CN104718401A - 尤其用于致动传动系统的液压系统 - Google Patents

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Abstract

一种尤其用于致动传动系统的液压系统(71)，包括：油泵(67)，由所述传动系统中的其中一个轴或驱动源驱动，所述泵具有输入部和输出部，所述输入部连接于油罐(75)并且所述输出部连接于主线路(73)；可切换阀(91)，位于所述油泵(67)的输出部(69)与所述油罐(75)之间；限制件(93)，位于所述可切换阀(91)与所述油罐(75)之间；以及另一阀(95)，位于所述油泵(67)的输出部(69)与所述主线路(73)之间。所述可切换阀(91)被操作为使得由所述油泵产生的线路压力能低于或高于所述主线路(73)中的压力。

Description

尤其用于致动传动系统的液压系统
技术领域
本发明涉及一种尤其用于致动传动系统的液压系统，包括：
油泵，由传动系统中的其中一个轴或驱动源驱动，该泵具有输入部和输出部，该输入部连接于油罐并且该输出部连接于主线路，
可切换阀，位于油泵的输出部与油罐之间，
限制件，位于可切换阀与油罐之间，以及
另一阀，位于油泵的输出部与主线路之间。
背景技术
用于驱动机构的这种类型的液压系统通常是已知的。当将已知的液压系统应用到配备驱离(drive away)模块和传动装置的车辆中的驱动机构时，当车辆驶离和/或换档时并且如果传动系统被设置为CVT(无级变速传动)变速器而其也在操作，则在驱离模块的致动和冷却上会损失过多能量。
发明内容
本发明的目的是提供一种在开篇所限定类型的用于驱动机构的液压系统，其中需要较少的能量来使驱离模块致动和冷却及可能地变速器的操作。为了该目的，根据本发明的液压系统的特征在于，可切换阀被操作为使得由油泵产生的线路压力可低于或高于主线路中的压力。因此，能够使由油泵产生的线路压力(暂时地)低于(或高于)主线路的压力，导致较少的能量损失。那么，压力降低的油可用于润滑传动部分。那么，可切换阀可被驱动，使得由油泵产生的线路压力间歇地较低或较高(暂时地，约若干秒)。
可切换阀优选设置为开/关阀，限制件优选设置为阀或泄压阀，另一阀优选设置为止回阀。
根据本发明的液压系统的实施例的特征在于，液压系统还包括连接于主线路的蓄压器，其中可切换阀被操作为使得蓄压器中的压力被维持在最小值与最大值之间。
优选地，液压系统还包括另一可切换阀，另一可切换阀位于油泵与蓄压器之间，或位于油泵与主线路之间，这样蓄压器位于另一可切换阀与油泵的输出部之间，或另一可切换阀位于蓄压器与可切换阀的输出部或限制件的输入部之间。优选地，该另一可切换阀设置为开/关阀。
根据本发明的液压系统的另一实施例的特征在于，液压系统还包括位于蓄压器与主线路之间的附加阀。优选地，该附加阀设置为止回阀。
根据本发明的液压系统的又一实施例的特征在于，液压系统还包括另一油泵，另一油泵由传动系统中的其中一个轴或驱动源驱动，并且具有输入部和输出部，输入部连接于油罐并且输出部连接于另一阀的输出部。
优选地，该另一油泵的输送小于油泵的输送的三分之一。优选地，另一油泵和油泵由相同的轴驱动。
此外，该另一油泵和油泵优选组合到具有一个输入部和两个输出部的一单个双作用油泵。优选地，双作用油泵包括两个彼此不等的输送室。双作用油泵应理解为其中输送室位于推进体(例如活塞)的两侧中的任一侧的油泵。
根据本发明的液压系统的还一实施例的特征在于，液压系统还包括另一附加阀，另一附加阀位于另一油泵的输出部与油罐之间，或位于另一油泵的输出部与可切换阀的输出部或限制件的输入部之间。后者构造的优势在于，如果为了在高压回路中有额外流动而闭合可切换阀，则由另一附加阀喷出的油变得可用于低压回路(冷却，润滑)而代替了完全排放到油罐，因此低压回路在最坏的情况下不再接收任何油。优选地，该另一附加阀设置为泄压阀或开/关阀。
根据本发明的液压系统的又一实施例的特征在于，液压系统还包括辅助阀，辅助阀位于靠近油泵的输出部与泄压阀之间的可切换阀，或辅助阀与可切换阀集成。优选地，该辅助阀设置为止回阀。
液压系统卓越地适用于车辆的驱动机构，车辆包括：
驱动源，
驱离模块，具有输出部和连接于驱动源的输入部，驱离模块包括制动器以及具有至少三个旋转构件的行星齿轮组，其中第一旋转构件连接于输入部，第二旋转构件连接于输出部，而第三旋转构件则连接于制动器，
传动装置，具有传动装置壳体，传动装置设有输出轴和连接于驱离模块的输出部的输入轴，以及至少一个可切换或可变的传动装置，以及
最后驱动器，具有输出部和连接于传动装置的输出轴的输入部。
优选地，在该构造中制动器设置为干片摩擦制动器。从静止位置驶离，这不需要冷却(通常是油冷却)。通过设置驱离模块和最后驱动器，使得它们具有大传动比，传动装置可设置为相对小的CVT变速器，相对小的CVT变速器比大的CVT变速器具有更大的效率，此外，其操作需要较少的油流动。因为对于驶离不需要冷却并且操作变速器需要较少的油流动，此外相对小的油泵就可满足需要。
优选地，制动器位于干空间中，使得与如果制动器设置在例如传动装置的湿空间中相比需要较少的流体密封件。该干空间可例如是在传动装置壳体与其配合的壳体部之间的空间。
优选地，制动器包括两个制动片以及制动盘，制动盘位于制动片之间并且由摩擦材料覆盖，同时制动盘连接于行星齿轮组的第三旋转构件，而制动片连接于传动装置壳体。因此，在制动动作期间产生的热可良好地消散到传动装置壳体中。
优选地，驱动机构包括冷却装置，冷却装置用来自驱动源的冷却液或用来自传动装置的油使制动片主动冷却下来。
行星齿轮组也可位于干空间中，使得在制动器与行星齿轮组之间不需要密封。在该情况下，行星齿轮组优选被适当涂脂。
此外优选地，驱动机构包括短回路(short circuit)离合器，短回路离合器可将行星齿轮组的两个旋转构件彼此连接。
短回路离合器可位于输入部与输出部之间，或连接于驱离模块的输入部与输出部的旋转构件之间，但是在某些情况下短回路离合器位于一方面的制动器或与其连接的第三旋转构件以及另一方面的驱离模块的输入部或输出部或第一或第二旋转构件之间可能更有利。
优选地，短回路离合器位于驱动机构的湿空间中，例如在传动装置壳体中，并且优选地借助位于传动装置壳体中的柱塞操作，同时枢转轴承位于柱塞与短回路离合器之间。
优选地，旋转构件由太阳齿轮、行星齿轮支撑架和齿环构成，制动器优选地连接于太阳齿轮。优选地，如果被制动，行星齿轮组是减速齿轮组。
为了以简单的方式安装驱离模块，该模块的输入部和输出部优选地经由花键连接件而连接于驱动源和传动装置的输入轴。
优选地，最后离合器位于传动装置的输出轴与最后驱动器之间，通过最后离合器可选择前进齿轮。优选地，最后驱动器包括两个齿轮传动装置。
优选地，附加传动装置位于变速器与最后驱动器的输出部之间，附加传动装置构成后退传动装置。优选地，最后驱动器中的至少一个齿轮构成附加传动装置的部件。
优选地，后退离合器位于传动装置的输出轴与附加传动装置之间，通过后退离合器可选择后退齿轮。
优选地，后退离合器和最后驱动器由一个单独的致动体操作，致动体可采用三个位置：后退离合器闭合、最后驱动器闭合、后退离合器和最后驱动器打开。优选地，该后退离合器和最后驱动器设置为爪形离合器和/或同步器。
在驱动机构的一非常有利的实施例中，驱动机构不包括冷却器。由于干的驱离模块，不需要大的冷却流动及因此也不需要冷却器(这可以是热交换器，该热交换器可以是气冷或水冷(优选联接到驱动源的冷却回路))。由于转矩变换器省略为驱离系统，所以这也不需要大的油流动。因为冷却器和转矩变换器通常是主要的油流动使用者，所以油泵可具有相当小的构造。因为驱离模块包括干制动器，干制动器可将其热消散到传动装置壳体中，所以确保了无油的适当的冷却。
通过致动制动器，车辆从静止位置加速。优选地，在制动器已经被致动之后，短回路离合器被致动并且制动器被打开以进一步加速车辆。后一动作优选在达到变速器中的高速档时并且期望继续降低内燃机的r.p.m.时发生。
优选地，当从制动器变换到短回路离合器时，发动机的r.p.m.降低。
优选地，从制动器变换到短回路离合器的发生不会使CVT变速器显著地改变传递，或发生在变速器的传动比向输出部减少时，或如果期望的动力下降到预设定的极限值之下才发生。
附图说明
现在将基于根据本发明的驱动机构的实施例的示例同时参照附图来更充分地阐释本发明，在附图中：
图1示出配备根据本发明的液压系统的驱动机构的布局；
图2示出图1所示的驱动机构的示意图；
图3示出图1和图2所示的驱动机构的液压系统；
图4示出在替代位置上具有可切换阀的液压系统的基本部分；
图5示出具有两个油泵的液压系统的实施例的一部分；
图6示出在另一油泵的输出部与油罐之间具有另一附加阀的液压系统的实施例的一部分；
图7示出在另一油泵的输出部与限制件之间具有另一附加阀的液压系统的另一实施例的一部分；
图8示出具有与可切换阀并行工作的辅助阀的液压系统的又一实施例的一部分；
图9示出根据本发明的液压系统的实施例以接触点构造的基本构造；以及
图10示出应用到传统液压系统的接触点构造。
具体实施方式
图1示出配备根据本发明的液压系统的驱动机构的布局。驱动机构1设置在车辆中，其中仅示出连接到轮的差速器3和驱动轴5。驱动机构包括驱动源7，驱动源在本实施例中由内燃机构成，但是驱动源也可例如由电动机构成。飞轮11位于驱动源的输出轴9上，飞轮经由转矩减震器13连接于驱离模块17的输入部15。驱离模块的输出部19连接于构成驱动机构的一部分的传动装置的输入轴21。在该实施例中，该传动装置由CVT变速器23构成，其中输出轴25连接于构成驱动机构的一部分的最后驱动器29的输入部27。最后驱动器的输出部31连接于车辆的差速器3。该最后驱动器29由两个齿轮传动装置33和35构成。
附加传动装置37位于变速器23与最后驱动器的输出部31之间，附加传动装置构成后退传动装置。最后驱动器的其中一个齿轮35构成该附加传动装置37的部分。
最后离合器D位于传动装置的输出轴25与最后驱动器29之间，而后退离合器R位于传动装置的输出轴25与附加传动装置37之间。借助这两个离合器，可在向前行驶与向后行驶之间选择。两个离合器D和R设置为爪形离合器和/或同步器，并且由一个单独致动体操作，致动体可采用三个位置：后退离合器R闭合、最后离合器D闭合、后退离合器和最后驱动器打开。
驱离模块17由行星齿轮组39构成，行星齿轮组包括三个旋转构件，其中第一旋转构件41连接于输入部15，第二旋转构件43连接于输出部19，而第三旋转构件45连接于制动器47。驱离模块17的输入部15和输出部19的旋转方向彼此相同。
短回路离合器49位于行星齿轮组的第一旋转构件41与第二旋转构件43之间，这两个旋转构件可通过该短回路离合器彼此连接。可选地，短回路离合器可以位于一方面第三旋转构件与另一方面第一或第二旋转构件之间，这由虚线表示。
图2示出驱动机构1的示意图。变速器23、具有附加传动装置37的最后驱动器29和差速器3位于传动装置壳体51中。该传动装置壳体配合在壳体部53中，驱离模块的行星齿轮组39和短回路离合器49位于壳体部53中。传动装置壳体51中的空间以及壳体部53与传动装置壳体51之间的空间是湿空间。该短回路离合器49由复合湿片离合器构成并且经由位于传动装置壳体51中的柱塞55操作。枢转轴承57位于柱塞55与短回路离合器49之间。
制动器47是干片摩擦制动器并且位于飞轮11与壳体部53之间的干空间中。密封环59配合在干空间与湿空间之间。制动器47包括两个制动片61和一个安装在两个制动片之间的制动盘63，制动盘由摩擦材料覆盖。制动片61连接于传动装置壳体51并且被来自驱动源的冷却液或来自传动装置的油主动地冷却。制动盘63连接于行星齿轮组的第三旋转构件45，第三旋转构件由行星齿轮组的太阳齿轮构成。行星齿轮组的齿环41连接于输入部15并且行星齿轮支撑架43连接于驱离模块的输出部19。如果制动器47闭合，则行星齿轮组39是减速器。
驱离模块17的输入部15和输出部19分别经由花键连接件65连接于驱动源7和传动装置的输入轴21。
驱动机构包括用于操作制动器、离合器和变速器的液压系统。液压系统1包括油泵67(参看图1)，油泵连接于驱离模块17的输入部15。
图3示出驱动机构的液压系统71。液压系统包括连接于油泵67的主线路73，该主线路具有由油泵维持的线路压力。油泵67的输入部68连接于油罐75。液压系统71还包括用于操作液压控制部件特别是制动器47、CVT变速器23、最后离合器D、后退离合器R和短回路离合器49的多个控制阀77，以及连接于主线路的蓄压器79。控制阀77可彼此独立地控制变速器23的主滑轮81上的压力和副滑轮83上的压力。
油泵67连接于电动机85及驱动源7，并且可由这些驱动机构中的每个驱动。飞轮轴承离合器87位于驱动源7与油泵67之间以及电动机85与油泵67之间。电动机85可间歇地驱动油泵67以保持蓄压器79在正确的压力。开/关阀89位于油泵67与蓄压器79之间，另一开/关阀91位于油泵67的输出部69与油罐75之间，借助该开/关阀91可间歇地降低由油泵产生的线路压力。泄压阀93位于油泵67的输出部69与油罐75之间，止回阀95位于油泵67与主线路73之间。
当驱动源7停止时，液压蓄压器与主线路之间的开/关阀89闭合，而当期望增加线路压力时，另一开/关阀91闭合以增加线路压力。当期望非常快地增加线路压力时，另一开/关阀91闭合以增加油泵压力，并且同时地或不久后，液压蓄压器与主线路之间的开/关阀89闭合。
图3中的加框部分96组成根据本发明的液压系统的基本构造，其中油泵67借助于可切换阀91的切换而可在高压或低压操作，以供给高压回路，该高压回路在图3中位于另一阀95(典型地是离合器、变速器滑轮)的下游(上部)，和/或供给低压回路，该低压回路连接于阀91与限制件93(典型地冷却、润滑)之间的支线路。
基本构造96旨在将典型地需要相对高速流动的低压回路与高压回路分开，以用该方式使油泵67的驱动力最小化。当高压回路要求平均低速流动时，该构思的能量优势是最大的。在该情况下，如果期望的是偶尔向高压回路供应额外流动而不显著地增加油泵67的平均驱动力，则也可使用油泵67，同时高压回路可联接到具有平均低速流动的第二动力供应部。该第二动力供应部可设置为由油泵67间歇地加载的蓄压器79(参看图3)，或设置为另一泵99(参看图5)，该动力供应部以任何速率输送泄漏流，并且在蓄压器的情况下还输送切换流(柱塞的预填且随后增加压力)。
因此，基本构造可与保持高压的蓄压器回路组合，并且由油泵67间歇地加载；那么蓄压器(具有或不具有停止阀，更具体地用于启动-停止)也可输送峰流(参看图3)。
可选地，基本构造可延伸为具有另一油泵99(参看图5)，另一油泵以最小的泵排量(pump capacity)保持高压(例如补偿泄漏)。通过在高压操作油泵67(闭合阀91)来输送峰流，使得泄压阀95自动打开。该过程之后，另一油泵99可具有比油泵67小得多的构造，这在成本和输送方面具有优点。
两个油泵可由相同的轴驱动或甚至组合到一个单独的双作用泵(例如多端口叶轮泵)；因此另一油泵是双作用泵的第二泵半部(pump half)。双作用泵的两个泵半部可显著地非对称。
如果缓冲器用于启动-停止(S/S)，可进行接触点策略或峰流策略，每个策略具有自己的液压实施例。图3和图4的蓄压器构造旨在用于内燃机和车辆的停止期间蓄压器借助另一可切换阀保持在正确的压力时的峰流策略，以便当随后内燃机重启时以输送峰流，从而尽可能快地闭合离合器。如果内燃机的r.p.m.足够高，则机械地驱动的油泵可再次接管压力供应，使得也不需要大的蓄压器。这种策略的优点是具有最小的泄漏量和与此相关的长的待机时间。
接触点策略通常用于具有电驱动油泵的已知应用中，电驱动油泵在S/S期间保持离合器(多个离合器)预填充而不显著地传递转矩。这样的优点是不需要输送峰流，并且最小化由于步长(step-sized)压力等导致的不期望的动态影响。然而，这样的缺点是在S/S期间预期连续的不可否认地低的电力。此外，由于各种能量转换的原因电油泵相对昂贵且效率不佳，并且电油泵的使用期限和坚固性高度地取决于例如热负荷。
图6示出图5所示的液压系统部分具有位于另一油泵67的输出部与油罐之间的另一附加阀101。图7示出该液压系统部分具有位于另一油泵99的输出部与限制件93之间的另一附加阀101。
图8示出图5所示的液压系统部分具有与可切换阀91并行连接的辅助阀103。
图9所示的构造示出与接触点策略结合的蓄压器构思。在该构造中，蓄压器79加载低压(冷却，润滑)，其目的是打开另一可切换阀89。在油泵67停止之前，另一可切换阀闭合使得蓄压器保持其压力水平。一旦高压下降到x巴(例如1巴，其由弹簧确定)之下，止回阀99就自动打开。
这样，使用者继续在高线路压力下被预填充或被保持在接触点，同时泄漏量(与压力成比例)可保持低，使得小型蓄压器就具有足够的待机时间。该接触点策略还可应用于转矩变换器的锁止离合器，其优点是通过该离合器的转矩增大可以比通过转矩变换器的转矩增大快得多，转矩变换器首先需要具有相当大的推进速度(固定r.p.m.级)。
图9所示的基本构造可进而延伸有另一油泵或高压蓄压器。此外，接触点构思还可应用于具有单个油泵的传统致动器构思，例如参见图10。在该图中还提到高压和低压，然而却未进一步示出这些线路如何连接于系统中的使用者。蓄压器经由另一可切换阀89连接于系统中的低压(典型地是2-6巴)，并且经由止回阀97连接于高压侧(典型地是15-50巴)。止回阀95插入油泵67与高压线路之间，以便当油泵在空闲时避免经由油泵泄漏。
虽然前文参照附图描述了本发明，但应注意的是，本发明不以任何方式或手段被局限于附图所示的实施例。本发明还应扩展到偏离附图所示的实施例但在权利要求书所限定的精神和范围内的所有实施例。上述液压系统实施例不仅适用于具有无级变速传动的所述驱动机构，而且适用于例如双离合器传动的其它传动装置。

Claims (23)

1.一种尤其用于致动传动系统的液压系统，包括：
油泵(67)，由所述传动系统的多个轴中的其中之一或驱动源驱动，所述泵具有输入部和输出部，所述输入部连接于油罐(75)并且所述输出部连接于主线路(73)，
可切换阀(91)，位于所述油泵(67)的输出部(69)与所述油罐(75)之间，
限制件(93)，位于所述可切换阀(91)与所述油罐(75)之间，以及
另一阀(95)，位于所述油泵(67)的输出部(69)与所述主线路(73)之间，
其特征在于，所述可切换阀(91)被操作为使得由所述油泵产生的线路压力能低于或高于所述主线路(73)中的压力。
2.如权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述可切换阀(91)设置为开/关阀。
3.如权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，所述限制件(93)设置为阀。
4.如权利要求1或2所述的液压系统，其特征在于，所述限制件(93)设置为泄压阀。
5.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述另一阀(95)设置为止回阀。
6.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统还包括连接于所述主线路(73)的蓄压器(79)，其中所述可切换阀(91)被操作为使得所述蓄压器(79)中的压力维持在最小值与最大值之间。
7.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括另一可切换阀(89)，所述另一可切换阀位于所述油泵(67)与所述蓄压器(79)之间。
8.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括另一可切换阀(89)，所述另一可切换阀位于所述油泵(67)与所述主线路(73)之间，其中所述蓄压器(79)位于所述另一可切换阀(89)与所述油泵的输出部(69)之间。
9.如权利要求6所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括另一可切换阀(89)，所述另一可切换阀位于所述蓄压器(79)与所述可切换阀(91)的输出部或所述限制件(93)的输入部之间。
10.如权利要求7、8或9所述的液压系统，其特征在于，所述另一可切换阀(89)设置为开/关阀。
11.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括位于所述蓄压器(79)与所述主线路(73)之间的附加阀(97)。
12.如权利要求11所述的液压系统，其特征在于，所述附加阀(79)设置为止回阀。
13.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括另一油泵(99)，所述另一油泵由所述传动系统的多个轴中的其中之一或驱动源驱动，并且具有输入部和输出部，所述输入部连接于所述油罐(75)并且所述输出部连接于所述另一阀(95)的输出部。
14.如权利要求13所述的液压系统，其特征在于，所述另一油泵(99)具有小于所述油泵(67)的输送的三分之一的泵输送。
15.如权利要求13或14所述的液压系统，其特征在于，所述另一油泵(99)和所述油泵(67)两者由相同的轴驱动。
16.如权利要求13、14或15所述的液压系统，其特征在于，所述另一油泵(99)和所述油泵(67)组合到具有一个输入部和两个输出部的一单个双作用油泵。
17.如权利要求16所述的液压系统，其特征在于，所述双作用油泵包括两个彼此不等的压力室。
18.如前述权利要求13至17中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括另一附加阀(101)，所述另一附加阀位于所述另一油泵(99)的输出部与所述油罐(75)之间。
19.如前述权利要求13至17中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括另一附加阀(101)，所述另一附加阀位于所述另一油泵(99)的输出部与所述可切换阀(91)的输出部或所述限制件(93)的输入部之间。
20.如权利要求18或19所述的液压系统，其特征在于，所述另一附加阀(101)设置为泄压阀。
21.如权利要求18或19所述的液压系统，其特征在于，所述另一附加阀(101)设置为开/关阀。
22.如前述权利要求中任一项所述的液压系统，其特征在于，所述液压系统(71)还包括辅助阀(103)，所述辅助阀位于所述油泵(67)的输出部(69)与所述泄压阀(93)之间并靠近所述可切换阀(91)，或所述辅助阀与所述可切换阀(91)集成。
23.如权利要求22所述的液压系统，其特征在于，所述辅助阀(103)设置为止回阀。
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