CN114352697A - 一种变矩器和缓速器集成控制液压系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变矩器和缓速器集成控制液压系统，通过集成液力变矩器和液力缓速器控制系统，满足液力变矩器和液力缓速器在工作过程中对油压的需求，实现闭锁液力变矩器和液力缓速器协调工作，控制液力变矩器闭锁解锁、控制液力缓速器制动扭矩，液力变矩器闭锁油压采用电磁比例控制，液力缓速器采用电磁比例气阀控制，实现精准控制主阀芯的位移，提高液压系统的工作效率。通过进一步增加冷却换向阀和油冷器，实现在不同的工况下液压系统对应不同的冷却回路，带走液力变矩器和液力缓速器工作时产生的大量热量，保证设备正常运转，减少液压系统的功率损失。

Description

一种变矩器和缓速器集成控制液压系统及方法

技术领域

本发明属于汽车变速箱领域，尤其是一种变矩器和缓速器集成控制液压系统。

背景技术

大吨位重载车辆使用机械变速箱加装带闭锁功能的液力变矩器，低速重载时液力变矩器工作可以提高车辆的启动扭矩，改善换挡离合器的使用工况；高速轻载时液力变矩器闭锁，减少功率损失。加装前置液力缓速器可以提供辅助制动，提高车辆的行车安全性。因此大吨位重载车辆使用机械变速箱加装带闭锁功能的液力变矩器和前置液力缓速器可以提高行驶感受和安全性，但是液力变矩器和液力缓速器都是液力传动部件，需要配备相应的液压系统，会使整车传动系统的液压系统结构复杂，成本增加，且液压系统效率低，同时二者在工作时都会产生大量的热量，为了保证设备正常运转，还需要冷却装置带走多余的热量。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种变矩器和缓速器集成控制液压系统。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种变矩器和缓速器集成控制液压系统，包括油泵、主调压阀、闭锁控制阀、PTO控制阀、PTO离合器、液力变矩器、闭锁离合器、冷却换向阀、缓速器主阀、液力缓速器、缓速器控制气阀、气泵和油箱；

油泵的吸油口与油箱连接，油泵的压力端连接主调压阀，主调压阀依次连接液力变矩器和冷却换向阀，闭锁控制阀的一端连接主调压阀，另一端连接闭锁离合器和冷却换向阀，PTO控制阀的一端连接主调压阀，另一端连接PTO离合器，冷却换向阀出口连接缓速器主阀，缓速器主阀连接液力缓速器，气泵出口连接缓速器控制气阀，缓速器控制气阀出口连接缓速器主阀和冷却换向阀。

本发明的进一步改进在于：

还包括粗滤器和精滤器，所述粗滤器安装在油泵和油箱之间，精滤器安装在油泵和主调压阀之间。

所述油泵上集成有安全阀，液力变矩器的入口连接压力控制阀，液力变矩器和冷却换向阀之间安装背压阀。

所述冷却换向阀连接油冷器。

一种变矩器和缓速器集成液压系统的控制方法，闭锁电磁阀、PTO电磁阀和冷却换向阀位于左位，缓速器主阀位于右位时，液力变矩器变矩工况工作、液力缓速器不工作，液压油经粗滤器、油泵、精滤器和主调压阀后进入液力变矩器工作，液压油油温升高后经过背压阀进入冷却换向阀，通过油冷器再回到冷却换向阀，然后通过液力缓速器主阀油道溢流回油箱。

闭锁控制阀和缓速器主阀位于右位，PTO电磁阀位于左位，液压油通过闭锁控制阀进入冷却换向阀，在闭锁压力油作用下，冷却换向阀位于中位时，液力变矩器闭锁工况工作、液力缓速器不工作，同时闭锁压力油通过闭锁控制阀进入闭锁离合器，液力变矩器回油经过冷却换向阀进入油冷器，再通过冷却换向阀进入液力缓速器主阀油道溢流回油箱。

闭锁控制阀位于右位，冷却换向阀位于右位，缓速器主阀位于左位时，液力变矩器闭锁工况工作、液力缓速器满负载工作，液压油从液力变矩器中进入到冷却换向阀后，通过缓速器主阀进入到液力缓速器，液力缓速器出油通过缓速器主阀和冷却换向阀进入油冷器，再通过冷却换向阀和缓速器主阀进入液力缓速器形成循环。

闭锁控制阀位于右位，冷却换向阀位于右位，缓速器主阀位于中位时，液力变矩器闭锁工况工作、液力缓速器中间状态工作，液压油从液力变矩器中进入到冷却换向阀，经过缓速器主阀后一部分进入液力缓速器工作，另一部分溢流回油箱。

PTO控制阀位于右位时，PTO处于工作状态，主调压阀调定的压力油通过PTO电磁阀进入PTO离合器。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过集成液力变矩器和液力缓速器控制系统，实现闭锁液力变矩器和液力缓速器协调工作，控制液力变矩器闭锁解锁、控制液力缓速器制动扭矩，满足液力变矩器和液力缓速器在工作过程中对油压的需求，液力变矩器闭锁油压采用电磁比例控制，液力缓速器采用电磁比例气阀控制，实现精准控制主阀芯的位移，提高液压系统的工作效率。

进一步的，通过增加冷却换向阀和油冷器，实现在不同的工况下液压系统对应不同的冷却回路，带走液力变矩器和液力缓速器工作时产生的大量热量，保证设备正常运转，减少液压系统的功率损失。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明的控制系统液压原理图；

图2为本发明的控制系统液力变矩器闭锁工作状态图；

图3为本发明的控制系统液力缓速器最大扭矩工作状态图；

图4为本发明的控制系统液力缓速器中间工作状态图；

图5为本发明的控制系统PTO工作状态图。

其中：1-粗滤器；2-油泵；3-安全阀；4-精滤器；5-主调压阀；6-压力控制阀；7-闭锁控制阀；8-PTO控制阀；9-PTO离合器；10-液力变矩器；11-闭锁离合器；12-背压阀；13-冷却换向阀；14-油冷器；15-缓速器主阀；16-液力缓速器；17-缓速器控制气阀；18-气泵；19-油箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，为液压控制系统原理图，油泵2为液压系统的动力源，油泵2的吸油口与油箱19连接，在吸油油路上安装有粗滤器1，用于过滤油液中的大颗粒，油泵2上集成有安全阀3，当油道中压力过高时安全阀3会打开溢流，避免由于异常情况导致油路中压力过高损伤液压元件，油泵2的压力端连接主调压阀5，油路中压力达到设定值后主调压阀5打开，保证闭锁离合器11和PTO离合器9的工作油压，液压油通过主调节阀5进入液力变矩器10工作，在液力变矩器10的进油油路上并联有压力控制阀6，当油道中的压力超过设定值时压力控制阀6会打开溢流，保证液力变矩器10的进油压力，液力变矩器10回油口连接冷却换向阀13，油路上安装有背压阀12，保证液力变矩器10的内部压力不低于设定值。主调压阀5前的油路上并联有闭锁控制阀7和PTO控制阀8，闭锁控制阀7压力油口连接闭锁离合器11活塞腔和冷却换向阀13的控制油腔，闭锁控制阀7为比例控制电磁阀，通过控制电流来调节闭锁电磁阀7的阀芯位置进而控制输出油压，再通过液压油的作用来控制闭锁离合器11的结合分离，即闭锁控制阀7可通过调节工作电流大小调节闭锁压力，实现对闭锁离合器11的精准控制。PTO控制阀8的压力油口连接PTO离合器9的活塞腔，PTO控制阀8为开关电磁阀，通过电流通断控制PTO离合器9的结合分离。冷却换向阀13是三位六通阀，通过闭锁压力油和缓速器控制气控制，作用是在变矩器变矩工况、变矩器闭锁工况和缓速器工作工况下变矩器出油口的热油分别通过不同的冷却回路(在闭锁压力作用下时，冷却换向阀13处于中位；在缓速器控制气压作用时，冷却换向阀13处于右位)，冷却换向阀13出口油路连接油冷器14，油冷器14出口油路连接冷却换向阀13，冷却换向阀13出口连接缓速器主阀15，冷却油通过冷却换向阀13内部油路进入缓速器主阀15，根据缓速器主阀15的位置溢流或者进入液力缓速器16参与工作。缓速器主阀15是三位七通阀，通过缓速器控制气阀17控制，通过不同的控制气压实现不同的档位得到不同的制动扭矩(缓速器控制气阀17输出气压为0时，缓速器主阀15位于右位；缓速器控制气阀17输出气压最大时，缓速器主阀15位于左位)，在缓速器主阀15弹簧腔和缓速器内腔由反馈油道连接，实现通过气压控制内腔压力进而控制液力缓速器16制动扭矩。

气泵18为液压系统中的气源，气泵18出口连接缓速器控制气阀17，缓速器控制气阀17出口连接缓速器主阀15和冷却换向阀13，负责控制缓速器主阀15和冷却换向阀13阀芯运动，实现控制缓速器内腔压力和转换冷却回路的目的。

具体工作过程为：

(1)参见图1，闭锁控制阀7、PTO电磁阀8和冷却换向阀13位于左位，缓速器主阀15位于右位时，液力变矩器10变矩工况工作并且液力缓速器16不工作，即液力缓速器16不产生制动扭矩。油泵2工作将油箱19中的液压油经粗滤器1吸入并排出油液，油液经过精滤器4进入主调压阀5，达到主调压阀5设定的压力后油液进入液力变矩器10工作，变矩器10工作使得油温升高，液力变矩器10回油经过背压阀12进入冷却换向阀13，通过油冷器14再回到冷却换向阀13，最后通过缓速器主阀15油道溢流回油箱19。

(2)参见图2，闭锁控制阀7在控制电流作用下位于右位，PTO电磁阀8位于左位，缓速器主阀15位于右位时，液力变矩器10闭锁工况工作并且液力缓速器16不工作。此时主调压阀5调定的油液会通过闭锁控制阀7进入闭锁离合器11，使液力变矩器10闭锁，同时，在闭锁压力油的作用下冷却换向阀13位于中位，液力变矩器10回油经过冷却换向阀13进入油冷器14，再通过冷却换向阀13不同的油口进入缓速器主阀15油道溢流回油箱19。

(3)参见图3，闭锁控制阀7在控制电流作用下位于右位，在缓速器控制阀17控制气压的作用下，缓速器主阀15位于左位，冷却换向阀13位于右位，此时液力变矩器10闭锁工况工作并且液力缓速器16满负载工作，即产生最大制动扭矩。液力变矩器10回油不进入油冷器14直接通过冷却换向阀13内部油道在通过缓速器主阀15进入液力缓速器16内部参与缓速器工作，液力缓速器16出油通过缓速器主阀15油道和冷却换向阀13油道进入油冷器14，再通过冷却换向阀13和缓速器主阀15油道进入液力缓速器16形成循环。

(4)参见图4，闭锁控制阀7位于右位，冷却换向阀13位于右位，缓速器主阀15位于中位，此时为液力变矩器10闭锁工况工作并且液力缓速器16中间状态工作，即制动扭矩随控制气压动态调整。与缓速器最大扭矩工作状态不同的是，自冷却换向阀13至缓速器主阀15的油部分进入液力缓速器16工作，部分溢流回油箱19，中间状态由缓速器控制气阀17控制，得到合适的制动扭矩。

(5)参见图5，PTO控制阀8位于右位时，为PTO工作状态。此时主调压阀5调定的压力油会通过PTO电磁阀8进入PTO离合器9，使PTO可以传递扭矩。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种变矩器和缓速器集成控制液压系统，其特征在于，包括油泵(2)、主调压阀(5)、闭锁控制阀(7)、PTO控制阀(8)、PTO离合器(9)、液力变矩器(10)、闭锁离合器(11)、冷却换向阀(13)、缓速器主阀(15)、液力缓速器(16)、缓速器控制气阀(17)、气泵(18)和油箱(19)；

油泵(2)的吸油口与油箱(19)连接，油泵(2)的压力端连接主调压阀(5)，主调压阀(5)依次连接液力变矩器(10)和冷却换向阀(13)，闭锁控制阀(7)的一端连接主调压阀(5)，另一端连接闭锁离合器(11)和冷却换向阀(13)，PTO控制阀(8)的一端连接主调压阀(5)，另一端连接PTO离合器(9)，冷却换向阀(13)出口连接缓速器主阀(15)，缓速器主阀(15)连接液力缓速器(16)，气泵(18)出口连接缓速器控制气阀(17)，缓速器控制气阀(17)出口连接缓速器主阀(15)和冷却换向阀(13)。

2.如权利要求1所述的一种变速器和缓速器集成控制液压系统，其特征在于，还包括粗滤器(1)和精滤器(4)，所述粗滤器(1)安装在油泵(2)和油箱(19)之间，精滤器(4)安装在油泵(2)和主调压阀(5)之间。

3.如权利要求1所述的一种变速器和缓速器集成控制液压系统，其特征在于，所述油泵(2)上集成有安全阀(3)，液力变矩器(10)的入口连接压力控制阀(6)，液力变矩器(10)和冷却换向阀(13)之间安装背压阀(12)。

4.如权利要求1所述的一种变速器和缓速器集成控制液压系统，其特征在于，所述冷却换向阀(13)连接油冷器(14)。

5.一种基于权利要求1-4任一项所述的变矩器和缓速器集成液压系统的控制方法，其特征在于，闭锁电磁阀(7)、PTO电磁阀(8)和冷却换向阀(13)位于左位，缓速器主阀(15)位于右位时，液力变矩器(10)变矩工况工作、液力缓速器(16)不工作，液压油经粗滤器(1)、油泵(2)、精滤器(4)和主调压阀(5)后进入液力变矩器(10)工作，液压油油温升高后经过背压阀(12)进入冷却换向阀(13)，通过油冷器(14)再回到冷却换向阀(13)，然后通过液力缓速器主阀(15)油道溢流回油箱(19)。

6.如权利要求5所述的一种变矩器和缓速器集成液压系统的控制方法，其特征在于，闭锁控制阀(7)和缓速器主阀(15)位于右位，PTO电磁阀(8)位于左位，液压油通过闭锁控制阀(7)进入冷却换向阀(13)，在闭锁压力油作用下，冷却换向阀(13)位于中位时，液力变矩器(10)闭锁工况工作、液力缓速器(16)不工作，同时闭锁压力油通过闭锁控制阀(7)进入闭锁离合器(11)，液力变矩器(10)回油经过冷却换向阀(13)进入油冷器(14)，再通过冷却换向阀(13)进入液力缓速器主阀(15)油道溢流回油箱(19)。

7.如权利要求5所述的一种变矩器和缓速器集成液压系统的控制方法，其特征在于，闭锁控制阀(7)位于右位，冷却换向阀(13)位于右位，缓速器主阀(15)位于左位时，液力变矩器(10)闭锁工况工作、液力缓速器(16)满负载工作，液压油从液力变矩器(10)中进入到冷却换向阀(13)后，通过缓速器主阀(15)进入到液力缓速器(16)，液力缓速器(16)出油通过缓速器主阀(15)和冷却换向阀(13)进入油冷器(14)，再通过冷却换向阀(13)和缓速器主阀(15)进入液力缓速器(16)形成循环。

8.如权利要求5所述的一种变矩器和缓速器集成液压系统的控制方法，其特征在于，闭锁控制阀(7)位于右位，冷却换向阀(13)位于右位，缓速器主阀(15)位于中位时，液力变矩器(10)闭锁工况工作、液力缓速器(16)中间状态工作，液压油从液力变矩器(10)中进入到冷却换向阀(13)，经过缓速器主阀(15)后一部分进入液力缓速器(16)工作，另一部分溢流回油箱(19)。

9.如权利要求5所述的一种变矩器和缓速器集成液压系统的控制方法，其特征在于，PTO控制阀(8)位于右位时，PTO处于工作状态，主调压阀(5)调定的压力油通过PTO电磁阀(8)进入PTO离合器(9)。

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