CN105697766A - 自动变速器换挡阀 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型汽车自动变速器换挡阀，该装置是用来控制自动变速器的执行机构进行开闭离合器或制动器的一种新型的换挡机构，它由3个元件组成，其中包括阀体、阀芯和阀盖组成，本发明是抛弃了传统的电磁阀控制方式，传统的电磁阀控制方式需要更多的电磁阀以及更加精准的制造技术和复杂的控制电脑，本发明采用的是一个动力源控制阀芯，使阀芯在阀体里面进行移动，通过阀芯和阀体之间孔洞通道的配合，来实现换挡，具有成本低、结构简单，控制更精准和液压系统无冲击等特点。

Description

自动变速器换挡阀
技术领域
本发明涉及一种新的自动变速器换挡装置，尤其是在自动变速器空间以及成本有突出优势的自动变速器换挡阀。
背景技术
目前公认的自动变速器换挡阀体都是由多个电磁阀组合来控制整个自动变速器，其中包括有单向阀、先导式电磁阀或者PWM电磁阀等，多个电磁阀的控制需要整个操控系统更高的要求，且大多数自动变速器控制系统都由国外大型公司掌控，如德国西门子、博士，日本电装，美国德尔福。现在市场需求自动变速器挡位数越来越多，所需要摆放电磁阀的空间也会越来越大，电磁阀的数量增加，成本也会相应的上升。制造单个先导式电磁阀或者PWM电磁阀的要求很高，世界上几家大型自动变速器公司控制着电磁阀阀芯精度控制技术，为了克服现有自动变速器发展的各种制约，本发明提供一种自动变速器全新的换挡方式。自动变速器的控制方式，除了在无级自动变速器中压盘的控制需要用到小型的步进电机，其它的自动变速器都需要使用电磁阀来控制离合器、制动器或者拨叉，才能实现换挡。
本发明使用一个相对大的阀芯来代替电磁阀，使用步进电机或者其它更好动力源来代替电力控制电磁阀的方式来实现阀芯的运动，相对于传统的电磁阀来说，控制的电磁阀数量大幅减少，空间也会相应的减少，成本也会降低。
发明内容
本发明自动变速器换挡阀包括阀体、阀芯和阀盖组成，其特征在于：阀芯为圆柱形，阀芯上有9个通道，这些通道可以为阀芯与阀体接触面上的孔相互之间提供流通的路径。阀体与阀芯的接触面上，有22个孔，这些孔通过与阀芯上的9个通道，对应各个挡位需要而为所需要的离合器或者制动器提供压力，阀芯上的通道和阀体上的孔可以根据所需要进行相应的增加或者减少，来实现挡位的增加或者减少，或应对摆放的空间要求。
本发明自动变速器换挡阀不使用比较昂贵且对制造精度要求高的先导式电磁阀或者PWM电磁阀来控制，而使用步进电机或者其它动力源和一个阀芯来控制整个自动变速器换挡，其中因为步进电机的高精度和成本原因，我们选择步进电机作为动力源，其中换挡阀是由一个步进电机带动一个带有多条通道的阀芯运动，当阀芯处于阀体中某一个位置时，整个阀体供给自动变速器某一个或几个离合器或制动器一定的油压，来实现离合器或者制动器的接合；当需要更换挡位时，步进电机推动或者拉回阀芯，使阀体供给自动变速器的油压更换为所需要的油压即可，以此来解决电磁阀对于自动变速器的制约。
本发明的有益效果是，在使用此种步进电机配合一个较大的阀芯来解决先导式电磁阀或者PWM电磁阀的制约，简化了系统操作，优化了整个自动变速器控制阀板。
附图说明
图1为本发明所述的自动变速器换挡阀的立体图；
图2为本发明所述的自动变速器换挡阀的立体图；
图3为本发明所述的自动变速器换挡阀阀体的正面图。
图4为本发明所述的自动变速器换挡阀阀体的背面图。
图5为本发明所述的自动变速器换挡阀阀盖的正面图
图6为本发明所述的自动变速器换挡阀阀盖的背面图
图7为本发明所述的自动变速器换挡阀阀芯的平面图
图8为本发明所述的自动变速器换挡阀阀芯的平体图
图9为本发明所述的自动变速器换挡阀R挡阀芯在阀体中的位置图
图10为本发明所述的自动变速器换挡阀N挡阀芯在阀体中的位置图
图11为本发明所述的自动变速器换挡阀D1挡阀芯在阀体中的位置图
图12为本发明所述的自动变速器换挡阀D2挡阀芯在阀体中的位置图
图13为本发明所述的自动变速器换挡阀D3挡阀芯在阀体中的位置图
图14为本发明所述的自动变速器换挡阀D4挡阀芯在阀体中的位置图
图15为本发明所述的自动变速器换挡阀D5挡阀芯在阀体中的位置图
图16为本发明所述的自动变速器换挡阀D6挡阀芯在阀体中的位置图
其中，附图标记1-30依次顺序对应第一至第三十油孔，50-59依次顺序对应第五十至第五十九油道。
具体实施方法
本发明为新型的自动变速器换挡控制阀体，其通过中心的圆柱形控制阀芯上的多条油道与阀体上的油道相配合，来实现对变速箱上的离合器或制动器进行有效的充放油动作，挡位的变换是通过圆柱形阀芯往复运动实现的。
图3所示为变速器阀体正面图，此面有19个油孔，5个油道。
其中，第一油孔(1)、第四油孔(4)、第六油孔(6)、第十六油孔(16)和第十九油孔(19)为主油路进油孔，直接为变速器油泵供给的变速器油提供通道，这几个油孔通过阀芯上的凹槽，可以连通到其它油孔中；第九油孔(9)、第十一油孔(11)和第十四油孔(14)为卸油孔，当某个离合器或者制动器不需要持续油压时，可以通过这几个油孔将其中的变速器油卸到油底壳内，使离合器或者制动器不工作；第五油孔(5)和第七油孔(7)为C1离合器进油孔，第三油孔(3)和第十油孔(10)为C2离合器进油孔，第十三油孔(13)为B1制动器进油孔，第十五油孔(15)为B2制动器进油孔，第十八油孔(18)为B3制动器进油孔，C1离合器进油孔、C2离合器进油孔、B1制动器进油孔、B2制动器进油孔和B3制动器进油孔分别于对应的离合器或制动器充油腔相通，当这些孔与主油路进油孔或者卸油孔孔通过阀芯上的凹槽相通时，这些离合器或制动器就会相对应的工作或不工作；第五十油道(50)将第一油孔(1)、第二油孔(2)和第四油孔(4)连接，第五十一油道(51)将第五油孔(5)和第七油孔(7)连接，第五十二油道(52)将第十二油孔(12)和第十三油孔(13)连接，第五十三油道(53)将第十五油孔(15)和第十七油孔(17)连接，第五十四油道(54)将第十六油孔(16)和第十九油孔(19)连接，这5条油道是将可以合并成一条油道的油孔相通；第二油孔(2)与背面第二十二油孔(22)相通，第八油孔(8)与背面第二十九油孔(29)相通，第十二油孔(12)与背面第二十三油孔(23)，第十七油孔(17)与背面第二十六油孔(26)，这四个油孔是将背面某些相同作用的油孔相通。
图4所示为变速器阀体背面图，此面有11个油孔，2个油道。
其中，第二十油孔(20)和第三十油孔(30)为B2制动器进油孔，第二十一油孔(21)和第二十五油孔(25)为主油路进油孔，第二十四油孔(24)为B1制动器进油孔，第二十七油孔(27)为B3制动器进油孔，第二十八油孔(28)为卸油孔，其作用与正面相同；第五十五油道(55)将第二十油孔(20)、第二十六油孔(26)和第三十油孔(30)连接，第五十六油道(56)将第二十三油孔(23)和第二十四油孔(24)连接；第二十二油孔(22)与正面第二油孔(2)相通，第二十三油孔(23)与正面第十二油孔(12)相通，第二十六油孔(26)与正面第十七油孔(17)相通，第二十九油孔(29)于第八油孔(8)相通，与正面油孔相通。
正面与背面上的油道和部分油孔并不是贯穿的，其中只有正面的第二油孔(2)、第八油孔(8)、第十二油孔(12)和第十七油孔(17)与背面的第二十二油孔(22)、第二十三油孔(23)、第二十六油孔(26)和第二十九油孔(29)是贯穿的。
图5所示为变速器阀盖平面图，其中第五十七通道(57)将图4阀体背面第二十一油孔(21)、第二十二油孔(22)和第二十五油孔(25)连接，第五十八通道(58)将第二十七油孔(27)和第二十九油孔(29)连接，第五十九油孔(59)与图4中背面第二十八油孔(28)连接。
图7和图8所示为变速器阀芯平面图，其中图7中有两纵列凹槽，图8中有一纵列凹槽。
实施例1
如图3和图4所示，第一油孔(1)至第九油孔(9)位一个纵列油孔，第十油孔(10)至第十九油孔(19)为一个纵列油孔，第二十油孔(20)至第三十油孔(30)为一个纵列油孔，这三排纵列的孔洞与图7和图8阀芯上的三纵列凹槽相对应，这三列凹槽在阀体中的运动时与阀体上油孔之间的配合相作用，宽度相同，高度不一。
图7中两纵列凹槽与图3中的两纵列油孔相对应，图8中的凹槽与图4中的油孔相对应，其中凹槽与油孔相配合，使从变速器油泵通过主油路进油孔过来的变速器油，通过阀芯表面上的凹槽，再进入离合器或者制动器进油孔，到各个离合器或制动器，让离合器或制动机工作；当阀芯在阀体中纵向运动时，阀芯上的凹槽与阀体上的油孔之间的配合就会改变，就会实现挡位的变换。
如图3中所示，在本换挡阀中，当阀芯移动到阀体中图11所示时，阀芯上的凹槽会使，图3中，第六油孔(6)和第七油孔(7)相通，图4中，第二十五油孔(25)和第二十七油孔(27)相通，因第六油孔(6)和第二十五油孔(25)都为主油路进油孔，所以当油泵工作时，从第六油孔(6)和第二十五油孔(25)中就会有较大的油压，变速器油从第六油孔(6)和第二十五油孔(25)进入阀芯的凹槽，再进入到第七油孔(7)和第二十七油孔(27)中，第七油孔(7)为C1离合器进油孔，第二十七油孔(27)位B3离合器进油孔，此时，C1离合器和B3离合器就会工作，车辆进入某一个挡位；除第六油孔(6)和第十六油孔(16)以外，其他主油路进油孔都不会和卸油孔或其它的离合器或制动器进油孔相通。
实施例2
当需要换挡时，从实施例1中的D1挡位换到D2挡位时，只需要将阀芯从图11的位置向图12的位置移动即可，当移动到图12的位置时，图3中，油孔5和油孔6通过阀芯凹槽相通，因第五油孔(5)和第七油孔(7)之间有第五十一油道(51)，所以第六油孔(6)的变速器油会通过第五油孔(5)和第七油孔(7)进入C1离合器；第十五油道(15)和第十六油道(16)会通过阀芯上的凹槽相通。因第十六油孔(16)位主油路进油孔，第十五油道(15)为B2制动器进油孔，所以当第十五油孔(15)和第十六油孔(16)相通时，B2制动器会得到足够的油压工作，此时需要将前一个挡位中的B3制动器的油压卸掉，所以此时，图4中，第二十七油孔(27)和第二十八油孔(28)会通过阀芯上的凹槽相通，因第二十七油孔(27)位B3制动器进油孔，第二十八油孔(28)位卸油孔，第二十七油孔(27)与第二十八油孔(28)相通会使B3制动器中的变速器油通过第二十八油孔(28)卸到油底壳内，上一挡位的制动器就会脱离，而此挡位所需要的B2制动器会通过第十五油道(15)和第十六油道(16)的相通而工作，此时，挡位就会变换。
在本换挡阀中，车辆挡位的逻辑关系如下表所示：
C1 C2 B1 B2 B3
R X O X X O
N O X X X X
D1 O X X X O
D2 O X X O X
D3 O X O X X
D4 O O X X X
D5 X O O X X
D6 X O X O X
说明：“O”表示该元件作用；“X”表示该元件不作用。
实施例3
如实施例2图表中所示，实施例1和实施例2中所提供的挡位是D1挡和D2挡，当阀芯继续移动到图13所示的位置时，在图3中第四油孔(4)和第五油孔(5)通过阀芯相通，第四油孔(4)是主油路进油孔，第五油孔(5)是C1离合器进油口；图4中第二十四油孔(24)和第二十五油孔(25)通过阀芯相通，第二十五油孔(25)是主油路进油孔，第二十五油孔(25)位B1制动器进油口，此时C1离合器和B1制动器工作，如实施例2中图表所示，为D3挡。
当阀芯移动到图14所示的位置时，在图3中第三油孔(3)、第四油孔(4)和第五油孔(5)通过阀芯相通，此时第三油孔(3)是C2离合器进油口，第四油孔(4)是主油路进油口，第五油孔(5)是C1离合器进油口，这时，C1离合器和C2离合器工作，即D4挡。
当阀芯在D5挡位位置时，如图15所示，在图3中第一油孔(1)、第三油孔(3)和第四油孔(4)相通，其中第一油孔(1)和第四油孔(4)被第五十油道(50)相通，都是主油路进油口，第三油孔(3)是C2离合器进油口；图4中，第二十一油孔(21)和第二十四油孔(24)相通，第二十一油孔(21)是主油路进油口，第二十四油孔(24)是B1制动器进油口，此时C2离合器和B1制动器工作。
当阀芯移动到图16所示的位置时，即D6挡，在图3中第三油孔(3)和第一油孔(1)相通，如D5位置得知，第一油孔(1)和第三油孔(3)使C2离合器工作；图4中第二十油孔(20)和第二十一油孔(21)通过阀芯相通，第二十油孔(20)是B2制动器进油口，第二十一油孔(21)是主油路进油口，此时B2制动器工作，实现D6挡，即阀芯在图1和图2所示位置。
阀芯移动到图9所示位置时，即R挡位置，此时在图3中，第一油孔(1)和第三油孔(3)相通，第十八油孔(18)和第十九油孔(19)相通，第一油孔1和第三油孔(3)如D6挡位置，C2离合器工作；第十八油孔(18)是B3制动器进油口，第十九油孔(19)是主油路进油口，此时B3制动器工作，R挡实现。
阀芯从图9所示位置继续移动到图10阀芯所示位置时，只有第六油孔(6)和第七油孔(7)相通，此时只有C1离合器工作，实现N挡，即空挡。
从N挡继续往图11阀芯所示位置移动时，即到实施例1中所讲述的位置，即D1挡位置。
特别说明，本发明可使用在行星齿轮式自动变速箱、双离合自动变速器、平行轴式自动变速器等，此处所描述的仅用以解释本发明，并不对本发明构成限制。

Claims (5)

1.自动变速器换挡阀，包括阀体、阀芯和阀盖组成，其特征在于：阀芯为圆柱形，阀芯上有9个凹槽，这些凹槽可以为阀芯与阀体接触面上的孔相互之间提供流通的路径；阀体与阀芯的接触面上，有22个孔，这些孔通过与阀芯上的9个通道，对应各个挡位需要而为所需要的离合器或者制动器提供压力。
2.根据权利要求1所述的自动变速器换挡阀，其特征在于，所述的阀体有19个油孔，5个油道，其中，第一油孔(1)、第四油孔(4)、第六油孔(6)、第十六油孔(16)和第十九油孔(19)为主油路进油孔，直接为变速器油泵供给的变速器油提供通道，这几个油孔通过阀芯上的凹槽，可以连通到其它油孔中；第九油孔(9)、第十一油孔(11)和第十四油孔(14)为卸油孔，当某个离合器或者制动器不需要持续油压时，可以通过这几个油孔将其中的变速器油卸到油底壳内，使离合器或者制动器不工作；第五油孔(5)和第七油孔(7)为C1离合器进油孔，第三油孔(3)和第十油孔(10)为C2离合器进油孔，第十三油孔(13)为B1制动器进油孔，第十五油孔(15)为B2制动器进油孔，第十八油孔(18)为B3制动器进油孔，C1离合器进油孔、C2离合器进油孔、B1制动器进油孔、B2制动器进油孔和B3制动器进油孔分别于对应的离合器或制动器充油腔相通，当这些孔与主油路进油孔或者卸油孔通过阀芯上的凹槽相通时，这些离合器或制动器就会相对应的工作或不工作；第五十油道(50)将第一油孔(1)、第二油孔(2)和第四油孔(4)连接，第五十一油道(51)将第五油孔(5)和第七油孔(7)连接，第五十二油道(52)将第十二油孔(12)和第十三油孔(13)连接，第五十三油道(53)将第十五油孔(15)和第十七油孔(17)连接，第五十四油道(54)将第十六油孔(16)和第十九油孔(19)连接，这5条油道合并成一条油道的油孔相通；第二油孔(2)与背面第二十二油孔(22)相通，第八油孔(8)与背面第二十九油孔(29)相通，第十二油孔(12)与背面第二十三油孔(23)，第十七油孔(17)与背面第二十六油孔(26)，这四个油孔是将背面某些相同作用的油孔相通。
3.根据权利要求1所述的自动变速器换挡阀，其特征在于，所述的阀体背面有11个油孔，2个油道，第二十油孔(20)和第三十油孔(30)为B2制动器进油孔，第二十一油孔(21)和第二十五油孔(25)为主油路进油孔，第二十四油孔(24)为B1制动器进油孔，第二十七油孔(27)为B3制动器进油孔，第二十八油孔(28)为卸油孔，其作用与正面相同；第五十五油道(55)将第二十油孔(20)、第二十六油孔(26)和第三十油孔(30)连接，第五十六油道(56)将第二十三油孔(23)和第二十四油孔(24)连接；第二十二油孔(22)与正面第二油孔(2)相通，第二十三油孔(23)与正面第十二油孔(12)相通，第二十六油孔(26)与正面第十七油孔(17)相通，第二十九油孔(29)于第八油孔(8)相通，与正面油孔相通。
4.根据权利要求1所述的自动变速器换挡阀，其特征在于，所述的阀体正面与背面上的油道和部分油孔并不是贯穿的，其中只有正面的第二油孔(2)、第八油孔(8)、第十二油孔(12)和第十七油孔(17)与背面的第二十二油孔(22)、第二十三油孔(23)、第二十六油孔(26)和第二十九油孔(29)是贯穿的。
5.根据权利要求1所述的自动变速器换挡阀，其特征在于，所述阀盖第五十七通道(57)将阀体背面第二十一油孔(21)、第二十二油孔(22)和第二十五油孔(25)连接，第五十八通道(58)将第二十七油孔(27)和第二十九油孔(29)连接，第五十九油孔(59)与背面第二十八油孔(28)连接。
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