CN110043464B - 一种双作用叶片泵控制系统及设有该系统的变速箱总成 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及汽车变速箱叶片泵技术领域，尤其涉及一种双作用叶片泵控制系统及设有该控制系统的变速箱总成。本发明为一种双作用叶片泵控制系统，通过两个压力控制机构分别控制两个压油口的压力，使常供油泵压油口的压力始终高于不常供油泵压油口的压力，改善由于双泵压差造成的异响问题，并具有减少溢流损失，提高传动效率，降低成本，结构紧凑的优点。
Description
技术领域
本发明涉及汽车变速箱叶片泵技术领域，尤其涉及一种双作用叶片泵控制系统及设有该控制系统的变速箱总成。
背景技术
目前大多数汽车变速箱液压油泵都采用的是定量泵，并且通过变速器输入轴直接驱动，因此油泵的理论输出流量与输入转速成一定的比例关系，而油泵的排量一般能满足发动机在低转速并保持一定压力的苛刻条件下液压系统的流量需求，发动机的转速范围一般在600rpm-6000rpm之间，那么大多数工况下油泵提供的流量是大于液压系统需要的流量，造成了不必要的效率损失。而双作用叶片泵就解决了上述问题，有着效率高，结构紧凑，流量脉动小等优点，但是由于其特殊的零件结构及控制方法，在一定工况下会产生难以接受的异响，不能使用户满意。
如图1所示，双作用叶片泵为满足单泵供油时叶片槽根部获得高压油以顺利将叶片甩出，通油孔15位于常供油泵压油口3一侧，故双泵供油时，通往片槽根部的油压也来自于常供油泵压油口3。当双泵同时供油且不常供油泵压油口5的压力高于常供油泵压油口3的压力时，油泵叶片运动至常供油泵压油口3的压油窗时，叶片顶部压力高于叶片根部压力，叶片脱离定子内表面，有直接敲击叶片槽根部而产生异响的可能；进一步地，叶片转过不常供油泵压油口5的高压区后，在根部高压作用下瞬间甩出敲击定子内表面，从而产生异响。因此，需要控制常供油泵压油口3和不常供油泵压油口5的压力，使叶片在油泵工作时紧贴定子内表面，不产生脱离。
发明内容
(一)要解决的技术问题
基于上述问题，本发明提供一种双作用叶片泵控制系统及设有该系统的变速箱总成，解决双作用叶片泵两个压油口压差原因造成的油泵异响问题。
(二)技术方案
基于上述的技术问题，本发明提供一种双作用叶片泵控制系统，包括常供油泵、不常供油泵、单双泵切换控制机构、常供油泵压力控制机构、不常供油泵单向阀、油箱；所述单双泵切换控制机构还包括阀芯反馈端、阀体、端塞及与阀体内腔相配合的阀芯、弹簧；
所述阀芯包括至少一个阀芯密封段，用以与阀体形成密封配合，内腔设有与阀芯密封段对应的两组进油口、泄油口和出油口，进油口连通对应油泵的压油口，泄油口与油泵的吸油口连通油箱，出油口连通所述常供油泵压力控制机构或不常供油泵单向阀的一端，所述常供油泵压力控制机构和不常供油泵单向阀的另一端均连通系统油路；
双泵同时供油时，所述常供油泵压力控制机构与常供油泵压油口连通，所述不常供油泵单向阀与不常供油泵压油口连通，而为满足单泵供油时叶片槽根部获得高压油，通往叶片槽根部的通油孔位于常供油泵的压油口一侧；通过控制所述常供油泵压力控制机构的前后压差大于不常供油泵单向阀的前后压差，以控制常供油泵压油口的压力大于和不常供油泵压油口的压力。
所述单双泵切换控制机构的所述阀芯在所述弹簧的作用下初始位置处于左位，阀体上对应的进油口和出油口都连通，对应的进油口和泄油口都不连通；所述阀芯在所述弹簧和阀芯反馈端的作用下右移一定位移，阀体上与不常供油泵对应的进油口和泄油口连通，进油口和出油口不连通，与常供油泵对应的进油口仍与出油口连通；所述阀芯再右移一定位移，阀体上对应的进油口和出油口都不连通，对应的进油口和泄油口都连通；所述阀芯反馈端与液压系统流量反馈油路连通，反馈流量增大时，所述阀芯反馈端给阀芯的作用力增大。
所述常供油泵压力控制机构是单向阀；常供油泵压力控制机构的单向阀弹簧预紧力值大于不常供油泵单向阀的弹簧预紧力值。
所述常供油泵压力控制机构是阻尼孔；常供油泵压力控制机构的阻尼孔的前后压差大于不常供油泵单向阀的前后压差。
优选地，所述常供油泵压力控制机构的前后压差大小为0.5bar，所述不常供油泵单向阀的前后压差大小为0.3bar。
优选地，所述常供油泵压力控制机构的单向阀的前后压差大小为0.5bar，所述不常供油泵单向阀的前后压差大小为0.3bar。
优选地，所述常供油泵压力控制机构的阻尼孔控制在怠速800rmp时压差0.5bar，所述不常供油泵单向阀的前后压差为0.3bar。
所述常供油泵压力控制机构和不常供油泵单向阀布置在液压阀块总成内部或连接油泵与液压阀块总成连接油路的任一位置。
所述双作用叶片泵控制系统包括液压阀块总成，以及给液压阀块总成提供动力并对各零部件进行冷却及润滑的双作用叶片油泵总成。
一种汽车变速箱总成，包括所述的双作用叶片泵控制系统。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
通过常供油泵压力控制机构和不常供油泵单向阀分别控制常供油泵压油口的压力和不常供油泵压油口的压力，使常供油泵压油口的压力始终高于不常供油泵压油口的压力，有效改善了由于双泵压差造成的异响问题；本发明的控制系统通过阀芯反馈端根据实时流量需求控制单双泵自动切换供油，即低转速时双泵供油，高转速时单泵供油，并将多余流量泄回油箱，相比于传统定量泵，有效降低了液压系统的溢流损失，提高变速箱总成的传动效率；另外，降低了变速箱成本，结构更加紧凑。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1为本发明实施例一种双作用叶片泵的出油口位置示意图
图2为本发明实施例一种双作用叶片泵控制系统的原理示意图。
图中：1：阀芯反馈端；2：阀体；3：常供油泵压油口；4：常供油泵泄油口；5：不常供油泵压油口；6：不常供油泵泄油口；7：端塞；8：弹簧；9：阀芯；10：不常供油泵单向阀；11:常供油泵单向阀；12：常供油泵；13：不常供油泵；14：油箱；15：通油孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图2所示，一种双作用叶片泵控制系统，包括常供油泵12、不常供油泵13、单双泵切换控制机构、常供油泵压力控制机构11、不常供油泵单向阀10、油箱14；所述单双泵切换控制机构还包括阀芯反馈端1、阀体2、端塞7及与阀体内腔相配合的阀芯9、弹簧8。
所述阀芯9包括至少一个阀芯密封段，用以与阀体2形成密封配合，内腔设有与阀芯密封段对应的两组进油口、泄油口和出油口；一组进油口连通常供油泵压油口3，常供油泵泄油口4与常供油泵12的吸油口连通油箱14，出油口连通常供油泵压力控制机构11的一端；另一组进油口连通不常供油泵压油口5，不常供油泵泄油口6与不常供油泵13的吸油口连通油箱14，出油口连通不常供油泵单向阀10的一端；常供油泵压力控制机构11和不常供油泵单向阀10的另一端均连通系统油路。
单双泵切换控制机构的阀芯9在弹簧8的作用下初始位置处于左位，阀体2上对应的进油口和出油口都连通，对应的进油口和泄油口都不连通；阀芯9在弹簧8和阀芯反馈端1的作用下右移一定位移，阀体2上与不常供油泵13对应的进油口和泄油口连通，进油口和出油口不连通，与常供油泵12对应的进油口仍与出油口连通；阀芯9再右移一定位移，阀体2上对应的进油口和出油口都不连通，对应的进油口和泄油口都连通。
本控制系统在发动机转速较低时，阀芯9在弹簧8的作用下初始位置处于左位，常供油泵压油口3与常供油泵压力控制机构11连通，不常供油泵压油口5与不常供油泵单向阀10连通，双泵同时供油，阀芯9与阀体2形成的密封段使得常供油泵压油口3与常供油泵泄油口4不连通，不常供油泵压油口5与不常供油泵泄油口6不连通；随着发动机转速的升高，油泵提供的流量已经能满足液压系统的流量需求而产生反馈流量时，阀芯反馈端1的压力逐渐增大，阀芯反馈端1给阀芯9向右的作用力，阀芯9在弹簧8和阀芯反馈端1的作用下右移一定位移，阀芯9与阀体2形成的密封段使得不常供油泵压油口5与不常供油泵单向阀10不连通，不常供油泵压油口5与不常供油泵泄油口6连通，不常供油泵13实现卸荷，将多余流量泄回油箱14，常供油泵压油口3与常供油泵压力控制机构11仍连通，常供油泵12单独向液压系统供油；当转速上升至一定限度，阀芯9还可再右移一定位移，阀芯9与阀体2形成的密封段使得常供油泵压油口3与常供油泵压力控制机构11不连通，常供油泵压油口3与常供油泵泄油口4连通。阀芯反馈端1与液压系统流量反馈油路连通，反馈流量增大时，所述阀芯反馈端1给阀芯9的向右的作用力增大，阀芯9右移，反馈流量减小，所述阀芯反馈端1给阀芯9向右的作用力减小，阀芯9左移，从而实现系统自动切换单双泵功能，并将多余流量泄回油箱14，达到降低液压系统的溢流损失的目的。
如图1所示，由于该双作用叶片泵控制系统能实现单双泵切换功能，为使叶片在单双泵供油时都能将叶片顺利甩出，叶片槽根部需要获得高压油，故通往叶片槽根部的通油孔15位于常供油泵压油口3一侧，因此单双泵供油时，常供油油泵压油口3与油泵叶片根部相通，通往片槽根部的油压均来自于常供油泵压油口3。当双泵同时供油且不常供油泵压油口5的压力大于常供油泵压油口3的压力时，油泵叶片运动至常供油泵压油口3的压油窗时，叶片顶部压力高于叶片根部压力，叶片脱离定子内表面，有直接敲击叶片槽根部而产生异响的可能；进一步地，叶片转过不常供油泵压油口5的高压区后，在根部高压作用下瞬间甩出敲击定子内表面，从而产生异响。因此，需要控制常供油泵压油口3的压力大于不常供油泵压油口5的压力，使叶片在油泵工作时始终紧贴定子内表面，不产生脱离，从而不产生因压差导致的异响。
双泵同时供油时，常供油泵压力控制机构11与常供油泵压油口3连通，不常供油泵单向阀10与不常供油泵压油口5连通，常供油泵压油口3的压力即常供油泵压力控制机构11进口的压力，不常供油泵压油口5的压力即不常供油泵单向阀10进口的压力，而常供油泵压力控制机构11和不常供油泵单向阀10的出口均与系统油路连通，压力相同，因此，通过控制所述常供油泵压力控制机构11的前后压差为0.5bar，不常供油泵单向阀10的前后压差为0.3bar，达到常供油泵压油口3的压力大于不常供油泵压油口5的压力的效果。
常供油泵12单独供油时，不常供油泵压油口5与不常供油泵泄油口6连通，不常供油泵压油口5的压力等于常供油泵12的吸油口的压力，常供油泵压油口3的压力同样高于不常供油泵压油口5的压力。
本发明的一个实施例中，常供油泵压力控制机构11为单向阀，常供油泵12和不常供油泵13向系统油路供油时都必须先打开其对应单向阀，当单向阀前后压差大于单向阀弹簧的预紧力值后，单向阀开启，常供油泵压力控制机构11的单向阀弹簧预紧力值大于不常供油泵单向阀10的弹簧预紧力值，使常供油泵压力控制机构11的单向阀的前后压差大小为0.5bar，不常供油泵单向阀10的前后压差大小为0.3bar，常供油泵压油口3的压力高于不常供油泵压油口5的压力，叶片获得高压油顺利甩出，并紧贴定子内表面，无因压差而产生的异响。
本发明的另一个实施例中，常供油泵压力控制机构11为阻尼孔，阻尼孔控制在怠速800rmp时压差0.5bar，不常供油泵单向阀10的前后压差为0.3bar，阻尼孔前后压差高于单向阀前后压差，因此，常供油泵压油口3的压力高于不常供油泵压油口5的压力，叶片获得高压油顺利甩出，并紧贴定子内表面，无因压差而产生的异响。
本发明的两个实施例中，常供油泵压力控制机构11一个为单向阀，一个为阻尼孔，而不常供油泵13的压力控制机构都是单向阀，不可使用阻尼孔。这是因为当单泵供油时，阀芯9与阀体2形成的密封段没有使不常供油泵13的压力控制机构和不常供油泵泄油口6不连通，若不常供油泵13的压力控制机构为阻尼孔，单泵供油时，常供油泵12、常供油泵压力控制机构11、阻尼孔、不常供油泵泄油口6、油箱14会形成回路，影响系统供油和反馈油路的判断；而常供油泵压力控制机构11为阻尼孔时，当系统流量充足，常供油泵12开始泄油时，系统油液会通过阻尼孔反向流向常供油泵泄油口4并流回油箱14，但由于自动反馈油路的存在，很快液压系统反馈流量减少，阀芯反馈端1左移，常供油泵12恢复供油，该油液回流情况不会造成不利影响。
所述常供油泵压力控制机构11和不常供油泵单向阀10布置在所述液压阀块总成内部或连接油泵与液压阀块总成连接油路的任一位置，以使变速箱总成结构更加紧凑，利于在整车内的装配。而且本发明中的压力控制机构还可以采用其他等同结构或部件分别控制两个压油口压力，达到不会因为压差产生异响的效果。
所述双作用叶片泵控制系统包括液压阀块总成，以及给液压阀块总成提供动力并对各零部件进行冷却及润滑的双作用叶片油泵总成。
一种汽车变速箱总成包括所述的双作用叶片泵控制系统。
综上可知，通过上述的一种双作用叶片泵控制系统，能有效改善由于双泵压差造成的异响问题，有效降低液压系统的溢流损失，提高变速箱总成的传动效率，降低变速箱成本，结构紧凑。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述的双作用叶片泵控制系统包括常供油泵(12)、不常供油泵(13)、单双泵切换控制机构、常供油泵压力控制机构(11)、不常供油泵单向阀(10)、油箱(14)；所述单双泵切换控制机构还包括阀芯反馈端(1)、阀体(2)、端塞(7)及与阀体内腔相配合的阀芯(9)、弹簧(8)；
所述阀芯(9)包括至少一个阀芯密封段，用以与阀体(2)形成密封配合，内腔设有与阀芯密封段对应的两组进油口、泄油口和出油口，进油口连通对应油泵的压油口，泄油口与油泵的吸油口连通油箱(14)，出油口连通所述常供油泵压力控制机构(11)或不常供油泵单向阀(10)的一端，所述常供油泵压力控制机构(11)和不常供油泵单向阀(10)的另一端均连通系统油路；
双泵同时供油时，所述常供油泵压力控制机构(11)与常供油泵压油口(3)连通，所述不常供油泵单向阀(10)与不常供油泵压油口(5)连通，而为满足单泵供油时叶片槽根部获得高压油，通往叶片槽根部的通油孔(15)位于常供油泵的压油口(3)一侧；通过控制所述常供油泵压力控制机构(11)的前后压差大于不常供油泵单向阀(10)的前后压差，以控制常供油泵压油口(3)的压力大于和不常供油泵压油口(5)的压力。
2.根据权利要求1所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述单双泵切换控制机构的所述阀芯(9)在所述弹簧(8)的作用下初始位置处于左位，阀体(2)上对应的进油口和出油口都连通，对应的进油口和泄油口都不连通；所述阀芯(9)在所述弹簧(8)和阀芯反馈端(1)的作用下右移一定位移，阀体(2)上与不常供油泵(13)对应的进油口和泄油口连通，进油口和出油口不连通，与常供油泵(12)对应的进油口仍与出油口连通；所述阀芯(9)再右移一定位移，阀体(2)上对应的进油口和出油口都不连通，对应的进油口和泄油口都连通；所述阀芯反馈端(1)与液压系统流量反馈油路连通，反馈流量增大时，所述阀芯反馈端(1)给阀芯(9)的作用力增大。
3.根据权利要求1或2所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述常供油泵压力控制机构(11)是单向阀；常供油泵压力控制机构(11)的单向阀弹簧预紧力值大于不常供油泵单向阀(10)的弹簧预紧力值。
4.根据权利要求1或2所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述常供油泵压力控制机构(11)是阻尼孔；常供油泵压力控制机构(11)的阻尼孔的前后压差大于不常供油泵单向阀(10)的前后压差。
5.根据权利要求1或2所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述常供油泵压力控制机构(11)的前后压差大小为0.5bar，所述不常供油泵单向阀(10)的前后压差大小为0.3bar。
6.根据权利要求3所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述常供油泵压力控制机构(11)的单向阀的前后压差大小为0.5bar，所述不常供油泵单向阀(10)的前后压差大小为0.3bar。
7.根据权利要求4所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述常供油泵压力控制机构(11)的阻尼孔控制在怠速800rmp时压差0.5bar，所述不常供油泵单向阀(10)的前后压差为0.3bar。
8.根据权利要求1或2或6或7所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述常供油泵压力控制机构(11)和不常供油泵单向阀(10)布置在液压阀块总成内部或连接油泵与液压阀块总成连接油路的任一位置。
9.根据权利要求1或2或6或7所述的双作用叶片泵控制系统，其特征在于，所述双作用叶片泵控制系统包括液压阀块总成，以及给液压阀块总成提供动力并对各零部件进行冷却及润滑的双作用叶片油泵总成。
10.一种汽车变速箱总成，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的双作用叶片泵控制系统。
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