CN1755148A - 增压阀总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种增压阀总成，它是与自动变速箱阀体内的压力调节阀一起使用的增压阀总成直接替换件，它的作用是在与发动机扭矩成正比的扭矩信号油压导致强载荷的情况下增加油路压力。本发明是由经阳极硬化处理的铝制阀塞组成，这些活塞被安置在耐磨的铝制衬套内以达到最大的服务寿命；该增压阀总成内的阀塞具有环形润滑槽，能保留一层自动变速箱用油组成的润滑薄膜，使阀塞在衬套内能更好地居中以确保准确的运行并降低机械磨损；该增压阀总成内的阀套提供了一个油路进入孔系统，改善了扭矩信号油压向增压阀的传递，因而能把它的功能恢复到原始出厂时的增压比和规范要求。

Description

增压阀总成

技术领域

本发明基本与自动变速箱系统中应用的液力回路的领域相关，更具体地说，是涉及通用汽车4T65E型号的变速箱中所用来在强载荷情况下增加液压的增压阀总成的替换件。

背景技术

目前的自动变速箱系统具有一个液力回路子系统，该子系统至少包括了一个液压泵，一个含有液体传导通道或回路的阀体，在液力回路内形成的进入和排放孔，以及许多因为其形状类似仿线轴而所谓的仿形阀(滑阀)。这些阀通常由具有控制直径或槽岸的圆柱形活塞组成，它们交替地打开和关闭液力回路的出入孔以调节自动变速箱用油(以下表示为ATF)的流量和压力，从而驱动变速箱中各个不同的部件。在描述液力回路时应该了解，ATF在流经某个具体的液力回路中的节流孔或控制阀时，其称谓通常会有所改变。

在现有设计中，油路增压阀被扭矩信号(以下表示为TS)压力所推动，并与倒档增压阀和压力调节器的弹簧力反向作用，以增加在强载荷情况下的油路压力。节流阀位置的变化，比如在接入高速档时，将导致油路增压阀被驱动。

原始设备制造商(以下称“OEM”)的油路增压阀和倒档增压阀是由一些在铝制的阀套内作往复运动的钢阀活塞组成。这些不同的材料的机械摩擦会造成过早的磨损、扭矩信号压的渗漏，并且导致不正常的提档，以及在换入倒档传动比范围时发生啮合滞后。

在自动变速箱的液压阀领域中已有一些先前的专利，以下将讨论这些专利。自动变速箱压力调节阀的一个例子由美国专利6,543,472(以下称″472专利”)所示，以及472专利的部分延续—美国专利6,585,002(这两个专利都转让给了当前的受让人：索奈克斯公司，Sonnax lndustries，Inc.)。在这两个专利中，揭示了一种具有内置单向阀的能自动调节的压力调节阀，这种单向阀含有一个在压缩弹簧作用下偏置于关闭状态的滚珠轴承式样的单向阀。这个阀总成揭示了一个含有许多控制槽岸的阀活塞，在控制槽岸内有环形凹槽。环形凹槽能恰当地稳定和定位阀于孔的中心，因而能起到避免边缘承载的作用(即横向运动)。

待批的美国专利10/226,939(也已转让于索奈克斯公司，Sonnaxlndustries，Inc.)揭示了一种倒档增压阀总成，其中的一个配合阀活塞和衬套所用的材料被设计成相互间会产生较低的摩擦系数。倒档增压阀总成由一系列仿形阀直径各异的阀活塞和配以不同密封构造的配合衬套组成，以使它们能在通用汽车变速箱的液压泵内互换使用，从而能在倒车档上的液力系统内加快油路增压的速度。

尽管这些装置满足了它们各自的特殊目标和要求，上述的专利并未揭示此项发明中的增压阀总成以及其特性。

为了更好的理解本发明，对现有技术结合附图进行说明如下。图1是一幅现有通用汽车4T65E变速箱阀体部件的透视图，在分解图中标明了OEM油路增压阀和OEM倒档增压阀的位置；图2是显示在阀体的一个截面内OEM油路增压阀和OEM倒档增压阀在它们作用位置上的截面图；

如附图1、2所示，油路增压阀通常以100表示，以及倒档增压阀通常以200来表示，都是原先传统的设计。OEM油路增压阀100和OEM倒档增压阀200在图中从配合孔105内它们的作用位置中取出，分别显示在分解图中。GM4T65E变速箱的阀体，通常以110表示，匹配孔105就在这阀体上经机加工形成。

在现有的设计中，油路增压阀100包含了一个置于阀套106内的圆柱形阀塞102。倒档增压阀200包含了一个置于相同阀套106内的圆柱形阀塞104。阀塞102、104被端对端地同轴安放于孔105内，并被一个由固定夹109所夹住的端塞108保护于阀套106内。由此可见油路增压阀100和倒档增压阀200是与压力调节阀120协同运动的，连同所包含的压缩弹簧112和隔离弹簧114一起来调节在GM4T65E变速箱的液压回路内的主油路180压力。

在运行中，主油路增压阀100对扭矩信号(Ts)油压作出反应(如图2所示)，扭矩信号油来源于压力控制电磁线圈(PCS)(未在图中示出)。在150处的扭矩信号油压通常与发动机扭矩成正比，并把主油路增压阀100击向压力调节隔离弹簧114(即图2中向左)。于是隔离弹簧114将扭矩信号压的力施加给压力调节阀120以增加主油路180压力。当这些传动比级被选中来增加主油路180压力时，主油路增压阀100也对停车档、倒档、空档油压和低速/笫1档油压作出反应。

在现有的设计中主油路增压阀100和倒档增压阀200以及阀塞102、104都是由钢材料制成，而阀套106是由铝制成的。如图2所示，这两种不同材料在实际运作中相互间的机械摩擦导致了阀套106内的过早磨损。在A区域阀套106和阀塞104间的过度磨损导致150处的扭矩信号压由主油路增压阀100处渗漏。由于扭矩信号压是用来在比如换高速档等强载荷状态下增加主油路180压力的，扭矩信号压的渗漏导致了所谓的换高速档“疲软”，这在GM4T65E变速箱从第1档换至第2档时尤其明显。

阀套106和阀塞102间在区域“B”(见图2)的过度磨损使在160处的停车档、倒档和空档压力(以下称“PRN”压力)由倒档增压阀200处渗漏。PRN压力是用来增加停车档、倒档和空档状态下的主油路180压力。当PRN压力发生渗漏，其结果是这些传动比级的啮合滞后。啮合滞后在倒档传动比级上尤其明显。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供替换增压阀总成与一个压力调节阀总成组合使用的替换件以及一个在自动变速箱阀体内改进的增压阀总成与压力调节阀组合使用，它可以增加油路压力，减低阀套和阀塞间的磨损，提高服务寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过如下技术方案实现：一个替换增压阀总成与一个压力调节阀总成组合使用，其中增压阀总成的油与自动变速箱阀体内许多液压回路相通，所述的增压阀总成包括，一个置于阀体内的圆柱形阀套，与压力调节阀总成同轴排列；一个扭矩信号阀塞置于所述的阀套内，与扭矩信号回路的油相通；所说的扭矩信号阀塞与现有的扭矩信号阀塞相比轴长有所增加，但增压阀总成的总体轴长并没有相应的增加；一个与停车档/倒档/空档液压回路连通的停车档/倒档/空档阀塞，所述的停车档/倒档/空档阀塞被置于所述的扭矩信号阀塞和压力调节阀之间；至少一个压缩弹簧被置于所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞之间且于它们处于同轴的排列位置，所述的压缩弹簧将所述的扭矩信号阀塞偏置于闭合位置，所述的扭矩信号阀塞在强载荷的情况下将所述的扭矩信号回路的油压所产生的力传递到压力调节阀。

所述的阀套包含了多个在预设的轴向位置上分布的周向渠道，这些位置对应所述阀体内的液压回路的位置，包括所述的扭矩信号液压回路和所述的停车档/倒档/空档液压回路，所述的周向渠道把液压油围绕所述阀套的周边传送。

至少有一个所述的周向渠道包含了多个进出孔，使液压油与所述的扭矩信号液压回路相互连通，所述的进出孔被置于所述至少一个周向渠道内预先设定的径向位置上以增加来自于所述的扭矩信号回路的油压流量进入所述的增压阀总成。

所述的扭矩信号阀塞包含多个等距相隔的沿周边的环形凹槽，所述的凹槽被用来在运行中保留一层润滑薄膜以帮助所述的阀塞在配合的孔内居中，从而避免所述阀塞的边缘承载。

所述的阀套是由符合ASTM4032-T651/T86规范的耐磨铝材料制成。

所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞的表面有一层硬阳极电镀涂层，涂层符合规范MIL-A-8625，III型，第2类。

另外又提供一个改进的技术方案是：在自动变速箱阀体内改进的增压阀总成与压力调节阀组合使用，现有的增压阀总成包含了一个响应扭矩信号回路液压的扭矩信号阀塞和一个响应来自于停车档/倒档/空档回路的停车档/倒档/空档液压的停车档/倒档/空档阀塞，所述的阀塞在阀套内端对端的与压力调节阀一起放置，其中改进的部分包括：替换的扭矩信号阀塞与现有的扭矩信号阀塞相比轴长有所增加，但增压阀总成的总体轴长并没有相应的增加；在所述阀套上有多个在预设的轴向位置上分布的周向渠道，这些位置对应所述扭矩信号液压回路的位置和所述停车档/倒档/空档液压回路的位置，所述的周向渠道把液压油环绕所述阀套的周边传送；在每个所述的周向渠道内都含有一排油路进出孔与所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞形成液压油的连通，以增加来自于所述的扭矩信号回路和所述的停车档/倒档/空档回路的油压流量进入所述的增压阀总成。

与现有技术相比，其明显的效果是：本发明是与自动变速箱阀体内的压力调节阀一起使用的增压阀总成的一个直接替换件，它的作用是在与引擎扭矩成正比的扭矩信号油压导致强载荷的情况下增加油路压力；当前这款增压阀总成是由经阳极硬化处理的铝制阀塞组成，这些活塞被安置在耐磨的铝制衬套内以达到最大的服务寿命；这款增压阀总成内的环形润滑槽提供了一层ATF组成的润滑薄膜，使阀塞在衬套内能更好地居中以确保准确的运作和减低磨损；当前的阀套也提供了改进了的进入孔，改善了扭矩信号油压的传递，因而能把现有阀体的功能恢复到它原始出厂时的增压比和规定的要求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细描述：

图1的标题是“原先的设计”，是一幅通用汽车4T65E变速箱OEM阀体部件的透视图，在分解图中标明了OEM油路增压阀和OEM倒档增压阀的位置；

图2是显示在阀体的一个截面内OEM油路增压阀和OEM倒档增压阀在它们作用位置上的截面图；

图3是本发明增压阀总成的部分截面图，显示了其构造的细节；

图4A是本发明增压阀总成中阀套的纵向截面图；

图4B是本发明增压阀总成中阀套沿图4A中剖面线4B-4B的截面图；

图4C是本发明增压阀总成中阀套沿图4A中剖面线4C-4C的截面图；

图5A是本发明增压阀总成在阀体内处于闭合位置的一个纵向截面图

图5B是本发明增压阀总成在阀体内处于打开位置的一个纵向截面图

具体实施方式

图3显示的是本发明中经改进了的增压阀总成10。当前这款增压阀总成10，结合图1、3，说明如下。它是由一个PRN阀塞12，一个TS阀塞14，一个改进的阀套16和一个端塞18组成，它们经排列被安装在孔105内，作为对目前设计的主油路增压阀100和倒档增压阀200的一个直接OEM替换件。

在首选的具体装置中，PRN阀塞和TS阀塞12、14都是由依据美国材料实验协会(ASTM)规定的ASTM6262-T8/T9铝和6061-T6铝或其它适合此应用的材料制成。每个阀塞12、14都覆以一层坚硬的阳极电镀涂层，能产生每个表面+.0008/-.0004的加强，显著地减低了磨损和提高了服务寿命。

如图3所示，PRN阀塞12包含了一个弹簧导向直径20，其具有足够的大小以支撑在所显示位置的OEM隔离弹簧114(见图2)。弹簧导向直径20的终端20a有倒角，这能避免在安装过程中和隔离弹簧114的缠结，也能防止在循环过程中对弹簧114造成擦伤。弹簧导向直径20的另外一端和作为隔离弹簧114支持面的大直径22整体地连接在一起。在首选的具体装置中，大直径22包含至少一个预置深度的环形凹槽24。环形凹槽24在运作中充满了自动变速箱油(ATF)，其就能沿大直径22的圆周传送油压，因而当ATF涌入阀室时能避免阀塞12的边缘承载(即横向运动)。所以，环形凹槽24有效地使PRN阀塞12在阀套16内居中，显著地降低了在孔105(见图1)内区域“B”处的摩擦和磨损(见图2)。

大直径22经降压槽26连接至导向直径28，它们都处于同轴的位置上。导向直径28也作用于将阀塞12居中于阀套16内，并在其端面为TS阀塞14提供了一个接触表面。在首选的具体装置中，导向直径28比OEM的设计要缩短一些以补偿TS阀塞14已增加了的总体长度。

TS阀塞14基本是一个圆柱形装置，居于阀套16的中央沉孔32c(见图4)内。TS阀塞14其内部也包含了许多预置深度的环形凹槽24。它们在运行中充满了ATF以避免阀套16内的TS阀塞14边缘承载并使其居中定位，因而能降低摩擦和磨损。

TS阀塞14的总长如图3所示的L，比起目前主油路增压阀104有显著的增长，这是为了使TS阀塞14和配合的阀套16间的接触面积最大化，从而使渗漏的可能降到最低。增长了的TS阀塞14也允许了最大数量的环形凹槽24，它们能使阀塞14在阀套16内居中并抵抗上述的边缘承载。

由图中可见TS阀塞14在其两端表面各有球状的突起14a，14b。通常，球状突起14a，14b具有增加了的表面积，能提供最佳的ATF反应表面，改善了当前阀总成10的反应能力和准确性。此外，球状突起14a为ATF压力从TS阀塞14到PRN阀塞12的传递提供了一个接触表面。当球状突起14b接触到端塞18时，它也起到了阻止TS阀塞14的作用，并为从150处(见图2)TS油路进入的ATF提供了一个改善了的反应表面。

图4A到4C显示了当前的阀套16更详细的结构特性。阀套16与压力调节阀总成(图中未标识)同轴排列，它由4032-T651/T86铝制成。这种铝是经大量的实验后被选中的，它在阀塞12、14上和硬阳极表面涂层一起使用时显示了最佳的耐磨特性(符合美国军队的阳极电镀规范MIL-A-8625，III型，第2类)。

图4A中的阀套16由一个圆柱体30构成，圆柱体30含有一个具有多个沉孔32a，32b，32c和32d的中央孔32。这些沉孔的大小是分别为接受PRN阀塞12的大直径22和导向直径28、TS阀塞14和端塞18而匹配的。在首选的具体装置中，沉孔32b的轴长与OEM阀套16比起来有所增加，这是为了能为PRN阀塞12的导向直径28提供增强的支撑。阀套16也包括了许多围着其周边的ATF输送渠42，44和46，作为将ATF分别传递到PRN回路、低速1档回路170和扭矩信号回路150的管道。每个42、44和46渠道都包含许多预设在径向位置的油路进出孔45，它们贯穿套体30，使液体能和沉孔32a和32c交流，以增加阀运行过程中ATF的流量。

在首选的具体装置中，一排6个进出孔45相互以60度角为间距放射状的排列于渠道42、44和46内，如图4B所示。在这种结构中，ATF在主油路180(见图5A)压力下由渠道42、44和46传输至进出孔45，并进入阀套16的整个圆周以确保当前的阀塞12、14具有均匀的润滑，因而能降低上述在“A”和“B”区域的过早磨损(见图2)。

从图4C中并结合图1、3能清楚地看见，阀套体30也包含了一个固定夹孔50，这是为了使OEM固定夹109能重新插入端塞18的固定夹槽19。在首选的具体装置中，孔50的构造是穿过阀套16的侧壁而机加工出一对水平相对的槽50a和50b。

参考图5A和5B，可以描述本发明增压阀总成10的运行。本发明增压阀总成10通常在压力调节隔离弹簧114的作用力下处于其图5A所示的平衡位置。在强载荷情况下，比如换高速档时，增压阀总成10回应150处源于压力控制电磁线圈(图中未示)的TS油压。TS油压与发动机扭矩成正比，并对着压力调节隔离弹簧114的力推动增压阀总成10，如图5B所示。隔离弹簧114继续将TS油压产生的力施加于压力调节阀120上因而增加了它的输出。由此，当油门位置和发动机扭矩增加时，压力调节阀120会增加主油路180压力。当换高速档完成后主油路180压力恢复到其正常的操作水平，增压阀总成10也回到其平衡状态，正如图5A-5B中的方向箭头所示。还是参考图5A和5B，PRN阀塞12也由160处来自于手动阀(图中未示)的PRN油压和170处的低速档/1档油压所作用，当这些传动比级被选取时，将移向隔离弹簧114以驱动阀总成。这增加了停车档、倒档、空档和手动第1档的主油路180压力。

尽管未在图中具体示出，但可以看到所需额外的设备和结构组件会被提供，所有上述的组件会以一种合适的方式来排列和支持以形成一个完整的和可操作的、包含此项发明的特性的增压阀总成。

Claims (15)

1.一个增压阀总成，其中增压阀总成的油与自动变速箱阀体内许多液压回路相通，其特征在于：所述的增压阀总成包括，

一个置于阀体内的圆柱形阀套，与压力调节阀总成同轴排列；

一个扭矩信号阀塞置于所述的阀套内，与扭矩信号回路的油相通；所说的扭矩信号阀塞与现有的扭矩信号阀塞相比轴长有所增加，但增压阀总成的总体轴长并没有相应的增加；

一个与停车档/倒档/空档液压回路连通的停车档/倒档/空档阀塞，所述的停车档/倒档/空档阀塞被置于所述的扭矩信号阀塞和压力调节阀之间；

至少一个压缩弹簧被置于所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞之间且于它们处于同轴的排列位置，所述的压缩弹簧将所述的扭矩信号阀塞偏置于闭合位置，所述的扭矩信号阀塞在强载荷的情况下将所述的扭矩信号回路的油压所产生的力传递到压力调节阀。

2.如权利要求1所述的增压阀总成，其特征在于：所述的阀套包含了多个在预设的轴向位置上分布的周向渠道，这些位置对应所述阀体内的液压回路的位置，包括所述的扭矩信号液压回路和所述的停车档/倒档/空档液压回路，所述的周向渠道把液压油围绕所述阀套的周边传送。

3.如权利要求2所述的增压阀总成，其特征在于：至少有一个所述的周向渠道包含了多个进出孔，使液压油与所述的扭矩信号液压回路相互连通，所述的进出孔被置于所述至少一个周向渠道内预先设定的径向位置上以增加来自于所述的扭矩信号回路的油压流量进入所述的增压阀总成。

4.如权利要求3所述的增压阀总成，其特征在于：一排六个的油路进出孔以60度角的间距排列于所述的至少一个周向渠道内。

5.如权利要求2所述的增压阀总成，其特征在于：至少一个所述的周向渠道包含了多个油路进出孔与所述的停车档/倒档/空档液压回路形成液压油的连通，所述的油路进出口被置于至少一个周向渠道内预先设定的径向位置上，以增加来自于所述停车档/倒档/空档液压回路的油压流量进入所述的增压阀总成。

6.如权利要求5所述的增压阀总成，其特征在于：一排六个的油路进出孔以60度角的间距排列于所述的至少一个周向渠道内。

7.如权利要求1所述的增压阀总成，其特征在于：所述的扭矩信号阀塞包含多个等距相隔的沿周边的环形凹槽，所述的凹槽被用来在运行中保留一层润滑薄膜以帮助所述的阀塞在配合的孔内居中，从而避免所述阀塞的边缘承载。

8.如权利要求7所述的增压阀总成，其特征在于：所述的扭矩信号阀塞包含了一个在其第一个端面上形成的球形突起，这提供了一个与所述的扭矩信号油压有更大接触面积的反应表面。

9.如权利要求1所述的增压阀总成，其特征在于：所述的阀套是由符合ASTM4032-T651/T86规范的耐磨铝材料制成。

10.如权利要求9所述的增压阀总成，其特征在于：所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞的表面有一层硬阳极电镀涂层，涂层符合规范MIL-A-8625，III型，第2类。

11.一个改进的增压阀总成，现有的增压阀总成包含了一个响应扭矩信号回路液压的扭矩信号阀塞和一个响应来自于停车档/倒档/空档回路的停车档/倒档/空档液压的停车档/倒档/空档阀塞，所述的阀塞在阀套内端对端的与压力调节阀一起放置，其中改进的部分包括：

替换的扭矩信号阀塞与现有的扭矩信号阀塞相比轴长有所增加，但增压阀总成的总体轴长并没有相应的增加；

在所述阀套上有多个在预设的轴向位置上分布的周向渠道，这些位置对应所述扭矩信号液压回路的位置和所述停车档/倒档/空档液压回路的位置，所述的周向渠道把液压油环绕所述阀套的周边传送；

在每个所述的周向渠道内都含有一排油路进出孔与所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞形成液压油的连通，以增加来自于所述的扭矩信号回路和所述的停车档/倒档/空档回路的油压流量进入所述的增压阀总成。

12.如权利要求11所述的增压阀总成，其特征在于：所述的扭矩信号阀塞包含多个等距相隔的围绕其周边的环形凹槽，所述的凹槽在运行中被用来保留一层润滑薄膜以帮助所述的阀塞在配合的孔内居中，从而避免所述阀塞的边缘承载。

13.如权利要求12所述的增压阀总成，其特征在于：所述的扭矩信号阀塞包含了一个在其第一个端面上形成的球形突起，这提供了一个与所述的扭矩信号油压有更大接触面积的反应表面。

14.如权利要求11所述的增压阀总成，其特征在于：所述的阀套是由符合ASTM4032-T651/T86规范的耐磨铝材料制成。

15.如权利要求14所述的增压阀总成，其特征在于：所述的扭矩信号阀塞和所述的停车档/倒档/空档阀塞的表面有一层硬阳极电镀涂层，涂层符合规范MIL-A-8625，III型，第2类。

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