)连通，3号回油通道(12)的中轴线与夹紧力控制阀安装腔(11)的中轴线和2号回油通道(10)的中轴线呈垂直相交状态，在阀块(44)的上端面由上向下加工主油支道(20)，主油支道(20)与夹紧力控制阀安装腔(11)的末端和数字减压阀安装腔(17)连通，主油支道(20)的中轴线与夹紧力控制阀安装腔(11)中轴线和数字减压阀安装腔(17)中轴线呈空间垂直交叉。

3.一种用于权利要求1所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置的夹紧力控制阀(DY)，其特征在于，所述的夹紧力控制阀(DY)主要由步进电机(22)、步进电机座(23)、步进电机推杆(24)、固定法兰盘(25)、推块(26)、1号先导阀体(27)、主阀体(28)、主阀芯(29)、1号O型密封圈(30)、阻尼孔(31)、主阀弹簧(32)、先导锥阀芯(33)和先导阀弹簧(34)组成；

1号先导阀体(27)与主阀体(28)为圆筒式结构件，1号先导阀体(27)与主阀体(28)之间为螺纹连接，1号先导阀体(27)与主阀体(28)的右端分别设置有进油口，沿1号先导阀体(27)与主阀体(28)的径向设置有回油口(T₂)和溢流口(T₁)，沿中轴线设置有阻尼孔(31)的主阀芯(29)、主阀弹簧(32)、先导锥阀芯(33)和先导阀弹簧(34)依次装入主阀体(28)与1号先导阀体(27)中，再依次装入推块(26)和步进电机推杆(24)为接触连接，固定法兰盘(25)套装在1号先导阀体(27)的左端，步进电机座(23)与1号先导阀体(27)的左端螺纹连接，并将固定法兰盘(25)固定在步进电机座(23)与1号先导阀体(27)之间，步进电机(22)固定在步进电机座(23)的左端面上，夹紧力控制阀(DY)和夹紧力控制阀安装腔(11)内壁之间采用三道1号O型密封圈(30)进行密封。

4.一种用于权利要求1所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置的第二种结构的夹紧力控制阀(DY)，其特征在于，所述的第二种结构的夹紧力控制阀(DY)主要由1号高速开关阀(35)、2号先导阀体(36)、主阀体(28)、主阀芯(29)、1号O型密封圈(30)、阻尼孔(31)和主阀弹簧(32)组成；

2号先导阀体(36)与主阀体(28)为圆筒式结构件，2号先导阀体(36)与主阀体(28)之间为螺纹连接，2号先导阀体(36)与主阀体(28)的右端分别设置有进油口，沿2号先导阀体(36)与主阀体(28)径向设置有回油口(T₂)和溢流口(T₁)，沿中轴线加工有阻尼孔(31)的主阀芯(29)与主阀弹簧(32)依次装入主阀体(28)中，主阀弹簧(32)的右端面与主阀芯(29)左端沉孔的底面接触连接，主阀弹簧(32)的左端面与2号先导阀体(36)的右端面接触连接，1号高速开关阀(35)通过螺纹连接在2号先导阀体(36)内孔的左端，夹紧力控制阀(DY)和夹紧力控制阀安装腔(11)内壁之间采用三道1号O型密封圈(30)进行密封。

5.一种用于权利要求1所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置的数字减压阀(DJ2)，其特征在于，所述的数字减压阀(DJ2)主要由2号高速开关阀(37)、减压阀先导阀体(38)、减压阀主阀体(39)、减压阀阀芯(40)和减压阀弹簧(41)组成；

减压阀先导阀体(38)与减压阀主阀体(39)为圆筒式结构件，减压阀先导阀体(38)与减压阀主阀体(39)之间为螺纹连接，沿减压阀先导阀体(38)的径向和右端中轴线设置有出油口(T)和进油口，沿减压阀主阀体(39)的径向设置有进油口(P)和出油口(P₁)，减压阀阀芯(40)装入减压阀主阀体(39)中，再装入减压阀弹簧(41)，减压阀弹簧(41)的右端面与减压阀阀芯(40)左端的1号沉孔底面相接触，减压阀弹簧(41)的左端面与减压阀先导阀体(38)右端沉孔的底面相接触，减压阀阀芯(40)的右端面与减压阀主阀体(39)底面相接触，减压阀先导阀体(38)内孔的左端加工有内螺纹，2号高速开关阀(37)上加工有外螺纹，2号高速开关阀(37)从左端插入减压阀先导阀体(38)孔中为螺纹连接，数字减压阀(DJ2)和数字减压阀安装腔(17)的腔壁之间采用两道2号O型密封圈(45)进行密封。

6.按照权利要求5所述的用于权利要求1所述的金属带式无级变速器电液集成控制装置的数字减压阀(DJ2)，其特征在于，所述的减压阀阀芯(40)是一个圆柱形的结构件，减压阀阀芯(40)两端圆柱直径大于中间圆柱直径，在减压阀阀芯(40)的左端面沿中轴线依次加工1号沉孔、减压阀阻尼孔(42)、通油小孔(43)和2号沉孔，通油小孔(43)在减压阀阀芯(40)的右端呈垂直交叉的通孔，减压阀阻尼孔(42)将左端的1号沉孔与右端的通油小孔(43)和2号沉孔连通。

Images