CN102216654B - 用于具有含水润滑油的变速器的通气装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于具有含水润滑油的变速器的通气装置，所述通气装置在所述变速器(1)上方布置，并且经由一管线(10)相连，并且所述通气装置包括压力平衡开口(13)，所述压力平衡开口引至环境，以便没有水蒸发到环境损失地运行。为此目的，所述装置包括至少一个形成为冷凝器的容器(17)，以便蒸发的水通过所述管线(10)，所述容器为此目的设有用于散热的器具(15)，冷凝物从所述容器(17)回引到所述变速器(1)内。在一个改型中，包含液体的两个容器被记载，它们经由U形导管彼此相互连通。

Description

用于具有含水润滑油的变速器的通气装置

技术领域

本发明涉及用于具有含水润滑油的变速器的通气装置，其中所述通气装置经由管线连接至变速器壳体，并且具有引至环境的压力平衡开口。

在油润滑变速器中设有通气开口，所述通气开口允许在变速器内的温度由于运行状况而升高或下降时压力与环境平衡，并且所述通气开口通常装备作为具有用于保持油雾并用于排除来自环境的污物的设施的装置。

背景技术

专利文献WO 2007/098523A1公开了一种含水润滑油，其除了高比例的水以外还包含降低冷凝点的添加剂例如乙二醇以及其它添加剂和/或悬浮物质。通过上述文献可以清楚其它细节以及利用这种润滑油所获得的优点。

专利文献DE 2220565公开了一种用于油润滑的减速变速器的循环冷却系统。风扇使得含有油蒸汽的空气从变速器内部经过换热器循环回到变速器内。冷凝的油被单独地返回。与环境没有压力平衡。

发明内容

水与润滑油相比具有非常低的蒸汽压力，从而水容易蒸发。这导致了这样的事实，即不仅变速器内的润滑油的量越来越少，其中这立刻导致变速器的毁坏，润滑油的成分也发生改变，这是因为水的比例越来越少。

因此，本发明的目的在于解决该不足并且抵消水向环境的损失。

根据本发明，该目的得以实现在于，通气装置包括至少一个形成为冷凝器的容器，蒸发的水经由管线通至所述容器，所述容器为此目的设有用于散热的器具，冷凝物从所述容器回至所述变速器。

在变速器由于运行状况而升温时，位于无润滑油空间内的空气膨胀并且蒸发增加，从而空气与水蒸汽的混合物经过所述管线流到蒸发装置内。在该蒸发装置内，水蒸汽冷凝并且允许空气跑到环境/外部环境中。因而，同时以压力平衡的方式出现空气和水蒸汽的分离以及水蒸汽的冷凝。

为了冷凝需要散热，其中散热以各种不同的方式来实现。散热通过以下措施来实现，即一组在至少一个容器内安装的并且合适的冷却剂流经的管(权利要求2)或者在容器外侧布置的冷却肋(权利要求3)，或者二者的组合。如果变速器是摩托车的一部分，则如果可以的话，冷却肋应该暴露于气流。这由于以下事实而是容易实现的，即装置并不必须在变速器本身上安装，而是通过管线与变速器相连。如果管线连续升高(权利要求4)并且管线的横截面的尺寸足够的话，则管线能够同时用作为用于冷凝水的返回管线。在这种情况中，在变速器与装置之间仅仅需要单一一个管。

然而，装置还可以布置在与变速器相同的高度处或布置在低于变速器的高度处。在这些情况中，管线至少在容器内向下引导并且端部位于冷凝物的液位下方(权利要求5)。在这种情况中，冷凝物能够在变速器内压降的情况中被抽回。

在本发明的另一有利改型中，装置包括两个容器，其中所述两个容器基本上在同一测地高度处布置并且包含液体，这两个容器的最深点经由U形导管彼此连通，管线通入到所述容器中的一个容器中，并且所述容器中的另一个容器在其顶部上具有压力平衡开口(权利要求6)。这两个容器以虹吸管的方式互连。在压力在变速器内改变时，液体在虹吸管内移动，这两个容器内的液体的液位彼此相互离开。水蒸汽在液体内冷凝，其中一部分在液位已经足够增加或者变速器内的压力已经下降时流回到变速器内。

在初始操作之前，虹吸管和两个容器充满大量的液体，所述液体的液位在该初始状况中达到管线的管口(权利要求7)。由此，更加均匀地将冷凝物返回到变速器内。

虹吸管和两个容器内的液体可以是水(权利要求8)、降低冷凝点的添加剂例如乙二醇(权利要求9)或者二者的组合。取决于状况和要求，所述容器内的一个容器或者另一个容器将是优选的。如果低于冷凝点的温度不再出现，则水是优选的，这是因为在该情况中，变速器内润滑液的成分仍未变化。此外，降低冷凝点的添加剂是更加有利的。

在本发明的其它实施例中，充有液体的空间包含高导热率的多孔材料(权利要求10)。这改进了传热与冷凝并且防止这两个容器内的液位波动。作为多孔材料，具体地，不锈钢丝证明是有价值的(权利要求11)。

附图说明

图1示出了根据本发明第一实施例的装置的示意图；

图2示出了根据本发明第二实施例的处于初始位置的装置的示意图；

图3与图2类似，示出了变速器升温时的情况；

图4与图2类似，示出了变速器降温时的情况；

图5示出了根据本发明第三实施例的装置的示意图。

具体实施方式

在图1中，变速器大体上以附图标记1表示，并且根据本发明的通气装置以附图标记11表示。作为简化的实例，变速器1在此包含具有齿轮5的驱动轴6以及具有齿轮7的驱动轴8。不再说明对于变速器常见的细节、例如轴和壳体隔板。实际上，变速器能够是任何变速器，例如换档变速器或摩托车的具有差速器的后桥变速器。

变速器的下侧部分包含具有液位4的润滑液2。齿轮7浸没到润滑液2中。变速器1的上侧区域具有开口9。此外，变速器1被封闭并因而与环境并不流体连通。润滑液包含大量的水并且在专利文献WO 2007/098523A1中详细说明。管线10自开口9一直向上引至根据本发明的通气装置11。在该情况中，通气装置11包括容器17，在所述容器17的内部中具有冷却盘管15。优选液态冷却剂流经所述冷却盘管。可选地或附加地，容器17能够设有冷却肋16。容器17在其最高点处具有开口13，所述开口作为传统的通气开口利用帽14保护免于灰尘的侵入。

针对图1的最简化的实施例，可以看出功能的基础。由于变速器1内的摩擦和加热而蒸发的水(以及如果可行的话润滑油内的其它液体)经由管线10上升到通气装置11内。在那里，水由于冷却而冷凝，并且冷凝物再次流回到变速器1内。因为通气装置11是单独的单元，所以通气装置也能够在离变速器一定距离处布置，例如通气装置在其暴露于气流的位置处设置。在该情况中，冷却肋是有用的；否则的话，冷凝热的消散主要通过冷却盘管15来实现。由于开口13，所以变速器内或容器17内的压力没有变化。

在图2的实施例中，通气装置由两个容器形成，即第一容器21和第二容器22，这两个容器基本上处于同一测地高度，因而并排布置。自变速器上升的管线10在特定高度(管口23)处通入到第一容器21中。在第二容器的最高点处，第二容器22具有与环境连通的传统的通气开口。这两个容器21、22的最下侧点25、26经由U形管27互连，从而它们形成液体连通的器皿。

U形管27和这两个容器21、22的最下侧部分充满液体，其与液位30、31相对应。相应地处于容器上侧的空间28、29包含空气和水蒸汽。在如图2所示的初始位置(在变速器的第一操作之前)，这两个液位30、31同样高。在此，液位30稍微低于管线10的管口23。液体是润滑液的成分之一或者是润滑油本身或者是它们成分的混合物。

除了填充液体以外，U形管27以及两个容器21、22的下侧区域还包含附加的填料32，其由多孔材料制成，其吸收并导热。虽然该填料32允许液体在这两个容器21、22之间流动，但是该填料减弱液体流动。填料32的主要功能是吸收和散热，见此后的功能描述。不锈钢丝棉已经证明特别适用于此目的，尤其是因为不锈钢丝棉的良好导热率。U形管27能够附加地设有冷却肋33。

为了说明功能，首先将说明从图2的初始状态转移至图3的状态。在运行期间，变速器加热并且润滑油加热，其中，润滑油内含有的水开始蒸发，并且空气/水蒸汽混合物在润滑油上方的空间内膨胀。这使得混合物经过导管10升高到空间28内，在所述空间28内，混合物首先使得那里的液体移动——使得液位30降低至30′——并且随后通过液体在U形管27内起泡。在那里，水蒸汽冷凝——尤其由于水蒸汽接触填料32而特别快速冷凝，并且空气达到第二容器22。空气在第二容器内上升并——仅仅作为通过升高的液位31′而移动的空气——而通过通气开口34排入到环境中。如果U形管27和这两个容器21、22的下侧区域内的液体包含降低冷凝点的物质(乙二醇或其它高等级酒精)，则该物质吸收水蒸汽，该物质的体积增加，并且与冷凝物混合。因而，这种结构的冷凝效果加倍。

此外，为了说明功能，将说明从图3的状况转移至图4的状况。在变速器停止时，变速器相对快速地降温，并且位于第一容器21的空间28内的空气/水蒸汽混合物也相对快速地降温。由此，在空间28内出现真空，使得第一容器21内的液位30′上升至液位30″，并且因此，液位31′下降至31″。这并未被阻止，因为空气能够通过通气开口流入。然而，导管27内的流通过其钢丝棉的填料32被阻延。第一容器21内的升高的液位30″最终到达开口23，在该开口，向下引导的管线10通到容器21内。由于液体的填充体积已经通过吸收水和混合水而增加，所以附加的量通过管线10流回到变速器1内。这确保了量与液体的总量混合比并未改变。

图5的实施例与图1的实施例不同之处在于，容器117内的管线110的开口端部123向下足够地引导，以浸没到冷凝水132中。端部132位于液位130下方，从而在变速器降温时，冷凝物被抽回到变速器内。由此，布置容器117具有很大的自由度。容器能够放置在车辆内，从而所述容器暴露于气流，甚至接近地面。

在本发明的体系内，所述的实施例能够以各种不同的方式改型；具体地，所述实施例的各个特征能够彼此相互组合。

Claims (11)

1.一种用于具有含水润滑油的变速器的通气装置，所述通气装置经由一管线(10；110)与所述变速器(1)相连，并且所述通气装置包括压力平衡开口(13；113)，所述压力平衡开口引至环境，所述通气装置还包括至少一个形成为冷凝器的容器(17；21、22；117)，以便蒸发的水通过所述管线(10；110)流至所述容器，所述容器(17；21、22；117)为此目的设有用于散热的器具(15；16；32；33；115)，冷凝物从所述容器(17；21、22；117)回引到所述变速器(1)内，引至所述容器(117)的管线(110)浸没到所述容器内，浸没深度足以使得所述管线的开口(123)低于所述容器(117)内存在的液位(130)。

2.根据权利要求1所述的通气装置，其特征在于，所述用于散热的器具是一组在所述至少一个容器(17)内安装的管(15)，并且合适的制冷剂流经所述管。

3.根据权利要求1所述的通气装置，其特征在于，所述用于散热的器具是在所述一个容器(17；21、22)的外侧布置的冷却肋(16)。

4.根据权利要求1所述的通气装置，其特征在于，所述管线(10)连续地升高，以使得所述管线还用作为用于返回冷凝水的管线。

5.根据权利要求1所述的通气装置，其特征在于，所述通气装置由两个包含液体的容器(21、22)形成，所述两个容器(21、22)的最低点(25、26)经由一U形导管(27)彼此相互连通，所述管线(10)通入到所述两个容器中的一个容器(21)中，并且所述两个容器中的另一个容器(22)具有所述压力平衡开口(34)。

6.根据权利要求5所述的通气装置，其特征在于，在初始状态中，液位(30、31)达到所述管线(10)的管口(23)。

7.根据权利要求5所述的通气装置，其特征在于，所述U形导管(27)内的以及所述液位(30、31)之间的液体是水。

8.根据权利要求5所述的通气装置，其特征在于，所述U形导管(27)内的以及所述液位(30、31)之间的液体全部或部分是降低冷凝点的添加剂。

9.根据权利要求5所述的通气装置，其特征在于，充有液体的空间充有高导热率的多孔材料(32)。

10.根据权利要求9所述的通气装置，其特征在于，所述多孔材料(32)是不锈钢丝棉。

11.根据权利要求8所述的通气装置，其特征在于，所述添加剂是乙二醇。