本发明涉及一种液力自动变速箱，特别涉及一种液力自动变速箱应急换挡系统。
背景技术：
目前市场上液力自动变速箱应用广泛，液力自动变速箱通过电液控制模式，换挡过程就是tcu（变速箱控制单元）通过控制变速箱内部液压控制模块的换挡电磁阀来完成的。当tcu故障或者因突发情况而断电时，变速箱将会出现脱挡、抛锚等故障、无法行驶。变速箱增加应急挡则会解决这问题。目前已知的应急挡机构结构复杂，占据的空间大，一些型号的变速箱内部空间较小，无法直接应用。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑且安全可靠的液力自动变速箱应急换挡系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种液力自动变速箱应急换挡系统，其创新点在于：所述应急换挡系统设置在自动换挡系统中，所述自动换挡系统包括多个由tcu变速箱控制单元通过液压控制模块与液压油路配合控制分离或结合的离合器，所述多个离合器中至少包括
一第一离合器，该第一离合器独立结合时自动变速箱输出转速为0；
一第二离合器，该第二离合器与第一离合器均结合配合控制汽车自动变速器获得倒挡动力输出；
一第三离合器，该第三离合器与第二离合器均结合配合控制汽车自动变速器获得前进挡动力输出；
所述应急换挡系统包括
一应急阀，该包括阀体以及内置于阀体中的阀芯，所述阀体具有一应急供油腔、一第三离合器中转腔、一第二离合器中转腔以及一第一离合器中转腔，所述阀芯由一摇臂滑块机构驱动实现应急供油腔同时与第一离合器中转腔、第二离合器中转腔连通，或应急供油腔只与第一离合器中转腔连通，或应急供油腔同时与第二离合器中转腔、第三离合器中转腔连通；所述第一离合器中转腔、第二离合器中转腔、第三离合器中转腔分别直接或间接与第一离合器、第二离合器、第三离合器的离合液压腔连通；
所述液压油路具有至少一在汽车启动且tcu变速箱控制单元不通电状态下仍持续提供油压的第一液压油路，该第一液压油路接入应急阀的应急供油腔；
所述第一液压油路依次通过应急供油腔、第一离合器中转腔与第一离合器的离合液压腔连通为第一离合器输出油压，所述第一液压油路依次通过应急供油腔、第二离合器中转腔与第二离合器的离合液压腔连通为第二离合器临时输出油压，所述第一液压油路依次通过应急供油腔、第三离合器中转腔与第三离合器的离合液压腔连通为第三离合器临时输出油压。
优选的，所述应急阀包括阀体、阀芯，
所述阀体具有一个沿轴向贯通的圆柱形内腔，在内腔的中部内壁上自左向右依次间隔开有第三离合器中转腔、第二离合器中转腔、应急供油腔、第一离合器中转腔，在阀体的外表面开有与第三离合器中转腔、第二离合器中转腔、应急供油腔、第一离合器中转腔对应的出油口；
所述阀芯为一刚好可嵌入阀体圆柱形内腔并可沿圆柱形内腔轴线方向滑动的柱体结构，
所述柱体结构至少具有一个液压换向段，该柱体结构的液压换向段为一外径小于圆柱形内腔直径的小直径圆柱体，在小直径圆柱体上具有一个刚好可与阀体圆柱形内腔配合实现密封的环形体；
所述柱体结构还具有一个操动定位段，具有沿自身轴线方向依次分布的第一环形定位槽、第二环形定位槽、第三环形定位槽；
所述阀体上开有一与阀芯操动定位段位置对应的螺钉孔，螺钉孔内自阀体内向外依次安装有钢球、弹簧与螺钉，所述钢球在螺钉与弹簧的作用下压向阀芯的操动定位段外表面；
所述阀芯可由摇臂滑块机构驱动在阀体内移动，并与阀体配合至以下三种状态：
（1）钢球嵌入阀芯的第一环形定位槽，阀芯的环形体位于第三离合器中转腔、第二离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第一离合器中转腔、第二离合器中转腔连通；
（2）钢球嵌入阀芯的第二环形定位槽，阀芯的环形体位于第二离合器中转腔、应急供油腔之间，应急供油腔只与第一离合器中转腔连通；
（3）钢球嵌入阀芯的第三环形定位槽，阀芯的环形体位于应急供油腔、第一离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第二离合器中转腔、第三离合器中转腔连通。
优选的，所述摇臂滑块机构
包括一壳体，该壳体中心内置有一可转动的手动换挡轴，所述手动换挡轴的第一端和第二端分别伸出壳体上、下端，在手动换挡轴的第一、二端上分别套装并通过键连接有应急内拉臂和应急外拉臂，
所述壳体的下端固定连接有一应急挡定位片，该应急挡定位片上具有应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔、应急r挡定位销孔，应急外拉臂上开有拉臂定位销孔，拉臂定位销孔内嵌有可插装伸入应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔或应急r挡定位销孔的应急挡定位销；
还包括一应急连杆，所述应急连杆的一端通过第一应急销轴与应急阀的阀芯端部铰接，应急连杆的另一端通过第二应急销轴与应急内拉臂的外端铰接。
优选的，所述应急换挡系统还包括第二梭阀，所述第二梭阀包括梭阀阀体，以及内置在梭阀阀体内的梭阀阀芯与弹簧复位组件，所述梭阀阀体侧面具有一个梭阀第一出油口、梭阀第二出油口，梭阀阀体端部一个梭阀进油口，所述梭阀阀芯在弹簧复位组件的作用下处于以下两种状态：
状态一：进油口无油压或油压小于弹簧复位组件的弹性形变力，梭阀阀芯位于第一位置，梭阀第一出油口、梭阀第二出油口之间相互导通，梭阀进油口与梭阀第一出油口、梭阀第二出油口均不导通；
状态二：梭阀进油口油压大于弹簧复位组件的弹性形变力，梭阀阀芯位于第二位置，梭阀进油口与梭阀第二出油口之间导通，梭阀第一出油口、梭阀第二出油口之间不导通；
所述梭阀进油口与第二离合器中转腔的出油口连通，第一出油口连接带液压控制模块的液压油路，第二出油口与第二离合器的第二离合器的离合液压腔连通。
本发明的优点在于：通过选择自动换挡系统中相应的离合器，并增设一摇臂滑块机构来控制应急阀，使得液压油路中的液压油在应急状态下进入离合器临时供油，实现应急换挡；应急阀与摇臂滑块机构的结构紧凑，满足变速箱内部空间限制的需要，且换挡方式平稳。
附图说明
图1为本发明液力自动变速箱应急换挡系统结构示意图。
图2为本发明应急阀结构示意图。
图3为本发明应急阀的阀芯主视图。
图4为本发明摇臂滑块机构结构示意图。
图5为本发明摇臂滑块机构剖视图。
图6为本发明实施例的7挡自动变速箱的应急换挡系统应急阀与梭阀剖视图。
具体实施方式
液力自动换挡系统包括多个由tcu变速箱控制单元通过液压控制模块与液压油路配合控制分离或结合的离合器，所述多个离合器中至少包括
一第一离合器，该第一离合器独立结合时自动变速箱输出转速为0；
一第二离合器，该第二离合器与第一离合器均结合配合控制汽车自动变速器获得倒挡动力输出；
一第三离合器，该第三离合器与第二离合器均结合配合控制汽车自动变速器获得前进挡动力输出。
需要说明的是，在本发明中，配合实现前进挡动力输出的第二离合器、第三离合器尽量是前进挡中的低速挡位，但并不局限于本领域常规说的1挡、2挡。
本发明的液力自动变速箱应急换挡系统设置在自动换挡系统中，除了需要使用到上述液力自动换挡系统中的第一、二、三离合器外，如图1所示，其还包括：应急阀1和摇臂滑块机构2，
应急阀1包括阀体11以及内置于阀体11中的阀芯12，该阀体11具有一应急供油腔g3、一第三离合器中转腔y1、一第二离合器中转腔y2以及一第一离合器中转腔y3，阀芯12由一摇臂滑块机构2驱动实现应急供油腔g3同时与第一离合器中转腔y3、第二离合器中转腔y2连通，或应急供油腔g3只与第一离合器中转腔y3连通，或应急供油腔g3同时与第二离合器中转腔y2、第三离合器中转腔y1连通；第一离合器中转腔y3、第二离合器中转腔y2、第三离合器中转腔y1分别直接或间接与第一离合器、第二离合器、第三离合器的离合液压腔连通。
需要注意的是：这里的第一离合器中转腔y3、第二离合器中转腔y2、第三离合器中转腔y1分别直接或间接与第一离合器、第二离合器、第三离合器的离合液压腔连通，通常需要在第一离合器、第二离合器、第三离合器的离合液压腔上额外增设分流油口，以不干涉原有液压油路的液压油路径。
液力自动换挡系统的液压油路具有至少一在汽车启动且tcu变速箱控制单元不通电状态下仍持续提供油压的第一液压油路a，该第一液压油路接入应急阀的应急供油腔g3；
第一液压油路依次通过应急供油腔g3、第一离合器中转腔y3与第一离合器的离合液压腔连通为第一离合器输出油压；
第一液压油路依次通过应急供油腔g3、第二离合器中转腔y2与第二离合器的离合液压腔连通为第二离合器临时输出油压；
第一液压油路依次通过应急供油腔g3、第三离合器中转腔y1与第三离合器的离合液压腔连通为第三离合器临时输出油压。
进而在tcu无法正常工作的情况下，能够通过摇臂滑块机构2控制：第一液压油路的液压油进入单独第一离合器，实现应急状态下的空挡操作模式，或控制第一液压油路的液压油同时进入第二离合器与第一离合器，使得第一、二离合器同时结合，进而获得应急状态下的倒挡动力输出模式，或控制第一液压油路的液压油同时进入第二离合器与第三离合器，使得第二、三离合器同时结合，进而获得应急状态下的前进挡动力输出模式。
作为本发明具体的实施方式，如图2、3所示，应急阀1包括阀体11、阀芯12，
阀体11具有一个沿轴向贯通的圆柱形内腔，在内腔的中部内壁上自左向右依次间隔开有第三离合器中转腔y1、第二离合器中转腔y2、应急供油腔g3、第一离合器中转腔y3，在阀体11的外表面开有与第三离合器中转腔y1、第二离合器中转腔y2、应急供油腔g3、第一离合器中转腔y3对应的出油口；
阀芯12为一刚好可嵌入阀体11圆柱形内腔并可沿圆柱形内腔轴线方向滑动的柱体结构，柱体结构至少具有一个液压换向段，该柱体结构的液压换向段为一外径小于圆柱形内腔直径的小直径圆柱体，在小直径圆柱体上具有一个刚好可与阀体11圆柱形内腔配合实现密封的环形体120。柱体结构还具有一个操动定位段，具有沿自身轴线方向依次分布的第一环形定位槽121、第二环形定位槽122、第三环形定位槽123（图中自右向左依次设置）。
阀体11上开有一与阀芯操动定位段位置对应的螺钉孔，螺钉孔内自阀体内向外依次安装有钢球111、弹簧112与螺钉113，钢球111在螺钉113与弹簧112的作用下压向阀芯12的操动定位段外表面；
阀芯12可由摇臂滑块机构驱动2在阀体内移动，并与阀体11配合至以下三种状态：
（1）钢球嵌入阀芯的第一环形定位槽，阀芯的环形体位于第三离合器中转腔、第二离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第一离合器中转腔、第二离合器中转腔连通；
（2）钢球嵌入阀芯的第二环形定位槽，阀芯的环形体位于第二离合器中转腔、应急供油腔之间，应急供油腔只与第一离合器中转腔连通；
（3）钢球嵌入阀芯的第三环形定位槽，阀芯的环形体位于应急供油腔、第一离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第二离合器中转腔、第三离合器中转腔连通。
作为本发明具体的实施方式，如图4、5所示，摇臂滑块机构2
包括一壳体21，该壳体21中心内置有一可转动的手动换挡轴22，手动换挡轴22的第一端和第二端分别伸出壳体21上、下端，在手动换挡轴22的第一、二端上分别套装并通过键23连接有应急内拉臂24和应急外拉臂25，
壳体21的下端固定连接有一应急挡定位片26，该应急挡定位片26上具有应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔、应急r挡定位销孔，应急外拉臂25上开有拉臂定位销孔，拉臂定位销孔内嵌有可插装伸入应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔或应急r挡定位销孔的应急挡定位销；
还包括一应急连杆27，应急连杆27的一端通过第一应急销轴28与应急阀1的阀芯12端部铰接，应急连杆27的另一端通过第二应急销轴29与应急内拉臂24的外端铰接。
工作原理：
应急状态下，拔下应急挡定位销，根据应急工况拨动应急外拉臂25，使得其上的应急挡定位销能够对准并嵌入应急挡定位片26上的应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔或应急r挡定位销孔；
应急外拉臂25带动手动换挡轴22及其上端的应急内拉臂24转动，经应急连杆27带动阀芯12在阀体11内沿轴向移动；
阀芯12在移动过程中，利用弹簧112将钢球111嵌入阀芯12的第一环形定位槽121、第二环形定位槽122或第三环形定位槽123，确保阀芯12在阀体11内的准确位置；
应急空挡模式：
推动应急外拉臂，应急挡定位销插入应急n挡定位销孔，钢球嵌入阀芯的第二环形定位槽，阀芯的环形体位于第二离合器中转腔、应急供油腔之间，应急供油腔只与第一离合器中转腔连通，第一液压油路依次通过应急供油腔g3、第一离合器中转腔y3与第一离合器的离合液压腔连通为第一离合器输出油压，单独结合第一离合器，实现应急状态下的空挡操作模式；
应急倒挡模式：
推动应急外拉臂，应急挡定位销插入应急r挡定位销孔，钢球嵌入阀芯的第一环形定位槽，阀芯的环形体位于第三离合器中转腔、第二离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第一离合器中转腔、第二离合器中转腔连通；第一液压油路依次通过应急供油腔g3、第一离合器中转腔y3与第一离合器的离合液压腔连通为第一离合器输出油压；并依次通过应急供油腔g3、第二离合器中转腔y2与第二离合器的离合液压腔连通为第二离合器临时输出油压；同时结合第一离合器与第二离合器，控制汽车自动变速器获得倒挡动力输出；
应急前进挡模式：
推动应急外拉臂，应急挡定位销插入应急d挡定位销孔，钢球嵌入阀芯的第三环形定位槽，阀芯的环形体位于应急供油腔、第一离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第二离合器中转腔、第三离合器中转腔连通；第一液压油路依次通过应急供油腔g3、第二离合器中转腔y2与第二离合器的离合液压腔连通为第二离合器临时输出油压；同时，依次通过应急供油腔g3、第三离合器中转腔y1与第三离合器的离合液压腔连通为第三离合器临时输出油压，进而同时结合第二、三离合器，控制汽车自动变速器获得前进挡动力输出。
实施例
本实施例中以某7挡液力自动变速箱为例，其具有6个离合器，用于解释说明应急换挡系统如何选择原有的自动变速箱换挡系统中的离合器。
具体挡位与离合器关系如下：
注：上表中c1、c2、c3、c4、c5、c6中的数字仅仅为本领域通用的离合器代号，r挡、n挡、1挡、2挡、3挡、4挡、5挡、6挡、7挡的字母及数字仅仅为本领域通用的挡位代号，均不作为附图中的标记符号。
该7挡液力自动变速箱在发动机启动且tcu不通电时，变速箱的c3离合器依然能够结合，变速箱内部无结合，形成不了传动比，输出转速为0，因此，选择c3离合器作为本发明的第一离合器。c3离合器对应的第一液压油路中的设置压力开关，监视着第一液压油路中的压力，ecu通过接受到的从压力开关传来的数据来判定c3离合器是否如预期的那样工作，以便确保应急换挡系统的关键组件能够正常的工作运行。
而c3离合器、c5离合器结合能够实现倒挡，因此选择c5离合器作为本发明中的第二离合器；
为简化应急阀结构，同时由于已经选择了c3离合器、c5离合器，因此考虑另一能够与c3离合器、c5离合器中一个结合形成前进挡的离合器，从上表可以看出，前进挡中，2挡、4挡、6挡、7挡均可，再从应急前进模式的动力考虑，选择c1离合器与c3离合器结合实现前进挡的2挡。
本实施例中，如图6所示，该7挡自动变速箱的应急换挡系统还包括第二梭阀3，第二梭阀3包括梭阀阀体31，以及内置在梭阀阀体31内的梭阀阀芯32与弹簧复位组件33，梭阀阀体31侧面具有一个梭阀第一出油口311、梭阀第二出油口312，梭阀阀体端部一个梭阀进油口313，梭阀阀芯32在弹簧复位组件33的作用下处于以下两种状态：
状态一：进油口无油压或油压小于弹簧复位组件的弹性形变力，梭阀阀芯位于第一位置，梭阀第一出油口、梭阀第二出油口之间相互导通，梭阀进油口与梭阀第一出油口、梭阀第二出油口均不导通；
状态二：梭阀进油口油压大于弹簧复位组件的弹性形变力，梭阀阀芯位于第二位置，梭阀进油口与梭阀第二出油口之间导通，梭阀第一出油口、梭阀第二出油口之间不导通；
梭阀进油口与第二离合器中转腔的出油口连通，第一出油口连接带液压控制模块的液压油路，第二出油口与第二离合器的第二离合器的离合液压腔连通。
利用该第二梭阀减少该变速箱中c5离合器额外分流油口的设计，以避免c5离合器附近空间限制的问题。
1.一种液力自动变速箱应急换挡系统，其特征在于：所述应急换挡系统设置在自动换挡系统中，所述自动换挡系统包括多个由tcu变速箱控制单元通过液压控制模块与液压油路配合控制分离或结合的离合器，所述多个离合器中至少包括
一第一离合器，该第一离合器独立结合时自动变速箱输出转速为0；
一第二离合器，该第二离合器与第一离合器均结合配合控制汽车自动变速器获得倒挡动力输出；
一第三离合器，该第三离合器与第二离合器均结合配合控制汽车自动变速器获得前进挡动力输出；
所述应急换挡系统包括
一应急阀，该包括阀体以及内置于阀体中的阀芯，所述阀体具有一应急供油腔、一第三离合器中转腔、一第二离合器中转腔以及一第一离合器中转腔，所述阀芯由一摇臂滑块机构驱动实现应急供油腔同时与第一离合器中转腔、第二离合器中转腔连通，或应急供油腔只与第一离合器中转腔连通，或应急供油腔同时与第二离合器中转腔、第三离合器中转腔连通；所述第一离合器中转腔、第二离合器中转腔、第三离合器中转腔分别直接或间接与第一离合器、第二离合器、第三离合器的离合液压腔连通；
所述液压油路具有至少一在汽车启动且tcu变速箱控制单元不通电状态下仍持续提供油压的第一液压油路，该第一液压油路接入应急阀的应急供油腔；
所述第一液压油路依次通过应急供油腔、第一离合器中转腔与第一离合器的离合液压腔连通为第一离合器输出油压，所述第一液压油路依次通过应急供油腔、第二离合器中转腔与第二离合器的离合液压腔连通为第二离合器临时输出油压，所述第一液压油路依次通过应急供油腔、第三离合器中转腔与第三离合器的离合液压腔连通为第三离合器临时输出油压。
2.根据权利要求1所述的液力自动变速箱应急换挡系统，其特征在于：所述应急阀包括阀体、阀芯，
所述阀体具有一个沿轴向贯通的圆柱形内腔，在内腔的中部内壁上自左向右依次间隔开有第三离合器中转腔、第二离合器中转腔、应急供油腔、第一离合器中转腔，在阀体的外表面开有与第三离合器中转腔、第二离合器中转腔、应急供油腔、第一离合器中转腔对应的出油口；
所述阀芯为一刚好可嵌入阀体圆柱形内腔并可沿圆柱形内腔轴线方向滑动的柱体结构，
所述柱体结构至少具有一个液压换向段，该柱体结构的液压换向段为一外径小于圆柱形内腔直径的小直径圆柱体，在小直径圆柱体上具有一个刚好可与阀体圆柱形内腔配合实现密封的环形体；
所述柱体结构还具有一个操动定位段，具有沿自身轴线方向依次分布的第一环形定位槽、第二环形定位槽、第三环形定位槽；
所述阀体上开有一与阀芯操动定位段位置对应的螺钉孔，螺钉孔内自阀体内向外依次安装有钢球、弹簧与螺钉，所述钢球在螺钉与弹簧的作用下压向阀芯的操动定位段外表面；
所述阀芯可由摇臂滑块机构驱动在阀体内移动，并与阀体配合至以下三种状态：
钢球嵌入阀芯的第一环形定位槽，阀芯的环形体位于第三离合器中转腔、第二离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第一离合器中转腔、第二离合器中转腔连通；
钢球嵌入阀芯的第二环形定位槽，阀芯的环形体位于第二离合器中转腔、应急供油腔之间，应急供油腔只与第一离合器中转腔连通；
钢球嵌入阀芯的第三环形定位槽，阀芯的环形体位于应急供油腔、第一离合器中转腔之间，应急供油腔同时与第二离合器中转腔、第三离合器中转腔连通。
3.根据权利要求1或2所述的液力自动变速箱应急换挡系统，其特征在于：所述摇臂滑块机构
包括一壳体，该壳体中心内置有一可转动的手动换挡轴，所述手动换挡轴的第一端和第二端分别伸出壳体上、下端，在手动换挡轴的第一、二端上分别套装并通过键连接有应急内拉臂和应急外拉臂，
所述壳体的下端固定连接有一应急挡定位片，该应急挡定位片上具有应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔、应急r挡定位销孔，应急外拉臂上开有拉臂定位销孔，拉臂定位销孔内嵌有可插装伸入应急d挡定位销孔、应急n挡定位销孔或应急r挡定位销孔的应急挡定位销；
还包括一应急连杆，所述应急连杆的一端通过第一应急销轴与应急阀的阀芯端部铰接，应急连杆的另一端通过第二应急销轴与应急内拉臂的外端铰接。
4.根据权利要求1所述的液力自动变速箱应急换挡系统，其特征在于：
所述应急换挡系统还包括第二梭阀，所述第二梭阀包括梭阀阀体，以及内置在梭阀阀体内的梭阀阀芯与弹簧复位组件，所述梭阀阀体侧面具有一个梭阀第一出油口、梭阀第二出油口，梭阀阀体端部一个梭阀进油口，所述梭阀阀芯在弹簧复位组件的作用下处于以下两种状态：
状态一：进油口无油压或油压小于弹簧复位组件的弹性形变力，梭阀阀芯位于第一位置，梭阀第一出油口、梭阀第二出油口之间相互导通，梭阀进油口与梭阀第一出油口、梭阀第二出油口均不导通；
状态二：梭阀进油口油压大于弹簧复位组件的弹性形变力，梭阀阀芯位于第二位置，梭阀进油口与梭阀第二出油口之间导通，梭阀第一出油口、梭阀第二出油口之间不导通；
所述梭阀进油口与第二离合器中转腔的出油口连通，第一出油口连接带液压控制模块的液压油路，第二出油口与第二离合器的第二离合器的离合液压腔连通。
技术总结