CN108730509B - 一种新能源汽车自动变速器液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种新能源汽车自动变速器液压系统，涉及液压传动技术领域。所述液压系统包括：供油调压与流量控制系统、离合器换挡控制系统和冷却润滑系统，所述供油调压与流量控制系统包括并联连接的机械油泵和电子油泵；所述离合器换挡控制系统包括至少两个相互并联的离合器控制油路；所述冷却润滑系统包括若干相互并联的冷却润滑油路。所述液压系统应用于多个挡位的纯电动自动变速器或者专用混合动力变速器中，可以通过并联地增加离合器控制油路拓展为任意挡位数的自动变速器液压系统，也可适用于P系列混合动力系统。本发明采用电子油泵辅助机械油泵的工作模式，提高系统的效率。

Description

一种新能源汽车自动变速器液压系统

技术领域

本发明涉及液压传动技术领域，尤其是涉及一种新能源汽车自动变速器液压系统。

背景技术

自动变速器是汽车动力总成的重要组成部分，其执行机构采用液压系统来驱动具有换挡品质高、控制精度高、稳定性好等优点。因此，液压系统的性能是影响自动变速器换挡品质的直接因素。

目前，在纯电动汽车领域，通过匹配高性能且无动力中断换挡的自动变速器来解决当前里程数低、动力不足、电机成本高的有效技术方案；在混合动力汽车领域，发展具有多个挡位的专用混合动力变速器以及基于传动变速器发展的P系列混合动力变速器，是传统燃油汽车实现降低燃油消耗的可行方案，也是当前汽车动力传动行业的研究热点。

作为自动变速器重要的执行机构，对液压系统的要求是结构简单、质量轻、响应快，同时也要能够保证高的可靠性。现有技术中的液压系统，对于油泵的需求较大，使得液压系统的效率较低，经济型较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新能源汽车自动变速器液压系统，以解决现有技术中存在的液压系统对于油泵的需求较大，效率较低的技术问题。

本发明提供的新能源汽车自动变速器液压系统，包括：供油调压与流量控制系统、离合器换挡控制系统和冷却润滑系统，其中，

所述供油调压与流量控制系统包括：油泵组件、油滤器、主油压调节阀和减压控制阀组件，所述油泵组件与所述油滤器连接，所述油滤器与油底壳连接，所述油泵组件通过第一油路与所述主油压调节阀连接，所述减压控制阀组件连接于所述主油压调节阀与所述第一油路之间，所述油泵组件包括并联连接的机械油泵和电子油泵；

所述离合器换挡控制系统包括至少两个相互并联的离合器控制油路，所述离合器控制油路包括串联连接的液压操作缸和换挡电磁阀，各所述换挡电磁阀的输入端均与所述第一油路相连；

所述冷却润滑系统包括若干相互并联的冷却润滑油路，所述供油调压与流量控制系统内的主油压调节阀通过第一节流孔与所述冷却润滑系统连通。

优选地，所述主油压调节阀包括调节阀壳体，所述调节阀壳体内设置有调节阀阀芯，所述调节阀阀芯将所述壳体沿长度方向依次划分为第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第五腔室和第六腔室，所述调节阀阀芯在第六腔室的一端与所述调节阀壳体通过第一弹性件连接；所述调节阀阀芯处于初始状态时，所述调节阀阀芯的侧壁与所述第一腔室、第三腔室和第五腔室的内壁贴合，所述调节阀阀芯的侧壁与所述第二腔室和第四腔室的内壁之间具有间隙，所述第一腔室的连接口和第三腔室的连接口均与油底壳相连，所述第四腔室的连接口接通所述第一油路，所述第二腔室的连接口通过节流孔与所述第一油路连通，第五腔室的连接口与第二油路连通，第六腔室的连接口与所述减压控制阀组件相连。

可选地，所述减压控制阀组件包括主油压控制电磁阀和减压阀，所述主油压控制电磁阀的输入端通过所述减压阀与所述第一油路相连，所述主油压控制电磁阀的输出端与所述主油压调节阀的控制端相连。

优选地，所述减压阀与所述主油压控制电磁阀之间通过第三油路连通，所述减压阀包括减压阀壳体、减压阀阀芯、第一活塞腔和第二活塞腔，所述减压阀阀芯的一端与所述减压阀壳体通过第二弹性件连接，另一端设置有活塞，所述活塞的一端位于所述第一活塞腔内，所述活塞的另一端位于所述第二活塞腔内；所述第一活塞腔的第一连接口与所述第三油路连通，所述第二活塞腔的侧壁设置有第二连接口和第三连接口，所述第二连接口位于靠近所述活塞的一侧，所述第二连接口与所述第一油路连通，所述第三连接口与所述第三油路连通。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述机械油泵通过机械油泵单向阀与所述第一油路连接，所述电子油泵通过电子油泵单向阀与所述第一油路连接，所述第一油路与所述油底壳之间连接有第一油路溢流阀。

优选地，各所述离合器控制油路中的所述换挡电磁阀均为直接驱动电磁阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述离合器控制油路中连接有安全阀。

可选地，减压控制阀组件包括一个第一调压电磁阀，所述第一调压电磁阀包括大流量电磁阀。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述节流孔与所述冷却润滑油路之间连接有冷却器。

相对于现有技术，本发明所述的新能源汽车自动变速器液压系统具有以下优势：

本发明所述的新能源汽车自动变速器液压系统应用于自动变速器中，采用机械油泵和电子油泵两个油泵为液压系统提供压力和流量的方案，提高了液压系统的控制灵活性，且在降低了系统对油泵的需求的同时，提高液压系统的效率，进而提高汽车的经济性。

进一步地，换挡电磁阀采用直接驱动电磁阀，在提高控制精度的同时可以降低液压系统的泄漏量，节约能源。

同时，在本发明提供的新能源汽车自动变速器液压系统应用于自动变速器时，各个挡位的液力传递路线简单，具备较高的传递效率，且可以通过增加并联的离合器控制油路来增加挡位数。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的新能源汽车自动变速器液压系统的原理图一；

图2为本发明实施例提供的新能源汽车自动变速器液压系统用于实现两个档位时的原理图；

图3为本发明实施例提供的新能源汽车自动变速器液压系统的原理图二。

图中：1-第一油路；2-第二油路；3-第三油路；4-第四油路；5-第五油路；6-第六油路；7-第七油路；8-油滤器；9-机械油泵；10-电子油泵；11-主油压调节阀；12-减压阀；13-主油压控制电磁阀；14-安全阀；15-第一换挡电磁阀；16-第二换挡电磁阀；17-第一液压操作缸；18-第二液压操作缸；19-机械油泵单向阀；20-电子油泵单向阀；21-第一油路溢流阀；22-第二节流孔；23-第一节流孔；24-冷却润滑油路；25-冷却器；26-第三节流孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，本发明实施例提供的新能源汽车自动变速器液压系统，包括：供油调压与流量控制系统、离合器换挡控制系统和冷却润滑系统，其中：

供油调压与流量控制系统包括：油泵组件、油滤器8、主油压调节阀11和减压控制阀组件，油泵组件与油滤器8连接，油滤器8与油底壳连接，油泵组件通过第一油路1与主油压调节阀11连接，减压控制阀组件连接于主油压调节阀11与第一油路1之间，油泵组件包括并联连接的机械油泵9和电子油泵10。

具体地，油滤器8的下端与油底壳相连，油滤器8的上端同时与机械油泵9和电子油泵10相连；主油压调节阀11的下端与第一油路1相连，上端与第二油路2相连，主油压调节阀节流孔22的两端分别与第一油路1和主油压调节阀11相连。

离合器换挡控制系统包括至少两个相互并联的离合器控制油路，离合器控制油路包括串联连接的液压操作缸和换挡电磁阀，各换挡电磁阀的输入端均与第一油路1相连。具体地，离合器控制油路的数量与自动变速器中的档位数量一致，即可通过改变离合器控制油路的数量形成适用于任意挡位数要求的新能源汽车自动变速器的液压系统。

冷却润滑系统包括若干相互并联的冷却润滑油路24，供油调压与流量控制系统内的主油压调节阀通过第一节流孔23与冷却润滑系统连通。

在上述技术方案的基础上，减压控制阀组件至少包括以下两种设置方式：

在其中一种设置方式中，减压控制阀组件可以为一个电磁阀，比如大流量电磁阀，但不局限于大流量电磁阀。在另一种设置方式中，减压控制阀组件包括主油压控制电磁阀13和减压阀12。具体地，主油压控制电磁阀13的输入端通过减压阀12与第一油路1相连，主油压控制电磁阀13的输出端与主油压调节阀11的控制端相连。

如图3所示，上述主油压调节阀可采用以下结构：主油压调节阀12包括调节阀壳体，调节阀壳体内设置有调节阀阀芯，调节阀阀芯将壳体沿长度方向依次划分为第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第五腔室和第六腔室，调节阀阀芯在第六腔室的一端与调节阀壳体通过第一弹性件连接；调节阀阀芯处于初始状态时，调节阀阀芯的侧壁与第一腔室、第三腔室和第五腔室的内壁贴合，调节阀阀芯的侧壁与第二腔室和第四腔室的内壁之间具有间隙，第一腔室的连接口11a和第三腔室的连接口11c均与油底壳相连，第四腔室的连接口11d接通第一油路1，第二腔室的连接口11b通过第二节流孔22与第一油路1连通，第五腔室的连接口11e与第二油路2连通，第六腔室的连接口11f与减压控制阀组件相连。

具体地，第四腔室的连接口11d直接连接第一油路1，第二腔室的连接口11b通过第二节流孔22与第一油路1相连，第一腔室的连接口11a和第三腔室的连接口11c与油底壳相连，第五腔室的连接口11e与第二油路2相连，第六腔室的连接口11f为主油压调节阀11的控制端，与主油压控制电磁阀13相连。第一油路1的液压油通过第二腔室的连接口11b流入主油压调节阀11，由于调节阀阀芯上存在截面差，当第一油路1的压力超过设定值时，截面差产生的压力差会克服第一弹性件的弹力和第六腔室的连接口11f端的压力推动调节阀阀芯右移，一方面使第二腔室的连接口11b和第三腔室的连接口11c相通，液压油通过第三腔室的连接口11c流入油底壳；另一方面，第四腔室的连接口11d和第五腔室的连接口11e的开度增大，增大了冷却润滑系统的流量。通过控制主油压控制电磁阀13以及修改主油压调节阀11的阀体和调节阀阀芯的参数，可以调整第一油路1的压力和冷却润滑系统的流量。

请继续参阅图3，减压阀12与主油压调节阀11之间通过第三油路3连通，上述减压阀12可采用以下具体结构：减压阀12包括减压阀壳体、减压阀阀芯、第一活塞腔和第二活塞腔，减压阀阀芯的一端与减压阀壳体通过第二弹性件连接，另一端设置有活塞，活塞的一端位于第一活塞腔内，活塞的另一端位于第二活塞腔内；第一活塞腔的第一连接口12a与第三油路3连通，第二活塞腔的侧壁设置有第二连接口12b和第三连接口12c，第二连接口12b位于靠近活塞的一侧，第二连接口12b与第一油路1连通，第三连接口12c与第三油路3连通。

进一步地，在减压阀12上还设置有第四连接口12d和第五连接口12e，由减压阀12的一端向另一端分别设置有第一连接口12a、第二连接口12b、第三连接口12c、第四连接口12d和第五连接口12e。具体地，第一连接口12a通过一个第三节流孔26与第三连接口12c相连，第二连接口12b与第一油路1相连，第四连接口12d和第五连接口12e与油底壳相连。

在图3所示方向上，减压阀12沿竖直方向设置，且减压阀阀芯的底部与第二弹性件连接，初始状态时，减压阀阀芯在第二弹性件的弹力作用下位于上端，第二连接口12b与第三连接口12c相通，第一油路1的液压油通过第三连接口12c流入第三油路3，第三油路3的液压油通过第一连接口12a流入位于上端的第一活塞腔，使第一活塞腔压力增大，当压力超过一定值时，克服第二弹性件的弹力作用推动减压阀阀芯下移，使得第二连接口12b的开度减小，流入第三油路3的液压油变少，使得第三油路3的压力降低；当第一活塞腔压力小于第二弹性件的弹力时，减压阀阀芯上移，第二连接口12b的开度增大，流入第三油路3的液压油变多，使得第三油路3的压力升高。通过调整第二弹性件的参数以及减压阀12的阀体和减压阀阀芯的参数，可以使得第三油路3的压力稳定在一个需要的压力值。

在上述任一技术方案的基础上，进一步地，机械油泵9通过机械油泵单向阀19与第一油路1连接，电子油泵10通过电子油泵单向阀20与第一油路1连接，第一油路1与油底壳之间连接有第一油路溢流阀21。具体地，机械油泵单向阀19的入口与机械油泵9相连，出口与第一油路1相连；电子油泵单向阀20的入口与电子油泵10相连，出口与第一油路1相连；第一油路溢流阀21的入口与第一油路1相连，出口与油底壳相连。

在本实施例的一种优选实施方式中，各离合器控制油路中的换挡电磁阀均采用直接驱动电磁阀。直接驱动电磁阀泄露小、响应快，可提高自动变速器的换挡品质。进一步地，各离合器控制油路中的换挡电磁阀既可都为常低阀，也可以为常高阀和常低阀的组合，例如，部分离合器控制油路中的换挡电磁阀为常低阀，部分离合器控制油路中的换挡电磁阀为常高阀。

在上述任一技术方案的基础上，在本实施例的一种可选实施方式中，第一节流孔23与冷却润滑油路24之间连接有冷却器25。具体地，冷却器25串联于第二油路2上。

值得一提的是，在本实施例中，第一弹性件和第二弹性件均可选用弹簧。

在上述任一技术方案的基础上，在本实施例的一种可选实施方式中，在其中一个或多个离合器控制油路中连接有安全阀14。以防止换挡电磁阀卡滞造成变速器挂双挡情况出现。安全阀14的入口与第一油路1相连，安全阀14的一个出口通过第五油路5与所在离合器控制油路中的换挡电磁阀相连，安全阀14的另一出口与离合器控制油路中的油路相连。

下面以图2中所示的新能源汽车自动变速器液压系统为例描述新能源汽车自动变速器液压系统的工作原理。

图2中所示的新能源汽车自动变速器液压系统适用于具有两个档位的新能源汽车的自动变速器，新能源汽车自动变速器液压系统中包含有两个离合器控制油路，分别为第一离合器控制油路和第二离合器控制油路，第一离合器油路包括通过第六油路6连通的第一液压操作缸17和第一换挡电磁阀15，第二离合器油路包括通过第七油路7连通的第二液压操作缸18和第二换挡电磁阀16，在第二离合器油路中设置有安全阀14，安全阀14的入口与第一油路1相连，安全阀14的一个出口通过第五油路5与第二换挡电磁阀16相连，安全阀14的另一出口与第七油路7相连。

下面以第一换挡电磁阀15为常高阀、第二换挡电磁阀16为常低阀为例进行说明。可以通过调节所述第一换挡电磁阀15和第二换挡电磁阀16的操作压力来产生一挡和二挡两个挡位，具体的工作原理如下：

一挡：第一换挡电磁阀15的输出压力可调，第二换挡电磁阀16的输出压力为0；安全阀14正常情况下不工作，处于第一油路1与第五油路5连通的工作位置；第一换挡电磁阀15调节第一液压操作缸17压力；减压阀12调节第三油路3的压力，主油压控制电磁阀13控制主油压调节阀11，从而调节第一油路1的压力和冷却润滑系统的流量；在工作过程中，根据需求调整电子油泵10的工作状态。

二挡：第二换挡电磁阀16的输出压力可调，第一换挡电磁阀15的输出压力为0；安全阀14正常情况下不工作，处于第一油路1与第五油路5连通的工作位置；第二换挡电磁阀16调节第二液压操作缸18压力；减压阀12调节第三油路3的压力，主油压控制电磁阀13控制主油压调节阀11，从而调节第一油路1的压力和冷却润滑系统的流量。在工作过程中，根据需求调整电子油泵10的工作状态；当第二换挡电磁阀16卡滞时，安全阀14工作，处于第一油路1与第五油路5断开，第七油路7与油底壳连通卸油的工作位置，防止第一液压操作缸17和第二液压操作缸18同时充油，从而避免变速器同时实现一挡和二挡导致自动变速器损坏的现象发生。

综上，本发明实施例提供的新能源汽车自动变速器液压系统具有以下优势：

阀体数量少、结构简单紧凑、质量较轻，可以降低制造成本；

换挡电磁阀采用直接驱动电磁阀取代传统的二级先导控制电磁阀，阀体数量减少，在提高控制精度的同时可以降低液压系统的泄漏量，节约能源；

各个挡位的液力传递路线简单，具备较高的传递效率；而且可以通过增加并联的直接驱动电磁阀来增加挡位数；

采用机械油泵9和电子油泵10并联的方式为液压系统提供压力和流量，提高了液压系统的控制灵活性，有利于提高液压系统效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种新能源汽车自动变速器液压系统，其特征在于，包括：供油调压与流量控制系统、离合器换挡控制系统和冷却润滑系统，其中，

所述供油调压与流量控制系统包括：油泵组件、油滤器、主油压调节阀和减压控制阀组件，所述油泵组件与所述油滤器连接，所述油滤器与油底壳连接，所述油泵组件通过第一油路与所述主油压调节阀连接，所述减压控制阀组件连接于所述主油压调节阀与所述第一油路之间，所述油泵组件包括并联连接的机械油泵和电子油泵；

所述离合器换挡控制系统包括至少两个相互并联的离合器控制油路，所述离合器控制油路包括串联连接的液压操作缸和换挡电磁阀，各所述换挡电磁阀的输入端均与所述第一油路相连；

其中一个或多个所述离合器控制油路中连接有安全阀，所述安全阀的入口与所述第一油路相连，所述安全阀的一个出口通过第五油路与所在离合器控制油路中的换挡电磁阀相连，所述安全阀的另一出口与所述离合器控制油路中的油路相连；

所述冷却润滑系统包括若干相互并联的冷却润滑油路，所述供油调压与流量控制系统内的主油压调节阀通过第一节流孔与所述冷却润滑系统连通；

所述减压控制阀组件包括主油压控制电磁阀和减压阀，所述主油压控制电磁阀的输入端通过所述减压阀与所述第一油路相连，所述主油压控制电磁阀的输出端与所述主油压调节阀的控制端相连；

所述主油压调节阀包括调节阀壳体，所述调节阀壳体内设置有调节阀阀芯，所述调节阀阀芯将所述壳体沿长度方向依次划分为第一腔室、第二腔室、第三腔室、第四腔室、第五腔室和第六腔室，所述调节阀阀芯在第六腔室的一端与所述调节阀壳体通过第一弹性件连接；所述第四腔室的连接口与所述第一油路连接，所述第二腔室的连接口通过第二节流孔与所述第一油路相连，所述第一腔室的连接口和所述第三腔室的连接口分别与所述油底壳相连，所述第五腔室的连接口与第二油路相连，所述第六腔室的连接口为所述主油压调节阀的控制端，与所述减压控制阀组件中的主油压控制电磁阀相连；所述第一油路的液压油通过所述第二腔室的连接口流入所述主油压调节阀，由于所述调节阀阀芯上存在截面差，当所述第一油路的压力超过设定值时，截面差产生的压力差会克服所述第一弹性件的弹力和所述第六腔室的连接口的压力推动所述调节阀阀芯右移，使所述第二腔室的连接口和所述第三腔室的连接口相通，液压油通过所述第三腔室的连接口流入所述油底壳；并使得所述第四腔室的连接口和所述第五腔室的连接口的开度增大，以增大冷却润滑系统的流量。

2.根据权利要求1所述的新能源汽车自动变速器液压系统，其特征在于，所述减压阀与所述主油压控制电磁阀之间通过第三油路连通，所述减压阀包括减压阀壳体、减压阀阀芯、第一活塞腔和第二活塞腔，所述减压阀阀芯的一端与所述减压阀壳体通过第二弹性件连接，另一端设置有活塞，所述活塞的一端位于所述第一活塞腔内，所述活塞的另一端位于所述第二活塞腔内；所述第一活塞腔的第一连接口与所述第三油路连通，所述第二活塞腔的侧壁设置有第二连接口和第三连接口，所述第二连接口位于靠近所述活塞的一侧，所述第二连接口与所述第一油路连通，所述第三连接口与所述第三油路连通。

3.根据权利要求1所述的新能源汽车自动变速器液压系统，其特征在于，所述机械油泵通过机械油泵单向阀与所述第一油路连接，所述电子油泵通过电子油泵单向阀与所述第一油路连接，所述第一油路与所述油底壳之间连接有第一油路溢流阀。

4.根据权利要求1所述的新能源汽车自动变速器液压系统，其特征在于，各所述离合器控制油路中的所述换挡电磁阀均为直接驱动电磁阀。

5.根据权利要求1所述的新能源汽车自动变速器液压系统，其特征在于，所述第一节流孔与所述冷却润滑油路之间连接有冷却器。

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