专利名称：控制液力缓速器的阀组及方法以及包括该阀组的液力自动缓速器的制作方法
控制液力缓速器的阀组及方法以及包括该阀组的液力自动缓速器技术领域：
本发明涉及汽车技术领域，特别涉及一种控制液力缓速器的阀组及方法以及包括该阀组的液力自动缓速器。背景技术：
商用车辆及工程车辆经常工作于不同的道路环境下，随着当今动力系统能力的提升，商用车辆的载重越来越大、行驶车速越来越高，但是现有车辆的尺寸及制动鼓与轮胎的直径都无所变化，这给商用车辆的制动系统带来了更高的要求。对于客车等商用车辆随着人们对安全的日益重视，除行车制动外的辅助制动装置的安装也越发必要。
辅助制动装置(液力缓速器)作为车辆的辅助制动系统部件，又称第三制动系统，它通过作用于传动系统而减轻原车制动系统摩擦片的负荷，使车辆均匀减速，以提高车辆制动系统的可靠性，延长制动系统的使用寿命，并能由此而大幅度降低车辆使用成本。现有的汽车液力缓速器，依靠工作轮内液流的作用将车辆的动能转化为液体的热能，再通过冷却器散热的方式实现车辆制动。根据液力缓速器工作腔的形状和叶片的形状和角度，以及整个油路的情况决定了液力缓速器的内特性。
如今液力缓速器大多采用与自动变速箱集成在一起的做法，部分或完全的利用变速箱的油泵提供缓速器所需油液，这样液力缓速器可使用自动变速器的润滑油液，并且可利用变速器散热器进行散热。通过这样的设计可以达到很高的集成效果。使得自动变速器的设计可实现模块化、多功能化。由于现今液力缓速器也都发展成电控技术，液力缓速器与液力变矩器都属液力传动元件，其控·制、阀组元件、执行元件等多为相似。所以如能将液力缓速器集成于液力自动变速器上其增加的成本很小。液力缓速器可使用或部分使用液力自动变速器的油泵、蓄能器、复杂油道、压力传感器、控制阀体、控制器等部件。
现有的集成于液力自动变速器的液力缓速器多采用与控制液力自动变速器中的离合器相似的多边节流阀来控制是否向液力缓速器工作腔内充液使其工作，也就是利用换向阀的原理来工作。但是由于液力缓速器的工作腔容积比较大，而且其工作与不工作时工作腔内充液量相差很大，如果利用液力自动变速器的油泵进行供油那势必将油泵做的非常大。在如今非常重视油耗的情况下，一般来说要减少油泵的体积，减少油泵损耗，这就与液力缓速器工作急需大流量工作液充入工作腔来快速工作相违背。
如果利用现有油泵直接为液力缓速器进行工作充油，那么会使整个液力自动变速器的油压瞬间降低，液力自动变速器的所有离合器将失去压力，液力缓速器的启动工作也将很慢。离合器失压后再次结合会带来很大的冲击，这种失压是不受电控系统控制的，势必会造成很大的冲击。影响换挡和使用液力缓速器中的整车平顺性。
为解决上述问题，现有技术都是在液力缓速器进油油道上加装一个蓄能器(储油罐)，该蓄能器平时储存油液，当缓速器需要工作时其利用气压或者其他形式能量将储存的油液瞬间打入工作腔内。这样液力缓速器就可以立刻形成工作循环，并且不会形成瞬间的空腔，影响整个液力自动变速器的油压系统，使其能够保证平稳的工作压力，防止造成瞬间离合器压力降低、混乱的情况。
但是这种方式需要给液力自动变速器加装一个蓄能器与控制其的动力管路及控制开关，这为原本就非常复杂的液力自动变速器增加了难度，也增加了故障点。
为了克服以上所述的问题，本发明希望能够在不加装蓄能器及其控制动力管路与开关的情况下，仅依靠对换向阀芯与各油路的合理设计来实现即能形成为液力缓速器快速充液，又能实现液力缓速器工作与否的换向阀的功能。
本发明就是旨在解决以上的一个或多个问题。
发明内容
本发明提供了一种控制液力缓速器的阀组及方法以及包括该阀组的液力自动缓速器，通过对换向阀芯与各油路的合理设计来实现既能形成为液力缓速器快速充液，又能实现液力缓速器工作与否的换向阀的功能。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
一种控制液力缓速器的液压阀组，包括壳体、阀芯、活塞、第一弹簧、第二弹簧，以及导杆；所述阀芯置于壳体内，第二弹簧套在导杆上，且第二弹簧的一端与导杆的尾部相接，第二弹簧的另一端与阀芯的内孔面相接；所述第一弹簧置于导杆与活塞之间；所述阀芯通过弹簧的弹力以及油压产生的压力之间的平衡而定位，用来调节油量大小以及液力缓速器的内特性。
作为本发明的优选实施例，所述第一弹簧的弹性模量是第二弹簧的弹性模量的3倍以上。
作为本发明的优选实施例，所述外壳的内壁开设有多条油路，分别为泄压油路Y1、液力缓速器出油路Y2、机油冷却器进油油路Y3、油泵出油油路Y4、液力缓速器进油油路Y5、机油冷却器出油油路Y6、液力自动变速器的润滑油路Y7、液力缓速器控制油路Y8 ;所述阀芯的外周开设有多个槽道，每个槽道绕阀芯一周且槽道间隔设置，所述槽道保证A〈D1〈B，其中，Dl:当电磁阀向控制油路输出初始油压P，该初始油压P所产生的压力克服第二弹簧的力但无法克服第一弹簧的力时，第二弹簧的压缩量;A:机油冷却器进油路Y3与液力缓速器出油油路Y2的最小密封距离；B:油泵出油油路Y4与液力缓速器出油油路Y3的最小间隙。
作为本发明的优选实施例，所述活塞的一端连接第一弹簧，另一端通过螺堵密封，所述活塞与螺堵接触的一面为弧面，且活塞与螺堵为点接触。
作为本发明的优选实施例，所述阀芯与活塞在外壳内形成有第一阻尼腔Q1，所述阀芯与导杆在外壳内形成有第二阻尼腔Q2，第一弹簧和第二弹簧分别容置在第一阻尼腔和第二阻尼腔内，所述阀芯分别在第一阻尼腔和第二阻尼腔的相应位置设置有节流孔以减少阀芯运动过程中的冲击。
作为本发明的优选实施例，所述阀芯与外壳接触的表面设置有多个槽，该槽绕阀芯一周O
所述阀芯在相 邻油路之间设置有节流用的导槽，以减少阀芯移动时油液产生的冲击，使换向平稳。
一种控制上述液力缓速器的阀组的方法，当电磁阀向控制油路输出初始油压P，该初始油压P产生的压力克服第二弹簧的力但无法克服第一弹簧的力时，由油泵出来的油液以非常快的速度对液力缓速器进行快速充油，快速充油后，液力缓速器进入正常工作循环。作为本发明的优选实施例，快速充油的具体方法为:当电磁阀向控制油路输出初始油压P，该初始油压P产生的压力克服第二弹簧的力但无法克服第一弹簧的力时，阀芯只能移动Dl距离，且A〈D1〈B，其中，Dl为第二弹簧的压缩量，A为机油冷却器进油路Y3与液力缓速器出油油路Y2的最小密封距离，B为油泵出油油路Y4与液力缓速器出油油路Y3的最小间隙；由此，密封液力缓速器出油油路Y2与机油冷却器进油路Y3的环带消失，二者之间存在一个通道，这样，通过液力缓速器出油油路Y2实现对液力缓速器的快速充油；使液力缓速器进入正常的稳定工作状态的具体方法为:液力自动变速器的控制器通过电磁阀加大作用于阀芯上的控制压力，该控制压力所产生的压力使得阀芯移动，阀芯移动使得第一弹簧被压缩，此时，油液经由液力缓速器出油油路Y2由机油冷却器进油油路Y3引向机油冷却器，冷却后的油液经由机油冷却器出油油路Y6进入液力缓速器的进油油路Y5，与此同时，油泵出油油路Y4也连通液力缓速器进油油路Y5。一种包括所述阀组的液力自动缓速器，所述液力缓速器包括由定子轮和转子轮形成的工作腔以及控制工作腔内油液工作的阀组，油液在工作腔内形成液力循环圆，所述液力缓速器的工作过程包括反向充液阶段和正常工作阶段，在反向充液阶段，所述油液从循环圆的外环进行充油；在正常工作阶段，所述油液从循环圆的内环进行进油，从外环进行出油。
与现有技术相比，本发明至少具有以下优点:本发明阀组的阀芯是通过力的平衡而定位，如此，可以使得液力缓速器在换向的过程中先由液力缓速器出油口充油，形成循环圆与压力场，而后变换进油口，由液力缓速器进油口向已形成液力循环的工作腔内部充油，由液力缓速器的出油口向外排油，如此，利用前一阶段形成的液力循环场连续工作。因此，本发明阀组的涉及可以去除普遍配装的快速充油系统。
图1为本发明阀组去掉外壳后的立体分解示意图。图2为本发明阀组去掉外壳后的部分组装示意图。图3为本发明阀组去掉外壳后的剖视图。图4为本发明阀组的剖视图。图5为图4视图中的阀芯移动Dl距离后的剖视图。图6为阀芯在正常工作模式下的剖视图。图7为图4视图中的阀芯移动D距离后的剖视图。图8是本发明阀芯的结构示意图。图中标记为:
权利要求
1.一种控制液力缓速器的阀组，其特征在于:包括壳体(7)、阀芯(6)、活塞(2)、第一弹簧(3)、第二弹簧(5)，以及导杆(4);所述阀芯置于壳体内，第二弹簧套在导杆上，且第二弹簧的一端与导杆的尾部相接，第二弹簧的另一端与阀芯的内孔面相接；所述第一弹簧置于导杆与活塞之间；所述阀芯通过弹簧的弹力以及油压产生的压力之间的平衡而定位，用来调节油量大小以及液力缓速器的内特性。
2.如权利要求1所述的阀组，其特征在于:所述第一弹簧的弹性模量是第二弹簧的弹性模量的3倍以上。
3.如权利要求2所述的阀组，其特征在于:所述壳体的内壁开设有多条油路，分别为泄压油路(Y1)、液力缓速器出油路(Y2)、机油冷却器进油油路(Y3)、油泵出油油路(Y4)、液力缓速器进油油路(Y5)、机油冷却器出油油路(Y6)、液力自动变速器的润滑油路(Y7)，以及液力缓速器控制油路(Y8);所述阀芯的外周开设有多个槽道，每个槽道绕阀芯一周且槽道间隔设置，所述槽道保证A〈D1〈B，其中，Dl:当电磁阀向控制油路输出初始油压P，该初始油压P所产生的压力克服第二弹簧的力但无法克服第一弹簧的力时，第二弹簧的压缩量；A:机油冷却器进油路(Y3)与液力缓速器出油油路(Y2)的最小密封距离；B:油泵出油油路(Y4)与液力缓速器出油油路(Y3)的最小间隙。
4.如权利要求1所述的阀组，其特征在于:所述活塞的一端连接第一弹簧，另一端通过螺堵密封，所述活塞与螺堵接触的一面为弧面，且活塞与螺堵为点接触。
5.如权利要求1或3所述的阀组，其特征在于:所述阀芯与活塞在壳体内形成有第一阻尼腔(Q1)，所述阀芯与导杆在壳体内形成有第二阻尼腔(Q2)，第一弹簧和第二弹簧分别容置在第一阻尼腔和第二阻尼腔内，所述阀芯分别在第一阻尼腔和第二阻尼腔的相应位置设置有节流孔以减少阀芯运动过程中的冲击。
6.如权利要求1或3所述的阀组，其特征在于:所述阀芯与壳体接触的面设置有多个槽，该槽绕阀芯一周。
7.如权利要求3所述的阀组，其特征在于:所述阀芯在相邻油路之间设置有节流用的导槽，以减少阀芯移动时油液产生的冲击，使换向平稳。
8.—种控制权利要求1所述的液力缓速器的阀组的方法，其特征在于:当电磁阀向控制油路输出初始油压P，该初始油压P产生的压力克服第二弹簧的力但无法克服第一弹簧的力时，由油泵出来的油液以非常快的速度对液力缓速器进行快速充油，快速充油后，液力缓速器进入正常工作循环。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于: 快速充油的具体方法为:当电磁阀向控制油路输出初始油压P，该初始油压P产生的压力克服第二弹簧的力但无法克服第一弹簧的力时，阀芯只能移动Dl距离，Dl满足A〈D1〈B，其中，Dl为第二弹簧的压缩量；A为机油冷却器进油路(Y3)与液力缓速器出油油路(Y2)的最小密封距离出为油泵出油油路(Y4)与液力缓速器出油油路(Y3)的最小间隙；由此，密封液力缓速器出油油路(Y2)与机油冷却器进油路(Y3)的环带消失，二者之间存在一个通道，这样，通过液力缓速器出油油路(Y2)实现对液力缓速器的快速充油； 使液力缓速器进入正常工作循环的具体方法为:液力自动变速器的控制器通过电磁阀加大作用于阀芯(6) 上的控制压力，该控制压力所产生的压力使得阀芯移动，阀芯移动使得第一弹簧被压缩，此时，油液经由液力缓速器出油油路(Y2)由机油冷却器进油油路(Y3)引向机油冷却器，冷却后的油液经由机油冷却器出油油路(Y6)进入液力缓速器的进油油路(Υ5)，与此同时，油泵出油油路(Υ4)也连通液力缓速器进油油路(Υ5)。
10.一种包括权利要求1所述阀组的液力自动缓速器，其特征在于:所述液力自动缓速器包括由定子轮和转子轮形成的工作腔以及控制工作腔内油液工作的阀组，油液在工作腔内形成液力循环圆，所述液力缓速器的工作过程包括反向充液阶段和正常工作阶段，在反向充液阶段，所述油液从循环圆的外环进油；在正常工作阶段，所述油液从循环圆的内环进行进油，从外环出 油。
全文摘要
本发明提供一种控制液力缓速器的阀组及方法以及包括该阀组的液力自动变速器，该阀组利用阀芯的7个截流圆边与圆柱体，配合壳体，在控制油路产生的油压与第一弹簧和第二弹簧的作用下，依靠阀芯的移动将7个油路形成了相互间特定的连通方式，进而实现液力缓速器的工作与否。该阀组具有多边换向及组合阀的作用，所述阀芯截流边的节流槽可以实现换向过程中的油液流向及减少液动力的作用。在阀组内，阀芯内部做成空腔，与两个弹簧，一个导杆，以及一个活塞形成了两个相对独立的内腔，并且在两个内腔的相应位置开有节流孔，以便防止阀芯移动过程中产生液动冲击。
文档编号F15B13/02GK103195766SQ20131011138
公开日2013年7月10日 申请日期2013年4月1日 优先权日2013年4月1日
发明者王军, 柯瓦泽, 王亚锋, 王凯峰, 芮井中, 毕乾坤, 伏春乾, 侯连军 申请人:西安双特智能传动有限公司