CN100412415C - 自动变速器的热交换器结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种稳定油的温度的自动变速器的热交换器结构。自动变速器的热交换器结构(1)包括自动变速器(10)，设置在上游侧的第一热交换器(40)和设置在下游侧的第二热交换器(50)，每个热交换器都能够冷却从自动变速器(10)排出的油，以及能够将由第一和第二热交换器(40，50)中的至少一个进行热交换的油供给自动变速器(10)的温控阀(30)。当油的温度较低时，温控阀(30)将通过该第一热交换器(40)的油供给该自动变速器(10)，并切断从该第二热交换器(50)向自动变速器(10)的油的流动。当油的温度较高时，温控阀(30)将通过第一和第二热交换器(40，50)的油供给自动变速器(10)。

Description

自动变速器的热交换器结构

本非临时申请是基于2004年8月30日向日本特许厅提交的日本专利申请No.2004-250594，该申请的全部内容结合在此作为参考。

技术领域

本发明涉及一种自动变速器的热交换器结构，更具体地涉及一种能够稳定油的温度的自动变速器的热交换器结构。

背景技术

例如，日本特开平No.11-264318(专利文献1)中公开了一种自动变速器的常规热交换器结构。

专利文献1公开了一种包括两个热交换器的结构，其中根据油的温度切换油的热交换路径。

在常规技术中，开闭阀(温控阀)的切换被由第一热交换器进行热交换的油的温度控制。但是，实际流入变速器的油可能由第二热交换器进行热交换。因此，不能根据流入变速器的油的温度控制阀的切换。

上述常规热交换器结构存在的问题是，不容易稳定油的温度。

发明内容

本发明是为解决上述问题而提出的。本发明的一个目标是提供一种可稳定油的温度的自动变速器的热交换器结构。

根据本发明的一个方面的自动变速器的热交换器结构包括自动变速器，设置在上游侧的第一热交换器和设置在下游侧的第二热交换器，每个热交换器都能够对从该自动变速器排出的油进行热交换，以及能够将由该第一和第二热交换器中的至少一个进行热交换的油供给该自动变速器的温控阀。所述温控阀具有第一温控阀输入端口和第二温控阀输入端口，所述第一温控阀输入端口接纳来自所述第一热交换器的油，所述第二温控阀输入端口接纳来自所述第二热交换器的油。当油的温度小于等于一预定值时，该温控阀将通过第一热交换器的油供给自动变速器，并切断从第二热交换器向自动变速器的油的流动。当油的温度超过该预定值时，该温控阀将通过第一和第二热交换器的油供给自动变速器。

在如此构造的自动变速器的热交换器结构中，当油的温度小于等于该预定值时，该温控阀将通过第一热交换器的油供给自动变速器，并切断从第二热交换器向自动变速器的油的流动。这样，因为在低温停止第二热交换器的操作，所以可防止油进行散热，从而油的温度可被迅速升高。另外，当油的温度超过该预定值时，该温控阀将通过第一和第二热交换器的油供给自动变速器。因此，油可被第一和第二热交换器充分冷却，从而可防止油变成高温。结果，可稳定油的温度。

优选地，当油的温度小于等于该预定值时，温控阀切断从第二热交换器向温控阀的油的流动，并且当油的温度超过该预定值时，切断从第一热交换器向温控阀的油的流动。

根据本发明的另一方面的自动变速器的热交换器结构包括自动变速器，设置在上游侧的第一热交换器和设置在下游侧的第二热交换器，每个热交换器都能够对从该自动变速器排出的油进行热交换，以及能够将由该第一和第二热交换器中的至少一个进行热交换的油供给该自动变速器的温控阀，其中，从该温控阀排出的油在不用热交换器冷却的情况下供给该自动变速器。

在如此构造的自动变速器的热交换器结构中，因为从该温控阀排出的油在不用热交换器冷却的情况下供给该自动变速器，所以该温控阀设置在该自动变速器的进口侧，并且用该温控阀控制油的温度。即，通过用温控阀控制在自动变速器的进口处的油的温度，可适当地选择第一和第二热交换器以保持油的温度恒定。结果，与设置温控阀以控制出口处的油的温度相比，油的温度的下冲(undershoot)或过冲(overshoot)变得较小，从而可避免响应延时。结果，可提供一种具有稳定的油温度的自动变速器的热交换器结构。

根据本发明，可提供一种具有稳定的油温度的自动变速器的热交换器结构。

从下面结合附图对本发明的详细说明中，可更清楚地了解本发明的上述以及其它目标、特征、方面和优点。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的自动变速器的热交换器结构的框图。

图2是图1中所示的温控阀的详细横截面视图。

图3是从图2中的箭头III指示的方向看到的温控阀的正视图。

图4是处于高温的自动变速器的热交换器结构的框图。

图5是图4中所示的温控阀的详细横截面视图。

图6是从图5中的箭头VI指示的方向看到的温控阀的正视图。

图7是根据本发明的第二实施例的自动变速器的热交换器结构的框图。

图8是根据本发明的第三实施例的自动变速器的热交换器结构的框图。

具体实施方式

下面将参照附图说明本发明的实施例。在下面的实施例中，相同或对应的部分由相同的参考标号指示，并且不再重复对该部分的说明。

(第一实施例)

参照图1，根据本发明的第一实施例的自动变速器的热交换器结构1包括用于产生动力的发动机20，以及能够接收来自发动机20的动力并转换该动力的转数和转矩的自动变速器10。发动机20是动力源，其可以是汽油发动机或柴油发动机。另外，发动机20不仅可由内燃机形成，而且可由外燃机形成。发动机20还可由电动机/发电机形成。

自动变速箱10转换从发动机20输出的旋转力。自动变速器10可采用使用转矩变换器和行星齿轮的结构。自动变速器10并不局限于此，而且还可采用无级变速的变速器。自动变速器10还可由具有多个常啮合齿轮或选择滑动齿轮的变速器形成，这些齿轮的啮合自动地改变。

自动变速器10具有用于润滑内部结构并传送动力的油。

温控阀30安装在自动变速器10上。更具体地，作为体部的温控阀壳体31安装在自动变速器10外部，并且温控阀30装入温控阀壳体31内。温控阀30的作用是切换油路。

第一热交换器40安装在温控阀壳体31上。第一热交换器40使通过加热器(发热器)芯部90的冷却水和自动变速器10的油(用于自动变速器的流体)之间进行热交换。加热器芯部90通过冷却水通路167连接到第一热交换器40上，并且冷却水经由加热器芯部90将热量传递给第一热交换器40。

来自发动机20的热量经过冷却水通路166供给到加热器芯部90。加热器芯部90设置在汽车内部，并将来自发动机20的热量传送到汽车内部。这样，可加热汽车内部。加热器芯部90可在用于与自动变速器10的油进行热交换的冷却水通路165上形成。加热器芯部90可以不设置在用于与自动变速器10的油进行热交换的冷却水通路上，并且冷却水通路166和167可直接互相连接在一起。水泵60安装在发动机20上。水泵60是用于向发动机20内提供冷却水的泵，并且设置在冷却水的入口。恒温器70和散热器80连接到水泵60的上游侧。恒温器70根据冷却发动机20的冷却水(长效冷却剂)的温度调节散热器80的散热量。更具体地，当发动机20的温度低时，恒温器70减小通过散热器80的水的流量。这样，减小散热器80的散热量，从而升高发动机20的温度。相反，当发动机20的温度变高时，恒温器70增加通过散热器80的冷却水的流量。这样，可通过散热器80散发在发动机20中产生的大量热，从而降低发动机20的温度。发动机20、散热器80、恒温器70、水泵60和第一热交换器40通过冷却水通路161、162、163、164和165相互连接。

冷却水的全部流动如下。从水泵60引入到发动机20的下部内的冷却水从发动机20的头部排出并分成两个路径。在一个路径中，冷却水通过冷却水通路161并流入散热器80。流入散热器80中的冷却水然后从散热器80穿过冷却水通路163、恒温器70、冷却水通路164，并返回水泵60。该冷却水的一部分流入从冷却水通路161分出的冷却水通路162，该通路162绕过散热器80并直接到达恒温器70。

从发动机20排出但没有流入冷却水通路161的冷却水经由冷却水通路166流入加热器芯部90。在加热器芯部90处热量散发到车辆内部，并且该冷却水进一步经由冷却水通路167流入第一热交换器40。由第一热交换器40在冷却水和油之间进行热交换，然后冷却水流经冷却水通路165返回水泵60。

下面，将说明流过自动变速器10的油的路径。如图1中所示，流过自动变速器10的油沿箭头103指示的方向被排出。在此步骤中，油流过温控阀壳体31中的通路141并流入热交换器40。已经在第一热交换器40中与冷却水进行热交换的油在由箭头101指示的方向上流动。在此步骤中，油通过进口145和144。温控阀30接收来自第一热交换器40的油，并将该油返回自动变速器10。当温度低时，温控阀30不将油供给第二热交换器50。第二热交换器50和温控阀30通过油路151和152相互连接。

参照图2，温控阀30具有温控阀壳体31，设置在温控阀壳体31内以作为油路的内部空间32，用于密封内部空间32的盖33，其一部分与盖33接合的热电偶轴34，与热电偶轴34相接触的填料(packing)35，以及用于向上推动热电偶轴34的热电偶134。

热电偶134具有以下结构：其中圆筒36内封装蜡131，并且蜡131与填料135接触，该填料可在轴线方向上移动。蜡131(例如，石蜡)响应油11的温度而膨胀。这样，填料35的位置改变。因此，填料35相对于圆筒36滑动。

使用复位弹簧132将热电偶134相对于盖33定位。复位弹簧132接触作为输入端口的高温端口136。在图2所示的状态中，高温端口136阻塞来自输入端口142的油12的流动。作为输入端口阀的低温端口135设置在圆筒36的后侧的端部上。低温端口135可密封输入端口144。在图2所示的状态中，低温端口135没有密封输入端口144。因此，油11如箭头101所示从输入端口144引入，并从输出端口143排出。阀簧133设置在低温端口135和圆筒36之间。

热电偶134内封装蜡131，并且该热电偶的周向部分接触油11。当油11的温度变高时蜡131膨胀。

在高温时，蜡131膨胀，并且热电偶轴34从圆筒36突出。这样，可控制高温端口136和低温端口135中的每一个的阀行程的量以限制向各输出端口的流量。

作为第一输入端口阀并与热电偶134互锁的低温端口135在油的温度低时打开而在温度高时关闭。这样，可控制来自第一热交换器40的油的流量。

作为第二输入端口阀的高温端口136是流体的进口，其根据温度来控制油的流量。与热电偶134互锁的高温端口136在低温关闭而在高温打开，以控制通过第一热交换器40并从第二热交换器50排出的油12的流量。

输出端口143是油13的出口，油13的流量可根据温度控制。当油的温度低时，通过第一热交换器40的油11根据热电偶134的行程位置从输出端口143排出。当油为中间温度时，来自第一热交换器40的油11以及通过热交换器40并被第二热交换器50冷却的油12从输出端口143排出。当油的温度高时，通过热交换器40并被第二热交换器50冷却的油从输出端口143排出。

当油的温度高时，阀簧133向低温端口135施加一负载，以吸收由于低温端口135已关闭后的超行程而施加在热电偶134上的过载。

在低温时，复位弹簧132向高温端口136和热电偶134施加负载，以接纳热电偶轴34并关闭高温端口136。同时，与热电偶134互锁的低温端口135打开。

即，温控阀30是机械控制的温控阀，其利用固体和液体的膨胀来控制两个输入线路和一个输出线路的液体的流量。通过用带盖的阀对两个输入线路进行路径切换，可大大减小滑阀的问题，例如由于液压阀的偏心载荷或油中的杂质导致的有缺陷的阀滑动，以及从滑阀中的间隙的液流泄漏。

参照图3，温控阀30具有盖33。盖33为圆形，并且在其中心部设置有螺帽状区域。

参照图4，在高温时，如箭头104所示，温控阀30允许从第一热交换器40输出的油经由油路151流入第二热交换器50。在第二热交换器50中，油被外部空气冷却。如箭头105所示，被冷却的油经由油路152朝温控阀30流动。此后，被冷却的油经由温控阀30流入自动变速器10。

参照图5和6，当油11的温度变高时，热电偶134中的蜡131膨胀。这样，热电偶轴34从圆筒36突出。结果，热电偶134朝输入端口144移动，并且低温端口135封闭输入端口144。另外，高温端口136打开输入端口142。这样，油12沿箭头105所示的方向从输入端口142进入，而油13沿箭头102所示的方向从输出端口143排出。油被引入自动变速器10。应指出，当油为中间温度时，图2和5中所示的状态以小行程交替地重复，以稳定油13的温度。

温控阀壳体31设置在自动变速器10和第一热交换器40之间，并且这三个部件不用管道而连接。这三个部件之间优选地设置O形环或类似物，以防止油泄漏。温控阀壳体31与温控阀30一体地形成，并且形成油的三条输入端口线路和三条输出端口线路。

根据本发明的自动变速器的热交换器结构1包括自动变速器10，设置在上游侧的第一热交换器40和设置在下游侧的第二热交换器50，每个热交换器都能够对从自动变速器10排出的油进行冷却，以及能够将由该第一和第二热交换器40、50中的至少一个冷却的油供给该自动变速器10的温控阀30。当油的温度较低时，温控阀30将通过第一热交换器40的油11供给自动变速器10，并切断从第二热交换器50向自动变速器10的油12的流动。当油的温度较高时，温控阀30将通过第一和第二热交换器40、50的油12供给自动变速器10。

当油的温度较低时，温控阀30切断从第二热交换器50向温控阀30的油12的流动，并且当油的温度较高时，切断从第一热交换器40经由温控阀30朝自动变速器10的油的流动。

在没有用热交换器冷却的情况下将从温控阀30排出的油13供给自动变速器10。

如图1所示，当油的温度低时，温控阀30形成回路以使通过第一热交换器40的油返回自动变速器10。发动机的水的热量使自动变速器10的油的温度迅速升高到正常操作温度，从而在较短时间内达到用于开始控制例如锁定的油温。另外，因为油的温度升高，所以在低粘度范围内使用油的时间增加，从而燃料消耗量增加。此外，可以减小变速震动。

如图4所示，当油的温度高时，即在高的油温度下，温控阀30形成回路以使通过第一热交换器40的油流过第二热交换器50并返回自动变速器10。自动变速器10的油被第一和第二热交换器冷却到小于等于一上限温度。

在中间温度下，使温控阀30的在低油温度和在高油温度的操作以小行程交替地重复，以在自动变速器10的进口处保持恒定的温度，这样可实现稳定的变速性能。

在如此构造的自动变速器的热交换器结构中，通过将温控阀30设置在自动变速器的进口侧来稳定油的温度。即，由于将温控阀30设置在自动变速器的进口上，并将来自第一和第二热交换器40、50的混合温度设定为入口温度，所以与在出口进行温度控制的情况相比，油的温度的下冲或过冲变得较小。结果，可消除响应延时，从而可在短时间内达到目标温度。

此外，在燃料消耗量增加的同时可确保冷却能力。更具体地，通过快速升高油的温度而在短时间内达到用于开始控制例如锁定的油温。另外，由于油的温度升高，所以在低粘度范围内使用油的时间增加，从而燃料消耗量增加。

应指出，尽管在第一实施例所示的结构中，温控阀壳体31和第一热交换器40都直接设置在自动变速器10的体部上，但是温控阀壳体31和第一热交换器40可独立地设置并通过管道连接。

另外，由于在第一实施例的结构中，低温端口135和高温端口136与热电偶134互锁，所以可避免两个阀同时关闭的故障模式。

(第二实施例)

参照图7，根据本发明的第二实施例的自动变速器的热交换器结构与根据第一实施例的结构的不同之处在于，温控阀30和第一热交换器40独立于自动变速器10设置。即，温控阀30通过油路153连接到自动变速器10上，而第一热交换器40通过油路154连接到自动变速器10上。

如此构造的根据第二实施例的自动变速器的热交换器结构同样具有与根据第一实施例的热交换器结构相同的作用。

(第三实施例)

参照图8，根据本发明的第三实施例的自动变速器的热交换器结构与根据第一实施例的结构的不同之处在于，没有设置第一实施例中所示的加热器芯部90、水泵60、恒温器70和散热器80。第一和第二热交换器40、50都能够与外部空气进行热交换。应指出，可通过将水喷洒到第一和第二热交换器40、50上来冷却该热交换器40、50。

如此构造的根据第三实施例的自动变速器的热交换器结构同样具有与根据第一实施例的热交换器结构相同的作用。

上述本发明的实施例可具有多种变型。首先，本发明不仅可应用于其中自动变速器10垂直于车轴设置的所谓的纵置式汽车，而且还可应用于其中自动变速器平行于车轴设置的所谓的横置式汽车。

另外，第二热交换器50可设置在发动机舱内的任何部位。此外，第二热交换器50可设置成与散热器80相接触。第二热交换器50还可与散热器80成一体，以与散热器80的冷却水进行热交换。

尽管已详细说明和示出本发明，但是很明显应当理解，这仅作为说明和示例，而并不作为限制，本发明的精神和范围仅由所附的各项权利要求所限制。

本发明可应用于安装在汽车上的自动变速器领域。

Claims (2)

1. 一种自动变速器的热交换器结构，包括：

自动变速器(10)；

设置在上游侧的第一热交换器(40)和设置在下游侧的第二热交换器(50)，每个热交换器均能够对从所述自动变速器(10)排出的油进行热交换；以及

能够将由所述第一热交换器和所述第二热交换器中的至少一个进行热交换的油供给所述自动变速器的温控阀(30)，其中，

所述温控阀具有第一温控阀输入端口和第二温控阀输入端口，所述第一温控阀输入端口接纳来自所述第一热交换器的油，所述第二温控阀输入端口接纳来自所述第二热交换器的油，

当油的温度小于等于一预定值时，所述温控阀将通过所述第一热交换器的油供给所述自动变速器，并切断从所述第二热交换器向所述自动变速器的所述油的流动；以及

当油的温度超过该预定值时，所述温控阀将通过所述第一热交换器和所述第二热交换器的油供给所述自动变速器。

2. 根据权利要求1所述的自动变速器的热交换器结构，其特征在于，

当油的温度小于等于该预定值时，所述温控阀切断从所述第二热交换器向所述温控阀的油的流动，并且当油的温度超过该预定值时，切断从所述第一热交换器向所述温控阀的油的流动。

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