CN114352659A - 一种2at变速器的双泵液压系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种2AT变速器的双泵液压系统，包括：机械泵、电子泵、单向阀、流量控制阀、二级减压阀、一级减压阀和主油压电磁阀。机械泵和电子泵均与外部油底壳连接以抽取液压油。机械泵还分别与流量控制阀、二级减压阀和一级减压阀连接。电子泵与单向阀连接，单向阀还分别与流量控制阀、二级减压阀和一级减压阀连接。二级减压阀与主油压电磁阀连接，二级减压阀用于提供主油压为5bar的液压油。流量控制阀的与外部油底壳连接，用于排出液压动力源模块内多余的液压油。一级减压阀还分别与润滑模块和离合器控制模块连接，一级减压阀受控于主油压电磁阀将输出压力为20bar的液压油。本发明在总油量保持较低且满足液压需求下减少液压系统的能量浪费。

Description

一种2AT变速器的双泵液压系统

技术领域

本发明属于汽车技术领域，尤其涉及一种2AT变速器的双泵液压系统。

背景技术

目前2AT变速箱使用的机械泵都是与电机相连，为了保证机械泵在电机机低速时也能给液压系统正常供油，在机械泵选项时通常以低速下满足液压系统为准，这样当电机转速在高速运行时，机械泵提供的油量会远远大于液压系统的需求，这些多余的流量就会造成液压系统效率低，形成能量浪费。

现有技术中的液压系统的主要功能是换档控制、离合器的控制、变速箱润滑点冷却等。现有的2AT液压系统中由于变速器的润滑系统是针对离合器、轴承、齿轮进行冷却设计的。在换挡过程中，离合器在高速、高压力作用下滑磨，会产生大量的热量，如果产生的这一部分热量没有被强制冷却的方式带走，会导致离合器的温度过高，加大离合器的磨损，从而影响变速箱的换挡品质，降低离合器的可靠性和使用寿命，甚至还会烧坏离合器，导致变速箱失效。

为了给变速器提供足够的冷却润滑流量，在机械泵选型上要考虑泵的排量在低转速时也要满足冷却需求。但当泵的排量能满足低速下的液压润滑需求和控制需求时，在电机高速运行时，就会产生多余的流量造成液压系统能量的浪费。

发明内容

本发明的技术目的是提供一种2AT变速器的双泵液压系统，以解决液压系统能耗高、效率低的技术问题。

为解决上述问题，本发明为一种2AT变速器的双泵液压系统，包括：液压动力源模块、离合器控制模块和润滑模块。

液压动力源模块包括输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端。输入端与外部油底壳油路连接，作为双泵2AT液压系统的供油端。第一输出端与外部油底壳油路连接，用于排出液压动力源模块内多余的液压油。第二输出端与润滑模块油路连接，用于为润滑模块提供液压油。第三输出端与离合器控制模块油路连接，用于为离合器控制模块提供液压油。

液压动力源模块中包括：机械泵、电子泵、单向阀、流量控制阀、一级减压阀、二级减压阀和主油压电磁阀。

机械泵的一端和电子泵的一端均经输入端与外部油底壳油路连接，用于抽取液压油。机械泵的另一端分别与流量控制阀的一端、二级减压阀的一端和一级减压阀的一端油路连接。电子泵的另一端与单向阀的一端油路连接，单向阀的另一端分别与流量控制阀的一端、二级减压阀的一端和一级减压阀的一端油路连接。一级减压阀的另一端与主油压电磁阀的一端油路连接，一级减压阀用于为主油压电磁阀提供主油压为5bar的液压油。流量控制阀的另一端经第一输出端与外部油底壳油路连接，用于排出液压动力源模块内多余的液压油。二级减压阀的另一端与离合器控制模块油路连接，二级减压阀受控于主油压电磁阀将输出至离合器控制模块的液压油压力为20bar。

润滑模块用于为离合器控制模块进行冷却。离合器控制模块用于接收液压油以控制内部的离合器。

进一步优选地，液压动力源模块还包括第一滤清器和第二滤清器，

第一滤清器设置于输入端与机械泵之间，第二滤清器设置于输入端与电子泵之间，第一滤清器和第二滤清器均用于过滤液压油。

其中，离合器控制模块包括PRND换档阀、若干离合器、以及与若干离合器相对应设置的若干离合电磁阀和若干离合换挡阀。

PRND换档阀的输入端与液压动力源模块油路连接，用于接收来自液压动力源模块的液压油，PRND换档阀的输出端分别与若干离合电磁阀油路连接，用于控制若干离合换挡阀以进行挡位变换，从而控制若干离合器。

PRND换档阀的输出端还与若干离合换挡阀油路连接，若干离合换挡阀受控于相对应的离合电磁阀以实现对若干离合器地控制。

进一步优选地，离合器控制模块还包括安全回家档阀，安全回家档阀的输入端为离合器控制模块的输入端，安全回家档阀的输出端与PRND换档阀油路连接，安全回家档阀用于当离合电磁阀非正常运行时可以实现前进挡与后退档。

其中，润滑模块包括润滑稳压阀，润滑稳压阀的输入端与一级减压阀的一端油路连接，润滑稳压阀的输出端分别与若干离合器油路连接，用于将液压油输入至若干离合器油路处以实现冷却

本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：

本发明在液压系统中增加了一个电子泵，机械泵采用排量降低的机械泵。当电机转速在低转速时，机械泵不能满足液压系统供油需求时，电子泵对液压系统供油，当电机转速在高转速时，机械泵自己就能满足液压系统供油需求时，关闭电子泵，使液压系统的总的油量保持在较低且满足液压需求的位置上，减少液压系统的能量浪费。

由于机械泵和电子油泵的流量在流量稳压阀之前进行合流，在电子泵与主油路之间设置单向阀，避免了一个油泵工作在另一个油泵不工作的时候发生干扰。

本发明不仅试用于电动车，也适用于混动车，应用范围广，不论哪种车型，只要根据实际车的工况更改泵的排量和控制策略，都会提升整个变速箱的液压效率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。

图1为本发明的一种2AT变速器的双泵液压系统的结构框图；

图2为本发明基于图1的仿真模型；

图3为本发明基于图2仿真模型的液压系统仿真数据图；

图4为本发明基于图2仿真模型的机械泵供油量与泄油仿真数据图。

附图标记说明

1：第一滤清器；2：机械泵；3：流量控制阀；4：润滑稳压阀；5：一级减压阀；6：主油压电磁阀；7：二级减压阀；8：安全回家档阀；9：PRND换档阀；10：第一离合换挡阀；11：第二离合换挡阀；12：第三离合换挡阀；13：第一离合电磁阀；14：第二离合电磁阀；15：第三离合电磁阀；16：第一离合器；17：第二离合器；18：第三离合器；19：第二滤清器；20：电子泵；21：单向阀。

具体实施方式

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，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，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，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种2AT变速器的双泵液压系统作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。

实施例

2AT变速箱有以下液压需求，需要为液压系统提供满足要求的流量和压力，保证变速箱在换挡过程中能够实现离合器的快速结合，实现变速箱在换挡过程中，离合器传递的扭矩是稳定的。需要为变速箱提供离合器和齿轮的润滑流量，并能满足离合器和齿轮的冷却润滑需求。保持一定的冷却润滑流量，并经由冷却器对液压油降温，使变速箱油温维持在合理范围内。液压系统要保证在变速箱运行过程中，提供足够的润滑油对变速箱进行冷却。

参看图1，本实施例提供一种2AT变速器的双泵液压系统，根据功能进行划分，可分为液压动力源模块、离合器控制模块和润滑模块。液压动力源模块用于从外部油底壳，用于将外部的油吸入进本市实施例中。模块润滑模块分别与液压动力源模块和离合器控制模块连接，用于从液压动力源模块接收液压油后为离合器控制模块进行冷却。离合器控制模块还与液压动力源模块连接，用于从液压动力源模块接收液压油以控制内部的离合器。

参看图1和图2，液压动力源模块共有4个与外部或其它模块油路连接的端口，分别为输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端。从实际使用的部件上来看，包括机械泵2、电子泵20、单向阀21、流量控制阀3、一级减压阀5、二级减压阀7和主油压电磁阀6。

参看图1，以液压油在液压动力源模块的流向进行说明，输入端设有两条油路，两条油路上分别设置着机械泵2和电子泵20，关于油泵选型，只需要关注流量、需求功率、压力的最大工况，电泵的输出流量和压力满足所要应用液压系统的要求即可。机械泵2与电子泵20分别通过对应的油路与外部油底壳相连，因此作用相同，都可以通过油路从外部油底壳抽取液压油，作为本实施的供油端。由于电磁阀对液压油的清洁度要求高，故在机械泵2与油底壳之间的油路上设置第一滤清器1，电子泵20与油底壳之间的油路上设置第二滤清器19，液压油会分别经过第一滤清器1和第二滤清器19以进行过滤，以保证后续电磁阀的正常工作。经过机械泵2与电子泵20后，两条油路内的液压油会合并成为一条主油路，在此之前，经过电子泵20的液压油还需要通过单向阀21才能进入主油路，单向阀21可防止机械泵2与电子泵20之间的液压油互相泄漏，发生干扰。

第一输出端同样与外部油底壳油路连接，但其使用了流量控制阀3以将液压动力源模块内多余的液压油排出。流量控制阀3(OFCV阀)的有两条输入油路，一条油路设置于第一滤清器1与机械泵2之间，另一条则设置于主油路上且位于液压油进入一级减压阀5和二级减压阀7之前。根据整个系统所需的液压油量，流量控制阀3将多余的液压油进行抽取，并重回排放至外部油底壳中。假设单机械泵2工作，若机械泵2随着转速的增加泵的出油流量为0L/min-55L/min，而液压系统中需要的液压流量为14L/min，所以当泵的排量达到55L/min时，液压油通过流量控制阀3流回到外部油底壳，卸走的油量为41L/min，而卸走的液压油所需的能量就是整个系统的能量浪费。

因此，设计增加一个电子泵20，参看图2，为本实施例的仿真模型。具体仿真数据计算可参看图3和图4，在本实施例中，因为要降低液压系统的能量浪费，因此需要将机械泵2的排量降低，假设本实施例中机械泵2的流量最大输出为20L/min，因机械泵2的流量降低，故在机械泵2低速时，启动电子泵20对整个系统进行供油，当机械泵2与电子泵20的排量和大于系统需求流量时，通过流量控制阀3卸走，以保证液压系统的液压油时可以满足液压系统需求。因电子泵20的流量可控，可以通过调节电子泵20排量使得两泵的流量刚刚满足液压系统需求，尽量减小卸油量，从而减小液压能量损失，图3则为具体数据的仿真结果。参看图4，在机械泵2和电子泵20双泵工作时供油量及系统泄油量，当双泵最大供油量为20L/min时，泄油量为6L/min，液压效率为：η＝14/20＝70％，比机械泵2单独工作时泵最大排量时的液压效率η＝14/55＝25％提高很多，可见本实施例能较大的提升液压效率。

在本实施例中，电子泵20的布置位置需要在变速箱上适当位置进行安装，其位置不能过高，避免液压油被吸空。电子泵20的选择需要满足在高油压下正常工作以外，还需要跟整车等寿命，因此本实施中的电子泵20选型要求高于常规现有技术中用于启停变速箱上的电子泵。另外，因电子泵20与机械泵2协同工作，机械泵2的转速由油门开度决定，电子泵20需要根据油门开度对应不同转速的机械泵2进行调节，保证机械泵2和电子泵20排油的总和满足变速箱需求。

参看图1，主油路中未被流量控制阀3卸走的液压油被分成两路，一路进入二级减压阀7，另一路则进入一级减压阀5。进入一级减压阀5的液压油将会把主油压降到至5bar，以此满足主油压电磁阀6的需求，降压后的液压油送入至主油压电磁阀6，主油压电磁阀6可以调控经二级减压阀7的液压油的主油压，使其经过的液压油主油压控制在20bar，然后输入至离合器控制模块，即该液压动力源模块的第三输出端。一级减压阀5还有一条输出油路，输入至润滑模块，作为该液压动力源模块第二输出端。

参看图1，与二级减压阀7油路连接的离合器控制模块包括安全回家档阀8、PRND换档阀9、若干离合器、以及与若干离合器相对应设置的若干离合电磁阀和若干离合换挡阀。

从二级减压阀7输出的液压油首先进入安全回家档阀8，安全回家档阀8可在离合电磁阀非正常运行时进行代替工作，可进行前进挡与后退档之间地切换。然后，液压油进入PRND换档阀9，PRND换档阀9的输出分别与多个离合电磁阀油路连接。在本实施例中为三个离合电磁阀，即第一离合电磁阀13、第二离合电磁阀14和第三离合电磁阀15，相对应的离合换挡阀和离合器也为三个。通过PRND换档阀9对三个离合电磁阀分别进行控制，而第一离合电磁阀13、第二离合电磁阀14和第三离合电磁阀15又可以分别对第一离合换挡阀10、第二离合换挡阀11和第三离合换挡阀12进行控制；通过对第一离合换挡阀10、第二离合换挡阀11和第三离合换挡阀12控制以实现对第一离合器16、第二离合器17和第三离合器18地控制，以此实现成功换挡。

参看图1，与一级减压阀5油路连接的润滑模块内设置一润滑稳压阀4，润滑稳压阀4的输入端与一级减压阀5的输出端油路连接，润滑稳压阀4的输出端分别与三个离合器油路连接,即第一离合器16、第二离合器17和第三离合器18。润滑模块是针对离合器、轴承、齿轮进行冷却设计的。在换挡过程中，离合器在高速、高压力作用下滑磨，会产生大量的热量，如果产生的这一部分热量没有被强制冷却的方式带走，会导致离合器的温度过高，加大离合器的磨损，从而影响变速箱的换挡品质，降低离合器的可靠性和使用寿命，甚至还会烧坏离合器，导致变速箱失效。

因此，本实施的原理如下。机械泵2是通过电机驱动的，电机转速是通过整车的油门决定的。驾驶员在行驶车辆时，不同的油门开度决定了不同的机械泵转速，不同的机械泵转速对应着不同的机械泵2的排量。液压系统正常工作需要保持一定的油压的流量。在机械泵2单独无法满足液压系统的需求时，电子泵20开始工作，为液压系统提供机械泵无法提供而液压系统欠缺的那部分流量，从而保证液压系统正常工作。所以电子泵20是机械泵2的补充，在机械泵2不能满足液压系统需求时，电子泵20工作与机械泵2同时给液压系统供油。当机械泵2能够满足液压系统需求时，电子泵20不工作。相对应地，由于采用本实施，需要变更相应的变速箱电控系统进行更改，后续需要针对变更对整个变速箱进行整车标定，以实现最好的节油效果。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种2AT变速器的双泵液压系统，其特征在于，包括：液压动力源模块、离合器控制模块和润滑模块；

所述液压动力源模块包括输入端、第一输出端、第二输出端和第三输出端；所述输入端与外部油底壳油路连接，作为所述双泵2AT液压系统的供油端；所述第一输出端与外部油底壳油路连接，用于排出所述液压动力源模块内多余的液压油；所述第二输出端与所述润滑模块油路连接，用于为所述润滑模块提供液压油；所述第三输出端与所述离合器控制模块油路连接，用于为所述离合器控制模块提供液压油；

所述液压动力源模块中包括：机械泵、电子泵、单向阀、流量控制阀、一级减压阀、二级减压阀和主油压电磁阀；

所述机械泵的一端和所述电子泵的一端均经所述输入端与外部油底壳油路连接，用于抽取液压油；所述机械泵的另一端分别与所述流量控制阀的一端、所述二级减压阀的一端和所述一级减压阀的一端油路连接；所述电子泵的另一端与所述单向阀的一端油路连接，所述单向阀的另一端分别与所述流量控制阀的一端、所述二级减压阀的一端和所述一级减压阀的一端油路连接；所述一级减压阀的另一端与所述主油压电磁阀的一端油路连接，所述一级减压阀用于为所述主油压电磁阀提供主油压为5bar的液压油；所述流量控制阀的另一端经所述第一输出端与外部油底壳油路连接，用于排出所述液压动力源模块内多余的液压油；所述二级减压阀的另一端与所述离合器控制模块油路连接，所述二级减压阀受控于所述主油压电磁阀将输出至所述离合器控制模块的液压油压力为20bar；

所述润滑模块用于为所述离合器控制模块进行冷却；所述离合器控制模块用于接收液压油以控制内部的离合器。

2.根据权利要求1所述的2AT变速器的双泵液压系统，其特征在于，所述所述液压动力源模块还包括第一滤清器和第二滤清器，

所述第一滤清器设置于所述输入端与所述机械泵之间，所述第二滤清器设置于所述输入端与所述电子泵之间，所述所述第一滤清器和所述第二滤清器均用于过滤液压油。

3.根据权利要求1所述的2AT变速器的双泵液压系统，其特征在于，所述离合器控制模块包括PRND换档阀、若干离合器、以及与若干所述离合器相对应设置的若干离合电磁阀和若干离合换挡阀；

所述PRND换档阀的输入端与所述液压动力源模块油路连接，用于接收来自所述液压动力源模块的液压油，所述PRND换档阀的输出端分别与若干所述离合电磁阀油路连接，用于控制若干所述离合换挡阀以进行挡位变换，从而控制若干所述离合器；

所述PRND换档阀的输出端还与若干所述离合换挡阀油路连接，若干所述离合换挡阀受控于相对应的所述离合电磁阀以实现对若干所述离合器地控制。

4.根据权利要求3所述的2AT变速器的双泵液压系统，其特征在于，所述离合器控制模块还包括安全回家档阀，所述安全回家档阀的输入端为所述离合器控制模块的输入端，所述安全回家档阀的输出端与所述PRND换档阀油路连接，所述安全回家档阀用于当所述离合电磁阀非正常运行时可以实现前进挡与后退档。

5.根据权利要求3所述的2AT变速器的双泵液压系统，其特征在于，润滑模块包括润滑稳压阀，所述润滑稳压阀的输入端与所述一级减压阀的一端油路连接，所述润滑稳压阀的输出端分别与若干所述离合器油路连接，用于将液压油输入至若干所述离合器油路处以实现冷却。

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