CN104913035B - 变速器润滑系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种变速器润滑系统，其具备：油泵，其与变速器的输出轴联动地被驱动；第1油路，其用于向变速器的润滑系统供应从该油泵排出的油；和第2油路，其为了向热交换器引导来自该油泵的油，而相对于第1油路并列设置。并且具备第1阀，其在第2油路中插入于热交换器的上游侧，并在第1设定压下打开，使来自所述油泵的油向所述第2油路导通。在未达到第1设定压的低车速区域中，仅向第1油路专门供应油，可以确保对润滑系统供应必要的油。在超过第1设定压的高车速区域中，向第2油路供应油，进行必要的油冷却。

Description

变速器润滑系统
技术领域
本发明涉及一种变速器润滑系统，该变速器润滑系统与车速联动地供应变速器的润滑油来进行冷却。
背景技术
例如，以下专利文献1所示的以往的车辆变速器中的润滑油供应系统构成为：将工作油的剩余量作为润滑油源，并且，将通过空冷式冷却器冷却后的来自润滑油源的油供应至齿轮等润滑系统。即，冷却器和润滑系统相对于润滑油源串接配置。此外，在该冷却器的上游侧的油路上设有安全阀，该安全阀的开启压力被设定为这样的值：在工作油的供应对象即锁止离合器卡合的状态下，安全阀不打开，并且，当锁止关闭时，该安全阀打开，以使向冷却器流入的油不会过剩。
专利文献1：日本特许第4179364号公报
上述的以往的润滑油供应系统中存在以下缺陷：当在所述冷却器中油阻塞的情况下或在油温低时冷却器的压力损失增大的情况下，安全阀打开，不再对齿轮等润滑系统供应充足的润滑油。另外，由于将工作油的剩余量作为润滑油源，因此为了确保润滑量，必须增大油泵的尺寸，使得即使在低速旋转等时也始终能够产生工作油的剩余量。
发明内容
本发明是鉴于上述这点而完成的，将提供一种变速器润滑系统，该系统不管冷却器的状态如何，都能够确保对润滑系统供应必需的润滑油，同时确保油的热交换功能，并且还能够使油泵的尺寸尽可能小。
本发明的变速器润滑系统具备：油泵41，其与变速器20的输出轴30联动地被驱动；第1油路43，其用于向变速器的润滑系统45、32、33供应从所述油泵排出的油；第2油路44，其为了向热交换器48引导来自所述油泵的油，而相对于所述第1油路并列设置；以及第1阀46，其在所述第2油路中插入于所述热交换器的上游侧，并在第1设定压下打开，使来自所述油泵的油向所述第2油路导通。另外，标注了后面记述的实施例中相应的结构要素的附图标号，仅供参考。
由此，由于用于向润滑系统供应的第1油路43和将油向热交换器引导的第2油路44并列设置，因此，无论热交换器(冷却器)的状态如何，都能够确保对润滑系统充分供应润滑油。另外，由于是从油泵排出的油经由第1油路直接向润滑系统供应的结构，因此，没有必要像以往那样考虑到低转速时的工作油的剩余量而增大油泵的尺寸，能够使油泵相对小型化。并且，在从与变速器的输出轴联动地被驱动的油泵确保了与车速联动的流量的情况下，由于第2油路是在第1阀的第1设定压下打开的结构，因此，通过设定第1设定压，可以适当地对第1油路(润滑系统)和第2油路(热交换系统)分配油，即使使用尺寸相对小的油泵，也能够适当地对润滑系统和热交换系统(冷却器)这两者供应油。在低于与第1设定压对应的规定车速(例如20km/h)的低车速区域中，仅向第1油路(润滑系统)专门供应油，即使在低车速区域也能够确保对润滑系统供应必要的油，另外，在高于与第1设定压对应的规定车速的高车速区域中，由于必须进行油冷却，因此向第2油路(热交换系统)供应油，从而能够确保必要的油冷却。并且，通过这种与车速(油泵输出压)相应的油分配，实现了不浪费的油分配，因此，可以使用尺寸相对小的油泵，节省空间且经济。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的变速器润滑系统的油压回路图。
图2是表示应用本发明的一个实施例的变速器润滑系统的车辆的驱动力传递机构的一个例子的骨架图。
图3是表示与车辆行驶状态相应的普通润滑及冷却的方式的示意图。
图4是表示基于本发明的一个实施例的、对机械润滑系统的总润滑流量(纵轴)相对于车速(横轴)的特性例的曲线图。
图5是表示基于本发明的一个实施例的、冷却器油流量(纵轴)相对于车速(横轴)的特性例的曲线图。
图6是用于说明基于本发明的油泵的必要排出量的曲线图。
图7是表示作为第2油路的最下游的第2差速器润滑系统(第2供应对象)的一个例子的、对轴支承驱动输出轴的一对圆锥滚子轴承供应润滑油的结构的剖视图。
具体实施方式
图1是本发明的一个实施例的变速器润滑系统的油压回路图。图2是表示应用本发明的一个实施例的变速器润滑系统的车辆的驱动力传递机构的一个例子的骨架图。首先，参照图2，对驱动力传递系统进行大致说明。
在图2中，该车辆的发动机是具有内燃机发动机ENG和电动马达发电机MOT的混合动力式。变速器20由双离合式的九级变速机构构成，奇数齿轮档用的输入轴即主轴21与偶数齿轮档用的输入轴即次级轴22相互平行地沿车辆行驶方向X配置。来自发动机(ENG、MOT)的驱动力经由第1离合器11被传递至主轴21，并经由第2离合器12被传递至次级轴22。第一速用的齿轮1以一体旋转的方式固定于主轴21，并且，第三速、第五速、第七速、第九速用的各齿轮(可动齿轮)3、5、7、9以能够选择是一体旋转还是相对旋转的方式设于主轴21。同样，第二速、第四速、第六速、第八速用的各齿轮(可动齿轮)2、4、6、8以能够选择是一体旋转还是相对旋转的方式设于次级轴22。此外，后退档用的齿轮(可动齿轮)R也以能够选择是相对于该次级轴22一体旋转还是相对旋转的方式设置，以使驱动力通过逆旋转从次级轴22传递至该后退档用的齿轮R。众所周知，各齿轮(可动齿轮)2～9、R的选择是通过相应的同步机构进行，仅所选择的变速档的齿轮与输入轴(主轴21或次级轴22)连结，并一体地旋转。未选择的变速档的齿轮相对于输入轴(主轴21或次级轴22)的旋转进行相对旋转(即空转)。
副轴23与输入轴(主轴21或次级轴22)平行地配置，以与该副轴23一体旋转的方式设置的多个固定齿轮与输入轴(主轴21或次级轴22)的各齿轮(可动齿轮)2～9、R啮合。通过固定齿轮与副轴23以一体旋转的方式结合的驱动输出轴24与该副轴23平行地配置。驱动输出轴24经由差速机构31与输出轴(脚轴)30结合，所述输出轴30以相对于该驱动输出轴24垂直的方式配置。众所周知，车轮(未图示)固定在输出轴(脚轴)30的两端。在本说明书中，副轴23和驱动输出轴24亦称中间轴。在本说明书中，统称在输入轴(主轴21或次级轴22)和副轴2中设置的变速用固定齿轮组和可动齿轮组，则亦可称为变速齿轮机构，该变速齿轮机构构成为在输入轴和中间轴之间进行变速。
在本实施方式中，变速器20的润滑系统由两个系统构成，一个是机械润滑系统40，另一个是离合器润滑系统50。机械润滑系统40对变速器20中的输入轴、变速齿轮机构、中间轴、差速机构31等整个机械结构进行润滑。离合器润滑系统50对双离合器11、12的相关机构进行润滑。各润滑系统40、50分别设有油泵41、51。本发明的变速器润滑系统在机械润滑系统40中被公开。该机械润滑系统40用的油泵41构成为与第九速用的齿轮9的旋转联动地被驱动。该齿轮9与副轴23的旋转联动地始终旋转，副轴23的旋转始终被传递至输出轴(脚轴)30，因此，油泵41与变速器的输出轴(脚轴)30联动地被驱动，并按与车速相应的转速排出油。
图1表示作为本发明的变速器润滑系统的一个实施例的机械润滑系统40的详细例子，省略了离合器润滑系统50的详情。油泵41抽吸油盘42中积蓄的油，并向第1油路43排出。第1油路43对齿轮润滑系统45和第1差速器润滑系统32(第1供应对象)供应润滑油。齿轮润滑系统45是对变速器20中的输入轴、变速齿轮机构、中间轴供应润滑油的系统。第1差速器润滑系统32是对差速机构31的齿轮和旋转轴供应润滑油的系统。相对于第1油路43并列设置的第2油路44包括通往油泵41的排出口41a的油路44a、以及经由溢流阀(第1阀)46与该油路44a结合的油路44b。在第2油路44的下游侧的油路44b上设有热交换器48，该热交换器48具有设于上游侧的空冷式油冷却器48a和设于下游侧的油加热器48b。油冷却器48a冷却通过第2油路44的润滑油。油加热器48b构成为，为了冷却离合器润滑系统50中的润滑油(去热)而进行热交换。即，使由油冷却器48a冷却后的机械润滑系统40的润滑油与离合器润滑系统50中的热润滑油进行热交换，从而加温。由此，能够高效地冷却随着离合器11、12的紧固而变成高温的离合器润滑系统50的润滑油。第2油路44的最下游与第2差速器润滑系统33(第2供应对象)相连。补充说明，第2差速器润滑系统33构成为对轴支承驱动输出轴24的一对圆锥滚子轴承34、35供应润滑油。另外，离合器润滑系统50本身也可以具备油冷却器。但利用机械润滑系统40的油加热器48b的冷却支持，能够使得离合器润滑系统50自身具有的油冷却器的尺寸小型化。
在第2油路44中，插入于热交换器48的上游侧的溢流阀(第1阀)46发挥以下功能：在规定的第1设定压下打开，使来自油泵41的油向第2油路44导通。即，在从油泵41排出的油压低于第1设定压的情况下(即在规定的低车速区域运转时)，溢流阀(第1阀)46关闭，不向第2油路44供应油。当从油泵41排出的油压超过第1设定压时，溢流阀(第1阀)46打开(即，输入端口46a与输出端口46b相连)，来自油泵41的油被供应至第2油路44。补充说明，适当设定该第1设定压，以高效地对第1油路43(润滑系统45、32)和第2油路44(热交换器48)分配油。
在第2油路44中，在热交换器48的上游侧且溢流阀(第1阀)46的下游侧设有止回阀(第2阀)47。该止回阀(第2阀)47在高于所述第1设定压的规定的第2设定压下打开，使第2油路44的剩余油向第3油路49溢流。第3油路49的油向油盘42排出。该止回阀(第2阀)47发挥保护热交换器48的功能，以使进入热交换器48的油压不超过规定的高压。
接着，对第1设定压的设定原理、即对第1油路43(润滑系统45、32)和第2油路44(热交换器48)的油分配控制的原理进行说明。
首先，参照图3对与车辆行驶状态相应的普通润滑和冷却的方式进行说明。在图3中，横轴V是车速或差动旋转，纵轴P是表面压力或转矩。在像在市区中平缓地行驶时那样V、P均小的区域A中，所要求的润滑油量小，冷却能力也可以小。在像上坡或起步时那样V小但P大的区域B中，所要求的润滑油量大，但冷却能力可以小。在像高速巡航行驶时那样V大但P小的区域C中，所要求的润滑油量为中等，但冷却能力可以小。在像环路行驶或最高速(Vmax)行驶时那样V、P均大的区域D中，所要求的润滑油量大，冷却能力也要求大。
根据上述可以理解，在P大的区域(高转矩区域)内润滑性能很重要，在V大的区域内(高车速区域)内冷却性能很重要。P大的区域不限于高速区域(D)，在低速区域也存在(B)，因此，必须确保油润滑量无论在哪个车速区域均是适当的。即，为了防止机械系统破损及烧结，即使在低车速区域也要求适当的油润滑量。与此相对，对于要冷却的油流量，与车速相应的流量是必要的，但在低车速区域没那么重要。因此，区分开润滑系统和冷却系统的油压回路系统被认为是最合适的。鉴于此点，本发明中，将从油泵41排出的油并列地分配到用于向润滑系统进行供应的第1油路43、和向冷却系统(热交换器48)进行引导的第2油路44这两个系统中。
溢流阀(第1阀)46的第1设定压被设定为，能够在图3的区域B那样的低V高P区域中确保必需的油润滑量，并且适当地开始润滑油的冷却。即，设立必要的润滑量直至到达未必需要冷却的低速区域的规定车速(图中的“Z”km/h)，对应该规定车速下的油泵41的排出量设定第1设定压。该情况下，机械润滑系统40中的总润滑流量(纵轴)相对于车速(横轴)的特性的一个例子如图4所示。即，在车辆开始行驶起至达到对应于第1设定压的规定的低车速(“Z”km/h)为止的低车速区域中，总润滑流量的倾斜度急剧，迅速确保了必需的油润滑量。关于这点，说明图1的动作，当在比与第1设定压对应的规定的低车速(“Z”km/h)低的低速区域内行驶时，溢流阀(第1阀)46关闭，从油泵41排出的油仅通过第1油路43，从而供应至齿轮润滑系统45和第1差速器润滑系统32。由此，由于油没有转用于冷却，因此即使油泵41是小容量，也能够在图3的区域B那样的低V高P的区域中确保必需的油润滑量。
在图1中，当由于车速增加而使得从油泵41排出的油压超过第1设定压时，溢流阀(第1阀)46打开，油路44a与油路44b连通，由此，剩余量的油流经第2油路44，由冷却器48a冷却。当然，与此同时，维持通过第1油路43对润滑系统供应油。流向冷却器48a的油流量(纵轴)相对于车速(横轴)的特性的一个例子如图5所示。即，当在比与第1设定压对应的规定车速(“Z”km/h)低的低速区域内行驶时，油不流经第2油路44，因此，不通过冷却器48a冷却油。但是，在这样的低车速区域中，由于润滑油未加热到那种程度，因此允许不进行油的冷却。反过来说，在允许不冷却润滑油的低车速区域中，设定溢流阀(第1阀)46的第1设定压，以使油不流经第2油路44。另外，在图5中，虚线表示所述止回阀(第2阀)47打开的状态。止回阀(第2阀)47的第2设定压被设定为与比所述规定车速(“Z”km/h)高得多的规定车速(图中的“Y”km/h)对应的压力。
图6是用于说明基于本发明的油泵41的必要排出量的曲线图。在图6中，线43表示经由第1油路43供应至润滑系统的油的流量(必要润滑量)。线44表示经由第2油路44供应至热交换器48的油的流量(必要冷却器流量)。根据线43和线44所示的必要流量的总和，规定线41所示的油泵41的必要排出量。线41所示的油泵41的必要排出量的倾斜度与该油泵41的性能(尺寸)对应。如前所述，在比规定车速(“Z”km/h)低的低车速区域中只要考虑到必要润滑量即可，此外，在超过规定车速(“Z”km/h)的区域中只要考虑到与车速相应的必要冷却器流量和固定的必要润滑量即可。即，根据本发明，单独考虑必要润滑量(第1油路43)和必要冷却器流量(第2油路44)即可，因此，油泵41的必要排出量相对减少，能够实现油泵尺寸的小型化。在图6中，虚线41'是为了参考而例示出不设置溢流阀(第1阀)46而并列设置了润滑系统的第1油路和热交换系统的第2油路的情况下的油泵41的必要排出量。该情况下，确定油泵41的必要排出量以使无论在哪个车速区域都能够确保与车速相应的润滑量和冷却器流量的总和，因此，油泵41的必要排出量相对增多，不能实现油泵尺寸的小型化。因此，可以理解设置溢流阀(第1阀)46有利于实现油泵41的小型化。
图7是表示作为第2油路44的最下游的第2差速器润滑系统33(第2供应对象)的一个例子的、对轴支承驱动输出轴24的一对圆锥滚子轴承34、35供应润滑油的结构的剖视图。众所周知，变速器20的驱动输出轴24由一对圆锥滚子轴承34、35轴支承，通过在其一端设置的准双曲面小齿轮25与差速机构31结合。此外，在驱动输出轴24的另一端附近设有与所述副轴23侧的固定齿轮啮合的固定齿轮26。所述第2油路44的出口在一对圆锥滚子轴承34、35之间(圆锥滚子的小径侧)的空间36开口，经由所述热交换器48流过来的油被排出至该空间36。排出至空间36的油随着驱动输出轴24的旋转，沿着圆锥滚子轴承34、35的圆锥面自动向外侧(圆锥滚子的大径侧)溢出，由于离心力而进一步飞溅，润滑到其周围的机构(准双曲面小齿轮25、固定齿轮26等)。因此，不仅是润滑油的排出位置即圆锥滚子轴承34、35，也能够高效地润滑其周围的机构。

Claims (5)

1.一种变速器润滑系统，其具备：
油泵，其与变速器的输出轴联动地被驱动；
第1油路，其用于向变速器的润滑系统供应从所述油泵排出的油；
第2油路，其为了向热交换器引导来自所述油泵的油，而相对于所述第1油路并列设置；以及
第1阀，其在所述第2油路中插入于所述热交换器的上游侧，并在对应于规定的车速而设定的第1设定压下打开，使来自所述油泵的油向所述第2油路导通。
2.根据权利要求1所述的变速器润滑系统，其中，
所述变速器润滑系统还具备第2阀，所述第2阀在所述第2油路中设于所述热交换器的上游侧且所述第1阀的下游侧，并在高于所述第1设定压的第2设定压下打开，使所述第2油路的剩余油向第3油路溢流，所述第3油路构成为通往所述油泵的吸油口。
3.根据权利要求1或2所述的变速器润滑系统，其中，
所述第1油路的油被供应至所述变速器的润滑系统中的第1供应对象，
所述第2油路的油被供应至所述变速器的润滑系统中的与所述第1供应对象不同的第2供应对象，
所述变速器的输入轴以相对于所述输出轴的轴线垂直的方式配置，
所述变速器具有：中间轴，其与所述输入轴平行地配置；以及变速齿轮机构，其构成为在该输入轴和中间轴之间进行变速，所述变速器构成为所述中间轴的输出被传递至所述输出轴，
所述中间轴由一对圆锥滚子轴承支承，
所述第2供应对象为所述一对圆锥滚子轴承之间的空间。
4.根据权利要求3所述的变速器润滑系统，其中，
所述变速齿轮机构包括：固定齿轮，其以一体旋转的方式固定于所述中间轴；以及可动齿轮，其与所述固定齿轮啮合，并能够选择是相对于所述输入轴一体旋转还是相对旋转，
所述油泵被配置为与所述可动齿轮或固定齿轮联动地被驱动。
5.根据权利要求1或2所述的变速器润滑系统，其中，
所述热交换器具有设于上游侧的油冷却器和设于下游侧的油加热器，所述油加热器构成为通过与其它系统的油进行热交换来夺取该其它系统的油的热量。
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