一種用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥，包括一級壓力控制閥及二級壓力控制閥兩個壓力控制單元。一級閥部分由主閥閥座、主閥閥體、襯套、主閥彈簧及主閥閥芯組成；二級閥部分由二級閥閥座、二級閥彈簧、二級閥閥體及二級閥閥芯組成。一級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，一級壓力控制閥的頂部設(shè)有出油口，二級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，二級壓力控制閥的側(cè)面設(shè)有若干出油口，一級壓力控制閥的進油口與工作腔的出油口相連通，一級壓力控制閥的一個出油口與二級壓力控制閥底部的進油口相連通，一級壓力控制閥的其他出油口和二級壓力控制閥側(cè)面的出油口與熱交換器的進油口相連通。本發(fā)明可以延長緩速器和整車壽命。
【專利說明】—種用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種兩級控制閥，具體涉及一種用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]液力機械是以流體(液體或氣體)為工作介質(zhì)與能量載體的機械設(shè)備。液力機械的工作過程是通過流體間的相互作用實現(xiàn)能量的傳遞或相互轉(zhuǎn)換，其包括液力偶合器、液力變矩器、液力緩速器等以液體為工作介質(zhì)的能量傳遞和轉(zhuǎn)換裝置。此處以液力緩速器為例說明，液力緩速器的工作腔由帶有葉片的轉(zhuǎn)子和帶有葉片的定子組成。其制動原理是利用控制介質(zhì)(大部分車輛使用經(jīng)空氣壓縮泵增壓的氣體)作用于工作介質(zhì)并將其壓入工作腔，通過轉(zhuǎn)子的高速運轉(zhuǎn)將工作介質(zhì)加速并約束其流向從而使得工作介質(zhì)以合理角度沖擊定子葉片，通過工作介質(zhì)間的摩擦以及工作介質(zhì)與葉片間相互沖擊，將車輛的動能轉(zhuǎn)化為工作介質(zhì)的熱能。在液力緩速器工作液流回路中設(shè)有熱交換器，可將熱量散發(fā)到空氣或散熱介質(zhì)中。這就實現(xiàn)了液力緩速器的持續(xù)制動作用，制動力的大小由控制控制介質(zhì)壓力的比例控制閥來實現(xiàn)。
[0003]在液力機械中，壓力控制閥常常用來調(diào)節(jié)系統(tǒng)中液流的壓力和流量，對于液力緩速器這種利用液力將動能轉(zhuǎn)換為熱能的液力裝置，工作介質(zhì)常以很高的壓力和溫度運動，壓力控制閥是連接工作腔與熱交換器的關(guān)鍵部件，其作用是保證工作腔中油液壓力的穩(wěn)定，使緩速器輸出持久平穩(wěn)的制動扭矩，避免因工作腔壓力過高導致的扭矩沖擊，保護系統(tǒng)部件免于巨大的壓力沖擊和熱沖擊。在現(xiàn)有的液力緩速器中都使用的是單級的壓力控制閥，這種調(diào)節(jié)壓力的方式存在著一些弊端。
[0004]首先，在需要緩速器持續(xù)輸出較大扭矩時，比例控制閥會高壓氣體壓入油池，高壓氣體將油液壓入工作腔，在油液與定、轉(zhuǎn)子的共同作用下，使工作腔中的油壓會進一步增大，當工作腔中油液壓力超過單級壓力控制閥最大開度的壓力時，單級的壓力控制閥就無法繼續(xù)發(fā)揮調(diào)壓的作用，隨著緩速器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的降低，工作腔中的油液壓力可能會達到一個很大的峰值，突然升高的工作腔壓力會導致緩速器輸出扭矩的突然增加，對整車的傳動系統(tǒng)產(chǎn)生猛烈的沖擊。同時，這樣的高油壓傳遞到熱交換器中，會對熱交換器內(nèi)部板翅式的焊接結(jié)構(gòu)造成破壞，導致水層和油層互混，使水混入油液中，致使整個緩速器失去功能。其次，液力緩速器是利用液力特性將動能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置，在緩速器工作過程中會產(chǎn)生大量熱。當緩速器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速一定時，工作腔中的油壓越大，發(fā)熱就越多，油液的溫度也就越高。如果油溫持續(xù)升高，油液就會因為溫度過高而變質(zhì)，使緩速器輸出的制動扭矩突然減小，過高的油溫又會對熱交換器產(chǎn)生巨大熱沖擊，嚴重時會對熱交換器和整車散熱系統(tǒng)造成損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥，該控制閥可以在保證緩速器持續(xù)輸出平穩(wěn)制動扭矩的前提下，有效的減小使用緩速器帶來的制動扭矩沖擊和熱沖擊，保護緩速器零部件和整車系統(tǒng)部件。
[0006]為達到上述目的，本發(fā)明所述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥包括一級壓力控制閥及二級壓力控制閥，一級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，一級壓力控制閥的頂部設(shè)有出油口，二級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，二級壓力控制閥的側(cè)面設(shè)有若干出油口，一級壓力控制閥的出油口與二級壓力控制閥底部的進油口相連通。
[0007]所述一級壓力控制閥包括主閥閥座、主閥閥體、襯套、主閥彈簧及主閥閥芯，主閥閥座上設(shè)有進油口，主閥閥體底部設(shè)有凹槽，主閥閥體的頂部設(shè)有與凹槽相連通的出油口，凹槽的頂部設(shè)有第一通孔，襯套插入于第一通孔內(nèi)，襯套的頂部密封，主閥閥體的上端套接于襯套內(nèi)，主閥彈簧套接于主閥閥芯上，主閥彈簧的下端與主閥閥芯底部上表面固定連接，主閥彈簧的上端與凹槽的頂部固定連接，主閥閥座與主閥閥體的下端密封連接；
[0008]當主閥彈簧處于壓縮狀態(tài)時，主閥閥座上的進油口與凹槽相連通，當主閥彈簧處于自由狀態(tài)時，凹槽與主閥閥座上的進油口通過主閥閥芯的底部隔斷。
[0009]所述二級壓力控制閥包括二級閥閥座、二級閥彈簧、二級閥閥體及二級閥閥芯，二級閥閥體為中空結(jié)構(gòu)，二級閥閥體的側(cè)面縱向設(shè)置有若干出油口，二級閥閥體下端的進油口與主閥閥體上部的出油口密封連接，二級閥閥體的上端與二級閥閥座密封連接，二級閥閥座上開設(shè)有第二通孔，二級閥閥芯的上端套接于所述第二通孔內(nèi)，二級閥彈簧套接于二級閥閥芯上，二級閥彈簧的上端與二級閥閥座的底部固定連接，二級閥彈簧的下端固定于二級閥閥芯的側(cè)面上；
[0010]當二級閥彈簧處于自由狀態(tài)時，二級閥閥芯的底部位于二級閥閥體側(cè)面上所有出油口的下部，且二級閥閥體側(cè)面上的所有出油口均通過二級閥閥芯的側(cè)面密封，當二級閥彈簧處于壓縮狀態(tài)時，二級閥閥芯的底部位于二級閥閥體側(cè)面上若干出油口的上部。
[0011]所述主閥閥體上部的出油口與二級閥閥體的下端通過螺紋連接。
[0012]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0013]本發(fā)明所述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥包括一級壓力控制閥及二級壓力控制閥，一級壓力控制閥的出油口與二級壓力控制閥的進油口相連通，從而通過兩個壓力控制閥來實現(xiàn)對油壓的分級控制，避免壓力失控后壓力持續(xù)升高導致制動扭矩和油液溫度的快速上升，從而避免緩速器零部件和整車傳動與散熱系統(tǒng)因扭矩沖擊和熱沖擊造成損壞，同時延長緩速器和整車壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為緩速器的工作原理示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中，1為轉(zhuǎn)子、2為定子、3為兩級控制閥、4為熱交換器、5為工作介質(zhì)容器、6為比例壓力控制閥、7為氣壓源、8為控制器、9為二級閥閥座、10為二級閥彈簧、11為二級閥閥體、12為二級閥閥芯、13為主閥閥體、14為主閥閥座、15為主閥閥芯、16為主閥彈簧、17為襯套。
【具體實施方式】[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述:
[0018]參考圖1，本發(fā)明所述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥安裝在緩速器中，緩沖器包括氣壓源7、比例壓力控制閥6、工作介質(zhì)容器5、工作腔、兩級控制閥3、熱交換器4、用于控制比例壓力控制閥6的控制器8，氣壓源7的出氣口與工作介質(zhì)容器5頂部的進氣口相連通，工作腔的進油口與工作介質(zhì)容器5底部的出油口相連通，工作腔的出油口與兩級控制閥3底部的進油口相連通，兩級控制閥3上部的出油口與熱交換器4的進油口相連通，熱交換器4的出油口與工作介質(zhì)容器5的進油口相連通，氣壓源7的出氣口通過比例壓力控制閥6與工作介質(zhì)容器5上端進氣口相連通，所述工作腔內(nèi)設(shè)有轉(zhuǎn)子1及定子2。
[0019]參考圖2，本發(fā)明所述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥包括一級壓力控制閥及二級壓力控制閥，一級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，一級壓力控制閥的頂部設(shè)有出油口，二級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，二級壓力控制閥的側(cè)面設(shè)有若干出油口，一級壓力控制閥的進油口與工作腔的出油口相連通，一級壓力控制閥的出油口與二級壓力控制閥底部的進油口相連通，二級壓力控制閥側(cè)面的出油口與熱交換器4的進油口相連通。
[0020]所述一級壓力控制閥包括主閥閥座14、主閥閥體13、襯套17、主閥彈簧16及主閥閥芯15，主閥閥座14上設(shè)有進油口，主閥閥體13底部設(shè)有凹槽，主閥閥體13的頂部設(shè)有與凹槽相連通的出油口，凹槽的頂部設(shè)有第一通孔，襯套17插入于第一通孔內(nèi)，襯套17的頂部密封，主閥閥芯15的上端套接于襯套17內(nèi)，主閥彈簧16套接于主閥閥芯15上，主閥彈簧16的下端與主閥閥芯15底部上表面固定連接，主閥彈簧16的上端與凹槽的頂部固定連接，主閥閥座14與主閥閥體13的下端密封連接；當主閥彈簧16處于壓縮狀態(tài)時，主閥閥座14上的進油口與凹槽相連通，當主閥彈簧16處于自由狀態(tài)時，凹槽與主閥閥座14上的進油口通過主閥閥芯15的底部隔斷。
[0021]所述二級壓力控制閥包括二級閥閥座9、二級閥彈簧10、二級閥閥體11及二級閥閥芯12，二級閥閥體11為中空結(jié)構(gòu)，二級閥閥體11的側(cè)面縱向設(shè)置有若干出油口，二級閥閥體11的下端與主閥閥體13上部的出油口密封連接，二級閥閥體11的上端與二級閥閥座9密封連接，二級閥閥座9上開設(shè)有第二通孔，二級閥閥芯12的上端套接于所述第二通孔內(nèi)，二級閥彈簧10套接于二級閥閥芯12上，二級閥彈簧10的上端與二級閥閥座9的底部固定連接，二級閥彈簧10的下端固定于二級閥閥芯12的側(cè)面上；所述主閥閥體13上部的出油口的內(nèi)側(cè)設(shè)有內(nèi)螺紋，二級閥閥體11下端的外壁上設(shè)有外螺紋，所述主閥閥體13上部的出油口與二級閥閥體11的下端通過螺紋連接，當二級閥彈簧10處于自由狀態(tài)時，二級閥閥芯12的底部位于二級閥閥體11側(cè)面上所有出油口的下部，且二級閥閥體11側(cè)面上的所有出油口均通過二級閥閥芯12的側(cè)面密封，當二級閥彈簧10處于壓縮狀態(tài)時，二級閥閥芯
12的底部位于二級閥閥體11側(cè)面上若干出油口的上部。
[0022]本發(fā)明的具體工作過程為:
[0023]控制器8控制比例壓力控制閥6打開，使氣壓源7的高壓空氣進入工作介質(zhì)容器5內(nèi)，從而將工作介質(zhì)容器5中的油液壓入工作腔，在與定子2和轉(zhuǎn)子1的共同作用下，油液的壓力、溫度、流速都迅速升高，當油液壓力高于主閥彈簧16施加在主閥閥芯15上壓緊力時，主閥閥芯15就會開啟，使油液進入主閥閥體13內(nèi)部，經(jīng)過主閥閥體13上部的出油口的節(jié)流后流入熱交換器4，當主閥閥體13內(nèi)的油液壓力大于二級閥彈簧10施加在二級閥閥芯12上壓緊力時，二級閥閥芯12向上移動，使二級閥閥體11側(cè)面的出油口低于二級閥閥芯12的底部，使主閥閥體13的一個出油口與二級閥閥體11的出油口連通，從而使油液從二級閥閥體11側(cè)面的出油口流出進入到熱交換器4中，再經(jīng)熱交換器4熱交換后輸入到工作介質(zhì)容器5中。
[0024]主閥彈簧16與二級閥彈簧10在兩級控制閥3中具有至關(guān)重要的作用，主閥彈簧16的剛度直接決定了一級壓力控制閥的開啟壓力和最大開啟壓力，進而確定了可以調(diào)整的工作腔壓力的范圍，保證液力緩速器輸出正常的制動扭矩；二級閥彈簧10的剛度決定了二級壓力控制閥的開啟壓力，即兩級控制閥3工作的最大允許壓力，一旦工作腔內(nèi)壓力超過最大允許壓力，二級壓力控制閥就會打開進行平穩(wěn)卸壓，避免因工作腔壓力失控后壓力迅速上升，進而造成的緩速器制動扭矩的迅速上升和系統(tǒng)沖擊。因此二級閥彈簧10和主閥彈簧16的剛度需根據(jù)液力緩速器的系統(tǒng)特性進行詳細的計算與驗證，必須保證兩級控制閥3在正常工作時工作腔的壓力在要求范圍，還要避免因壓力過大和油溫過高造成的系統(tǒng)沖擊和部件損傷。
【權(quán)利要求】
1.一種用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥，其特征在于，包括一級壓力控制閥及二級壓力控制閥，一級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，一級壓力控制閥的頂部設(shè)有出油口，二級壓力控制閥的底部設(shè)有進油口，二級壓力控制閥的側(cè)面設(shè)有若干出油口，一級壓力控制閥的出油口與二級壓力控制閥底部的進油口相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥，其特征在于，所述一級壓力控制閥包括主閥閥座(14)、主閥閥體(13)、襯套(17)、主閥彈簧(16)及主閥閥芯(15)，主閥閥座(14)上設(shè)有進油口，主閥閥體(13)底部設(shè)有凹槽，主閥閥體(13)的頂部設(shè)有與凹槽相連通的出油口，凹槽的頂部設(shè)有第一通孔，襯套(17)插入于第一通孔內(nèi)，襯套(17)的頂部密封，主閥閥芯(15)的上端套接于襯套(17)內(nèi)，主閥彈簧(16)套接于主閥閥芯(15)上，主閥彈簧(16)的下端與主閥閥芯(15)底部的上表面固定連接，主閥彈簧(16)的上端與凹槽的頂部固定連接，主閥閥座(14)與主閥閥體(13)的下端密封連接；當主閥彈簧(16)處于壓縮狀態(tài)時，主閥閥座(14)上的進油口與凹槽相連通，當主閥彈簧(16)處于自由狀態(tài)時，凹槽與主閥閥座(14)上的進油口通過主閥閥芯(15)的底部隔斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥，其特征在于，所述二級壓力控制閥包括二級閥閥座(9)、二級閥彈簧(10)、二級閥閥體(11)及二級閥閥芯(12)，二級閥閥體(11)為中空結(jié)構(gòu)，二級閥閥體(11)的側(cè)面縱向設(shè)置有若干出油口，二級閥閥體(11)下端的進油口與主閥閥體(13)上部的出油口密封連接，二級閥閥體(11)的上端與二級閥閥座(9)密封連接，二級閥閥座(9)上開設(shè)有第二通孔，二級閥閥芯(12)的上端套接于所述第二通孔內(nèi)，二級閥彈簧(10)套接于二級閥閥芯(12)上，二級閥彈簧(10)的上端與二級閥閥座(9)的底部固定連接，二級閥彈簧(10)的下端固定于二級閥閥芯(12)的側(cè)面上；當二級閥彈簧(10)處于自由狀態(tài)時，二級閥閥芯(12)的底部位于二級閥閥體(11)偵U面上所有出油口的下部，且二級閥閥體(11)側(cè)面上的所有出油口均通過二級閥閥芯(12)的側(cè)面密封，當二級閥彈簧(10)處于壓縮狀態(tài)時，二級閥閥芯(12)的底部位于二級閥閥體(11)側(cè)面上若干出油口的上部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3述的用于液力傳動機械壓力控制的兩級控制閥(3)，其特征在于，所述主閥閥體(13)上部的出油口與二級閥閥體(11)的下端通過螺紋連接。
【文檔編號】F15B13/02GK103671324SQ201310659321
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】吳鵬, 王偉健 申請人:陜西法士特齒輪有限責任公司