CN109386598A - 用于控制车辆变速器油盘流体液位的系统 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆推进系统的变速器包括：变速器壳体，其限定了油盘体积和通过侧壁与油盘体积分隔开的阀体侧盖体积；阀，其可操作为通过流体流动通道选择性地将阀体侧盖体积与油盘体积连接；选择性可加压流体源；以及将选择性可加压流体源连接至流体流动通道的孔口。

Description

用于控制车辆变速器油盘流体液位的系统

技术领域

本公开涉及车辆变速器油盘流体液位控制系统。

背景技术

本引言大体上呈现了本公开的背景。当前署名的发明人的工作就其在本引言中所描述的以及在提交时可以不另外被作为是现有技术的多个方面的描述而言既不明确地也不隐含地被认可为是本公开的现有技术。

许多常规车辆推进系统包括变速器，其依赖于液压流体的供应以用于操作。变速器中的流体服务于许多功能，可以在整个变速器中循环，并且返回到油盘储液器，其中其可以被存储用于进一步的使用。油盘中以及整个变速器中流体的液位应当被可靠地维持。过低的流体液位可能导致不充分的流体供应、吸入空气，而过高的流体液位可能导致旋转损失、可能引起耐久度降低的摩擦增大、部件故障的可能性增大和热量增加，以及可能由油盘中流体的不可靠液位造成的许多其他问题。

另外，油盘中流体液位过高可能会导致变速器中部件的旋转从而引起流体和空气之间的混合。在极端情况下，大量的混合可能导致起泡，起泡将流体的总体积增大到其中流体可能溢出变速箱和/或流体损失的程度。

变速器油盘还允许流体澄清，其使得颗粒能够沉淀到油盘的底部并且还使得任何空气能够渗出流体。期望的是流体并不包含与流体混合的任何空气。当变速器的部件的操作需要流体不可压缩时，可能混合在流体内的空气可能使其非常难以控制这些部件的操作。由于空气的可压缩性，可能夹带在流体中的空气使其难以可靠地控制变速器。

变速器流体可能是对温度敏感的。例如，流体的体积可能在高温度操作期间增大。当流体的体积改变时，或者当油盘中流体的液位过高时，可能希望找到另一处位置来储存该流体。许多用于车辆推进系统的变速器可以将过量和/或热的流体储存在由附接至变速器壳体的阀体侧盖所封闭的体积中。阀体侧盖可以封闭用于变速器的控制装置，比如例如，电控螺线管、封闭螺线管的螺线管体、阀以及封闭阀的阀体。这些控制装置可以被选择性地操作以控制变速器的操作。封闭在阀体侧盖和变速箱的侧壁之间的体积可以用于独立于油盘区域来储存变速器流体。油盘中流体的液位可以通过控制从阀体侧盖体积进入油盘的流体的流动来更好地进行控制。在这两个体积之间的流体的流动可以依赖于重力馈送系统。当阀体侧盖体积中流体的液位达到足够高的液位时，这些系统使一定流量流动进入通道。流体随后可以在重力的作用下排放到油盘内。

替代地，在这两个体积之间的流体的流动可以包括阀，它们可以基于温度打开或闭合和/或可以单独地受控。然而，在某些条件下，控制阀体侧盖体积和油盘之间流体的流动可能带来挑战。例如，流体的粘度可能响应于流体的温度而改变。在寒冷条件下，流体可能具有更高的粘度，这可能导致流量比所期望的更低。来自阀体侧盖体积的流体的较低流量可能导致低于油盘内流体的期望液位。油盘中流体的较低供应可能导致油盘泵的匮乏，该油盘泵以其他方式运行以为变速器的操作提供流体。

发明内容

在示范性方面，用于车辆推进系统的变速器包括：变速器壳体，其限定了油盘体积和通过侧壁与油盘体积分隔开的阀体侧盖体积；阀，其可操作为通过流体流动通道选择性地连接阀体侧盖体积与油盘体积；选择性可加压流体源；以及将选择性可加压流体源连接至流体流动通道的孔口。

在另一示范性方面，选择性可加压流体源被加压，从而通过孔口的流体的流量具有比通过流体流动通道的流量更高的速度。

在另一示范性方面，孔口相对于流体流动通道进行定位，使得从孔口进入流体流动通道的更高速度的流体导致流体流动通道中压力的降低，这增大了通过流体流动通道从阀体侧盖体积进入油盘体积的流量的体积。

在另一示范性方面，选择性可加压流体源基于选择性可加压流体的压力超过了预定阈值而确定阀的操作。

在另一示范性方面，螺线管可操作为选择性地向用于阀的控制入口以及向孔口提供可加压流体。

在另一示范性方面，流体流动通道包括阀的出口并且孔口连接至阀出口下游的流体流动通道。

在另一示范性方面，阀容纳在容纳多个阀的阀体中。

在另一示范性方面，变速器进一步包括容纳多个螺线管阀的螺线管体，该多个螺线管阀中的每一个选择性地控制进入阀体的流体的流量。

以此方式，对阀体侧盖与变速器油盘之间变速器流体的流量的控制可以在更宽范围的工作条件上得到改进。例如，在更寒冷条件下，此时变速器流体的粘度可能增大，可以继续在阀体侧盖与变速器油盘之间提供流动，由此维持了变速器油盘中流体的可靠液位和来源。

通过以下提供的详细描述，本公开的其他应用领域将变得显而易见。应当理解的是，详细描述和具体实例仅旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。

当结合附图时，通过包括权利要求书和示范性实施例的详细描述，本发明的以上特征和优点以及其他特征和优点将是显而易见的。

附图说明

通过详细描述和附图，本公开将变得更容易理解，其中：

图1是车辆变速器阀体侧盖排放系统的示意图；

图2是用于车辆推进系统的示范性变速器的局部横截面透视图；

图3是变速箱的侧壁的一部分的放大正视图；

图4示出了第二隔板；

图5示出了阀体；

图6示出了第一隔板的一部分；

图7示出了沿图2的线A-A截取的横截面正视图；

图8是根据本公开的示范性实施例的车辆变速器阀体侧盖排放系统的示意图；

图9是已经根据本公开的示范性实施例进行修改的螺线管体的透视图；

图10是示出针对各种构造的阀体侧盖壳体和变速器油盘之间流率的曲线图；

图11A示出了示范性阀体；以及

图11B示出了示范性第一隔板。

具体实施方式

图1是车辆变速器阀体侧盖排放系统100的示意图；车辆变速器阀体侧盖排放系统100包括阀体侧盖102，其在阀体侧盖和变速箱之间限定了一定体积，可以用于储存流体。系统100包括油盘液位控制阀组件104，其选择性地可操作为打开从阀体侧盖102所封闭的体积到变速器油盘106的流动路径。阀体侧盖102所封闭的体积的出口108与油盘液位控制阀组件104的入口110流体连通。油盘液位控制阀组件104包括活塞112，其在由阀室壁116所限定的阀室114内可滑动。活塞112通过阀弹簧118朝向闭合位置偏置。油盘液位控制阀组件104进一步包括阀控制入口120，其与选择性加压流体源(未示出)流体连通。选择性加压流体源可以是例如容纳在螺线管体中的螺线管阀，其选择性地可致动为向阀控制入口120施加加压流体。当向阀控制入口120施加加压流体源时，流体向活塞112的表面122施加阀打开力。该力与阀弹簧118的偏置力相对，并且当该力足以克服阀弹簧118的偏置力时，活塞112移动到打开位置(未示出)，其打开了在油盘液位控制阀组件104的入口110和出口124之间通过油盘液位控制阀组件104的流动路径。以此方式，当油盘液位控制阀组件104打开时，阀体侧盖102中的流体随后可以流动通过阀体侧盖102的出口108、通过油盘液位控制阀104的入口110、通过油盘液位控制阀104、在出口124处离开油盘液位控制阀组件104，并且随后流动到变速器油盘106内。

车辆变速器阀体侧盖排放系统100还可以包括排放孔口126，其定位在阀体侧盖102的出口108和变速器油盘106之间的辅助流动路径内。孔口126的尺寸可以被选择为使得，当油盘液位控制阀处于打开构造时，从入口108进入变速器油盘106的流体的流量显著小于通过油盘液位控制阀组件104的流体的流量。大体上，设置孔口126的目的是当车辆和车辆变速器被关闭较长一段时间时，将流体从阀体侧盖102排出。孔口126的尺寸被选择为足够小，使得通过孔口126的流速显著低于流体的流量在操作期间可以进入阀体侧盖102的速率，使得该流体可以储存在阀体侧盖102中。

图1进一步示出了流动路径，如以通过油盘液位控制阀组件104的流动路径线128所示出，当油盘液位控制阀处于打开构造时，该路径线相当复杂并且包括了多个方向上的变化以及沿流动路径128流动的流体在到达变速器油盘106之前必须克服的限制。在一些条件下，从阀体侧盖102所封闭的体积到变速器油盘106的流体的流量可能比所期望的要小。例如，一般来说，变速器流体的粘度可能随着流体温度的降低而增大。粘度的任何增大引起通过流动路径128的流动阻力的增大。在某些低温度下，流体的年度可能增大到从阀体侧盖102所封闭的体积到变速器油盘106的流体的流量被减小和/或消除到可能导致低于变速器油盘106中流体的期望液位的程度。

图2是用于车辆推进系统的示范性变速器200的局部横截面透视图。变速器200包括变速箱202(或壳体)，其封闭变速器200的多个部件。变速箱202的下部限定了可以被称为变速器油盘204的体积。在正常操作中，变速器油盘204可以保存一定体积的变速器流体(未示出)，其随后可以被用作变速器流体源以操作变速器200内的部件。在变速箱202的侧面，阀体侧盖(未示出)可以和变速箱202的侧壁205附接在一起，从而可以限定对应体积，该一定体积可以封闭阀体206、螺线管体208以及阀体侧盖体积210(其为由阀体侧盖和侧壁205所封闭的体积)。阀体侧盖体积210还可以用于储存变速器流体。图2的局部横截面透视图至少部分示出了阀体侧盖体积210和变速器油盘204之间的流动路径，该流动路径可以通过操作油盘液位控制阀212(仅示出了一部分)选择性地进行设置。对油盘液位控制阀212的操作可以由螺线管体208中的阀控制通道214内的流体的压力进行控制，该阀控制通道与到油盘液位控制阀212的入口(未示出)流体连通。对螺线管体208内的螺线管阀(未示出)的操作可以选择性地向阀控制通道214内施加加压流体，这接着可以选择性地促使油盘液位控制阀212按照类似于之前参考图1所描述的方式打开阀体侧盖体积210和变速器油盘204之间的流动路径。流动路径216示出了当油盘液位控制阀212被打开时流体可以沿着流动的路径：从油盘液位控制阀212的出口(未示出)到限定在阀体206内的第一体积218内，离开第一体积218并进入由变速箱202的侧壁205所限定的第二体积220，通过侧壁205的出口222，以及进入变速器油盘204。

螺线管体208可以进一步限定第三体积224，其通过另一通道(未示出)与阀体侧盖体积210流体连通。第一隔板226可以定位在螺线管体208和阀体206之间。第一隔板226可以包括排放孔口228，其按照类似于之前参考图1所述的孔口126的方式起作用。如之前所述，排放孔口228可以提供从阀体侧盖体积210到变速器油盘204的缓慢流动，在较长一段时间后，这可能允许阀体侧盖集体210中的流体排入变速器油盘204。

现在参考图3至图7，将对示范性变速器200的附加结构性细节进行描述。图3至图7中每一个的透视图的方向是相同的。图3是变速箱202的侧壁205的放大正视图。图3的示图是从侧壁205的阀体侧看去，穿过出口220并进入变速器油盘204。图4示出了第二隔板230，其可以定位在侧壁205和阀体206之间(仍再次参考图2)。通过隔板出口232可见侧壁205中的出口220在第二隔板230后方。图5示出了邻近第二隔板230定位的阀体206。再次，通过阀体206可见侧壁205中的出口220(以及在其后方的变速器油盘204)。阀体206容纳油盘液位控制阀212。当油盘液位控制阀212处于打开构造时，在油盘液位控制阀入口234和油盘液位控制阀出口236之间限定了流动路径。阀体206包括阀控制入口238。选择性地向阀控制入口238内施加加压流体按照类似于之前参考图1所述的方式实现了对油盘液位控制阀212的控制。

图6示出了第一隔板226的一部分，其可以定位在阀体206和螺线管体208之间。第一隔板226包括之前参考图2所述的排放孔口126。第一隔板226进一步包括多个其他孔口，它们可以各自针对其他功能或目的进行设置以在螺线管体208和阀体206之间提供流体连通。第一隔板226包括控制阀开口240，加压流体的供应可以选择性地通过该控制阀开口提供到阀控制入口238内以用于控制油盘液位控制阀212的操作。

图7示出了沿图2的线A-A截取的正视图。在图7中可见螺线管体208的阀控制通道214的一部分。如之前所解释的，螺线管(未示出)在螺线管体208内的操作可以选择性地向阀控制通道214内施加加压流体，其随后可以通过第一隔板226(图6)中的控制阀开口240并进入到阀体206中的阀控制入口238内以选择性地操作油盘液位控制阀212。图7进一步示出了第三体积224，其可以与阀体侧盖体积210以及第一隔板226中的排放孔口126连通。

如可以参考图1至图7清楚理解的，由阀体侧盖和变速器油盘封闭的体积之间的流动路径是相当盘绕的。在某些条件下，来自阀体侧盖体积和变速器油盘的流量可能是充足的。因此希望能够提高进入变速器油盘的流量。

图8示意性地示出了根据本公开的示范性实施例的车辆变速器阀体侧盖排放系统800。车辆变速器阀体侧盖排放系统800包括阀体侧盖802，其封闭了可以用于储存流体的体积。系统800包括油盘液位控制阀804，其选择性地可操作为打开从阀体侧盖802所封闭的体积到变速器油盘806的流动路径。阀体侧盖802所封闭的体积的出口808与油盘液位控制阀804的入口810流体连通。油盘液位控制阀804包括活塞812，其在由阀室壁816所限定的阀室814内可滑动。活塞812通过阀弹簧818朝向闭合位置偏置。油盘液位控制阀804进一步包括阀控制入口820，其与选择性加压流体源(未示出)流体连通。选择性加压流体源可以是例如容纳在螺线管体中的螺线管阀，其选择性地可致动为向阀控制入口820施加加压流体。当向阀控制入口820施加加压流体源时，流体向活塞812的表面822施加阀打开力。该力与阀弹簧818的偏置力相对，并且当该力足以克服阀弹簧818的偏置力时，活塞812移动到打开位置(未示出)，其打开了在油盘液位控制阀组件804的入口810和出口824之间通过油盘液位控制阀804的流动路径。以此方式，当油盘液位控制阀804打开时，阀体侧盖102中的流体随后可以流动通过阀体侧盖802的出口808、通过油盘液位控制阀804的入口810、通过油盘液位控制阀804、在出口824处离开油盘液位控制阀804，并且随后流动到变速器油盘806内。

相比于图1的车辆变速器阀体侧盖排放系统100，车辆变速器阀体侧盖排放系统800包括辅助流动路径830，其在油盘液位控制阀804的入口820处的加压流体源与变速器油盘806之间提供流体连通。以此方式，当在入口820处提供加压流体源以打开油盘液位控制阀804时，加压流体的一部分流动通过辅助流动路径到喷射辅助孔口826，导致流体流动离开该喷射辅助孔口826。由于进入孔口的流体的压力高于出口，离开喷射辅助孔口826的流体的流动比来源于阀体侧盖830的流体的流动的速度更高并且通过油盘液位控制阀804延伸至变速器油盘806。流体的较高速度导致喷射辅助孔口826下游的流动中压力的降低。由于较高速度的流动和相关压力位于出口824附近，压力差促进并增加了通过油盘液位控制阀804的流动。以此方式，及时在不甚理想的条件下，比如例如，较寒冷的温度下，仍能维持和/或提高来自阀体侧盖802的流量。

在示范性实施例中，在图1中示意性示出的车辆变速器阀体侧盖排放系统100可以容易地进行修改以匹配图8中所示的车辆变速器阀体侧盖排放系统800的构造。可以在油盘液位控制阀入口120/820之间建立流体流动通道以提供加压流体源，并且可以关闭在排放孔口126和阀体侧盖102的出口108之间的流体流动通道。以此方式，利用最小的修改，现有的排放孔口126随后可以服务于喷射辅助孔口826的不同目的和功能以提高从阀体侧盖体积802到变速器油盘806内的流量。

图9是螺线管体900的透视图，其已经被修改为提供辅助流动路径830和阻挡喷射辅助孔口826和阀体侧盖802的出口之间的出口。为了进行比较，在图7和图9之间参照是有用的。使阀控制通道214与排放孔口228流体连通分隔开的壁部分(未标记)可以被打开和/或去除以提供在图9中以箭头指示的辅助流动通道830。此外，排放孔口126(现在为喷射辅助孔口826)与阀体侧盖体积802之间的通道可以利用壁902或其他装置关闭。壁902阻止了从阀体侧盖体积802流动通过喷射辅助孔口826的流动。

如以上所解释的，设置在第一隔板226中的现有排放孔口126可以用作根据本公开的示范性实施例的喷射辅助孔口826。然而，喷射辅助孔口826可以被去移动和/或以其他方式改动以提高来自阀体侧盖体积802和变速器油盘806的流体的流量。

图10是示出针对车辆变速器阀体侧盖排放系统的各种构造的阀体侧盖壳体和变速器油盘之间流量变化的曲线图1000。水平轴1002对应于流量的体积，而垂直轴1004对应于阀体侧盖体积中的流体的液位(也被称为“最高”液位)。在第一构造中，在阀体侧盖体积和变速器油盘之间的唯一分隔是变速箱的侧壁，其基本上和图2中所示的构造相同。流量线1006表示在该构造下从阀体侧盖体积到变速器油盘内的流量。如图可见，在该构造下能够得到最高的流量。然而，该流量实际上是无法获得的，因为用于操作变速器的控制元件并不在存在。

流量线1008示出了当设置立管(或管柱)时以及当整个控制系统封闭在侧盖(即，阀体、阀、螺线管体以及螺线管)内时从阀体侧盖体积进入变速器油盘内的流量。共同转让的美国专利第7,766,126号中公开了一种示范性管柱，该专利的公开内容以其整体结合于此。流量线1010示出了当立管进一步包括热元件时从阀体侧盖体积进入变速器油盘内的流量，该热元件进一步基于流体的温度调节流量。热元件增加了优选应当避免的复杂性和成本。

曲线图1000中剩余的线示出了通过本公开的不同示范性实施例的流量。线1012示出了利用图8的车辆变速器阀体侧盖排放系统800时从阀体侧盖体积进入变速器油盘内的流量，该系统具有如图6中所示定位的喷射辅助孔口826以如9所示的经修改的螺线管体900。现在也参考图11A和图11B，图11A示出了图5的阀体206的相同视图，但是还示出了喷射辅助孔口826相对于阀体206的替代垂直位置。图11B同样示出了图6的第一隔板226的相同视图，但是进一步指示了用于喷射辅助孔口826的替代垂直位置。喷射辅助孔口826的位置可以按照类似于本文所述的方式通过试验进行优化。由线1012示出的从阀体侧盖体积进入变速器油盘内的流量对应于垂直位置线“A”。如图11A中可见，用于第一隔板226中喷射辅助孔口826的垂直位置“A”稍微高于变速箱的侧壁中的端口。

将喷射辅助孔口826移动到和图11A和图11B两者中的垂直位置“B”对应的较低垂直位置，导致从阀体侧盖体积进入变速器油盘的流量的体积稍微降低，如线1014所指示的。即使在垂直液位B处的喷射辅助孔口826看起来像是直接“导向”变速箱的侧壁中的端口并进入变速器油盘，但是通过试验测量到的流量稍微当在液位“A”处使用孔口时所测量的流量1012。

将喷射辅助孔口826定位在图11A和图11B中以“C”指示的更高的垂直液位，测量到从阀体侧盖体积进入变速器油盘的流量的体积甚至更低，如线1016所指示的。

为了进行比较，线1018示出了车辆变速器阀体侧盖排放系统100的流量体积，该系统的部件之前参考图1至图7进行了讨论。如所清楚说明的，对车辆变速器阀体侧盖排放系统100进行修改以提供根据本公开的示范性实施例的车辆变速器阀体侧盖排放系统800，导致将从阀体侧盖体积进入变速器油盘的流量提高(增加)到线1012所示的流量。这是显著的改进并且避免了利用未包含本公开的特征的常规系统所经历的许多问题。

以上描述在本质上仅是说明性的并且决不旨在限制本公开、其应用或使用。本公开的广泛教导可以通过各种形式来实现。因此，尽管本公开包括了特定示例，但是本公开的真实范围不应受限于此，因为通过研读附图、说明书以及所附权利要求书，其他修改将变得显而易见。

Claims (9)

1.一种用于车辆推进系统的变速器，所述变速器包括：

变速器壳体，所述变速器壳体限定了油盘体积和通过侧壁与所述油盘体积分隔开的阀体侧盖体积；

阀，所述阀可操作为通过流体流动通道选择性地连接所述阀体侧盖体积和所述油盘体积；

选择性可加压流体源；以及

将所述选择性可加压流体源连接至所述流体流动通道的孔口。

2.根据权利要求1所述的变速器，其中当所述选择性可加压流体源被加压时，通过所述孔口的流体的流量具有比通过所述流体流动通道的流量更高的速度。

3.根据权利要求2所述的变速器，其中所述孔口相对于所述流体流动通道进行定位，使得从所述孔口进入所述流体流动通道的更高速度的流体导致所述流体流动通道中压力的降低，这增大了通过所述流体流动通道从所述阀体侧盖体积进入所述油盘体积的流量的体积。

4.根据权利要求1所述的变速器，其中所述选择性可加压流体源基于所述选择性可加压流体的压力超过了预定阈值而确定所述阀的操作。

5.根据权利要求1所述的变速器，进一步包括螺线管，所述螺线管可操作为选择性地向用于所述阀的控制入口以及向所述孔口提供所述可加压流体。

6.根据权利要求1所述的变速器，其中所述流体流动通道包括所述阀的出口并且其中所述孔口连接至所述阀出口下游的流体流动通道。

7.根据权利要求1所述的变速器，其中所述阀容纳在容纳多个阀的阀体中。

8.根据权利要求7所述的变速器，进一步包括容纳多个螺线管阀的螺线管体，所述多个螺线管阀中的每一个选择性地控制进入所述阀体的流体的流量。

9.一种用于车辆推进系统的变速器，所述变速器包括：

变速箱，所述变速箱至少部分限定油盘体积并包括侧壁；

阀体侧盖，所述阀体侧盖利用所述变速箱的所述侧壁限定了阀体侧盖体积；

阀，所述阀可操作为通过第一流动通道选择性地将所述阀体侧盖体积连接到所述油盘体积，所述第一流动通道具有在所述变速箱的所述侧壁中的出口；以及

螺线管，所述螺线管可操作为选择性地向所述阀的控制端口提供加压流体以及向所述第一流动通道的壁中的孔口提供所述加压流体。