[发明专利]变速箱热平衡分压调控系统

说明书

本发明涉及一种用于发动机的变速箱热平衡分压调控系统。该系统包括使机油在发动机的变速箱箱体(GB)和变速箱恒温稳压油箱(1)之间循环的交换调压油路(11)，并且利用PID控制算法来控制交换调压油路(11)中的油压。交换调压油路(11)包括串联在变速箱恒温稳压油箱(1)和变速箱箱体(GB)之间的无级变速式油压调控器(4)。无级变速式油压调控器(4)借助设置于其中的无级变速式增压泵(41)和蝴蝶式泄压阀(43)来实施PID控制算法。该系统不仅精确维持变速箱换挡时的工作油压，以减少变速箱齿轮间的磨损、延长使用寿命，还能够使变速箱快速达到最佳工作油温，从而提高传动性能，减少发动机输出的扭矩损耗并增强车辆动力性能。

技术领域

本发明涉及一种热平衡分压调控系统。更具体地说，涉及一种用于发动机的变速箱热平衡分压调控系统。

背景技术

变速箱由变速传动机构和操纵机构组成。在需要时，还可以加装动力输出器。变速箱具有以下技术效果：改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的车辆行驶条件，同时使发动机在有利工况下工作；在发动机旋转方向不变的情况下，使车辆能倒退行驶；利用空挡中断动力传递，使发动机能够起动、变速，并便于变速器换档或进行动力输出。

变速箱在工作时需要机油进行润滑。但是，实际运行过程中需要对变速箱的油温进行控制。当变速箱油温过低时会产生如下缺点：

(i)变速箱润滑油在低温时变得粘稠，润滑系数降低。此时，变速箱换挡阻力增大，各个齿轮间的摩擦系数较高，增加了变速箱的扭矩损耗。

(ii)变速箱的油温是变速箱控制单元(TCU)识别负载情况的重要信号。在凉车状态下，自动变速箱的换挡点存在一定程度的滞后。此时，换挡转速与变速箱标定换挡转速不匹配，在换挡时会对变速箱产生一定的冲击，时间长了就会减少变速箱的使用寿命。

(iii)变速箱运行时只能通过内部齿轮或轴承间的摩擦来产生热量，升温速度慢、效率较低。

另一方面，当变速箱油温过高时会产生如下缺点：

当变速箱温度提升后，若温度过高，变速箱油开始氧化变质。高温会破坏变速箱油的质量和摩擦特性，同时，内部部件(如阀体)会产生油泥，导致变速箱的工作受到干扰。如果温度超过120℃，橡胶密封材料会开始变硬，最后导致渗漏、液压降低。

此外，变速箱在换挡时不同档位的需求油压是不同的。在换挡瞬间，变速箱油压有时会无法快速上升到标准值，因而无法将柱塞保持在正确位置，造成换挡冲击。因此，在使变速箱油温达到最佳工作状态并精确维持的同时，稳定变速箱油压也是非常重要的。

为此，期望在尽可能短的时间内使变速箱油温维持在80℃至85℃之间并且确保变速箱油压稳定，可以大大地减少变速箱中各齿轮之间的磨损，保护变速箱并延长其寿命，提高变速箱的传动性能，减少发动机输出的扭矩损耗，以达到增强动力同时降低油耗的目的。

例如，在中国专利申请CN102087165A中公开了一种变速箱油温控制系统。该系统包括控制器、变速箱、温度传感器、循环油泵、能量交换槽、加热单元及冷却单元。控制器用于设定控制的目标油温，温度传感器测量变速箱的油温。变速箱通过箱体内的内部油泵、冷却管路的进出油口与能量交换槽构成第一循环回路，并且通过箱体上的加油口、抽油口与外部循环油泵、能量交换槽构成第二循环回路。

该专利申请的技术方案实现了在不同油温下对变速箱性能的快速测试能力。但是，变速箱温控能量来源完全是依靠外部电力单元来实现的，并不能达到充分利用车辆闲置资源的效果，其仅仅适用于实验室测试，并不具有装备在整车中量产的可能。另一方面，该专利申请仅仅提出了一种温度控制方法，并不涉及变速箱换挡油压的调控，且缺乏计算变速箱在当前工况下的所需油压的有效手段。