本發(fā)明屬于車輛液壓操縱系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種車輛操縱裝置的換檔液壓系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

重型車輛在起步、換檔、緊急制動(dòng)時(shí)都會(huì)受到較大的沖擊，沖擊會(huì)達(dá)到正常行駛的幾倍不止。所以在這種工作環(huán)境下，乘坐人員的舒適性和車載設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)受到很大的影響，從而增加了由于人為原因或者機(jī)械故障而發(fā)生事故的可能性。

重型車輛的換檔過程實(shí)際上是控制兩個(gè)不同離合器的結(jié)合和分離的過程。結(jié)合和分離時(shí)間控制不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)換檔不平穩(wěn)現(xiàn)象。車輛在換檔進(jìn)程中，油泵從油箱中吸油供給所需檔位相應(yīng)的離合器，其中前一檔位的離合器尚未完全分開，下一檔位的離合器還未結(jié)合，所以產(chǎn)生換檔不平穩(wěn)現(xiàn)象；且液壓油沖入離合器中油壓會(huì)瞬間升高，產(chǎn)生換檔沖擊。

換檔沖擊是影響重型車輛換檔品質(zhì)的重要因素，因此合理的控制離合器油壓的增長(zhǎng)，減小換檔沖擊現(xiàn)象是改善重型車輛操作性能的重要條件。

對(duì)于動(dòng)力換檔變速器，主要通過設(shè)計(jì)合理的液壓操縱系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)優(yōu)良的換檔品質(zhì)。而在現(xiàn)有的換檔液壓系統(tǒng)中，緩沖元件是由多個(gè)閥組成的閥組，這樣造成的結(jié)果使得閥組的響應(yīng)慢，如果過渡時(shí)間較長(zhǎng)，雖然平穩(wěn)性得到了改善，但同時(shí)摩擦元件的滑轉(zhuǎn)時(shí)間增加，累計(jì)滑摩功上升，導(dǎo)致摩擦元件溫度升高磨損增加；并且有的換檔液壓系統(tǒng)中緩沖適應(yīng)性差，對(duì)于系統(tǒng)中的緩沖元件確定后，若在不同的車輛行駛工況下，原有的緩沖元件會(huì)使得換檔過程不平穩(wěn)。換擋過程實(shí)際上是離合器摩擦元件分離和結(jié)合的轉(zhuǎn)換過程。由于換擋時(shí)傳動(dòng)系的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)被突然改變，摩擦元件分離、結(jié)合過程不當(dāng)及摩擦元件的摩擦力矩突變，動(dòng)力中斷、換擋沖擊等不平穩(wěn)現(xiàn)象在換擋過程中時(shí)有出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明要設(shè)計(jì)一種換檔過程既迅速又平穩(wěn)的車輛操縱裝置換檔液壓系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種車輛操縱裝置的換檔液壓系統(tǒng)，包括主油路、控制器和多個(gè)換檔回路，所述的主油路通過控制器分別與多個(gè)換檔回路連接；所述的多個(gè)換檔回路分別為換檔回路i、換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ、換檔回路ⅶ、換檔回路viii和換檔回路ix；

所述的主油路包括油泵、主定壓閥和溢流閥，所述的油泵的進(jìn)油口連接油箱、油泵的出油口通過三通接頭分別與主定壓閥的進(jìn)油口和溢流閥的進(jìn)油口相連，溢流閥的出油口直接連接油箱；所述的主定壓閥的出油口通過多個(gè)三通接頭連接多個(gè)換檔回路；

所述的多個(gè)換檔回路分為兩類，第一類為無緩沖閥的回路，包括換檔回路i、換檔回路ⅶ和換檔回路ix；第二類為有緩沖閥的回路，包括換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ和換檔回路viii；

所述的有緩沖閥的回路包括步進(jìn)電機(jī)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、2d數(shù)字緩沖閥和離合器；所述的2d數(shù)字緩沖閥的進(jìn)油口與主油路連接，2d數(shù)字緩沖閥的出油口連接離合器；所述的步進(jìn)電機(jī)通過控制器進(jìn)行控制；

所述的無緩沖閥的回路包括兩位三通電磁閥和離合器，所述的兩位三通電磁閥的進(jìn)油口與主定壓閥直接相連，兩位三通電磁閥出油口與離合器相連；所述的兩位三通電磁閥通過控制器進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述的換檔回路i、換檔回路ⅶ和換檔回路ix的結(jié)構(gòu)相同；所述的換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ和換檔回路viii的結(jié)構(gòu)相同。

進(jìn)一步地，所述的換檔回路i、換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ、換檔回路ⅶ、換檔回路viii、換檔回路ix中的離合器分別為倒擋離合器cr、低速段離合器cl、閉鎖離合器cb、速度梯度離合器c1、速度梯度離合器c2、速度梯度離合器c3、與低速段離合器c3關(guān)聯(lián)的反動(dòng)作離合器c3l、高速段離合器ch、與高速段離合器ch關(guān)聯(lián)的反動(dòng)作離合器chl。

本發(fā)明的工作原理如下：

本發(fā)明的液壓系統(tǒng)中的基本回路是單路換檔回路，進(jìn)而由多個(gè)基本回路組成，在這些基本回路的相互作用下，使得車輛能夠適應(yīng)不同的行駛路況，并且在車輛換檔過程中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的過渡.

對(duì)于單個(gè)有緩沖閥的基本回路，油泵從油箱中吸油，經(jīng)過主定壓閥，使主油路壓力控制在所需范圍內(nèi)；然后液壓油流向2d數(shù)字緩沖閥，當(dāng)控制器輸入信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)能夠迅速的響應(yīng)，進(jìn)而由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳遞給閥芯，使閥芯能夠迅速轉(zhuǎn)過一定的角位移，由于2d數(shù)字緩沖閥具有較小的體積以及良好的機(jī)構(gòu)，使得2d數(shù)字緩沖閥迅速開啟，液壓油進(jìn)入2d數(shù)字緩沖閥中，通過2d數(shù)字緩沖閥的出油口流向離合器，在輸入信號(hào)的作用下，可以使得2d數(shù)字緩沖閥的出油口油壓在一段時(shí)間內(nèi)緩慢上升，即使得離合器內(nèi)的油壓在一段時(shí)間內(nèi)緩慢上升，并且在不同的輸入信號(hào)作用下可以使得2d數(shù)字緩沖閥的出油口油壓實(shí)現(xiàn)不同緩沖升壓過程。而原結(jié)合的離合器在復(fù)位彈簧的作用下推動(dòng)離合器內(nèi)的活塞使液壓油按原來的油路回油箱。

對(duì)于整個(gè)換檔回路，不同的離合器配合出不同的檔位，當(dāng)需要換檔時(shí)，前一檔位油路的離合器停止工作，2d數(shù)字緩沖閥在給定的輸入信號(hào)作用下閥芯反轉(zhuǎn)，油液原路返回；同時(shí)，另一檔位油路的2d數(shù)字緩沖閥迅速動(dòng)作，油液充入該檔位離合器中，使離合器內(nèi)部壓力緩慢上升。在2d數(shù)字緩沖閥的作用下，車速能夠平穩(wěn)的過度。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明的多個(gè)換檔回路中，均采用了2d數(shù)字緩沖閥，由于2d數(shù)字緩沖閥是由數(shù)字信號(hào)直接控制的，且具有較小的體積，比傳統(tǒng)的緩沖閥響應(yīng)速度快，大約快10ms。

2、本發(fā)明采用的2d數(shù)字緩沖閥，能夠通過控制器控制在一定的時(shí)間內(nèi)緩慢的上升，能實(shí)現(xiàn)不同的緩沖曲線，即：通過控制器給步進(jìn)電機(jī)不同的輸入信號(hào)，使步進(jìn)電機(jī)緩慢的轉(zhuǎn)過一定的角度，帶動(dòng)閥芯也緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，這樣就達(dá)到了不同的壓力上升的效果。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，緩沖閥緩的沖適應(yīng)性差，不能適應(yīng)不同的車輛行駛工況，常常導(dǎo)致緩沖元件換檔過程不平穩(wěn)，如要適應(yīng)新的車輛行駛工況，需要進(jìn)行拆卸更換相應(yīng)的元件；本發(fā)明采用2d數(shù)字緩沖閥，僅需要更改2d數(shù)字緩沖閥相應(yīng)的輸入信號(hào)即可以實(shí)現(xiàn)不同的緩沖效果，提高了整個(gè)系統(tǒng)的適應(yīng)能力，使換檔過程平穩(wěn)過度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的有緩沖閥的回路的原理圖。

圖中：1、兩位三通電磁閥；2、主定壓閥；3、油泵，4、溢流閥；5、控制器；6、步進(jìn)電機(jī)；7、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；8、2d數(shù)字緩沖閥。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明：如圖1-2所示，一種車輛操縱裝置的換檔液壓系統(tǒng)，包括主油路、控制器5和多個(gè)換檔回路，所述的主油路通過控制器5分別與多個(gè)換檔回路連接；所述的多個(gè)換檔回路分別為換檔回路i、換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ、換檔回路ⅶ、換檔回路viii和換檔回路ix；

所述的主油路包括油泵3、主定壓閥2和溢流閥4，所述的油泵3的進(jìn)油口連接油箱，油泵3的出油口通過三通接頭分別與主定壓閥2的進(jìn)油口和溢流閥4的進(jìn)油口相連，溢流閥4的出油口直接連接油箱；所述的主定壓閥2的出油口通過多個(gè)三通接頭連接多個(gè)換檔回路；

所述的多個(gè)換檔回路分為兩類，第一類為無緩沖閥的回路，包括換檔回路i、換檔回路ⅶ和換檔回路ix；第二類為有緩沖閥的回路，包括換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ和換檔回路viii；

所述的有緩沖閥的回路包括步進(jìn)電機(jī)6、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7、2d數(shù)字緩沖閥8和離合器；所述的2d數(shù)字緩沖閥8的進(jìn)油口與主油路連接，2d數(shù)字緩沖閥8的出油口連接離合器；所述的步進(jìn)電機(jī)6通過控制器5進(jìn)行控制；

所述的無緩沖閥的回路包括兩位三通電磁閥1和離合器，所述的兩位三通電磁閥1的進(jìn)油口與主定壓閥2直接相連，兩位三通電磁閥1出油口與離合器相連；所述的兩位三通電磁閥1通過控制器5進(jìn)行控制。

進(jìn)一步地，所述的換檔回路i、換檔回路ⅶ和換檔回路ix的結(jié)構(gòu)相同；所述的換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ和換檔回路viii的結(jié)構(gòu)相同。

進(jìn)一步地，所述的換檔回路i、換檔回路ii、換檔回路ⅲ、換檔回路ⅳ、換檔回路ⅴ、換檔回路ⅵ、換檔回路ⅶ、換檔回路viii、換檔回路ix中的離合器分別為倒擋離合器cr、低速段離合器cl、閉鎖離合器cb、速度梯度離合器c1、速度梯度離合器c2、速度梯度離合器c3、與低速段離合器c3關(guān)聯(lián)的反動(dòng)作離合器c3l、高速段離合器ch、與高速段離合器ch關(guān)聯(lián)的反動(dòng)作離合器chl。

本發(fā)明的工作原理如下：

本發(fā)明的液壓系統(tǒng)中的基本回路是單路換檔回路，進(jìn)而由多個(gè)基本回路組成，在這些基本回路的相互作用下，使得車輛能夠適應(yīng)不同的行駛路況，并且在車輛換檔過程中實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的過渡.

對(duì)于單個(gè)有緩沖閥的基本回路，油泵3從油箱中吸油，經(jīng)過主定壓閥2，使主油路壓力控制在所需范圍內(nèi)；然后液壓油流向2d數(shù)字緩沖閥8，當(dāng)控制器5輸入信號(hào)給步進(jìn)電機(jī)6時(shí)，步進(jìn)電機(jī)6能夠迅速的響應(yīng)，進(jìn)而由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7將運(yùn)動(dòng)傳遞給閥芯，使閥芯能夠迅速轉(zhuǎn)過一定的角位移，由于2d數(shù)字緩沖閥8具有較小的體積以及良好的機(jī)構(gòu)，使得2d數(shù)字緩沖閥8迅速開啟，液壓油進(jìn)入2d數(shù)字緩沖閥8中，通過2d數(shù)字緩沖閥8的出油口流向離合器，在輸入信號(hào)的作用下，可以使得2d數(shù)字緩沖閥8的出油口油壓在一段時(shí)間內(nèi)緩慢上升，即使得離合器內(nèi)的油壓在一段時(shí)間內(nèi)緩慢上升，并且在不同的輸入信號(hào)作用下可以使得2d數(shù)字緩沖閥8的出油口油壓實(shí)現(xiàn)不同緩沖升壓過程。而原結(jié)合的離合器在復(fù)位彈簧的作用下推動(dòng)離合器內(nèi)的活塞使液壓油按原來的油路回油箱。

對(duì)于整個(gè)換檔回路，不同的離合器配合出不同的檔位，當(dāng)需要換檔時(shí)，前一檔位油路的離合器停止工作，2d數(shù)字緩沖閥8在給定的輸入信號(hào)作用下閥芯反轉(zhuǎn)，油液原路返回；同時(shí)，另一檔位油路的2d數(shù)字緩沖閥8迅速動(dòng)作，油液充入該檔位離合器中，使離合器內(nèi)部壓力緩慢上升。在2d數(shù)字緩沖閥8的作用下，車速能夠平穩(wěn)的過度。

下面對(duì)檔位作進(jìn)一步地描述：如圖1-2所示，車輛換檔的執(zhí)行機(jī)構(gòu)是離合器c1、c2、c3、c3l、cl、ch、chl、cr、cb九個(gè)換檔離合器，車輛換檔邏輯就是指在相應(yīng)檔位上不同的檔位離合器之間配合的配合關(guān)系，它們之間的組合共同作用來完成相應(yīng)檔位的工作功能。

本發(fā)明中，離合器c3、c3l和ch、chl是成對(duì)使用的；因此它們的功用就是當(dāng)無換檔信號(hào)作用時(shí)，離合器c3l和chl壓緊工作；而當(dāng)有換檔信號(hào)作用時(shí)，離合器c3和ch壓緊，c3l、chl卸荷。

本發(fā)明的檔位配合如下：

1、空檔(n)：除了離合器c3l、chl是壓緊狀態(tài)外，其余離合器都是松開狀態(tài)。

2、前進(jìn)1檔至前進(jìn)3檔：低速離合器cl壓緊，第1至3檔分別由相應(yīng)的檔位離合器c1、c2、c3壓緊實(shí)現(xiàn)；

3、前進(jìn)4檔至前進(jìn)6檔：高速離合器ch壓緊，第4至6檔分別由檔位離合器c1、c2、c3壓緊來實(shí)現(xiàn)；

4、倒退1檔至2檔：倒擋車速較低，不需要緩沖作用，所以離合器c3l、chl壓緊，倒1檔和2檔分別由檔位離合器c1、c2壓緊來實(shí)現(xiàn)。

下面以換檔回路ⅳ來描述有緩沖閥的回路的工作原理：

當(dāng)需要換檔后，通過控制器5輸出脈沖給步進(jìn)電機(jī)6信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)6每得到一個(gè)脈沖，便按照控制信號(hào)旋轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度，步進(jìn)電機(jī)6的轉(zhuǎn)角與2d數(shù)字緩沖閥8的閥芯的位移是呈線性關(guān)系的，而后步進(jìn)電機(jī)6驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)7又帶動(dòng)閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，向2d數(shù)字緩沖閥8中充油，步進(jìn)電機(jī)6轉(zhuǎn)過一定角度，相當(dāng)于帶動(dòng)閥口轉(zhuǎn)過一定的角位移，也就是說，2d數(shù)字緩沖閥8的出油口油液壓力大小可以根據(jù)輸入信號(hào)而發(fā)生相應(yīng)的變化。因此，在緩沖升壓階段，可以通過控制器5使步進(jìn)電機(jī)6緩慢的轉(zhuǎn)過一定的角度，帶動(dòng)閥芯也緩慢轉(zhuǎn)過一定角度，這樣通過控制出油口與螺旋槽構(gòu)成的面積的大小緩慢變化來使出油口的壓力緩慢變化，就達(dá)到了壓力緩慢上升的效果。

油液經(jīng)過2d數(shù)字緩沖閥8進(jìn)入離合器，使離合器內(nèi)壓力有規(guī)律的緩慢上升使動(dòng)、靜摩擦片結(jié)合從而帶動(dòng)主、從部件一起轉(zhuǎn)動(dòng)。

本發(fā)明不局限于本實(shí)施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。