CN113883251B - 一种大功率液力自动变速器液压系统及变速装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种大功率液力自动变速器液压系统，液力自动变速器液压技术领域，解决了相关技术中由于串联要求高标准的安全性而导致制造压力过大的技术问题。其中，润滑油路包括油源、减压阀与行星传动机构的润滑油道依次连接，变矩器补偿冷却油路包括油源、顺序阀、变矩器与油水交换器依次连接，润滑油路、变矩器补偿冷却油路、变矩器闭锁油路和换挡油路均相互并联设置，减压阀与顺序阀并联后与油源连接。油源油液首先从减压阀进入润滑油路，率先完成润滑，四个油路进行并联设计，油路相对较为独立，单一油路故障对其它油路、其它功能的实现影响较小，系统可靠性较高，其相较于串联结构有利于降低制造压力，便于实际生产。

Description

一种大功率液力自动变速器液压系统及变速装置

技术领域

本发明涉及液力自动变速器液压技术领域，尤其涉及一种大功率液力自动变速器液压系统及变速装置。

背景技术

随着变速器技术发展，大功率液力自动变速器技术被逐渐应用于中重型货车、专用车、特种越野车、工程机械等领域，由于大功率液力自动变速器液压系统需要需与变速器机械本体及自动换挡控制技术高度匹配，因此，国内外同类产品的液压系统均不相同。

目前大功率液力自动变速器中，大多采用润滑油路与变矩器补偿冷却油路串联的方案，以期获得较大的流量，但由于串联要求高标准的安全性而导致制造压力过大的问题。

发明内容

本申请提供一种大功率液力自动变速器液压系统，解决了相关技术中由于串联要求高标准的安全性而导致制造压力过大的技术问题。

本申请提供一种大功率液力自动变速器液压系统，配置有油源，液压系统包括润滑油路、变矩器补偿冷却油路、变矩器闭锁油路和换挡油路，润滑油路包括减压阀，减压阀的出油口与行星传动机构的润滑油道连接，变矩器补偿冷却油路包括顺序阀和变矩器，顺序阀的出油口与变矩器的入口连接，其中，润滑油路、变矩器补偿冷却油路、变矩器闭锁油路和换挡油路均相互并联设置，且减压阀的进油口、顺序阀的进油口、变矩器闭锁油路的进油端和换挡油路的进油端均与油源连接。

可选地，变矩器闭锁油路包括电磁阀、换向阀和闭锁离合器，电磁阀、换向阀均与油源连接，电磁阀连接于换向阀的先导位，换向阀还与闭锁离合器通过油管连接。

可选地，换挡油路包括多个换挡控制阀和多个换挡离合器，换挡控制阀与换挡离合器一一连接，换挡控制阀均与油源连接。

可选地，在润滑油路中，减压阀的出油口与行星传动机构的润滑油道之间还设有等效节流孔。

可选地，在变矩器补偿冷却油路中：

顺序阀出油口与变矩器入口之间的油管还连接有第一溢流阀；

变矩器补偿冷却油路还包括油水交换器，变矩器的出口与油水交换器通过油管连接，油水交换器的回油管路还连接有第二溢流阀。

可选地，变矩器补偿冷却油路还包括油水交换器，变矩器的出口与油水交换器通过油管连接，油水交换器还并联有第一单向顺序阀，第一单向顺序阀一端与变矩器的出口通过油管连接，第一单向顺序阀另一端与油箱连接。

可选地，换挡控制阀包括比例电磁阀和二位三通滑阀，比例电磁阀一端与油源通过油管连接，比例电磁阀另一端连接于二位三通滑阀的先导位；

二位三通滑阀的P口与油源连接，二位三通滑阀的T口与油箱连接，二位三通滑阀的A口与换挡离合器的无杆腔连接，二位三通滑阀处于左位时P口断开、A口与T口连通，二位三通滑阀处于右位时P口与A口连通、T口断开。

可选地，油源与换挡控制阀之间的油管还设有滤清器。

可选地，滤清器并联有第二单向顺序阀，第二单向顺序阀一端与油源连接，另一端与换挡控制阀通过油管连接。

一种变速装置，包括上述的液压系统。

本申请有益效果如下：本申请提供一种大功率液力自动变速器液压系统，油源先经减压阀对行星传动机构进行润滑，减压阀与顺序阀并联后与油源连接，后在减压阀作用下油路压力提高，油液经顺序阀进入变矩器，实现变矩器液压传动，以及热油后续从变矩器出口进入热交换设备完成冷却过程，并根据具体工况，油源的油液分别进入变矩器闭锁油路将变矩器调整至机械传动、进入换挡油路实现自动换挡功能，本系统的油源油液优先从减压阀进入润滑油路，率先完成润滑，润滑油路、变矩器补偿冷却油路、变矩器闭锁油路和换挡油路进行并联设计，油路相对较为独立，单一油路故障对其它油路、其它功能的实现影响较小，系统可靠性较高，其相较于串联结构有利于降低制造压力，便于实际生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。

图1为本申请提供的一种大功率液力自动变速器液压系统的液压原理图。

附图标注：1-润滑油路，11-减压阀，12-行星传动机构的润滑油道，13-等效节流孔，2-变矩器补偿冷却油路，21-顺序阀，22-变矩器，23-油水交换器，24-第一溢流阀，25-第二溢流阀，26-第一单向顺序阀，3-变矩器闭锁油路，31-电磁阀，32-换向阀，33-闭锁离合器，4-换挡油路，41-换挡控制阀，411-比例电磁阀，412-二位三通滑阀，42-换挡离合器，43-滤清器，44-第二单向顺序阀，5-油源。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种大功率液力自动变速器液压系统，解决了相关技术中由于串联要求高标准的安全性而导致制造压力过大的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种大功率液力自动变速器液压系统，配置有油源，液压系统包括润滑油路、变矩器补偿冷却油路、变矩器闭锁油路和换挡油路，润滑油路包括减压阀，减压阀的出油口与行星传动机构的润滑油道连接，变矩器补偿冷却油路包括顺序阀和变矩器，顺序阀的出油口与变矩器的入口连接，其中，润滑油路、变矩器补偿冷却油路、变矩器闭锁油路和换挡油路均相互并联设置，且减压阀的进油口、顺序阀的进油口、变矩器闭锁油路的进油端和换挡油路的进油端均与油源连接。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

请参照图1，本实施例提供一种大功率液力自动变速器液压系统，液压系统配置有油源5，通过油源5对液压系统的润滑油路1、变矩器补偿冷却油路2、变矩器闭锁油路3和换挡油路4进行供油。油源5属于油箱的油液经油泵泵入油路中。

需要指出的是，上述大功率指的是液压系统用于中重型货车、专用车、特种越野车等特殊车辆所需要的马力，大功率包括但不限于300马力以上。

请参照图1，润滑油路1包括减压阀11一端进油口与油源5连接，减压阀11另一端出油口与行星传动机构的润滑油道12连接。

请参照图1，变矩器补偿冷却油路2包括顺序阀21、变矩器22和油水交换器23，顺序阀21一端进油口与油源5连接，顺序阀21另一端出油口与变矩器22的入口连接，变矩器22的出口与油水交换器23通过油管连接。

而且，变矩器闭锁油路3和换挡油路4分别与油源5连接，润滑油路1、变矩器补偿冷却油路2、变矩器闭锁油路3和换挡油路4均相互并联设置。其中减压阀11与顺序阀21并联后与油源5连接，实现润滑油路1与变矩器补偿冷却油路2的并联设置。

在上述大功率液力自动变速器液压系统中，一般而言减压阀11属于常开阀，顺序阀21属于常闭阀，在设备比如汽车刚启动、发动机怠速运转时，变速器油源5向各条油路提供充足且具有一定压力的油液，此时，减压阀11属于常开阀，即使系统压力较低，油液也可通过减压阀11对行星传动机构相关润滑油道，完成润滑。后续在减压阀11前的油液压力达到顺序阀21的设定开启压力值，顺序阀21开启，油液经顺序阀21进入变矩器22，实现变矩器22液压传动以及热油从变矩器22出口进入油水变换器，油水交换器23为热交换设备，实现对变矩器22出口的高温油液的降温。并根据后续具体工况，油源5的油液分别进入变矩器闭锁油路3将变矩器22调整至机械传动、进入换挡油路4实现自动换挡功能。

本液压系统的油源5油液最开始先从减压阀11进入润滑油路1，率先完成润滑，通过润滑油路1的减压阀11确保润滑油路1油液优先供给，且采用低压强制润滑，能够最大限度保证行星齿轮变速箱正常运转，行星传动机构可靠性较高。

润滑油路1、变矩器补偿冷却油路2、变矩器闭锁油路3和换挡油路4进行并联设计，油路相对较为独立，单一油路故障对其它油路、其它功能的实现影响较小，系统可靠性较高，其相较于串联结构有利于降低制造压力，便于进行实际生产、设置生产线。

可选地，变矩器闭锁油路3包括电磁阀31、换向阀32和闭锁离合器33，电磁阀31、换向阀32均与油源5连接，电磁阀31连接于换向阀32的先导位，换向阀32还与闭锁离合器33通过油管连接，闭锁离合器33用于实现变矩器22的机械传动状态与液力传动状态的切换。通过对电磁阀31给与电信号与否，来控制换向阀32处于不同的位，调节闭锁离合器33是否进入工作。闭锁离合器332c可采用多片湿式摩擦式离合器形式，当闭锁离合器33进入工作状态，将变矩器22从液力传动调整至机械传动。

可选地，换挡油路4包括多个换挡控制阀41和多个换挡离合器42，换挡控制阀41与换挡离合器42一一连接，换挡控制阀41均与油源5连接。每个换挡控制阀41对应一个换挡离合器42，实现自动换挡功能。多个换挡离合器42并联连接，不同的换挡离合器42按不同的方式结合，可实现变速器档位之间的自动切换。在另一方面，各离合器之间的换挡控制阀41采用并联连接，相互独立，单一换挡离合器42控制油路异常并不会影响其他换挡离合器42控制，具有动作可靠、过程可控和原理简单的优点。

具体地，基于上述的大功率液力自动变速器液压系统应用于汽车时，还具体包括以下工况：

首先，当车辆处于刚启动、发动机怠速运转时，变速器油源5向各条油路提供充足且具有一定压力的油液，变矩器22一般处于液力传动状态，电磁阀31处于关闭状态，即变矩器闭锁油路3油液无法流入；变速器处于非换挡状态，换挡控制阀41处于关闭状态，即换挡油路4油液无法流入；油液通过减压阀11进入行星传动机构相关润滑油道中；当系统压力达到顺序阀21设定开启压力值时，顺序阀21才会开启。总结，系统油液率先通过减压阀11，压力油液经由减压阀11后稳定在某一设定值，随后进入行星传动机构相关润滑油道，确保变速器内部旋转运动件润滑充分、工作可靠；当系统压力达到顺序阀21设定的开启压力时，系统流量会经由顺序阀21进入变矩器补偿冷却油路2。

第二，当车辆原地挂挡时，车辆在进行原地挂档操作前，变速器油源5能够保证润滑油路1、变速器补偿冷却油路正常工作，在车辆进行原地挂档操作后，受到电信号控制的换挡控制阀41开启，系统油液经由换挡控制阀41进入换挡离合器42液压缸，换挡离合器42按一定方式结合，变速器自动完成挂档动作。

第三，当车辆加速行驶时，为提升变矩器22的传动效率，变速器会通过电信号控制电磁阀31开启，压力油液通过电磁阀31进入换向阀32的先导端，使换向阀32换向，压力油液经由换向阀32进入闭锁离合器33，实现变矩器22由液力传动转变为机械传动；车辆在加速行驶时，为提升车速，变速器会通过电信号控制不同的换挡控制阀41，使换挡离合器42按不同的方式结合，从而实现档位的切换，因此，变速器在进行自动换挡动作时，系统油液会向换挡油路4进行供油；否则，变速器稳定运转不换档时，系统油液不会向换挡油路4进行供油。

第四，车辆在发动机高转速行驶时，系统供油流量一般较大，由于润滑油路1的压力基本是稳定的，各工况下润滑油路1的流量基本是稳定的，此时变矩器补偿冷却油路2流量较大，特别是在变矩器22非换挡、非闭锁动作中。大量的油液经由顺序阀21，油液进入变矩器22，补偿变速器液力传动过程中损失的油液，同时高温油液从变速器出口流出进入油水交换器23，油液温度下降至正常水平，最后，经过降温冷却后的油液流回油箱。

可选地，顺序阀21采用直动式顺序阀21，其输入量为弹簧预调力，当阀的入口压力达到设定值时，阀可以自动开启，实现进、出口之间的通断。通过顺序阀21实现变矩器补偿冷却油路2的通断。

可选地，减压阀11可采用直动式减压阀11，是一个闭环自动控制元件，其输入预调弹簧力与输出压力的反馈相比较，自动调节减压阀11口的节流面积，使输出压力基本恒定，该阀作用为实现润滑油路1压力稳定在某一定值。

可选地，请参照图1，在润滑油路1中，减压阀11的出油口与行星传动机构的润滑油道12之间还设有等效节流孔13。等效节流孔13由润滑油路1油液流经的油道、阻尼孔等效而成，阻尼孔的大小直接决定润滑油路1的总流量。

可选地，请参照图1，在变矩器补偿冷却油路2中，顺序阀21出油口与变矩器22入口之间的油管还连接有第一溢流阀24，油水交换器23的回油管路还连接有第二溢流阀25。

设置于变矩器22入口前的第一溢流阀24，有利于实现变矩器22入口压力稳定。谁与变矩器22出口后的第二溢流阀25，有利于实现变矩器22出口压力稳定。进一步地，通过第一溢流阀24和第二溢流阀25，可确保变矩器22元件内部循环油液压力可控，确保变矩器补偿冷却油路2内部不会出现空气，从而使变矩器22稳定、可靠进行扭矩传递功能。

可选地，第一溢流阀24和第二溢流阀25均从直动式溢流阀，属于闭环自动控制元件。

更具体地，车辆在发动机高转速行驶时，变矩器补偿冷却油路2流量较大，大量的油液经由顺序阀21，在进入变矩器22前，由于第一溢流阀24的存在，进入变矩器22中油液的压力不会超过第一溢流阀24的设定最高值，部分油液通过第一溢流阀24直接卸荷，其它油液则进入变矩器22，补偿变速器液力传动过程中损失的油液，同时高温油液从变速器出口流出进入油水交换器23，油液温度下降至正常水平，最后，经过降温冷却后的油液经第二溢流阀25流回油箱。

可选地，油水交换器23还并联有第一单向顺序阀26，第一单向顺序阀26一端与变矩器22的出口通过油管连接，第一单向顺序阀26另一端与油箱连接。第一单向顺序阀26可采用直动式锥阀，当阀的入口压力达到设定值时，阀可以最大开启程度，实现进、出口之间的通断。通过第一单向顺序阀26，在油水交换器231e发生堵塞故障时，油液仍能正常流动，极大地提高了变速器液压系统的可靠性。

可选地，其参照图1，换挡控制阀41包括比例电磁阀411和二位三通滑阀412，比例电磁阀411一端与油源5通过油管连接，比例电磁阀411另一端连接于二位三通滑阀412的先导位。二位三通滑阀412的P口与油源5连接，二位三通滑阀412的T口与油箱连接，二位三通滑阀412的A口与换挡离合器42的无杆腔连接，二位三通滑阀412处于左位时P口断开、A口与T口连通，二位三通滑阀412处于右位时P口与A口连通、T口断开。通过比例电磁阀411的通电与否，控制二位三通滑阀412的位，实现相应换挡离合器42的结合与分离。

可选地，请参照图1，油源5与换挡控制阀41之间的油管还设有滤清器43。通过滤清器43，确保参与换挡控制的油液清洁。

可选地，请参照图1，滤清器43并联有第二单向顺序阀44，第二单向顺序阀44一端与油源5连接，另一端与换挡控制阀41通过油管连接。第二单向顺序阀44可采用直动式滑阀，通过第二单向顺序阀44在滤清器434a发生堵塞故障时，仍能保证油液正常流动。

可选地，请参照图1，变矩器闭锁油路3包括电磁阀31、换向阀32和闭锁离合器33的方案中，电磁阀31为先导电磁阀31，换向阀32可采用二位三通阀，油源5同时给电磁阀31和换向阀32供油，两者配合实现闭锁离合器33压力油液的通断。通过先导电磁阀31配合换向阀32，以较小流量实现大流量油液的通断切换，具有响应快、可靠性高的优点。

本实施例还提供一种变速装置，包括上述的液压系统。变速装置包括中重型货车、专用车、特种越野车及其他工程机械等。通过采用上述液压系统，具有可靠性高，变矩器22液力传动及散热，变矩器22解、闭锁功能，行星齿轮变速箱润滑功能，以及自动换挡功能。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种大功率液力自动变速器液压系统，其特征在于，配置有油源，所述液压系统包括：

润滑油路，包括减压阀，所述减压阀的出油口与行星传动机构的润滑油道连接；

变矩器补偿冷却油路，包括顺序阀和变矩器，所述顺序阀的出油口与所述变矩器的入口连接；

变矩器闭锁油路；和

换挡油路；

其中，所述润滑油路、所述变矩器补偿冷却油路、所述变矩器闭锁油路和所述换挡油路均相互并联设置，且所述减压阀的进油口、所述顺序阀的进油口、所述变矩器闭锁油路的进油端和所述换挡油路的进油端均与所述油源连接；

所述变矩器闭锁油路包括电磁阀、换向阀和闭锁离合器，所述电磁阀、所述换向阀均与所述油源连接，所述电磁阀连接于所述换向阀的先导位，所述换向阀还与所述闭锁离合器通过油管连接；

所述换挡油路包括多个换挡控制阀和多个换挡离合器，所述换挡控制阀与所述换挡离合器一一连接，所述换挡控制阀均与所述油源连接；

所述变矩器补偿冷却油路还包括油水交换器，所述变矩器的出口与所述油水交换器通过油管连接，所述油水交换器还并联有第一单向顺序阀，所述第一单向顺序阀一端与所述变矩器的出口通过油管连接，所述第一单向顺序阀另一端与油箱连接；

所述换挡控制阀包括比例电磁阀和二位三通滑阀，所述比例电磁阀一端与所述油源通过油管连接，所述比例电磁阀另一端连接于所述二位三通滑阀的先导位；

所述二位三通滑阀的P口与所述油源连接，所述二位三通滑阀的T口与油箱连接，所述二位三通滑阀的A口与所述换挡离合器的无杆腔连接，所述二位三通滑阀处于左位时P口断开、A口与T口连通，所述二位三通滑阀处于右位时P口与A口连通、T口断开。

2.如权利要求1所述的大功率液力自动变速器液压系统，其特征在于，在所述润滑油路中，所述减压阀的出油口与所述行星传动机构的润滑油道之间还设有等效节流孔。

3.如权利要求1所述的大功率液力自动变速器液压系统，其特征在于，在所述变矩器补偿冷却油路中：

所述顺序阀出油口与所述变矩器入口之间的油管还连接有第一溢流阀；

所述油水交换器的回油管路还连接有第二溢流阀。

4.如权利要求1所述的大功率液力自动变速器液压系统，其特征在于，所述油源与所述换挡控制阀之间的油管还设有滤清器。

5.如权利要求4所述的大功率液力自动变速器液压系统，其特征在于，所述滤清器并联有第二单向顺序阀，所述第二单向顺序阀一端与所述油源连接，另一端与所述换挡控制阀通过油管连接。

6.一种变速装置，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的液压系统。