CN103321726B - 紧凑型变速器流体加热器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紧凑型变速器流体加热器。速器流体加热器包括安装在变速器上用于存储一定量变速器流体的流体盘。所述流体盘具有存储所述变速器流体的内腔、和围绕所述内腔的外腔。到所述外腔的入口与发动机废气源连通，从所述外腔的出口排出废气。入口阀打开和切断发动机废气到所述入口的连通。多个换热翅片增强从所述外腔内的发动机废气到存储于所述内腔中的变速器流体的热传递。
Description
技术领域
本发明涉及通过加热变速器流体来提高变速器性能，更特别地，提供一种使用来自发动机废气的废热的紧凑型流体盘（底壳）式热交换器。
背景技术
已知机动车自动变速器的效率受自动变速器流体的粘度的影响。还已知，在发动机暖机期间和当操作于过冷环境时，通过加热自动变速器流体可改进变速器旋转损失和车辆燃料经济性。
现有技术提出了用于将变速器流体加热至期望温度的各种附加辅助装置，在期望温度，变速器旋转损失被最小化，并获得改进的燃料经济性。
期望提供一种用于经济性地获得变速器流体的加热的新型改进设备，特别是可良好地封装在可用空间内、制造经济、且具有可利用从车辆发动机发出的废热的优点的一种装置。
发明内容
一种用于机动车的变速器流体加热器，包括安装在变速器上用于存储一定量变速器流体的流体盘（fluid
pan）。所述流体盘具有存储所述变速器流体的内腔、和围绕所述内腔的外腔。到所述外腔的入口与发动机废气源连通，从所述外腔的出口排出废气。入口阀打开和切断发动机废气到所述入口的连通。多个换热翅片增强从所述外腔内的发动机废气到存储于所述内腔的变速器流体的热传递。
本发明提供以下技术方案：
1. 一种用于机动车的变速器流体加热器，包括：安装在变速器上用于存储一定量变速器流体的流体盘，所述流体盘具有存储所述变速器流体的内腔、围绕所述内腔的外腔、到所述外腔的与发动机废气源连通的入口、从所述外腔的排出废气的出口、和用于不是打开就是切断发动机废气到所述入口的连通的入口阀。
2. 如方案1的变速器流体加热器，还包括多个换热翅片，其增强从所述外腔内的发动机废气到存储于所述内腔的变速器流体的热传递。
3. 如方案1的变速器流体加热器，还包括到所述外腔的所述入口与从所述发动机的第一侧延伸的排气管连通，从所述外腔的所述出口与从所述发动机的第二侧延伸的排气管连通。
4. 如方案1的变速器流体加热器，还包括所述内腔由内金属壳体和连接至所述内金属壳体的外金属壳体限定，在限定所述外腔的内、外金属壳体之间具有空间。
5. 如方案4的变速器流体加热器，还包括所述入口和出口设在所述外金属壳体中。
6. 如方案4的变速器流体加热器，还包括连接至所述内、外金属壳体之一并朝着另一金属壳体伸出的多个翅片，以增强热传递。
7. 如方案4的变速器流体加热器，还包括从所述内金属壳体伸入所述外腔的多个翅片，以增强热传递。
8. 如方案4的变速器流体加热器，还包括所述内金属壳体和外金属壳体为冲压金属板制造。
9. 如方案8的变速器流体加热器，还包括冲压金属板制造的多个U形翅片，每个U形翅片都具有焊接至所述内金属壳体的基部及伸入所述外腔的第一和第二翅片腿，以增强从所述废气到所述变速器流体的热传递。
10. 如方案1的变速器流体加热器，还包括所述阀具有由马达操作的阀元件，用以打开所述入口或关闭所述入口。
11. 一种用于机动车的变速器流体加热器，包括：流体盘组件，包括存储变速器流体的内壳体、和连接至所述内壳体但是具有与所述内壳体间隔开的壁部分以在其间限定发动机废气腔的外壳体，所述外壳体具有壁部分，该壁部分包括接收来自发动机的废气流的入口和从发动机废气腔排出废气流的出口、以及从所述内壳体伸入所述废气腔的多个翅片，以增强从所述废气到所述变速器流体的热传递。
12. 如方案11的变速器流体加热器，包括连接至所述入口的阀，用以打开和切断进入所述废气腔的废气流。
13. 如方案11的变速器流体加热器，还包括所述内、外壳体为冲压金属构造，并具有内、外壳体的外周缘，所述外周缘连接在一起，形成用于螺栓连接至变速器的法兰。
14. 如方案11的变速器流体加热器，还包括所述入口和所述出口包括焊接至所述外壳体的排气管配件，用以螺接至发动机排气系统的排气管。
15. 如方案11的变速器流体加热器，还包括从所述内壳体伸出的所述翅片为U形金属构造，其具有焊接至所述内壳体的基部和伸入所述内、外壳体之间的废气腔中的间隔开的翅片。
16. 如方案11的变速器流体加热器，还包括设在到所述外壳体的入口处的阀，用以打开和切断进入所述废气腔的废气流，所述阀具有用于在其打开和切断位置之间操作所述阀元件的马达。
17. 一种用于机动车的变速器流体加热器，包括：流体盘组件，其包括存储变速器流体的内壳体、和连接至所述内壳体但是具有与所述内壳体间隔开的壁部分以在其间限定发动机废气腔的外壳体，所述外壳体具有壁部分，该壁部分包括接收来自发动机的废气流的入口和从所述发动机废气腔排出废气流的出口、从所述内壳体伸入所述废气腔以增强从所述废气到所述变速器流体的热传递的多个翅片、以及连接至所述外壳体的入口并具有打开和切断进入所述废气腔中的废气流的阀元件的阀，所述阀具有用于在其打开和切断位置之间操作所述阀元件的马达。
18. 如方案17的变速器流体加热器，还包括所述内、外壳体为冲压金属构造，并具有内、外壳体的外周缘，所述外周缘连接在一起，形成用于螺接至变速器的法兰。
19. 如方案17的变速器流体加热器，还包括所述入口和所述出口包括焊接至所述外壳体的排气管配件，用以螺接至发动机排气系统的排气管。
20. 如方案17的变速器流体加热器，还包括从所述内壳体伸出的所述翅片为U形金属构造，其具有焊接至所述内壳体的基部和伸入所述内、外壳体之间的废气腔中的间隔开的翅片。
下面的描述和具体实例在指出本发明的示例性实施例的同时，仅用于示意性目的，而不是限制本发明的范围。
附图说明
从其详细说明和附图可全面理解本发明，其中：
图1为示出机动车变速器的下侧的透视图，包括流体盘组件和传输远离车辆发动机的废气的排气管。
图2为流体盘组件沿图1中箭头2-2方向的截面图。
图3为沿图1中箭头3-3方向的截面图。
图4为拆掉零件的部分的流体盘组件的透视图。
图5为拆掉零件的部分的放大图，示出了用于打开和切断到流体盘组件的废气流的进气阀。
具体实施方式
特定示例性实施例的下面描述实质上仅仅是示例性的，不意欲限制本发明、其应用或使用。
图1示出了车辆变速器的下侧和排气系统。变速器10具有螺装在其下侧上的流体盘组件12，用于存储准备用来循环通过变速器10的一定容积的变速器流体。车辆排气系统14包括左列排气管18和右列排气管20。左列排气管18穿过变速器10的下方，并在排气管接头22处与右列排气管20连接。尾管组件26连接至排气管接头22，用于传输发动机废气通过后处理装置28，然后从车辆后部排出。
参考图2、3和4，看到流体盘组件12包括内壳36和外壳38。内壳36限定了存储一定量变速器流体42的内腔40。变速器流体泵（未示出）从内腔40泵送变速器流体42，并循环变速器流体42通过变速器10。
内壳36和外壳38每个都是金属冲压。特别地，内壳36具有底壁46、侧壁48和50、前端壁52和后端壁54。侧壁48和50以及前端壁52和后端壁54合并成周边法兰58。外壳38具有底壁64、侧壁66和68、前端壁70和后端壁72。侧壁66和68、前端壁70和后端壁72合并成周边法兰76。内壳36的周边法兰58通过内壳36的周边法兰58的折边80连接至外壳38的周边法兰76。周边法兰58和76中设有多个螺栓孔84，以使流体盘组件12能够螺栓连接至变速器10的下侧。
如图2、3和4中所见，侧壁48和66、侧壁50和68、以及前端壁52和70彼此间隔开，以在其间限定用于接收来自车辆发动机的废气的外腔86。特别地，如图中所见，在外壳38的侧壁66中设有入口孔88。在流体盘组件12的相对侧上，外壳38的侧壁68中设有出口孔90。如图2中最佳可见的，排气管入口配件94被焊接至外壳38的侧壁66，并与入口孔88对齐。排气管入口配件94具有用于螺接至排气管18的螺栓孔96。排气管出口配件98被焊接至外壳38的侧壁68，并与出口孔90对齐。出口配件98具有用于螺接至右列排气管20的螺栓孔102。
再参考图2、3和4，设有多个传热翅片106，用于增强热量从包含在外腔86中的废气到存储于内腔40中的变速器流体42的传递。如图2中最佳可见，所述翅片通过多个U形通道110来提供。每个U形通道110都包括焊接至内壳36的侧壁或端壁的基壁112、和从基壁112伸入外腔86的一对横向间隔开的翅片壁114和116。在内壳36的侧壁48和50上、以及内壳36的前端壁52上设有一个或多个这些U形通道110。
参考图5，入口阀118将热废气传送入外腔86。特别地，左列排气管18具有支管120，该支管120安装有螺接至外壳36的入口配件94的法兰122。挡板阀124在枢轴125处枢转，以在图5的实线位置与图5的虚线位置之间旋转运动。马达126通过杆128和臂130连接至挡板阀124，使得马达126可在实线位置与虚线位置之间枢转挡板阀124。
在实线位置，挡板阀124已经打开进入支管120和外腔86的废气流，同时关闭全部或部分的到尾管26的废气流。因此，热废气被通过管道输送入外腔86，废气在这里暴露于翅片106、内壳36的侧壁48和50以及前端壁52。热量传递进变速器流体42中。在流过外腔86之后，废气会通过出口孔90排入出口支管136，该出口支管136返回连入右列排气管20，然后通过排气管接头22到尾管26，如图1中所见。
在图5的虚线位置，挡板阀124关闭到入口孔88的废气流动，使得废气不会达到外腔86，并终止通过废气对变速器流体42的加热。用于操作挡板阀124的马达126可以是液压的、气动的或电动的，并通过控制系统响应于变速器流体42的温度来操作。
尽管这里的附图示出了流体盘组件12通过连接在一起的两个金属冲压件而构成的例子，但是应当理解，该流体盘组件可以铸造工艺制造，在这种情形下，其壳体可为整体铸造或者分别的内铸件与外铸件。就铸造壳体而言，翅片可与内壳体一体铸成，而不是分开地制造再焊接到其上。
再参考图2和3，底壁46和64图示为彼此接触，其间没有空间。由于该构造保持了距地面的最大间隙，所以是有利的。但是，如果期望提供废气通过空间的循环，可在底壁46和64之间设置空间。此外，如图2、3和4中最佳可见的，后端壁54和72彼此接触，其间没有空间。由于其引起废气通过外腔86获得U形流，所以该构造是有利的。特别地，废气会在通过出口孔90排出之前在入口孔88的一侧进入流体盘12，然后沿着前面绕着一侧向下行进、然后沿着另一侧行进。但是，如果期望，可在后端壁54和72之间设置空间，使得后端壁54可暴露于废气。
虽然这里的附图示出应用于具有左列排气和右列排气的发动机，但是本发明也可应用于具有从发动机的单侧延伸的排气管的发动机。
因此，提供了一种紧凑的且制造经济的变速器流体加热器，用以通过加热变速器流体来增强车辆的操作，从而最小化变速器旋转损失并提高车辆的燃料经济性。
Claims (18)
1.一种用于机动车的紧凑型变速器流体加热器，包括：安装在变速器上用于存储一定量变速器流体的流体盘组件，所述流体盘组件具有存储所述变速器流体的内腔、围绕所述内腔的外腔、到所述外腔的与发动机废气源连通的入口、从所述外腔的排出废气的出口、和用于不是打开就是切断发动机废气到所述入口的连通的入口阀；
其中所述流体盘组件包括内壳体和外壳体，所述内壳体具有底壁、第一和第二侧壁、前端壁和后端壁，所述外壳体具有底壁、第一和第二侧壁、前端壁和后端壁；所述内壳体和外壳体的前端壁和第一和第二侧壁彼此间隔开，因此在其间限定外腔；所述内壳体和外壳体的后端壁彼此接合，其间没有空间，以进一步限定为U形的外腔形状；所述内壳体和外壳体的底壁彼此接合，其间没有空间，以进一步限定外腔和在机动车下面距地面的最大间隙；所述内壳体和外壳体各自具有彼此接合和连接的周边法兰，以限定外腔的顶部并提供用于将流体盘组件螺栓连接到变速器，
其中所述变速器流体加热器还包括多个换热翅片，其增强从所述外腔内的发动机废气到存储于所述内腔的变速器流体的热传递。
2.如权利要求1所述的变速器流体加热器，还包括到所述外腔的所述入口与从所述发动机的第一侧延伸的排气管连通，从所述外腔的所述出口与从所述发动机的第二侧延伸的排气管连通。
3.如权利要求1所述的变速器流体加热器，还包括所述入口和出口设在所述外壳体中。
4.如权利要求1所述的变速器流体加热器，还包括连接至所述内、外壳体之一并朝着另一壳体伸出的多个翅片，以增强热传递。
5.如权利要求1所述的变速器流体加热器，还包括从所述内壳体伸入所述外腔的多个翅片，以增强热传递。
6.如权利要求1所述的变速器流体加热器，还包括所述内壳体和外壳体为冲压金属板制造。
7.如权利要求6所述的变速器流体加热器，还包括冲压金属板制造的多个U形翅片，每个U形翅片都具有焊接至所述内壳体的基部及伸入所述外腔的第一和第二翅片腿，以增强从所述废气到所述变速器流体的热传递。
8.如权利要求1所述的变速器流体加热器，还包括所述阀具有由马达操作的阀元件，用以打开所述入口或关闭所述入口。
9.一种用于机动车的紧凑型变速器流体加热器，包括：流体盘组件，包括存储变速器流体的内壳体、和连接至所述内壳体但是具有与所述内壳体间隔开的壁部分以在其间限定发动机废气腔的外壳体，所述外壳体具有壁部分，该壁部分包括接收来自发动机的废气流的入口和从发动机废气腔排出废气流的出口，以及从所述内壳体伸入所述废气腔的多个翅片，以增强从所述废气到所述变速器流体的热传递；
其中所述内壳体具有底壁、第一和第二侧壁、前端壁和后端壁，所述外壳体具有底壁、第一和第二侧壁、前端壁和后端壁；所述内壳体和外壳体的前端壁和第一和第二侧壁彼此间隔开，因此在其间限定所述发动机废气腔；所述内壳体和外壳体的后端壁彼此接合，其间没有空间，以进一步限定为U形的发动机废气腔的形状；所述内壳体和外壳体的底壁彼此接合，其间没有空间，以进一步限定发动机废气腔和在机动车下面距地面的最大间隙；所述内壳体和外壳体各自具有彼此接合的周边法兰，以限定发动机废气腔的顶部并提供用于将流体盘组件螺栓连接到变速器。
10.如权利要求9所述的变速器流体加热器，包括连接至所述入口的阀，用以打开和切断进入所述废气腔的废气流。
11.如权利要求9所述的变速器流体加热器，还包括所述内、外壳体为冲压金属构造，并具有内、外壳体的外周缘，所述外周缘连接在一起，形成用于螺栓连接至变速器的法兰。
12.如权利要求9所述的变速器流体加热器，还包括所述入口和所述出口包括焊接至所述外壳体的排气管配件，用以螺接至发动机排气系统的排气管。
13.如权利要求9所述的变速器流体加热器，还包括从所述内壳体伸出的所述翅片为U形金属构造，其具有焊接至所述内壳体的基部和伸入所述内、外壳体之间的废气腔中的间隔开的翅片。
14.如权利要求9所述的变速器流体加热器，还包括设在到所述外壳体的入口处的阀，用以打开和切断进入所述废气腔的废气流，所述阀具有用于在其打开和切断位置之间操作所述阀的马达。
15.一种用于机动车的紧凑型变速器流体加热器，包括：流体盘组件，其包括存储变速器流体的内壳体、和连接至所述内壳体但是具有与所述内壳体间隔开的壁部分以在其间限定发动机废气腔的外壳体，所述外壳体具有壁部分，该壁部分包括接收来自发动机的废气流的入口和从所述发动机废气腔排出废气流的出口；从所述内壳体伸入所述废气腔以增强从所述废气到所述变速器流体的热传递的多个翅片；以及连接至所述外壳体的入口并具有打开和切断进入所述废气腔中的废气流的阀元件的阀，所述阀具有用于在其打开和切断位置之间操作所述阀元件的马达；
其中所述内壳体具有底壁、第一和第二侧壁、前端壁和后端壁，所述外壳体具有底壁、第一和第二侧壁、前端壁和后端壁；所述内壳体和外壳体的前端壁和第一和第二侧壁彼此间隔开，因此在其间限定所述发动机废气腔；所述内壳体和外壳体的后端壁彼此接合，其间没有空间，以进一步限定为U形的发动机废气腔的形状；所述内壳体和外壳体的底壁彼此接合，其间没有空间，以进一步限定发动机废气腔和在机动车下面距地面的最大间隙；所述内壳体和外壳体各自具有彼此接合的周边法兰，以限定发动机废气腔的顶部并提供用于将流体盘组件螺栓连接到变速器。
16.如权利要求15所述的变速器流体加热器，还包括所述内、外壳体为冲压金属构造。
17.如权利要求15所述的变速器流体加热器，还包括所述入口和所述出口包括焊接至所述外壳体的排气管配件，用以螺接至发动机排气系统的排气管。
18.如权利要求15所述的变速器流体加热器，还包括从所述内壳体伸出的所述翅片为U形金属构造，其具有焊接至所述内壳体的基部和伸入所述内、外壳体之间的废气腔中的间隔开的翅片。
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