无级自动变速器液压控制系统、自动变速器总成及车辆的制作方法

1.本实用新型属于无级自动变速器控制领域，尤其涉及一种节能液压控制系统、自动变速器总成及车辆。


背景技术：

2.自动变速器自20世纪初问世以来，经过不断优化升级，目前已成为现代车辆传动系统的重要组成部件，其中金属带式无级变速器技术在国外已趋于成熟发展阶段，但国内目前研发技术水平暂时处于落后状态，尤其是无级自动变速器液压控制系统的研发能力一直处在较低的水平，在金属带式无级变速器液压系统的研究设计能力上有所欠缺。
3.现有的金属带式无级变速器液压控制系统，具备能根据tcu信号对各支路压力进行调节的能力，但因为液压系统本身的特点，存在压力波动较大，稳定性得不到保证等缺点，由此产生了换挡冲击大、车辆行驶顿挫感强烈等问题。同时，因液压损失而导致传动效率低也是液压系统中亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.(一)要解决的技术问题
5.基于此，本实用新型提出了一种节能液压控制系统，该无级自动变速器液压控制系统旨在解决现有技术中的无级自动变速器液压控制系统存在换挡冲击大、压力波动大及传动效率低的技术问题。
6.(二)技术方案
7.为解决上述技术问题，本实用新型提出了一种无级自动变速器液压控制系统，一种无级自动变速器液压控制系统，包括：第一油泵、第二油泵、一级压力油路、二级压力油路、辅助油路、所述第一油泵和所述第二油泵的出口均与所述一级压力油路连接；所述无级自动变速器液压控制系统还包括设于所述一级压力油路上的一级压力控制阀、油泵排量切换阀、主动压力控制阀、被动压力控制阀；所述油泵排量切换阀的进油口分别与所述第一油泵、所述第二油泵的排油口相连；所述主动压力控制阀的进油口连接所述一级压力油路，所述主动压力控制阀为先导式比例减压阀，所述无级自动变速器液压控制系统还包括为所述主动压力控制阀提供先导压力的主动压力先导电磁阀；所述被动压力控制阀的进油口连接所述一级压力油路，所述被动压力控制阀为先导式比例减压阀，所述无级自动变速器液压控制系统还包括为所述被动压力控制阀提供先导压力的被动压力先导电磁阀；所述一级压力控制阀的进油口连接所述一级压力油路，所述一级压力控制阀的出油口与所述二级压力油路相连；所述无级自动变速器液压控制系统还包括离合器压力控制电磁阀和换挡阀，所述离合器压力控制电磁阀的输出油液连通至所述换挡阀，所述换挡阀具有两个换挡阀出油口，所述无级自动变速器液压控制系统还包括分别与两个所述换挡阀出油口相连的换挡阀出油油路，两个所述换挡阀出油油路分别并联有多个第三单向阀及阻尼孔；所述无级自动变速器液压控制系统还包括电磁供油阀，所述电磁供油阀为直动式减压阀，所述电磁供油
阀的进油口连接所述一级压力油路，所述电磁供油阀的出口为电磁阀供油油路；所述辅助油路的入口端连通所述电磁供油阀的出口端，所述无级自动变速器液压控制系统还包括变矩器压力先导电磁阀，所述主动压力先导电磁阀、所述被动压力先导电磁阀、所述变矩器压力先导电磁阀、所述电磁阀供油油路分别设于所述辅助油路上。
8.优选的，所述无级自动变速器液压控制系统还包括设于所述辅助油路上的第一过滤器，所述主动压力控制阀的输出端和所述被动压力控制阀的输出端分别设置有一个第一蓄能器。
9.优选的，所述二级压力油路包括二级压力控制阀、液力变矩器压力控制阀，所述二级压力控制阀的输入端连通至所述一级压力控制阀的溢流口，所述二级压力控制阀包括二级压力控制阀弹簧端，所述二级压力控制阀弹簧端连通至所述电磁供油阀的输出油路上；所述二级压力控制阀为溢流阀，所述二级压力控制阀用于控制所述二级压力油路的最大压力；所述二级压力油路的最大压力小于一级压力油路压力；所述二级压力油路还通过一个阻尼孔和单向阀连通至电磁供油阀的输出油路。
10.优选的，所述二级压力油路还包括：冷却润滑油路、油泵切换先导控制油路、安全阀，所述冷却润滑油路上设有第二过滤器和变速器油散热器、油泵切换先导控制油路、流量分配阻尼孔，所述油泵切换先导控制油路压力通过所述流量分配阻尼孔调节，油路上还设有用于缓解压力波动的油泵切换先导控制油路蓄能器。
11.优选的，所述主动压力先导电磁阀、被动压力先导电磁阀、离合器压力控制电磁阀均为常开式比例电磁阀，所述变矩器压力先导电磁阀为常闭式比例电磁阀。
12.优选的，所述油泵排量切换阀为液控式换向阀。
13.优选的，所述一级压力控制阀为先导式比例溢流阀，所述一级压力控制阀的先导压力由所述主动压力先导电磁阀或所述被动压力先导电磁阀提供。
14.优选的，所述换挡阀为手动换向阀；所述第一油泵和所述第二油泵为双作用叶片泵的两个独立工作腔。
15.本实用新型还提出了一种无级自动变速器总成，所述自动变速器总成应用了如上所述的无级自动变速器液压控制系统。
16.本实用新型还提出了一种车辆，所述车辆包括如上所述的无级自动变速器总成。
17.(三)有益效果
18.本实用新型与现有技术对比，本实用新型的有益效果主要包括：
19.(1)本实用新型一种无级自动变速器液压控制系统，通过液压阀组，能够实现对多条油路的控制，使得变速器能够在各个工况下获得最佳压力。与使用传统液压控制系统的变速器相比，本实用新型创新性地使用了双作用油泵，通过油泵排量切换控制阀，根据液压系统流量需求来自适应调节油泵排量，实现节能减排功能。
20.(2)本实用新型一种无级自动变速器液压控制系统中，创新性的实现了一级压力根据执行机构压力需求自适应调节功能，通过引入压力比较阀，选择性地将主动缸先导压力或被动缸先导压力作为一级压力控制阀的先导压力，使一级压力始终满足系统所需最大压力，相较于传统无级变速箱液压系统，减少使用一级压力控制阀的先导电磁阀，具有成本优势，同时减少了控制系统负载，不再需要单独控制一级压力油路压力。
21.(3)本实用新型一种无级自动变速器液压控制系统中，加入了蓄能器，将蓄能器布
置于各重要压力控制滑阀的先导油路上，通过蓄能器的结构特性，吸收各控制阀先导压力的压力波动，有效的控制阀芯运动的稳定性，使压力调节更加精准、平稳；同时在离合器油路还采用单向阀与阻尼孔相配合的工作模式，变速器内的离合器在供油和泄油时均能由一个单向阀与一个阻尼孔配合调节流量的变化速率，有效缓解了变速器因本身结构特性导致的换挡冲击问题，使得搭载本实用新型的车辆的舒适性得到明显提升。
附图说明
22.通过参考附图会更加清楚的理解本实用新型的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本实用新型进行任何限制，在附图中：
23.图1为本实用新型实施方式的无级自动变速器液压控制系统的原理示意图；
24.图2为本实用新型实施方式的无级自动变速器液压控制系统中的液压油的流向示意图。
25.附图标记说明：
26.1.第一油泵，2.第二油泵，3.第一单向阀，4.第二单向阀，5.油泵排量切换控制阀，6.一级压力控制阀，7.被动油缸压力控制阀，8.第一蓄能器，9.主动油缸压力控制阀，10.电磁供油阀，11.第一过滤器， 12.主动压力先导电磁阀，13.被动压力先导电磁阀，14.换挡阀，15. 离合器压力控制电磁阀，16.第三过滤器，17.第三单向阀，18.倒挡压力，19.前进挡压力，20.主动油缸压力，21.液力变矩器压力先导电磁阀，22.被动油缸压力，23.变矩器锁止油腔压力，24.变矩器解锁油腔压力，25.液力变矩器压力控制阀，26.流量分配阻尼孔，27. 散热器，28.第二过滤器，29.流量分配阻尼孔，30.安全阀，31.第二蓄能器，32.二级压力控制阀。
具体实施方式
27.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是“传动连接”，即通过带传动、齿轮传动或链轮传动等各种合适的方式进行动力连接。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实用新型中的具体含义。
29.参考附图1
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2，图2中的箭头方向表示实用新型实施方式的无级自动变速器液压控制系统中的液压油的流向。一种无级自动变速器液压控制系统包括：第一油泵1、第二油泵2、第一单向阀3、第二单向阀4、油泵排量切换控制阀5、一级压力控制阀6、被动油缸压力控制阀7、第一蓄能器8、主动油缸压力控制阀9、电磁供油阀10、第一过滤器11、主动压力先导电磁阀12、被动压力先导电磁阀13、换挡阀14、离合器压力控制电磁阀15、第三过滤器16、第
三单向阀17、倒挡压力18、前进挡压力19、主动油缸压力20、液力变矩器压力先导电磁阀21、被动油缸压力22、变矩器锁止油腔压力23、变矩器解锁油腔压力24、液力变矩器压力控制阀25、流量分配阻尼孔26、散热器27、第二过滤器28、流量分配阻尼孔29、安全阀30、第二蓄能器31、二级压力控制阀32。
30.下面对本实用新型一种无级自动变速器液压控制系统的方案作进一步的阐述。一种无级自动变速器液压控制系统，包括：第一油泵1、第二油泵2、一级压力油路、二级压力油路、辅助油路、所述第一油泵和所述第二油泵的出口均与所述一级压力油路连接；所述无级自动变速器液压控制系统还包括设于所述一级压力油路上的一级压力控制阀6、油泵排量切换阀5、主动压力控制阀9、被动压力控制阀7；所述油泵排量切换阀5的进油口分别与所述第一油泵1、所述第二油泵2 的排油口相连；所述主动压力控制阀9的进油口连接所述一级压力油路，所述主动压力控制阀9为先导式比例减压阀，所述无级自动变速器液压控制系统还包括为所述主动压力控制阀9提供先导压力的主动压力先导电磁阀12；所述被动压力控制阀7的进油口连接所述一级压力油路，所述被动压力控制阀7为先导式比例减压阀，所述无级自动变速器液压控制系统还包括为所述被动压力控制阀7提供先导压力的被动压力先导电磁阀13；所述一级压力控制阀6的进油口连接所述一级压力油路，所述一级压力控制阀6的出油口与所述二级压力油路相连；所述无级自动变速器液压控制系统还包括离合器压力控制电磁阀 15和换挡阀14，所述离合器压力控制电磁阀15的输出油液连通至所述换挡阀14，所述换挡阀14具有两个换挡阀出油口，所述无级自动变速器液压控制系统还包括分别与两个所述换挡阀出油口相连的换挡阀出油油路，两个所述换挡阀出油油路分别并联有多个第三单向阀17 及阻尼孔；所述无级自动变速器液压控制系统还包括电磁供油阀10，所述电磁供油阀10为直动式减压阀，所述电磁供油阀10的进油口连接所述一级压力油路，所述电磁供油阀10的出口为电磁阀供油油路；所述辅助油路的入口端连通所述电磁供油阀10的出口端，所述主动压力先导电磁阀12、被动压力先导电磁阀13、所述电磁阀供油油路分别设于所述辅助油路上。
31.上述实施方式中：所述第一油泵和所述第二油泵为液压系统供油。所述第一油泵和所述第二油泵为双作用叶片泵的两个工作腔，第一油泵和第二油泵的泵腔独立工作，互不干扰，作用等同于两个同规格油泵，两个油泵出口均连接至一级压力油路。所述主动压力控制阀9的出油口连接主动油缸油路，所述被动压力控制阀7的出油口连接被动油缸油路。所述油泵排量切换阀5可将第二油泵2部分或者全部卸荷，进一步地，可将第二油泵2全部卸荷的同时，第一油泵1部分卸荷。所述主动压力控制阀9能够独立控制主动油缸油路压力，所述被动压力控制阀7能够独立控制被动油缸油路压力。所述换挡阀14为手动换向阀，两个换挡阀出油口分别连通至前进挡离合器油缸和倒挡离合器油缸，在换挡阀14出油口至前进挡和倒挡油缸之间的油路换挡阀出油油路上并联的多个第三单向阀17及阻尼孔，用于控制前进挡油缸及倒挡油缸泄油速度。所述电磁供油阀10为直动式减压阀，输出恒定压力，以控制所有电磁阀进口压力。
32.将本实用新型应用于自动变速器总成时，第一油泵1、所述第二油泵2泵出的高压油液分流至四大部分：一部分经主动压力控制阀9后充入变速器内部的主动带轮油缸，一部分经被动压力控制阀7后充入变速器内部的被动带轮油缸，这两路油液为钢带提供了夹紧力；另一部分经电磁供油阀10减压后进入电磁阀供油油路，为先导电磁阀和离合器阀提供
流量；在满足前两者的压力需求后，剩余的油液经一级压力控制阀6溢流进入后续的二级压力油路中，包括液力变矩器压力控制油路和冷却润滑油路。
33.根据本实用新型的具体实施方式，所述无级自动变速器液压控制系统还包括设于所述辅助油路上的第一过滤器11、变矩器压力先导电磁阀21，所述主动压力控制阀9的输出端和所述被动压力控制阀7的输出端分别设置有一个第一蓄能器8。
34.更具体地，液力变矩器先导电磁阀21连通液力变矩器压力控制阀 25先导端，控制进入液力变矩器油液的方向和压力；所述液力变矩器先导电磁阀21的输入端连接至电磁供油阀10的输出端。使用时，液力变矩器阀25在液力变矩器先导电磁阀21的控制下，可选择位于解锁位置和锁止位置之一：位于解锁位置时，二级压力油路油液经液力变矩器阀25进入解锁腔，再经液力变矩器内的单向阀进入锁止腔，解锁压力24高于锁止压力23，变矩器解锁，处于液力工况，用于车辆低速时增扭和减震。当液力变矩器需要锁止时，液力变矩器先导电磁阀21 输出压力逐渐变化，锁止压力23和解锁压力24同时增大，再控制解锁压力24逐渐减低，实现液力变矩器的滑摩控制，动力传递过程平顺可控；当解锁压力降低至零时，液力变矩器解锁腔与锁止腔压力差最大，锁止压力高于解锁压力，此时变矩器为硬连接状态，可传递最大扭矩。
35.优选地，在液力变矩器压力控制阀25输入端即二级油路设置有单向阀，连接至电磁供油油路，油液只能从电磁供油阀10的输出端流向液力变矩器压力控制阀25输入端。在电磁供油油路满足所有先导电磁阀的流量需求后，多余的油液会通过单向阀为二级压力油路进行补油。
36.优选地，本实施方式的液压控制系统还包括设置在二级回路上的冷却润滑油路，润滑油路一部分通过壳体油孔直接润滑部分齿轮和轴承，另一部分油液经过散热器27和过滤器28后，对金属带和离合器摩擦片进行冷却润滑。
37.其中，在液力变矩器解锁工况时，一级压力控制阀6溢流出的油液经液力变矩器阀25流入液力变矩器解锁油腔，再经单向阀流入液力变矩器锁止油腔后流回经液力变矩器阀25，最后再输送到冷却润滑油路；在液力变矩器锁止工况时，锁止压力满足要求后，经二级压力阀 32溢流出的油液直接经过液力变矩器阀25后进入冷却润滑油路；为保护散热器及变速器外部管路，设置了安全阀30，用来限制冷却润滑油路的最大压力。
38.优选地，本实施方式的液压控制系统还包括设置在冷却润滑油路上的油泵排量控制先导油路，先导油路连接油泵排量切换控制阀5的先导端和变速箱散热油路内过滤器28和流量分配阻尼孔29之间的油路，利用经过此处的流量所产生的压降来控制油泵排量切换控制阀的工作状态，实现根据散热流量实施调节油泵排量的功能。
39.优选地，本实施方式的液压控制系统还可以实现断电情况下保证变速器的基本功能。如图1所示，主动先导电磁阀12、被动先导电磁阀13、离合器控制电磁阀15是常开电磁阀，液力变矩器先导电磁阀21 为常闭电磁阀。常开电磁阀在断电时，输出最大压力；常闭电磁阀在断电时，输出压力为零。进一步地，由于这些电磁阀的特性，在断电故障时，本液压控制系统的一级压力油路压力、主动压力、被动动压力、离合器压力均处于较高状态，以保证金属带的夹紧力和离合器的结合。同时，依靠变矩器压力控制阀25的设计，无先导压力时液力变矩器处于解锁状态，即液力传动工况；综上，可使车辆在断电故障时可以起步并跛行至修理厂或安全位置处。
40.本实施方式中：第一蓄能器8用于减小先导压力波动，使压力控制更加平稳。
41.其中：主动压力控制阀9设置在油泵排油口和主动油缸之间的支路上，用于控制进入主动油缸的油液的压力；被动压力控制阀7设置在第一油泵1排油口和被动油缸之间的支路上，用于控制进入被动油缸的油液的压力。主、被动缸的油压通过主动压力控制阀9和被动压力控制阀7分别调节控制，可以实现速比的精确控制，从而进一步降低金属带夹紧力，减小液压系统的损耗。
42.优选地，本实施方式中的一级压力控制阀6、主动压力控制阀9和被动压力控制阀7均为机械阀，所述无级自动变速器液压控制系统还包括先导油路压力控制阀组。主动压力先导电磁阀12连通主动压力控制阀9和一级压力控制阀6的先导端，通过控制主动先导压力来调节主动压力和一级压力油路压力；被动压力先导电磁阀13连通被动压力控制阀7和一级压力控制阀6的先导端，通过控制被动先导压力来调节被动压力和一级压力油路压力。
43.优选地，所述先导油路压力控制阀组的供油端交汇连通至电磁阀供油阀10的输出端，电磁供油阀10输入端又连通至一级压力控制阀6 的输入端，电磁供油阀10为减压阀，用于将上一级压力油路油液压力降低后输送至各个先导电磁阀的输入端。
44.优选地，本实用新型一种无级自动变速器液压控制系统还包括用于控制湿式离合器结合或分离的液压回路，电磁供油阀10的输出端连通离合器压力控制电磁阀15的输入端，离合器压力控制电磁阀15是一个大功率比例电磁阀，输出压力可直接满足湿式离合器油缸使用需求。
45.根据本实用新型的具体实施方式，所述二级压力油路包括二级压力控制阀32、液力变矩器压力控制阀25，所述二级压力控制阀32的输入端连通至所述一级压力控制阀6的溢流口，所述二级压力控制阀32 包括二级压力控制阀弹簧端，所述二级压力控制阀弹簧端连通至所述电磁供油阀10的输出油路上；所述二级压力控制阀32为溢流阀，所述二级压力控制阀32用于控制所述二级压力油路的最大压力；所述二级压力油路的最大压力小于一级压力油路压力；所述二级压力油路还通过一个阻尼孔和单向阀连通至电磁供油阀10的输出油路。本实施方式中，所述二级压力油路还通过一个阻尼孔和单向阀连通至电磁供油阀 10的输出油路，通过该结构可以在二级压力油路流量不足时通过电磁供油油路向二级压力油路补充流量；具体实施时，液力变矩器的油液输入端连通至所述二级压力油路，液力变矩器的油液输入端上设有用于控制流入变矩器内的油液压力的液力变矩器压力控制阀25以及用于向所述液力变矩器阀25输出先导压力以控制所述液力变矩器阀25 向变矩器输出油液压力的液力变矩器先导电磁阀21；所述液力变矩器先导电磁阀21的入口与电磁供油阀10的出油口相连通；所述液力变矩器阀25的输出端连通至液力变矩器的锁止腔和解锁腔，用于控制液力变矩器的锁止和解锁。
46.根据本实用新型的具体实施方式，所述二级压力油路还包括：冷却润滑油路、油泵切换先导控制油路、安全阀30，所述冷却润滑油路上设有第二过滤器28和变速器油散热器27、油泵切换先导控制油路、流量分配阻尼孔29，所述油泵切换先导控制油路压力由阻尼孔29控制，油路上还设有用于缓解压力波动的油泵切换先导控制油路蓄能器31。本实施方式中，冷却润滑油路通向自动变速器中各零部件，用于为自动变速器中各零部件提供冷却及润滑。在液力变矩器解锁液力工况时，一级压力控制阀6溢流出的油液经液力变矩器阀25流入液力变矩器解锁油腔，再经单向阀流入液力变矩器锁止油腔后流回经液力变矩器阀25，
最后输送到冷却润滑油路，在液力变矩器锁止工况时，经二级压力控制阀32溢流出的油液直接经过液力变矩器阀25后进入冷却润滑油路；所述油泵切换先导控制油路为散热器后润滑油路的支路，通过流量分配阻尼孔29控制油泵切换先导控制油路压力，油路上安装有蓄能器31来缓解压力波动。
47.根据本实用新型的具体实施方式，所述主动压力先导电磁阀12、被动压力先导电磁阀13、离合器压力控制电磁阀15均为常开式比例电磁阀，所述变矩器压力先导电磁阀为常闭式比例电磁阀。
48.根据本实用新型的具体实施方式，所述油泵排量切换阀5为液控式换向阀。
49.根据本实用新型的具体实施方式，所述一级压力控制阀6为先导式比例溢流阀，所述一级压力控制阀6的先导压力由所述主动压力先导电磁阀12或所述被动压力先导电磁阀13提供。本实施方式中，一级压力控制阀6用于控制一级压力油路的工作压力，溢流流量提供给二级压力油路，一级压力控制阀6的先导压力由主动压力先导电磁阀12或被动压力先导电磁阀13提供，两路先导压力通过压力比较阀后选择一路压力作为一级压力控制阀6的先导压力使用。
50.根据本实用新型的具体实施方式，所述换挡阀为手动换向阀；所述第一油泵和所述第二油泵为双作用叶片泵的两个独立工作腔。
51.本实用新型还提供了一种自动变速器总成，所述自动变速器总成应用了如上所述的无级自动变速器液压控制系统。
52.本实用新型还提供了一种车辆，所述车辆包括如上所述的自动变速器总成。
53.与现有技术相比，本实用新型一种无级自动变速器液压控制系统，可根据液压系统流量需求自动调节油泵工作有效排量，可显著降低在发动机高转速、低负载的稳态工况的液压系统损失；通过设计一级压力控制阀，主、被动先导压力进行比较后，同步控制一级压力，使一级压力始终满足液压系统最大的压力需求，并且可节省物料成本及变速器标定工作量；通过控制先导压力能精准调节各压力变化，以实现对夹紧力、速比的精确控制；在先导压力油路上增加蓄能器，能够使阀芯的运动更加平稳，对各压力的调节控制更加稳定，并可实现液力变矩器的滑摩控制等，使得搭载本液压系统的车辆的经济性、驾驶性得到提升；同时，在油路布置方面结构更加紧凑，更利于变速器箱体布置。
54.虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。