可平顺换挡的混合动力专用变速箱液压系统的制作方法

1.本实用新型涉及汽车变速箱技术领域，具体地涉及一种可平顺换挡的混合动力专用变速箱液压系统。


背景技术：

2.通常所说的混动系统，指的是油电混合动力系统。能将发动机与驱动电机的动力以一定的方式耦合在一起并能实现变速、变扭的传动系统，就是混动变速箱。混动变速箱通常可分为专用混动变速箱和基于传统变速箱集成混动单元（驱动电机及相应的控制系统）的改进型混动变速箱。
3.在混动系统中，驱动电机的工作方式极为灵活：可以单独驱动车辆，实现纯电行驶；可作为发动机的启动装置，辅助发动机启动；可为发动机提供助力，提高车辆的加速能力；可在与发动机共同驱动车辆时，通过调整发动机的扭矩负荷改善发动机的燃油经济性；还可以作为能量回馈装置，回收车辆减速中的制动能量等。
4.但随着汽车油耗及排放的国家法规日益加严，混合动力专用变速箱面临更加高的能耗要求，而现有技术的供油系统设计不够合理，变速箱的冷却润滑油路的油泵和主油路的油泵在工作时会出现抢油现象，增大了出油口滤网的过滤负载；各系统功能之间液压系统的结构设计的不合理设置导致油泵过度工作，产生不必要的能耗，以及过高的排放，最终会影响变速箱的使用效果，影响变速箱中各部件的使用性能及使用寿命。
5.因此，一种结构设计合理的适合混合动力变速箱的液压系统是目前急需解决的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种可平顺换挡的混合动力专用变速箱液压系统。
7.本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：
8.可平顺换挡的混合动力专用变速箱液压系统，包括供油子系统、主油压控制子系统、离合器控制子系统、换挡控制子系统和润滑冷却子系统，所述供油子系统通过所述主油压控制子系统内的主油路连通所述换挡控制子系统，所述换挡控制子系统包括压力控制阀、油路控制阀和换挡活塞，所述压力控制阀与所述主油路连通，所述油路控制阀内从左至右依次设有1挡油路、n挡油路和2挡油路，所述油路控制阀通过移动切换所述1挡油路、2挡油路和n挡油路与所述换挡活塞、所述压力控制阀连通，所述压力控制阀内的液压油通过1挡油路或2挡油路输入所述换挡活塞的左侧或右侧，并对所述换挡活塞内的换挡拨叉进行差动控制。
9.优选的，所述供油子系统内设置有相连的第一电子泵和第二电子泵，第一电子泵和第二电子泵由同一电机控制，且二者的输入端与油箱连通以输出液压油，所述第一电子泵通过润滑油路与润滑冷却子系统连通，所述第二电子泵与所述主油压控制子系统内的开
关控制阀连通，并通过所述开关控制阀切换连通润滑油路或主油路，所述主油路的油压大于所述润滑油路。
10.优选的，所述主油压控制子系统内具有与所述主油路连通的第一蓄能器，所述第一蓄能器内部具有气囊，所述气囊内具有预充压力，所述第一蓄能器通过所述主油路与所述第二电子泵连通进行充油蓄能，并向所述离合器控制子系统、换挡控制子系统供油。
11.优选的，所述主油压控制子系统内还设置有与主油路连通的安全阀、第一单向阀和压力传感器，所述第一单向阀设置于所述开关控制阀与所述第一蓄能器之间，并控制液压油向所述第一蓄能器单向流入；所述压力传感器靠近所述离合器控制子系统设置。
12.优选的，所述开关控制阀与第一单向阀的输入端之间的主油路上设置有高压滤清器，所述油箱与所述第一电子泵、第二电子泵的输入端之间设置有滤清器。
13.优选的，所述压力控制阀的弹簧端设置有反馈油路。
14.优选的，所述压力控制阀与主油路之间、所述压力控制阀与所述油路控制阀之间、所述油路控制阀与所述换挡活塞之间的连接油路上均设置有滤网。
15.优选的，所述离合器控制子系统包括依次与所述主油路连通的离合器控制阀和离合器，所述离合器控制阀和离合器的输入端前均设有滤网，所述滤网与所述离合器之间并联有第二蓄能器，所述离合器控制阀的弹簧端设置有一反馈油路，且其与所述油箱连通的泄油端设置有第二单向阀。
16.优选的，所述润滑冷却子系统包括相连通的温度传感器、油冷器、旁通阀和一组节流孔，所述温度传感器设置于所述油冷器和旁通阀的输入端，所述旁通阀与所述油冷器并联，液压油从所述油冷器或旁通阀的输出端输出并通过节流孔输出。
17.本实用新型的有益效果主要体现在：
18.1、设置压力控制阀来提高对进入油路控制阀的油压控制，设置油路控制阀来提高对油量的精准控制，减少不必要的油量损失，节约油量的消耗，且油路控制阀可以通过控制过流面积，减小换挡冲击和nvh过大问题，进行平顺换挡；
19.2、供油子系统采用双联电子泵供油，设置开关控制阀进行高低压油路切换，配合第一蓄能器的使用，当蓄能器蓄油达到系统需求时，利用开关控制阀，切换到润滑油路，电子泵切换工作模式，使电子泵在高压区可以间断工作，降低了电子泵在高压区的工作时间，提高了电子泵的寿命，提高了整个液压系统的效率，同时，节约整个系统的能耗；
20.3、设置有滤清器、高压滤清器以及滤网来对液压油进行层层过滤，保证了液压油油品的清洁。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型技术方案作进一步说明：
22.图1：本实用新型变速箱液压控制系统的液压示意图。
具体实施方式
23.以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限于本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。
24.在方案的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。并且，在方案的描述中，以操作人员为参照，靠近操作者的方向为近端，远离操作者的方向为远端。
25.如图1所示，本实用新型揭示了一种可平顺换挡的混合动力专用变速箱液压系统，包括供油子系统1、主油压控制子系统2、离合器控制子系统3、换挡控制子系统4和润滑冷却子系统5。
26.具体的，所述供油子系统1包括用于提供液压油的油箱100，以及用以从所述油箱100内输出液压油的第一电子泵101和第二电子泵102，所述第一电子泵101和第二电子泵102之间相连并由同一电机控制，实现双联电子泵供油。具体的，所述第一电子泵101通过润滑油路6与所述润滑冷却子系统5连通，所述第二电子泵102通过开关控制阀201与主油路7连通，所述主油压控制子系统2通过所述主油路7连通所述换挡控制子系统4和润滑冷却子系统5。本实用新型中的所述第一电子泵101和第二电子泵102与所述油箱100之间设置有滤清器103，来过滤从所述油箱100内的液压油，保证油品的清洁。
27.所述主油压控制子系统2包括开关控制阀201、第一蓄能器202、安全阀203、压力传感器204、第一单向阀205以及高压滤清器206。
28.所述开关控制阀201设置于所述主油压控制子系统2与所述第二电子泵102之间并由tcu控制，本实用新型中的所述主油路7的油压高于所述润滑油路6，通过所述开关控制阀201的左右移动来控制所述第二电子泵102切换连通润滑油路6或主油路7，所述主油路7及与之连通的子系统形成高压区。具体的，第一状态下，当所述主油压控制子系统2内的主油压低于设定值时，所述开关控制阀201连通主油路7，所述第二电子泵102给所述主油压控制子系统2供油；第二状态下，当所述主油压控制子系统2内的油压达到设定值时，所述开关控制阀201连通润滑油路6，所述第二电子泵102给所述润滑冷却子系统5供油。所述第二电子泵102通过第一状态、第二状态的切换，来实现其在高压区进行间断工作，降低了第二电子泵102在高压区的工作时间，提高了第二电子泵102的寿命，提高了整个液压系统的效率，同时，可以有助于整个系统的节能减排。
29.所述第一蓄能器202设置于所述第一单向阀204和压力传感器205之间并与主油路7连通。第一状态下，所述第一蓄能器202充油蓄能；第二状态下，所述第一蓄能器202向所述离合器控制子系统3、换挡控制子系统4供油。进一步的，所述第一蓄能器202内部具有气囊，所述气囊内具有预充压力，使其可以满足系统的压力需求。在优选实施例中，所述气囊内充入的气体为氮气。所述第一蓄能器202的设置可以为所述离合器控制子系统3、换挡控制子系统4提供稳定的流量和压力，在所述第一蓄能器202的压力降到设定的最低值前，所述第一蓄能器202持续为整个所述主油压控制子系统2提供稳定的压力，为控制的精确性、平顺性和稳定性提供了保证。所述安全阀203与所述主油路7连通，能够限制整个系统的最高压力，来保护所述主油压控制子系统2的安全。
30.所述第一单向阀204靠近所述开关控制阀201设置并控制液压油从所述供油子系统1向主油压控制子系统2单向流入，所述压力传感器205靠近所述离合器控制子系统3设
置。所述压力传感器205与所述主油路7连通，来实时监测整个所述主油压控制子系统2的压力，并且使得所述开关控制阀201可以根据测得的压力值来进行切换连通润滑油路6或主油路7。同时，所述压力传感器205靠近所述离合器控制子系统3设置，使得所述压力传感器205测得的压力数值更加接近离合器压力的真实值，为tcu的控制提供了更为准确的数据支撑。
31.所述高压滤清器206设置于所述开关控制阀201与第一单向阀204的输入端之间，来保证所述主油路7内的油品清洁。
32.所述换挡控制子系统4通过主油路7与所述供油子系统1连通，所述换挡控制子系统4包括压力控制阀401、油路控制阀402和换挡活塞403，所述压力控制阀401与所述主油路7连通，所述油路控制阀402内从左至右依次设有1挡油路4021、n挡油路4023和2挡油路4022，所述油路控制阀402通过移动切换所述1挡油路4021、2挡油路4022和n挡油路4023与所述换挡活塞403、所述压力控制阀401连通，所述压力控制阀401内的液压油通过1挡油路4021或2挡油路4022输入所述换挡活塞403的左侧或右侧，并对所述换挡活塞403内的换挡拨叉403进行差动控制。
33.具体的，所述压力控制阀401优选为vfs电磁阀，用于控制从所述主油路7进入所述换挡控制子系统4内的油压。所述油路控制阀402优选为qpv电磁阀，用来控制流量和切换油路。当所述压力控制阀401连通所述1挡油路4021时，所述液压油输入所述换挡活塞403的左侧，形成1挡；当所述压力控制阀401连通所述2挡油路4022时，所述液压油输入所述换挡活塞403的右侧，形成2挡；当所述压力控制阀401连通所述n挡油路4023时，所述液压油不输入所述油路控制阀402。所述n挡油路4023的设置可以在不进行换挡时，控制所述换挡活塞403内不进行液压油的流动，从而节约油量，达到节能减排的目的。
34.进一步的，所述压力控制阀401由tcu控制，tcu提高控制所述压力控制阀401的电流大小来控制其电磁力的大小，进而控制阀芯与阀孔形成的过流面积的大小，根据电磁力与弹簧力和反馈压力形成的平衡关系，通过调整电流的大小，来控制进入活塞缸的压力大小。为了所述压力控制阀401的弹簧端设置有反馈油路10，所述反馈油路10的设置可以在所述压力控制阀401控制时，提高其控制的精确性。所述油路控制阀402还连接有位移传感器（图中未示出），所述油路控制阀402根据所述位移传感器的信号判断，在换挡快结束时，合理控制所述油路控制阀402的电流大小，将过流面积控制到预定值，并减少通过的液压油，实现平顺换挡的目的，并有效控制使用的油量。
35.在图示实施例中，所述1挡油路4021位于右位，连通时形成1挡；所述2挡油路4022位于左位，连通时形成2挡。在其他可行的实施例中，所述1挡油路4021也可以位于左位，2挡油路4022位于右位。
36.为了保证所述换挡控制子系统4内部的油品清洁，所述压力控制阀401与主油路7之间、所述压力控制阀401与所述油路控制阀402之间、所述油路控制阀402与所述换挡活塞403之间的连接油路上均设置有滤网8，所述滤网8对通过的液压油进行层层过滤。
37.所述离合器控制子系统3包括依次与所述主油路7连通的离合器控制阀301和离合器302，离合器控制阀301为vfs电磁阀控制离合器，使得所述离合器控制阀301对通过的液压油的压力和流量做到精确控制。具体的，通过控制所述离合器控制阀301电流的大小控制其阀芯与阀体配合开口面积的大小和控制离合器302活塞腔液压油的多少，进行调节离合器302活塞腔中液压油压力的大小，进而调节离合器302传递扭矩的大小。
38.为了提升液压油在进出所述离合器302容腔的清洁度，避免因杂质造成滑阀的卡滞，所述离合器控制阀301和离合器302的输入端前均设置有滤网8。所述离合器控制阀301与所述油箱100连通的泄油端设置有第二单向阀303，来避免液压油的回流。
39.进一步的，所述离合器控制阀301的弹簧端设置有一反馈油路10。所述反馈油路10使弹簧力、反馈压力与电磁力形成动态平衡，对所述离合器302压力的控制可以实现平滑曲线线性控制，提高控制所述离合器302结合和分离的精确性。
40.所述离合器控制阀301的输出端设置有与所述离合器302并联的第二蓄能器305，所述第二蓄能器305与所述离合器控制阀301之间设置有所述滤网8。设置的所述第二蓄能器3可以吸收因主油路7的波动引起的油振及液压冲击，使离合器302的结合和分离这两种状态更为平稳。
41.所述润滑冷却子系统5包括相连通的温度传感器501、油冷器502、旁通阀503和一组节流孔504，所述温度传感器501设置于所述油冷器502和旁通阀503的输入端，即检测进入所述润滑冷却子系统5的液压油的温度，由于液压油在变速箱工作过程中持续供油，这样设置可以实时监测整个变速箱的油温，为整个变速箱内的电磁阀401、离合器控制阀301的温度补偿系数提供了实时数据，保证了整个变速箱的控制。
42.液压油经过所述油冷器502后再输出，给变速箱的零部件进行润滑冷却，提高了润滑冷却的效果，保证了整个变速箱的零部件能够在一个合理的温度区间正常工作。
43.所述旁通阀503与所述油冷器502并联，液压油从所述油冷器502或旁通阀503的输出端输出并通过节流孔504输出。所述旁通阀503的设置可以在油冷器502发生堵塞时，打开进行油体的输入，保证了润滑子系统有足够的润滑油供给需要润滑的零部件。
44.在本优选实施例中，每个润滑点都具有节流孔504来控制流量，进一步降低成本。具体的，在本实用新型中，所述第一电子泵101和第二电子泵102为润滑冷却的流量源，所述第一电子泵101和/或第二电子泵102的转速根据所述润滑冷却子系统5的需求进行调节，由各个润滑点的节流孔504控制流量，调节润滑冷却油路压力的大小，在进行润滑冷却的同时，减少不必要的能耗，节约成本。
45.如图1所示，本实用新型中还设置有驻车子系统9，所述驻车子系统9设置有与所述主油路7连通的控制阀901和液压驻车机构902，所述驻车子系统9也由所述第一蓄能器202供油，此系统不是本实用新型的重点，此处不做赘述。
46.应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
47.上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。