CN106678321A - 一种大功率液力变矩器总成及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种大功率液力变矩器总成及其控制方法。该总成包括多片式闭锁离合器、罩轮、涡轮、导轮、泵轮以及输出轴；涡轮、导轮、泵轮形成变矩器工作循环腔；还包括液力减速器、换档离合器以及控制系统；液力减速器通过花键与输出轴连接，输出轴后端通过换档离合器与外部的变速箱连接；控制系统分别与变矩器工作循环腔、液力减速器以及多片式闭锁离合器连接，分别用于控制多片式闭锁离合器的解、闭锁，变矩器工作循环腔进出油和液力减速器在减速工况下工作。该液力变矩器总成既保护了离合器又能增加输出扭矩、为车辆提供辅助制动，同时液力变矩器总成与机械变速箱的价格远远低于自动变速箱的价格，大大降低了制造成本。

Description

一种大功率液力变矩器总成及其控制方法

技术领域

本发明属于机械领域，具体涉及一种大功率液力变矩器总成及其控制方法。

背景技术

目前在大功率牵引车上的传动系统分为两种结构，一种为发动机和机械变速箱直连的传动系统；另一种采用发动机和全液力自动变速箱传动系统。

第一种结构，由于发动机与机械变速箱刚性连接，车辆普遍为重载上坡，且路况比较复杂，需要经常换挡，这就造成了换挡离合器、变速箱由于频繁换挡的冲击而损坏严重。

第二种结构，自动变速箱中带有液力变矩器，是柔性连接，保护了离合器，但目前自动变速箱的价格较贵，致使车辆的价格较高，在市场上的竞争力减弱。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提出了一种在发动机与机械变速箱之间增加液力减速器、换挡离合器以及控制系统的液力变矩器总成，使发动机与机械变速箱变成柔性连接，保护离合器，在变矩工况时增加输出扭矩，在闭锁工况时提高经济性能，在减速工况时为车辆提供辅助制动，各工作工况靠控制系统控制实现。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供了一种大功率液力变矩器总成，包括多片式闭锁离合器、罩轮、涡轮、导轮、泵轮以及输出轴；涡轮、导轮、泵轮形成变矩器工作循环腔；泵轮通过罩轮与外部发动机连接；多片式闭锁离合器通过花键与涡轮连接；涡轮通过花键与输出轴连接；

其改进之处是：还包括液力减速器、换档离合器以及控制系统；

液力减速器通过花键与输出轴连接，输出轴后端通过换档离合器与外部的变速箱连接；

控制系统分别与变矩器工作循环腔、液力减速器以及多片式闭锁离合器连接，分别用于控制多片式闭锁离合器的解、闭锁，变矩器工作循环腔进出油和液力减速器在减速工况下工作。

本发明控制系统的具体结构如下：

控制系统包括油箱、油泵、工作循环腔进油油路、工作循环腔回油油路、液力减速器进油油路、液力减速器回油油路以及闭锁离合器控制油路；

工作循环腔进油油路将油箱和工作循环腔连通；闭锁离合器控制油路将工作循环腔进油油路与多片式闭锁离合器连通；工作循环腔回油油路和液力减速器进油油路连通；

工作循环腔进油油路沿着进油方向依次设置有油泵和变矩器调压阀；工作循环腔回油油路上设置有背压阀；闭锁离合器控制油路沿着进油方向依次设置有闭锁离合器调压阀以及单向阀；液力减速器进油油路和液力减速器回油油路上设置有减速器控制阀；工作循环腔回油油路上设置有散热器；所述控制阀上安装有比例电磁阀；

液力减速器进油油路、液力减速器回油油路、液力减速器以及散热器构成一个闭合回路并由液力减速器进油油路与工作循环腔回油油路连通。

为了使得车辆能够快速制动，该控制系统上还包括与液力减速器进油油路连通的液力变矩器快速启动油路；液力变矩器快速启动油路上安装有加速油缸和加速油缸电磁阀；加速油缸内充满工作油，当需要减速时，加速油缸电磁阀控制加速油缸将工作油快速推入液力减速器进油油路内，实现液力减速器的快速启动。

为了确保工作循环腔内和多片式闭锁离合器内的压力保持稳定，增加液力变矩器使用的可靠性，工作循环腔进油油路上安装有溢流阀。

闭锁离合器调压阀上安装有先导闭锁电磁阀，通过先导闭锁电磁阀控制闭锁离合器调压阀，使得闭锁离合器的解闭锁更加可靠。

根据上述对大功率液力变矩器总成结构的描述，现对其控制方法进行介绍，该控制方法主要包括以下几个步骤：

1)变矩工况控制；

在变矩工况时，打开变矩器调压阀、背压阀；断开先导闭锁电磁阀、变矩器控制阀以及加速油缸电磁阀；油泵将油箱内的液力油打入工作循环腔，工作循环腔内的液力油通过背压阀、散热器，流回到油箱；

2)闭锁工况控制；

在闭锁工况时，打开变矩器调压阀、背压阀以及先导闭锁电磁阀；断开变矩器控制阀以及加速油缸电磁阀；油泵将油箱内的一部分液力油打入工作循环腔，工作循环腔内的液力油通过背压阀、散热器，流回到油箱；另一部分的液力油通过闭锁离合器控制油路上的闭锁离合器调压阀和单向阀进入闭锁离合器，使闭锁离合器处于闭锁状态，此时，变矩工况油路循环系统不变，但不执行变矩工况；

3)减速工况控制；

在减速工况时，闭锁工况控制保持不变，并保证闭锁离合器一直处于闭锁状态；变矩工况的控制不变，但不执行变矩工况；打开比例电磁阀、减速器控制阀以及加速油缸电磁阀，油缸中的液力油快速推入液力减速器进油油路中，使液力油快速进入液力减速器，并在散热器、减速器控制阀和液力减速器之间形成闭式回路，提供辅助制动。

本发明的优点在于：

1、本发明在发动机与机械变速箱之间增加了带液力减速器、换挡离合器以及控制系统的液力变矩器总成，既保护了离合器又能增加输出扭矩、为车辆提供辅助制动，同时液力变矩器总成与机械变速箱的价格远远低于自动变速箱的价格，大大降低了制造成本。

2、本发明的液力变矩器总成，能够适应各种工况，当车辆起步、爬坡时，液力变矩器总成工作在变矩工况，闭锁离合器分离，液力变矩器自适应行驶阻力，起到增加发动机扭矩的作用，提高车辆低速动力性；当车辆高速行驶时，液力变矩器总成工作在闭锁工况，保证车辆的行驶燃油经济性；当车辆下坡行驶时，液力变矩器总成工作在减速工况，为车辆提供辅助制动。液力变矩器总成各工况的功能转换通过自带控制系统实现。

3、该液力变矩器总成分别与发动机和机械变速箱联接，该液力变矩器总成能够匹配较大的发动机，允许发动机最大输出扭矩可达3000N〃m。

4、本发明的控制系统还设置有液力减速器快速启动油路，通过加速油缸和加速油缸电磁阀，能在减速工况时快速启动液力减速器工作，快速实现制动。

5、本发明在工作循环腔进油油路上安装有作为调压作用的溢流阀，能够保证工作循环腔内和多片式闭锁离合器内的压力保持稳定，增加了液力变矩器使用的可靠性。

6、本发明在闭锁离合器调压阀上上安装有先导闭锁电磁阀，通过先导闭锁电磁阀控制闭锁离合器调压阀，使得闭锁离合器的解闭锁更加可靠。

附图说明

图1为大功率液力变矩器总成简图。

图2为控制系统的结构简图。

1-多片式闭锁离合器、2-罩轮、3-涡轮、4-导轮、5-泵轮、输出6-轴、7-液力减速器、8-换档离合器、9-控制系统、10-油箱、11-油泵、12-工作循环腔进油油路、13-工作循环腔回油油路、14-液力减速器进油油路、15-液力减速器回油油路、16-液力减速器快速启动油路、17-闭锁离合器控制油路、18-变矩器调压阀、19-背压阀、20-闭锁离合器调压阀、21-单向阀、22-减速器控制阀、23-散热器、24-比例电磁阀、25-加速油缸、26-加速油缸电磁阀、27-溢流阀、28-先导闭锁电磁阀、29-变矩器工作循环腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体结构和控制方法作进一步的描述：

参见图1，一种大功率液力变矩器总成，包括多片式闭锁离合器1、罩轮2、涡轮3、导轮4、泵轮5、输出轴6、液力减速器7、换档离合器8以及控制系统9；涡轮3、导轮4、泵轮5形成变矩器工作循环腔；泵轮5通过罩轮2与外部发动机连接；多片式闭锁离合器1通过花键与涡轮3连接；涡轮3通过花键与输出轴6连接；

液力减速器7通过花键与输出轴6连接，输出轴6后端通过换档离合器8与外部的变速箱连接；

控制系统9分别与变矩器工作循环腔29、液力减速器7以及多片式闭锁离合器1连接，分别用于控制多片式闭锁离合器1的解、闭锁，变矩器工作循环腔29出油和液力减速器在减速工况下工作。

如图2所示，该控制系统的具体结构是：包括油箱10、油泵11、工作循环腔进油油路12、工作循环腔回油油路13、液力减速器进油油路14、液力减速器回油油路15、液力减速器快速启动油路16以及闭锁离合器控制油路17；

工作循环腔进油油路12将油箱10和变矩器工作循环腔29连通；闭锁离合器控制油路17将工作循环腔进油油路12与多片式闭锁离合器1连通；工作循环腔回油油路13和液力减速器进油油路14连通；

工作循环腔进油油路12沿着进油方向依次设置有油泵11和变矩器调压阀18；工作循环腔回油油路13上设置有背压阀19；闭锁离合器控制油路17沿着进油方向依次设置有闭锁离合器调压阀20以及单向阀21；液力减速器进油油路14和液力减速器回油油路15上设置有减速器控制阀22；工作循环腔回油油路13上设置有散热器23；减速器控制阀22上安装有比例电磁阀24；液力减速器进油油路14、液力减速器回油油路15、液力减速器7以及散热器23构成一个闭合回路并由液力减速器进油油路14与工作循环腔回油油路13连通。

液力减速器快速启动油路16与液力减速器进油油路14连通；液力减速器快速启动油路16上安装加速油缸25和加速油缸电磁阀26；加速油缸25内充满工作油。

为了确保工作循环腔内和多片式闭锁离合器1内的压力保持稳定，增加液力变矩器使用的可靠性，工作循环腔进油油路12上安装有溢流阀27。

闭锁离合器调压阀20上安装先导闭锁电磁阀28，通过先导闭锁电磁阀28控制闭锁离合器调压阀20，使得多片式闭锁离合器1的解闭锁更加可靠。

基于上述对大功率液力变矩器总成结构的描述，现对该控制系统对不同工况的控制方法进行介绍：

1)变矩工况的控制；

在变矩工况时，打开变矩器调压阀、背压阀；断开先导闭锁电磁阀、控制阀以及加速油缸电磁阀；油泵将油箱内的液力油打入工作循环腔，工作循环腔内的液力油通过背压阀、散热器，流回到油箱；

2)闭锁工况控制；

在闭锁工况时，打开变矩器调压阀、背压阀、以及先导闭锁电磁阀；断开控制阀以及加速油缸电磁阀；油泵将油箱内的一部分液力油打入工作循环腔，工作循环腔内的液力油通过背压阀、散热器，流回到油箱；另一部分的液力油通过闭锁离合器控制油路上的闭锁离合器调压阀和单向阀进入闭锁离合器，使闭锁离合器处于闭锁状态，此时，变矩工况油路循环系统不变，但不执行变矩工况；

3)减速工况控制；

在减速工况时，闭锁工况控制保持不变，并保证闭锁离合器一直处于闭锁状态；变矩工况的控制不变，但不执行变矩工况；打开比例电磁阀、减速器控制阀以及加速油缸电磁阀，油缸中的液力油快速推入液力减速器进油油路中，使液力油快速进入液力减速器，并在散热器、减速器控制阀和液力减速器之间形成闭式回路，提供辅助制动。

Claims (6)

1.一种大功率液力变矩器总成，包括多片式闭锁离合器、罩轮、涡轮、导轮、泵轮以及输出轴；涡轮、导轮、泵轮形成变矩器工作循环腔；泵轮通过罩轮与外部发动机连接；多片式闭锁离合器通过花键与涡轮连接；涡轮通过花键与输出轴连接；

其特征在于：还包括液力减速器、换档离合器以及控制系统；

液力减速器通过花键与输出轴连接，输出轴后端通过换档离合器与外部的变速箱连接；

控制系统分别与变矩器工作循环腔、液力减速器以及多片式闭锁离合器连接，分别用于控制多片式闭锁离合器的解、闭锁，变矩器工作循环腔进出油和液力减速器在减速工况下工作。

2.根据权利要求1所述的大功率液力变矩器总成，其特征在于：所述控制系统包括油箱、油泵、工作循环腔进油油路、工作循环腔回油油路、液力减速器进油油路、液力减速器回油油路以及闭锁离合器控制油路；

工作循环腔进油油路将油箱和变矩器工作循环腔连通；闭锁离合器控制油路将工作循环腔进油油路与多片式闭锁离合器连通；工作循环腔回油油路和液力减速器进油油路连通；

工作循环腔进油油路沿着进油方向依次设置有油泵和变矩器调压阀；工作循环腔回油油路上设置有背压阀；闭锁离合器控制油路沿着进油方向依次设置有闭锁离合器调压阀以及单向阀；液力减速器进油油路和液力减速器回油油路上设置有减速器控制阀；工作循环腔回油油路上设置有散热器；所述控制阀上安装有比例电磁阀；

液力减速器进油油路、液力减速器回油油路、液力减速器以及散热器构成一个闭合回路并由液力减速器进油油路与工作循环腔回油油路连通。

3.根据权利要求2所述的大功率液力变矩器总成，其特征在于：还包括与液力减速器进油油路连通的液力变矩器快速启动油路；液力变矩器快速启动油路上安装有加速油缸和加速油缸电磁阀；加速油缸内充满工作油。

4.根据权利要求3所述的大功率液力变矩器总成，其特征在于：所述工作循环腔进油油路上安装有溢流阀。

5.根据权利要求4所述的大功率液力变矩器总成，其特征在于：闭锁离合器调压阀上安装有先导闭锁电磁阀。

6.基于权利要求5所述的大功率液力变矩器总成的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)变矩工况控制；

在变矩工况时，打开变矩器调压阀、背压阀；断开先导闭锁电磁阀、变矩器控制阀以及加速油缸电磁阀；油泵将油箱内的液力油打入工作循环腔，工作循环腔内的液力油通过背压阀、散热器，流回到油箱；

2)闭锁工况控制；

在闭锁工况时，打开变矩器调压阀、背压阀以及先导闭锁电磁阀；断开变矩器控制阀以及加速油缸电磁阀；油泵将油箱内的一部分液力油打入工作循环腔，工作循环腔内的液力油通过背压阀、散热器，流回到油箱；另一部分的液力油通过闭锁离合器控制油路上的闭锁离合器调压阀和单向阀进入闭锁离合器，使闭锁离合器处于闭锁状态，此时，变矩工况油路循环系统不变，但不执行变矩工况；

3)减速工况控制；

在减速工况时，闭锁工况控制保持不变，并保证闭锁离合器一直处于闭锁状态；变矩工况的控制不变，但不执行变矩工况；打开比例电磁阀、减速器控制阀以及加速油缸电磁阀，油缸中的液力油快速推入液力减速器进油油路中，使液力油快速进入液力减速器，并在散热器、减速器控制阀和液力减速器之间形成闭式回路，提供辅助制动。