CN104154142A - 一种液力变速器控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液力变速器控制阀，包括与主油路和离合器供给油路相连的输油板以及安装在输油板上的电控阀体总成，电控阀体总成由控制压力调节阀、背压阀、TCM信号处理器、多个并联布置的电控阀体以及连接油路组成，每个电控阀体均由挡位离合器控制阀、蓄能器、安装在挡位离合器控制阀上的VBS可变流量电磁阀组成。本发明的有益效果是：通过VBS可变流量电磁阀、挡位离合器控制阀、蓄能器、控制压力调节阀以及背压阀的配合使用，达到了获得稳定的离合器控制油压的目的，实现了对液力变速器运行工况的有效控制，并且具有结构紧凑、工作可靠的特点。

Description

一种液力变速器控制阀

技术领域

本发明涉及一种液力变速器控制阀，属于液压控制阀技术领域。

背景技术

目前轨道车辆上广泛应用了液力变速器，以往的手动气控换挡装置或手动电控气动换挡装置在实际运用中，都存在换挡冲击问题。延长发动机使用寿命以及提高乘坐舒适度，实现平稳、快速、准确、可靠的换挡是液力变速器控制阀的关键技术。目前液力变速器控制阀控制方式有两种：一是蓄能器离合器油压控制系统，设计专用的蓄能器来控制离合器结合或释放，用蓄能器对离合器油压进行过程控制时，其特点是结构简单，但一般是专门为某种需要换挡缓冲的设备而设计，若要对另一设备进行缓冲控制，必须重新对蓄能器进行设计，以满足对该设备的缓冲控制要求，因此其适用范围窄；另一种是电液比例调压阀直接控制离合器油压系统，控制器通过特殊的电路设计和程序设计，给电液比例调压阀控制信号，以一定占空比对离合器供给压力进行控制，从而控制离合器结合或释放。但因电液比例调压阀为开环控制，制约其控制过程的因素较多，如液压介质、油温、阀芯配合间隙、液压介质粘度变化等，只要其中一种或多种因素发生变化，离合器控制油压就会偏离理想的控制模式。

发明内容

本发明的目的在于克服轨道车辆上现有的液力变速器控制阀所产生的换挡冲击，提供一种新型的拥有准确、平稳、响应较快离合器油压控制系统的控制阀。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种液力变速器控制阀，包括与主油路和离合器供给油路相连的输油板以及安装在输油板上的电控阀体总成，电控阀体总成由控制压力调节阀、背压阀、TCM信号处理器、多个并联布置的电控阀体以及连接油路组成，每个电控阀体均由挡位离合器控制阀、蓄能器、以及安装在挡位离合器控制阀上的VBS可变流量电磁阀组成；

其中，VBS可变流量电磁阀为两位三通阀，挡位离合器控制阀为两位四通阀，VBS可变流量电磁阀的第一接口通过油路与控制压力调节阀相连，VBS可变流量电磁阀的第二连接口分别与挡位离合器控制阀和蓄能器的接口通过油路相连，VBS可变流量电磁阀的第三连接口与油箱相连，挡位离合器控制阀分别与主油路、离合器供给油路、背压阀以及油箱通过油路连通；

离合器供给油路中设置有压力传感器，压力传感器的压力信号输出端与TCM信号处理器的压力信号输入端相连，TCM信号处理器的信号输出端与VBS可变流量电磁阀的控制信号输入端相连，控制压力调节阀的卸油口与背压阀通过油路连通。

所述的控制压力调节阀、背压阀以及蓄能器的回油口与油箱相连。

所述分往控制油路上的主油路设置有节流孔和滤油网。

所述的VBS可变流量电磁阀有两个工作位置，即断电位置和通电位置，其中，当VBS可变流量电磁阀为断电位置时，第一连接口为常闭接口，控制压力调节阀通过控制油路与VBS可变流量电磁阀的常闭接口相连，第二连接口和第三连接口连通挡位离合器控制阀的出油口和蓄能器出油口，经VBS可变流量电磁阀与油箱相连，当VBS可变流量电磁阀为通电位置时，第三连接口为常闭接口，第一连接口和第二连接口连通，控制压力调节阀通过VBS可变流量电磁阀分别与挡位离合器控制阀和蓄能器的油路连通。

所述的挡位离合器控制阀的底部设置有从离合器供给油路引入的反馈油路。

所述的控制压力调节阀的顶部设置有控制油路反馈油路。

所述的控制压力调节阀和背压阀为弹簧式调节阀。

所述的挡位离合器控制阀中设置有回位锥弹簧，在VBS可变流量电磁阀为断电位置时，挡位离合器控制阀在弹簧的作用力下保持在第一工作位置，在VBS可变流量电磁阀为通电位置时，挡位离合器控制阀克服弹簧的作用力保持在第二工作位置，当挡位离合器控制阀位于第一工作位置时，离合器供给油路、背压阀通过挡位离合器控制阀连通，主油路与离合器供给油路被挡位离合器控制阀阻断。当挡位离合器控制阀位于第二工作位置时，主油路和离合器供给油路通过挡位离合器控制阀连通，背压阀被挡位离合器控制阀断开。

所述的电控阀体的数量为六个且六个挡位离合器控制阀分别与倒挡离合器、低挡离合器、中挡离合器、高挡离合器、低分动离合器以及高分动离合器的离合器供给油路相连。

所述的输油板与电控阀体总成之间设置有隔板。

本发明的有益效果在于：通过VBS可变流量电磁阀、挡位离合器控制阀、蓄能器、控制压力调节阀以及背压阀的配合使用，达到了获得稳定的离合器控制油压的目的，实现了对液力变速器运行工况的有效控制，并且具有结构紧凑、工作可靠的特点。

附图说明

图1为本发明的外部的侧视图；

图2为本发明的外部的结构示意图图；

图3为本发明单组离合器VBS可变流量电磁阀不得电情况下的液压结构示意图；

图4为本发明单组离合器VBS可变流量电磁阀得电情况下的液压结构示意图；

图5为本发明电控阀体总成的结构示意图。

其中，1-电控阀体总成，2-输油板，3-隔板，4-压力传感器，11-电控阀体，12-控制压力调节阀，13-背压阀，14-TCM信号处理器，15-节流孔，16-滤油网，111-VBS可变流量电磁阀，112-挡位离合器控制阀，113-蓄能器，51-倒挡离合器、52-低挡离合器、53-中挡离合器、54-高挡离合器、55-低分动离合器，56-高分动离合器。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

如图1、图2，一种液力变速器控制阀，包括与主油路和离合器供给油路相连的输油板2以及安装在输油板2上的电控阀体总成1。如图3、图4，电控阀体总成1由控制压力调节阀12、背压阀13、TCM信号处理器14、多个并联布置的电控阀体11以及连接油路组成，每个电控阀体11均由挡位离合器控制阀112、蓄能器113、以及VBS可变流量电磁阀111组成；

其中，VBS可变流量电磁阀111为两位三通阀，挡位离合器控制阀112为两位四通阀，VBS可变流量电磁阀111的第一接口通过油路与控制压力调节阀12相连，VBS可变流量电磁阀111的第二连接口分别与挡位离合器控制阀112的一个接口和蓄能器113的接口通过油路相连，VBS可变流量电磁阀111的第三连接口与油箱相连，挡位离合器控制阀112分别与主油路、离合器供给油路、背压阀13以及油箱通过油路连通；

离合器供给油路中设置有压力传感器4，压力传感器4的压力信号输出端与TCM信号处理器14的压力信号输入端相连，TCM信号处理器14的信号输出端与VBS可变流量电磁阀111的控制信号输入端相连，控制压力调节阀12的卸油口与背压阀13通过油路连通。

所述的控制压力调节阀12、背压阀13以及蓄能器113的回油口与油箱相连。

所述分往控制油路的主油路上设置有节流孔15和滤油网16。

所述的VBS可变流量电磁阀111有两个工作位置，即断电位置和通电位置，其中，当VBS可变流量电磁阀111为断电位置时，第一连接口为常闭接口，控制压力调节阀12通过控制油路与VBS可变流量电磁阀111的常闭接口相连，第二连接口和第三连接口连通，挡位离合器控制阀112和蓄能器113的出油口经VBS可变流量电磁阀111与油箱相连，当VBS可变流量电磁阀111为通电工作位置时，第三连接口为常闭接口，第一连接口和第二连接口连通，控制压力调节阀12通过VBS可变流量电磁阀111分别与挡位离合器控制阀112和蓄能器113的油路连通。

所述的挡位离合器控制阀112的底部设置有从离合器供给油路引入的反馈油路。

所述的控制压力调节阀12的顶部设置有控制油路反馈油路。

所述的控制压力调节阀12和背压阀13为弹簧式调节阀。

所述的挡位离合器控制阀112中设置有锥弹簧，在VBS可变流量电磁阀111为断电位置时，挡位离合器控制阀在弹簧的作用力下保持在第一工作位置，在VBS可变流量电磁阀111为通电位置时，挡位离合器控制阀112克服弹簧的作用力保持在第二工作位置。当挡位离合器控制阀112位于第一工作位置时，离合器供给油路、背压阀13通过挡位离合器控制阀112连通，主油路与离合器供给油路被挡位离合器控制阀111阻断。当挡位离合器控制阀112位于第二工作位置时，主油路和离合器供给油路通过挡位离合器控制阀112连通，背压阀13被挡位离合器控制阀112断开。

如图5，所述的电控阀体11的数量为六个且六个挡位离合器控制阀112分别与倒挡离合器51、低挡离合器52、中挡离合器53、高挡离合器54、低分动离合器55以及高分动离合器56的离合器供给油路相连。

所述的输油板2与电控阀体总成1之间设置有隔板3。

主油路将主油压引入到6个挡位离合器控制阀112中的每一个的输入端及流入控制压力调节阀12的输入端。在每个挡位离合器控制阀112的输出端压力是“离合器供给压力”。控制压力调节阀12的输出端压力是“控制油压”。

控制压力调节阀12滤除主油压中的液压峰值及其波动以提供有助于控制挡位离合器控制阀112移动的精确性的平滑连续的控制油压。控制压力调节阀12的阀芯上套设有弹，当控制压力调节阀12所在油路的压力过大时，控制压力调节阀12阀芯顶部的反馈油压会推动阀芯下移，阻断主油路，使控制油路中的压力通过背压阀13被排回到油箱，实现控制油压压力的调整。背压阀13的阀芯上也套设有弹簧，当背压阀13所在油路的油压大于弹簧的弹力时，背压阀13所在油路经过背压阀13泄入油箱。

TCM信号处理器14是一个接收和处理来自各种开关和传感器信号的微电脑。TCM信号处理器14可根据负载、地形或环境的变化，编程以提供最合适的工作特性、补偿调整离合器磨损，同时通过根据工作情况的变化不断进行调整。在离合器供给油路中设置的压力传感器4将离合器供给压力实时反馈到TCM信号处理器14,TCM信号处理器14根据采集到的数据对VBS可变流量电磁阀111的通电电流进行调整，从而控制VBS可变流量电磁阀111的控制油口输出油压，进而控制挡位离合器控制阀112的阀芯位置，来调整离合器压力，以实现闭环控制。

TCM信号处理器14按一定规律控制着6个VBS可变流量电磁阀111的开关。VBS可变流量电磁阀111将控制油压引入到挡位离合器控制阀112的顶部，使其克服弹簧的弹力进行下行移动，堵住与背压阀13相连的油路，并使得主油压穿过挡位离合器控制阀112油路进入离合器供给油路，从而使该离合器接合。蓄能器13的顶部与挡位离合器控制阀112是连通的，使挡位离合器控制阀112阀芯动作平稳。当油路被VBS可变流量电磁阀111从挡位离合器控制阀112的顶部切断时，挡位离合器控制阀112中的弹簧迫使挡位离合器控制阀112阀芯回到其行程的最顶端，以使离合器供给油路通过挡位离合器控制阀112、背压阀13被排回到油箱，此时离合器实现分离。

在离合器供给油路中，存在着较低的排油背压。当某个离合器被分离时，离合器供给油路中的油压通过背压阀13来控制。此低油压能使离合器供给油路中无空气进入。系统中无空气存在对离合器的控制是非常重要的，因为空气压缩后会导致换挡要么太硬，要么太软。当离合器供给油路中油压升高时，该压力克服背压阀13中弹簧的弹力使背压阀13受力下行，打开阀门，使离合器供给油路中的变速箱油被排入油箱中，离合器供给油路油压得到调整。

Claims (10)

1.一种液力变速器控制阀，包括与主油路和离合器供给油路相连的输油板(2)以及安装在输油板(2)上的电控阀体总成(1)，其特征在于：电控阀体总成(1)由控制压力调节阀(12)、背压阀(13)、TCM信号处理器(14)、多个并联布置的电控阀体(11)以及连接油路组成，每个电控阀体(11)均由挡位离合器控制阀(112)、蓄能器(113)，以及安装在挡位离合器控制阀(112)上的VBS可变流量电磁阀(111)组成；

其中，VBS可变流量电磁阀(111)为两位三通阀，挡位离合器控制阀(112)为两位四通阀，VBS可变流量电磁阀(111)的第一接口通过油路与控制压力调节阀(12)相连，VBS可变流量电磁阀(111)的第二连接口分别与挡位离合器控制阀(112)和蓄能器(113)的接口通过油路相连，VBS可变流量电磁阀(111)的第三连接口与油箱相连，挡位离合器控制阀(112)分别与主油路、离合器供给油路、背压阀(13)以及油箱通过油路连通；

离合器供给油路中设置有压力传感器(4)，压力传感器(4)的压力信号输出端与TCM信号处理器(14)的压力信号输入端相连，TCM信号处理器(14)的信号输出端与VBS可变流量电磁阀(111)的控制信号输入端相连，控制压力调节阀(12)的卸油口与背压阀(13)通过油路连通。

2.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的控制压力调节阀(12)、背压阀(13)以及蓄能器(113)的回油口与油箱相连。

3.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的分往控制油路的主油路上设置有节流孔(15)和滤油网(16)。

4.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的VBS可变流量电磁阀(111)有两个工作位置，即断电位置和通电位置，其中，当VBS可变流量电磁阀(111)为断电位置时，第一连接口为常闭接口，控制压力调节阀(12)通过控制油路与VBS可变流量电磁阀(111)的常闭接口相连，第二连接口和第三连接口连通，挡位离合器控制阀(112)的出油口和蓄能器(113)的出油口，经VBS可变流量电磁阀(111)与油箱相连，当VBS可变流量电磁阀(111)为通电位置时，第三连接口为常闭接口，第一连接口和第二连接口连通，控制压力调节阀(12)通过VBS可变流量电磁阀(111)分别与挡位离合器控制阀(112)和蓄能器(113)的油路连通。

5.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的挡位离合器控制阀(112)的底部设置有从离合器供给油路引入的反馈油路。

6.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的控制压力调节阀(12)的顶部设置有控制油路反馈油路。

7.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的控制压力调节阀(12)和背压阀(13)为弹簧式调节阀。

8.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的挡位离合器控制阀(112)中设置有回位锥弹簧，在VBS可变流量电磁阀(111)为断电位置时挡位离合器控制阀(112)在弹簧的作用力下保持在第一工作位置，在VBS可变流量电磁阀(111)为通电位置时挡位离合器控制阀(112)克服弹簧的作用力保持在第二工作位置，当挡位离合器控制阀(112)位于第一工作位置时，离合器供给油路、背压阀(13)通过挡位离合器控制阀(112)连通，主油路被挡位离合器控制阀(112)阻断。当挡位离合器控制阀(112)位于第二工作位置时，主油路和离合器供给油路通过挡位离合器控制阀(112)连通，背压阀(13)被挡位离合器控制阀(112)断开。

9.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的电控阀体(11)的数量为六个且六个挡位离合器控制阀(112)分别与倒挡离合器(51)、低挡离合器(52)、中挡离合器(53)、高挡离合器(54)、低分动离合器(55)以及高分动离合器(56)的离合器供给油路相连。

10.根据权利要求1所述的液力变速器控制阀，其特征在于：所述的输油板(2)与电控阀体总成(1)之间设置有隔板(3)。