專利名稱：無級變速器牽引控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滾動牽引型的連續(xù)變速傳動裝置(〃無級變速器，variator")中的牽引負載的控制。
背景技術(shù)：
無級變速器為一種裝置，其具有旋轉(zhuǎn)輸入端、旋轉(zhuǎn)輸出端和用于將驅(qū)動從一個傳送至另一個同時提供輸入速度與輸出速度比的連續(xù)(無級)變化的機構(gòu)。
在滾動牽引無級變速器中，在輸入座圈與輸出座圈之間經(jīng)由在兩個座圈上延伸的至少一個滾子(且更通常為一組滾子)傳送驅(qū)動。為了提供滾子與座圈之間的牽引，必須將它們偏壓成彼此接合。本文中將偏壓力稱為"牽引負載"。在公知的無級變速器中，滾子和座圈不與彼此相接觸，因為它們由"牽引流體"的薄膜分開。該流體的切變提供所需的滾子/座圈牽引。牽弓I負載的控制對于無級變速器性能很重要。其一個原因在于發(fā)生在滾子/座圈對接面處的能量損失隨著牽引負載變化，因此這會影響無級變速器的效率。這些損失是由于(I)兩個表面沿著圍繞不同軸線的圓形路徑造成的對接面處的自旋，即，一個表面相對于另一個表面旋轉(zhuǎn)，以及(2)對接面處的切變，即，兩個表面之間的速度差，在流體中產(chǎn)生了切變。發(fā)現(xiàn)了過高的牽引負載會增加自旋損失，而較低的牽引負載導(dǎo)致高切變損失，最佳效率處于兩個極端之間。牽引負載控制的控制很重要的另一個原因在于由不足的牽引負載造成的滾子相對于座圈的過度滑移可導(dǎo)致無級變速器的過早磨損或甚至導(dǎo)致無級變速器的故障。所知的是與〃反作用力〃 一致地改變牽引負載。首先，為了闡述什么是反作用力，將考慮傳送的扭矩造成座圈將切向力施加到各個滾子上。該力必須反作用回傳動裝置殼體。在公知的滾動牽引無級變速器中，滾子通?？梢苿拥匕惭b，且由座圈施加的力與殼體相反且經(jīng)由作用在滾子的安裝件上的致動器而反作用到殼體上。為了控制無級變速器的目的，由致動器施加的反作用力是可調(diào)整的，且等于由座圈施加的切向力，但與該切向力相反。無級變速器的牽引系數(shù)可限定為反作用力平分(由于存在兩個接觸點)且除以牽引負載。嚴(yán)格地說，這是簡化形式，因為在滾子/座圈對接面處的真實牽引系數(shù)取決于垂直于和平行于該對接面的力的大小，且牽引負載通常不垂直于對接面。然而，該簡單限定將足以用于本文的論述。公布為W097/40292的Torotrak(Development)有限公司的國際專利申請PCT/GB97/00938提供了其牽引負載隨反作用力變化來提供恒定牽引系數(shù)的無級變速器的實例，其中雙作用液壓滾子致動器提供反作用力，且施加至致動器的兩個壓力也被引導(dǎo)至液壓牽引負載致動器。滾子和牽引負載致動器的液壓聯(lián)接為有利的，因為其允許牽引負載隨反作用力很快地變化。這在響應(yīng)〃扭矩尖峰"(由于傳動裝置外部的因素如車輛的緊急制動而出現(xiàn)的傳動裝置扭矩中的快速波動)中很重要。在公知的裝置中，如果滾子致動器中產(chǎn)生的增大的壓力沒有傳遞到牽引負載致動器上來以較短時間延遲對應(yīng)地增大牽引負載，則扭矩尖峰產(chǎn)生了反作用力中的快速變化，這可導(dǎo)致滾子與座圈之間的滑移。為了更進一步提高牽引負載對反作用力的響應(yīng)速度，公布為第W002/079675號的Torotrak (Development)有限公司的國際專利申請PCT/GB02/01551教導(dǎo)了可如何使用來自于滾子致動器的壓力來控制引導(dǎo)閥，引導(dǎo)閥繼而又控制流體從高壓源施加至牽引負載致動器。同一文獻認(rèn)識到了期望調(diào)整牽引系數(shù)和提供可將此實現(xiàn)的一些方式。有利的是提供牽引系數(shù)的調(diào)整，S卩，用于改變反作用力與牽引負載之間的比例常數(shù)，因為牽引流體的性質(zhì)(具體是其粘性)且因此最佳牽引系數(shù)隨溫度變化。還可能有利的是用無級變速器滾動速度和用無級變速器比來調(diào)整牽引系數(shù)。提供用于調(diào)整牽引系數(shù)的實際方式同時仍提供牽引負載與反作用力之間的所期望的線性關(guān)系是有挑戰(zhàn)性的，至少在如果需要連續(xù)調(diào)整的情況下是有挑戰(zhàn)性的。公布為第W02005/015061號的Torotrak (Development)有限公司的國際專利申請PCT/GB2004/002500描述了一種裝置，其中牽引系數(shù)通過切換施加至提供牽引負載的致動 器或施加至設(shè)置施加至致動器的液壓壓力的引導(dǎo)控制閥的液壓壓力信號供給的打開/關(guān)閉而以不連續(xù)(逐級)的方式可變。該申請中公開的閥裝置的實際實施方式被認(rèn)為是制造可能有問題且/或制造昂貴。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，存在一種用于無級變速器的牽引控制裝置，該無級變速器具有一對座圈、至少一個滾子，滾子布置成與座圈都接合且將驅(qū)動從一個座圈傳遞至另一個座圈，滾子可移動而使得一個座圈的速度能夠相對于另一個座圈的速度變化；液壓牽引負載致動器，其接收液壓牽引負載壓力且作為響應(yīng)推座圈和滾子接合而在它們之間提供牽引；以及至少一個液壓滾子控制致動器，其布置成用于接收相反的第一反作用壓力和第二反作用壓力，且作為響應(yīng)，將反作用力施加至滾子，牽引控制裝置包括牽引控制閥，牽引控制閥控制牽引負載壓力且可在至少兩個模式中操作
在第一模式中，牽引控制閥接收(a)對應(yīng)于牽引負載壓力的第一引導(dǎo)壓力信號和(b)對應(yīng)于第一反作用壓力和第二反作用壓力中較高的一個的第二引導(dǎo)壓力信號，且其中牽引控制閥響應(yīng)于第一引導(dǎo)壓力信號與第二引導(dǎo)壓力信號之間的差來控制牽引負載壓力；以及在第二模式中，牽引控制閥接收(a)對應(yīng)于牽引負載壓力的第一引導(dǎo)壓力信號，(b)對應(yīng)于第一反作用壓力和第二反作用壓力中較高的一個的第二引導(dǎo)壓力信號，以及(C)對應(yīng)于第一反作用壓力和第二反作用壓力中較低的一個第三引導(dǎo)壓力信號，且其中牽引控制閥根據(jù)第一引導(dǎo)壓力信號、第二引導(dǎo)壓力信號和第三引導(dǎo)壓力信號控制牽引負載壓力，
牽引負載壓力與反作用力之間的關(guān)系在兩個模式中是不同的。本發(fā)明可使用簡單的且經(jīng)濟的閥裝置來實現(xiàn)，且可提供牽引負載隨反作用壓力的線性變化以及牽引系數(shù)的調(diào)整。作為優(yōu)選，牽引控制閥具有閥部件，閥部件可移動而打開和關(guān)閉牽引負載供給端口與壓力源之間的連接，從而控制牽引負載壓力。閥部件可為收納在閥體的孔中的滑閥，但例如，其可為可移動的套筒。更優(yōu)選的是，牽引控制閥還包括突板，突板可獨立于閥部件移動，但在受到適當(dāng)?shù)囊簤簤毫r，布置成將力施加到閥部件上來影響其位置。作為優(yōu)選，突板具有第一工作面和第二工作面，在第二模式中，第一工作面和第二工作面分別受到第一反作用壓力和第二反作用壓力中的較低的一個和較高的一個的作用，使得突板將力施加到閥部件上，該力是所述反作用壓力的函數(shù)。作為優(yōu)選，閥部件具有相對的第一閥部件工作面和第二閥部件工作面，且在第一模式中，牽引負載壓力作用在第一閥部件工作面上，而第一反作用壓力和第二反作用壓力中的較高的一個作用在第二閥部件工作面上。作為優(yōu)選，突板具有相對的第一工作面和第二工作面，且在第二模式中，牽引負載壓力作用在第一閥部件工作面上，第一反作用壓力和第二反作用壓力中較低的一個作用在第二閥部件工作面上，且突板的第一工作面和第二工作面分別受到第一反作用壓力和第二反作用壓力中較低的一個和較高的一個的作用，使得突板將力施加到閥部件上，該力是所述反作用壓力的函數(shù)。
作為優(yōu)選，突板的第一工作面和第二工作面具有相等的面積，使得由突板施加的力與第一反作用壓力和第二反作用壓力之間的差成比例。可能期望提供兩個以上的可能的牽引系數(shù)的值。在優(yōu)選實施例中，牽引控制閥還包括第二突板，且牽引控制裝置可在第三模式中操作來提供牽引負載壓力與反作用力之間的第三備選關(guān)系。如上文所述，用于將反作用力施加到無級變速器滾子上的滾子控制致動器通常接收相互反向作用的兩個液壓壓力，使得通過兩個壓力之間的差來確定反作用力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將兩個反作用壓力保持在高于大氣壓力的水平上是有利的。然后，兩個反作用壓力可稱為保持在高于大氣壓的恒定水平下的基本壓力和調(diào)整成用于改變反作用力的控制壓力。然而，如果將牽引負載壓力控制成與控制壓力成比例而不允許基本壓力，則這將造成困難，因為牽引負載隨反作用力的變化將不具有所期望的特性。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，存在一種用于無級變速器的牽引負載裝置，無級變速器包括一對座圈和至少一個滾子，滾子布置成用于接合兩個座圈且將驅(qū)動從一個座圈傳遞至另一個座圈，滾子可移動而使得一個座圈的速度能夠相對于另一個座圈的速度變化，牽引負載裝置包括液壓牽引負載致動器，該致動器用于接收液壓牽引負載壓力且作為響應(yīng)施加牽引負載而推座圈和滾子接合以便在它們之間提供牽引，以及預(yù)先加壓減壓彈簧，其與牽引負載致動器相反地作用來減小牽引負載?？蛇x擇由減壓彈簧施加的力來恢復(fù)所期望的反作用力/牽引負載特性。盡管優(yōu)選的是在大部分無級變速器的操作期間牽引負載應(yīng)當(dāng)與反作用力成比例，但還期望確保牽引負載不會降到低于最小值。在優(yōu)選實施例中，通過預(yù)先加壓預(yù)載彈簧來對牽引負載致動器的力起反作用，以便預(yù)載彈簧防止?fàn)恳撦d降到低于最小值。更優(yōu)選的是，牽引負載致動器包括氣缸；活塞，活塞可沿氣缸移動且在氣缸中牽引負載工作腔室；以及抵靠件，其限定活塞沿氣缸移動的極限，使得牽引負載工作腔室中的牽引負載壓力趨于使活塞沿氣缸遠離抵靠件移動來施加牽引負載，減壓彈簧在活塞與氣缸之間預(yù)先加壓來朝抵靠件推活塞，且通過預(yù)先加壓預(yù)載彈簧來對牽引負載致動器的力起反作用，使得在牽引負載壓力降到低于閾值時，活塞接觸抵靠件，且預(yù)載彈簧的力經(jīng)由活塞和抵靠件傳送以提供牽引負載，從而確保牽引負載不會降到低于最低水平。
作為優(yōu)選，預(yù)載彈簧將致動器的力反作用至無級變速器軸，無級變速器座圈和牽弓I負載致動器安裝在無級變速器軸上。在特別優(yōu)選的實施例中，氣缸為可移動的，且活塞由可移動的反作用板形成，反作用板的前側(cè)限定牽引負載工作腔室，而預(yù)載彈簧作用在反作用板的后側(cè)，使得牽引負載通過反作用板對彈簧起反作用。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，存在一種傳動裝置，其包括無級變速器，無級變速器具有一對座圈、至少一個滾子，滾子布置成接合兩個座圈且將驅(qū)動從一個座圈傳遞至另一個座圈，滾子可移動而使得一個座圈的速度能夠相對于另一個座圈的速度變化；液壓牽引負載致動器，其接收液壓牽引負載壓力且作為響應(yīng)，施加牽引負載以推座圈和滾子接合以便在它們之間提供牽引；至少一個液壓滾子控制致動器，其布置成用于接收相反的基本壓力和控制壓力，且作為響應(yīng)施加反作用力至滾子；液壓裝置，其用于生成基本壓力和控制壓力 且用于保持基本壓力高于大氣壓力，以及牽引負載壓力控制裝置，其根據(jù)控制壓力而控制牽引負載壓力，其中無級變速器設(shè)有預(yù)先加壓的減壓彈簧，減壓彈簧與液壓牽引負載致動器的作用相反，減小牽引負載，當(dāng)基本壓力和控制壓力相等時，減壓彈簧的力大致等于通過液壓牽引負載致動器施加的力。作為優(yōu)選，液壓裝置包括用于提供基本壓力和保持基本壓力大致恒定的調(diào)節(jié)閥。作為優(yōu)選，牽引負載壓力控制裝置提供與基本壓力和控制壓力之間的差成比例的牽引負載壓力。


現(xiàn)在將僅通過舉例的方式參照附圖來描述本發(fā)明的特定實施例，在附圖中
圖I為公知類型的環(huán)面座圈滾動牽引無級變速器的示意 圖2為用于控制無級變速器的液壓裝置的示意 圖3為體現(xiàn)本發(fā)明的方面的牽引負載致動器的示意圖和局部截面 圖4a和圖4b為圖2的液壓裝置中使用的牽引負載控制閥的示意 圖5為反作用力相對于牽引負載的圖表；以及 圖6為另一牽引負載控制閥的示意圖。
具體實施例方式將參看圖I來闡述環(huán)面座圈滾動牽引無級變速器的一些操作原理。其中描述的無級變速器屬于現(xiàn)有技術(shù)。兩個成形的盤12，14安裝在軸16上以用于與軸一起旋轉(zhuǎn)，且具有相應(yīng)的局部環(huán)面表面18，20，局部環(huán)面表面18，20面朝形成在內(nèi)盤26上的對應(yīng)的局部環(huán)面表面22，24，兩個環(huán)面腔體因而限定在盤之間。內(nèi)盤26可獨立于軸16旋轉(zhuǎn)。經(jīng)由軸16和外盤12，14輸入的來自于發(fā)動機或其它原動件的驅(qū)動經(jīng)由設(shè)置在環(huán)面腔體中的一組滾子28傳遞至內(nèi)盤26。示出了單個滾子28，但通常三個此種滾子設(shè)在各個腔體中。軸16形成無級變速器的輸入端。內(nèi)盤26形成無級變速器的輸出端。驅(qū)動從內(nèi)盤26獲得而到達傳動裝置的其它部分(通常是周轉(zhuǎn)混合器)，這是本領(lǐng)域中公知的。通過液壓牽引負載致動器15施加到外盤14上的牽引負載在滾子與盤之間的接觸點處提供壓力，以便使得能夠這樣傳遞驅(qū)動。牽引負載經(jīng)由滾子28和內(nèi)盤26傳送至外盤12，外盤12固定到軸上，且因此將負載反作用到軸上，將軸置于張力下。各個滾子均旋轉(zhuǎn)地安裝到相應(yīng)的托架30上，托架30自身聯(lián)接到液壓致動器32上，由此可調(diào)整的反作用力可施加到滾子/托架組合上。除了能夠平移運動之外，滾子/托架組合還能夠圍繞軸線33傾斜來改變滾子的傾角(滾子軸線與軸16的軸線所成的角)，且因此改變滾子28接合內(nèi)盤和外盤12，14，26的半徑，從而允許無級變速器傳動比的變化，這是本領(lǐng)域中技術(shù)人員公知的。所示的無級變速器為本領(lǐng)域中稱為"扭矩控制"的類型。無級變速器調(diào)節(jié)"反作用扭矩"，反作用扭矩為必須對殼體起反作用來保持無級變速器不自旋的扭矩。等同的是，人們可以說反作用扭矩為由無級變速器在其旋轉(zhuǎn)輸入端和其旋轉(zhuǎn)輸出端上施加的扭矩的和。液壓致動器32將受控的反作用力施加到滾子/托架上，且通過滾子上的相等但相反的力平衡，該力是盤表面18，20，22，24與滾子28之間傳送的力引起的。通過通向致動器活塞31的相對側(cè)的液壓管線SI和S2中的壓力差來確定反作用力。通過設(shè)置管線SI和S2中的控制壓力Pl和P2來設(shè)置無級變速器反作用扭矩。并不直接地設(shè)置無級變速器比，而是能夠自動地變化以適應(yīng)無級變速器的輸入端和輸出端處的速度變化。無級變速器輸入端處的速度變化由扭矩不平衡引起。如果由無級變速器施加到發(fā)動機上的負載不等于發(fā)動機扭矩， 則無級變速器輸入端的速度(和無級變速器所聯(lián)接的發(fā)動機的速度)以不平衡的大小除以輸入端慣量確定的速率變化。同樣，無級變速器輸出端處的扭矩來驅(qū)動車輛，且車輛將相應(yīng)地加速或減速。無級變速器輸出端處的速度變化匹配車輛速度的變化。當(dāng)無級變速器的輸入速度和/或輸出速度變化時，滾子28自動地移動至新位置來適當(dāng)?shù)馗淖儫o級變速器速度比(輸入端速度與輸出端速度的比)，同時繼續(xù)提供對應(yīng)于壓力差P1-P2的反作用扭矩。例如，可在電子控制器的引導(dǎo)下使用壓力控制閥來設(shè)置壓力Pl和壓力P2。然而，外部事件也可影響Pl和P2，且因此影響反作用扭矩。將考慮例如通過硬車輛制動產(chǎn)生傳動裝置扭矩尖峰的事件中發(fā)生了什么。制動器施加較大的扭矩來引起車輪且因此無級變速器輸出端減速。需要無級變速器比快速變化，且為了將其實現(xiàn)，無級變速器滾子28必須快速地移動。液壓裝置中的流體通過致動器32的快速移動的活塞31排出，且對液壓裝置中產(chǎn)生的流動的阻力產(chǎn)生了在各個致動器的一側(cè)上的流體壓力的增大和另一側(cè)上的減小，從而趨于阻擋滾子移動。反作用力快速地急劇增大，其不是傳動裝置的電子控制啟動的，也不是傳動裝置的電子控制可直接預(yù)計到的。需要與反作用力一致地改變牽引負載的系統(tǒng)，以便在滾子/驅(qū)動對接面處提供受控的牽引系數(shù)。需要對扭矩尖峰很快地起反作用，以免滾子滑移，且出于上文所述的原因需要允許改變牽引系數(shù)。圖2為用于控制反作用力和牽引負載的液壓回路的示意圖和略微簡化的圖。在該圖中，示出了單個液壓致動器32，但在工作的無級變速器中可存在若干此種致動器。從圖2中省略了無級變速器自身的其它部分。該回路具有壓力源，壓力源在圖中簡單地表示為泵100?？商峁┱{(diào)節(jié)閥或其它裝置(未示出)來調(diào)節(jié)泵的輸出壓力。泵100將加壓流體供給至一對電控制的比例壓力控制閥Vl和V2，閥Vl和V2輸出受控的流體壓力至供給管線SI和S2，且如圖I中那樣，活塞31的相對側(cè)接收相應(yīng)的反作用壓力Pl和P2，且將對應(yīng)的力施加到無級變速器滾子上。電子控制件102將壓力需求發(fā)送至壓力控制閥Vl和V2來控制無級變速器。
注意，供給管線中的反作用壓力Pl和P2不會降到零，而是保持在基本壓力BP處或基本壓力BP以上。在所示的實施例中，這是借助于基本壓力調(diào)節(jié)閥104來確保的，基本壓力調(diào)節(jié)閥104從泵100接收加壓流體且基于經(jīng)由引導(dǎo)管線106的其輸出壓力的反饋來調(diào)節(jié)其自身輸出，以便將其保持在基本壓力下。蓄積器108接收所述輸出，且可有助于在瞬態(tài)事件期間保持基本壓力所需的流?；緣毫φ{(diào)節(jié)閥104的輸出端還可經(jīng)由相應(yīng)的單向閥Off1和OW2連接到供給管線SI和S2上。只有供給管線壓力在降到低于基本壓力時，才將單向閥定向成打開。圖表包含用于保持無級變速器穩(wěn)定性的阻尼器裝置的示意圖。第一阻尼器Dl和D2結(jié)合到相應(yīng)的供給管線SI和SI中，使得至所有致動器32的流都穿過第一阻尼器Dl和D2，且用于阻尼振蕩模式，在振蕩模式中，所有無級變速器滾子彼此同相地移動。第二阻尼器Cl和C2結(jié)合到通向單獨的致動器32的分支管線中，且用于阻尼另一個可能的振蕩模式，在該振蕩模式中，無級變速器滾子彼此異相地移動。 單向輸出閥OU1和OU2連接到相應(yīng)的供給管線SI和S2上，使得允許僅流出供給管線而不流入它們。單向輸出閥的輸出端連接在一起，使得它們的組合輸出H為供給管線壓力Pl和P2中較高的一個。圖2中的框代表用于牽引負載的控制的裝置。開關(guān)閥裝置110
-通過與基本壓力調(diào)節(jié)閥104的連接112接收基本壓力(BP)，
-接收施加到致動器活塞31上的兩個壓力中較高的一個。這從〃較高壓力優(yōu)先〃的閥裝置114得到，該閥裝置114連接到致動器活塞31的兩側(cè)上，且選擇較高的壓力且經(jīng)由輸出端116供給較高的壓力。由于該壓力可調(diào)整為控制無級變速器，故將在下文中稱為"控制壓力〃。牽引負載的控制基于基本壓力BP和控制壓力CP所形成的信號。它們經(jīng)由開關(guān)閥裝置Iio連接到牽引控制閥裝置119上。如下文將闡述的那樣，牽引控制閥裝置119還接收以供給管線壓力H中較高的一個供給的流體，且將其調(diào)節(jié)來形成牽引負載壓力TP。圖3表示根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的牽引負載致動器117。致動器用于將偏壓力施加到無級變速器盤14上，如圖I中的無級變速器那樣，推動無級變速器盤與無級變速器滾子28相接合，從而提供盤/滾子牽引。無級變速器盤14收納在可移動的環(huán)形氣缸部分118中，封閉通過其限定的氣缸的一端。牽引負載工作腔室120形成在無級變速器盤14與反作用板122之間，反作用板122安裝到無級變速器軸16上，并且可沿?zé)o級變速器軸16移動。反作用板122通過密封件124接合軸16，且還通過另一密封件126來接合氣缸部分118的孔。另外，無級變速器盤14與氣缸部件118之間的另一密封件127阻擋該區(qū)中的流體流出。反作用板122用作氣缸部分118中的活塞。減壓彈簧128在氣缸部分118的肩部130與反作用板122的后部(背對牽引負載工作腔室120的表面)之間預(yù)先加壓。在所示的實施例中，減壓彈簧為通常稱為"貝氏墊圈"類型的錐形彈簧。在無級變速器組裝期間，盤14、反作用板122、氣缸部分118和減壓彈簧128形成整裝式子組件，且通過圓形彈簧夾132保持在一起。由這些構(gòu)件形成的致動器施加的力通過預(yù)載彈簧134被反作用。更具體而言，預(yù)載彈簧134作用在反作用板122的后部上，借助于無級變速器軸16上的套環(huán)136預(yù)先加壓。現(xiàn)在闡述牽引負載致動器117的操作。預(yù)載彈簧134提供傳動裝置啟動時的牽引負載的初始最低水平。在啟動時，牽引負載工作腔室120中通常沒有液壓壓力。通過反作用板122和通過反作用板122與盤14之間的抵靠件136作用的預(yù)載彈簧134提供該初始操作階段中所需的牽引負載。還防止了牽引負載降到低于最小值(等于預(yù)載彈簧的力)。對于大部分時間，在傳動裝置的操作期間，牽引負載工作腔室120中的牽引負載壓力TP克服預(yù)載彈簧134，使抵靠件136與盤14分開，使得預(yù)載彈簧134不會有助于牽引負載。相反，牽引負載由以下確定
-牽引壓力TP，其作用在無級變速器盤14上來產(chǎn)生牽引負載，以及-減壓彈簧128，其力歸因于通過氣缸部分118和其彈簧夾132，且與牽引負載壓力相反地作用，從而減小了牽引負載。下文將闡明減壓彈簧128的目的?，F(xiàn)在參看作為牽引控制閥119的示意圖的圖4a和圖4b，牽引控制閥119的目的在于控制牽引負載壓力TP。牽引控制閥119接收高壓供給，在所示的實施例中，高壓供給為單 向輸出閥OU1和OU2的輸出H，但在其它實施例中，其例如可更直接地從泵獲得。將從牽引控制閥119經(jīng)由輸出端口 140輸出的牽引負載壓力TP施加到牽引負載工作腔室120 (見圖3)上，且因此確定牽引負載。響應(yīng)于由基本壓力BP和控制壓力CP形成的引導(dǎo)壓力信號，牽引控制閥119能夠
-將端口 142 (接收高壓H)連接至輸出端口 140，以便增大牽引負載壓力TP，
-將排出端口 144連接至輸出端口 140，以減輕牽引負載壓力TP，或 -關(guān)閉入口端口 142和輸出端口 140兩者，以保持牽引負載壓力TP。在所示的實例中，通過可移動的滑閥146來控制閥的端口，可移動的滑閥146具有兩個頭部148，150，頭部148，150分別用于打開/關(guān)閉排出端口和入口端口，用于流體流過的通路限定在滑閥的頭部148，150之間。牽引控制閥119還具有突板152，突板152可獨立于滑閥146移動，但能夠?qū)⒘?jīng)由抵靠件154施加到滑閥上。存在三個引導(dǎo)壓力端口，壓力信號可經(jīng)由引導(dǎo)壓力端口施加來控制閥
-第一引導(dǎo)壓力端口 156，壓力可經(jīng)由第一引導(dǎo)壓力端口 156施加到滑閥146的區(qū)域A1上，以便將其推至如圖所示的左側(cè)，
-第二引導(dǎo)壓力端口 158，壓力經(jīng)由第二引導(dǎo)壓力端口 158作用在滑閥146的區(qū)域A2上(且在所示的實施例中,A1等于A2)，以便將滑閥推至如圖所示的右側(cè)，以及作用在突板的區(qū)域&上，從而將其推至左側(cè)，以及
-第三引導(dǎo)壓力端口 160，壓力經(jīng)由第三引導(dǎo)壓力端口 160作用在突板152的區(qū)域B2(且在所示的實施例中，B1等于B2)，以便將突板推至右側(cè)來與滑閥146接合。開關(guān)閥裝置110用于有選擇地將引導(dǎo)壓力BP和CP連接至分別在圖4a和圖4b中所示的不同構(gòu)造的引導(dǎo)壓力端口上。在這兩種構(gòu)造中，都將牽引負載壓力TP(g卩，牽引控制閥119的輸出壓力)引至第一引導(dǎo)壓力端口 156，從而形成反饋信號。在圖4a中，牽引負載壓力TP僅與控制壓力CP相對，通過第二引導(dǎo)壓力端口 158作用。第三引導(dǎo)壓力端口 160排空，且因此突板152不會影響閥的輸出壓力。牽引控制閥119調(diào)整牽引負載壓力TP來平衡控制壓力CP，且由于閥工作區(qū)域A1和4在該實例中相等，故TP和CP也大致相等?？紤]到期望保持大致恒定的無級變速器牽引系數(shù)，S卩，由致動器32施加的反作用力與由牽引負載致動器117施加的牽引負載的大致恒定的比。還要注意，反作用力與控制壓力CP不成比例。相反，其與控制壓力CP與(大致恒定的)基本壓力BP之間的差成比例。在圖5中，線162代表反作用力(橫軸線上)與由牽引負載工作腔室120中產(chǎn)生的壓力施加到無級變速器盤14上的力之間的關(guān)系。通過基本壓力BP的效果產(chǎn)生的偏移164表示牽引負載將不會如所需那樣與反作用力成比例。然而，這個問題通過減壓彈簧128來克服，減壓彈簧128的效果在于將牽引負載減少等于偏移164的恒定量。產(chǎn)生的反作用力/牽引負載特性166大致為穿過原點的直線，在該實例中，表示牽引負載如所需那樣與反作用力真實成比例?，F(xiàn)在考慮圖4b。這里，通過第二引導(dǎo)壓力端口 158施加基本壓力BP到滑閥的工作區(qū)域A2和施加到突板的工作區(qū)域I?？刂茐毫P通過第三引導(dǎo)壓力端口 160施加到突板的工作區(qū)域B2。因此，滑閥146繼續(xù)受到基本壓力造成的力BP X A2，其在牽引負載壓力TP上的效果繼續(xù)通過減壓彈簧128抵消。突板152將力施加到滑閥146上，該力等于B1 x (CP-BP)，S卩，其與反作用力成比例。因此，該構(gòu)造再一次提供了恒定的牽引系數(shù)，但在任何給定反作用力下產(chǎn)生的牽引負載與圖4a的裝置提供的差別為因數(shù)A1ZiB1，這是控制壓力CP作用在兩個構(gòu)造中的不同區(qū)域上造成的。所示的實例提供兩個可能的無級變速器牽引系數(shù)的值。圖6示出了提供三個可能的值的牽引控制閥119a的備選版本。其與第一版本的差別在于具有第二突板200和第四引導(dǎo)壓力端口 202。因此，可用閥的圖6中的版本來實施參看圖4描述的連接的相同的兩個構(gòu)造，其中在兩個情況下端口 202都排放，同時所示的構(gòu)造提供牽引系數(shù)的第三閥，其中基本壓力BP作用在第一突板152的兩端上(不產(chǎn)生凈力)，而控制壓力CP通過第四引導(dǎo)壓力端口 202作用在第二突板200的區(qū)域C上，在滑閥146上產(chǎn)生力C x CP。由于區(qū)域C不同于區(qū)域B2，故產(chǎn)生不同的牽引系數(shù)。可提供另外的突板來給出牽引系數(shù)的其它不連續(xù)值。
權(quán)利要求
1.一種用于無級變速器的牽引控制裝置，所述無級變速器具有一對座圈、布置成用于接合所述兩個座圈且將驅(qū)動從一個座圈傳遞至另一個座圈的至少一個滾子，所述滾子可移動而使得一個座圈的速度能夠相對于另一個座圈的速度變化；液壓牽引負載致動器，該液壓牽引負載致動器接收液壓牽引負載壓力且作為響應(yīng)來推動所述座圈和所述滾子接合以便在它們之間提供牽引；以及至少一個液壓滾子控制致動器，其布置成用于接收相反的第一反作用壓力和第二反作用壓力且作為響應(yīng)來施加反作用力至所述滾子， 所述牽引控制裝置包括牽引控制閥，所述牽引控制閥控制所述牽引負載壓力且能夠在至少兩個模式中操作， 在第一模式中，所述牽引控制閥接收(a)對應(yīng)于所述牽引負載壓力的第一引導(dǎo)壓力信號，以及(b)對應(yīng)于所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較高的一個的第二引導(dǎo)壓力信號，并且其中，所述牽引控制閥響應(yīng)于所述第一引導(dǎo)壓力信號與所述第二引導(dǎo)壓力信號之間的差來控制所述牽引負載壓力；以及 在第二模式中，所述牽引控制閥接收(a)對應(yīng)于所述牽引負載壓力的第一引導(dǎo)壓力信號，(b)對應(yīng)于所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較高的一個的第二引導(dǎo)壓力信號，以及(C)對應(yīng)于所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較低的一個的第三引導(dǎo)壓力信號，并且其中，所述牽引控制閥根據(jù)所述第一引導(dǎo)壓力信號、所述第二引導(dǎo)壓力信號和所述第三弓I導(dǎo)壓力信號控制所述牽弓I負載壓力， 牽引負載壓力與反作用力之間的關(guān)系在所述兩個模式中是不同的。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的牽引控制裝置，其特征在于，所述牽引控制閥具有閥部件，所述閥部件可移動以便打開和關(guān)閉牽引負載供給端口與壓力源之間的連接，從而控制所述牽引負載壓力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的牽引控制裝置，其特征在于，所述牽引控制閥還包括突板，所述突板可獨立于所述閥部件移動，但布置成在受到適當(dāng)?shù)囊簤簤毫r將力施加到所述閥部件上來影響其位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的牽引負載裝置，其特征在于，所述突板具有第一工作面和第二工作面，在所述第二模式中，所述第一工作面和所述第二工作面分別受到所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較低的一個和較高的一個的作用，使得所述突板將力施加到所述閥部件上，該力是所述反作用壓力的函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的牽引控制裝置，其特征在于，所述閥部件具有相對的第一閥部件工作面和第二閥部件工作面，所述突板具有相對的第一突板工作面和第二突板工作面，并且其中 在所述第一模式中，所述牽引負載壓力作用在所述第一閥部件工作面上，而所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較高的一個作用在所述第二閥部件工作面上，以及 在所述第二模式中，所述牽引負載壓力作用在所述第一閥部件工作面上，所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較低的一個作用在所述第二閥部件工作面上，并且所述突板的第一工作面和第二工作面分別受到所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力中較低的一個和較高的一個的作用，使得所述突板將力施加到所述閥部件上，該力是所述反作用壓力的函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的牽引控制裝置，其特征在于，所述突板的第一工作面和第二工作面具有相等的面積，使得通過所述突板施加的力與所述第一反作用壓力和所述第二反作用壓力之間的差成比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項所述的牽引控制裝置，其特征在于，所述牽引控制閥還包括第二突板，并且其中，所述牽引控制裝置可在第三模式中操作，以便提供牽引負載壓力與反作用力之間的第三備選關(guān)系。
8.一種用于無級變速器的牽引負載裝置，所述無級變速器包括一對座圈和至少一個滾子，所述滾子布置成接合所述兩個座圈且將驅(qū)動從一個座圈傳遞至另一個座圈，所述滾子可移動而使得一個座圈的速度能夠相對于另一個座圈的速度變化，所述牽引負載裝置包括液壓牽引負載致動器，所述液壓牽引負載致動器用于接收液壓牽引負載壓力且作為響應(yīng)來施加牽引負載，以便推動所述座圈和所述滾子接合，從而在它們之間提供牽引；以及預(yù)先加壓的減壓彈簧，該預(yù)先加壓的減壓彈簧與所述牽引負載致動器相反地作用來減小牽引負載。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的牽引負載裝置，其特征在于，所述牽引負載致動器的力通過預(yù)先加壓的預(yù)載彈簧被反作用，使得所述預(yù)載彈簧防止所述牽引負載降到低于最小值。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的牽引負載裝置，其特征在于，所述牽引負載致動器包括氣缸、活塞、以及抵靠件，所述活塞能夠沿所述氣缸移動且在所述氣缸中限定牽引負載工作腔室，所述抵靠件限定所述活塞沿所述氣缸移動的極限，使得所述牽引負載工作腔室中的牽引負載壓力趨于使所述活塞沿所述氣缸遠離所述抵靠件移動來施加牽引負載，所述減壓彈簧在所述活塞與所述氣缸之間預(yù)先加壓來朝所述抵靠件推所述活塞，且通過預(yù)先加壓的預(yù)載彈簧來對所述牽引負載致動器的力起反作用，使得在所述牽引負載壓力降到低于閾值時，所述活塞接觸所述抵靠件，且所述預(yù)載彈簧的力經(jīng)由所述活塞和所述抵靠件傳送以提供所述牽引負載，從而確保牽引負載不會降到低于最低水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的牽引負載裝置，其特征在于，所述預(yù)載彈簧將所述致動器的力反作用至無級變速器軸，所述無級變速器座圈和所述牽引負載致動器安裝在所述無級變速器軸上。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的牽引負載裝置，其特征在于，所述氣缸可移動，且所述活塞由可移動的反作用板形成，所述反作用板的前側(cè)限定所述牽引負載工作腔室，所述預(yù)載彈簧作用在所述反作用板的后側(cè)，使得所述牽引負載通過所述反作用板對所述彈簧起反作用。
13.一種傳動裝置，包括無級變速器，所述無級變速器具有一對座圈、至少一個滾子，所述滾子布置成接合所述兩個座圈且將驅(qū)動從一個座圈傳遞至另一個座圈，所述滾子可移動而使得一個座圈的速度能夠相對于另一個座圈的速度變化；液壓牽引負載致動器，該致動器接收液壓牽引負載壓力且作為響應(yīng)施加牽引負載以推動所述座圈和所述滾子接合以便在它們之間提供牽引；至少一個液壓滾子控制致動器，該致動器布置成用于接收相反的基本壓力和控制壓力且作為響應(yīng)施加反作用力至所述滾子；液壓裝置，其用于提供所述基本壓力和所述控制壓力，且用于保持所述基本壓力高于大氣壓力；以及牽引負載壓力控制裝置，其根據(jù)所述控制壓力來控制牽引負載壓力，其中所述無級變速器設(shè)有預(yù)先加壓的減壓彈簧，所述減壓彈簧與所述液壓牽引負載致動器的作用相反，減小所述牽引負載，當(dāng)所述基本壓力和所述控制壓力相等時，所述減壓彈簧的力大致等于由所述液壓牽引負載致動器施加的力。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳動裝置，其特征在于，所述液壓裝置包括調(diào)節(jié)閥，所述調(diào)節(jié)閥用于提供所述基本壓力且保持所述基本壓力大致恒定。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的傳動裝置，其特征在于，所述牽引負載壓力控制裝置提供與所述基本壓力和所述控制壓力之間的差成比例的牽引負載壓力。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于無級變速器(10)的牽引控制裝置。該牽引控制裝置具有牽引控制閥(119,119a)，牽引控制閥(119,119a)控制牽引負載壓力且可在至少兩個模式中操作1)在第一模式中，牽引控制閥接收(a)對應(yīng)于牽引負載壓力的第一引導(dǎo)壓力信號和(b)對應(yīng)于第一牽引壓力和第二牽引壓力中較高的一個的第二引導(dǎo)壓力信號，且響應(yīng)于第一引導(dǎo)壓力信號與第二引導(dǎo)壓力信號之間的差來控制牽引負載壓力；2)在第二模式中，牽引控制閥接收(a)對應(yīng)于牽引負載壓力的第一引導(dǎo)壓力信號，(b)對應(yīng)于第一反作用壓力和第二反作用壓力中較高的一個的第二引導(dǎo)壓力信號，以及(c)對應(yīng)于第一反作用壓力和第二反作用壓力中較低的一個的第三引導(dǎo)壓力信號，且根據(jù)第一引導(dǎo)壓力信號、第二引導(dǎo)壓力信號和第三引導(dǎo)壓力信號控制牽引負載壓力。牽引負載壓力與反作用力之間的關(guān)系在兩個模式中是不同的，且以此方式提供了有選擇地改變無級變速器中的牽引系數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，預(yù)先加壓減壓彈簧與牽引負載致動器相反地作用。
文檔編號F16H61/664GK102844594SQ201180020510
公開日2012年12月26日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月23日
發(fā)明者J.W.E.富勒 申請人:托羅特拉克(開發(fā))有限公司