一种液力机械式自动变速器总成及汽车

摘要

本发明涉及车辆变速技术领域，具体为一种液力机械式自动变速器总成及汽车，包括动力源、控制系统和执行机构，执行机构包括液力变矩器、推式换挡离合器、机械式自动变速器和液力缓速器；该总成利用液力变矩器放大扭矩的特点，实现平稳起步；利用液力变矩器柔性传递、起步无冲击、离合器为结合状态、起步过程中的离合器无磨损的特点，保证起步时传扭性能；行驶过程中，通过推式换挡离合器的设置使换挡通过离合器分开动力，机械式自动变速器传递动力，提高传递效率和速比范围，且可设置多档位。解决现有技术中液力变速器档位少、最大速比小、速比范围小、传递效率低，无法满足当前大型汽车起重机车和特种运输车辆需求的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆变速技术领域，具体为一种液力机械式自动变速器总成及汽车，尤其是一种适用于大型汽车起重机及特种运输车辆的液力机械式自动变速器总成。

背景技术

当前工程机械行业，大型汽车起重机车重均在150吨以上，用于特种运输的车辆车重通常也超过100吨。此类车辆由于车重大，起步时对变速器及离合器的控制有极高的要求。传统的机械式自动变速器起步时主要靠离合器滑磨，如车辆车重过大，起步时离合器滑磨加剧，发热大幅增加，传扭性能急剧下降，难以完成起步，因此不能满足此类车辆的需求。

液力变矩器的介入，可放大车辆起步时的扭矩，大幅提升车辆的起步性能及工况适应性，同时，由于液力变矩器为柔性驱动，起步更加平稳；起步过程中换挡离合器处于全结合状态，可以避免超大负载下离合器的磨损，延长换挡离合器寿命。

但是，现有液力变速器档位少、最大速比小、速比范围小、传递效率低且加工复杂，仍然无法满足当前大型汽车起重机车和特种运输车辆的需求。

发明内容

针对现有技术中存在的现有液力变矩器档位少、最大速比小、速比范围小、传递效率低且加工复杂，仍然无法满足当前大型汽车起重机车和特种运输车辆的需求的问题，本发明提供一种液力机械式自动变速器总成及汽车。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明提供一种液力机械式自动变速器总成，包括动力源、控制系统和执行机构；

所述动力源，用于为整个液力机械式自动变速器总成供动力；

所述控制系统，用于进行换挡与实现辅助制动；

所述执行机构包括液力变矩器、推式换挡离合器、液力缓速器和机械式自动变速器；所述液力变矩器的壳体前端与发动机飞轮壳连接，发动机飞轮与液力变矩器的动力输入端连接；所述液力变矩器动力输出端与推式离合器的压盘连接；所述推式离合器的从动盘与机械式自动变速器的输入轴连接；所述液力缓速器的输入齿轮与机械式自动变速器的输出轴上的齿轮相啮合；所述液力变矩器、推式换挡离合器和液力缓速器均与控制系统相通讯连接或电连接；所述液力变矩器、推式换挡离合器和液力缓速器均与动力源连接；

所述机械式自动变速器的输出端通过法兰与传动轴连接。

优选地，所述液力变矩器内部设置有琐止离合器，用于辅助液力变矩器退出工作。

优选地，所述机械式自动变速器的壳体采用前副箱、主箱和后副箱的三段式结构，主箱采用滑套结构，前副箱和后副箱均采用同步器结构。

优选地，所述控制系统通过CAN总线与发动机ECU、ABS ECU和手柄进行通信连接。

优选地，液力变矩器上设置有变矩器进油口和变矩器出油口，且液力变矩器外置有第一热交换器；所述变矩器出油口与第一热交换器的进油口相连接，变矩器进油口与第一热交换器的出油口相连接；所述第一热交换器的进水口接入发动机冷却水出口，第一热交换器出水口接入发动机节温器。

优选地，所述变矩器出油口还设置有第一油温传感器，第一油温传感器通过线束与控制系统相连接。

优选地，所述液力缓速器设置有缓速器出油口和缓速器进油口，且液力缓速器外置有第二热交换器；所述缓速器出油口与第二热交换器的进油口相连接，缓速器进油口与第二热交换器的进油口相连接；所述第二热交换器的进水口接入发动机冷却水出口，所述第二热交换器出水口接入发动机节温器。

优选地，所述缓速器出油口还设置有第二油温传感器，第二油温传感器通过线束与控制系统相连接。

优选地，所述动力源为高压气体。

本发明提供一种汽车，包括上述的液力机械式自动变速器总成。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明一种液力机械式自动变速器总成，该变速器总成包括动力源、控制系统和执行机构，所述执行机构包括液力变矩器、推式换挡离合器、机械式自动变速器和液力缓速器；通过利用变矩器放大扭矩的特点，实现平稳起步；利用液力变矩器柔性传递、不会有起步冲击、离合器为结合状态、不会造成起步过程中的离合器磨损的特点避免起步时离合器滑磨加剧、发热导致的传扭性能下降；同时，行驶过程中，通过利用推式换挡离合器的设置换挡使离合器分开动力，并通过机械式自动变速器传递动力，提高传递效率，速比范围大，且可设置多档位，并在液力缓速器辅助制动的条件下，提升行车的安全性。解决现有技术中液力变速器档位少、最大速比小、速比范围小、传递效率低，无法满足当前大型汽车起重机车和特种运输车辆需求的问题。

进一步地，琐止离合器的设置，可实现正常行驶工况下，辅助液力变矩器退出工作。

进一步地，所述机械式自动变速器的壳体采用前副箱、主箱和后副箱的三段式结构，主箱采用滑套结构，前、后副箱采用同步器结构，可减少主箱挡位，可以使汽车在行驶过程中换挡更快、更准确，保证汽车行驶换挡的安全性和舒适性。

进一步地，所述传感器组的设置，可实现对变速器总成动态参数的监控，便于变速器总成的维护和安全监控。

进一步地，所述控制阀组的设置，可实现整车的控制换挡及辅助制动。

进一步地，第一热交换器和第二热交换器的设置，实现液力变矩器及液力缓速器的热量传递和热交换，提高变速器总成的使用寿命。

进一步地，所述第一油温传感器和第二油温传感器的设置可实现液力变矩器及液力缓速器的油温监测。

进一步地，所述动力源采用高压气体，相较于电控液压方案相比对整车的改动小，只需额外增加储气罐容积即可；与电控电动方案相比，无电机等零部件，因此对整车的电磁兼容性等方面影响小且成本低，且可靠性更高。

本发明还提供一种大型汽车，包括上述液力机械式自动变速器总成，该汽车可柔性驱动和平稳起步的同时，还具有变速器档位多、最大速比大、速比范围大、传递效率高的特点。

附图说明

图1为本发明的一种液力机械式自动变速器总成的示意图。

图2为本发明的一种液力机械式自动变速器总成冷却油路图。

图3为本发明的一种液力机械式自动变速器总成电路图。

其中，1-液力变矩器，2-推式换挡离合器，3-液力缓速器，4-第一热交换器，5-法兰，6-控制系统，7-发动机ECU，8-ABS ECU，9-换挡手柄，10-机械式自动变速器，11-变矩器进油口，12-变矩器出油口，13-第一油温传感器，14-第二热交换器，31-缓速器出油口，32-第二油温传感器，33-缓速器进油口。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”，并不表示要求部件绝对水平，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

参见图1至图3，本发明公开了一种液力机械式自动变速器总成，包括动力源、至少一套传感器组、至少一套控制阀组、控制系统6和执行机构；

所述动力源为高压气体，用于为整个液力机械式自动变速器总成供动力；

所述控制系统6，用于进行换挡与实现辅助制动；所述控制系统6通过CAN总线与发动机ECU 7、ABS ECU 8和手柄9进行通信连接；

所述执行机构包括液力变矩器1、推式换挡离合器2、液力缓速器3和机械式自动变速器10；所述液力变矩器1的壳体前端与发动机飞轮壳连接，发动机飞轮与液力变矩器1的动力输入端连接；所述液力变矩器1动力输出端与推式离合器2的压盘连接；所述液力变矩器1内部设置有琐止离合器，用于辅助液力变矩器1退出工作；所述液力变矩器1内部还设置有测速靶轮，所述测速靶轮通过花键设置在液力变矩器1的输出端；所述推式离合器2的从动盘与机械式自动变速器10的输入轴连接；所述液力缓速器3的输入齿轮与机械式自动变速器10的输出轴上的齿轮相啮合；所述机械式自动变速器10的输出端通过法兰5与传动轴连接；所述机械式自动变速器10的壳体采用前副箱、主箱和后副箱的三段式结构，主箱采用滑套结构，前、后副箱采用同步器结构；所述液力变矩器1、推式换挡离合器2和液力缓速器3均与控制系统6相通讯连接或电连接；所述液力变矩器1、推式换挡离合器2和液力缓速器3均与动力源连接；

所述控制阀组和传感器组包括前副箱电磁阀及位移传感器、选档电磁阀及位移传感器、挂挡电磁阀及位移传感器、后副箱电磁阀及位移传感器、变速器输入转速传感器、缓速器控制阀和控制器，所述前副箱电磁阀及位移传感器、选档电磁阀及位移传感器、挂挡电磁阀及位移传感器、后副箱电磁阀及位移传感器、变速器输入转速传感器、缓速器控制阀和控制器均集成于控制系统6内部。

参见图2，所述液力变矩器1上设置有变矩器进油口11和变矩器出油口12，所述变矩器进油口11和变矩器出油口12均通过油管连接有第一热交换器4，所述变矩器出油口12与第一热交换器4的进油口相连接，第一热交换器4的出油口与变矩器进油口11相连接；所述第一热交换器4的进水口接入发动机冷却水出口，第一热交换器4出水口接入发动机节温器；所述变矩器出油口12还设置有第一油温传感器13，第一油温传感器13通过线束与控制系统6相连接，以便实时监测液力变矩器1油温度。

所述液力缓速器3设置有缓速器出油口31和缓速器进油口33，所述缓速器出油口31设置有第二油温传感器32，所述第二油温传感器32通过线束与控制系统6相连接，以便实时监测缓速器3油温度；所述缓速器出油口31和缓速器进油口33均与第二热交换器14相连接，所述缓速器出油口31与第二热交换器14的进油口相连接，缓速器进油口33与第二热交换器14的进油口相连接；所述第二热交换器14的进水口接入发动机冷却水出口，所述第二热交换器14出水口接入发动机节温器。

所述控制阀组的气路均集成于机械式自动变速器10的内部，其中，选档电磁阀、挂挡电磁阀、前副箱电磁阀和后副箱电磁阀气路集成于控制系统6内部；离合器电磁阀气路集成在该变速器前端壳体内壁；缓速器阀气路集成在该变速器后端壳体及缓速器3壳体内壁。通过选档电磁阀、挂挡电磁阀、前副箱电磁阀、后副箱电磁阀、离合器电磁阀和缓速器阀的动作控制气路，实现离合器分离结合、换挡、缓速器工作等。

装车时，液力变矩器1的壳体前端通过螺栓与发动机飞轮壳连接，发动机飞轮通过螺栓和柔性盘与液力变矩器1的动力输入端连接，机械式自动变速器10的输出端通过法兰5与传动轴连接。

本发明提供一种大型汽车，包括上述的液力机械式自动变速器总成，该汽车可柔性驱动和平稳起步的同时，还具有变速器档位多、最大速比大、速比范围大、传递效率高的特点。

综上所述，本发明提供一种液力机械式自动变速器总成及汽车，该变速器总成通过利用液力变矩器1放大扭矩的特点，实现平稳起步；利用液力变矩器1柔性传递、不会有起步冲击、离合器为结合状态、不会造成起步过程中的离合器磨损的特点避免起步时离合器滑磨加剧、发热导致的传扭性能下降；同时，行驶过程中，通过推式换挡离合器2和液力缓速器的设置换挡使用离合器分开动力，通过机械式自动变速器10传递动力，提高传递效率高，速比范围大，且可设置多档位，并在液力缓速器3辅助制动的条件下，提升行车的安全性。

以上所述的仅仅是本发明的较佳实施例，并不用以对本发明的技术方案进行任何限制，本领域技术人员应当理解的是，在不脱离本发明精神和原则的前提下，该技术方案还可以进行若干简单的修改和替换，这些修改和替换也均属于权利要求书所涵盖的保护范围之内。