CN115289215A - 一种自动变速器气动系统及自动变速器 - Google Patents

Abstract

本发明属于车辆变速器技术领域，公开一种自动变速器气动系统及自动变速器，包括上盖壳总成、阀岛模块和集成化壳体，上盖壳总成连接于自动变速器壳体上，其上设置有主进气道和第一外出气道，第一外出气道连接后副箱执行气缸；阀岛模块上设置有第一阀门组件、第二阀门组件和第三阀门组件；集成化壳体上设置有引气道和第二外出气道，引气道连接离合器执行气缸，第二外出气道连接制动器执行气缸；三个执行气缸分别通过三个阀门组件控制，避免外置线束、气路过多，该气动系统通过上盖壳总成安装固定在自动变速器壳体上，便于检修维护，兼具模块化AMT和集成式AMT的优点，提高了与MT的通用率及共线率，避免生产时对生产线做较大改动。

Description

一种自动变速器气动系统及自动变速器

技术领域

本发明涉及车辆变速器技术领域，尤其涉及一种自动变速器气动系统及自动变速器。

背景技术

国内的商用车变速器基本是手动变速器(MT)，为缓解驾驶员疲劳，同时提升商用车动力传递的自动化程度，机械式自动变速器(AMT)逐步开始替代手动变速器。

商用车自动变速器通常采用气驱作为执行机构的主要动力源，且存在模块化或集成式两种型式。模块化AMT将主箱换挡机构、副箱换挡机构、离合器执行器等执行部件各形成一个独立组块布置于变速器的相应位置，气动系统通过气管及线束相连接，具有维修成本低、功能扩展便利、与MT共线率、共件率高等优点，但也因此存在布置外接线束多、气管多等缺陷，导致可靠性差，成本较高。集成式AMT则将各执行部件及其气动系统集成在执行器中，具有可靠性高的优点，但存在与MT共线率低、共件率低、故障查找不便、维修成本高等缺点。若AMT与MT共线率低、共件率低，在生产制造时，需要对整条汽车生产线做较多改进，花费成本较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动变速器气动系统及自动变速器，兼具现有模块化AMT和集成式AMT的优点，提高了自动变速器与MT的通用率及共线率，避免对生产线做较大改动。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，提供一种自动变速器气动系统，包括：

上盖壳总成，连接于自动变速器壳体上，所述上盖壳总成上设置有主进气道和第一外出气道，所述主进气道用于连接供气源；

阀岛模块，所述上盖壳总成密封扣合于所述阀岛模块上，所述阀岛模块上设置有第一阀门组件、第二阀门组件以及第三阀门组件；

集成化壳体，密封连接于所述阀岛模块背向所述上盖壳总成的一侧，所述集成化壳体上设置有引气道和第二外出气道；

所述主进气道通过所述第一阀门组件与所述引气道连通，所述引气道的出气端连接离合器执行气缸；

所述主进气道通过所述第二阀门组件与所述第一外出气道连通，所述第一外出气道的出气端连接后副箱执行气缸；

所述主进气道通过所述第三阀门组件与所述第二外出气道连通，所述第二外出气道的出气端连接制动器执行气缸。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，所述离合器执行气缸包括限定出第一驱动腔的第一缸体以及设置于所述第一驱动腔内的第一推杆，所述第一阀门组件包括两位两通阀一和两位两通阀二，所述第一驱动腔通过所述两位两通阀一和/或所述两位两通阀二与所述主进气道连通。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，所述第一阀门组件还包括两位两通阀三和两位两通阀四，所述第一驱动腔通过所述两位两通阀三和/或所述两位两通阀四排气。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，所述第一驱动腔的底壁和所述第一推杆之间设置有第一弹簧，所述第一推杆伸出所述第一缸体的一端连接有第二弹簧，所述第二弹簧用于推动所述第一推杆缩回所述第一缸体。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，还包括手动排气阀，所述第一驱动腔能够通过所述手动排气阀排气。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，所述后副箱执行气缸包括第二缸体和第二推杆，所述第二推杆在所述第二缸体内分隔出第二驱动腔和第三驱动腔，所述第二阀门组件包括两位三通阀一和两位三通阀二，所述主进气道通过所述两位三通阀一与所述第二驱动腔连通、以及通过所述两位三通阀二与所述第三驱动腔连通。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，所述制动器执行气缸包括限定出第四驱动腔的第三缸体，所述第四驱动腔内设置有第三推杆，所述第三阀门组件包括两位三通阀三，所述主进气道通过所述两位三通阀三与所述第四驱动腔连通，所述第三推杆背向所述第四驱动腔的一侧与所述第三缸体之间设置有第三弹簧，所述第三弹簧用于推动所述第三推杆缩回所述第三缸体。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，所述主进气道的进气端连接有减压阀总成，所述减压阀总成的进气端与所述供气源连接。

作为本发明提供的自动变速器气动系统的优选方案，还包括密封垫和密封环，所述阀岛模块与所述集成化壳体之间夹设有所述密封垫，所述阀岛模块与所述主进气道之间、以及所述阀岛模块和所述第一外出气道之间均设置有所述密封环。

第二方面，提供一种自动变速器，包括如上所述的自动变速器气动系统。

本发明的有益效果：

本发明提供一种自动变速器气动系统及自动变速器，通过上盖壳总成上的主进气道实现气动系统的进气，通过第一外出气道、集成化壳体上的引气道、第二外出气道形成为后副箱执行气缸、离合器执行气缸以及制动器执行气缸供气的气路，并使用第一阀门组件、第二阀门组件以及第三阀门组件控制气路的通断，且需要高鲁棒性、高精度控制的三个阀门组件集成为阀岛模块，避免了模块化AMT外置线束、气路过多的问题，降低了零件数量，提升了变速器的可靠性。另外，该气动系统可依据自动变速器结构进行改制，并通过上盖壳总成安装固定在自动变速器壳体上，便于检修维护，解决了集成化AMT中集成为一体的换挡执行器不便于单件维修、维修成本高的问题。包含该气动系统的自动变速器兼具现有模块化AMT和集成式AMT的优点，提高了自动变速器与MT的通用率及共线率，避免生产时对生产线做较大改动。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的自动变速器气动系统的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的阀岛模块的第一视图；

图3是本发明具体实施方式提供的阀岛模块的第二视图(隐藏电路板)；

图4是本发明具体实施方式提供的集成化壳体的俯视图；

图5是本发明具体实施方式提供的自动变速器气动系统的控制示意图；

图6是本发明具体实施方式提供的第一阀门组件对离合器执行气缸的控制示意图；

图7是本发明具体实施方式提供的第二阀门组件对后副箱执行气缸的控制示意图；

图8是本发明具体实施方式提供的第三阀门组件对制动器执行气缸的控制示意图。

图中：

1、上盖壳总成；2、阀岛模块；3、集成化壳体；4、离合器执行气缸；5、后副箱执行气缸；6、制动器执行气缸；7、手动排气阀；8、减压阀总成；9、密封垫；10、密封环；

11、主进气道；12、第一外出气道；13、管接头；

211、两位两通阀一；212、两位两通阀二；213、两位两通阀三；214、两位两通阀四；

221、两位三通阀一；222、两位三通阀二；

23、两位三通阀三；24、气路底座；25、电路板；26、连接部；

31、第二外出气道；32、腔体；33、固定端；

41、第一缸体；42、第一推杆；43、第一弹簧；44、第二弹簧；

51、第二缸体；52、第二推杆；

61、第三缸体；62、第三推杆；63、第三弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等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操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种自动变速器气动系统，包括上盖壳总成1、阀岛模块2以及集成化壳体3。

参见图1，上盖壳总成1连接于自动变速器壳体上，上盖壳总成1上设置有主进气道11和第一外出气道12，主进气道11用于连接供气源。上盖壳总成1密封扣合于阀岛模块2上，阀岛模块2上设置有第一阀门组件、第二阀门组件以及第三阀门组件。集成化壳体3密封连接于阀岛模块2背向上盖壳总成1的一侧，集成化壳体3上设置有引气道和第二外出气道31，如图4所示。其中，主进气道11通过第一阀门组件与引气道连通，引气道的出气端连接离合器执行气缸4；主进气道11通过第二阀门组件与第一外出气道12连通，第一外出气道12的出气端连接后副箱执行气缸5；主进气道11通过第三阀门组件与第二外出气道31连通，第二外出气道31的出气端连接制动器执行气缸6。

本实施例提供的气动系统，通过上盖壳总成1上的主进气道11实现气动系统的进气，通过第一外出气道12、集成化壳体3上的引气道、第二外出气道31形成为后副箱执行气缸5、离合器执行气缸4以及制动器执行气缸6供气的气路，并使用第一阀门组件、第二阀门组件以及第三阀门组件控制气路的通断，且需要高鲁棒性、高精度控制的三个阀门组件集成为阀岛模块2，避免了模块化AMT外置线束、气路过多的问题，降低了零件数量，提升了变速器的可靠性。另外，该气动系统可依据自动变速器结构进行改制，并通过上盖壳总成1安装固定在自动变速器壳体上，便于检修维护，解决了集成化AMT中集成为一体的换挡执行器不便于单件维修、维修成本高的问题。包含该气动系统的自动变速器兼具现有模块化AMT和集成式AMT的优点，提高了自动变速器与MT的通用率及共线率，避免生产时对生产线做较大改动。

参见图1，第一外出气道12的出气端设置有管接头13，用于连接通入后副箱执行气缸5的管路。进一步地，主进气道11的进气端设置有减压阀总成8，减压阀总成8的进气端与供气源连接。供气源通过减压阀总成8为主进气道11通入气体。减压阀总成8能够使阀后压力在一定的误差范围内保持恒定，在主进气道11的进气端输入压力定值的气体。

参见图2和图3，阀岛模块2包括气路底座24，集成化壳体3包括固定端33，气路底座24与固定端33扣合连接。气路底座24面向固定端33的一侧设置有多个空腔，参见图4，固定端33上设置有多个腔体32，多个空腔与多个腔体32扣合后形成用于通气的气道。通过第一阀门组件、第二阀门组件以及第三阀门组件可实现对应的气道的通断。

参见图2和图3，阀岛模块2的边缘设置有连接部26，连接阀岛模块2、上盖壳总成1以及集成化壳体3时，使用紧固螺栓穿过上盖壳总成1的通孔、阀岛模块2上连接部26的通孔，并螺纹连接于固定端33的边缘位置。

参见图5，离合器执行气缸4包括限定出第一驱动腔的第一缸体41以及设置于第一驱动腔内的第一推杆42。第一推杆42可伸缩地设置于第一驱动腔。参见图3，第一阀门组件包括两位两通阀一211和两位两通阀二212，第一驱动腔通过两位两通阀一211和/或两位两通阀二212与主进气道11连通，以使主进气道11输出的气体能够通过两位两通阀一211和/或两位两通阀二212通入第一驱动腔中，以驱使第一推杆42移动，从而输出驱动力。两位两通阀一211和两位两通阀二212分别对应不同的气道通径，可实现不同的驱动速度。

具体地，参见图6，第一推杆42对应的曲线为其行程曲线。当仅打开两位两通阀一211或两位两通阀二212中的一者时，可通过不同的气道通径驱使第一推杆42移动，从而使第一推杆42通过不同的速度移动。当同时打开两位两通阀一211和两位两通阀二212时，可实现第一推杆42的快速驱动，使其快速输出驱动力。通过设置两位两通阀一211和两位两通阀二212，能够实现第一推杆42三种不同的驱动速度。

本实施例中，参见图3，第一阀门组件还包括两位两通阀三213和两位两通阀四214，第一驱动腔能够通过两位两通阀三213和/或两位两通阀四214排气，以使第一推杆42缩回第一驱动腔内。两位两通阀三213和两位两通阀四214分别对应不同的气道通径，可实现第一推杆42不同的回位速度。

参见图6，当仅打开两位两通阀三213或者两位两通阀四214中的一者时，可通过不同的气道通径驱使第一推杆42回位，从而使第一推杆42以不同的速度回位。当同时打开两位两通阀三213和两位两通阀四214时，可实现第一推杆42的快速回位。通过设置两位两通阀三213和两位两通阀四214，可实现第一推杆42三种不同的回位速度。

为保证第一推杆42在移动至极限位置时不过冲，可在两位两通阀一211和两位两通阀二212开启的末端打开两位两通阀三213和两位两通阀四214。参见图6，在第一阶段内，四个两位两通阀均处于关闭状态，第二阶段内，两位两通阀一211和两位两通阀二212均打开，以实现第一推杆42的快速驱动，在两位两通阀一211和两位两通阀二212开启的末端(即第一推杆42即将到达极限位置时)，开启两位两通阀三213和两位两通阀四214，以起到缓冲作用。在两位两通阀一211和两位两通阀二212关闭时，两位两通阀三213和两位两通阀四214也同时关闭。

参见图5，第一驱动腔的底壁和第一推杆42之间设置有第一弹簧43。第一推杆42伸出第一缸体41的一端连接有第二弹簧44，第二弹簧44用于推动第一推杆42缩回第一缸体41。当第一推杆42需要回位时，打开两位两通阀三213和/或两位两通阀四214，第一推杆42在第二弹簧44的弹力作用下缩回第一缸体41内。此过程中第一推杆42压缩第一弹簧43，即，第一推杆42回位后，第一弹簧43处于压缩状态，当再次驱动第一推杆42伸出时，第一弹簧43能够克服部分第二弹簧44的弹力，以使第一推杆42快速伸出。

参见图5和图6，第一驱动腔还连接有手动排气阀7，第一驱动腔能够通过该手动排气阀7排气，实现第一推杆42位置的手动调节。

参见图5，后副箱执行气缸5包括第二缸体51和第二推杆52，第二推杆52在第二缸体51内分隔出第二驱动腔和第三驱动腔，第二阀门组件包括两位三通阀一221和两位三通阀二222，主进气道11通过两位三通阀一221与第二驱动腔连通、以及通过两位三通阀二222与第三驱动腔连通，以使主进气道11输出的气体能够通过两位三通阀一221通入第二驱动腔，从而推动第二推杆52朝向第三驱动腔的方向移动(图5中向右移动)，以及能够使主进气道11输出的气体通过两位三通阀二222通入第三驱动腔，从而推动第二推杆52朝向第二驱动腔的方向移动(图5中向左移动)。

参见图7，第二推杆52对应的曲线为其行程曲线。当打开两位三通阀一221时，第二推杆52向右移动，当第二推杆52向右移动至接近极限位置时，打开两位三通阀二222，以使第二推杆52减速，避免过冲。同样地，当打开两位三通阀二222而关闭两位三通阀一221时，第二推杆52向左移动，当第二推杆52向左移动至接近极限位置时，打开两位三通阀一221，以使第二推杆52减速，避免过冲。第二推杆52右侧极限位置对应第一档位，左侧极限位置对应第二档位，通过设置两位三通阀一221和两位三通阀二222，可实现后副箱两个档位的调节。

参见图5，制动器执行气缸6包括限定出第四驱动腔的第三缸体61，第四驱动腔内设置有第三推杆62，第三阀门组件包括两位三通阀三23，主进气道11通过两位三通阀三23与第四驱动腔连通，以使气体能够推动第三推杆62伸出第三缸体61。

参见图8，第三推杆62对应的曲线为其行程曲线。当打开两位三通阀三23时，可实现第三推杆62的快速驱动，当第三推杆62移动到位时，可保持两位三通阀三23持续打开，以实现第四驱动腔内建压，从而提高第三推杆62的驱动力，或者，如图6所示，在第三推杆62移动到位后，以开闭组合的方式打开两位三通阀三23，实现第四驱动腔内建压的快慢调节。

参见图5，第三推杆62背向第四驱动腔的一侧与第三缸体61之间设置有第三弹簧63，第三弹簧63用于推动第三推杆62缩回第三缸体61。当第三推杆62需要回位时，关闭两位三通阀三23或维持两位三通阀三23的关闭，第三推杆62在第三弹簧63的弹力作用下缩回第三缸体61内。

本实施例中，参见图3，两位两通阀一211、两位两通阀二212、两位两通阀三213、两位两通阀四214在阀岛模块2上排列成一排。两位三通阀一221、两位三通阀二222、两位三通阀三23在阀岛模块2上排列成一排。阀岛模块2还包括电路板25，电路板25设置于上述七个阀门的上方，以接收外部控制信号，从而对该七个阀门进行控制。

可选地，阀岛模块2与集成化壳体3之间夹设有密封垫9，阀岛模块2与主进气道11之间、以及阀岛模块2和第一外出气道12之间均设置有密封环10，确保气动系统的密封性，避免漏气。

本实施例还提供一种自动变速器，包括如上所述的自动变速器气动系统。该自动变速器兼具现有模块化AMT和集成式AMT的优点，提高了自动变速器与MT的通用率及共线率，避免对生产线做较大改动。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动变速器气动系统，其特征在于，包括：

上盖壳总成(1)，连接于自动变速器壳体上，所述上盖壳总成(1)上设置有主进气道(11)和第一外出气道(12)，所述主进气道(11)用于连接供气源；

阀岛模块(2)，所述上盖壳总成(1)密封扣合于所述阀岛模块(2)上，所述阀岛模块(2)上设置有第一阀门组件、第二阀门组件以及第三阀门组件；

集成化壳体(3)，密封连接于所述阀岛模块(2)背向所述上盖壳总成(1)的一侧，所述集成化壳体(3)上设置有引气道和第二外出气道(31)；

所述主进气道(11)通过所述第一阀门组件与所述引气道连通，所述引气道的出气端连接离合器执行气缸(4)；

所述主进气道(11)通过所述第二阀门组件与所述第一外出气道(12)连通，所述第一外出气道(12)的出气端连接后副箱执行气缸(5)；

所述主进气道(11)通过所述第三阀门组件与所述第二外出气道(31)连通，所述第二外出气道(31)的出气端连接制动器执行气缸(6)。

2.根据权利要求1所述的自动变速器气动系统，其特征在于，所述离合器执行气缸(4)包括限定出第一驱动腔的第一缸体(41)以及设置于所述第一驱动腔内的第一推杆(42)，所述第一阀门组件包括两位两通阀一(211)和两位两通阀二(212)，所述第一驱动腔通过所述两位两通阀一(211)和/或所述两位两通阀二(212)与所述主进气道(11)连通。

3.根据权利要求2所述的自动变速器气动系统，其特征在于，所述第一阀门组件还包括两位两通阀三(213)和两位两通阀四(214)，所述第一驱动腔通过所述两位两通阀三(213)和/或所述两位两通阀四(214)排气。

4.根据权利要求2所述的自动变速器气动系统，其特征在于，所述第一驱动腔的底壁和所述第一推杆(42)之间设置有第一弹簧(43)，所述第一推杆(42)伸出所述第一缸体(41)的一端连接有第二弹簧(44)，所述第二弹簧(44)用于推动所述第一推杆(42)缩回所述第一缸体(41)。

5.根据权利要求2所述的自动变速器气动系统，其特征在于，还包括手动排气阀(7)，所述第一驱动腔能够通过所述手动排气阀(7)排气。

6.根据权利要求1所述的自动变速器气动系统，其特征在于，所述后副箱执行气缸(5)包括第二缸体(51)和第二推杆(52)，所述第二推杆(52)在所述第二缸体(51)内分隔出第二驱动腔和第三驱动腔，所述第二阀门组件包括两位三通阀一(221)和两位三通阀二(222)，所述主进气道(11)通过所述两位三通阀一(221)与所述第二驱动腔连通、以及通过所述两位三通阀二(222)与所述第三驱动腔连通。

7.根据权利要求1所述的自动变速器气动系统，其特征在于，所述制动器执行气缸(6)包括限定出第四驱动腔的第三缸体(61)，所述第四驱动腔内设置有第三推杆(62)，所述第三阀门组件包括两位三通阀三(23)，所述主进气道(11)通过所述两位三通阀三(23)与所述第四驱动腔连通，所述第三推杆(62)背向所述第四驱动腔的一侧与所述第三缸体(61)之间设置有第三弹簧(63)，所述第三弹簧(63)用于推动所述第三推杆(62)缩回所述第三缸体(61)。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自动变速器气动系统，其特征在于，所述主进气道(11)的进气端连接有减压阀总成(8)，所述减压阀总成(8)的进气端与所述供气源连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的自动变速器气动系统，其特征在于，还包括密封垫(9)和密封环(10)，所述阀岛模块(2)与所述集成化壳体(3)之间夹设有所述密封垫(9)，所述阀岛模块(2)与所述主进气道(11)之间、以及所述阀岛模块(2)和所述第一外出气道(12)之间均设置有所述密封环(10)。

10.一种自动变速器，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的自动变速器气动系统。

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