專利名稱：液力機械式自動換擋系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種適用于汽車上的液力機械動力傳動裝置，更具體地說，它 涉及的是一種液力機械式自動換擋系統。
技術背景將由離合器和平行軸齒輪變速箱組成的汽車傳動裝置自動化的過程是繼續 發揮該裝置成本低、效率高、結構簡單等優勢的必經之路，市場上相繼出現了AT、 AMT、 CVT、 DCT等各種類型的自動變速箱，下面分別予以介紹一. 液力自動變速器(AT. Automatic Transmission)液力自動變速器，其基本形式是液力變矩器與旋轉軸式機械變速器的串聯。 這種液力自動變速器的主要優點有1. 液力變矩器的自動適應性使其具有一定范圍的無級變速及變矩能力，對 外部負載有自動調節和適應性能，從根本上簡化了操縱。2. 液力傳動本身具有一定的減振性能，能夠有效地降低傳動系的尖峰載荷 和扭轉振動，延長了傳動系的壽命。3. 汽車起步平穩，加速迅速、均勻、柔和。4. 提高了乘坐舒適性與行駛安全性。5. 車輛的通過性好。目前AT是車輛自動變速器的主導產品。但AT的主要缺點是AT的行星傳動機 構復雜、制造成本高的問題和液力變矩器的效率低。為了以多擋化提高AT的效 率，各大汽車公司都在開發6速或者更多速比的自動變速系統。二. 電控機械式自動變速器(AMT. Automated Manual Transmission) 電控機械式自動變速器是在原有固定軸式齒輪變速箱的基礎上，把選擋、換擋、離合器及發動機油門的操縱控制自動化。與液力機械式自動變速器和機械 式無級變速器相比，它具有如下的優點1. 傳動效率高；2. 結構簡單成本低；3. 生產繼承性好容易制造。AMT是自動變速技術的一個重要發展方向，AMT在歐洲市場一直倍受青睞。 由于受燃油經濟性和排放法規的限制，歐洲各主要汽車制造商近兩年來相繼加 大對AMT的研究開發力度，并陸續推出自己的產品。三. 機械式無級變速器(CVT. Continuously Variable Transmission) 機械式無級變速器克服了前兩種自動變速器固有的齒專侖傳動比不連續和零件數量過多的缺點。由于CVT是摩擦傳動，導致效率低，所使用的傳動帶或鏈制造技術難、加工精度要求較高，使用的材質要求更高，維修更是困難，此外，由于CVT能夠傳遞的發動機轉矩有限，比較適合發動機功率不大的轎車。 四.只又離合器式自動變速器(DCT. Double Clutch Transmission) 雙離合器式自動變速器(采用了兩個離合器，兩個離合器分別與兩個輸入 軸相聯接。它的主要特點是在換擋過程中，發動機的動力始終不斷地被傳遞到 車輪，這樣的換擋過程為動力換擋。車輛實現了動力換擋，極大的提高換擋舒 適性，同時也保證車輛具有良好的經濟性，使車輛油耗和排放等方面有所改善。 發明內容本發明所要解決的技術問題是為了克服AT的行星傳動機構復雜、制造成本 高和AMT的換擋沖擊、起步控制難度大的問題，提供了一種液力機械式自動換 擋系統。液力機械式自動換擋系統不但具有AT的換擋平順、起步性能好的優點， 還具有AMT成本低、易于制造的優勢。為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案予以實現.液力機械式自 動換擋系統由初4戒結構和自動控制系統組成。所述的機械結構包括有由泵輪蓋與液力變矩器所組成的液力變矩器總成、 濕式換擋主離合器、換擋執行機構總成、選擋執行機構總成、多擋位平行軸式 變速箱、前箱體和閉鎖離合器。前箱體的大瓢端螺栓固定在發動機的箱體上，前箱體的另 一端螺栓固定在 多擋位平行軸式變速箱的后箱體的輸入端，曲軸、泵輪蓋、渦輪軸、第一軸與 第二軸分別借助于軸承依次首尾插裝為轉動連接，各件的回轉軸線與曲軸的回 轉軸線共線，泵輪蓋通過傳動盤固定在曲軸(23)輸出端的連接盤上，在泵輪 蓋右側的閉鎖離合器套裝在渦輪軸上為花鍵連接，閉鎖離合器的右側安裝有液 力變矩器，液力變矩器是套裝在渦輪軸與導輪座上，液力變矩器中的泵輪與泵 輪蓋周端的右側面螺栓固定連接，在液力變矩器右側的導輪座的左端面上安裝 有擺線內嚙合齒輪泵，在導輪座的右側安裝有濕式換擋主離合器，濕式換擋主 離合器是套裝在渦輪軸與第一軸上，在多擋位平行軸式變速箱的后箱體的頂端 螺栓固定安裝有換擋執行機構總成，在后蓋的頂端螺栓固定安裝有選擋執行機 構總成，機械結構的輸出端由多擋位平行軸式變速箱的輸出軸與汽車傳動軸活 動連接。所述的自動控制系統包括有液壓控制系統。所述的液壓控制系統包括有擺線內嚙合齒輪泵，執行元件液力變矩器、 閉鎖離合器油缸、濕式換擋主離合器操縱油缸、選擋油缸、換擋油缸)與控制 元件。該液壓控制系統包括有四條控制回路第 一條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵(ll),終端是安裝在機械結構中的液力變矩器與閉鎖離合器油缸，兩端之 間用控制元件和管路連接。
第二條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵，終端是安裝在機械結構中的濕式換擋主離合器中的濕式換擋主離合器操 縱油缸，兩端之間用控制元件和管3各連4妄。
第三條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵，終端是安裝在機械結構中的選擋執行機構總成中的選擋油缸，兩端之間 用控制元件和管路連接。
第四條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵，終端是安裝在機械結構中的換擋執行機構總成中的換擋油缸，兩端之間 用控制元件和管路連接。
技術方案中所述的濕式換擋主離合器是套裝在渦輪軸與第一軸上是指濕 式換擋主離合器中的離合器殼花鍵轂套裝在配油盤和渦輪軸右端上，離合器殼 內的活塞借助于卡環與碟形彈簧固定在離合器殼的花鍵轂上，左右壓盤借助于 其周邊的花鍵安裝在離合器殼的內花鍵槽里，在離合器殼的右端面螺釘固定安 裝離合器蓋，從動盤通過花鍵轂套裝在第一軸上。
技術方案中所述的在后箱體的頂端螺栓固定安裝有換擋執行機構總成，在 后蓋的頂端螺栓固定安裝有選擋執行機構總成是指換擋執行機構總成包括有 換擋油缸、換擋執行機構與固定在撥叉軸上的軸套，換擋油缸中的活塞與換擋 執行機構螺栓固定連接，換擋執行機構與軸套滑動配合連接。選擋執行機構總 成包括有選擋油缸、選擋執行機構與安裝在撥叉軸上的楔塊，選擋油缸中的活 塞與選擋執行機構螺栓固定連接，選擋執行機構與撥叉軸右端的楔塊滑動配合 連接。換擋執行機構總成的換擋執行機構移動軌跡與撥叉軸的回轉軸線共存于 垂直平面內，選擋執行機構總成的選擋執行機構移動軌跡與撥叉軸的回轉軸線 是空間垂直交叉。
技術方案中所述的第一條控制回^各還包括有單向閥、壓力調節電,茲闊、壓 力調節閥、變矩器減壓閥、閉鎖電;茲閥、水冷卻器與潤滑油i 各。
單向閥與擺線內嚙合齒輪泵串接，單向閥的出口與壓力調節電磁閥的P 口 和壓力調節閥的進油口管路連接，壓力調節電磁閥的A 口與壓力調節閥的控制 油口管路連接，壓力調節閥出油口與變矩器減壓閥進油口管路連接，變矩器減 壓閥出油口與 一節流閥串接，節流閥的出油口與閉鎖電f茲閥的P 口管^各連才妄， 閉鎖電磁閥的A 口和B 口分別與安裝在閉鎖離合器中的閉鎖離合器油缸的輸入 口和安裝在機械結構中的液力變矩器的輸入口管路連接，液力變矩器的輸出口 管路連接水冷卻器和潤滑油路進口 ，水冷卻器出口與油底殼管路連接。
7所述的第二條控制回路還包括有主離合器電磁閥和緩沖器。
壓力調節閥的出油口與主離合器電-茲閥的P 口管路連接，主離合器電磁閥 的A 口與緩沖器的接口和濕式換擋主離合器操縱油缸的接口管路連接，主離合
器電》茲閥的T 口與油底殼管路連接。
所述的第三條控制回路還包括有1號選擋電磁閥和2號選擋電磁閥。 1號選擋電磁閥和2號選擋電磁閥的P 口與壓力調節闊的出油口管路連接， 1號選擋電磁閥和2號選擋電磁閥的A 口分別與選擋油缸左右進出油口管路連 接，1號選擋電磁閥和2號選擋電磁閥的T 口與油底殼管路連接。
所述的第四條控制回^各還包括有1號換擋電f茲閥和2號換擋電磁閥。 1號換擋電磁閥和2號換擋電磁閥的P 口與壓力調節閥的出油口管路連接， 1號換擋電磁閥和2號換擋電磁閥的A 口分別與換擋油缸左右進出油口管路連 接，1號換擋電磁閥和2號換擋電磁閥的T 口與油底殼管路連接。 與現有技術相比本發明的有益效果是
1. 液力機械式自動換擋系統由于采用了具有柔性傳動和扭矩放大功能的液 力變矩器，很好地克服了 AMT的在起步和換擋品質上的缺點，改善了起步性能 和換擋品質；
2. 液力機械式自動換擋系統在較好的路況和高速擋使用液力變矩器閉鎖的 方法很好地克服了 AT效率低和燃油經濟性比較差的缺點；
3. 液力機械式自動換擋系統中電控單元根據傳感器信息，實時地向相應電 磁閥發出指令，通過對主離合器電磁閥、選擋電磁閥和換擋電磁閥的精確控制 來實現選擋、換擋動作；
4. 液力機械式自動換擋系統采用多擋位平行軸式變速箱，避免了行星齒輪 加工工藝性差的缺點。因此，液力機械式自動換擋系統具有加工工藝性好、響
應速度快與控制精度高的優點，液力機械式自動換擋系統更適合于大型越野車 等類型的汽車。
下面結合附圖對本發明作進一步的說明
圖1是液力機械式自動換擋系統總體結構主視圖上的全剖視圖2是液力機械式自動換擋系統中的前箱體總成結構在主視圖上的全剖視
圖3是液力機械式自動換擋系統中的濕式換擋主離合器總體結構主視圖上 的全剖視圖4是液力機械式自動換擋系統中的多擋位平行軸式變速箱總成與換擋執 行機構總成和選擋執行機構總成結構關系在主視圖上的剖視圖5是液力機械式自動換擋系統中的液壓控制系統的液壓傳動原理8圖6是液力機械式自動換擋系統中的液壓控制系統與電控制系統的電--液 傳動示意框圖中1.泵輪蓋，2.液力變矩器總成，3濕式換擋主離合器，4.電磁閥， 5.換擋執行機構總成，6.后箱體，7.選擋執行機構總成，8.后蓋，9.多擋位平 行軸式變速箱，10.液壓控制閥板，ll.擺線內嚙合齒輪泵，12.前箱體，13.離 合器殼，14.活塞，15.壓盤，16.離合器蓋，17.從動盤，18.花4建轂，19.螺4丁， 20.卡環，21.碟形彈簧，22.油道，23.曲軸，24.傳動盤，25.閉鎖離合器，26. 渦輪，27.導輪，28.泵輪，29.擺線泵1號輸入齒輪，30.螺釘，31.渦輪軸，32. 深溝球軸承，33.軸套，34.深溝球軸承，35.深溝球軸承，36.擺線泵2號輸入齒 輪，37.擋油盤，38.導輪座，39.滾針軸岸(，40.雙頭螺柱，41.啟動齒圈，42.螺 釘，43.深溝球軸承，44.第一軸，45.螺釘，46.滾針軸承，47.換擋執行機構，48. 第二軸，49.撥叉軸，50.深溝球軸承，51.選擋執行機構，52.法蘭，53.圓錐滾子軸 承，54.中間軸，55.圓錐滾子軸承，56.螺釘，57.雙頭螺柱，58.深溝球軸承，59. 配油盤，60.連接盤，LB.閉鎖離合器油缸，LZ.濕式換擋主離合器操縱油缸，GX. 選擋油缸，GH.換擋油缸，Q.液力變矩器，E.壓力調節電f茲閥，Al.閉鎖電》茲閥， D.主離合器電;茲閥，Bl.l號選擋電石茲閥，B2. 2號選擋電;茲閥，Cl. l號換擋電 ^磁閥，C2.2號換擋電f茲閥，G.變矩器減壓閥，H.壓力調節閥，X.單向閥，K.節流 閥，I.緩沖器，F.水冷卻器，J.潤滑油if各。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細的描述
參閱圖1至圖4,液力機械式自動換擋系統是由機械結構和自動控制系統 兩大部分所組成。
所述的機械結構部分包括有液力變矩器總成2、濕式換擋主離合器3、換擋 執行機構總成5、選擋執行機構總成7、多擋位平行軸式變速箱9、前箱體12 和閉鎖離合器25等零部件。
液力變矩器總成2是由泵輪蓋1與液力變矩器Q所組成。前箱體12是個整 體式的箱體件，泵輪蓋l、液力變矩器Q、濕式換擋主離合器3、擺線內嚙合齒 輪泵11與閉鎖離合器25等零部件都安裝在它的里面，集成化程度高，成為前 箱體總成，前箱體12上還加工有紛繁復雜的油道代替了單獨的管路連接。前箱 體12的大瓢端用螺栓固定在發動機曲軸23伸出處的箱體上，前箱體12的另一 端(右端的右端面，此處的右端、右端面和以后將要提到右側、右側面、左端、 左端面等表示方位的詞語都以各零部件在說明書附圖的圖1中所表示的安裝位 置為準)用螺栓固定在多擋位平行軸式變速箱9后箱體6的輸入端口的左端面 上，多擋位平行軸式變速箱9后箱體6的底端固定在汽車大梁上。發動機曲軸 23輸出端、泵4侖蓋1、渦輪軸31、第一軸44與第二軸48 (即曲軸23輸出端通過螺釘42連接的連接盤60與泵輪蓋1之間、泵輪蓋1與渦輪軸31之間、渦輪 軸31與第一軸44和第一軸44與第二軸48之間)分別借助于深溝球軸承43、 滾針軸承39、深溝球軸承32與滾針軸承46依次首尾插裝為轉動連接，各軸件 的回轉軸線與曲軸23的回轉軸線共線，其中第一軸44采用深溝球軸承58安裝 在后箱體6左端箱體壁的軸孔中，第二軸48借助于深溝球軸承50安裝在后箱 體6右端箱體壁的軸孔中。泵輪蓋1的周端通過螺釘42與傳動盤24固定連接， 傳動盤24的中心端通過螺釘與連接盤固定在曲軸23的端面上，在泵輪蓋1的 右側閉鎖離合器25套裝在渦輪軸31上為花鍵連接，閉鎖離合器25的右側安裝 有液力變矩器Q,液力變矩器Q是套裝在渦輪軸31與導輪座38上，更具體地 說，液力變矩器Q中的渦輪26套裝在渦輪軸31上采用花鍵連接，如果渦輪26 轉動，渦輪軸31隨同一起轉動；液力變矩器Q中的導輪27和泵輪28是套裝在 導輪座38上(導輪座38是通過一個軸套33套裝在渦輪軸31上，渦輪軸31在 軸套33內動配合轉動連接)成轉動連接，如果泵輪28轉動，不會帶動渦輪軸 31轉動而只能在導輪座38上轉動。液力變矩器Q中的泵輪28與泵輪蓋1周端 的右側面螺栓固定連接，就是說發動機曲軸23轉動，泵輪28隨泵輪蓋1一起 轉動。在液力變矩器總成2右側的導輪座38的左端面上安裝有擺線內嚙合齒輪 泵ll,擺線泵1號輸入齒輪29借助于軸承套裝在導輪座38上，其左端面與泵 輪28鍵連接，即泵輪28轉動，擺線泵1號輸入齒輪29同時轉動，擺線泵l號 輸入齒輪29與安裝在擺線內嚙合齒輪泵11上的擺線泵2號輸入齒輪36相嚙合， 發動機曲軸23 —轉動擺線內嚙合齒輪泵11就為整個液壓系統供油。在導輪座 38的右側安裝有配油盤59與濕式換擋主離合器3，濕式換擋主離合器3是套裝 在配油盤59、渦輪軸31與第一軸44上，即濕式換擋主離合器3中的離合器殼 13的花鍵轂套裝在配油盤(與配油盤配裝的離合器殼13的花鍵轂處是動配合的 光滑孔)和渦輪軸31加工有花鍵的右端，與從動盤17鉚接在一起的花4建轂18 套裝在第一軸44上。離合器殼13內的活塞14借助于卡環20與碟形彈簧21固 定在離合器殼13花鍵轂上，活塞14的左端經油道22進壓力油后向右移動，活 塞14的左端排油后，活塞14在碟形彈簧21的作用下復位，左右壓盤15借助 于其周邊的花鍵安裝在離合器殼13的內花鍵槽里，在離合器殼13的右端面螺 釘固定安裝離合器蓋16，防止左右壓盤15在離合器殼13內軸向向右移動。在 多擋位平行軸式變速箱9后箱體6的頂端螺栓固定安裝有換擋執行機構總成5, 換擋執行機構總成5包括有換擋油缸GH、換擋執行機構47與固定在撥叉軸49 上的軸套。換擋油缸GH中的活塞與換擋執行機構47螺栓固定連接，換擋執行 機構47與固定在撥叉軸49上的軸套的環形槽滑動連接，撥叉軸49上固定有與 同步器滑動連接的三套撥叉。換擋執行機構47移動軌跡(也是換擋油缸GH中 活塞的移動軌跡)與撥叉軸49的回轉軸線共存于垂直平面內。換擋油缸GH中的活塞左右移動，使得換擋執行機構47左右移動，換擋執行機構47左右移動 使得撥叉軸49左右移動，從而帶動撥叉移動達到換擋的目的。在后蓋8的頂端 螺栓固定安裝有選擋執行機構總成7，選擋執行機構總成7包括有選擋油缸GX、 選擋執行機構51與安裝在撥叉軸49上的楔塊。選擋油缸GX中的活塞與選擋執 行機構51螺栓固定連接，選擋執行機構51與固定在撥叉軸49右端的楔塊滑動 連接。選擋油缸GX中活塞的移動軌跡與撥叉軸49的回轉軸線是空間垂直交叉。 如果換擋油缸GH中的活塞是左右移動，那么選擋油缸GX中的活塞為前后移動， 如果選擋油缸GX中的活塞前后移動，通過選擋執行機構51帶動撥叉軸49向前 或者向后轉動一個角度，那么就可以使固定在撥叉軸49上的三套撥叉中的某個 撥叉處于工作狀態，當撥叉軸49移動時，處于工作狀態的撥叉使其所對應的齒 輪組脫開或嚙合。機械結構的輸出端由多擋位平行軸式變速箱9的輸出軸即第 二軸48的輸出端與汽車傳動軸活動(萬向節)連接。
參閱圖5與圖6 ，所述的自動控制系統是由液壓控制系統和電控系統組成。 所述的液壓控制系統包括有擺線內嚙合齒輪泵ll,執行元件液力變矩器 Q、閉鎖離合器油缸LB、濕式換擋主離合器操縱油缸LZ、選擋油缸GX與換擋油 缸GH和控制元件壓力調節電磁閥E、閉鎖電磁閥Al、主離合器電磁閥D、 1 號選擋電》茲閥Bl、 2號選擋電》茲閥B2、 1號換擋電》茲閥Cl、 2號換擋電;茲閥C2、 變矩器減壓閥G、壓力調節閥H、單向閥X、節流閥K、緩沖器I、水冷卻器F 與潤滑油路J。
為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒輪泵11、執行元件和控制 元件共組成四條控制回路，現分述如下
第 一條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵ll,終端是安裝在機械結構中的液力變矩器Q和閉鎖離合器油缸LB，兩端 之間采用的控制元件有單向閥X、壓力調節電磁閥E、壓力調節閥H、變矩器減 壓閥G與閉鎖電i茲閥Al，再加上水冷卻器F與潤滑油3各J。
單向閥X與擺線內嚙合齒輪泵11采用管路串接，單向閥X的出口與壓力調 節電-茲閥E的P 口和壓力調節閥H的進油口管3各連4妄，壓力調節電》茲閥E的A 口與壓力調節閥H的控制油口管路連接，壓力調節閥H出油口與變矩器減壓閥 G進油口管路連接，變矩器減壓閥G出油口與一節流閥K采用管路串接，節流 閥K的出油口與閉鎖電石茲閥Al的P 口管3各連接，閉鎖電磁閥Al的A 口和B 口 分別與安裝在閉鎖離合器中的閉鎖離合器油缸LB的輸入口和安裝在機械結構 中的液力變矩器Q的輸入口管路連接，液力變矩器Q的輸出口管路連接水冷卻 器F和潤滑油路J進口 ，水冷卻器F出口與油底殼管路連接。
第二條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵11,終端是安裝在機械結構中的濕式換擋主離合器3中的濕式換擋主離合器操縱油缸LZ，兩端之間采用的控制元件有主離合器電磁閥D，再加上緩沖器I。
主離合器電磁閥D的P 口與壓力調節鬧H的出油口管路連接，主離合器電 磁閥D的A 口與緩沖器I的接口和濕式換擋主離合器操縱油缸LZ的接口管路連 接，主離合器電磁閥D的T口與油底殼管路連接。
第三條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵ll,終端是機械結構中的選擋執行機構總成7中的選擋油缸GX，兩端之間 采用的控制元件有1號選擋電》茲閥Bl和2號選擋電i茲閥B2。
1號選擋電磁閥Bl和2號選擋電磁閥B2的P 口與壓力調節閥H的出油口 管路連接，1號選擋電磁閥Bl和2號選擋電》茲閥B2的A 口分別與選擋油缸GX 左右進出油口管路連"l妻，1號選擋電》茲閥Bl和2號選擋電》茲閥B2的T 口與油 底殼管路連接。
第四條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒 輪泵ll，終端是機械結構中的換擋執行機構總成5中的換擋油缸GH,兩端之間 采用的控制元件有1號換擋電;茲閥CI和2號換擋電》茲閥C2。
1號換擋電,茲閥CI和2號換擋電石茲閥C2的P 口與壓力調節閥H的出油口 管^各連接，1號換擋電》茲閥CI和2號換擋電i茲閥C2的A 口分別與換擋油缸GH 左右進出油口管路連接，1號換擋電》茲閥CI和2號換擋電》茲閥C2的T 口與油 底殼管路連接。
所述的電控系統包括有嵌入自編計算機程序的電控單元TCU,包括有發動 機轉速傳感器、發動機扭矩傳感器、油門開度傳感器、加速踏板傳感器、擋位 信號傳感器、渦輪轉速傳感器、離合器壓力傳感器、輸入軸轉速傳感器、車速 傳感器、選擋位置傳感器、換擋位置傳感器與溫度傳感器等信號提取元件，液 壓控制系統所包括的壓力調節電磁閥E、閉鎖電磁閱Al、主離合器電磁閥D、 選擋電》茲閥Bl、選擋電f茲閥B2、換擋電；茲閥CI與換擋電》茲閥C2組成。電控單 元TCU上的輸入接口與輸出接口分別和上述的各類傳感器、各類開關與顯示儀 表、各類電磁閥連接，即可組成一個完整的電控系統。
液力機械式自動換擋系統的工作原理
在工作過程中，液力變矩器Q是充滿由擺線內嚙合齒輪泵11提供的壓力為 1.5MPa的自動變速箱油(ATF),它接受由發動機輸出的動力，通過自動控制系 統使濕式換擋主離合器3結合，把動力傳遞到多擋位平行軸式變速箱9的中間 軸54，按照選擋執行機構總成7、換擋執行機構總成5選定的擋位，把動力傳 遞到多擋位平行軸式變速箱9的第二軸48即輸出軸輸出。
在換擋過程中，自動控制系統使得濕式換擋主離合器3分離，切斷動力傳 輸，自動控制系統根據傳感器提取的車速和油門開度兩個參數，確定需要的擋位。電控單元TCU根據需要的擋位，控制選擋電磁閥B1、選擋電磁閥B2、換擋 電磁閥C1、換擋電磁閥C2之間的邏輯動作，促使選擋油缸GX、換擋油缸GH相 應動作而選擇擋位。選定擋位后自動控制系統使得濕式換擋主離合器3結合， 使車輛按照新選定的擋位運行。在選擋與換擋控制過程中，液力變矩器處于解 鎖狀態，主要是對濕式換擋主離合器操縱油缸LZ、選擋油缸GX與換擋油缸GH 的控制，再細述如下1. 濕式換擋主離合器3分離控制過程電控單元TCU根據車輛的運行情況，控制主離合器電磁閥D的閥芯運動， 當主離合器電磁閥D的右位接通即A 口與T 口接通時，濕式換擋主離合器操縱 油缸LZ中的液壓油經主離合器電磁閥D的T 口泄回油箱，此時濕式換擋主離合 器3分離。2. 濕式換擋主離合器3結合控制過程電控單元TCU控制主離合器電磁閥D的閥芯運動，主離合器電磁閥D的左 位接通即P 口與A 口接通時，油底殼中的液壓油經過濾器進入擺線內嚙合齒輪 泵11,經主離合器電磁閥D的A 口為濕式換擋主離合器操縱油缸LZ提供1. 5MPa 的壓力油，此時離合器結合,將發動機的動力傳給多擋位平行軸式變速箱9的第 二軸48即輸出軸輸出。3. 選擋缸向右(后)運動控制過程電控單元TCU控制選擋電磁閥Bl與選擋電磁閥B2的動作，當選擋電磁閥 Bl的P 口與A 口接通(選擋電石茲閥B 1工作在左位)、選擋電f茲閥B2的A 口與T 口接通時(選擋電磁閥B2工作在右位)，油底殼中的液壓油經過濾器進入擺線內 嚙合齒輪泵11,經壓力調節閥H調節壓力后經選擋電》茲閥Bl的P口與A 口為 選擋油缸GX的左端提供壓力為1. 5Mpa的液壓油，選擋油缸GX的右端的液壓油 通過選擋電磁閥B2的A 口與T 口泄油，活塞桿向右(后)運動。4. 選擋油缸向左(前)運動控制過程電控單元TCU控制選擋電》茲閥Bl與選擋電石茲閥B2的動作，當選擋電-茲閥 B 1的A 口與T 口接通(選擋電磁閥B 1工作在右位)，選擋電磁閥B 2的P 口與 A 口接通(選擋電磁閥B2工作在左位)，選擋油缸GX的右端由選擋電磁閥B 2的 p 口與A 口提供壓力為1. 5Mpa的液壓油，選擋油缸GX的左端的液壓油通過選 擋電磁閥B 1的A 口與T 口泄油，活塞桿向左(前)運動。5. 換擋油缸向右運動控制過程電控單元TCU控制換擋電磁閥Cl與換擋電磁閥C2的動作，當換擋電磁閥 CI的P 口與A 口接通(換擋電磁閥Cl工作在左位)，換擋電石茲閥C2的A 口與T 口接通(換擋電磁閥C2工作在右位)，油底殼中的液壓油經過濾器進入擺線內嚙 合齒輪泵11,經壓力調節閥H再經換擋電;茲閥Cl的P 口與A 口為換擋油缸GH的左端提供壓力為1. 5Mpa的液壓油，換擋油缸GH的右端通過換擋電》茲閥C2的 A 口與T 口泄油，活塞4干向右運動。 6.換擋油缸向左運動控制過程電控單元TCU控制換擋電》茲閥Cl與換擋電不茲閥C2的動作，當換擋電》茲閥 C 1的A 口與T 口接通(換擋電-茲閥Cl工作在右位)，換擋電f茲閥C 2的P 口與A 口接通(換擋電磁閥C2工作在左位)，換擋油缸GH的右端由換擋電磁閥C 2的 p 口與A 口提供壓力為1. 5Mpa的液壓油，換擋油缸GH的左端的液壓油通過換 擋電磁閥C1的A 口與T 口泄油，活塞桿向左運動。電控單元TCU通過控制閉鎖電磁閥Al閥芯的工作位置，可以實現閉鎖離合 器的閉鎖與解鎖。車輛在低速擋行駛或處于換擋過程時，閉鎖電》茲閥Al的左邊接通(閉鎖電 磁閥Al工作在左位)，即P 口與A 口接通時，油底殼中的液壓油經過濾器進入 擺線內嚙合齒輪泵ll,經壓力調節閥H調節壓力后進入變矩器減壓閥G,經閉 鎖電磁閥Al的P 口與A 口 ，再經閉鎖離合器25為液力變矩器Q提供l. 5MPa的 壓力油，同時，液力變矩器Q中的壓力油在泄油口經水冷卻器F后流回油箱。 這樣就充分發揮了變矩器柔性傳動動力的優點，有效的改善了車輛的行駛性能。車輛在高速擋行駛于較好路況的情況下，當車速達到一定數值時，電控單 元TCU控制閉鎖電-茲閥Al的動作，寸吏得閉鎖電》茲閥Al右邊接通，即P 口與B 口接通時，油底殼中的液壓油經過濾器進入擺線內嚙合齒輪泵11，經壓力調節 閥H調節壓力后進入變矩器減壓閥G,再經閉鎖電^f茲閥Al的P 口與B 口為液力 變矩器Q提供1. 5MPa的壓力油，此時1. 5MPa的壓力油使得閉鎖離合器25閉鎖。 同時，液力變矩器Q中的壓力油在泄油口經水冷卻器F后流回油箱。閉鎖離合器25的閉鎖，大大提高了傳動系統的效率，解決了液力變矩器Q 效率較低的缺點。從而使得我們設計的液力機械式自動換擋系統不僅能夠利用 變矩器柔性傳動和扭矩放大功能，改善起步、換擋控制品質，提高行車舒適性、 安全性和通過性，同時具有電控機械式自動變速箱成本低、易于制造等優點。
權利要求
1. 一種液力機械式自動換擋系統，其特征在于，液力機械式自動換擋系統由機械結構和自動控制系統組成；所述的機械結構包括有由泵輪蓋(1)與液力變矩器(Q)所組成的液力變矩器總成(2)、濕式換擋主離合器(3)、換擋執行機構總成(5)、選擋執行機構總成(7)、多擋位平行軸式變速箱(9)、前箱體(12)和閉鎖離合器(25)；前箱體(12)的大瓢端螺栓固定在發動機的箱體上，前箱體(12)的另一端螺栓固定在多擋位平行軸式變速箱(9)的后箱體(6)的輸入端，曲軸(23)、泵輪蓋(1)、渦輪軸(31)、第一軸(44)與第二軸(48)分別借助于軸承依次首尾插裝為轉動連接，各件的回轉軸線與曲軸(23)的回轉軸線共線，泵輪蓋(1)通過傳動盤(24)固定在曲軸(23)輸出端的連接盤(60)上，在泵輪蓋(1)右側的閉鎖離合器(25)套裝在渦輪軸(31)上為花鍵連接，閉鎖離合器(25)的右側安裝有液力變矩器(Q)，液力變矩器(Q)是套裝在渦輪軸(31)與導輪座(38)上，液力變矩器(Q)中的泵輪(28)與泵輪蓋(1)周端的右側面螺栓固定連接，在液力變矩器(Q)右側的導輪座(38)的左端面上安裝有擺線內嚙合齒輪泵(11)，在導輪座(38)的右側安裝有濕式換擋主離合器(3)，濕式換擋主離合器(3)是套裝在渦輪軸(31)與第一軸(44)上，在多擋位平行軸式變速箱(9)的后箱體(6)的頂端螺栓固定安裝有換擋執行機構總成(5)，在后蓋(8)的頂端螺栓固定安裝有選擋執行機構總成(7)，機械結構的輸出端由多擋位平行軸式變速箱(9)的輸出軸與汽車傳動軸活動連接；所述的自動控制系統包括有液壓控制系統；所述的液壓控制系統包括有擺線內嚙合齒輪泵(11)，執行元件液力變矩器(Q)、閉鎖離合器油缸(LB)、濕式換擋主離合器操縱油缸(LZ)、選擋油缸(GX)、換擋油缸(GH)與控制元件；該液壓控制系統包括有四條控制回路第一條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒輪泵(11)，終端是安裝在機械結構中的液力變矩器(Q)與閉鎖離合器油缸(LB)，兩端之間用控制元件和管路連接；第二條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒輪泵(11)，終端是安裝在機械結構中的濕式換擋主離合器(3)中的濕式換擋主離合器操縱油缸(LZ)，兩端之間用控制元件和管路連接；第三條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒輪泵(11)，終端是安裝在機械結構中的選擋執行機構總成(7)中的選擋油缸(GX)，兩端之間用控制元件和管路連接；第四條控制回路的起端是為整個液壓控制系統提供壓力油的擺線內嚙合齒輪泵(11)，終端是安裝在機械結構中的換擋執行機構總成(5)中的換擋油缸(GH)，兩端之間用控制元件和管路連接。
2. 按照權利要求1所述的液力機械式自動換擋系統，其特征在于，所述的 濕式換擋主離合器(3 )是套裝在渦輪軸(31)與第一軸(44 )上是指濕式換 擋主離合器(3 )中的離合器殼(13 )花鍵轂套裝在配油盤(59 )和渦輪軸(31) 右端上，離合器殼(13)內的活塞(14)借助于卡環(20)與碟形彈簧(n) 固定在離合器殼(13)的花鍵轂上，左右壓盤(15)借助于其周邊的花鍵安裝 在離合器殼(13)的內花鍵槽里，在離合器殼(13)的右端面螺釘固定安裝離 合器蓋(16 ),從動盤(17 )通過花鍵轂(18 )套裝在第一軸(44 )上。
3. 按照權利要求1所述的液力機械式自動換擋系統，其特征在于，所述的 在后箱體(6)的頂端螺栓固定安裝有換擋執行機構總成(5),在后蓋(8)的 頂端螺栓固定安裝有選擋執行機構總成(7)是指換擋執行機構總成(5)包括有換擋油缸(GH)、換擋執行機構(47)與固 定在撥叉軸(49)上的軸套，換擋油缸(GH)中的活塞與換擋執行機構(47) 螺栓固定連接，換擋執行機構(47)與軸套滑動配合連接；選擋執行機構總成(7)包括有選擋油缸(GX)、選擋執行機構(51)與安 裝在撥叉軸(49)上的楔塊，選擋油缸(GX)中的活塞與選擋執行機構(51) 螺栓固定連接，選擋執行機構(51)與撥叉軸(49)右端的楔塊滑動配合連接；換擋執行機構總成(5 )的換擋執行機構(47 )移動軌跡與撥叉軸(49 )的 回轉軸線共存于垂直平面內，選擋執行機構總成(7 )的選擋執行機構(51)移 動軌跡與撥叉軸(49)的回轉軸線是空間垂直交叉。
4. 按照權利要求1所述的液力機械式自動換擋系統，其特征在于，所述的 第一條控制回路還包括有單向閥(X)、壓力調節電磁閥(E)、壓力調節閥(H)、 變矩器減壓閥(G)、閉鎖電磁閥(Al)、水冷卻器(F)與潤滑油路(J);單向閥(X)與擺線內嚙合齒輪泵(11)串接，單向閥(X)的出口與壓力 調節電磁閥(E)的P 口和壓力調節閥(H)的進油口管路連接，壓力調節電磁 閥(E)的A口與壓力調節閥(H)的控制油口管路連接，壓力調節閥(H)出油 口與變矩器減壓閥(G)進油口管路連接，變矩器減壓閥(G)出油口與一節流 閥(K)串接，節流閥(K)的出油口與閉鎖電-茲閥(Al)的P 口管路連接，閉 鎖電磁閥(A1 )的A 口和B 口分別與安裝在閉鎖離合器中的閉鎖離合器油缸(LB) 的輸入口和安裝在機械結構中的液力變矩器(Q)的輸入口管路連接，液力變矩 器(Q )的輸出口管路連接水冷卻器(F )和潤滑油路(J )進口 ，水冷卻器(F ) 出口與油底殼管路連接；所述的第二條控制回路還包括有主離合器電磁閥(D)和緩沖器(I);壓力調節閥(H)的出油口與主離合器電磁閥(D)的P 口管路連接，主離合器電磁閥(D )的A 口與緩沖器(I )的接口和濕式換擋主離合器操縱油缸(LZ ) 的接口管路連接，主離合器電磁閥(D)的T口與油底殼管路連接；所述的第三條控制回路還包括有1號選擋電磁閥(Bl )和2號選擋電磁閥 (B2 );1號選擋電i茲閥(Bl )和2號選擋電》茲閥(B2 )的P 口與壓力調節閥(H ) 的出油口管路連接，1號選擋電磁閥(Bl)和2號選擋電f茲閥(B2)的A 口分 別與選擋油缸(GX)左右進出油口管3各連接，1號選擋電i茲閥(Bl)和2號選 擋電磁閥(B2)的T口與油底殼管路連接；所述的第四條控制回路還包括有1號換擋電-茲閥(CI )和2號換擋電,茲閥 (C2 );1號換擋電磁閥(CI )和2號換擋電磁閥(C2 )的P 口與壓力調節閥(H ) 的出油口管路連接，1號換擋電磁閥(CI)和2號換擋電磁閥(C2)的A 口分 別與換擋油缸(GH)左右進出油口管路連接，1號換擋電磁閥(CI)和2號換 擋電磁閥(C2)的T 口與油底殼管路連接。
全文摘要
本發明公開了一種液力機械式自動換擋系統。旨在克服AT的行星傳動機構復雜、制造成本高和AMT的換擋沖擊、起步控制難度大的問題。其由機械結構和自動控制系統組成。機械結構包括有液力變矩器總成(2)、濕式換擋主離合器(3)、換擋執行機構總成(5)、選擋執行機構總成(7)、多擋位平行軸式變速箱(9)和前箱體(12)。機械結構由泵輪蓋(1)與曲軸(23)連接，其輸出端由多擋位平行軸式變速箱(9)的第二軸(48)與汽車傳動軸連接。自動控制系統由電控系統和液壓控制系統組成。液壓控制系統包括有提供壓力油的擺線內嚙合齒輪泵(11)、執行元件與控制元件；該系統包括四條控制回路。本發明更適合于大型越野車等類型的汽車。
文檔編號F16H61/00GK101260933SQ20081005063
公開日2008年9月10日 申請日期2008年4月24日 優先權日2008年4月24日
發明者盛培德, 胡廷輝, 葛安林, 雷雨龍 申請人:吉林大學