CN102979901A - 驱动变速箱控制元件的锁闭阀 - Google Patents

Abstract

一种锁闭阀，其包括包含管线压力的第一端口，包含控制压力的第二端口，位于第一和第二端口之间的第三端口，其将第一和第二端口交替连接至变速箱控制元件，以及包含控制压力的第四端口，该控制压力用于对抗弹簧力关闭第二端口和打开第一端口。

Description

驱动变速箱控制元件的锁闭阀

技术领域

本发明总体涉及一种由具有多路锁闭阀的直动式螺线管控制、位于自动变速箱的机械加工成型的主控制铸件中的调节滑阀。

背景技术

自动变速箱包括用于调节在各种连接至变速箱部件的管线中的流体压力和液压流体流动的液压系统。该系统包括封装在主控制铸件中的调节滑阀，其在变速箱生产工厂机械加工而成。优选为铝合金的铸件通常称为阀体。该系统的部件组装到阀体中且具有在工厂赋予的传递功能。

螺线管驱动调节阀控制从阀连通至离合器或者制动器的压力，离合器或者制动器的接合和解离状态决定了变速箱运行的挡位。

为了高扭矩运行状态，变速箱离合调节器需要一种向离合器和制动器提供液压的方法，使得需要的压力可以独立于适于换挡控制的控制压力范围而传递。通过使用锁闭阀可以实现静态容量（高扭矩）和动态控制压力范围的分离。

典型的锁闭阀通过排尽阀芯的反馈压力来超越离合调节器的调节。这引起阀芯不再保持力平衡，导致阀芯移向其限制打开供应和控制压力端口之间的完全连通。反馈端口的排空和随后阀行程导致在离合器控制压力回到动态压力控制状态的转变中的显著延迟和下冲。

在行业中需要这样一种锁闭阀，其形成于阀体中并用调节阀进行运行，从而使变速箱控制元件的换挡控制可以从高压力下分开，该高压用于当元件接合时产生控制元件的高扭矩传输能力，这将会消除与改变调节器反馈压力有关的缺陷，而且可以与独立的设备如直动式螺线管相结合使用。

发明内容

锁闭阀包括用于包含管线压力的第一端口，用于包含控制压力的第二端口，位于第一和第二端口之间将第一和第二端口交替连接至变速箱控制元件的第三端口，以及包含控制压力的第四端口，该控制压力用于对抗弹簧力关闭第二端口和打开第一端口。

运行锁闭阀的方法包括向第一端口供应管线压力，向第二端口供应控制压力，通过位于第一和第二端口之间的第三端口将第一和第二端口交替连接至变速箱控制元件，使用控制压力来控制阀，该控制压力用于对抗弹簧力关闭第二端口和打开第一端口，以及当第一端口打开和第二端口关闭时使阀锁闭。

当变速箱控制元件没有连接至调节阀时，可以在调节阀的整个压力范围内连续移动的多路锁闭阀兼作依从源（compliance source）以稳定调节阀。这种结合即使当控制元件锁闭至管线压力时仍能使处于加压状态的调节阀保持有正常的反馈。

调节控制压力驱动锁闭阀以将调节控制压力或者管线压力有选择地连接至控制元件。

多路体系结构可以应用于可变排放电磁（VBS）调节阀配对系统或者应用于直动式电磁系统。对于直动式电磁系统而言，在不增加另外螺线管的情况下发生锁闭，或者补充初级电磁线圈的力或者作为相似多路锁闭阀的开—关控制。

锁闭阀在与离合器断开后提供适宜稳定调节阀的电路，因此消除了对独立蓄能器部件的需要。

优选实施例的适用范围将会从以下详细的具体实施方式、权利要求和附图中显而易见地得出。应了解，具体实施方式和具体的示例，尽管示出了本发明的优选实施例，但是仅仅通过举例的方式给出。所述的实施例与示例的各种变化和修改对本领域技术而言将会变得显而易见。

附图说明

参照以下具体实施方式和附图，将会更容易理解本发明，其中：

附图1为一体铸造型直动式调节螺线管和锁闭阀的截面图；

附图2为从阀室移去阀芯的附图1的阀的修改的截面图；

附图3为表示位于阀室中的阀芯的一体铸造型直流式调节螺线管的截面图；

附图4为在控制元件接合过程中控制元件压力和螺线管电流的曲线图；以及

附图5包括当锁闭阀开启时开启压力和调节阀芯位置的曲线图。

具体实施方式

附图1和2示出的一体铸造型直动式电磁液压阀10包括由铸造金属、优选为铝合金形成的阀体12。阀体12包含形成有台脊16-19的阀芯14；推动阀芯向右的压缩弹簧20；适配器22；贯穿适配器且接触阀芯的衔铁销24；螺线管26，当螺线管通电时其驱动衔铁销向左移动，当螺线管断电时其允许阀芯向右移动；以及保持衔铁销接触阀芯的第二压缩弹簧28。

优选地，弹簧20具有相对低的弹簧常数，因而当没有电流提供给螺线管26时由阀10产生的控制压力实质上为零。

阀体12形成有控制端口30、42，控制压力通过控制端口30、42与包含有阀芯14的阀室32相通；管线压力端口34，管线压力通过管线压力端口34与阀室相通；油箱端口36，液压液体通过油箱端口36从阀室流向低压油箱；以及排出端口38、40，阀室32通过排出端口38、40与低压排出装置相通。

适配器22通过弹性扣板44产生的弹力持续保持与在油箱端口34形成的安装数据或者参考面46接触，弹性扣板44被固定在围绕螺线管26的壳体45的外表面。

在运行过程中，通过产生弹簧20力与向右净力的第一合力，阀10调节端口30中的控制压力和端口42中的反馈压力，其中向右净力因端口42的控制压力对台脊16和17的差别区域发生作用而产生。抵消第一合力的是向左的第二合力，该向左的第二合力包含螺线管驱动销24的力和弹簧28的力。当销24的力增加时，阀10通过计量边缘49打开端口34的管线压力和端口30、42的控制压力之间的连接。当计量边缘49打开时，控制压力增加。当控制压力为销24的当前位置大幅增加时，台脊16、17上的差别反馈控制压力引起计量边缘49关闭和计量边缘48打开控制压力端口30以及通过阀室32、排出端口38和通道72到低压排出装置之间的连接。

单个高速切削工具同时加工阀体中的计量边缘48、49和安装数据或者参考面46。螺线管模块50包括适配器22、螺线管26、壳体45和弹簧28。

在单个运行中切割所有需要精确相对位置的边缘以提高公差和生产效率。计量边缘进行精密加工而不是铸造加工以提高边缘质量、定位精度、以及无锥度。高精密公差使泄露紧密控制和压力调节精度成为可能。严格的公差使短行程磁性部50的流量控制成为可能。

阀芯台脊18的单个计量控制压力端口30（计量出口—计量进口，如附图1所示）或者控制台脊52的双计量控制压力端口30、38（计量出口—计量进口，如附图3所示）可以无公差变化地供应。为两个生产组建立了公差责任的明确分工。

附图1-3所示的阀在提供磁性接口公差的同时能够实现标准的主控制（包括虫迹（worm trail）的多孔）结构。

控制压力排放端口38提供阀芯位置控制和稳定性。提高了没有死区（dead-zone）穿过的跟踪响应。也阻止了穿过死区的低频振荡。

严格的加工公差允许尽量减少重叠、降低死区（dead band）。

在附图2中，控制台脊17的直径大于阀10'的台脊16的直径。阀10'的大直径台脊16形成用于增强稳定性、允许使用相对大直径的大直径阀芯端阻尼器60、以及耐污染的阻尼器端口62。阻尼器60为了最小化反馈滞后以及提高稳定性形成于反馈路径64的外部。相对于台脊16和17的直径的差值，阻尼器60的直径较大。

与流体缺口结合的大直径的阀芯台脊16和阻尼器60使得短行程磁体的高速流动和快速切削生产技术成为可能。

由于与参考面46接触，适配器22的轴面68位于阀室32中，这样，当螺线管26断电时并且阀芯14在阀室中向右移动时，台脊19在衔铁销24接触螺线管模块中的止动面70之前接触轴面68，从而阻止弹簧28在其线圈中由于接触而完全压缩。这样，阀芯端特征为螺线管模块50的被迫过行程保护提供了积极止动。

阻尼室60设置有使用排出口66并从控制压力排出端口42来进料的储油器。

一体铸造型、直动式螺线管液压阀10、10″中的每一个均包括形成于铸造金属材质的阀体12中的锁闭阀80。阀80包括形成有台脊84、86的阀芯82；推动阀芯82向右的压缩弹簧87；排出端口88；连接至管线压力源的管线端口90，该管线压力的大小实质上恒定；输出端口92，通过输出端口92驱动变速箱的离合器或者制动器94；通过通道64与调节阀10的压力控制端口30、42相连通的控制端口96；以及也通过通道64与调节阀10的压力控制端口30、42相连通的控制压力反馈端口98。

在运行过程中，阀80通过管线100向驱动变速箱控制元件94的液压伺服机构的缸体102供应驱动压力。当控制压力生成的力低于弹簧安装负载时，弹簧87将阀芯82压至阀室的右端，从而关闭管线端口90，打开控制端口96并在控制压力下通过输出端口92和管线100将液体通向控制元件94。当控制压力增加时，由于在反馈端口98的控制压力所产生的力对抗弹簧87的力而发挥作用，因而阀芯82沿着阀室向左轴向移动。在离合器完全啮合且控制压力进一步增加之后，台脊86逐渐关闭端口96，并且台脊84保持管线端口90关闭。当控制压力进一步增加时，台脊86关闭控制端口96，并且台脊84打开管线端口90和输出端口92之间的连接，从而绕过阀80并利用管线压力给控制元件94加压，这基于应用的离合器的静态容量。如果在阀80锁闭后控制压力进一步增加，仅仅应用管线压力以使控制元件94完全接合。当阀80锁闭时调节阀10的阀芯14保持在其调节位置。

通过降低控制压力来开启阀80，这引起台脊84关闭线端口90，并且台脊86通过输出端口92和管线100重新打开控制端口96和变速箱控制元件94之间的连接。

附图4示出了端口92中的输出压力响应螺线管26中的电流的变化。当控制端口96连接至输出端口92且管线端口关闭时，关联关系的第一部分随着控制压力的增加而出现。在点108之后第二部分106出现，其中控制端口96关闭且通过端口90的恒定管线压力向输出端口92打开，使得控制元件在110处满容量。与无锁闭特征的系统的变化相比较可以看出，上述两部分在保持总的可实现的压力范围的同时允许压力相对电流消退（增益降低）而增大。

当阀80锁闭时，阀80的反馈室102没有排出，从而消除了在管线进料控制元件94中滞留空气的可能性。因为当阀80锁闭时阀80的反馈室102没有排出，所以当阀80开启时这些管线不需要重新填充。

相结合的调节阀10和锁闭阀80在保持调节控制的同时通过执行锁闭转变在离合器控制的转变状态中提供功能优势。如附图5所示，开启阀80后，由于锁闭时其阀芯调节至空电路（deadheaded circuit）96和依从体积（compliance volume）98，同时，与VBS调节锁闭阀系统114相比，当转向调节至管线100与控制元件94时其阀芯被锁闭并提供高级转变，所以调节阀10的阀芯14的位置112保持在控制计量位置。

VBS调节锁闭系统通常经过所需开启压力118而经历压力下降116，而由阀10、80相结合产生的开启压力瞬间120在实际上没有下降的情况下密切跟踪所需开启压力118。

锁闭阀均可应用于VBS/VFS驱动的滑阀和直动式螺线管控制的系统。

依照专利法的规定，描述了优选实施例。但是，应当注意的是，替代的实施例也可以以不同于具体示出和描述的方式实施。

Claims (7)

1.一种锁闭阀，其特征在于，包含：

可在阀室中移置的阀芯，包括第一和第二台脊；

通过第一台脊打开和关闭的第一端口，可连接至管线压力；

通过第二台脊打开和关闭的第二端口，可连接至控制压力源；

位于第一和第二端口之间的第三端口，将第一和第二端口通过阀室交替连接至变速箱控制元件。

2.根据权利要求1所述的锁闭阀，其特征在于，阀室能够与第一和第二端口交替连通，阀室持续与第三端口连通。

3.根据权利要求1所述的锁闭阀，其特征在于：

阀室持续与第三端口连通；

在第二台脊关闭第二端口时第一台脊通过阀室打开第一端口和第三端口之间的连接；以及

在第一台脊关闭第一端口时第二台脊通过阀室打开第二端口和第三端口之间的连接。

4.根据权利要求1所述的锁闭阀，其特征在于：

阀室能够与第一和第二端口交替连通；

阀室持续与变速箱控制元件和第四端口连通；以及

阀芯可通过弹簧所产生的力和第四端口中控制压力所产生的力在阀室中移置。

5.根据权利要求1所述的锁闭阀，其特征在于

第一台脊具有位于第一台脊的内轴向端的第一表面，所述第一表面具有第一区域；以及

第二台脊具有位于第二台脊的内轴向端的第二表面，所述第二表面具有与第一区域实质上相等的第二区域。

6.根据权利要求5所述的锁闭阀，其特征在于

第二台脊具有位于第二台脊的外轴向端的第三表面，所述第三表面具有与第二区域实质上相等的区域。

7.根据权利要求1所述的锁闭阀，其特征在于，进一步包含：

第四端口，第二和第四端口连接至控制阀所产生的控制压力源，包含：

铸造金属材质的阀体，包括阀室和控制压力端口；

在阀体中在控制压力端口机械加工成型的计量边缘；

在阀体中机械加工成型的参考面；

可沿着阀室移置的第二阀芯；以及

螺线管模块，包括用于移置第二阀芯的销，并且位于阀室中与参考面相接触。

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