Системный нагнетательный клапан для гидравлической системы коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем
Изобретение относится к системному нагнетательному клапану для гидравлической системы коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем. Системный нагнетательный клапан содержит: корпус клапана, золотниковый шток, первый вход, второй вход, первый выход, второй выход, третий выход. Первичный насос гидравлической системы выполнен с возможностью соединения с первым входом. Вторичный насос гидравлической системы выполнен с возможностью соединения со вторым входом. Первичный системный нагнетательный контур гидравлической системы выполнен с возможностью соединения с первым выходом и вторым выходом. Вторичный системный нагнетательный контур гидравлической системы выполнен с возможностью соединения с третьим выходом. Системный нагнетательный клапан предназначен для перемещения золотникового штока в пределах корпуса клапана в первое положение коммутации, во второе положение коммутации и в третье положение коммутации. В первом положении коммутации третий выход не соединен ни с первым входом, ни со вторым входом. Во втором положении коммутации второй вход соединен с третьим выходом. В третьем положении коммутации третий выход соединен как с первым входом, так и со вторым входом. Достигается повышение компактности устройства. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к системному нагнетательному клапану для гидравлической системы коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем. Другие пункты формулы изобретения касаются гидравлической системы с системным нагнетательным клапаном, коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем с этой гидравлической системой, а также безрельсового транспортного средства с двигателем с коробкой передач безрельсового транспортного средства с двигателем.
Известны гидравлические системы, прежде всего, для автоматических коробок передач безрельсовых транспортных средств с двигателем, которые имеют контур высокого давления (первичный системный нагнетательный контур) и контур низкого давления (вторичный системный нагнетательный контур). Подобная гидравлическая система обычно содержит два насоса, которые могут быть выполнены в виде двухходового шиберного насоса с постоянным (зависящим от скорости вращения) объемом подачи. При этом каждый насос предназначается соответственно для одного из обоих системных нагнетательных контуров (высокого давления или же низкого давления). Принцип действия основывается на том, что при недостатке масла тот насос, который предназначен для контура низкого давления (вторичный насос), переключается на высокое давление и может запитывать контур высокого давления. Как только контур высокого давления будет насыщен, давление вторичного насоса снова снизится до более низкого уровня давления. Для этого гидравлическая система может быть выполнена саморегулирующейся с помощью клапанной логической схемы. Для того чтобы регулировать давление как в контуре высокого давления, так и в контуре низкого давления, необходимы два клапана ограничения давления. Эти клапаны регулируют давление посредством того, что они выпускают из насосов избыточно поданное масло. Это масло обычно отводится обратно непосредственно в область всасывания насосов, чтобы улучшать характеристику заполнения или же склонность к кавитации насоса(ов) при высоких скоростях вращения (=большие объемы подачи).
Тем не менее, подобная система может иметь описанные далее недостатки. Так, насыщение вторичного контура по сравнению с одноконтурной насосной системой может смещаться в направлении более высоких скоростей вращения насоса, так как имеющееся в контуре высокого давления избыточное количество направляется в область всасывания насосов и не предоставляется в распоряжение вторичного контура. Вследствие того, что оба клапана направляют свои избыточные количества к стороне всасывания насосов, помимо этого, гидравлическое распределительное устройство («золотниковая коробка») гидравлической системы должно конструироваться, как правило, таким образом, чтобы оба клапана находились непосредственно в области всасывания насосов, что ограничивает конструктивные степени свободы. Кроме того, клапан ограничения давления для контура высокого давления должен выполняться относительно длинным, чтобы могли реализовываться функции, что может приводить к более высоким затратам и к другим конструктивным ограничениям.
В связи с этим задача настоящего изобретения может видеться в том, чтобы предоставить экономически выгодный клапан ограничения давления с уменьшенным монтажным пространством, благодаря которому создаются условия для того, чтобы контур низкого давления гидравлической системы лучше снабжался и чтобы в контексте увеличения степеней свободы системные нагнетательные клапаны могли конструктивно располагаться в пределах гидравлического распределительного устройства более простым образом.
Эта задача решена предметами независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные конструктивные формы являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения, последующего описания, а также фигур.
Согласно настоящему изобретению предлагается насыщать вторичный системный нагнетательный контур гидравлической системы коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем раньше за счет того, что избыточное количество направляется из первичного системного нагнетательного контура не для заборной загрузки, а во вторичный системный нагнетательный контур. Это может происходить с помощью выполненного для этой функции, предлагаемого системного нагнетательного клапана для первичного системного нагнетательного контура. Наряду с улучшенным запитыванием вторичного системного нагнетательного контура, эта перекомпоновка дает, помимо этого, преимущество, состоящее в том, что системный нагнетательный клапан первичного системного нагнетательного контура (первичный системный нагнетательный клапан) больше не должен привязываться к области всасывания насосов. Функцию направления избыточного количества на заборную загрузку насосов берет на себя только системный нагнетательный клапан вторичного системного нагнетательного контура (вторичный системный нагнетательный клапан). За счет этого возникают степени свободы в конструктивном расположении, так как первичный системный нагнетательный клапан может теперь располагаться в гидравлическом распределительном устройстве более или менее произвольным образом. Особенно предпочтительно первичный системный нагнетательный клапан может быть расположен вблизи от вторичного системного нагнетательного клапана, так как он может запитывать его масляный контур (вторичный системный нагнетательный контур).
В этом контексте согласно первому аспекту изобретения обеспечивается системный нагнетательный клапан для гидравлической системы коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем. Этот системный нагнетательный клапан может представлять собой, прежде всего, первичный системный нагнетательный клапан, то есть он может предназначаться для первичного системного нагнетательного контура, чтобы устанавливать в нем предусмотренный, заданный уровень давления и при его достижении или превышении выводить гидравлическую жидкость, прежде всего масло, из первичного системного нагнетательного контура.
Системный нагнетательный клапан содержит корпус клапана, золотниковый шток, первый вход, второй вход, первый выход, второй выход и третий выход. Первичный насос гидравлической системы выполнен с возможностью соединения с первым входом. Вторичный насос гидравлической системы выполнен с возможностью соединения со вторым входом. Первичный системный нагнетательный контур гидравлической системы выполнен с возможностью соединения с первым выходом и со вторым выходом. Вторичный системный нагнетательный контур гидравлической системы выполнен с возможностью соединения с третьим выходом.
Системный нагнетательный клапан может быть предназначен для перемещения золотникового штока в пределах корпуса клапана в первое положение коммутации, во второе положение коммутации, и в третье положение коммутации.
В первом положении коммутации третий выход не соединен ни с первым входом, ни со вторым входом. Под признаком «соединен» следует понимать, прежде всего, что соответственно соединенные друг с другом элементы соединены друг с другом с гидравлической проводимостью, то есть гидравлическая жидкость, прежде всего масло, может течь от одного элемента к другому элементу и в определенных случаях наоборот. Первый вход может быть соединен с первым выходом. Помимо этого, второй вход может быть соединен со вторым выходом. Это может иметь место, прежде всего, независимо от соответствующего положения коммутации золотникового штока, то есть названные соединения могут существовать как в первом положении коммутации, во втором положении коммутации, в третьем положении коммутации, так и в промежуточных положениях между названными положениями коммутации. Таким образом, в первом положении коммутации первичный системный нагнетательный контур может запитываться через первичный насос первичным масляным потоком и через вторичный насос вторичным масляным потоком, чтобы создавать давление внутри первичного системного нагнетательного контура. Первичный системный нагнетательный контур еще не насыщен (заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура еще не достигнут), и вторичный системный нагнетательный контур еще не запитывается, так как соединение между первичным насосом и вторичным насосом через первый вход и второй вход (с входной стороны) и третьим выходом (с выходной стороны) отсутствует.
Во втором положении коммутации второй вход соединен с третьим выходом. Если объем подачи первичного насоса и вторичного насоса достаточен для того, чтобы достигать заданного уровня давления внутри первичного системного нагнетательного контура, то золотник клапана за счет неравенства сил может перемещаться во второе положение коммутации. Вследствие этого масло вторичного насоса, которое не требуется для насыщения первичного системного нагнетательного контура, может направляться через соединение между вторым входом и третьим выходом во вторичный контур, и может поддерживаться уровень давления в первичном системном нагнетательном контуре.
Если объем подачи (за счет повышения скорости вращения насосов) первичного насоса и вторичного насоса повысился настолько, что первичный насос может насыщать первичный системный нагнетательный контур в одиночку, то первичный системный нагнетательный клапан может перемещать распределительный золотник в третье положение коммутации, так что подаваемое избыточно масло первичного системного нагнетательного контура соединяется внутри системного нагнетательного клапана с объемом подачи вторичного насоса. В третьем положении коммутации третий выход соединен как с первым входом, так и со вторым входом.
Если скорость вращения насосов повышается еще раз, то объема подачи может быть достаточно для того, чтобы насыщать вторичный системный нагнетательный контур. Описанный ниже подробнее вторичный системный нагнетательный клапан вторичного системного нагнетательного контура может тогда добиваться регулирования посредством того, что он направляет избыточное количество масла внутри вторичного системного нагнетательного контура через трубопровод обратно к стороне всасывания насосов. Таким образом, первичный и вторичный системные нагнетательные контуры насыщены.
Первый золотник золотникового штока системного нагнетательного клапана первичного системного нагнетательного контура может быть расположен в области первой торцевой стороны золотникового штока и первичного системного нагнетательного клапана. Второй золотник может быть расположен на золотниковом штоке в осевом направлении системного нагнетательного клапана на расстоянии от первого золотника. Помимо этого, второй золотник может простираться в радиальном направлении первичного системного нагнетательного клапана вплоть до первого участка направляющей поверхности, которая образуется телом клапана системного нагнетательного клапана.
В одной конструктивной форме золотниковый шток предварительно упруго смещен в первом положении коммутации посредством возвратного элемента. Возвратный элемент может создавать силу предварительного упругого смещения. За счет силы предварительного упругого смещения золотниковый шток стремится к тому, чтобы оставаться в своей в первом положении коммутации. За счет силы предварительного упругого смещения золотниковый шток, прежде всего, может оставаться в своей в первом положении коммутации до тех пор, пока гидравлическое давление находится в пределах первого граничного значения. Первый золотник может быть выполнен, например, в виде чаши. Чашевидный золотник может образовывать внутреннее пространство и внутреннюю поверхность, например круговую поверхность. Внутренняя поверхность может проходить перпендикулярно возможному направлению перемещения золотникового штока. Возвратный элемент может содержать, например, пружину. Пружина может быть расположена, например, в пределах внутреннего пространства чашевидного золотника и создавать возвратную силу в виде упругой силы, которая действует на внутреннюю поверхность.
В другой конструктивной форме системный нагнетательный клапан предназначен для нагрузки торцевой поверхности золотникового штока гидравлическим давлением, так что золотниковый шток перемещается во второе положение коммутации или в третье положение коммутации. Активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность может быть расположена в области второй торцевой стороны золотникового штока и системного нагнетательного клапана. Таким образом, активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность и возвратный элемент могут находиться на противоположных относительно друг друга торцевых сторонах золотникового штока. Активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность может быть связана через вход системного нагнетательного клапана с первичным системным нагнетательным клапаном. Таким образом, существующее внутри первичного системного нагнетательного контура давление может вызывать силу перемещения, которая действует перпендикулярно на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность и направлена против силы предварительного упругого смещения пружины и против соответствующей предварительному давлению управления предварительной силе управления. Таким образом, с помощью силы перемещения золотниковый шток может перемещаться из первого положения коммутации во второе положение коммутации. Если золотниковый шток уже находится в его втором положении коммутации, то с помощью силы перемещения он может перемещаться также из этого второго положения коммутации в третье положение коммутации.
Помимо этого, системный нагнетательный клапан может быть предназначен для нагрузки внутренней возвратной поверхности золотника золотникового штока гидравлическим давлением, так что золотниковый шток перемещается во второе положение коммутации или в третье положение коммутации. Этот золотник может представлять собой, прежде всего, описанный выше второй золотник. Это гидравлическое давление может представлять собой, прежде всего, существующее в клапанном кармане первичного системного нагнетательного клапана давление, которое может действовать на внутреннюю возвратную поверхность. Согласно этому обратная связь по давлению в первичном системном нагнетательном клапане может реализовываться через возвратную поверхность, вследствие чего первичный системный нагнетательный клапан может выполняться особенно коротким, так как можно экономить на буртике клапана или же на клапанном кармане. Под признаком «внутри» может пониматься, прежде всего, что возвратная поверхность находится в пределах корпуса клапана, прежде всего в пределах клапанного кармана, то есть внутри.
При этом золотниковый шток может содержать третий золотник, который может быть расположен на расстоянии от второго золотника, далее в направлении второй торцевой стороны первичного системного нагнетательного клапана. Диаметр третьего золотника может быть меньше, чем таковой второго золотника, и третий золотник может перемещаться возвратно поступательно в пределах подходящей направляющей поверхности. Соответственно этому третий золотник может иметь активную при гидравлическом воздействии поверхность, которая меньше, чем возвратная поверхность. Давление внутри клапанного кармана системного нагнетательного клапана может действовать как на активную при гидравлическом воздействии поверхность третьего золотника, так и на возвратную поверхность второго золотника. Так как активная при гидравлическом воздействии поверхность третьего золотника меньше, чем возвратная поверхность второго золотника, давление внутри клапанного кармана может вызывать силу перемещения, которая противодействует описанной выше возвратной силе, прежде всего упругой силе пружины, и предварительной силе управления.
Независимо от того, нагружается ли гидравлическим давлением, например, активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность или внутренняя возвратная поверхность, золотниковый шток в зависимости от величины гидравлического давления может перемещаться в первое или второе положение коммутации.
В этом контексте согласно другой конструктивной форме предусмотрено, что системный нагнетательный клапан за счет нагружения золотникового штока гидравлическим давлением предназначен для того, чтобы, как только гидравлическое давление превысит первое граничное значение, перемещать золотниковый шток в пределах корпуса клапана из первого положения коммутации во второе положение коммутации. Первое граничное значение может представлять собой заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура. Пока первое граничное значение еще не превышено, может иметь место равновесие сил, которое удерживает золотниковый шток в первом положении коммутации. Другими словами, действующее на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность гидравлическое давление еще не является достаточным для того, чтобы двигать золотниковый шток в осевом направлении против действия упругой силы и предварительной силы управления. Как только гидравлическое давление все же превысит первое граничное значение, прежде всего, если внутри первичного системного нагнетательного контура будет достигнут заданный уровень давления, гидравлическое давление вызовет силу перемещения, которая будет действовать перпендикулярно на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность золотникового штока и против действия силы предварительного упругого смещения пружины, а также против соответствующей предварительному давлению управления предварительной силы управления. Равновесие сил между упругой силой и предварительной силой управления, с одной стороны, и силой перемещения, с другой стороны, больше не будет существовать, так что золотниковый шток будет перемещаться в осевом направлении к первой торцевой стороне в первое положение коммутации, чтобы снова устанавливать равновесие сил.
Кроме того, системный нагнетательный клапан за счет нагружения золотникового штока гидравлическим давлением может быть предназначен для того, чтобы, как только гидравлическое давление превысит второе граничное значение, перемещать золотниковый шток в пределах корпуса клапана из втором положении коммутации в третье положение коммутации, причем второе граничное значение выше, чем первое граничное значение.
В другой конструктивной форме системный нагнетательный клапан содержит первый клапанный карман, второй клапанный карман и третий клапанный карман. Три названных клапанных кармана могут образовываться, прежде всего, корпусом клапана системного нагнетательного клапана. Описанные в настоящей заявке клапанные карманы могут представлять собой полости внутри корпуса клапана. В области осевого отверстия клапана корпуса клапана эти полости могут заполняться золотниковым штоком. Описанные в настоящей заявке клапанные карманы могут простираться наружу, прежде всего, в радиальном направлении первичного системного нагнетательного клапана соответственно дальше, чем проходящие в осевом направлении внутренние направляющие поверхности для золотникового штока или же чем осевое отверстие клапана корпуса клапана. При этом клапанные карманы могут образовывать, прежде всего, тороидальную напорную камеру, которая в радиальном направлении системного нагнетательного клапана выступает за осевое отверстие клапана. Эта напорная камера может наполняться маслом, а именно, прежде всего, также тогда, когда один золотник золотникового штока закрывает напорную камеру относительно находящегося радиально далее внутри внутреннего пространства корпуса клапана. При этом направляющая поверхность или же осевое отверстие клапана может соответствовать по соответствующему диаметру золотниковому штоку или иметь незначительно больший диаметр, чем золотниковый шток, так что золотниковый шток может перемещаться возвратно-поступательно внутри направляющей поверхности или же отверстия клапана в осевом направлении первичного системного нагнетательного клапана по возможности без трения и износа. Помимо этого, каждый из клапанных карманов может быть соединен с одним или несколькими подключениями системного нагнетательного клапана. С помощью золотникового штока один или несколько клапанных карманов могут отделяться друг от друга или соединяться друг с другом.
Первый клапанный карман соединен с первым входом и с первым выходом. Второй клапанный карман соединен со вторым входом и со вторым выходом, и третий клапанный карман соединен с третьим выходом. В первом положении коммутации золотниковый шток отделяет первый клапанный карман и второй клапанный карман от третьего клапанного кармана. Во втором положении коммутации золотниковый шток деблокирует соединение второго клапанного кармана и третьего клапанного кармана. В третьем положении коммутации золотниковый шток деблокирует соединение между первым клапанным карманом и третьим клапанным карманом, а также соединение между вторым клапанным карманом и третьим клапанным карманом.
Согласно настоящему изобретению предлагается не направлять избыточное количество масла внутри первичного системного нагнетательного контура через трубопровод «за пределы» первичного системного нагнетательного контура во вторичный контур. Вместо этого избыточное количество в первичном системном нагнетательном контуре может сводиться за счет настройки распределительных кромок внутри первичного системного нагнетательного контура в третий клапанный карман. За счет этого клапан может выполняться короче, и может экономиться монтажное пространство, что, в свою очередь, упрощает конструктивную структуру. В этом контексте согласно другой конструктивной форме предусмотрено, что первый золотниковый шток имеет золотник с первичной распределительной кромкой и что первый золотниковый шток имеет другой золотник с вторичной распределительной кромкой. Этот золотниковый шток может быть предназначен для того, чтобы деблокировать соединение между вторым клапанным карманом и третьим клапанным карманом через вторичную распределительную кромку. Помимо этого, золотниковый шток может быть предназначен для того, чтобы деблокировать соединение между первым клапанным карманом и третьим клапанным карманом через первичную распределительную кромку. Если золотниковый шток перемещается при этом в третье положение коммутации, то за счет возникающего проема в поперечном сечении на вторичной распределительной кромке может возникать падение давления. Вследствие результирующей разности давлений расположенный в направлении потока за вторым выходом запорный клапан или же обратный клапан может закрываться, и вслед за этим может снижаться давление во вторичном насосе.
Согласно другому аспекту изобретения обеспечивается гидравлическая система для коробки передач безрельсового транспортного средства с двигателем. Эта гидравлическая система содержит первичный насос, вторичный насос, первичный системный нагнетательный контур, вторичный системный нагнетательный контур и первичный системный нагнетательный клапан согласно описанному выше первому аспекту изобретения. В гидравлической системе первичный насос соединен с первым входом первичного системного нагнетательного клапана. Вторичный насос соединен со вторым входом первичного системного нагнетательного клапана. Первичный системный нагнетательный контур соединен с первым выходом первичного системного нагнетательного клапана и со вторым выходом первичного системного нагнетательного клапана, и вторичный системный нагнетательный контур соединен с третьим выходом первичного системного нагнетательного клапана.
В одной конструктивной форме гидравлическая система может содержать, помимо этого, регулятор давления в системе, который предназначен для выдачи предварительного давления управления, которое может подаваться на первичный системный нагнетательный клапан, так что усиливается сила предварительного упругого смещения возвратного элемента. При этом внутреннее пространство чашевидного золотника золотникового штока первичного системного нагнетательного клапана может быть соединено с четвертым входом первичного системного нагнетательного клапана. Этот четвертый вход может быть соединен с выходом регулятора давления в системе, который выдает предварительное давление управления. Для этого регулятор давления в системе может содержать устанавливаемый с возможностью варьирования электрический клапан регулировки давления. Вход регулятора давления в системе может быть соединен с первичным системным нагнетательным контуром, который подает объемный масляный поток на регулятор давления в системе. Полученное с помощью регулятора давления в системе предварительное давление управления, которое принимает значения, например, между 0 и 8 бар, может устанавливаться с возможностью варьирования с помощью варьируемой магнитной катушки. Предварительное давление управления может действовать на внутреннюю поверхность чашевидного золотника, вследствие чего она становится активной при гидравлическом воздействии. Совместно упругой силой и предварительным давлением управления через передаточное отношение клапана системного нагнетательного клапана внутри первичного системного нагнетательного контура может задаваться и устанавливаться заданный уровень давления, например между 3 бар и 20 бар.
Гидравлическая система может содержать, помимо этого, другой системный нагнетательный клапан («вторичный системный нагнетательный клапан»), который предназначен для задания и установки системного давления внутри вторичного системного нагнетательного контура. Помимо этого, при превышении заданного системного давления другой системный нагнетательный клапан предназначен для соединения вторичного системного нагнетательного контура со стороной всасывания первичного насоса и вторичного насоса.
Согласно третьему аспекту изобретения обеспечивается коробка передач, прежде всего автоматическая коробка передач, для безрельсового транспортного средства с двигателем. Эта коробка передач содержит гидравлическую систему согласно второму аспекту изобретения.
Согласно четвертому аспекту изобретения обеспечивается безрельсовое транспортное средство с двигателем, которое содержит коробку передач согласно третьему аспекту изобретения.
В последующем, с помощью схематического чертежа подробнее разъясняются примеры осуществления изобретения, причем одинаковые или схожие элементы снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями. При этом показано на:
Фиг. 1 безрельсовое транспортное средство с автоматической коробкой передач, которая содержит пример осуществления гидравлической системы согласно изобретению,
Фиг. 2 гидравлическая схема соединений части гидравлической системы в первом эксплуатационном состоянии для применения в автоматической коробке передач согласно фиг. 1,
Фиг. 3 увеличенное изображение первичного системного нагнетательного клапана гидравлической системы согласно фиг. 2,
Фиг. 4 гидравлическая система согласно фиг. 2 во втором эксплуатационном состоянии,
Фиг. 5 гидравлическая система согласно фиг. 2 в третьем эксплуатационном состоянии,
Фиг. 6 гидравлическая система согласно фиг. 2 в четвертом эксплуатационном состоянии,
Фиг. 7 увеличенное изображение вторичного системного нагнетательного клапана гидравлической системы согласно фиг. 2 и
Фиг. 8 часть гидравлической системы согласно фиг. 2 с альтернативным первичным системным нагнетательным клапаном.
На фиг. 1 показано безрельсовое транспортное средство 1 с двигателем, в показанном примере - легковой автомобиль. Безрельсовое транспортное средство 1 с двигателем содержит двигатель 2 внутреннего сгорания, который приводит безрельсовое транспортное средство 1 с двигателем в движение через автоматическую коробку 3 передач, которая имеет гидравлическую систему 4. На фиг. 2 показана часть схемы соединений гидравлической системы 4 согласно фиг. 1. Гидравлическая система 4 содержит насосную систему 5, в показанном примере осуществления - сдвоенную насосную систему. Насосная система 5 содержит первичный насос 6 и вторичный насос 7, которые могут приводиться в действие, например, с помощью двигателя 2 внутреннего сгорания безрельсового транспортного средства 1 с двигателем (фиг. 1).
Первичный насос 6 и вторичный насос 7 могут быть двумя, отдельными друг от друга насосами. Тем не менее, насосная система 5 может также объединять первичный насос 6 и вторичный насос 7 в единственном насосе, например в двухходовом шиберном насосе. Двухходовой шиберный насос может содержать первичную нагнетательную камеру и вторичную нагнетательную камеру. Ротор двухходового шиберного насоса может приводиться в движение от двигателя 2 внутреннего сгорания. При вращающемся роторе шиберный насос может через первичный выход выкачивать первичный масляный поток из первичной нагнетательной камеры и через вторичный выход выкачивать вторичный масляный поток из вторичной нагнетательной камеры. Выход первичного насоса 6 может быть присоединен к первому входу 8 первичного системного нагнетательного клапана 9. Выход вторичного насоса 7 может быть присоединен ко второму входу 10 первичного системного нагнетательного клапана 9. Первичный системный нагнетательный клапан 9 является клапаном регулировки давления, который предназначен для того, чтобы ограничивать существующее внутри первичного системного нагнетательного контура 16 (контура высокого давления HD) давление.
Первичный системный нагнетательный клапан 9 имеет золотниковый шток 11, который размещен с возможностью возвратно-поступательного перемещения в осевом направлении в пределах тела клапана или же корпуса 71 клапана первичного системного нагнетательного клапана 9. Помимо этого, золотниковый шток 11 в показанном на фиг. 2 в первом положении коммутации предварительно упруго смещен в осевом направлении возвратным средством, в показанном примере осуществления - пружиной 12. Для достижения лучшей обзорности некоторые ссылочные обозначения первичного системного нагнетательного клапана 9 показаны только в его увеличенном изображении на фиг. 3.
В показанном на фиг. 2 в первом положении коммутации золотникового штока 11 первичного системного нагнетательного клапана 9 первичный насос 6, если он приводится в действие, например, через двигатель 2 внутреннего сгорания, может запитывать первичный системный нагнетательный контур 16 первичным масляным потоком. Первичный насос 6, прежде всего, может всасывать через фильтр Fi гидравлическую жидкость в виде масла из резервуара для гидравлической жидкости в виде масляного поддона 13. Первичный насос 6 может перекачивать всосанное масло через первый вход 8 первичного системного нагнетательного клапана 9 в первый клапанный карман 14, который образуется внутри первичного системного нагнетательного клапана 9 его корпусом 71 клапана. Через первый выход 72 первичного системного нагнетательного клапана 9 масло за счет созданного первичным насосом 6 давления может подаваться через трубопровод и через первый запорный клапан 15 в первичный системный нагнетательный контур 16, чтобы устанавливать внутри первичного системного нагнетательного контура 16 предусмотренное давление.
Подобным образом, в показанном на фиг. 2 в первом положении коммутации золотникового штока 11 первичного системного нагнетательного клапана 9 вторичный насос 7, если он приводится в действие, например, через двигатель 2 внутреннего сгорания, может запитывать первичный системный нагнетательный контур 16 вторичным масляным потоком. Вторичный насос 7, прежде всего, может всасывать через фильтр Fi масло из масляного поддона 13 и перекачивать через второй вход 10 системного нагнетательного клапана 9, образованный корпусом 71 клапана второй клапанный карман 17 внутри первичного системного нагнетательного клапана 9, его второй выход 73, а также через второй запорный клапан 19 тоже в первичный системный нагнетательный контур 16.
Вторичный системный нагнетательный контур 18 (контур низкого давления ND) в показанном на фиг. 2 положении коммутации не обеспечивается давлением, так как находящиеся со стороны давления выходы первичного насоса 6 и вторичного насоса 7 не соединены с вторичным системным нагнетательным контуром 18. Второй запорный клапан 19 препятствует тому, чтобы подаваемое от первичного насоса 6 через первый клапанный карман 14 в направлении первичного системного нагнетательного контура 16 масло могло попадать через второй клапанный карман 17 в направлении вторичного насоса 7. Помимо этого, гидравлическая система 4 имеет вторичный системный нагнетательный клапан 37, конструкция и принцип действия которого разъясняются подробнее ниже.
В показанном на фиг. 2 положении коммутации первичный системный нагнетательный контур 16 еще не насыщен. Заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16 еще не достигнут.Заданным уровнем давления можно управлять посредством подачи электрического тока на регулятор 20 давления в системе. При этом выходное давление регулятора 20 давления в системе, так называемое предварительное давление управления, может действовать на внутреннюю, активную при гидравлическом воздействии поверхность, в показанном примере осуществления - на круговую поверхность 21. Для этого выход регулятора 20 давления в системе соединен с четвертым входом 74 первичного системного нагнетательного клапана 9. Четвертый вход 74 впадает в образованный корпусом 71 клапана первичного системного нагнетательного клапана 9 пятый клапанный карман 75, который соединен с внутренним пространством 76 первого чашевидного золотника 22 первичного системного нагнетательного клапана 9.
Внутренняя, активная при гидравлическом воздействии круговая поверхность 21 образуется первым чашевидным золотником 22 в его внутреннем пространстве 76. На внутреннюю, активную при гидравлическом воздействии круговую поверхность 21 действует также сила предварительного упругого смещения в виде упругой силы пружины 12. Внутренняя, активная при гидравлическом воздействии поверхность 21 проходит перпендикулярно возможному направлению L перемещения золотникового штока. Направление L перемещения может совпадать с осевым направлением L первичного системного нагнетательного клапана 9.
Предварительное давление управления может составлять, например, от 0 бар до 8 бар. Первичный системный нагнетательный клапан 9 имеет передаточное отношение клапана, посредством которого внутри первичного системного нагнетательного контура 16 может задаваться и устанавливаться заданный уровень давления, например между 3 бар и 20 бар. Например, за счет передаточного отношения клапана первичного системного нагнетательного клапана 9 предварительное давление управления, составляющее 8 бар, может приводить внутри первичного системного нагнетательного контура 16 к максимальному давлению 20 бар. Помимо этого, например, предварительное давление управления, составляющее 0 бар, за счет передаточного отношения клапана первичного системного нагнетательного клапана 9 может приводить внутри первичного системного нагнетательного контура 16 к минимальному давлению 3 бар.
При этом чашевидный золотник 22 расположен на первой торцевой стороне S1 (изображено на фиг. 2 и 3 внизу) золотникового штока 11 и первичного системного нагнетательного клапана 9. Регулятор 20 давления в системе содержит питающийся от первичного системного нагнетательного контура 16, устанавливаемый с возможностью варьирования электрический клапан 23 регулировки давления. Вход клапана 23 регулировки давления соединен с первичным системным нагнетательным контуром 16, который подает на клапан 23 регулировки давления объемный масляный поток. Таким образом, входное давление клапана 23 регулировки давления может соответствовать существующему внутри первичного системного нагнетательного контура 16 давлению.
Выходное давление ра регулятора 20 давления в системе может устанавливаться с возможностью варьирования с помощью варьируемой магнитной катушки 24. В магнитную катушку 24 может подаваться электрический ток, так что создается магнитная сила. С помощью этой магнитной силы может, например, приводиться в действие седло шарика или золотниковый клапан клапана 23 регулировки давления, за счет чего может устанавливаться определенное выходное давление ра или же предварительное давление управления. Если на варьируемую магнитную катушку 24 не подается электрической ток, то выходное давление ра может быть, например, максимальным (например, 8 бар). Если на варьируемую магнитную катушку 24 подается максимальный предусмотренный электрической ток, то выходное давление ра может быть, например, минимальным (например, 0 бар). Таким образом может устанавливаться с возможностью варьирования выходное давление ра. Следовательно, действующее в направлении силы предварительного упругого смещения пружины 12 предварительное давление управления тоже может устанавливаться с возможностью варьирования.
Выходное давление ра может устанавливаться относительно высоким посредством подачи соответствующего электрического тока. Из этого следует действующее в направлении силы предварительного упругого смещения пружины 12 давление управления, которое усиливает силу предварительного упругого смещения пружины 12. Таким образом, золотниковый шток 11 склоняется к тому, чтобы оставаться в показанном на фиг. 2 и 3 в первом положении коммутации. В этой в первом положении коммутации первый клапанный карман 14 не соединен с третьим клапанным карманом 25, который соединен с вторичным системным нагнетательным контуром 18. Второй клапанный карман 17 тоже не соединен с третьим клапанным карманом 25.
Первый клапанный карман 14, второй клапанный карман 17 и третий клапанный карман 25 могут простираться в радиальном направлении г первичного системного нагнетательного клапана 9 соответственно дальше наружу, чем внутренняя направляющая поверхность 26 для золотникового штока 11. Направляющая поверхность 26 может иметь незначительно больший диаметр, чем золотниковый шток 11, так что золотниковый шток 11 может перемещаться возвратно-поступательно в осевом направлении L первичного системного нагнетательного клапана 9 в пределах направляющей поверхности 26 по возможности без трения и износа. При этом первый участок 27 направляющей поверхности 26 простирается от первого клапанного кармана 14 вплоть до третьего клапанного кармана 25, и второй участок 28 направляющей поверхности 26 простирается от второго клапанного кармана 17 вплоть до третьего клапанного кармана 25.
В показанном на фиг. 2 и 3 в первом положении коммутации золотникового штока 11 первичного системного нагнетательного клапана 9 радиально наружная поверхность 29 чашевидного золотника 22 прилегает ко второму участку 28 направляющей поверхности 26. При этом радиально наружная поверхность 29 чашевидного золотника 22 перекрывает возможное соединение между вторым клапанным карманом 17 и третьим клапанным карманом 25 через вторичную распределительную кромку 35 чашевидного золотника 22. Помимо этого, в показанном на фиг. 2 и 3 в первом положении коммутации золотникового штока 11 радиально наружная поверхность 30 второго золотника 31 прилегает к первому участку 27 направляющей поверхности 26. При этом радиально наружная поверхность 30 второго золотника 31 перекрывает возможное соединение между первым клапанным карманом 14 и третьим клапанным карманом 25 через первичную распределительную кромку 36 второго золотника 31. Второй золотник 31 расположен при этом на золотниковом штоке 11 в осевом направлении L первичного системного нагнетательного клапана 9 на расстоянии от чашевидного золотника 22 и простирается в радиальном направлении г первичного системного нагнетательного клапана 9 вплоть до первого участка 27 направляющей поверхности 26.
В показанном на фиг. 2 примере осуществления системный нагнетательный клапан 11 имеет в области второй торцевой стороны S2 (изображено на фиг. 2 и 3 вверху) золотникового штока 9 и первичного системного нагнетательного клапана 11 образованный корпусом 71 клапана четвертый клапанный карман 32. В показанном на фиг. 2 в первом положении коммутации золотникового штока 11 активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность 33 золотникового штока 11 (например, круговая поверхность) находится внутри четвертого клапанного кармана 32. Четвертый клапанный карман 32 через первый клапанный карман 14 и через второй клапанный карман 17 соединен с вторичным насосом 7, в показанном примере осуществления - через третий вход 64 и через первый дроссель 34. Таким образом, созданное первичным насосом 6 и вторичным насосом 7 гидравлическое давление может вызывать силу перемещения, которая действует перпендикулярно на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 33 золотникового штока 11 и направлена против действия силы предварительного упругого смещения пружины 12 и против действия соответствующей предварительному давлению управления предварительной силы управления. Названное гидравлическое давление, прежде всего, при открытом первом запорном клапане 15 может соответствовать существующему внутри первичного системного нагнетательного контура 16 давлению.
В показанном на фиг. 2 состоянии, в котором заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16 еще не достигнут, имеет место равновесие сил, которое удерживает золотниковый шток 11 в первом положении коммутации. Другими словами, действующая на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 33 сила перемещения еще не является достаточной для того, чтобы двигать золотниковый шток 11 в осевом направлении L против действия упругой силы и предварительной силы управления.
В показанном на фиг. 4 эксплуатационном состоянии гидравлической системы 4 скорость вращения первичного насоса 6 и скорость вращения вторичного насоса 7 повышаются до тех пор, пока внутри первичного системного нагнетательного контура 16 не будет достигнут установленный регулятором 20 давления в системе заданный уровень давления, например 10 бар. Как было описано выше, это давление, например 10 бар, вызывает силу перемещения, которая действует перпендикулярно на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 33 золотникового штока 11 и против действия силы предварительного упругого смещения пружины 12 и против действия соответствующей предварительному давлению управления предварительной силы управления. Как только заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16 будет достигнут, равновесия между упругой силой и предварительной силой управления, с одной стороны, и силой перемещения, с другой стороны, больше не будет, так что золотниковый шток 11 будет перемещаться в положение коммутации в осевом направлении к первой торцевой стороне S1, как это показано на фиг. 4.
В этом положении коммутации согласно фиг. 4 равновесие сил между упругой силой и предварительной силой управления, с одной стороны, а также силой перемещения, с другой стороны, еще не восстановлено. В показанном на фиг. 4 положении коммутации радиально наружная поверхность 29 чашевидного золотника 22 по-прежнему прилегает ко второму участку 28 направляющей поверхности 26. При этом радиально наружная поверхность 29 чашевидного золотника 22 и далее перекрывает возможное соединение между вторым клапанным карманом 17 и третьим клапанным карманом 25 через вторичную распределительную кромку 35. Кроме того, в показанном на фиг. 4 положении коммутации золотникового штока 11 радиально наружная поверхность 30 второго золотника 31 золотникового штока 11 прилегает к первому участку 27 направляющей поверхности 26. При этом радиально наружная поверхность 30 второго золотника 31 все еще перекрывает возможное соединение между первым клапанным карманом 14 и третьим клапанным карманом 25 через первичную распределительную кромку 36.
В показанном на фиг. 5 эксплуатационном состоянии гидравлической системы 4 достигнутый заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16 по-прежнему вызывает силу перемещения, которая действует перпендикулярно на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 33 золотникового штока 11 и направлена против действия силы предварительного упругого смещения пружины 12 и против действия соответствующей предварительному давлению управления предварительной силы управления. Сила перемещения по-прежнему достаточно велика для того, чтобы золотниковый шток 11 перемещался в осевом направлении к первой торцевой стороне S1 во второе положение коммутации, как показано на фиг. 5.
Во втором положении коммутации золотникового штока 11 согласно фиг. 5 радиально наружная поверхность 29 чашевидного золотника 22 больше не прилегает ко второму участку 28 направляющей поверхности 26. Тем самым чашевидный золотник 22 деблокирует соединение между вторым клапанным карманом 17 и третьим клапанным карманом 25 через вторичную распределительную кромку 35 (регулировка на вторичной распределительной кромке 35). Избыточная часть образованного вторичным насосом 7 вторичного масляного потока, которая не требуется для поддержания заданного уровня давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16, теперь может направляться через второй клапанный карман 17 и соединенный с третьим клапанным карманом 25 третий выход 65 первичного системного нагнетательного клапана 9 во вторичный системный нагнетательный контур 18. Таким образом может создаваться давление внутри вторичного системного нагнетательного контура 18.
Тем не менее, вторичный насос 7 и далее через второй клапанный карман 17 запитывает первичный системный нагнетательный контур 16, заданный уровень давления которого поддерживается с помощью первичного насоса 6 и вторичного насоса 7. В показанном на фиг. 5 втором положении коммутации золотникового штока 11 радиально наружная поверхность 30 второго золотника 31 золотникового штока 11 еще прилегает к первому участку 27 направляющей поверхности 26. При этом радиально наружная поверхность 30 второго золотника 31 все еще перекрывает возможное соединение между первым клапанным карманом 14 и третьим клапанным карманом 25 через первичную распределительную кромку 36. Таким образом, первичный насос 6 по-прежнему подает свой первичный масляный поток только в первичный системный нагнетательный контур 16.
Вторичный системный нагнетательный клапан 37 является клапаном регулировки давления, который предназначен для того, чтобы устанавливать и ограничивать существующее внутри вторичного системного нагнетательного контура 18 давление. Вторичный системный нагнетательный клапан 37 имеет вторичный золотниковый шток 41, который в показанных на фиг. 2-5 эксплуатационных состояниях гидравлической системы 4 находятся в предварительно упруго смещеном за счет второй пружины 38 исходном положении, так как количество масла во вторичном системном нагнетательном контуре 18 еще не является достаточным для того, чтобы достигать предусмотренного низкого уровня давления. Для достижения лучшей обзорности некоторые ссылочные обозначения вторичного системного нагнетательного клапана 37 показаны только в его увеличенном изображении на фиг. 7.
В своем исходном положении согласно фиг. 2 золотник 42 вторичного золотникового штока 41 перекрывает возможное соединение между вторичным системным нагнетательным контуром 18 и трубопроводом 39, который ведет к стороне 40 всасывания насосов. Говоря в деталях, вторичный системный нагнетательный клапан 37 содержит тело 43 вторичного клапана, которое образует вторичную направляющую поверхность 44 для направления вторичного золотникового штока 41 в осевом направлении L вторичного системного нагнетательного клапана 37. Помимо этого, тело 43 вторичного клапана образует первый клапанный карман 45 и второй клапанный карман 46.
Первый клапанный карман 45 и второй клапанный карман 46 могут простираться в радиальном направлении г вторичного системного нагнетательного клапана 37 соответственно дальше наружу, чем вторичная направляющая поверхность 44 для вторичного золотникового штока 41. Вторичная направляющая поверхность 44 может иметь незначительно больший диаметр, чем вторичный золотниковый шток 41 со своими золотниками, так что вторичный золотниковый шток 41 может перемещаться возвратно-поступательно в пределах вторичной направляющей поверхности 44 в осевом направлении L вторичного системного нагнетательного клапана 41 по возможности без трения и износа. При этом участок 47 вторичной направляющей поверхности 44 простирается от первого клапанного кармана 45 вплоть до второго клапанного кармана 46.
В показанном на фиг. 2-5 исходном положении вторичного золотникового штока 41 золотник 42 вторичного золотникового штока 41 перекрывает возможное соединение между первым клапанным карманом 45 и вторым клапанным карманом 46 через распределительную кромку 48, которая образуется золотником 42. Напротив, в показанном на фиг. 6 положении открытия вторичного золотникового штока 41 (см. также увеличенное изображение на фиг. 7) золотник 42 вторичного золотникового штока 41 деблокирует соединение между первым клапанным карманом 45 и вторым клапанным карманом 46 через распределительную кромку 48.
С первой торцевой стороны 49 вторичного системного нагнетательного клапана 37 вторичный золотниковый шток 41 содержит чашевидный золотник 50. Пружина 38 создает упругую силу, которая действует на активную при гидравлическом воздействии круговую поверхность 51 чашевидного золотника 50. При этом упругая сила действует в осевом направлении L и ориентирована в направлении второй торцевой стороны 52 вторичного системного нагнетательного клапана 37. Первый вход 53 вторичного системного нагнетательного клапана 37 через второй дроссель 54 соединен с первичным системным нагнетательным контуром 16. Первый вход 53 впадает в третий клапанный карман 55, который образован телом 43 вторичного клапана. Третий клапанный карман 55 соединен с внутренним пространством 56 чашевидного золотника 50. Таким образом, масло из первичного системного нагнетательного контура 16 может попадать через второй дроссель 53, первый вход 53 и третий клапанный карман 55 во внутреннее пространство 56 чашевидного золотника 50. Это масло может наполнять третий клапанный карман 55 и внутреннее пространство 56 чашевидного золотника 50 и создавать гидравлическое давление внутри внутреннего пространства 56. Это гидравлическое давление может действовать, прежде всего, на внутреннюю, активную при гидравлическом воздействии круговую поверхность 51 чашевидного золотника 50. Соответствующая этому гидравлическому давлению предварительная сила управления действует в направлении образованной пружиной 38 упругой силы и за счет этого усиливает ее.
Второй вход 57 вторичного системного нагнетательного клапана 37 соединен с одной стороны с вторичным системным нагнетательным контуром 18. С другой стороны второй вход 57 соединен с первым клапанным карманом 45. Третий вход 58 вторичного системного нагнетательного клапана 37 соединен с одной стороны через третий дроссель 59 с вторичным системным нагнетательным контуром 18. С другой стороны третий вход 58 соединен с четвертым клапанным карманом 60.
Вторичный золотниковый шток 41 образует в области второй торцевой стороны 52 вторичного системного нагнетательного клапана 37 активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 61. Масло из вторичного системного нагнетательного контура 18 через третий дроссель 59 и третий вход 58 может попадать в четвертый клапанный карман 60. Это масло может наполнять четвертый клапанный карман 60 и создавать давление внутри четвертого клапанного кармана 60. Это давление может действовать на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 61 вторичного золотникового штока 41, за счет чего вызывается сила перемещения, которая действует в обратном направлении относительно складывающейся из упругой силы пружины 38 и вторичной предварительной силы управления силы, которая вызывается за счет задросселированного давления первичного системного нагнетательного контура 16.
В показанных на фиг. 2-5 эксплуатационных состояниях гидравлической системы 4 имеет место равновесие сил между упругой силой пружины 38 и вторичной предварительной силой управления, с одной стороны, а также силой перемещения, которая вызывается давлением масла внутри четвертого клапанного кармана 60, с другой стороны. Это равновесие сил существует до тех пор, пока упругая сила пружины 38 и предварительная сила управления больше, чем сила перемещения. Это имеет место до тех пор, пока давление внутри вторичного системного нагнетательного контура 18 не достигнет своего заданного уровня давления (который задается упругой силой и предварительной силой управления).
Выход 62 вторичного системного нагнетательного клапана 37 соединен с одной стороны со вторым клапанным карманом 46. С другой стороны выход 62 соединен с трубопроводом 39, который ведет к стороне 40 всасывания насосов, то есть трубопровод 39 ведет к входу 59 насосной системы 5. Через этот вход 59 как к первичному насосу 6, так и к вторичному насосу 7 может дополнительно подводиться масло. В показанных на фиг. 2-5 эксплуатационных состояниях гидравлической системы 4 вторичный золотниковый шток 41 вторичного системного нагнетательного клапана 37 находится в исходном положении. В исходном положении золотник 42 вторичного золотникового штока 41 перекрывает возможное соединение между первым клапанным карманом 45 и вторым клапанным карманом 46 через распределительную кромку 48. Таким образом, соединение между вторым входом 57 и выходом 62 тоже отсутствует. Следовательно, масло не может через второй вход 57, первый клапанный карман 45, второй клапанный карман 46 и выход 62 течь из вторичного системного нагнетательного контура 18 в трубопровод 39 и подаваться на вход 59 насосной системы 5.
Исходя из эксплуатационного состояния гидравлической системы 4 согласно фиг. 5, скорость вращения в насосной системе 5 повышается далее, пока объем подачи или же первичный масляный поток первичного насоса 6 не будет достаточен для того, чтобы первичный насос 6 мог в одиночку насыщать первичный системный нагнетательный контур 16, то есть мог в одиночку поддерживать заданный уровень давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16 (первичное состояние насыщения). Если это первичное состояние насыщения достигнуто, то для того, чтобы насыщать первичный системный нагнетательный контур 16, объем подачи или же вторичный масляный поток вторичного насоса 7 больше не требуется. В первичном состоянии насыщения золотниковый шток 11 за счет силы перемещения перемещается в направлении первой торцевой стороны S1 первичного системного нагнетательного клапана 9 до тех пор, пока золотниковый шток 11 не будет находиться в третьем положении коммутации согласно фиг. 6.
В показанном на фиг. 6 четвертом эксплуатационном состоянии гидравлической системы 4 скорости вращения в первичном насосе 6 и во вторичном насосе 7 были повышены далее (по сравнению с эксплуатационным состоянием гидравлической системы 4 согласно фиг. 5). Вследствие этого объем подачи первичного насоса 6 и вторичного насоса 7 возрос. Точно так же возросли имеющееся внутри первичного системного нагнетательного контура 16 давление и сила перемещения, которая действует на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 33 золотникового штока 11 первичного системного нагнетательного клапана 9. Таким образом, золотниковый шток 11 передвинулся далее в направлении первой торцевой стороны S1 первичного системного нагнетательного клапана 9. За счет этого расширилось соединение между вторым клапанным карманом 17 и третьим клапанным карманом 25 через вторичную распределительную кромку 35.
В показанном на фиг. 6 третьем положении коммутации золотникового штока 11 радиально наружная поверхность 30 золотника 31 больше не прилегает к первому участку 27 направляющей поверхности. Таким образом, золотник 31 деблокирует соединение между первым клапанным карманом 14 и третьим клапанным карманом 25 через первичную распределительную кромку 36 (регулировка на первичной распределительной кромке 36). Как только золотниковый шток 11 будет находиться в третьем положении коммутации, первичный системный нагнетательный клапан 9 будет выполнять регулировку через первичную распределительную кромку 36 и больше не через вторичную распределительную кромку 35. Соединение между вторым клапанным карманом 17 и третьим клапанным карманом 25 через вторичную распределительную кромку 35 все еще имеется, так что теперь избыточный объем подачи или же первичный масляный поток первичного насоса 6 и объем подачи или же вторичный масляный поток вторичного насоса 7 соединяются в третьем клапанном кармане 25 и направляются во вторичный системный нагнетательный контур 18 для повышения давления в нем.
Другими словами, избыточная часть образованного первичным насосом 6 первичного масляного потока, которая не требуется для поддержания заданного уровня давления внутри первичного системного нагнетательного контура 16, теперь может направляться через первый клапанный карман 14, третий клапанный карман 25 и третий выход 65 первичного системного нагнетательного клапана 9 во вторичный системный нагнетательный контур 18.
Помимо этого, в третьем положении коммутации золотникового штока 11 сначала падает давление в поданном вторичным насосом 7 вторичном масляном потоке, так как поперечное сечение на вторичной распределительной кромке 35 увеличивается. За счет падения давления во втором запорном клапане 19 возникает неравновесие сил. Со стороны первичного системного нагнетательного контура 16 имеется заданный уровень давления первичного системного нагнетательного контура 16. Вследствие описанного выше падения давления давление со стороны первичного системного нагнетательного клапана 9 ниже. За счет этого второй запорный клапан 19 закрывается. Таким образом, первичный системный нагнетательный контур 16 и вторичный системный нагнетательный контур 18 отделены друг от друга. Теперь вторичный насос 7 подает масло только еще во вторичный системный нагнетательный контур 18. Давление во вторичном насосе 7 снижается только после того, как произошло описанное выше падение давления.
В показанном на фиг. 6 четвертом эксплуатационном состоянии гидравлической системы 4 скорости вращения в первичном насосе 6 и вторичном насосе 7 повышаются далее (по сравнению с эксплуатационным состоянием гидравлической системы 4 согласно фиг. 5). Вследствие этого объемы подачи первичного насоса 6 и вторичного насоса 7 возрастают. Точно так же возрастают имеющееся внутри вторичного системного нагнетательного контура 18 давление и сила перемещения, которая действует на активную при гидравлическом воздействии торцевую поверхность 61 вторичного золотникового штока 41 вторичного системного нагнетательного клапана 37.
Это продолжается до тех пор, пока вторичный системный нагнетательный контур 18 не будет насыщен, то есть пока внутри вторичного системного нагнетательного контура 16 не будет достигнут заданный уровень давления (вторичное состояние насыщения). После достижения вторичного состояния насыщения вторичный золотниковый шток 41 за счет имеющегося теперь неравновесия сил перемещается в направлении первой торцевой стороны 49 вторичного системного нагнетательного клапана 9, пока вторичный золотниковый шток 41 не будет находиться в показанном на фиг. 6 и 7 положении открытия, в котором соединение между первым клапанным карманом 45 и вторым клапанным карманом 46 через распределительную кромку 48 деблокируется. Вторичный системный нагнетательный клапан 37 переходит в состояние регулирования. Теперь избыточное количество масла (то есть количество масла, которое не требуется для насыщения вторичного системного нагнетательного контура 18) может выводиться из вторичного системного нагнетательного контура 18 через второй вход 57, первый клапанный карман 45, второй клапанный карман 46 и выход 62 вторичного системного нагнетательного клапана 37 в трубопровод 39 и оттуда подаваться на сторону 40 всасывания насосов.
На фиг. 8 показана альтернативная конструктивная форма первичного системного нагнетательного клапана 9 для гидравлической системы согласно фиг. 2. В этом первичном системном нагнетательном клапане 9 обратная связь по давлению реализована через внутреннюю возвратную поверхность 66, за счет чего первичный системный нагнетательный клапан 9 согласно фиг. 8 может выполняться укороченным по сравнению с первичным системным нагнетательным клапаном 9 согласно фиг. 2. В примере осуществления согласно фиг. 2 и в примере осуществления согласно фиг. 8 золотниковый шток 11 содержит третий золотник 67, который расположен на расстоянии от второго золотника 31 дальше в направлении второй торцевой стороны S2 первичного системного нагнетательного клапана 9. Диаметр третьего золотника 67 в примере осуществления согласно фиг. 8 меньше, чем диаметр второго золотника 31.
Третий золотник 67 согласно фиг. 8 может перемещаться возвратно-поступательно в осевом направлении L первичного системного нагнетательного клапана 9 на подогнанном к уменьшенному диаметру третьего золотника 67 третьем участке 68 направляющей поверхности 26. Третий золотник 67 имеет активную при гидравлическом воздействии поверхность 69 (в показанном примере осуществления - круговую поверхность), которая меньше, чем возвратная поверхность 66.
Созданный первичным насосом 6 первичный масляный поток может попадать через первый вход 8 в первый клапанный карман 14 первичного системного нагнетательного клапана 9. Первый клапанный карман 14 может наполняться первичным масляным потоком, и за счет первичного масляного потока внутри первого клапанного кармана 14 может создаваться давление. Это давление внутри первого клапанного кармана 14 является разным по величине в зависимости от того, в каком из описанных выше во взаимосвязи с фигурами 2-6 эксплуатационных состояний находится гидравлическая система 4.
Давление внутри первого клапанного кармана 14 действует как на активную при гидравлическом воздействии поверхность 69 третьего золотника 67, так и на возвратную поверхность 66 второго золотника 31. Так как активная при гидравлическом воздействии поверхность 69 третьего золотника 67 меньше, чем возвратная поверхность 66 второго золотника 31, давление внутри первого клапанного кармана 14 вызывает силу перемещения, которая противодействует описанным выше упругой силе пружины и предварительной силе управления. Конструктивная форма согласно фиг. 8 создает условия для того, чтобы можно было экономить на содержащемся в примере осуществления согласно фиг. 2 шестом клапанном кармане 70.
Перечень ссылочных обозначений
Fi - масляный фильтр
L - осевое направление первичного системного нагнетательного клапана
r - радиальное направление первичного системного нагнетательного клапана
S1 - первая торцевая сторона первичного системного нагнетательного клапана
S2 - вторая торцевая сторона первичного системного нагнетательного клапана
1 - безрельсовое транспортное средство с двигателем
2 - двигатель внутреннего сгорания
3 - автоматическая коробка передач
4 - гидравлическая система
5 - насосная система
6 - первичный насос
7 - вторичный насос
8 - первый вход системного нагнетательного клапана
9 - первичный системный нагнетательный клапан
10 - второй вход системного нагнетательного клапана
11 - золотниковый шток системного нагнетательного клапана
12 - пружина
13 - масляный поддон
14 - первый клапанный карман системного нагнетательного клапана
15 - первый запорный клапан
16 - первичный системный нагнетательный контур
17 - второй клапанный карман системного нагнетательного клапана
18 - вторичный системный нагнетательный контур
19 - второй запорный клапан
20 - регулятор давления в системе
21 - активная при гидравлическом воздействии внутренняя круговая поверхность чашевидного золотника
22 - чашевидный золотник первичного системного нагнетательного клапана
23 - устанавливаемый с возможностью варьирования электрический клапан регулировки давления
24 - магнитная катушка
25 - третий клапанный карман системного нагнетательного клапана
26 - внутренняя направляющая поверхность для золотникового штока
27 - первый участок направляющей поверхности
28 - второй участок направляющей поверхности
29 - радиально наружная поверхность чашевидного золотника
30 - радиально наружная поверхность второго золотника
31 - второй золотник первичного системного нагнетательного клапана
32 - четвертый клапанный карман системного нагнетательного клапана
33 - активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность золотникового штока
34 - первый дроссель
35 - вторичная распределительная кромка
36 - первичная распределительная кромка
37 - вторичный системный нагнетательный клапан
38 - вторая пружина
39 - трубопровод
40 - сторона всасывания насосов
41 - вторичный золотниковый шток
42 - вторичный золотник
43 - тело вторичного клапана
44 - вторичная направляющая поверхность для вторичного золотникового штока
45 - первый клапанный карман
46 - второй клапанный карман
47 - участок вторичной направляющей поверхности
48 - распределительная кромка тела вторичного клапана
49 - первая торцевая сторона вторичного системного нагнетательного клапана
50 - чашевидный золотник вторичного системного нагнетательного клапана
51 - активная при гидравлическом воздействии внутренняя круговая поверхность чашевидного золотника
52 - вторая торцевая сторона вторичного системного нагнетательного клапана
53 - первый вход вторичного системного нагнетательного клапана
54 - второй дроссель
55 - третий клапанный карман
56 - внутреннее пространство чашевидного золотника
57 - второй вход вторичного системного нагнетательного клапана
58 - третий вход вторичного системного нагнетательного клапана
59 - третий дроссель
60 - четвертый клапанный карман
61 - активная при гидравлическом воздействии торцевая поверхность вторичного золотникового штока
62 - выход вторичного системного нагнетательного клапана
63 - вход насосной системы
64 - третий вход первичного системного нагнетательного клапана
65 - третий выход первичного системного нагнетательного клапана
66 - круговая поверхность второго золотника первичного системного нагнетательного клапана
67 - третий золотник
68 - третий участок направляющей поверхности первичного системного нагнетательного клапана
69 - активная при гидравлическом воздействии поверхность третьего золотника
70 - шестой клапанный карман первичного системного нагнетательного клапана
71 - корпус клапана
72 - первый выход первичного системного нагнетательного клапана
73 - второй выход первичного системного нагнетательного клапана
74 - четвертый вход первичного системного нагнетательного клапана
75 - пятый клапанный карман первичного системного нагнетательного клапана
76 - внутреннее пространство чашевидного золотника первичного системного нагнетательного клапана
1. Системный нагнетательный клапан (9) для гидравлической системы (4) коробки (3) передач безрельсового транспортного средства с двигателем, причем системный нагнетательный клапан (9) содержит:
- корпус (71) клапана,
- золотниковый шток (11),
- первый вход (8),
- второй вход (10),
- первый выход (72),
- второй выход (73),
- третий выход (65),
причем
- первичный насос (6) гидравлической системы (4) выполнен с возможностью соединения с первым входом (8),
- вторичный насос (7) гидравлической системы (4) выполнен с возможностью соединения со вторым входом (10),
- первичный системный нагнетательный контур (16) гидравлической системы (4) выполнен с возможностью соединения с первым выходом (72) и вторым выходом (73), и
- вторичный системный нагнетательный контур (18) гидравлической системы (4) выполнен с возможностью соединения с третьим выходом (65),
причем системный нагнетательный клапан (9) предназначен для перемещения золотникового штока (11) в пределах корпуса (71) клапана в первое положение коммутации, во второе положение коммутации, и в третье положение коммутации,
причем в первом положении коммутации третий выход (65) не соединен ни с первым входом (8), ни со вторым входом (10),
причем во втором положении коммутации второй вход (10) соединен с третьим выходом (65), и
причем в третьем положении коммутации третий выход (65) соединен как с первым входом (8), так и со вторым входом (10).
2. Системный нагнетательный клапан (9) по п. 1, причем в первом положении коммутации золотниковый шток (11) предварительно упруго смещен посредством возвратного элемента (12).
3. Системный нагнетательный клапан (9) по п. 1 или 2, причем системный нагнетательный клапан (9) предназначен для нагрузки торцевой поверхности (33) золотникового штока (11) гидравлическим давлением, так что золотниковый шток (11) перемещается во второе положение коммутации или в третье положение коммутации.
4. Системный нагнетательный клапан (9) по одному из предшествующих пунктов, причем системный нагнетательный клапан (9) предназначен для нагрузки внутренней возвратной поверхности (66) золотника (31) золотникового штока (11) гидравлическим давлением, так что золотниковый шток (11) перемещается во второе положение коммутации или в третье положение коммутации.
5. Системный нагнетательный клапан (9) по одному из предшествующих пунктов, причем системный нагнетательный клапан (9) посредством нагрузки золотникового штока (11) гидравлическим давлением предназначен для того, чтобы, как только гидравлическое давление превысит первое граничное значение, перемещать золотниковый шток (11) в пределах корпуса (71) клапана из первого положения коммутации во второе положение коммутации.
6. Системный нагнетательный клапан (9) по п. 5, причем системный нагнетательный клапан (9) посредством нагрузки золотникового штока (11) гидравлическим давлением предназначен для того, чтобы, как только гидравлическое давление превысит второе граничное значение, причем второе граничное значение выше, чем первое граничное значение, перемещать золотниковый шток (11) в пределах корпуса (71) клапана из второго положения коммутации в третье положение коммутации.
7. Системный нагнетательный клапан (9) по одному из предшествующих пунктов, причем системный нагнетательный клапан (9), помимо этого, содержит:
- первый клапанный карман (14), который соединен с первым входом (8) и с первым выходом (72),
- второй клапанный карман (17), который соединен со вторым входом (10) и со вторым выходом (73),
- третий клапанный карман (25), который соединен с третьим выходом (65),
причем золотниковый шток (11)
- в первом положении коммутации отделяет первый клапанный карман (14) и второй клапанный карман (17) от третьего клапанного кармана (25),
- во втором положении коммутации деблокирует соединение второго клапанного кармана (17) с третьим клапанным карманом (25), и
- в третьем положении коммутации деблокирует соединение между первым клапанным карманом (14) и третьим клапанным карманом (25), а также соединение между вторым клапанным карманом (17) и третьим клапанным карманом (25).
8. Системный нагнетательный клапан (9) по п. 7, причем первый золотниковый шток содержит:
- золотник (31) с первичной распределительной кромкой (36),
- другой золотник (22) со вторичной распределительной кромкой (35),
причем золотниковый шток (11) предназначен для того, чтобы
- деблокировать соединение между вторым клапанным карманом (17) и третьим клапанным карманом (25) через вторичную распределительную кромку (35), и
- деблокировать соединение между первым клапанным карманом (14) и третьим клапанным карманом (25) через первичную распределительную кромку (36).
9. Гидравлическая система (4) для коробки (3) передач безрельсового транспортного средства с двигателем, прежде всего для автоматической коробки (3) передач, причем гидравлическая система (4) содержит:
- первичный насос (6),
- вторичный насос (7),
- первичный системный нагнетательный контур (16),
- вторичный системный нагнетательный контур (18), и
- первичный системный нагнетательный клапан (9) по одному из предшествующих пунктов,
причем
- первичный насос (6) соединен с первым входом (8) первичного системного нагнетательного клапана (9),
- вторичный насос (7) соединен со вторым входом (10) первичного системного нагнетательного клапана (9),
- первичный системный нагнетательный контур (16) соединен с первым выходом (72) и со вторым выходом (73) первичного системного нагнетательного клапана (9), и
- вторичный системный нагнетательный контур (18) соединен с третьим выходом (65) первичного системного нагнетательного клапана (9).
10. Гидравлическая система (4) по п. 9, причем гидравлическая система (4), помимо этого, содержит регулятор (20) давления в системе, который предназначен для выдачи предварительного давления управления, которое может подаваться в первичный системный нагнетательный клапан (9), так что усиливается сила предварительного упругого смещения возвратного элемента (12).
11. Гидравлическая система (4) по п. 9 или 10, причем гидравлическая система (4), помимо этого, содержит другой системный нагнетательный клапан (37), причем другой системный нагнетательный клапан (37) предназначен для задания и установки системного давления внутри вторичного системного нагнетательного контура (18), а также при превышении заданного системного давления соединения вторичного системного нагнетательного контура (18) со стороной (40) всасывания первичного насоса (6) и вторичного насоса (7).
12. Коробка (3) передач безрельсового транспортного средства с двигателем, прежде всего автоматическая коробка (3) передач безрельсового транспортного средства с двигателем, содержащая гидравлическую систему (4) по одному из пп. 9-11.
13. Безрельсовое транспортное средство (1) с двигателем, содержащее автоматическую коробку (3) передач безрельсового транспортного средства с двигателем по п. 12.
