CN106032840A - 一种两速自动变速箱液控换档系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种两速自动变速箱液控换档系统，包括油壶、电机、柱塞泵、蓄能器、泄压阀、第一电磁阀、第二电磁阀、换档油缸、传感器和阀体；所述柱塞泵的进油口与油壶相连，进油道中设置单向阀；所述柱塞泵出油口油道中也设置单向阀，之后出油口油道与蓄能器、泄压阀、第一电磁阀和第二电磁阀的进油口相连；所述柱塞泵有两个柱塞组件，对称布置；所述电机为直流电机，输出端有偏心轴；所述第一电磁阀、第二电磁阀均为开关式电磁阀。本发明可方便地通过控制器对电磁阀的控制，从而实现档位的切换和保持，系统结构紧凑、可靠、生产制造成本低。

Description

一种两速自动变速箱液控换档系统

技术领域

本发明涉及一种变速箱液压系统，尤其涉及一种两档自动变速箱液控换档系统。

背景技术

随着汽车技术的不断发展，自动变速箱逐渐成为主流趋势。近几年来，新能源电动车及混合动力的发展已颇为迅速。在现有的电动汽车上，主要以一级减速器为主，多速的变速箱为手动变速箱。随着市场对驾驶舒适性的要求提高，两速及其以上的自动变速箱成为市场的迫切需求。

汽车用机械式自动变速器是一种由普通齿轮式机械变速器组成的有级式自动变速器。这种变速器主要包括几个部分：自动离合器、齿轮式机械变速器和执行系统。它基本保留了原离合器和手动变速器的结构，只是将换档杆改为液控或电控换档执行机构。换档执行系统采用电控机械式换档系统，即换档电机加齿轮式减速机构，此类型的机械结构较为复杂，换档过程中易产生换档冲击和电机堵转等问题。液控换档执行机构以其换档性能稳定、可控性好、可维护性好和使用寿命长等优点在自动变速箱中有广泛的使用，但是其成本较高，结构复杂。

本专利所提供的一种两速自动变速箱电液控制换档系统利用了电控和液控换档系统的优点，同时结合柱塞泵、开关式电磁阀和三位置换档缸的使用使的系统结构简化，大大减少零件数量，是两档自动变速箱换档执行系统的一个很好的选择。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种两速自动变速箱液控换档系统，能够根据车辆行驶工况，选择不同档位，很好地满足车辆的性能需求，且结构紧凑，生产制造成本低。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种两速自动变速箱液控换档系统，包括油壶、电机、柱塞泵、蓄能器、泄压阀、第一电磁阀、换档油缸、第二电磁阀、传感器和阀体，其中，所述柱塞泵的两进油口与油壶相连，所述柱塞泵的进油油道中分别设置第一单向阀和第二单向阀；所述柱塞泵两出油口油道中分别设置第三单向阀和第四单向阀后汇合并与所述蓄能器、泄压阀、第一电磁阀以及所述第二电磁阀的进油口相连，所述第一电磁阀、第二电磁阀和泄压阀的出油口以及所述换档油缸的回油口分别与所述油壶相连。

上述的两速自动变速箱液控换档系统，其中，所述柱塞泵有两个柱塞组件，并且对称布置，所述柱塞泵内置有回位弹簧，所述柱塞泵的进出油口均设有防止油液回流的单向阀。

上述的两速自动变速箱液控换档系统，其中，所述电机为直流电机，所述直流电机的输出轴为偏心轴或外接偏心轴，所述直流电机通过带动偏心轴转动驱动柱塞泵泵油。

上述的两速自动变速箱液控换档系统，其中，所述换档油缸为三位置液压缸。

上述的两速自动变速箱液控换档系统，其中，所述第一电磁阀和第二电磁阀均为开关式电磁阀，通过控制电流的通断实现方向切换，并与所述换档油缸配合实现活塞杆三位置的移动换档。

上述的两速自动变速箱液控换档系统，其中，还包括控制器，所述换档油缸的活塞杆上设有位置传感器，所述系统主油路上设有压力传感器，所述控制器接收压力传感器的信号判断液压系统工作状态，来控制电机工作，使得液压系统的压力保持在合适的压力范围；同时所述控制器控制第一电磁阀和第二电磁阀，经换档油缸的移动和位置传感器的位置反馈，实现不同档位的在档控制及档位间的切换控制。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的两速自动变速箱液控换档系统，能够方便地根据控制器的要求实现不同档位的切换，液压系统的所有零件均可集成在阀体上，并采用柱塞泵和开关式电磁阀实现换档，使得系统结构简单紧凑，并且性能稳定、可维护性好、生产制造成本低。

附图说明

图1为本发明的两速自动变速箱液控换档系统结构示意图。

图中：

1 油壶 2 电机 3 第一单向阀

4 第二单向阀 5 柱塞泵 6 第三单向阀

7 第四单向阀 8 蓄能器 9 第一电磁阀

10 位置传感器 11 换档油缸 12 第二电磁阀

13 泄压阀 14 控制器 15 压力传感器

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

图1为本发明的两速自动变速箱液控换档系统结构示意图。

本发明提供的两速自动变速箱液控换档系统，包括油壶1、电机2、柱塞泵5、蓄能器8、泄压阀13、第一电磁阀9、换档油缸11、第二电磁阀12、传感器和阀体等。柱塞泵5的两进油口与油壶1相连，柱塞泵5的进油油道中分别设置第一单向阀3和第二单向阀4。柱塞泵5主要由柱塞、复位弹簧等组成两柱塞泵组件，两柱塞泵对称布置，通过电机2的驱动实现液压系统泵油。柱塞泵5两出油口油道中分别设置第三单向阀6和第四单向阀7，之后两出油口油道汇合后与蓄能器8、泄压阀13、第一电磁阀9的进油口以及第二电磁阀12的进油口相连。第一电磁阀9的出油口与换档油缸11左油腔相连，第二电磁阀12的出油口与换档油缸11右油腔相连，并且在换档油缸11活塞杆设有用于检查活塞位置的位置传感器10。泄压阀13的出油口、第一电磁阀9和第二电磁阀12的回油口分别与油壶1相连。

本发明提供的两速自动变速箱液控换档系统所用的油泵为柱塞泵，柱塞泵5的组件主要包括：柱塞、复位弹簧和加工在阀体上的柱塞腔。柱塞泵5油腔一端为进油口、另外一端为出油口，油道内分别设有单向阀以防止油液回流，柱塞的靠近油腔的一端与复位弹簧相连，另一端与电机2输出轴的盘偏心轴相连，通过复位弹簧的压紧力始终保持柱塞与偏心轴的贴合。

本发明提供的两速自动变速箱液控换档系统所用的电机2为直流电机，可以为直流有刷电机或直流无刷电机，可进行转速控制或者基于电流的转矩控制，电机2的输出轴为偏心轴或外接偏心轴，通过偏心轴驱动柱塞泵5的两柱塞实现依次泵油。

所述控制器接收压力传感器的信号判断液压系统工作状态，来控制电机工作，使得液压系统的压力保持在合适的压力范围；本液压系统为降低系统成本也可不设置压力传感器。在系统换档用油时，除蓄能器8提供的部分压力油外，大部分的压力用油为电机2驱动柱塞泵5供给。

本发明提供的两速自动变速箱液控换档系统所用的第一电磁阀9和第二电磁阀12均为开关式电磁阀阀，均为常闭电磁阀，此电磁阀共有3个油口，即进油口（也称P口，与高压油道相连）、出油口（也称A口，与换档缸11相连）和回油口（也称T口，与油壶1相连），断电时A口与T口导通。通过电流的通断控制实现阀芯移动以实现油液流向方向切换，与三位置换档油缸11配合来保活塞杆位置的正确移动以挂至目标档位。此电磁阀也可使用常开式的开关式电磁阀，液压回路和控制逻辑需做相应的改动也可满足换档使用要求。

本发明提供的两速自动变速箱液控换档系统的控制器14可以为集成式控制器，也可为液压系统独立的控制器。若为独立控制器，则其与整车控制器间通信，接受来自于整车控制器等的信号及指令，以满足不同工况行驶需求。该控制器14也接受压力传感器15的信号判断液压系统工作状态，来控制电机2工作，保证液压系统的压力保持在合适的压力范围，多余的压力油通过泄压阀13卸掉，同时该控制器14也控制第一电磁阀9和第二电磁阀12来实现档位切换。

换档油缸11为可以实现三位置切换的换档油缸，也可以进一步加装限位装置保证档位的准确性，换档油缸11内部可以加装弹簧或换档缓冲装置以实现换档过程的平稳，消除换档油缸冲击。

泄压阀13主要用于限压，以保证系统最高压力不超过限定值，当系统过压时，泄压阀13的阀芯打开，保护电机2。油液通过回油口流入油壶1，当压力降至限定值以下，阀芯关闭以维持系统压力。

本液控换档系统可以实现一档位、二档位的两个档位在档位置保持，及两个档位的切换，各元器件工作如下表所示：

首先以一档升二档为例，此时换档油缸11换档杆处于右侧一档位置，各电磁阀处于断电状态。当控制器14收到换档指令后，系统使第二电磁阀12通电，即使第二电磁阀12的P口与A口相通，使换档油缸11右侧油腔充油，在压力油的作用下，换档杆移动至左侧，同时带动拨叉移动，档位切换至二档。换档过程中，若系统压力值低于设定值，则启动电机2进行泵油。换档结束后第二电磁阀12断电，档位保持在二档位置。换档过程中位置传感器10可以实时监控换档位置，以判断换档是否正确响应。

当车辆需要降档时，需要由二档切换至一档，即此时换档油缸11的换档杆处于左侧，各电磁阀处于断电状态。当控制器14收到换档指令后，系统使第一电磁阀9通电，即使第一电磁阀9的P口与A口相通，使换档油缸11左侧油腔充油，在压力油的作用下，换档杆移动至右侧，同时带动拨叉移动，档位切换至一档。换档过程中，若系统压力值低于设定值，则启动电机2进行泵油。换档结束后第一电磁阀9断电，档位保持在一档位置。换档过程中位置传感器10可以实时监控换档位置，以判断换档是否正确响应。

本液压系统换档可以实现空档位置，即换档杆维持在一档和二档的中间位置，主要实现方式为第一电磁阀9和第二电磁阀12同时通电，系统使两电磁阀的P口与A口导通，在两个压力油的作用下，活塞套带动活塞杆保持在空档位置。换档过程中，若系统压力值低于设定值，则启动电机2进行泵油。换档结束后第一电磁阀9断电和第二电磁阀12断电，档位保持在空档位置。

系统的在档位控制可以根据需要设置机械的锁止机构，通过与锁止机构的配合使用能达到更好的在档位置控制。

以上所提到的零件均可以阀体为载体，阀体上加工不同油道实现各零部件的相连，各零件以螺栓或螺纹连接等连接形式固定在阀体上，阀体通过螺栓固定在变速箱壳体上。

本发明为降低系统成本为仅保留必须的液压元件，根据使用需要也可以取消蓄能器8,并不影响本发明所实现的功能。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选描述，并非是对本发明的限定，档位和电磁阀的命名仅是为了更好的阐述本发明，本发明所述的技术领域的技术人员可以对所述的具体实施方式做相应的修改、补充或拓展，或采用类似替代方法，但并不会偏离本发明的权利要求书所定义的范围。虽然本发明中的专业术语仅是为了更好的阐述本发明的内容，并不排除使用其他专业术语及词汇的可能性，但都不会与本发明所表达的核心内容冲突，均属于本发明保护范围。

Claims (6)

1.一种两速自动变速箱液控换档系统，包括油壶（1）、电机（2）、柱塞泵（5）、蓄能器（8）、泄压阀（13）、第一电磁阀（9）、换档油缸（11）、第二电磁阀（12）、传感器和阀体，其特征在于，所述柱塞泵（5）的两进油口与油壶（1）相连，所述柱塞泵（5）的进油油道中分别设置第一单向阀（3）和第二单向阀（4）；所述柱塞泵（5）两出油口油道中分别设置第三单向阀（6）和第四单向阀（7）后汇合并与所述蓄能器（8）、泄压阀（13)、第一电磁阀（9）以及所述第二电磁阀（12）的进油口相连，所述第一电磁阀（9）、第二电磁阀（12）和泄压阀(13)的出油口以及所述换档油缸（11）的回油口分别与所述油壶（1）相连。

2.如权利要求1所述的两速自动变速箱液控换档系统，其特征在于，所述柱塞泵（5）有两个柱塞组件，并且对称布置，所述柱塞泵（5）内置有回位弹簧，所述柱塞泵（5）的进出油口均设有防止油液回流的单向阀。

3.如权利要求1所述的两速自动变速箱液控换档系统，其特征在于，所述电机（2）为直流电机，所述直流电机的输出轴为偏心轴或外接偏心轴，所述直流电机通过带动偏心轴转动驱动柱塞泵（5）泵油。

4.如权利要求1所述的两速自动变速箱液控换档系统，其特征在于，所述换档油缸(11)为三位置液压缸。

5.如权利要求1所述的两速自动变速箱液控换档系统，其特征在于，所述第一电磁阀（9）和第二电磁阀（12）均为开关式电磁阀，通过控制电流的通断实现方向切换，并与所述换档油缸（11）配合实现活塞杆三位置的移动换档。

6.如权利要求1所述的两速自动变速箱液控换档系统，其特征在于，还包括控制器（14），所述换档油缸（11）的活塞杆上设有位置传感器（10），所述系统主油路上设有压力传感器（15），所述控制器（14）接收压力传感器（15）的信号判断液压系统工作状态，来控制电机（2）工作，使得液压系统的压力保持在合适的压力范围；同时所述控制器（14）控制第一电磁阀（9）和第二电磁阀（12），经换档油缸(11)的移动和位置传感器（10）的位置反馈，实现不同档位的在档控制及档位间的切换控制。