CN105626844A - 湿式双离合器变速箱的液压控制系统 - Google Patents

湿式双离合器变速箱的液压控制系统 Download PDF

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方伟荣
姜超
张涔涔
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Abstract

一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统,包括:液压油供给子系统,适于提供油压;润滑油冷却回路,与所述液压油供给子系统通过主油路阀耦接,适于为所述离合器提供冷却润滑流量;执行子系统,包括适于分离或接合所述离合器的离合器控制回路以及适于控制变速箱档位升降的拨叉控制回路;蓄能器子系统,与所述液压油供给子系统耦接,适于为所述执行子系统提供油压。通过所述液压控制系统,能够降低液压控制系统的能量消耗,提高所述液压控制系统效率。

Description

湿式双离合器变速箱的液压控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及汽车制造技术领域,尤其涉及一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统。
背景技术
[0002] 湿式双离合器是指双离合器为一大一小两组同轴安装在一起的多片式离合器,它们都被安装在一个充满液压油的密闭油腔里。因此湿式离合器结构有着更好的调节能力,能够传递比较大的扭矩。同时,又由于可以利用液压油进行冷却和润滑,因此磨损较小且散热好。基于上述原因,湿式双离合器被广泛运适于汽车制造领域。
[0003] 现有技术中,湿式双离合器变速箱的液压控制系统需要通过发动机驱动机械油泵,从作为油源的油箱中吸取存储的液压油提供油压。
[0004] 然而,由于液压控制系统的执行子系统只有在需要执行换挡操作时,才需要液压控制系统提供油压,因此在执行子系统不工作而发动机转速较高时,就会造成机械油泵驱动能量的损失。
发明内容
[0005] 本发明实施例解决的问题是如何降低湿式双离合器液压控制系统的能量消耗。
[0006] 为解决上述问题,本发明实施例提供一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统,包括:液压油供给子系统,适于提供油压;润滑油冷却回路,与所述液压油供给子系统通过主油路阀耦接,适于为所述离合器提供冷却润滑流量;执行子系统,包括适于分离或接合所述离合器的离合器控制回路以及适于控制变速箱档位升降的拨叉控制回路;蓄能器子系统,与所述液压油供给子系统耦接,适于为所述执行子系统提供油压;油压传感器,耦接于所述蓄能器子系统的出油口,适于检测所述蓄能器子系统的油压值;先导阀,耦接于所述主油路阀和所述油压传感器之间,适于当所述油压值到达第一预设阈值时,调整所述主油路阀以增大所述液压油供给子系统的输出油压,以及;当所述油压值到达第二预设阈值时,调整所述主油路阀以减小所述液压油供给子系统的输出油压;所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
[0007] 可选的,所述液压控制系统还包括:第一单向阀,耦接于所述蓄能器子系统与所述液压油供给子系统之间,适于单向地使所述液压油供给子系统为所述蓄能器子系统提供油压。
[0008] 可选的,所述蓄能器子系统还包括:蓄能器和旁通阀;所述旁通阀耦接于所述蓄能器、所述第一单向阀以及所述执行子系统之间,适于使所述蓄能器接收由所述第一单向阀提供的液压油而蓄能,或使所述蓄能器向所述执行子系统释放液压油而提供油压;所述油压传感器耦接于所述旁通阀耦接所述执行子系统的一端。
[0009] 可选的,所述旁通阀的设定压力高于所述蓄能器的预充压力,且高于所述执行子系统的最低工作压力。
[0010] 可选的,所述蓄能器子系统还包括:第二单向阀,耦接于所述蓄能器和所述执行子系统之间,适于单向地使所述蓄能器向所述执行子系统提供油压。
[0011] 可选的,所述拨叉控制回路包括:奇、偶档位拨叉控制子回路;所述奇、偶档位拨叉控制子回路的其中任一个包括:拨叉执行器,适于通过控制拨叉杆的移动进行变速箱档位升降;执行器控制阀,耦接于所述拨叉执行器,适于控制所述拨叉执行器的运动速度;压力控制阀,耦接于所述蓄能器子系统的出油口和所述执行器控制阀的进油口之间,适于为所述拨叉执行器调节油压。
[0012] 可选的,所述执行器控制阀为三位四通比例流量电磁阀。
[0013] 可选的,所述档位控制阀为直动比例压力电磁阀。
[0014] 可选的,所述拨叉执行器为带密封功能的双作用等面积活塞缸且各档位的拨叉执行器结构相同。
[0015] 与现有技术相比,本发明实施例的技术方案具有以下优点:
[0016] 所述蓄能器子系统通过接收所述液压油供给子系统富余的输出油压进行蓄能,能够降低液压控制系统的能量消耗。同时所述蓄能器子系统作为执行子系统的动力源,可以快速地对所述执行子系统提供油压,从而提高了液压控制系统效率。
[0017] 另外,通过所述单向阀把变速箱低压的润滑油冷却回路与高压的执行子系统进行分离,使油泵工作区间主要集中在低压区域,可以进一步降低液压控制系统的能量消耗,提高变速箱效率。
[0018] 进一步地,相较于现有技术中逻辑阀的二级控制,执行子系统中采用直动比例电磁阀直接地进行一级控制,可以减少系统泄漏量,提高液压系统效率。
[0019] 进一步地,拨叉控制回路通过采用两个比例压力阀,把系统分为奇、偶两个回路,使之互不干扰。同时采用四个三位四通比例流量电磁阀,对四个拨叉执行器进行独立控制,互不干扰,因此保证拨叉控制的独立性和安全性。
附图说明
[0020] 图1是本发明实施例的一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统的原理框图;
[0021] 图2是本发明实施例的一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统的结构示意图。
具体实施方式
[0022] 在现有技术中,湿式双离合器变速箱的液压控制系统需要通过发动机驱动机械油泵,从作为油源的油箱中吸取存储的液压油提供油压。然而,由于液压控制系统的执行子系统只有在需要执行换挡操作时,才需要液压控制系统提供油压,因此在执行子系统不工作时,就会造成节流能量的损失。尤其是在发动机转速较高时浪费的能量更大。
[0023] 本发明实施例在湿式双离合器变速箱的液压控制系统中增加蓄能器子系统,并利用所述蓄能器子系统,接收液压油供给子系统的输出油压进行蓄能,降低了液压控制系统的能量消耗。所述蓄能器子系统作为执行子系统的动力源,可以快速地对所述执行子系统提供油压,从而提高了液压控制系统效率。
[0024] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
[0025] 参照图1和图2,本发明实施例的一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统,包括以下组成部分:液压油供给子系统1,适于提供油压。润滑油冷却回路2,与所述液压油供给子系统I通过主油路阀(图中未示出)耦接,适于为所述离合器提供冷却润滑流量。执行子系统,包括适于分离或接合所述离合器的离合器控制回路3以及适于控制变速箱档位升降的拨叉控制回路4。蓄能器子系统5,与所述液压油供给子系统I耦接,适于为所述执行子系统提供油压。
[0026] 在本发明的一种实施例中,液压油供给子系统I中包括:油箱11以及油泵12。其中,所述油箱11中存储有液压油;所述油泵12通过发动机6的驱动,从所述油箱11中吸油。所述油泵12可以是一种转子齿轮泵。
[0027] 在具体实施中,所述液压油供给子系统I还可以在所述油箱11和油泵12之间增加设置吸油过滤器13。所述吸油过滤器13用于对所述液压油进行初级过滤,截留液压油中的污染物,使液压油保持清洁,避免因液压油污染影响所述液压控制系统的正常工作。
[0028] 当液压油从所述油泵12中出来后,即进入主油路。主油路一路经过高压过滤器71进入蓄能器子系统5中,另一路通过主油路安全阀72与主油路控制阀73连接。所述主油路控制阀73适于调节所述主油路的油压值大小。其可以是直动式的电磁阀,也可以采用先导阀74经由先导油路控制。
[0029] 在具体实施中,所述先导阀74可以是比例压力电磁阀。当所述先导阀74通低电流时,通过调节所述主油路控制阀73的开度大小,控制所述主油路油压为低压。而当所述先导阀74通高电流时,通过调节所述主油路控制阀73的开度大小,控制所述主油路油压为高压。根据具体应用的需要,也可以做相反设置。
[0030] 所述主油路的一个出油口通过所述主油路控制阀73后进入所述润滑油冷却回路2。所述润滑冷却回路2用于为离合器提供冷却和润滑的液压油流量。结合图1和图2所示,所述润滑油冷却回路2包括两部分回路。其中,一路是由离合器润滑流量电磁阀21控制的离合器润滑油回路,液压油经过所述离合器润滑流量电磁阀21,通过喷油器22对离合器进行润滑,以降低离合器磨损。另一路是流经油冷器23,连接齿轮同步器的离合器润滑油管24对齿轮和轴承进行冷却散热处理。
[0031] 所述主油路的另一个出油口通过高压过滤器71进入蓄能器子系统5回路。所述蓄能器子系统5适于为所述执行子系统提供油压。由于所述执行子系统并不是一直处于工作状态,而只是在需要执行如换挡等操作时,才需要通过所述液压控制系统为其提供油压,因此通过在所述液压控制系统中增加所述蓄能器子系统5,可以在所述执行子系统不工作时,将所述液压油供给子系统I的输出油压进行吸收和储存,并在所述执行子系统工作时,为所述执行子系统提供工作所需的油压,从而降低了所述湿式双离合器液压控制系统的能量消耗。
[0032] 在具体实施中,所述液压油供给子系统I也可以连接到所述执行子系统,从而和所述蓄能器子系统5 —起为所述执行子系统提供大液压油流量,提高液压控制系统的响应速度。
[0033] 在具体实施中,为了防止进入到所述蓄能器子系统5中的液压油回流到所述液压油供给子系统I中,所述液压控制系统还可以包括:第一单向阀75,所述第一单向阀75耦接于所述高压过滤器71和所述蓄能器子系统5之间,适于单向地使所述液压油供给子系统I为所述蓄能器子系统5提供油压。通过所述第一单向阀75,当所述液压油供给子系统I工作在低压模式时,所述执行子系统就可以工作在高压模式,从而可以实现液压控制系统高压和低压的分离,进而避免由于所述执行子系统需要运行在高压模式,对整个液压控制系统所产生的影响。例如,由于系统中油压值的增大,导致液压油泄漏量增加,减少液压控制系统的使用寿命。
[0034] 在具体实施中,所述液压控制系统还可以包括:油压传感器76,耦接于所述蓄能器子系统5的出油口,适于检测所述蓄能器子系统5的油压值。先导阀74,耦接于所述主油路控制阀73和所述油压传感器76之间,适于当所述油压值到达第一预设阈值时,调整所述主油路控制阀73以增大所述液压油供给子系统I的输出油压,使所述蓄能器子系统5进入放油模式,以及;当所述油压值到达第二预设阈值时,调整所述主油路控制阀73以减小所述液压油供给子系统I的输出油压,使所述蓄能器子系统5进入充油模式。所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
[0035] 在具体实施中,所述蓄能器子系统5可以包括:蓄能器51和旁通阀52。所述旁通阀52耦接于所述蓄能器51、所述第一单向阀75以及所述执行子系统之间,适于使所述蓄能器51接收由所述第一单向阀75提供的液压油而蓄能,或使所述蓄能器51向所述执行子系统释放液压油而提供油压。所述油压传感器76耦接于所述旁通阀52耦接所述执行子系统的一端。
[0036] 所述蓄能器子系统5还可以包括第二单向阀53,耦接于所述蓄能器51和所述执行子系统之间,适于在所述蓄能器子系统5处于放油模式时,单向地使所述蓄能器51向所述执行子系统提供油压,从而使得所述蓄能器51在放油时,所述执行子系统可以获得较大的液压油流量。
[0037] 在本发明的一种实施例中,所述离合器控制回路3可以包括:奇、偶两个离合器控制子回路,分别用于控制两个离合器的动作执行。所述奇、偶离合器控制子回路的其中任一个可以包括:离合器执行器,适于分离或接合离合器;离合器电磁阀,耦接于所述蓄能器子系统5出油口和所述离合器执行器,适于控制所述离合器执行器的油压。如图2所示,所述奇离合器控制子回路包括元件31、33、35和37,所述偶离合器控制子回路包括元件32、34、36 和 38。
[0038] 所述奇、偶两个离合器控制子回路的结构相同,因此以下通过奇离合器控制子回路作为示例进行说明。在所述奇离合器控制子回路中,离合器电磁阀31对所述离合器执行器33进行压力的控制与调节,使所述离合器执行器33保持正确的工作状态。在所述离合器执行器33的进油路上还设置有压力传感器35,用于实时监控离合器执行器的工作压力。
[0039] 在具体实施中,所述离合器电磁阀31可以是一种直动式的比例压力电磁阀。通过将所述离合器电磁阀31设置为直动式的比例压力电磁阀直接地进行一级控制,取消了现有技术中传统逻辑阀结构中电磁阀加二级先导阀的两级控制,增强了系统的集成度,因而可以有效地减少所述液压控制系统的液压油泄漏量,并相应地提高所述液压控制系统的执行效率。此外,直动式电磁阀启动速度快,能够实现快速切断和导通。
[0040] 在具体实施中,所述奇离合器控制子回路还可以包括液压减振器37。所述液压减振器37耦接于所述离合器电磁阀31的出油口,适于控制和吸收所述离合器控制子回路的压力脉动,防止液压振动对所述液压控制系统的影响。
[0041] 在本发明的一个实施例中,以7速湿式双离合变速箱的液压控制系统为例,所述拨叉控制回路4可以包括:奇(1、3、5、7档)、偶(2、4、6档及R档)档位的两个拨叉控制子回路,分别用于控制变速箱各档位的升降切换。所述奇、偶档位拨叉控制子回路的其中任一个可以包括:拨叉执行器,适于通过控制拨叉杆的移动进行变速箱档位升降;执行器控制阀,耦接于所述拨叉执行器,适于控制所述拨叉执行器的运动速度;压力控制阀,耦接于所述蓄能器子系统5的出油口和所述执行器控制阀的进油口之间,适于为所述拨叉执行器调节油压。如图2所示,所述奇档位的拨叉控制子回路包括元件41、43、44、45和46,所述偶档位的拨叉控制子回路包括元件42、47、48、49和410。其中,所述奇档位的拨叉控制子回路的拨叉执行器44、46分别为13档位执行器和75档位执行器;所述偶档位的拨叉控制子回路的拨叉执行器49、410分别为6R档位执行器和24档位执行器。
[0042] 所述奇、偶档位的两个拨叉控制子回路的结构相同,因此以下通过奇档位的拨叉控制子回路作为示例进行说明。如图2所示,所述奇档位的拨叉控制子回路中,压力控制阀41的出油口包括两个分支,分别连接13档位的执行器控制阀43以及75档位的执行器控制阀45,用于调节所述执行器控制阀的油压值。所述执行器控制阀43、45用于精确控制所述拨叉执行器44、46的运动速度,进而使所述拨叉执行器44、46联动控制叉杆的移动,拨动同步器,使齿轮啮合,以进行变速箱档位的升降。
[0043] 在具体实施中,所述压力控制阀41可以是比例压力电磁阀。所述执行器控制阀43、45可以是比例流量控制阀。进一步的,所述压力控制阀41和所述执行器控制阀43、45都可以是直动式的电磁阀。与将所述离合器电磁阀31、32设置为直动式压力电磁阀类似,将所述压力控制阀41和所述执行器控制阀43、45也设置为直动式电磁阀,而取消现有技术中传统逻辑阀结构中电磁阀加二级先导阀的两级控制,可以增强系统的集成度,因而有效地减少所述液压控制系统的液压油泄漏量,并相应地提高所述液压控制系统的执行效率。
[0044] 在具体实施中,所述拨叉执行器44、46可以是带密封功能的双作用等面积活塞缸,即所述拨叉执行器具有双向移动拨叉的功能且无活塞杆。此外,所述拨叉控制回路4中的4个拨叉执行器44、46的大小结构完全相同,以达到节约成本的目的。
[0045] 拨叉控制回路通过采用两个比例压力阀,把系统分为奇、偶两个回路,使之互不干扰。同时采用四个三位四通比例流量电磁阀,对四个拨叉执行器进行独立控制,互不干扰,因此保证拨叉控制的独立性和安全性。
[0046] 本发明实施例通过发动机直接驱动的机械油泵与蓄能器、单向阀以及低泄露的执行子系统的配合使用,利用液压油供给子系统富余的输出油压进行蓄能,降低了液压控制系统的能量消耗。同时在液压回路中分离了湿式双离合器系统中高压的执行系统与低压的冷却润滑油路,进一步减少了系统能量消耗,提高了变速箱的执行效率。
[0047] 下文将对本发明实施例的湿式双离合器变速箱的液压控制系统的工作方式进行说明。
[0048] 请继续参照图2,通过发动机6的驱动,油泵12将液压油从油箱11中吸出。液压油经过高压过滤器71和第一单向阀75进入蓄能器子系统5,并通过旁通阀52给蓄能器51充油。旁通阀52的设定压力第一预设阈值P3可以设为高于蓄能器51的预充压力P1,同时也高于所述执行子系统工作所需要的最低压力P2。这样就可以保证当车辆在首次启动时,来自油泵12的压力油液可以首先进入执行子系统,首先满足执行子系统的工作需求,提高系统的响应速度。当满足执行子系统的需求后,油液压力达到P3后,旁通阀52才开启,使所述蓄能器子系统5进入充油模式。
[0049] 当所述蓄能器51的压力不断升高,压力传感器76检测到蓄能器51的压力达到第二预设阈值P4后,液压控制系统通过控制主油路先导电磁阀74,调节主油路控制阀73的开度,降低主油路压力到PO,满足系统冷却与润滑需求。此时主油路液压压力为PO,为低压,而执行子系统的液压压力则等于蓄能器51压力,运行在高压。随着蓄能器51压力的降低,当压力传感器76检测到蓄能器51压力低于第一预设阈值P3时,电子控制系统(图中未示出)控制先导阀74电磁阀,调高主油路的液压压力,给蓄能器51充油,而当压力达到第二预设阈值P4时,调低主油路控制阀73的开度,以减小所述液压油供给子系统I的输出油压。通过蓄能器51的利用,可以确保油泵12大部分时间工作在低压润滑系统区域,极大提高了液压系统的工作效率。
[0050] 通过本发明实施例的一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统,可以使车辆具有静态、动态启停的两种工作模式,提高了车辆性能。具体来说,当车辆判断运行工况符合动态启停调节后,发动机6喷油停止,离合器脱开。此时液压控制系统通过控制先导阀74调高主油路的液压压力至第二预设阈值P4,而油泵12会在发动机6惯性的驱动下,继续执行吸油动作,对蓄能器51进行充油操作,此时蓄能器51进入充油模式,车辆动力系统的旋转动能转化为蓄能器51液压能进行存储。当发动机6完全停止后,机械油泵12停止,此时执行子系统可以通过蓄能器51储存的液压能对离合器和拨叉进行快速操作。例如,当车辆驾驶员松开刹车,发动机6启动的同时,在蓄能器51的作用下离合器快速预充结合,因此可显著提高液压系统响应时间。
[0051 ] 虽然本发明披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,均可作各种更动与修改,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (9)

1.一种湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,包括: 液压油供给子系统,适于提供油压; 润滑油冷却回路,与所述液压油供给子系统通过主油路阀耦接,适于为所述离合器提供冷却润滑流量; 执行子系统,包括适于分离或接合所述离合器的离合器控制回路以及适于控制变速箱档位升降的拨叉控制回路; 蓄能器子系统,与所述液压油供给子系统耦接,适于为所述执行子系统提供油压; 油压传感器,耦接于所述蓄能器子系统的出油口,适于检测所述蓄能器子系统的油压值; 先导阀,耦接于所述主油路阀和所述油压传感器之间,适于当所述油压值到达第一预设阈值时,调整所述主油路阀以增大所述液压油供给子系统的输出油压,以及;当所述油压值到达第二预设阈值时,调整所述主油路阀以减小所述液压油供给子系统的输出油压; 所述第一预设阈值小于所述第二预设阈值。
2.如权利要求1所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,还包括••第一单向阀,耦接于所述蓄能器子系统与所述液压油供给子系统之间,适于单向地使所述液压油供给子系统为所述蓄能器子系统提供油压。
3.如权利要求1所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述蓄能器子系统包括:蓄能器和旁通阀; 所述旁通阀耦接于所述蓄能器、所述第一单向阀以及所述执行子系统之间,适于使所述蓄能器接收由所述第一单向阀提供的液压油而蓄能,或使所述蓄能器向所述执行子系统释放液压油而提供油压; 所述油压传感器耦接于所述旁通阀耦接所述执行子系统的一端。
4.如权利要求3所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述旁通阀的设定压力高于所述蓄能器的预充压力,且高于所述执行子系统的最低工作压力。
5.如权利要求3所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述蓄能器子系统还包括: 第二单向阀,耦接于所述蓄能器和所述执行子系统之间,适于单向地使所述蓄能器向所述执行子系统提供油压。
6.如权利要求1所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述拨叉控制回路包括:奇、偶档位拨叉控制子回路;所述奇、偶档位拨叉控制子回路的其中任一个包括: 拨叉执行器,适于通过控制拨叉杆的移动进行变速箱档位升降; 执行器控制阀,耦接于所述拨叉执行器,适于控制所述拨叉执行器的运动速度; 压力控制阀,耦接于所述蓄能器子系统的出油口和所述执行器控制阀的进油口之间,适于为所述拨叉执行器调节油压。
7.如权利要求6所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述执行器控制阀为三位四通比例流量电磁阀。
8.如权利要求6所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述档位控制阀为直动比例压力电磁阀。
9.如权利要求6所述的湿式双离合器变速箱的液压控制系统,其特征在于,所述拨叉执行器为带密封功能的双作用等面积活塞缸且各档位的拨叉执行器结构相同。
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