CN104196990B - 一种油冷却系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种油冷却系统包括：发动机的冷却液循环回路和液压执行机构的油液循环回路，还包括油冷器，所述发动机的冷却液循环回路中的冷却液与所述液压执行机构的油液循环回路中的油液在所述油冷器中进行热交换。本发明结构简单、压力降小。

Description

一种油冷却系统

技术领域

本发明涉及发动机及液压执行机构冷却系统。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，人们对驾驶舒适性要求的提高，液压执行机构被广泛应用，例如液力缓速器和由液力变矩器实现变速变矩的自动变速器，这些液压执行机构在工作过程中会产生热量。

液力缓速器起到辅助制动的作用，液力缓速器在工作中将车辆的动能转化成热能，这些热能需要尽快耗散掉。

而汽车自动变速器的发展是朝着简化汽车操作、提高汽车舒适性的方向不断改进的，自动变速器的研发不仅仅是当今汽车变速器的研究重点，也符合其未来发展的长远趋势。自动变速器由液力变矩器、行星齿轮和液压操纵系统组成，通过液力传递和齿轮组合的方式实现变速变矩，其技术相对成熟，目前已被广泛使用。自动变速器依靠油液传递动力，在液压传动整个过程中，自动变速器传动效率为80％左右，其余接近20％的能量消耗于克服零部件阻力以热量的形式消耗掉。这部分热量足够使润滑液吸收并升温至120度以上、甚至更高，如果不进行有效冷却，就会导致润滑油变质、直至润滑油产生高温氧化，粘度急剧下降，润滑效果变差，油汽从通气孔中喷出、离合器或制动器摩擦片烧损等多种故障，最终增加功率损耗，影响变速器寿命。

现有技术中需要为这些产热量大的液压执行机构单独设置成套的油冷却系统，例如为自动变速器的油循环回路中增加额外的油温传感器、阀门、散热器等，这使得油冷却系统十分复杂，并且额外增加的阀门会使得散热器的压力降提高，降低散热器单位时间流量，从而导致二次发热，并进而导致自动变速器油过早变质，还可能导致锁止离合器性能不稳定。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点，提供一种结构简单、压力降小的油冷却系统。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了如下技术方案：

一种油冷却系统，包括：发动机的冷却液循环回路和液压执行机构的油液循环回路，还包括油冷器，所述发动机的冷却液循环回路中的冷却液与所述液压执行机构的油液循环回路中的油液在所述油冷器中进行热交换。

优选地，所述液压执行机构为自动变速器或者液力缓速器。

优选地，所述自动变速器及所述油冷器布置在远离消声器和排气管的位置。

优选地，所述自动变速器及所述油冷器外设隔热罩。

优选地，所述发动机的冷却液循环回路中的节温器设置在发动机外部，所述冷却液在进入所述节温器之前进入所述油冷器。

优选地，所述发动机的冷却液循环回路中的节温器设置在发动机外部，所述冷却液在发动机的冷却液循环回路的大小循环共同的回流口之后进入所述油冷器。

优选地，所述发动机的冷却液循环回路中的节温器设置在发动机外部，所述冷却液可选择性地在进入所述节温器之前或者在所述发动机的冷却液循环回路的大小循环共同的回流口之后进入所述油冷器。

优选地，在所述油冷器中，所述油液的流向与所述冷却液的流向相反。

优选地，所述冷却液水平方向进出所述油冷器，同时所述油液竖直方向进出所述油冷器。

在本发明中，利用发动机的冷却液循环回路中的冷却液为油循环回路中的油液提供散热，而发动机的冷却液循环回路中本身就具有温度传感器等温度控制系统，利用节温器的动作实现冷却液的大小循环或者混合循环，实现冷却液的基本恒温，同时也能够保证油液的基本恒温，也就是说，在冷却液与油液实行热交换后，相当于将油液的温度控制功能转移到发动机的冷却液循环回路中来实现，从而在液压执行机构的油循环回路中不再需要增加额外的油温传感器和过多的阀门，从而大大简化了油冷却系统的结构，并避免了油循环回路中的压力降的提高。

进一步地，将节温器设置在发动机外部后，使得液压执行机构的油循环回路能够方便地与发动机的冷却液循环回路实现热交换，而不再需要在发动机体内部进行冷却液流道的重新布置，使得油冷器能够被设置在冷却液离开发动机的出口附近或者被设置在经过大小循环或者混合循环后回流到发动机的入口附近。

进一步地，冷却液在进入节温器之前进入油冷器，油液与冷却液先进行热交换后冷却液再进入节温器实现大小循环，这优先保证了回流至发动机的冷却液的温度，这在发动机的冷却要求较高时是有利的。

进一步地，冷却液在进入节温器完成大小循环散热之后再与油冷器中的油液实现热交换，这优先保证了液压执行机构中的油液温度被降低，这在液压执行机构的冷却要求较高时是有利的。

进一步地，通过外部管路使得冷却液可选择性地在节温器之前或者经过大小循环之后进入油冷器进行热交换，能够根据不同工况下发动机冷却、液压执行机构冷却的不同要求进行调整，从而实现发动机、液压执行机构的冷却平衡。

进一步地，油液流向与冷却液流向相反能够实现充分的热交换，最大化油冷器性能。

进一步地，冷却液水平进出油冷器，油液竖直方向进出油冷器，便于油液中所夹带的空气的排出。

进一步地，油冷器远离消声器和排气管等发热不见，及其外面设置的隔热罩，能够避免周围热源对油冷器的冷却效果产生不利影响。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细说明，其中：

图1是本发明的油冷却系统的第一实施例的结构示意图；

图2是本发明的油冷却系统的第二实施例的结构示意图；

图3是本发明的油冷却系统的第三实施例的结构示意图；

图4是本发明的油冷却系统的油冷器的主视图；

图5是本发明的油冷却系统的油冷器的俯视图；

图6是本发明的油冷却系统的油冷器的流体流路示意图。

上图中标记说明：发动机1；自动变速器2；泵3；油冷器4；节温器5；散热器6；管路7；管路8；管路9；管路10；管路11；管路12；管路13；管路14；电磁阀15；电磁阀16；电磁阀17；电磁阀18；管路19；管路20；管路21；电磁阀22；进水口41；出水口42；进油口43；出油口44。

具体实施方式

在接下来的描述中，以带箭头实线代表冷却液流向，以带箭头虚线代表油液流向。并且，虽然接下来的实施例是以自动变速器为例进行描述的，但所描述的油冷却系统也能够应用于液力缓速器等需要进行散热的液压执行结构。

参考图1，在第一实施例中，油冷却系统包括发动机的冷却液循环回路和液压执行机构的油液循环回路及油冷器4。具体地，在发动机的冷却液循环回路中，泵3为冷却液提供流动力，冷却液在发动机1内流动吸收热量，然后通过管路7进入油冷器4，在油冷器4中完成与油液的热交换后，冷却液再通过管路11进入节温器5。在冷却液温度较低时，通过节温器5的动作，冷却液从节温器5出来后经管路10、管路12流回发动机1内部，完成冷却液小循环。冷却液温度高于一定值时，通过节温器5的动作，冷却液从节温器5出来后经管路8进入散热器6，然后经管路9、管路12回流至发动机1内。或者，节温器5使冷却液进入混合循环，并根据冷却液温度调节大小循环的分配比例。而节温器5的动作受发动机的冷却液循环回路中的温度传感器等温度控制系统的控制。自动变速器油循环回路具体为：油液从自动变速器2中流出后经管路13流入油冷器4，在油冷器4中与冷却液进行热交换后，油液经管路14回流至自动变速器2内。在本实施例中，利用了发动机的冷却液循环回路中的冷却液为油循环回路中的油液提供散热，而发动机的冷却液循环回路中本身就具有温度传感器等温度控制系统，利用节温器5的动作实现冷却液的大小循环或者混合循环，实现冷却液的基本恒温，同时也能够保证油液的基本恒温。也就是说，在冷却液与油液实行热交换后，油液将热量传递给了冷却液，相当于将油液的温度控制功能转移到发动机的冷却液循环回路中来实现，从而自动变速器2的油循环回路中不再需要增加额外的油温传感器和过多的阀门，从而大大简化了油冷却系统的结构，并避免了油循环回路中的压力降的提高。为了节省空间及方便布置，现有技术中一般将节温器5布置在发动机1的内部，这样能够适配发动机1的缸体、缸盖内部加工的冷却液流道，而在本实施例中，节温器5设置在发动机1外部，这样做的优势在于，自动变速器2的油循环回路能够方便地与发动机的冷却液循环回路实现管路连通进而实现热交换，而不再需要在发动机体内部进行冷却液流道的重新布置，也不再需要在发动机1与自动变速器2内部加工出互通的冷却液流道，并使得油冷器4能够被设置在冷却液离开发动机1的出口附近或者被设置在经过大小循环或者混合循环后回流到发动机1的入口附近。在本实施例中，冷却液是在进入节温器5之前先进入油冷器4，这样，在油冷器4中油液与冷却液先进行热交换后冷却液再进入节温器5实现大小循环或混合循环，在频繁工作后，从发动机1的冷却液出口出来的冷却液温度大致为80-90℃，而自动变速器2中的油液温度大致为120℃，冷却液温度低于油液温度，仍然能够对油液进行冷却。此时发动机1的冷却要求较高，因此从发动机1出来的冷却液先与油液在油冷器4先进行热交换进一步吸收热量，然后再进入节温器5、散热器6等流路进行散热，能够保证回流至发动机1的冷却液温度满足发动机1的冷却要求。

与图1中所示出的第一实施例不同的是，在图2中所示出的第二实施例中，冷却液从发动机1中流出后，先经管路7进入节温器5，然后在经过发动机的冷却液循环回路中的大循环回流管路9与小循环回流管路10共同的回流口(即图2中管路9与管路10交叉位置)之后，经管路12进入油冷器4，与油液进行热交换。也就是说，从发动机1出来的冷却液是先散热，然后再吸热后回流至发动机1，这优先保证了自动变速器2中的油液温度被降低，这在自动变速器2的冷却要求较高而发动机1的冷却要求较低时是有利的。

与图1和图2中的两个实施例均不同的是，在图3所示出的第三个实施例中，增加了额外的管路和电磁阀。当需要优先保证满足自动变速器2的冷却要求时，电磁阀15、电磁阀22打开，电磁阀16、电磁阀17、电磁阀18关闭，此时冷却液和油液的流路与图1相同；当需要优先保证满足发动机1的冷却要求时，电磁阀15、电磁阀22关闭，电磁阀16、电磁阀17、电磁阀18打开，此时冷却液经管路20先进入油冷器4与油液进行热交换，然后再经管路19进入节温器5，经大小循环或混合循环后经管路21回流至发动机1内部。可见，通过控制电磁阀的开闭，能够使冷却液可选择性地在进入节温器5之前或者在在发动机的冷却液循环回路的大小循环共同的回流口之后进入油冷器4，这虽然使得管路更加复杂并且增加了阀门数量，但却能够根据不同工况下发动机冷却、自动变速器冷却的不同要求进行调整，从而实现发动机、自动变速器的冷却平衡，因此是具有优势的。

结合图4、图5和图6，可见在油冷器4中，冷却液水平方向从进水口41进入油冷器4，再从出水口42离开油冷器4，而油液是在竖直方向上从进油口43进入油冷器4，再从出油口44离开油冷器4。在图6中水平方向及竖直方向均代表油冷器4的真实安装方向。冷却液水平进出油冷器4，油液竖直方向进出油冷器4，便于油液中所夹带的空气的排出。同时可见，冷却液的流动方向是从右向左，而油液的流动方向是从左到右，油液的流向与冷却液的流向相反，能够实现充分的热交换，最大化油冷器性能。

油冷器4的内部结构能够采用已知的能够实现两种流体的热交换同时保持两种流体隔离的常用结构，本文不再详细描述。同时为了避免外部发热部件影响冷却效果，将自动变速器2及油冷器4布置在远离消声器和排气管的位置，或者在自动变速器2及油冷器4外设隔热罩是具有优势的。

虽然本发明是结合以上实施例进行描述的，但本发明并不限定于上述实施例，而只受权利要求的限定，本领域普通技术人员能够容易地对其进行修改和变化，但并不离开本发明的实质构思和范围。

Claims (7)

1.一种油冷却系统，包括：发动机的冷却液循环回路和液压执行机构的油液循环回路，其特征在于，还包括油冷器，所述发动机的冷却液循环回路中的冷却液与所述液压执行机构的油液循环回路中的油液在所述油冷器中进行热交换，所述发动机的冷却液循环回路中的节温器设置在发动机外部，所述冷却液在发动机的冷却液循环回路的大小循环共同的回流口之后进入所述油冷器。

2.根据权利要求1所述的油冷却系统，其特征在于，所述液压执行机构为自动变速器或者液力缓速器。

3.根据权利要求2所述的油冷却系统，其特征在于，所述自动变速器及所述油冷器布置在远离消声器和排气管的位置。

4.根据权利要求2所述的油冷却系统，其特征在于，所述自动变速器及所述油冷器外设隔热罩。

5.根据权利要求1所述的油冷却系统，其特征在于，所述冷却液可选择性地在进入所述节温器之前或者在所述发动机的冷却液循环回路的大小循环共同的回流口之后进入所述油冷器。

6.根据权利要求1所述的油冷却系统，其特征在于，在所述油冷器中，所述油液的流向与所述冷却液的流向相反。

7.根据权利要求1所述的油冷却系统，其特征在于，所述冷却液水平方向进出所述油冷器，所述油液竖直方向进出所述油冷器。