本發(fā)明屬于機(jī)械領(lǐng)域，具體涉及一種大功率液力變矩器總成及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前在大功率牽引車上的傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩種結(jié)構(gòu)，一種為發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械變速箱直連的傳動(dòng)系統(tǒng)；另一種采用發(fā)動(dòng)機(jī)和全液力自動(dòng)變速箱傳動(dòng)系統(tǒng)。

第一種結(jié)構(gòu)，由于發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)械變速箱剛性連接，車輛普遍為重載上坡，且路況比較復(fù)雜，需要經(jīng)常換擋，這就造成了換擋離合器、變速箱由于頻繁換擋的沖擊而損壞嚴(yán)重。

第二種結(jié)構(gòu)，自動(dòng)變速箱中帶有液力變矩器，是柔性連接，保護(hù)了離合器，但目前自動(dòng)變速箱的價(jià)格較貴，致使車輛的價(jià)格較高，在市場(chǎng)上的競爭力減弱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提出了一種在發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)械變速箱之間增加液力減速器、換擋離合器以及控制系統(tǒng)的液力變矩器總成，使發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)械變速箱變成柔性連接，保護(hù)離合器，在變矩工況時(shí)增加輸出扭矩，在閉鎖工況時(shí)提高經(jīng)濟(jì)性能，在減速工況時(shí)為車輛提供輔助制動(dòng)，各工作工況靠控制系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種大功率液力變矩器總成，包括多片式閉鎖離合器、罩輪、渦輪、導(dǎo)輪、泵輪以及輸出軸；渦輪、導(dǎo)輪、泵輪形成變矩器工作循環(huán)腔；泵輪通過罩輪與外部發(fā)動(dòng)機(jī)連接；多片式閉鎖離合器通過花鍵與渦輪連接；渦輪通過花鍵與輸出軸連接；

其改進(jìn)之處是：還包括液力減速器、換檔離合器以及控制系統(tǒng)；

液力減速器通過花鍵與輸出軸連接，輸出軸后端通過換檔離合器與外部的變速箱連接；

控制系統(tǒng)分別與變矩器工作循環(huán)腔、液力減速器以及多片式閉鎖離合器連接，分別用于控制多片式閉鎖離合器的解、閉鎖，變矩器工作循環(huán)腔進(jìn)出油和液力減速器在減速工況下工作。

本發(fā)明控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)如下：

控制系統(tǒng)包括油箱、油泵、工作循環(huán)腔進(jìn)油油路、工作循環(huán)腔回油油路、液力減速器進(jìn)油油路、液力減速器回油油路以及閉鎖離合器控制油路；

工作循環(huán)腔進(jìn)油油路將油箱和工作循環(huán)腔連通；閉鎖離合器控制油路將工作循環(huán)腔進(jìn)油油路與多片式閉鎖離合器連通；工作循環(huán)腔回油油路和液力減速器進(jìn)油油路連通；

工作循環(huán)腔進(jìn)油油路沿著進(jìn)油方向依次設(shè)置有油泵和變矩器調(diào)壓閥；工作循環(huán)腔回油油路上設(shè)置有背壓閥；閉鎖離合器控制油路沿著進(jìn)油方向依次設(shè)置有閉鎖離合器調(diào)壓閥以及單向閥；液力減速器進(jìn)油油路和液力減速器回油油路上設(shè)置有減速器控制閥；工作循環(huán)腔回油油路上設(shè)置有散熱器；所述控制閥上安裝有比例電磁閥；

液力減速器進(jìn)油油路、液力減速器回油油路、液力減速器以及散熱器構(gòu)成一個(gè)閉合回路并由液力減速器進(jìn)油油路與工作循環(huán)腔回油油路連通。

為了使得車輛能夠快速制動(dòng)，該控制系統(tǒng)上還包括與液力減速器進(jìn)油油路連通的液力變矩器快速啟動(dòng)油路；液力變矩器快速啟動(dòng)油路上安裝有加速油缸和加速油缸電磁閥；加速油缸內(nèi)充滿工作油，當(dāng)需要減速時(shí)，加速油缸電磁閥控制加速油缸將工作油快速推入液力減速器進(jìn)油油路內(nèi)，實(shí)現(xiàn)液力減速器的快速啟動(dòng)。

為了確保工作循環(huán)腔內(nèi)和多片式閉鎖離合器內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定，增加液力變矩器使用的可靠性，工作循環(huán)腔進(jìn)油油路上安裝有溢流閥。

閉鎖離合器調(diào)壓閥上安裝有先導(dǎo)閉鎖電磁閥，通過先導(dǎo)閉鎖電磁閥控制閉鎖離合器調(diào)壓閥，使得閉鎖離合器的解閉鎖更加可靠。

根據(jù)上述對(duì)大功率液力變矩器總成結(jié)構(gòu)的描述，現(xiàn)對(duì)其控制方法進(jìn)行介紹，該控制方法主要包括以下幾個(gè)步驟：

1)變矩工況控制；

在變矩工況時(shí)，打開變矩器調(diào)壓閥、背壓閥；斷開先導(dǎo)閉鎖電磁閥、變矩器控制閥以及加速油缸電磁閥；油泵將油箱內(nèi)的液力油打入工作循環(huán)腔，工作循環(huán)腔內(nèi)的液力油通過背壓閥、散熱器，流回到油箱；

2)閉鎖工況控制；

在閉鎖工況時(shí)，打開變矩器調(diào)壓閥、背壓閥以及先導(dǎo)閉鎖電磁閥；斷開變矩器控制閥以及加速油缸電磁閥；油泵將油箱內(nèi)的一部分液力油打入工作循環(huán)腔，工作循環(huán)腔內(nèi)的液力油通過背壓閥、散熱器，流回到油箱；另一部分的液力油通過閉鎖離合器控制油路上的閉鎖離合器調(diào)壓閥和單向閥進(jìn)入閉鎖離合器，使閉鎖離合器處于閉鎖狀態(tài)，此時(shí)，變矩工況油路循環(huán)系統(tǒng)不變，但不執(zhí)行變矩工況；

3)減速工況控制；

在減速工況時(shí)，閉鎖工況控制保持不變，并保證閉鎖離合器一直處于閉鎖狀態(tài)；變矩工況的控制不變，但不執(zhí)行變矩工況；打開比例電磁閥、減速器控制閥以及加速油缸電磁閥，油缸中的液力油快速推入液力減速器進(jìn)油油路中，使液力油快速進(jìn)入液力減速器，并在散熱器、減速器控制閥和液力減速器之間形成閉式回路，提供輔助制動(dòng)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

1、本發(fā)明在發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)械變速箱之間增加了帶液力減速器、換擋離合器以及控制系統(tǒng)的液力變矩器總成，既保護(hù)了離合器又能增加輸出扭矩、為車輛提供輔助制動(dòng)，同時(shí)液力變矩器總成與機(jī)械變速箱的價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于自動(dòng)變速箱的價(jià)格，大大降低了制造成本。

2、本發(fā)明的液力變矩器總成，能夠適應(yīng)各種工況，當(dāng)車輛起步、爬坡時(shí)，液力變矩器總成工作在變矩工況，閉鎖離合器分離，液力變矩器自適應(yīng)行駛阻力，起到增加發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩的作用，提高車輛低速動(dòng)力性；當(dāng)車輛高速行駛時(shí)，液力變矩器總成工作在閉鎖工況，保證車輛的行駛?cè)加徒?jīng)濟(jì)性；當(dāng)車輛下坡行駛時(shí)，液力變矩器總成工作在減速工況，為車輛提供輔助制動(dòng)。液力變矩器總成各工況的功能轉(zhuǎn)換通過自帶控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。

3、該液力變矩器總成分別與發(fā)動(dòng)機(jī)和機(jī)械變速箱聯(lián)接，該液力變矩器總成能夠匹配較大的發(fā)動(dòng)機(jī)，允許發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出扭矩可達(dá)3000N〃m。

4、本發(fā)明的控制系統(tǒng)還設(shè)置有液力減速器快速啟動(dòng)油路，通過加速油缸和加速油缸電磁閥，能在減速工況時(shí)快速啟動(dòng)液力減速器工作，快速實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。

5、本發(fā)明在工作循環(huán)腔進(jìn)油油路上安裝有作為調(diào)壓作用的溢流閥，能夠保證工作循環(huán)腔內(nèi)和多片式閉鎖離合器內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定，增加了液力變矩器使用的可靠性。

6、本發(fā)明在閉鎖離合器調(diào)壓閥上上安裝有先導(dǎo)閉鎖電磁閥，通過先導(dǎo)閉鎖電磁閥控制閉鎖離合器調(diào)壓閥，使得閉鎖離合器的解閉鎖更加可靠。

附圖說明

圖1為大功率液力變矩器總成簡圖。

圖2為控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖。

1-多片式閉鎖離合器、2-罩輪、3-渦輪、4-導(dǎo)輪、5-泵輪、輸出6-軸、7-液力減速器、8-換檔離合器、9-控制系統(tǒng)、10-油箱、11-油泵、12-工作循環(huán)腔進(jìn)油油路、13-工作循環(huán)腔回油油路、14-液力減速器進(jìn)油油路、15-液力減速器回油油路、16-液力減速器快速啟動(dòng)油路、17-閉鎖離合器控制油路、18-變矩器調(diào)壓閥、19-背壓閥、20-閉鎖離合器調(diào)壓閥、21-單向閥、22-減速器控制閥、23-散熱器、24-比例電磁閥、25-加速油缸、26-加速油缸電磁閥、27-溢流閥、28-先導(dǎo)閉鎖電磁閥、29-變矩器工作循環(huán)腔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)和控制方法作進(jìn)一步的描述：

參見圖1，一種大功率液力變矩器總成，包括多片式閉鎖離合器1、罩輪2、渦輪3、導(dǎo)輪4、泵輪5、輸出軸6、液力減速器7、換檔離合器8以及控制系統(tǒng)9；渦輪3、導(dǎo)輪4、泵輪5形成變矩器工作循環(huán)腔；泵輪5通過罩輪2與外部發(fā)動(dòng)機(jī)連接；多片式閉鎖離合器1通過花鍵與渦輪3連接；渦輪3通過花鍵與輸出軸6連接；

液力減速器7通過花鍵與輸出軸6連接，輸出軸6后端通過換檔離合器8與外部的變速箱連接；

控制系統(tǒng)9分別與變矩器工作循環(huán)腔29、液力減速器7以及多片式閉鎖離合器1連接，分別用于控制多片式閉鎖離合器1的解、閉鎖，變矩器工作循環(huán)腔29出油和液力減速器在減速工況下工作。

如圖2所示，該控制系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)是：包括油箱10、油泵11、工作循環(huán)腔進(jìn)油油路12、工作循環(huán)腔回油油路13、液力減速器進(jìn)油油路14、液力減速器回油油路15、液力減速器快速啟動(dòng)油路16以及閉鎖離合器控制油路17；

工作循環(huán)腔進(jìn)油油路12將油箱10和變矩器工作循環(huán)腔29連通；閉鎖離合器控制油路17將工作循環(huán)腔進(jìn)油油路12與多片式閉鎖離合器1連通；工作循環(huán)腔回油油路13和液力減速器進(jìn)油油路14連通；

工作循環(huán)腔進(jìn)油油路12沿著進(jìn)油方向依次設(shè)置有油泵11和變矩器調(diào)壓閥18；工作循環(huán)腔回油油路13上設(shè)置有背壓閥19；閉鎖離合器控制油路17沿著進(jìn)油方向依次設(shè)置有閉鎖離合器調(diào)壓閥20以及單向閥21；液力減速器進(jìn)油油路14和液力減速器回油油路15上設(shè)置有減速器控制閥22；工作循環(huán)腔回油油路13上設(shè)置有散熱器23；減速器控制閥22上安裝有比例電磁閥24；液力減速器進(jìn)油油路14、液力減速器回油油路15、液力減速器7以及散熱器23構(gòu)成一個(gè)閉合回路并由液力減速器進(jìn)油油路14與工作循環(huán)腔回油油路13連通。

液力減速器快速啟動(dòng)油路16與液力減速器進(jìn)油油路14連通；液力減速器快速啟動(dòng)油路16上安裝加速油缸25和加速油缸電磁閥26；加速油缸25內(nèi)充滿工作油。

為了確保工作循環(huán)腔內(nèi)和多片式閉鎖離合器1內(nèi)的壓力保持穩(wěn)定，增加液力變矩器使用的可靠性，工作循環(huán)腔進(jìn)油油路12上安裝有溢流閥27。

閉鎖離合器調(diào)壓閥20上安裝先導(dǎo)閉鎖電磁閥28，通過先導(dǎo)閉鎖電磁閥28控制閉鎖離合器調(diào)壓閥20，使得多片式閉鎖離合器1的解閉鎖更加可靠。

基于上述對(duì)大功率液力變矩器總成結(jié)構(gòu)的描述，現(xiàn)對(duì)該控制系統(tǒng)對(duì)不同工況的控制方法進(jìn)行介紹：

1)變矩工況的控制；

在變矩工況時(shí)，打開變矩器調(diào)壓閥、背壓閥；斷開先導(dǎo)閉鎖電磁閥、控制閥以及加速油缸電磁閥；油泵將油箱內(nèi)的液力油打入工作循環(huán)腔，工作循環(huán)腔內(nèi)的液力油通過背壓閥、散熱器，流回到油箱；

2)閉鎖工況控制；

在閉鎖工況時(shí)，打開變矩器調(diào)壓閥、背壓閥、以及先導(dǎo)閉鎖電磁閥；斷開控制閥以及加速油缸電磁閥；油泵將油箱內(nèi)的一部分液力油打入工作循環(huán)腔，工作循環(huán)腔內(nèi)的液力油通過背壓閥、散熱器，流回到油箱；另一部分的液力油通過閉鎖離合器控制油路上的閉鎖離合器調(diào)壓閥和單向閥進(jìn)入閉鎖離合器，使閉鎖離合器處于閉鎖狀態(tài)，此時(shí)，變矩工況油路循環(huán)系統(tǒng)不變，但不執(zhí)行變矩工況；

3)減速工況控制；

在減速工況時(shí)，閉鎖工況控制保持不變，并保證閉鎖離合器一直處于閉鎖狀態(tài)；變矩工況的控制不變，但不執(zhí)行變矩工況；打開比例電磁閥、減速器控制閥以及加速油缸電磁閥，油缸中的液力油快速推入液力減速器進(jìn)油油路中，使液力油快速進(jìn)入液力減速器，并在散熱器、減速器控制閥和液力減速器之間形成閉式回路，提供輔助制動(dòng)。