CN103148029B - 变速器及其蓄能器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变速器及其蓄能器组件，该蓄能器组件包括腔体、活塞、阀芯、第一和第二弹性件、限位结构。腔体的一侧敞开以形成开口，腔体上形成有泄油孔。活塞可移动地配合在腔体内，活塞上设有泄油通道。活塞套设在阀芯的外面且阀芯相对活塞可轴向移动，在腔体的底壁与、阀芯和活塞之间限定出分别与泄油孔和泄油通道的另一端相通的泄油腔。第一弹性件设在腔体内且两端分别止抵在底壁与活塞之间。第二弹性件设在腔体内且两端分别止抵在底壁与阀芯之间。限位结构固定在腔体上，限位结构构造成在活塞朝向底壁移动预定距离时止挡活塞。本发明的蓄能器组件集成安全阀与蓄能器的功能于一身，能够在油压力过大时充分蓄能且同时起到泄压作用。

Description

变速器及其蓄能器组件

技术领域

本发明涉及汽车构造技术领域，尤其是涉及一种变速器及其蓄能器组件。

背景技术

传统自动变速器的液压系统中都会设置蓄能器和安全阀，蓄能器在自动变速器油路中能够存储能量，抑制脉冲，能有效缓解脉冲过大引起的油路不稳等状况。安全阀起到过载保护作用，它一般可由阀体、阀芯、弹簧、及调整螺杆组成，当液压油流量过高导致油压力较大时，阀门自动打开，能够将多余的油液泄掉。但是，传统自动变速器液压油路中的蓄能器与安全阀是两个不同的部件，占用空间较大，加工成本高，实用性差。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种蓄能器组件，该蓄能器组件集成安全阀与蓄能器的功能于一身，能够在油压力过大时充分蓄能且同时起到泄压作用。

本发明的另一个目的在于提出一种采用上述蓄能器组件的变速器。

根据本发明的一个方面，提出了一种蓄能器组件，包括：腔体，所述腔体的一侧敞开以形成开口，所述腔体上形成有泄油孔；环形的活塞，所述活塞沿所述活塞的轴向可移动地配合在所述腔体内，所述活塞邻近所述开口且所述活塞上形成有泄油通道；阀芯，所述活塞套设在所述阀芯的外面且所述阀芯相对所述活塞可沿轴向移动以便所述泄油通道的一端与所述开口相通，其中在所述腔体的底壁与、所述阀芯和所述活塞之间限定出泄油腔，所述泄油腔分别与所述泄油孔和所述泄油通道的另一端相通；第一弹性件，所述第一弹性件设在所述腔体内且所述第一弹性件的两端分别止抵在所述底壁与所述活塞之间；第二弹性件，所述第二弹性件设在所述腔体内且所述第二弹性件的两端分别止抵在所述底壁与所述阀芯之间；以及限位结构，所述限位结构固定在所述腔体上，所述限位结构构造成在所述活塞朝向所述底壁移动预定距离时止挡所述活塞。

根据本发明的蓄能器组件，集成传统蓄能器与安全阀的功能于一身，实现了在限压过程中还能有效抑制系统内的脉动，改善系统内的液压冲击现象，增加液压系统的使用寿命，同时相比传统单独的蓄能器与安全阀，还大大节约了安装空间，减少了零部件的数量，装配效率高且成本低。

另外，根据本发明的蓄能器组件，还可以具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述泄油孔形成在所述底壁上。

根据本发明的一个实施例，所述活塞间隙配合在所述腔体内。

根据本发明的一个实施例，所述活塞的外周面上形成有环形的凹槽，且所述蓄能器组件还包括滚珠，所述滚珠设在所述凹槽内且所述滚珠的直径和、所述凹槽的底面与所述腔体的内壁的径向距离相等。

根据本发明的一个实施例，所述活塞的外周面与所述腔体的内壁之间设置有密封胶。

根据本发明的一个实施例，所述活塞距离所述开口较近一侧的外径尺寸大于、所述活塞距离所述开口较远一侧的外径尺寸，

其中所述第一弹性件为弹簧且所述第一弹性件套设在所述活塞距离所述开口较远一侧的外周面上。

根据本发明的一个实施例，所述阀芯构造成圆筒形且所述阀芯朝向所述底壁的一侧敞开，

其中所述第二弹性件为弹簧且所述第二弹性件的一端伸入所述阀芯内，

并且，所述底壁的内壁面上还形成有用于容纳所述第二弹性件另一端的容纳槽。

根据本发明的一个实施例，所述阀芯的外径尺寸与所述活塞的内径尺寸相等。

根据本发明的一个实施例，所述泄油通道的所述一端与所述活塞距离所述开口较近一侧的端面间隔开，且所述泄油通道构造为形成在所述活塞内周面上的凹槽。

根据本发明的另一方面，提出了一种变速器，该变速器采用了上述的蓄能器组件。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的蓄能器组件在油压较小情况下的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的蓄能器组件在油压逐渐增加情况下的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的蓄能器组件在油压较大情况下的示意图。

附图标记说明：

蓄能器组件100；

腔体1，底壁11，容纳槽111，泄油孔112，周壁12；

活塞2，泄油通道21，泄油腔22；

阀芯3；

第一弹性件4；

第二弹性件5；

限位结构6；

滚珠7；

止挡部8。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的蓄能器组件100，该蓄能器组件100适用于液压系统，特别适用于自动变速器的液压系统中，其中参照图1-图3所示液压系统中的液压油流经活塞2和阀芯3的外端面，该蓄能器组件100集成了普通蓄能器和安全阀的功能，能够起到抑制脉动和限压的作用。需要说明的是，图1-图3中的箭头表示液压油的大致流动方向。

根据本发明一个实施例的蓄能器组件100，包括腔体1、环形的活塞2、阀芯3、第一弹性件4、第二弹性件5和限位结构6。

参照图1所示，腔体1的一侧（例如右侧）敞开以形成开口13，例如该腔体1可形成有中空的圆柱形腔体1，腔体1上形成有泄油孔112。

活塞2沿活塞2的轴向（图1中的A方向）可移动地配合在腔体1内。这里，活塞2可移动地配合在腔体1内可以理解为活塞2的外径尺寸与腔体1的内径尺寸大致相等，例如活塞2的外径尺寸略大于、等于或略小于腔体1的内径尺寸，其中关于活塞2与腔体1的尺寸关系会在下面给出详细的描述。

参照图1和图2所示，该活塞2可形成为圆环形活塞2且邻近开口13，活塞2上形成有泄油通道21。

参照图1所示，活塞2套设在阀芯3的外面且阀芯3相对活塞2可轴向移动以便泄油通道21的一端例如右端与开口13相通，更具体地说，参照图2，活塞2与阀芯3可同步朝向腔体1底壁11的方向运动，参照图3，同时阀芯3相对活塞2可轴向移动，从而使得泄油通道21的一端与开口13一侧的空腔连通，简言之，阀芯3的轴向移动能够实现泄油通道21的一端与开口13的导通与隔断。

参照图1所示，在腔体1的底壁11与、阀芯3和活塞2之间限定出泄油腔22，该泄油腔22分别与泄油孔112和泄油通道21的另一端例如左端连通。具体地说，当阀芯3和活塞2的外端面（图1-图3中的右端面）处的液压油的油压过高时，活塞2会被下面将要提到的限位结构6定位，此时阀芯3相对活塞2会朝向腔体1的底壁11移动以便露出泄油通道21的一端，从而使得活塞2外端面一侧的液压油能够通过泄油通道21进入泄油腔22、并可从与泄油腔22连通的泄油孔112将液压油泄入液压系统内的管路中，实现限压目的。

如图1所示，第一弹性件4设在腔体1内且第一弹性件4的两端分别止抵在腔体1的底壁11与活塞2的内端面（图1-图3中的左端面）之间，这样在活塞2朝向底壁11轴向移动时（即向左移动），活塞2可以压缩第一弹性件4。同样，第二弹性件5设在腔体1内且第二弹性件5的两端分别止抵在腔体1的底壁11与阀芯3之间，这样阀芯3朝向底壁11轴向移动时，阀芯3可以压缩第二弹性件5。

限位结构6固定在腔体1上，限位结构6构造成在活塞2朝向底壁11移动时止挡活塞2，从而避免活塞2过分压缩第一弹性件4。

下面参照图1-图3简单描述该蓄能器组件100的工作原理和工作过程。

首先参照图1所示，液压系统内的液压油流经活塞2和阀芯3的外端面，此时系统内的液压油的油压很小，不足以克服第一弹性件4和第二弹性件5的弹力以及摩擦力，此时系统内的液压油流动平顺。

参照图2所示，当流经活塞2和阀芯3外端面的液压油的油压逐渐增加时，在油压力的作用下，活塞2和阀芯3会整体同步朝向底壁11移动，此时第一弹性件4和第二弹性件5同时被压缩，从而将压力能转换为第一弹性件4和第二弹性件5的弹性势能。此时第一弹性件4蓄能能够起到吸收脉动的作用，有效减少液压冲击，保护液压回路。

参照图3所示，当系统内的液压油的压力进一步增大时，即流经活塞2和阀芯3外端面的液压油的油压超过预设的临界阈值时，活塞2将被限位结构6止挡而不能继续朝向底壁11移动，这样能够避免活塞2进一步压缩第一弹性件4，此时阀芯3相对活塞2会继续朝向底壁11移动，从而露出泄油通道21的一端，此时活塞2外端面一侧的液压油会通过该泄油通道21流入到泄油腔22内，而泄油腔22内的液压油则可通过泄油孔112流出，从而实现了泄压目的，改善了液压回路内的液压冲击现象。

需要说明的是，上述的临界阈值是可以根据不同液压系统而预先设定的一个数值，例如可以根据第一弹性件4的蓄能要求来设定，当系统内流经活塞2和阀芯3外端面的液压油的油压达到该阈值时，则可通过限位结构6来止挡活塞2，避免第一弹性件4继续被压缩。对于不同的液压系统，该临界阈值可以相同，当然也可不同，这对于本领域的技术人员而言，都是容易理解的。

根据本发明实施例的蓄能器组件100，集成传统蓄能器与安全阀的功能于一身，实现了在限压过程中还能有效抑制系统内的脉动，改善系统内的液压冲击现象，增加液压系统的使用寿命，同时相比传统单独的蓄能器与安全阀，还大大节约了安装空间，减少了零部件的数量，装配效率高且成本低。

根据本发明的一个实施例，限位结构6构造成限位块，限位块固定在腔体1上且限位块的一端（未示出）伸入到腔体1内，从而在活塞2朝向底壁11移动一定距离后实现对活塞2的止挡。如图1所示，泄油孔112形成在底壁11上。

下面详细描述活塞2与腔体1的配合方式。

在本发明的一个优选实施例中，该活塞2是间隙配合在腔体1内的，也就是说，活塞2的外径尺寸略小于腔体1内壁的径向尺寸。采用间隙配合的方式可以有效降低活塞2轴向移动时与腔体1的摩擦，从而提高活塞2的使用寿命，同时还增加了第一弹性件4的蓄能效果。

进一步，在该优选实施例中，活塞2的外周面上形成有环形的凹槽，且蓄能器组件100还包括滚珠7，该滚珠7设在该凹槽内且滚珠7的直径和、凹槽的底面与腔体1的内壁的径向距离相等，换言之，滚珠7与凹槽的底面和腔体1的内壁面紧密贴合。

通过设置滚珠7，一方面进一步降低了活塞2与腔体1的摩擦，提高活塞2的寿命，另一方面，滚珠7还在一定程度上密封了活塞2外周面与腔体1内壁之间的间隙，避免过多的液压油通过该间隙直接流入到泄油腔22内。

优选地，滚珠7是多个并且紧密排列在该环形的凹槽内，这样能够更好地提高密封效果，同时最大限度地降低活塞2的磨损。

进一步，在该优选实施例中，活塞2的外周面与腔体1的内壁之间设置有密封胶，可以理解的是，该密封胶用于密封活塞2外周面与腔体1内壁之间的间隙，但是该密封胶不能将活塞2与腔体1之间粘连。设置该密封胶可以更进一步提高活塞2外周面与腔体1的密封效果。

在本发明的另一个实施例中，活塞2的外径尺寸与腔体1的内径尺寸可以相等，换言之，活塞2的外周面与腔体1的内周面可紧密贴合。

在本发明的再一个实施例中，活塞2可以是过盈配合在腔体1内的，也就是说，在该实施例中，活塞2的外径尺寸是略大于腔体1的内壁的径向尺寸的。但是，可以理解的是，在该实施例中，虽然活塞2与腔体1是过盈配合的，但在系统内液压油的油压足够克服活塞2与腔体1之间摩擦力时，在油压力的作用下活塞2与阀芯3仍然会向底壁11的方向移动，从而压缩第一弹性件4储备弹性势能。

在本发明的一个实施例中，活塞2距离开口13较近一侧的外径尺寸大于、活塞2距离开口13较远一侧的外径尺寸，参照图1所示。具体而言，该活塞2靠近开口13的部分的尺寸较大，并且该部分也是与腔体1配合的部分，活塞2距离开口13较远的部分尺寸较小，该部分与腔体1的内壁是间隔开一定距离的，其中第一弹性件4为弹簧且该弹簧套设在活塞2距离开口13较远一侧的外周面上，也就是说，该弹簧是套在尺寸较小的活塞部分的外周面上的。

这样方便了对第一弹性件4例如弹簧的固定，实现在径向上对该弹簧的限位作用，从而使得活塞2在压缩该弹簧时该弹簧不会错位而影响该蓄能器组件100正常工作。

参照图1所示，阀芯3构造成圆筒形且阀芯3朝向底壁11的一侧敞开，第二弹性件5为弹簧且该弹簧的一端伸入阀芯3内，阀芯3可以实现对该弹簧一端的限位。并且，底壁11的内壁面上还形成有用于容纳第二弹性件5另一端的容纳槽111，这样该容纳槽111实现了对弹簧另一端的限位，从而使得阀芯3在压缩该弹簧时该弹簧不会错位而影响蓄能器组件100正常工作。

在本发明的一个实施例中，阀芯3的外径尺寸与活塞2的内径尺寸相等。也就是说，在该实施例中，阀芯3的外周面与活塞2的内周面紧密贴合。当然，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，阀芯3也可间隙或过盈配合在活塞2内。

在本发明的一个优选实施例中，泄油通道21的所述一端与活塞2距离开口13较近的一侧的端面间隔开，也就是说，参照图1所示，泄油通道21的外端（图1-图3中的右端）与活塞2的外端面是间隔一定距离的，即泄油通道21的该外端并非延伸至活塞2的外端面处。

该泄油通道21可构造为形成在活塞2内周面上的凹槽，例如该凹槽与活塞2可一体铸造成型，或者该凹槽也可以是通过对活塞2内周面的相应部分铣削而成。

优选地，泄油通道21为多个，该多个泄油通道21在周向上均匀分布且彼此间隔开，例如泄油通道21为两个，该两个泄油通道21可沿径向对称设置，通过设置多个泄油通道21可以提高该蓄能器组件100的泄压能力。

当然，本发明并不限于此，在本发明的另一些实施例中，泄油通道21也可形成在活塞2的内部，其一端可以贯穿活塞2的内周面，另一端则可与泄油腔22连通。

在本发明的一些实施例中，腔体1的敞开一侧的周沿上还设置有沿径向向内延伸的止挡部8，该止挡部8可用于止挡活塞2的外端面。根据本发明的一些实施例，腔体1可以包括周壁12和底壁11，底壁11可拆卸地设在周壁12的底部，例如底壁11与周壁12可通过螺纹连接，这样方便蓄能器组件100的装配。

下面简单描述根据本发明一个实施例的蓄能器组件100的装配过程。

首先，将活塞2从腔体1的底部推入至腔体1的开口13处，将第一弹性件4即弹簧推入并套在活塞2的外周面上。

然后，将第二弹性件5的一端置于阀芯3内，并将二者从阀体1的底部送入并置于活塞2的内周面处。

最后，将底壁11固定至周壁12的底部，完成装配。

下面简单描述根据本发明实施例的变速器，该变速器采用了上述的蓄能器组件100。

可以理解，根据本发明实施例的变速器的其它构成例如输入轴、行星齿轮机构等均已为现有技术，且为本领域的技术人员所熟知，因此这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种蓄能器组件，包括腔体、环形的活塞和第一弹性件，所述腔体的一侧敞开以形成开口，所述活塞沿所述活塞的轴向可移动地配合在所述腔体内，所述活塞邻近所述开口，所述第一弹性件设在所述腔体内且所述第一弹性件的两端分别止抵在所述腔体的底壁与所述活塞之间，其特征在于，所述蓄能器组件还包括：阀芯、第二弹性件和限位结构，

其中所述腔体上形成有泄油孔；

所述活塞上形成有泄油通道；

所述活塞套设在所述阀芯的外面且所述阀芯相对所述活塞可沿轴向移动以便所述泄油通道的一端与所述开口相通，其中在所述腔体的底壁与、所述阀芯和所述活塞之间限定出泄油腔，所述泄油腔分别与所述泄油孔和所述泄油通道的另一端相通；

所述第二弹性件设在所述腔体内且所述第二弹性件的两端分别止抵在所述底壁与所述阀芯之间；以及

所述限位结构固定在所述腔体上，所述限位结构构造成在所述活塞朝向所述底壁移动预定距离时止挡所述活塞。

2.根据权利要求1所述的蓄能器组件，其特征在于，所述泄油孔形成在所述底壁上。

3.根据权利要求1所述的蓄能器组件，其特征在于，所述活塞间隙配合在所述腔体内。

4.根据权利要求3所述的蓄能器组件，其特征在于，所述活塞的外周面上形成有环形的凹槽，且所述蓄能器组件还包括滚珠，所述滚珠设在所述凹槽内且所述滚珠的直径和、所述凹槽的底面与所述腔体的内壁的径向距离相等。

5.根据权利要求3所述的蓄能器组件，其特征在于，所述活塞的外周面与所述腔体的内壁之间设置有密封胶。

6.根据权利要求1所述的蓄能器组件，其特征在于，所述活塞距离所述开口较近一侧的外径尺寸大于、所述活塞距离所述开口较远一侧的外径尺寸，

其中所述第一弹性件为弹簧且所述第一弹性件套设在所述活塞距离所述开口较远一侧的外周面上。

7.根据权利要求1所述的蓄能器组件，其特征在于，所述阀芯构造成圆筒形且所述阀芯朝向所述底壁的一侧敞开，

其中所述第二弹性件为弹簧且所述第二弹性件的一端伸入所述阀芯内，

并且，所述底壁的内壁面上还形成有用于容纳所述第二弹性件另一端的容纳槽。

8.根据权利要求1所述的蓄能器组件，其特征在于，所述阀芯的外径尺寸与所述活塞的内径尺寸相等。

9.根据权利要求1所述的蓄能器组件，其特征在于，所述泄油通道的所述一端与、所述活塞距离所述开口较近一侧的端面间隔开，所述泄油通道构造为形成在所述活塞内周面上的凹槽。

10.一种变速器，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的蓄能器组件。