CN102444679B - 自动变速器的油供给系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及自动变速器的油供给系统，其通过排出以低压部分为基础的全部油并将高压部分所需的仅部分油控制在高压，然后将油供给至高压部分而显著降低油泵的总消耗功率。油供给系统可显著改进变速器的功率输送效率，改进油泵的燃料效率和耐久性，降低噪音和压力振动。自动变速器的油供给系统包括：第一油泵，其自油箱泵送油并将油供给至低压部分；低压调节阀，其连接至连接第一油泵与低压部分的低压部分通道，将自第一油泵排出的油压控制在低压部分所需的压力；第二油泵，其接收通过低压调节阀控制压力的油，将油供给至高压部分；和高压调节阀，其连接至连接第二油泵与高压部分的高压部分通道，将自第二油泵排出的油压控制在高压部分所需的压力。

Description

自动变速器的油供给系统
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年10月12日提交的韩国专利申请第10-2010-0099188号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。
技术领域
本发明涉及一种自动变速器的油供给系统，更具体地，涉及一种自动变速器的油供给系统，其利用油泵将油自油箱供给至用于操作离合器的高压部分和用于冷却和润滑的低压部分。
背景技术
近年来随着世界各地的油价增长和对废气(CO2)管理控制的增强，在开发车辆时改进燃料的效率并考虑生态环保因素显得非常重要，因此高级汽车制造商已经投入其所有力量发展节省燃料的技术从而实现那些目的。
为改进功率输送效率，变速器是必须的以改进自动变速器车辆中的燃料效率，然而自动变速器中的油泵为降低功率输送效率的部分，因此如果能够降低油泵的不必要的功率消耗，则变速器的功率输送效率会得以显著提高。
油泵的输出流量由用于操作离合器的高压部分的流量、用于冷却和润滑的低压部分的流量和用于将在产生所需的油压之后所剩余的流量自调节阀返回至油泵入口的再循环流量组成，然而，在相关技术中油供给系统以用于控制离合器的高压部分为基础排出全部油，使得油泵消耗大量的功率，并相应地降低了变速器的功率输送效率。
亦即，根据相关技术中的油供给系统，如图1所示，油泵1的入口1a通过油供给通道2与油箱3连接，油泵1的出口1b通过高压部分通道4与用于操作离合器的高压部分5连接，高压通道4通过第一阀通道6和第二阀通道7分别与高压调节阀8和减压阀9连接，减压阀9通过低压部分通道10与用于冷却和润滑的低压部分11连接，并且高压调节阀8和减压阀9分别通过第一返回通道12和第二返回通道13与油供给通道2连接。
在该构造中，通过滤油器15将油箱3中的油14供给至油泵1的入口1a，且通过来自发动机16的功率操作油泵1。
因此，当通过来自发动机16的功率操作油泵1时，油箱3中的油14流入至入口1a中，自出口1b排出至高压部分通道4中的油通过高压调节阀8而被控制在高压处，并被供给至高压部分5。
将在高压部分通道4中的油的一部分通过第二阀通道7供给至减压阀9，减压阀9将油的高压降至低压，将通过减压阀9减至低压的油供给至低压部分11。
此外，自通过高压调节阀8增压的油中剩余的油通过第一返回通道12和油供给通道2再循环至油泵1的入口1a，自通过减压阀9减压的油中剩余的油通过第二返回通道13和油供给通道2再循环至油泵1的入口1a。
通常地，低压部分11用于冷却和润滑变速器，因此其需要大量流量，而高压部分5用于控制离合器，因此其相比于低压部分11需要较小量的流量。
因此，对于具有相关技术构造的油供给系统而言，油泵1排出以高压部分5为基础的全部流量，因此油泵1需要大量的功率。例如，假设高压部分5需要20kgf/cm2的压力和51pm的流量，低压部分11需要8kgf/cm2的压力和10lpm的流量，且再循环流量为15lpm，根据相关技术将系统中油泵1的消耗功率定义为“消耗功率＝高压部分压力×全部排出量”，在方程式中代入值，“20kgf/cm2×30lpm＝980W”，亦即，油泵1的消耗功率为980W。
油泵1的消耗功率980W相对较大，如上所述的油泵1的大消耗功率显著降低了变速器的功率输送效率，由此车辆的燃料效率降低。此外，对油泵1施加过度负荷，导致油泵1的耐久性下降并引起较大噪音。当油泵1在高速下操作时，由于空穴现象产生过度的压力振动。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明旨在提供一种自动变速器的油供给系统，其通过使得油泵排出以用于冷却和润滑的低压部分为基础的全部流量，并将用于高压部分的仅部分油的压力控制在高压处，然后将油供给至高压部分而降低通过油泵消耗的大量功率，从而具有改进的构造；通过大大提高变速器的功率输送效率而提高燃料效率；并通过降低施加至油泵的负荷而提高耐久性并降低噪音和压力振动。
本发明的一个方面提供一种自动变速器的油供给系统，其利用油泵将油自油箱供给至高压部分和低压部分，所述自动变速器的油供给系统包括第一油泵，所述第一油泵自油箱泵送油并将油供给至所述低压部分；低压调节阀，所述低压调节阀连接至低压部分通道，并将自所述第一油泵排出的油压控制在所述低压部分所需的压力处，所述低压部分通道连接所述第一油泵与所述低压部分；第二油泵，所述第二油泵接收通过所述低压调节阀控制压力的油，并将油供给至所述高压部分；以及高压调节阀，所述高压调节阀连接至高压部分通道，并将自所述第二油泵排出的油压控制在所述高压部分所需的压力处，所述高压部分通道连接所述第二油泵与所述高压部分。
此外，所述自动变速器的油供给系统进一步包括第一返回通道，所述第一返回通道将在通过所述低压调节阀产生低压油之后剩余的油再循环至所述第一油泵的入口；第二返回通道，所述第二返回通道将在通过所述高压调节阀产生高压油之后剩余的油再循环至所述第二油泵的入口；连接通道，所述连接通道连接所述低压部分通道与所述高压部分通道；以及单向止回阀，所述单向止回阀使得油自所述低压部分通道流动至所述高压部分通道并防止油在相反方向上流动。
本发明的另一个方面提供一种自动变速器的油供给系统，其利用油泵将油自油箱供给至高压部分和低压部分，所述自动变速器的油供给系统包括第一油泵，所述第一油泵自油箱泵送油并将油供给至所述低压部分；低压调节阀，所述低压调节阀连接至低压部分通道，并将自所述第一油泵排出的油压控制在所述低压部分所需的压力处，所述低压部分通道连接所述第一油泵与所述低压部分；第二油泵，所述第二油泵接收通过所述低压调节阀控制压力的油，并将油供给至所述高压部分；高压调节阀，所述高压调节阀连接至高压部分通道，并将自所述第二油泵排出的油压控制在所述高压部分所需的压力处，所述高压部分通道连接所述第二油泵与所述高压部分；第一返回通道，所述第一返回通道将在通过所述低压调节阀产生低压油之后剩余的油再循环至所述第一油泵的入口；以及第二返回通道，所述第二返回通道将在通过所述高压调节阀产生高压油之后剩余的油再循环至所述第一油泵的入口。
此外，所述自动变速器的油供给系统进一步包括连接通道，所述连接通道连接所述低压部分通道和所述高压部分通道；以及单向止回阀，所述单向止回阀置于所述连接通道中，以使得油自所述低压部分通道流动至所述高压部分通道并防止油在相反方向上流动。
根据本发明的各个方面，自动变速器的油供给系统可通过排出以低压部分为基础的全部油并将高压部分所需的仅部分油控制在高压处，然后将油供给至高压部分，从而显著降低油泵的总消耗功率，可显著提高变速器的功率输送效率，并可提高油泵的燃料效率和耐久性，并降低功率损失、噪音和压力振动。
通过纳入本文的附图以及随后与附图一起用于说明本发明的某些原理的具体实施方式，本发明的方法和装置所具有的其它特征和优点将更为具体地变得清楚或得以阐明。
附图说明
图1为显示相关技术的自动变速器的油供给系统的图。
图2为显示根据本发明的自动变速器的一个示例性油供给系统的图。
图3为显示根据本发明的自动变速器的一个示例性油供给系统的图。
应当了解，所附附图并非按比例地显示了本发明的基本原理的图示性的各种特征的略微简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。
在这些图形中，贯穿附图的多幅图形，附图标记引用本发明的同样的或等同的部分。
具体实施方式
下面将对本发明的各个实施方案详细地作出引用，这些实施方案的实例被显示在附图中并描述如下。尽管本发明将与示例性实施方案相结合进行描述，但是应当意识到，本说明书并非旨在将本发明限制为那些示例性实施方案。相反，本发明旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围之内的各种选择形式、修改形式、等价形式及其它实施方案。
图2显示了根据本发明的各个实施方案的油供给系统，其中油32储存在油箱31中，油箱31与第一油泵34的入口34a通过油供给通道33连接，第一油泵34的出口34b通过低压部分通道35与用于冷却和润滑的低压部分36连接，低压调节阀38通过第一阀通道37与低压部分通道35连接，由此低压调节阀38将自第一油泵34的出口34b排出至低压部分通道35的油压控制在低压部分36所需的水平处。
此外，自低压部分通道35分出以将通过低压调节阀38控制压力的油供给至第二油泵39的子通道40与第二油泵39的入口39a连接，第二油泵39的出口39b与用于操作离合器的高压部分42通过高压部分通道41连接，且高压调节阀44与高压部分通过41通过第二阀通道43连接，由此高压调节阀44将自第二油泵39的出口39b排出至高压通道41的油的压力控制在高压部分42所需的水平(高压)处。
根据本发明的各个实施方案的油供给系统包括第一返回通道45和第二返回通道46，所述第一返回通道45连接油进入通道33与低压调节阀38以使在通过低压调节阀38产生低压油之后剩余的油再循环至第一油泵34的入口34a，第二返回通道46连接子通道40与高压调节阀44以使在通过高压调节阀产生高压油之后剩余的油再循环至第二油泵39的入口39a。
此外，根据本发明的各个实施方案的油供给系统进一步包括连接通道47以及单向止回阀48，连接通道47连接低压部分通道35和高压部分通道41，单向止回阀48置于连接通道47中，使得油自低压部分通道35流动至高压部分通道41并防止油在相反方向上流动。
在该构造中，连接通道47的一端与位于低压调节阀38和在低压部分通道35中的低压部分36之间的管线连接，而另一端与位于高压调节阀44和在高压部分通道41中的高压部分42之间的管线连接。
此外，单向止回阀48为仅当高压部分通道41的油压低于低压部分通道35的油压时才打开连接通道47的阀。
有时，当车辆在低负荷下行驶时，高压部分的压力需要低于低压部分的压力，其中第二油泵39停止，且油自低压部分35通过单向止回阀48经由连接通道47和高压部分通道41供给至高压部分42。
如果车辆在高负荷下行驶(在高速下行驶，加速，在斜坡上行驶，或换档等)，由于对其施加了大负荷，因此高压部分42需要高压油，其中第二油泵39和高压调节阀44工作。
相应地，高压部分通道41的油压比低压部分通道35的油压增加得多，从而使得单向止回阀48保持关闭。因此，连接低压部分通道35与高压部分通道41的连接通道47通过单向止回阀48闭合，开始将低压油和高压油分别供给至低压部分36和高压部分42。
此外，在失效保险(failsafe)的条件下通过单向止回阀48供给低压部分油，其中第二油泵39不能正常工作，因而实施应急操作。
根据本发明的各个实施方案，第一油泵34和第二油泵39均为通过来自发动机的功率操作的机械油泵。
可替代地，第一油泵34可为通过来自发动机的功率操作的机械油泵，而第二油泵39可为通过来自电动机的功率操作的电动油泵。
此时，通过来自油泵控制单元的电信号操作电动机，输入油泵控制单元以控制电动机操作的参数可以为发动机的转数(rpm)、发动机扭矩、车辆速度、换档、油温等。
可替代地，根据本发明的各个实施方案，第一油泵34和第二油泵39均可为通过来自电动机的功率操作的电动油泵。
对根据本发明的各个实施方案的油供给系统的操作将在下文描述。
操作第一油泵34，使油箱31中的油32通过滤油器49流入第一油泵34的入口34a。
通过低压调节阀38使得通过第一油泵34的出口34b排出至低压部分通道35的油压力下降，然后将油供给至低压部分36。
此外，将在通过低压调节阀38产生低压油之后剩余的油通过第一返回通道45和油供给通道33再循环至第一油泵34的入口34a。
进一步地，将通过低压调节阀38产生的低压油中的部分通过子通道40供给至第二油泵39的入口39a，而将通过第二油泵39的出口39b排出至高压部分通道41的低压油通过高压调节阀44控制在高压部分42所需的压力(高压)处，然后将其供给至高压部分42。
此外，将在通过高压调节阀44产生高压油之后剩余的油通过第二返回通道46和子通道40再循环至第二油泵39的入口39a。
低压部分36用于冷却并润滑变速器，因此其需要大量流量，而高压部分42用于控制离合器，因此其相比于低压部分36需要较小量的流量。
因此，由于全部油以低压部分36为基础排出，且仅部分高压部分42所需的油被控制在高压处并供给至根据本发明的各个实施方案的油供给系统中的高压部分42，与如图1中所示的相关技术的构造相比，由油泵消耗的功率大大降低。
亦即，假设在相关技术的实例中，高压部分42需要20kgf/cm2的压力和5lpm的流量，低压部分36需要8kgf/cm2的压力和10lpm的流量，且再循环流量为15lpm，将本发明的第一油泵34和第二油泵39的总消耗功率定义为“消耗功率＝{[低压部分压力×全部排出量]+[高压部分压力-低压部分压力]×高压部分排出量}”。
在方程式中代入值，“{[8kgf/cm2×30lpm]+[(20kgf/cm2-8kgf/cm2)×5lpm]}＝490W”，即本发明的第一油泵34和第二油泵39的总消耗功率为490W，因而有可能使相关技术(已参见图1进行描述)的油泵的消耗功率980W降低大约50％。
由于本发明的构造使得油泵的总消耗功率显著降低，因此降低变速器功率输送效率的因子显著降低，由此使得变速器的功率传送效率大大提高，且燃料效率可得以进一步提高。
此外，由于油泵的总消耗功率降低，可降低在油泵上施加的负荷，从而有可能提高油泵的耐久性并降低噪音和压力振动。
图3显示了根据本发明的各个实施方式的油供给系统。比较在图3中所示的构造和图2中所示的构造可知，区别在于第二返回通道460与油供给通道33连接以将在通过高压调节阀44产生高压油之后剩余的油再循环至第一油泵34的入口34a，而其余所有与图2中所示的那些相同。
因此，在图3所示的构造中，排出以低压部分36为基础的全部油，并将高压部分42所需的仅部分油控制在高压处，然后将油供给至高压部分42，如图2中所示。因此，与图1中所示的相关技术的构造相比，油泵的总消耗功率可得以显著降低，在此不再赘述。
前面对本发明具体示例性实施方案所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方案并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方案及其不同选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等价形式所限定。

Claims (12)

1.一种自动变速器的油供给系统，其将油自油箱供给至高压部分和低压部分，所述油供给系统包括：
第一油泵，所述第一油泵自油箱泵送油并将油供给至所述低压部分；
低压调节阀，所述低压调节阀连接至低压部分通道，并将自所述第一油泵排出的油压控制在所述低压部分所需的第一压力处，所述低压部分通道连接所述第一油泵与所述低压部分；
子通道，所述子通道从所述低压部分通道分支至高压部分通道；
第二油泵，所述第二油泵设置在所述子通道的中间并且接收通过所述低压调节阀控制所述第一压力的油，并将油供给至所述高压部分；
高压调节阀，所述高压调节阀连接至所述高压部分通道，并将自所述第二油泵排出的油压控制在所述高压部分所需的第二压力处，所述高压部分通道连接所述第二油泵与所述高压部分；
连接通道，所述连接通道连接所述低压部分通道与所述高压部分通道；以及
单向止回阀，所述单向止回阀置于所述连接通道中，以使得油自所述低压部分通道流动至所述高压部分通道并防止油在相反方向上流动；
其中所述连接通道的一端与所述低压部分通道连接，并且所述连接通道的另一端与所述高压部分通道连接；
其中所述单向止回阀为仅当所述高压部分通道的油压低于所述低压部分通道的油压时在所述第二油泵停止的状态下才打开所述连接通道的阀。
2.根据权利要求1所述的自动变速器的油供给系统，其进一步包括第一返回通道，所述第一返回通道通过所述低压调节阀将油再循环至所述第一油泵的入口。
3.根据权利要求2所述的自动变速器的油供给系统，其进一步包括第二返回通道，所述第二返回通道通过所述高压调节阀将油再循环至所述第二油泵的入口。
4.根据权利要求1所述的自动变速器的油供给系统，其进一步包括油泵控制单元，所述油泵控制单元在所述高压部分通道的油压低于所述低压部分通道时产生控制信号以停止所述第二油泵。
5.根据权利要求1所述的自动变速器的油供给系统，其中所述第一油泵和所述第二油泵均为通过来自发动机的功率操作的机械油泵。
6.根据权利要求1所述的自动变速器的油供给系统，其中所述第一油泵为通过来自发动机的功率操作的机械油泵，并且
所述第二油泵为通过来自电动机的功率操作的电动油泵。
7.根据权利要求1所述的自动变速器的油供给系统，其中所述第一油泵和所述第二油泵均为通过来自电动机的功率操作的电动油泵。
8.一种自动变速器的油供给系统，其将油自油箱供给至高压部分和低压部分，所述油供给系统包括：
第一油泵，所述第一油泵自油箱泵送油并将油供给至所述低压部分；
低压调节阀，所述低压调节阀通过第一阀通道连接至低压部分通道，并将自所述第一油泵排出的油压控制在所述低压部分所需的第一压力处，所述低压部分通道连接所述第一油泵与所述低压部分，其中所述第一阀通道设置在子通道的上游；
所述子通道从所述低压部分通道分支至高压部分通道；
第二油泵，所述第二油泵设置在所述子通道的中间并且接收通过所述低压调节阀控制所述第一压力的油，并将油供给至所述高压部分；
高压调节阀，所述高压调节阀连接至高压部分通道，并将自所述第二油泵排出的油压控制在所述高压部分所需的第二压力处，所述高压部分通道连接所述第二油泵与所述高压部分；
第一返回通道，所述第一返回通道通过所述低压调节阀将油再循环至所述第一油泵的入口；
第二返回通道，所述第二返回通道通过所述高压调节阀将油再循环至所述第一油泵的入口；
连接通道，所述连接通道连接所述低压部分通道与所述高压部分通道；以及
单向止回阀，所述单向止回阀置于所述连接通道中，以使得油自所述低压部分通道流动至所述高压部分通道并防止油在相反方向上流动；
其中所述连接通道的一端与所述低压部分通道连接，并且所述连接通道的另一端与所述高压部分通道连接；
其中所述单向止回阀为仅当所述高压部分通道的油压低于所述低压部分通道的油压时在所述第二油泵停止的状态下才打开所述连接通道的阀。
9.根据权利要求8所述的自动变速器的油供给系统，其进一步包括油泵控制单元，所述油泵控制单元在所述高压部分通道的油压低于所述低压部分通道时产生控制信号以停止所述第二油泵。
10.根据权利要求8所述的自动变速器的油供给系统，其中所述第一油泵和所述第二油泵均为通过来自发动机的功率操作的机械油泵。
11.根据权利要求8所述的自动变速器的油供给系统，其中所述第一油泵为通过来自发动机的功率操作的机械油泵，并且
所述第二油泵为通过来自电动机的功率操作的电动油泵。
12.根据权利要求8所述的自动变速器的油供给系统，其中所述第一油泵和所述第二油泵均为通过来自电动机的功率操作的电动油泵。
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