CN201184410Y - 液力机械式自动换挡系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液力机械式自动换挡系统。旨在克服AT的行星传动机构复杂、制造成本高和AMT的换挡冲击、起步控制难度大的问题。其由机械结构和自动控制系统组成。机械结构包括有液力变矩器总成(2)、湿式换挡主离合器(3)、换挡执行机构总成(5)、选挡执行机构总成(7)、多挡位平行轴式变速箱(9)和前箱体(12)。机械结构由泵轮盖(1)与曲轴(23)连接，其输出端由多挡位平行轴式变速箱(9)的第二轴(48)与汽车传动轴连接。自动控制系统由电控系统和液压控制系统组成。液压控制系统包括有提供压力油的摆线内啮合齿轮泵(11)、执行元件与控制元件；该系统包括四条控制回路。它更适合于大型越野车等类型的汽车。

Description

液力机械式自动换挡系统

技术领域

本实用新型涉及一种适用于汽车上的液力机械动力传动装置，更具体地说，它涉及的是一种液力机械式自动换挡系统。

背景技术

将由离合器和平行轴齿轮变速箱组成的汽车传动装置自动化的过程是继续发挥该装置成本低、效率高、结构简单等优势的必经之路，市场上相继出现了AT、AMT、CVT、DCT等各种类型的自动变速箱，下面分别予以介绍：

一.液力自动变速器(AT.Automatic Transmission)

液力自动变速器，其基本形式是液力变矩器与旋转轴式机械变速器的串联。这种液力自动变速器的主要优点有：

1.液力变矩器的自动适应性使其具有一定范围的无级变速及变矩能力，对外部负载有自动调节和适应性能，从根本上简化了操纵。

2.液力传动本身具有一定的减振性能，能够有效地降低传动系的尖峰载荷和扭转振动，延长了传动系的寿命。

3.汽车起步平稳，加速迅速、均匀、柔和。

4.提高了乘坐舒适性与行驶安全性。

5.车辆的通过性好。

目前AT是车辆自动变速器的主导产品。但AT的主要缺点是AT的行星传动机构复杂、制造成本高的问题和液力变矩器的效率低。为了以多挡化提高AT的效率，各大汽车公司都在开发6速或者更多速比的自动变速系统。

二.电控机械式自动变速器(AMT.Automated Manual Transmission)

电控机械式自动变速器是在原有固定轴式齿轮变速箱的基础上，把选挡、换挡、离合器及发动机油门的操纵控制自动化。与液力机械式自动变速器和机械式无级变速器相比，它具有如下的优点：

1.传动效率高；

2.结构简单成本低；

3.生产继承性好容易制造。

AMT是自动变速技术的一个重要发展方向，AMT在欧洲市场一直倍受青睐。由于受燃油经济性和排放法规的限制，欧洲各主要汽车制造商近两年来相继加大对AMT的研究开发力度，并陆续推出自己的产品。

三.机械式无级变速器(CVT.Continuous1y Variable Transmission)

机械式无级变速器克服了前两种自动变速器固有的齿轮传动比不连续和零件数量过多的缺点。由于CVT是摩擦传动，导致效率低，所使用的传动带或链制造技术难、加工精度要求较高，使用的材质要求更高，维修更是困难，此外，由于CVT能够传递的发动机转矩有限，比较适合发动机功率不大的轿车。

四.双离合器式自动变速器(DCT.Double Clutch Transmission)

双离合器式自动变速器(采用了两个离合器，两个离合器分别与两个输入轴相联接。它的主要特点是在换挡过程中，发动机的动力始终不断地被传递到车轮，这样的换挡过程为动力换挡。车辆实现了动力换挡，极大的提高换挡舒适性，同时也保证车辆具有良好的经济性，使车辆油耗和排放等方面有所改善。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是为了克服AT的行星传动机构复杂、制造成本高和AMT的换挡冲击、起步控制难度大的问题，提供了一种液力机械式自动换挡系统。液力机械式自动换挡系统不但具有AT的换挡平顺、起步性能好的优点，还具有AMT成本低、易于制造的优势。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案予以实现.液力机械式自动换挡系统由机械结构和自动控制系统组成。

所述的机械结构包括有由泵轮盖与液力变矩器所组成的液力变矩器总成、湿式换挡主离合器、换挡执行机构总成、选挡执行机构总成、多挡位平行轴式变速箱、前箱体和闭锁离合器。

前箱体的大瓢端螺栓固定在发动机的箱体上，前箱体的另一端螺栓固定在多挡位平行轴式变速箱的后箱体的输入端，曲轴、泵轮盖、涡轮轴、第一轴与第二轴分别借助于轴承依次首尾插装为转动连接，各件的回转轴线与曲轴的回转轴线共线，泵轮盖通过传动盘固定在曲轴(23)输出端的连接盘上，在泵轮盖右侧的闭锁离合器套装在涡轮轴上为花键连接，闭锁离合器的右侧安装有液力变矩器，液力变矩器是套装在涡轮轴与导轮座上，液力变矩器中的泵轮与泵轮盖周端的右侧面螺栓固定连接，在液力变矩器右侧的导轮座的左端面上安装有摆线内啮合齿轮泵，在导轮座的右侧安装有湿式换挡主离合器，湿式换挡主离合器是套装在涡轮轴与第一轴上，在多挡位平行轴式变速箱的后箱体的顶端螺栓固定安装有换挡执行机构总成，在后盖的顶端螺栓固定安装有选挡执行机构总成，机械结构的输出端由多挡位平行轴式变速箱的输出轴与汽车传动轴活动连接。

所述的自动控制系统包括有液压控制系统。

所述的液压控制系统包括有摆线内啮合齿轮泵，执行元件：液力变矩器、闭锁离合器油缸、湿式换挡主离合器操纵油缸、选挡油缸、换挡油缸)与控制元件。

该液压控制系统包括有四条控制回路：

第一条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵(11)，终端是安装在机械结构中的液力变矩器与闭锁离合器油缸，两端之间用控制元件和管路连接。

第二条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵，终端是安装在机械结构中的湿式换挡主离合器中的湿式换挡主离合器操纵油缸，两端之间用控制元件和管路连接。

第三条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵，终端是安装在机械结构中的选挡执行机构总成中的选挡油缸，两端之间用控制元件和管路连接。

第四条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵，终端是安装在机械结构中的换挡执行机构总成中的换挡油缸，两端之间用控制元件和管路连接。

技术方案中所述的湿式换挡主离合器是套装在涡轮轴与第一轴上是指：湿式换挡主离合器中的离合器壳花键毂套装在配油盘和涡轮轴右端上，离合器壳内的活塞借助于卡环与碟形弹簧固定在离合器壳的花键毂上，左右压盘借助于其周边的花键安装在离合器壳的内花键槽里，在离合器壳的右端面螺钉固定安装离合器盖，从动盘通过花键毂套装在第一轴上。

技术方案中所述的在后箱体的顶端螺栓固定安装有换挡执行机构总成，在后盖的顶端螺栓固定安装有选挡执行机构总成是指：换挡执行机构总成包括有换挡油缸、换挡执行机构与固定在拨叉轴上的轴套，换挡油缸中的活塞与换挡执行机构螺栓固定连接，换挡执行机构与轴套滑动配合连接。选挡执行机构总成包括有选挡油缸、选挡执行机构与安装在拨叉轴上的楔块，选挡油缸中的活塞与选挡执行机构螺栓固定连接，选挡执行机构与拨叉轴右端的楔块滑动配合连接。换挡执行机构总成的换挡执行机构移动轨迹与拨叉轴的回转轴线共存于垂直平面内，选挡执行机构总成的选挡执行机构移动轨迹与拨叉轴的回转轴线是空间垂直交叉。

技术方案中所述的第一条控制回路还包括有单向阀、压力调节电磁阀、压力调节阀、变矩器减压阀、闭锁电磁阀、水冷却器与润滑油路。

单向阀与摆线内啮合齿轮泵串接，单向阀的出口与压力调节电磁阀的P口和压力调节阀的进油口管路连接，压力调节电磁阀的A口与压力调节阀的控制油口管路连接，压力调节阀出油口与变矩器减压阀进油口管路连接，变矩器减压阀出油口与一节流阀串接，节流阀的出油口与闭锁电磁阀的P口管路连接，闭锁电磁阀的A口和B口分别与安装在闭锁离合器中的闭锁离合器油缸的输入口和安装在机械结构中的液力变矩器的输入口管路连接，液力变矩器的输出口管路连接水冷却器和润滑油路进口，水冷却器出口与油底壳管路连接。

所述的第二条控制回路还包括有主离合器电磁阀和缓冲器。

压力调节阀的出油口与主离合器电磁阀的P口管路连接，主离合器电磁阀的A口与缓冲器的接口和湿式换挡主离合器操纵油缸的接口管路连接，主离合器电磁阀的T口与油底壳管路连接。

所述的第三条控制回路还包括有1号选挡电磁阀和2号选挡电磁阀。

1号选挡电磁阀和2号选挡电磁阀的P口与压力调节阀的出油口管路连接，1号选挡电磁阀和2号选挡电磁阀的A口分别与选挡油缸左右进出油口管路连接，1号选挡电磁阀和2号选挡电磁阀的T口与油底壳管路连接。

所述的第四条控制回路还包括有1号换挡电磁阀和2号换挡电磁阀。

1号换挡电磁阀和2号换挡电磁阀的P口与压力调节阀的出油口管路连接，1号换挡电磁阀和2号换挡电磁阀的A口分别与换挡油缸左右进出油口管路连接，1号换挡电磁阀和2号换挡电磁阀的T口与油底壳管路连接。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.液力机械式自动换挡系统由于采用了具有柔性传动和扭矩放大功能的液力变矩器，很好地克服了AMT的在起步和换挡品质上的缺点，改善了起步性能和换挡品质；

2.液力机械式自动换挡系统在较好的路况和高速挡使用液力变矩器闭锁的方法很好地克服了AT效率低和燃油经济性比较差的缺点；

3.液力机械式自动换挡系统中电控单元根据传感器信息，实时地向相应电磁阀发出指令，通过对主离合器电磁阀、选挡电磁阀和换挡电磁阀的精确控制来实现选挡、换挡动作；

4.液力机械式自动换挡系统采用多挡位平行轴式变速箱，避免了行星齿轮加工工艺性差的缺点。因此，液力机械式自动换挡系统具有加工工艺性好、响应速度快与控制精度高的优点，液力机械式自动换挡系统更适合于大型越野车等类型的汽车。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是液力机械式自动换挡系统总体结构主视图上的全剖视图；

图2是液力机械式自动换挡系统中的前箱体总成结构在主视图上的全剖视图；

图3是液力机械式自动换挡系统中的湿式换挡主离合器总体结构主视图上的全剖视图；

图4是液力机械式自动换挡系统中的多挡位平行轴式变速箱总成与换挡执行机构总成和选挡执行机构总成结构关系在主视图上的剖视图；

图5是液力机械式自动换挡系统中的液压控制系统的液压传动原理图；

图6是液力机械式自动换挡系统中的液压控制系统与电控制系统的电--液传动示意框图；

图中：1.泵轮盖，2.液力变矩器总成，3湿式换挡主离合器，4.电磁阀，5.换挡执行机构总成，6.后箱体，7.选挡执行机构总成，8.后盖，9.多挡位平行轴式变速箱，10.液压控制阀板，11.摆线内啮合齿轮泵，12.前箱体，13.离合器壳，14.活塞，15.压盘，16.离合器盖，17.从动盘，18.花键毂，19.螺钉，20.卡环，21.碟形弹簧，22.油道，23.曲轴，24.传动盘，25.闭锁离合器，26.涡轮，27.导轮，28.泵轮，29.摆线泵1号输入齿轮，30.螺钉，31.涡轮轴，32.深沟球轴承，33.轴套，34.深沟球轴承，35.深沟球轴承，36.摆线泵2号输入齿轮，37.挡油盘，38.导轮座，39.滚针轴承，40.双头螺柱，41.启动齿圈，42.螺钉，43.深沟球轴承，44.第一轴，45.螺钉，46.滚针轴承，47.换挡执行机构，48.第二轴，49.拨叉轴，50.深沟球轴承，51.选挡执行机构，52.法兰，53.圆锥滚子轴承，54.中间轴，55.圆锥滚子轴承，56.螺钉，57.双头螺柱，58.深沟球轴承，59.配油盘，60.连接盘，LB.闭锁离合器油缸，LZ.湿式换挡主离合器操纵油缸，GX.选挡油缸，GH.换挡油缸，Q.液力变矩器，E.压力调节电磁阀，A1.闭锁电磁阀，D.主离合器电磁阀，B1.1号选挡电磁阀，B2.2号选挡电磁阀，C1.1号换挡电磁阀，C2.2号换挡电磁阀，G.变矩器减压阀，H.压力调节阀，X.单向阀，K.节流阀，I.缓冲器，F.水冷却器，J.润滑油路。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

参阅图1至图4，液力机械式自动换挡系统是由机械结构和自动控制系统两大部分所组成。

所述的机械结构部分包括有液力变矩器总成2、湿式换挡主离合器3、换挡执行机构总成5、选挡执行机构总成7、多挡位平行轴式变速箱9、前箱体12和闭锁离合器25等零部件。

液力变矩器总成2是由泵轮盖1与液力变矩器Q所组成。前箱体12是个整体式的箱体件，泵轮盖1、液力变矩器Q、湿式换挡主离合器3、摆线内啮合齿轮泵11与闭锁离合器25等零部件都安装在它的里面，集成化程度高，成为前箱体总成，前箱体12上还加工有纷繁复杂的油道代替了单独的管路连接。前箱体12的大瓢端用螺栓固定在发动机曲轴23伸出处的箱体上，前箱体12的另一端(右端的右端面，此处的右端、右端面和以后将要提到右侧、右侧面、左端、左端面等表示方位的词语都以各零部件在说明书附图的图1中所表示的安装位置为准)用螺栓固定在多挡位平行轴式变速箱9后箱体6的输入端口的左端面上，多挡位平行轴式变速箱9后箱体6的底端固定在汽车大梁上。发动机曲轴23输出端、泵轮盖1、涡轮轴31、第一轴44与第二轴48(即曲轴23输出端通过螺钉42连接的连接盘60与泵轮盖1之间、泵轮盖1与涡轮轴31之间、涡轮轴31与第一轴44和第一轴44与第二轴48之间)分别借助于深沟球轴承43、滚针轴承39、深沟球轴承32与滚针轴承46依次首尾插装为转动连接，各轴件的回转轴线与曲轴23的回转轴线共线，其中第一轴44采用深沟球轴承58安装在后箱体6左端箱体壁的轴孔中，第二轴48借助于深沟球轴承50安装在后箱体6右端箱体壁的轴孔中。泵轮盖1的周端通过螺钉42与传动盘24固定连接，传动盘24的中心端通过螺钉与连接盘固定在曲轴23的端面上，在泵轮盖1的右侧闭锁离合器25套装在涡轮轴31上为花键连接，闭锁离合器25的右侧安装有液力变矩器Q，液力变矩器Q是套装在涡轮轴31与导轮座38上，更具体地说，液力变矩器Q中的涡轮26套装在涡轮轴31上采用花键连接，如果涡轮26转动，涡轮轴31随同一起转动；液力变矩器Q中的导轮27和泵轮28是套装在导轮座38上(导轮座38是通过一个轴套33套装在涡轮轴31上，涡轮轴31在轴套33内动配合转动连接)成转动连接，如果泵轮28转动，不会带动涡轮轴31转动而只能在导轮座38上转动。液力变矩器Q中的泵轮28与泵轮盖1周端的右侧面螺栓固定连接，就是说发动机曲轴23转动，泵轮28随泵轮盖1一起转动。在液力变矩器总成2右侧的导轮座38的左端面上安装有摆线内啮合齿轮泵11，摆线泵1号输入齿轮29借助于轴承套装在导轮座38上，其左端面与泵轮28键连接，即泵轮28转动，摆线泵1号输入齿轮29同时转动，摆线泵1号输入齿轮29与安装在摆线内啮合齿轮泵11上的摆线泵2号输入齿轮36相啮合，发动机曲轴23一转动摆线内啮合齿轮泵11就为整个液压系统供油。在导轮座38的右侧安装有配油盘59与湿式换挡主离合器3，湿式换挡主离合器3是套装在配油盘59、涡轮轴31与第一轴44上，即湿式换挡主离合器3中的离合器壳13的花键毂套装在配油盘(与配油盘配装的离合器壳13的花键毂处是动配合的光滑孔)和涡轮轴31加工有花键的右端，与从动盘17铆接在一起的花键毂18套装在第一轴44上。离合器壳13内的活塞14借助于卡环20与碟形弹簧21固定在离合器壳13花键毂上，活塞14的左端经油道22进压力油后向右移动，活塞14的左端排油后，活塞14在碟形弹簧21的作用下复位，左右压盘15借助于其周边的花键安装在离合器壳13的内花键槽里，在离合器壳13的右端面螺钉固定安装离合器盖16，防止左右压盘15在离合器壳13内轴向向右移动。在多挡位平行轴式变速箱9后箱体6的顶端螺栓固定安装有换挡执行机构总成5，换挡执行机构总成5包括有换挡油缸GH、换挡执行机构47与固定在拨叉轴49上的轴套。换挡油缸GH中的活塞与换挡执行机构47螺栓固定连接，换挡执行机构47与固定在拨叉轴49上的轴套的环形槽滑动连接，拨叉轴49上固定有与同步器滑动连接的三套拨叉。换挡执行机构47移动轨迹(也是换挡油缸GH中活塞的移动轨迹)与拨叉轴49的回转轴线共存于垂直平面内。换挡油缸GH中的活塞左右移动，使得换挡执行机构47左右移动，换挡执行机构47左右移动使得拨叉轴49左右移动，从而带动拨叉移动达到换挡的目的。在后盖8的顶端螺栓固定安装有选挡执行机构总成7，选挡执行机构总成7包括有选挡油缸GX、选挡执行机构51与安装在拨叉轴49上的楔块。选挡油缸GX中的活塞与选挡执行机构51螺栓固定连接，选挡执行机构51与固定在拨叉轴49右端的楔块滑动连接。选挡油缸GX中活塞的移动轨迹与拨叉轴49的回转轴线是空间垂直交叉。如果换挡油缸GH中的活塞是左右移动，那么选挡油缸GX中的活塞为前后移动，如果选挡油缸GX中的活塞前后移动，通过选挡执行机构51带动拨叉轴49向前或者向后转动一个角度，那么就可以使固定在拨叉轴49上的三套拨叉中的某个拨叉处于工作状态，当拨叉轴49移动时，处于工作状态的拨叉使其所对应的齿轮组脱开或啮合。机械结构的输出端由多挡位平行轴式变速箱9的输出轴即第二轴48的输出端与汽车传动轴活动(万向节)连接。

参阅图5与图6，所述的自动控制系统是由液压控制系统和电控系统组成。

所述的液压控制系统包括有摆线内啮合齿轮泵11，执行元件：液力变矩器Q、闭锁离合器油缸LB、湿式换挡主离合器操纵油缸LZ、选挡油缸GX与换挡油缸GH和控制元件：压力调节电磁阀E、闭锁电磁阀A1、主离合器电磁阀D、1号选挡电磁阀B1、2号选挡电磁阀B2、1号换挡电磁阀C1、2号换挡电磁阀C2、变矩器减压阀G、压力调节阀H、单向阀X、节流阀K、缓冲器I、水冷却器F与润滑油路J。

为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵11、执行元件和控制元件共组成四条控制回路，现分述如下：

第一条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵11，终端是安装在机械结构中的液力变矩器Q和闭锁离合器油缸LB，两端之间采用的控制元件有单向阀X、压力调节电磁阀E、压力调节阀H、变矩器减压阀G与闭锁电磁阀A1，再加上水冷却器F与润滑油路J。

单向阀X与摆线内啮合齿轮泵11采用管路串接，单向阀X的出口与压力调节电磁阀E的P口和压力调节阀H的进油口管路连接，压力调节电磁阀E的A口与压力调节阀H的控制油口管路连接，压力调节阀H出油口与变矩器减压阀G进油口管路连接，变矩器减压阀G出油口与一节流阀K采用管路串接，节流阀K的出油口与闭锁电磁阀A1的P口管路连接，闭锁电磁阀A1的A口和B口分别与安装在闭锁离合器中的闭锁离合器油缸LB的输入口和安装在机械结构中的液力变矩器Q的输入口管路连接，液力变矩器Q的输出口管路连接水冷却器F和润滑油路J进口，水冷却器F出口与油底壳管路连接。

第二条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵11，终端是安装在机械结构中的湿式换挡主离合器3中的湿式换挡主离合器操纵油缸LZ，两端之间采用的控制元件有主离合器电磁阀D，再加上缓冲器I。

主离合器电磁阀D的P口与压力调节阀H的出油口管路连接，主离合器电磁阀D的A口与缓冲器I的接口和湿式换挡主离合器操纵油缸LZ的接口管路连接，主离合器电磁阀D的T口与油底壳管路连接。

第三条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵11，终端是机械结构中的选挡执行机构总成7中的选挡油缸GX，两端之间采用的控制元件有1号选挡电磁阀B1和2号选挡电磁阀B2。

1号选挡电磁阀B1和2号选挡电磁阀B2的P口与压力调节阀H的出油口管路连接，1号选挡电磁阀B1和2号选挡电磁阀B2的A口分别与选挡油缸GX左右进出油口管路连接，1号选挡电磁阀B1和2号选挡电磁阀B2的T口与油底壳管路连接。

第四条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵11，终端是机械结构中的换挡执行机构总成5中的换挡油缸GH，两端之间采用的控制元件有1号换挡电磁阀C1和2号换挡电磁阀C2。

1号换挡电磁阀C1和2号换挡电磁阀C2的P口与压力调节阀H的出油口管路连接，1号换挡电磁阀C1和2号换挡电磁阀C2的A口分别与换挡油缸GH左右进出油口管路连接，1号换挡电磁阀C1和2号换挡电磁阀C2的T口与油底壳管路连接。

所述的电控系统包括有嵌入自编计算机程序的电控单元TCU，包括有发动机转速传感器、发动机扭矩传感器、油门开度传感器、加速踏板传感器、挡位信号传感器、涡轮转速传感器、离合器压力传感器、输入轴转速传感器、车速传感器、选挡位置传感器、换挡位置传感器与温度传感器等信号提取元件，液压控制系统所包括的压力调节电磁阀E、闭锁电磁阀A1、主离合器电磁阀D、选挡电磁阀B1、选挡电磁阀B2、换挡电磁阀C1与换挡电磁阀C2组成。电控单元TCU上的输入接口与输出接口分别和上述的各类传感器、各类开关与显示仪表、各类电磁阀连接，即可组成一个完整的电控系统。

液力机械式自动换挡系统的工作原理：

在工作过程中，液力变矩器Q是充满由摆线内啮合齿轮泵11提供的压力为1.5MPa的自动变速箱油(ATF)，它接受由发动机输出的动力，通过自动控制系统使湿式换挡主离合器3结合，把动力传递到多挡位平行轴式变速箱9的中间轴54，按照选挡执行机构总成7、换挡执行机构总成5选定的挡位，把动力传递到多挡位平行轴式变速箱9的第二轴48即输出轴输出。

在换挡过程中，自动控制系统使得湿式换挡主离合器3分离，切断动力传输，自动控制系统根据传感器提取的车速和油门开度两个参数，确定需要的挡位。电控单元TCU根据需要的挡位，控制选挡电磁阀B1、选挡电磁阀B2、换挡电磁阀C1、换挡电磁阀C2之间的逻辑动作，促使选挡油缸GX、换挡油缸GH相应动作而选择挡位。选定挡位后自动控制系统使得湿式换挡主离合器3结合，使车辆按照新选定的挡位运行。在选挡与换挡控制过程中，液力变矩器处于解锁状态，主要是对湿式换挡主离合器操纵油缸LZ、选挡油缸GX与换挡油缸GH的控制，再细述如下：

1.湿式换挡主离合器3分离控制过程

电控单元TCU根据车辆的运行情况，控制主离合器电磁阀D的阀芯运动，当主离合器电磁阀D的右位接通即A口与T口接通时，湿式换挡主离合器操纵油缸LZ中的液压油经主离合器电磁阀D的T口泄回油箱，此时湿式换挡主离合器3分离。

2.湿式换挡主离合器3结合控制过程

电控单元TCU控制主离合器电磁阀D的阀芯运动，主离合器电磁阀D的左位接通即P口与A口接通时，油底壳中的液压油经过滤器进入摆线内啮合齿轮泵11，经主离合器电磁阀D的A口为湿式换挡主离合器操纵油缸LZ提供1.5MPa的压力油，此时离合器结合，将发动机的动力传给多挡位平行轴式变速箱9的第二轴48即输出轴输出。

3.选挡缸向右(后)运动控制过程

电控单元TCU控制选挡电磁阀B1与选挡电磁阀B2的动作，当选挡电磁阀B1的P口与A口接通(选挡电磁阀B 1工作在左位)、选挡电磁阀B2的A口与T口接通时(选挡电磁阀B2工作在右位)，油底壳中的液压油经过滤器进入摆线内啮合齿轮泵11，经压力调节阀H调节压力后经选挡电磁阀B1的P口与A口为选挡油缸GX的左端提供压力为1.5Mpa的液压油，选挡油缸GX的右端的液压油通过选挡电磁阀B2的A口与T口泄油，活塞杆向右(后)运动。

4.选挡油缸向左(前)运动控制过程

电控单元TCU控制选挡电磁阀B1与选挡电磁阀B2的动作，当选挡电磁阀B1的A口与T口接通(选挡电磁阀B1工作在右位)，选挡电磁阀B2的P口与A口接通(选挡电磁阀B2工作在左位)，选挡油缸GX的右端由选挡电磁阀B2的P口与A口提供压力为1.5Mpa的液压油，选挡油缸GX的左端的液压油通过选挡电磁阀B1的A口与T口泄油，活塞杆向左(前)运动。

5.换挡油缸向右运动控制过程

电控单元TCU控制换挡电磁阀C1与换挡电磁阀C2的动作，当换挡电磁阀C1的P口与A口接通(换挡电磁阀C1工作在左位)，换挡电磁阀C2的A口与T口接通(换挡电磁阀C2工作在右位)，油底壳中的液压油经过滤器进入摆线内啮合齿轮泵11，经压力调节阀H再经换挡电磁阀C1的P口与A口为换挡油缸GH的左端提供压力为1.5Mpa的液压油，换挡油缸GH的右端通过换挡电磁阀C2的A口与T口泄油，活塞杆向右运动。

6.换挡油缸向左运动控制过程

电控单元TCU控制换挡电磁阀C1与换挡电磁阀C2的动作，当换挡电磁阀C1的A口与T口接通(换挡电磁阀C1工作在右位)，换挡电磁阀C2的P口与A口接通(换挡电磁阀C2工作在左位)，换挡油缸GH的右端由换挡电磁阀C2的P口与A口提供压力为1.5Mpa的液压油，换挡油缸GH的左端的液压油通过换挡电磁阀C1的A口与T口泄油，活塞杆向左运动。

电控单元TCU通过控制闭锁电磁阀A1阀芯的工作位置，可以实现闭锁离合器的闭锁与解锁。

车辆在低速挡行驶或处于换挡过程时，闭锁电磁阀A1的左边接通(闭锁电磁阀A1工作在左位)，即P口与A口接通时，油底壳中的液压油经过滤器进入摆线内啮合齿轮泵11，经压力调节阀H调节压力后进入变矩器减压阀G，经闭锁电磁阀A1的P口与A口，再经闭锁离合器25为液力变矩器Q提供1.5MPa的压力油，同时，液力变矩器Q中的压力油在泄油口经水冷却器F后流回油箱。这样就充分发挥了变矩器柔性传动动力的优点，有效的改善了车辆的行驶性能。

车辆在高速挡行驶于较好路况的情况下，当车速达到一定数值时，电控单元TCU控制闭锁电磁阀A1的动作，使得闭锁电磁阀A1右边接通，即P口与B口接通时，油底壳中的液压油经过滤器进入摆线内啮合齿轮泵11，经压力调节阀H调节压力后进入变矩器减压阀G，再经闭锁电磁阀A1的P口与B口为液力变矩器Q提供1.5MPa的压力油，此时1.5MPa的压力油使得闭锁离合器25闭锁。同时，液力变矩器Q中的压力油在泄油口经水冷却器F后流回油箱。

闭锁离合器25的闭锁，大大提高了传动系统的效率，解决了液力变矩器Q效率较低的缺点。从而使得我们设计的液力机械式自动换挡系统不仅能够利用变矩器柔性传动和扭矩放大功能，改善起步、换挡控制品质，提高行车舒适性、安全性和通过性，同时具有电控机械式自动变速箱成本低、易于制造等优点。

Claims (4)

1.一种液力机械式自动换挡系统，其特征在于，液力机械式自动换挡系统由机械结构和自动控制系统组成；

所述的机械结构包括有由泵轮盖(1)与液力变矩器(Q)所组成的液力变矩器总成(2)、湿式换挡主离合器(3)、换挡执行机构总成(5)、选挡执行机构总成(7)、多挡位平行轴式变速箱(9)、前箱体(12)和闭锁离合器(25)；

前箱体(12)的大瓢端螺栓固定在发动机的箱体上，前箱体(12)的另一端螺栓固定在多挡位平行轴式变速箱(9)的后箱体(6)的输入端，曲轴(23)、泵轮盖(1)、涡轮轴(31)、第一轴(44)与第二轴(48)分别借助于轴承依次首尾插装为转动连接，各件的回转轴线与曲轴(23)的回转轴线共线，泵轮盖(1)通过传动盘(24)固定在曲轴(23)输出端的连接盘(60)上，在泵轮盖(1)右侧的闭锁离合器(25)套装在涡轮轴(31)上为花键连接，闭锁离合器(25)的右侧安装有液力变矩器(Q)，液力变矩器(Q)是套装在涡轮轴(31)与导轮座(38)上，液力变矩器(Q)中的泵轮(28)与泵轮盖(1)周端的右侧面螺栓固定连接，在液力变矩器(Q)右侧的导轮座(38)的左端面上安装有摆线内啮合齿轮泵(11)，在导轮座(38)的右侧安装有湿式换挡主离合器(3)，湿式换挡主离合器(3)是套装在涡轮轴(31)与第一轴(44)上，在多挡位平行轴式变速箱(9)的后箱体(6)的顶端螺栓固定安装有换挡执行机构总成(5)，在后盖(8)的顶端螺栓固定安装有选挡执行机构总成(7)，机械结构的输出端由多挡位平行轴式变速箱(9)的输出轴与汽车传动轴活动连接；

所述的自动控制系统包括有液压控制系统；

所述的液压控制系统包括有摆线内啮合齿轮泵(11)，执行元件：液力变矩器(Q)、闭锁离合器油缸(LB)、湿式换挡主离合器操纵油缸(LZ)、选挡油缸(GX)、换挡油缸(GH)与控制元件；

该液压控制系统包括有四条控制回路：

第一条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵(11)，终端是安装在机械结构中的液力变矩器(Q)与闭锁离合器油缸(LB)，两端之间用控制元件和管路连接；

第二条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵(11)，终端是安装在机械结构中的湿式换挡主离合器(3)中的湿式换挡主离合器操纵油缸(LZ)，两端之间用控制元件和管路连接；

第三条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵(11)，终端是安装在机械结构中的选挡执行机构总成(7)中的选挡油缸(GX)，两端之间用控制元件和管路连接；

第四条控制回路的起端是为整个液压控制系统提供压力油的摆线内啮合齿轮泵(11)，终端是安装在机械结构中的换挡执行机构总成(5)中的换挡油缸(GH)，两端之间用控制元件和管路连接。

2.按照权利要求1所述的液力机械式自动换挡系统，其特征在于，所述的湿式换挡主离合器(3)是套装在涡轮轴(31)与第一轴(44)上是指：湿式换挡主离合器(3)中的离合器壳(13)花键毂套装在配油盘(59)和涡轮轴(31)右端上，离合器壳(13)内的活塞(14)借助于卡环(20)与碟形弹簧(21)固定在离合器壳(13)的花键毂上，左右压盘(15)借助于其周边的花键安装在离合器壳(13)的内花键槽里，在离合器壳(13)的右端面螺钉固定安装离合器盖(16)，从动盘(17)通过花键毂(18)套装在第一轴(44)上。

3.按照权利要求1所述的液力机械式自动换挡系统，其特征在于，所述的在后箱体(6)的顶端螺栓固定安装有换挡执行机构总成(5)，在后盖(8)的顶端螺栓固定安装有选挡执行机构总成(7)是指：

换挡执行机构总成(5)包括有换挡油缸(GH)、换挡执行机构(47)与固定在拨叉轴(49)上的轴套，换挡油缸(GH)中的活塞与换挡执行机构(47)螺栓固定连接，换挡执行机构(47)与轴套滑动配合连接；

选挡执行机构总成(7)包括有选挡油缸(GX)、选挡执行机构(51)与安装在拨叉轴(49)上的楔块，选挡油缸(GX)中的活塞与选挡执行机构(51)螺栓固定连接，选挡执行机构(51)与拨叉轴(49)右端的楔块滑动配合连接；

换挡执行机构总成(5)的换挡执行机构(47)移动轨迹与拨叉轴(49)的回转轴线共存于垂直平面内，选挡执行机构总成(7)的选挡执行机构(51)移动轨迹与拨叉轴(49)的回转轴线是空间垂直交叉。

4.按照权利要求1所述的液力机械式自动换挡系统，其特征在于，所述的第一条控制回路还包括有单向阀(X)、压力调节电磁阀(E)、压力调节阀(H)、变矩器减压阀(G)、闭锁电磁阀(A1)、水冷却器(F)与润滑油路(J)；

单向阀(X)与摆线内啮合齿轮泵(11)串接，单向阀(X)的出口与压力调节电磁阀(E)的P口和压力调节阀(H)的进油口管路连接，压力调节电磁阀(E)的A口与压力调节阀(H)的控制油口管路连接，压力调节阀(H)出油口与变矩器减压阀(G)进油口管路连接，变矩器减压阀(G)出油口与一节流阀(K)串接，节流阀(K)的出油口与闭锁电磁阀(A1)的P口管路连接，闭锁电磁阀(A1)的A口和B口分别与安装在闭锁离合器中的闭锁离合器油缸(LB)的输入口和安装在机械结构中的液力变矩器(Q)的输入口管路连接，液力变矩器(Q)的输出口管路连接水冷却器(F)和润滑油路(J)进口，水冷却器(F)出口与油底壳管路连接；

所述的第二条控制回路还包括有主离合器电磁阀(D)和缓冲器(I)；

压力调节阀(H)的出油口与主离合器电磁阀(D)的P口管路连接，主离合器电磁阀(D)的A口与缓冲器(I)的接口和湿式换挡主离合器操纵油缸(LZ)的接口管路连接，主离合器电磁阀(D)的T口与油底壳管路连接；

所述的第三条控制回路还包括有1号选挡电磁阀(B1)和2号选挡电磁阀(B2)；

1号选挡电磁阀(B1)和2号选挡电磁阀(B2)的P口与压力调节阀(H)的出油口管路连接，1号选挡电磁阀(B1)和2号选挡电磁阀(B2)的A口分别与选挡油缸(GX)左右进出油口管路连接，1号选挡电磁阀(B1)和2号选挡电磁阀(B2)的T口与油底壳管路连接；

所述的第四条控制回路还包括有1号换挡电磁阀(C1)和2号换挡电磁阀(C2)；

1号换挡电磁阀(C1)和2号换挡电磁阀(C2)的P口与压力调节阀(H)的出油口管路连接，1号换挡电磁阀(C1)和2号换挡电磁阀(C2)的A口分别与换挡油缸(GH)左右进出油口管路连接，1号换挡电磁阀(C1)和2号换挡电磁阀(C2)的T口与油底壳管路连接。

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