CN216478189U - 一种液压系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本文公开了一种液压系统和车辆。液压系统包括高压油路、冷却润滑油路和变速器，所述高压油路的第一端和所述冷却润滑油路的第一端均与所述变速器连通；所述高压油路上设置有控制阀，所述高压油路的位于所述控制阀上游的管段通过溢流阀与所述冷却润滑油路连通；所述溢流阀设置为将所述高压油路上高于设定值后的多余油液排入所述冷却润滑油路。通过单个电磁阀实现同时控制主油路压力和离合器压力，液压系统结构简单、能耗低、工作可靠性高、成本低。

Description

一种液压系统和车辆

技术领域

本申请涉及但不限于液压控制技术，特别是一种液压系统和车辆。

背景技术

液压控制系统由于较高的能量密度和控制稳定性被广泛地应用于各种变速器控制中，成为汽车变速器中的重要子系统。液压系统主要控制各离合器和制动器的结合、分离，以及传递扭矩的大小调节，同时给变速器各元件提供冷却润滑流量。

目前变速器中的液压系统，存在诸多问题：能耗较高、溢流损失大、结构复杂、工作可靠性低等。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种液压系统和车辆，结构简单、能耗低、工作可靠性高。

本申请实施例提供了一种液压系统，液压系统包括高压油路、冷却润滑油路和变速器，所述高压油路的第一端和所述冷却润滑油路的第一端均与所述变速器连通；所述高压油路上设置有控制阀，所述高压油路的位于所述控制阀上游的管段通过溢流阀与所述冷却润滑油路连通；所述溢流阀设置为将所述高压油路上高于设定值后的多余油液排入所述冷却润滑油路。

在一示例性实施例中，所述溢流阀包括阀体、阀芯和弹簧，所述阀芯和所述弹簧设置在所述阀体中；所述阀体上设置有溢流口；所述阀芯的两侧分别形成压力腔和弹簧腔，所述弹簧安装在所述弹簧腔中；所述压力腔与所述高压油路的位于所述控制阀上游的管段连通，所述弹簧腔与所述高压油路的位于所述控制阀下游的管段连通；所述溢流口与所述冷却润滑油路连通，所述阀芯在所述阀体内移动以开启或封闭所述溢流口。

在一示例性实施例中，还包括供油模块，所述高压油路的第二端和所述冷却润滑油路的第二端均与所述供油模块连通。

在一示例性实施例中，所述供油模块包括与所述高压油路的第二端连通的第一供油泵，以及与所述冷却润滑油路的第二端连通的第二供油泵。

在一示例性实施例中，所述供油模块还包括油箱，所述第一供油泵和所述第二供油泵的吸油口与所述油箱连通；所述第一供油泵及所述第二供油泵的吸油口处设置有吸油过滤器，和/或，所述油箱内设置有吸油过滤器。

在一示例性实施例中，所述第一供油泵和所述第二供油泵均为机械泵。

在一示例性实施例中，所述高压油路的位于所述控制阀下游的管段上设置有蓄能器。

在一示例性实施例中，所述设定值的压力大于所述控制阀下游管段的压力，且差值为P₀。

本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括前述的液压系统。

在一示例性实施例中，所述第一供油泵由所述变速器的输出端驱动，所述第二供油泵由发电机或发动机驱动。

本申请具有以下有益效果：

本申请实施例提供的液压系统，包括用于向变速器供油的高压油路和对系统进行冷却的冷却润滑油路，其中，高压油路通过溢流阀与冷却润滑油路单向导通，当高压油路上的压力高于设定值后，溢流阀开启，使高压油路上多余的油液进入冷却润滑油路中进行冷却，溢流压力为溢流阀自身的压力，溢流损失小，能耗低。此外，本申请实施例提供的液压系统结构相对简单，控制逻辑简洁，系统工作稳定性好。

本申请实施例提供的车辆，油耗较低，工作可靠性高，提高了用户的驾驶体验。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本申请实施例所述的液压系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的溢流阀的结构示意图。

图示说明：

1-冷却润滑油路，2-高压油路，21-控制阀，22-蓄能器，23-高压油路的位于控制阀上游的管段，24-高压油路的位于控制阀下游的管段，3-变速器，4-供油模块，41-第一供油泵，42-第二供油泵，43-油箱，44-吸油过滤器，5-溢流阀，51-阀体，511-溢流口，52-阀芯，53-弹簧，54-压力腔，55-弹簧腔。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

传统的变速器液压系统由单泵供油，能量消耗较高，在以节能减排为重要设计目标的新能源混合动力变速器中就不能体现其优势。对此，部分变速器采用双泵进行供油。

第一种方案是使用机械泵加电子泵供油的方案(如专利CN105864424B，CN108626391A)，通过电子泵的辅助供油可以较好地降低机械泵的排量进而降低液压系统的溢流损失，满足变速器液压系统在车辆高速和低速工况下对油泵供油的要求。但是该方案使用电子泵，系统成本高；且在低温环境下使用体验较差：由于油液粘度大，电子泵电机效率低，导致冷启动特性差。此外，由于电子泵直接给离合器控制回路供油，电机的存在使电子泵总效率较低，在高速巡航工况下节能效果不明显。

另一种方案是采用双联电子泵加大容量蓄能器供油的设计方案，典型的如大众DQ400e的系统，该系统采用双联电子泵，其中大排量的电子泵给系统冷却润滑供油，小排量的电子泵用于蓄能器充油，通过电机转速的精确控制以实现系统油液的按需供应，高速巡航时由蓄能器供油可以减少电子泵的溢流损失。但该方案的液压系统虽效率高但是成本也高，结构复杂。并且，由于蓄能器需要预充油，导致低温下系统初次启动响应慢。应用于单速混合动力变速器时，在不需要离合器结合的纯电和串联模式工况下，为了保证离合器可以随时结合，系统还要对蓄能器进行充油，由于蓄能器工作压力总要高于离合器最大工作压力，即使充蓄能器的泵排量很小也会带来较大的功率损失，而电子泵电机的使用也同样降低了整泵的效率。

本申请实施例提供了一种液压系统，如图1所示，液压系统包括高压油路2、冷却润滑油路1、和变速器3，高压油路2的第一端和冷却润滑油路1的第一端均与变速器3连通；高压油路2上设置有控制阀21，高压油路2的位于控制阀上游的管段23通过溢流阀5与冷却润滑油路1连通；溢流阀5设置为将高压油路2上高于设定值后的多余油液排入冷却润滑油路1。控制阀21可以是电磁阀，如：电磁比例压力控制阀。变速器3可以是混合动力变速器。

本申请实施例提供的液压系统，包括用于向变速器3供油的高压油路2和对系统进行冷却的冷却润滑油路1，其中，高压油路2通过溢流阀5与冷却润滑油路1单向导通，当高压油路2上的压力高于设定值后，溢流阀5开启，使高压油路2上多余的油液进入冷却润滑油路1中进行冷却，溢流压力为溢流阀5自身的压力，溢流损失小，能耗低。此外，本申请实施例提供的液压系统结构相对简单，控制逻辑简洁，系统工作稳定性好。

本申请实施例提供的液压系统，在实际应用于车辆上使用时，离合器压力和系统压力由单个电磁阀控制；当离合器接合后系统压力会跟随离合器控制压力的变化而变化，并且维持比离合器控制压力高出一定值，即：高压油路2的压力维持在设定值，高于设定值后的多余油液排入冷却润滑油路1中。在满足系统控制压力需求和响应要求的前提下，极大地降低了系统的溢流损失。该液压系统与现有其它系统相比，离合器压力和系统压力由一个电磁阀同时控制，软件控制逻辑简单、稳定性好、机械结构简单、成本低、易于调试和维护。

在一示例性实施例中，如图2所示，溢流阀5包括阀体51、阀芯52和弹簧53，阀芯52和弹簧53设置在阀体51中；阀体51上设置有溢流口511；阀芯52的两侧分别形成压力腔54和弹簧腔55，弹簧53安装在弹簧腔55中；压力腔54与高压油路2的位于控制阀上游的管段23连通，弹簧腔55与高压油路2的位于控制阀21下游的管段24连通；溢流口511与冷却润滑油路1连通，阀芯52在阀体51内移动以开启或封闭溢流口511。

压力腔54内油压＝弹簧53压力+弹簧腔55内油压，在高压油路2的位于控制阀上游的管段23上油压升高时，即压力腔54内油压升高，高压油路2的位于控制阀上游的管段23多余的油液会经溢流口511进入冷却润滑油路1中，使压力腔54内油压始终等于弹簧53压力与弹簧腔55内油压之和。在弹簧53压力保持不变的情况下，即实现了系统压力会跟随离合器控制压力的变化而变化，并且维持比离合器控制压力高出一定值，该一定值即是弹簧53的弹力。换言之，高压油路2的压力维持在设定值，高于设定值后的多余油液排入冷却润滑油路1中。

在一示例性实施例中，如图1所示，液压系统还包括供油模块4，高压油路2的第二端和冷却润滑油路1的第二端均与供油模块4连通。供油模块4包括与高压油路2的第二端连通的第一供油泵41，以及与冷却润滑油路1的第二端连通的第二供油泵42。第一供油泵41和第二供油泵42均为机械泵。

其中，第一供油泵41为小排量机械泵，第二供油泵42为大排量机械泵。共有模块采用使用机械泵进行供油，系统成本低；且在低温环境下使用体验较好：机械泵电机效率高，能够有效消除由于油液粘度大而导致冷启动特性差的问题。

在一示例性实施例中，如图1所示，供油模块4还包括油箱43，第一供油泵41和第二供油泵42的吸油口与油箱43连通；第一供油泵41及第二供油泵42的吸油口处设置有吸油过滤器44，和/或，油箱43内设置有吸油过滤器44。

第一供油泵41和第二供油泵42抽取油箱43内的油液进行高压控制及冷却等，在第一供油泵41和第二供油泵42之前设置有吸油过滤器44，以过滤油液中的杂质，避免损坏后续变速器3、离合器等设备，提高车辆的使用寿命。

在一示例性实施例中，如图1所示，高压油路2的位于控制阀21下游的管段24上设置有蓄能器22。

蓄能器22用于稳定离合器活塞腔压力。蓄能器22可以是弹簧53蓄能器22。

在一示例性实施例中，设定值的压力大于控制阀下游管段的压力，且差值为P₀。

溢流阀5在控制阀21无压力输出时，溢流阀5的压力大小为P₀，P₀为小压力值，P₀的具体数值可以根据系统需求调整弹簧力而改变。换言之，P₀的具体数值只由弹簧腔55的弹簧力决定。因此油液通过溢流阀5进入冷却润滑油路1的溢流损失小；当离合器接合时，其压力大小P由弹簧腔的弹簧力和离合器控制压力Pc共同决定，溢流阀5的压力随离合器控制阀21的输出压力Pc的变化而变化，此时P＝P₀+Pc。溢流阀5的压力始终保持比离合器控制压力高出小压力值P₀，既满足了离合器控制的供油压力要求又避免了过高的额外溢流损失。设定值对应的即是溢流阀5的压力。

P₀可以是3-5bar，即：高压油路2的位于控制阀21下游的管段24的压力，始终比高压油路2的位于控制阀上游的管段23的压力高3-5bar，既可以满足离合器使用压力的需求，又极大地降低了系统的溢流损失，进而提高液压系统的效率，降低功率消耗。

在实际应用中：当离合器不结合、系统工作在串联或者纯电模式时，控制阀21失电，高压油路2的位于控制阀上游的管段23的压力在高于设定值后排入冷却润滑油路1中，溢流压力为溢流阀5自身的压力，不会引起过多溢流损失，降低系统能耗。

具体地，在纯电工况下，系统的冷却润滑流量由设置在差速器端的第二供油泵42提供，其流量与车速正相关，通过合理选择第二供油泵42的排量和驱动转速可以使其流量刚好与驱动电机，其可以为P3电机，工作时冷却润滑流量需求相匹配。在串联模式下，由于发电机，其可以为P1电机，发电引起的额外流量需求由第二供油泵42提供，第二供油泵42的流量通过溢流阀5向冷却润滑油路1供油，离合器控制电磁阀失电，溢流压力为溢流阀5内弹簧53压缩引起的压力，故溢流损失小。第二供油泵42可以是小排量泵。

当离合器需要结合时，离合器控制电磁阀得电，溢流阀5的溢流口511关闭，系统压力升高；第二供油泵42给离合器控制回路供油，以满足系统快速响应的需求；离合器控制回路是指高压油路2的位于控制阀下游的管段24。

具体地，当车辆满足混合动力变速器3进入发动机直驱模式条件时，变速器3控制器发出离合器结合信号，电磁阀得电，离合器腔与系统高压回路接通，高压回路压力会瞬间降低，溢流阀5的溢流口511在弹簧53驱动阀芯52的作用下关闭；此时车速高，第二供油泵42的流量全部进入离合器控制回路预充离合器腔，满足离合器压力快速响应时对大流量的需求。当离合器腔预充完成后压力升高到一定值时，离合器腔已经充满油液并且活塞已把摩擦片压紧，溢流阀5的阀芯52移动使溢流口511打开，离合器所需压力大小由电磁阀的控制电流大小决定，离合器腔压力作为先导控制压力作用于溢流阀5的弹簧腔55，使系统上高压油路2的位于控制阀上游的管段23只比离合器腔压力高出溢流阀5弹簧53力引起的压力，既可以满足离合器传递扭矩所需压力，又不引起额外的损失。

当离合器完成结合后，控制压力升高到一定值，溢流阀5的溢流口511再次打开，溢流阀5压力随着离合器控制压力的变化而变化，且维持比离合器控制压力高3-5bar左右，既可以满足离合器使用压力的需求又不会带来过多的溢流损失，提高液压系统的效率，降低功率消耗。溢流口511的流量经油冷器冷却之后给系统润滑回路供油，满足系统冷却润滑的需求。

本申请实施例还提供了一种车辆，车辆包括前述的液压系统。

本申请实施例提供的车辆，油耗较低，工作可靠性高，提高了用户的驾驶体验。

在一示例性实施例中，第一供油泵41由变速器3的输出端驱动，第二供油泵42由发电机或发动机驱动。

第一供油泵41设置在变速器3的输出端，由差速器驱动，第一供油泵41的流量与车速正相关，通过合理选择第二供油泵42的排量和驱动转速可以使其流量刚好与驱动电机工作时冷却润滑流量需求相匹配。第二供油泵42由发电机或发动机驱动，能够为第二供油泵42提供较大的驱动力，以改善冷启动特性。

在本申请中的描述中，需要说明的是，“上”、“下”、“一端”、“另一端”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请描述的实施例是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。

本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的技术方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它技术方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的技术方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。

Claims (10)

1.一种液压系统，其特征在于包括高压油路、冷却润滑油路和变速器，所述高压油路的第一端和所述冷却润滑油路的第一端均与所述变速器连通；

所述高压油路上设置有控制阀，所述高压油路的位于所述控制阀上游的管段通过溢流阀与所述冷却润滑油路连通；

所述溢流阀设置为将所述高压油路上高于设定值后的多余油液排入所述冷却润滑油路。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述溢流阀包括阀体、阀芯和弹簧，所述阀芯和所述弹簧设置在所述阀体中；所述阀体上设置有溢流口；

所述阀芯的两侧分别形成压力腔和弹簧腔，所述弹簧安装在所述弹簧腔中；所述压力腔与所述高压油路的位于所述控制阀上游的管段连通，所述弹簧腔与所述高压油路的位于所述控制阀下游的管段连通；所述溢流口与所述冷却润滑油路连通，所述阀芯在所述阀体内移动以开启或封闭所述溢流口。

3.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，还包括供油模块，所述高压油路的第二端和所述冷却润滑油路的第二端均与所述供油模块连通。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，所述供油模块包括与所述高压油路的第二端连通的第一供油泵，以及与所述冷却润滑油路的第二端连通的第二供油泵。

5.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述供油模块还包括油箱，所述第一供油泵和所述第二供油泵的吸油口与所述油箱连通；

所述第一供油泵及所述第二供油泵的吸油口处设置有吸油过滤器，和/或，所述油箱内设置有吸油过滤器。

6.根据权利要求4所述的液压系统，其特征在于，所述第一供油泵和所述第二供油泵均为机械泵。

7.根据权利要求1至6中任一所述的液压系统，其特征在于，所述高压油路的位于所述控制阀下游的管段上设置有蓄能器。

8.根据权利要求1至6中任一所述的液压系统，其特征在于，所述设定值的压力大于所述控制阀下游管段的压力，且差值为P₀。

9.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一所述的液压系统。

10.根据权利要求9所述的车辆，其特征在于，所述液压系统为如权利要求4所述的液压系统；

所述第一供油泵由所述变速器的输出端驱动，所述第二供油泵由发电机或发动机驱动。

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