CN105065651A - 一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变速箱油的冷却技术领域，尤其涉及一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统。本发明的变速箱油回路中没有设置控制装置，变速箱油在该系统中一直循环，流量不随温度改变而改变；但在调温系统冷却液回路中设有流量控制装置，控制装置随变速箱油路温度变化而动作，从而控制冷却液回路冷却液流量大小。变速箱油在调温系统内以固定流量流动，并将热量传递给蜡式调温器芯体，蜡式调温器芯体在感受变速箱油温度的同时，控制了冷却液流量的大小。本发明通过直接控制参与热交换的冷却液流量使变速箱油温波动降到最小，而且在变速箱油温低时，限制了冷却液的流量，减小了发动机冷却系的负担。最终实现更加精准的控制变速箱油温度的目的。

Description

一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统

技术领域

本发明涉及变速箱油的冷却技术领域，尤其涉及一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统。

背景技术

自动变速箱油在自动变速箱中，既是液力变矩器的传动油，又是齿轮结构的润滑油和换挡装置的液压油。在使用中，由于变速箱内部离合器与制动器的打滑现象和机械传动时产生的摩擦热量，变速箱油温会不断升高，使油液的氧化速度加快，产生积炭，最终导致变速箱各机构卡滞。因此，目前的自动变速箱一般都配备一套自动变速箱油温控制系统。

由于自动变速箱内部只流通自动变速箱油，所以大多数温控系统采用的都是采用变速箱油与发动机冷却液进行热交换来达到控制油温的目的。为了使变速箱油快速达到适宜温度，变速箱温控系统需要一套调温装置控制自动变速箱油回路的大/小循环，来精确控制变速箱油温。而传统的调温装置的控制策略是：发动机冷却液流量一定，通过控制变速箱油流量来达到控制温度。这样的控制策略有以下缺陷：1.在小循环时，冷却液与变速箱油不参与热交换，会造成这部分冷却性能的浪费。同时，在怠速时，这部分冷却液也会间接增加发动机冷却系统的负担，造成冷启动时间过长，排放增加。2.在变速箱油与冷却液热交换时，控制的是被冷却油液的流量，这样的间接控制会导致变速箱油温波动较大，不利于快速达到适宜温度。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，改系统能通过控制冷却介质来精确控制变速箱油温。

本发明采用的技术方案是：

一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，包括温控阀单元、油冷器温控单元、温控阀、变速箱单元和发动机冷却液系统单元，其特征在于：所述温控阀单元和油冷器温控单元内均设有油通路和冷却液通路；所述变速箱单元上设有变速箱进油口和变速箱回油口，所述变速箱进油口经所述温控阀单元和所述油冷器温控单元的油通路后与所述变速箱进油口连接，形成变速箱油回路；所述发动机冷却液系统单元上设有进液口和回液口，所述发动机冷却液系统单元进液口经所述油冷器温控单元和温控阀的冷却液通路路后与发动机冷却液系统单元回液口连接，形成冷却液回路；所述温控阀单元通过流经其中的变速箱油的温度控制温控阀的开启大小，进而控制冷却液回路的流量；当变速箱单元中的油温小于预设油温时，温控阀处于关闭状态，冷却液回路被关闭；当变速箱单元中的油温大于预设油温时，温控阀逐渐开启，冷却液通路开启，变速箱油与冷却液在油冷器温控单元中进行热交换。

作为优选，所述温控阀单元内设有温控阀，所述温控阀包括蜡式调温器芯体、推杆和阀门；所述蜡式调温器芯体设置在变速箱油通路上，用于感受变速箱油温；所述阀门设置在冷却液通路上，用于控制冷却液流量大小；所述推杆连接蜡式调温器芯体和阀门；当变速箱中的油温大于预设油温时，蜡式调温器芯体感受高温油而膨胀，通过推杆带动阀门动作，从而控制冷却液流量大小。

作为优选，温控阀单元包括壳体和温控阀，所述壳体上设有温控阀油通路、温控阀冷却液回路和温控阀安装孔；所述温控阀置于温控阀安装孔内，温控阀将温控阀安装孔分割成前后两段，温控阀安装孔前段与温控阀油通路相通，温控阀安装孔后段与温控阀冷却液回路相通；所述温控阀包括阀体、调温器芯体和阀门，所述调温器芯体处于温控阀安装孔与温控阀油通路相通的一段，用于感受变速箱油油温；所述阀门处于温控阀安装孔与温控阀冷却液回路相通的一段，用于控制冷却液回路的冷却液流量大小；所述阀门的开启动作由调温器芯体控制；当变速箱单元中的油温小于预设油温时，调温器芯体不膨胀，阀门关闭，将冷却液回路断开；当油温大于预设油温时，所述调温器芯体受热膨胀，推动阀门逐渐开启，冷却液回路导通，形成冷却液回路，变速箱油与冷却液进行热交换。

作为优选，所述温控阀油通路包括温控阀进油通路和温控阀回油通路，所述调温器芯体处于温控阀安装孔与温控阀进油通路相通的一段上。

作为优选，所述温控阀进油通路与所述温控阀安装孔侧面相通，所述温控阀回油通路和温控阀进油通路平行设置。

作为优选，所述温控阀冷却液回路与所述温控阀安装孔的侧面相通

作为优选，所述温控阀上的阀体用于阻断温控阀安装孔内的温控阀冷却液回路和温控阀油通路，所述调温器芯体设置在阀体内；所述温控阀安装孔两端均设有弹簧座，一端弹簧座上安装有第一弹簧，另一端弹簧座上安装有第二弹簧；所述温控阀安装孔中部设有定位孔，定位孔的孔径小于温控阀安装孔的孔径，在控阀安装孔内形成向内凸起的台阶；所述阀体一端采用密封方式顶靠在定位孔的台阶上，阀体的另一端由第一弹簧抵住，压紧在台阶上；所述调温器芯体后端通过穿过定位孔的推杆与所述阀门的一端连接，阀门的另一端与第二弹簧抵触，第二弹簧给予阀门预压力，使得阀门在正常情况下保持常闭状态。

作为优选，所述弹簧座与温控阀安装孔端部之间采用密封圈密封。

作为优选，所述温控阀单元包括温控阀进油进口、温控阀进油出口、温控阀回油进口、温控阀回油出口、温控阀回液进口和温控阀回液出口；油冷器温控单元包括油冷器进油口、油冷器出油口、油冷器进液口、和油冷器出液口；变速箱油单元内变速箱油经温控阀进油进口、温控阀进油出口、油冷器进油口、油冷器回油口、温控阀回油进口和温控阀回油出口后回流到变速箱油单元，形成变速箱油回路；发动机冷却液系统单元的冷却液经油冷器进液口、油冷器出液口、温控阀回液进口和温控阀回液出口后回流到发动机冷却液系统单元，形成冷却液回路。

作为优选，所述温控阀单元装配在所述油冷器温控单元上，温控阀进油出口与油冷器进油口对应，温控阀回油进口与油冷器回油口对应，油冷器出液口与温控阀回液进口对应。

本发明取得的有益效果是：本发明的变速箱油回路中没有设置控制装置，变速箱油在该系统中一直循环，流量不随油温变化而改变；在该系统冷却液回路中设有流量控制装置，该装置随变速箱油温变化而动作，从而控制冷却液回路流量。变速箱油在调温系统内以一直以固定流量流动，并将热量传递给蜡式调温器芯体，蜡式调温器芯体在感受变速箱油温度的同时，控制了冷却液流量的大小。本发明通过直接控制参与热交换的冷却液流量使变速箱油温波动降到最小，而且在变速箱油温低时，限制了冷却液的流量，减小了发动机冷却系的负担。最终实现更加精准的控制变速箱油温度的目的。

附图说明

图1为传统变速箱调温系统原理图；

图2为本发明调温系统原理图；

图3为本发明调温系统整体结构示意图；

图4为图3变速箱油回路和冷却液回路的流向示意图；

图5为图3的温控阀单元的结构示意图；

图6为图5的剖视图；

图7为图6的阀门完全打开状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的说明。

如图1所示，传统变速箱调温系统的温控原理是：

变速箱油低温时：变速箱油从温控阀体入油口流入，从出油口流出，此时蜡式调温器芯体感受低油温，没有开/闭动作，变速箱油直接从阀体流到出油口，形成小循环。此过程中，发动机冷却系统内冷却液一直在油冷器内流动，此时没有热交换发生。

变速箱油升高到设定温度时：蜡式调温器芯体感受高油温，阀门开启，变速箱油流入油冷器控制单元，形成大循环。此时，变速箱油与冷却液在油冷器控制单元内发生热交换，降低油温。

如图2所示，一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统包括包括温控阀单元1、油冷器温控单元2、温控阀、变速箱单元和发动机冷却液系统单元。温控阀单元1和油冷器温控单元2内均设有油通路和冷却液通路；变速箱单元上设有变速箱进油口和变速箱回油口，变速箱进油口经所述温控阀单元1和油冷器温控单元2的油通路后与变速箱进油口连接，形成变速箱油回路；发动机冷却液系统单元上设有进液口和回液口，发动机冷却液系统单元进液口经所述油冷器温控单元2和温控阀的冷却液通路路后与发动机冷却液系统单元回液口连接，形成冷却液回路；温控阀单元1通过流经其中的变速箱油的温度控制温控阀的开启大小，进而控制冷却液回路的流量。

当变速箱单元中的油温小于预设油温时，温控阀处于关闭状态，发动机冷却液经所述油冷器温控单元2流入温控阀单元1后在温控阀处停止流动，不能回流到发动机冷却液系统单元形成回路，变速箱油与冷却液无热交换。

当变速箱单元中的油温大于预设油温时，温控阀逐渐开启，发动机冷却液经油冷器温控单元2和温控阀单元1后回流到发动机冷却液系统单元，冷却液流量逐渐加大，温控阀完全开启后，回路中的冷却液流量处于稳定，变速箱油与冷却液在油冷器温控单元2内进行热交换。

如图3-7所示，本发明一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，包括温控阀单元1和油冷器控制单元2，温控阀单元1上端设有温控阀进油进口41、温控阀回油出口46、温控阀回液出口34和温控阀安装孔5，温控阀进油进口41和温控阀回油出口46平行设置且均垂直于温控阀安装孔5；温控阀回液出口34内设有连接管7，连接管7和O形密封圈9装配后，与温控阀阀体之间用螺栓6安装，形成静态密封，用于密封冷却液通路。温控阀单元1下端设有温控阀回油进口45、温控阀进油出口42和温控阀回液进口33；温控阀单元1的温控阀进油进口41和温控阀进油出口42相通构成温控阀进油通路，温控阀单元1的温控阀回油进口45和温控阀回油出口46相通构成温控阀回油通路，温控阀单元1的温控阀回液出口34和温控阀回液进口33相通构成温控阀回液通路。

油冷器控制单元2上端设有油冷器进油口43、油冷器回油口44和油冷器出液口32，油冷器控制单元2下端设有进液口31。

温控阀单元1装配在油冷器控制单元2上，油冷器回油口44与温控阀回液进口45对应，油冷器进油口43与温控阀进油出口42对应，温控阀回液进口33与油冷器出液口32对应，即温控阀进油通路与温控阀回油通路与油冷器油通路对应，油冷器进液通路与温控阀回液通路对应。

温控阀安装孔5用于安装温控阀单元1中的冷却液流量控制部件——温控阀，温控阀将温控阀安装孔5分割成前后两段，温控阀安装孔5的前段侧面与温控阀进油通路连通，温控阀安装孔5后段侧面与温控阀冷却液回路连通；温控阀进油通路和温控阀回油通路在壳体上平行设置，且均垂直于温控阀安装孔5；温控阀包括阀体、调温器芯体13、阀门16和推杆15，温控阀安装孔5前后两端均设置有弹簧座8，前后两端弹簧座8上分别安装有第一弹簧11和第二弹簧12，第一弹簧11和第二弹簧12处于温控阀安装孔5内。前端弹簧座8通过O形密封圈10和弹性挡圈9安装在温控阀安装孔5前端，形成静态密封；后端弹簧座8通过O形密封圈10和弹性挡圈9安装在温控阀安装孔5后端，形成静态密封。

温控阀安装孔5内设置有定位孔，定位孔的孔径小于温控阀安装孔5的孔径，在温控阀安装孔5内形成向内凸起的台阶。温控阀阀体处于温控阀进油通路上且后端顶靠在台阶上，处于温控阀进油通路一侧，用于阻断温控阀安装孔5内的温控阀冷却液回路和温控阀进油通路，在阀体和台阶之间还设有O形密封圈10和密封圈14，用于密封，使得温控阀安装孔5内的温控阀冷却液回路和温控阀进油通路完全隔开；阀体的前端由第一弹簧11抵住，使之压紧在台阶上；阀体内安装有调温器芯体13，调温器芯体13采用蜡式调温器芯体13，用于感受油温；当调温器芯体13受热膨胀时，调温器芯体13的前端被阀体固定，后端可以自由伸缩。调温器芯体13的后端通过穿过定位孔的推杆15与设置在温控阀冷却液回路中的阀体前端相连；阀体的后端与第二弹簧抵触，第二弹簧给予阀门预压力，使得阀门在正常情况下保持常闭状态；当调温器芯体13受热膨胀时，调温器芯体13后端伸长能带动推杆15运动，从而带动阀门16运动，进一步通过阀门16控制冷却液流量大小及开合。

变速箱油从温控阀进油进口41进入温控阀单元1内，经温控阀进油出口42流出温控阀单元1然后通过油冷器进油口43进入油冷器温控单元2，在油冷器温控单元2内经调温后，经油冷器回油口44流出，然后经温控阀回油进口45回流到温控阀单元1内，最后经温控阀回油出口46回流到变速箱装置中，形成完整的变速箱油回路。

发动机冷却液通过油冷器温控单元2的油冷器进液口31流入油冷器温控单元2后，经油冷器出液口32流出油冷器温控单元2，然后经温控阀回液进口33进入温控阀单元1内，最后从温控阀回液出口34流出，回流到发动机冷却系统单元，形成冷却液回路，其中在温控阀回液进口33和温控阀回液出口34之间安装有阀门16，阀门的开合可以控制冷却液回路的流量。

该系统的运行原理是：

当变速箱油温小于78℃时，蜡式调温器芯体12感受变速箱油温，蜡式调温器芯体12不膨胀，推杆15没有动作，阀门16处于关闭状态，在温控阀单元1内冷却液通路被阻断，发动机的冷却液通过第油冷器进液口31流入到油冷器温控单元2内，由于阀门16处于关闭状态，所以发动机的冷却液只能在油冷器温控单元2内但并不能形成回路。

变速箱油温达到78℃时，蜡式调温器芯体12感受油温并开始膨胀，逐渐带动推杆15运动，阀门16缓慢开启，在温控阀单元1内冷却液通路逐渐开启，冷却液通过油冷器进液口31流入油冷器控制单元2后，经油冷器出液口32流出油冷器控制单元2，然后经温控阀回液进口33进入温控阀单元1内，由于阀门16逐渐开启，冷却液逐渐从温控阀回液出口34流出，回流到发动机冷却系统单元，冷却液形成回路，此时，变速箱油在油冷器控制单元2内与冷却液进行热交换，变速箱油温升速率会逐渐降低。

当变速箱油温升高到大于95℃时，阀门16处于完全开启状态，冷却液通路被完全打开，变速箱油与冷却液在油冷器温控单元2内发生热交换，变速箱油温最终会稳定在适宜的温度范围内。

当变速箱油温逐渐降低时，蜡式调温器芯体13感受油温，蜡式调温器芯体13纵向缩短，并在第二弹簧12的作用下，将阀门8和推杆9作用到初始状态。此时，温控阀单元1内的温控阀冷却液回路会逐渐恢复到关闭状态。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，包括温控阀单元(1)、油冷器温控单元(2)、温控阀、变速箱单元和发动机冷却液系统单元，其特征在于：所述温控阀单元(1)和油冷器温控单元(2)内均设有油通路和冷却液通路；所述变速箱单元上设有变速箱进油口和变速箱回油口，所述变速箱进油口经所述温控阀单元(1)和所述油冷器温控单元(2)的油通路后与所述变速箱进油口连接，形成变速箱油回路；所述发动机冷却液系统单元上设有进液口和回液口，所述发动机冷却液系统单元进液口经所述油冷器温控单元(2)和温控阀的冷却液通路路后与发动机冷却液系统单元回液口连接，形成冷却液回路；所述温控阀单元(1)通过流经其中的变速箱油的温度控制温控阀的开启大小，进而控制冷却液回路的流量；当变速箱单元中的油温小于预设油温时，温控阀处于关闭状态，冷却液回路被关闭；当变速箱单元中的油温大于预设油温时，温控阀逐渐开启，冷却液通路开启，变速箱油与冷却液在油冷器温控单元(2)中进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀单元(1)内设有温控阀，所述温控阀包括蜡式调温器芯体(13)、推杆(15)和阀门(16)；所述蜡式调温器芯体(13)设置在变速箱油通路上，用于感受变速箱油温；所述阀门(16)设置在冷却液通路上，用于控制冷却液流量大小；所述推杆(15)连接蜡式调温器芯体(13)和阀门(16)；当变速箱中的油温大于预设油温时，蜡式调温器芯体(13)感受高温油而膨胀，通过推杆(15)带动阀门(16)动作，从而控制冷却液流量大小。

3.根据权利要求1或2所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：温控阀单元(1)包括壳体和温控阀，所述壳体上设有温控阀油通路、温控阀冷却液回路和温控阀安装孔(5)；所述温控阀置于温控阀安装孔(5)内，温控阀将温控阀安装孔(5)分割成前后两段，温控阀安装孔(5)前段与温控阀油通路相通，温控阀安装孔(5)后段与温控阀冷却液回路相通；所述温控阀包括阀体、调温器芯体(13)和阀门(16)，所述调温器芯体(13)处于温控阀安装孔(5)与温控阀油通路相通的一段，用于感受变速箱油油温；所述阀门(16)处于温控阀安装孔(5)与温控阀冷却液回路相通的一段，用于控制冷却液回路的冷却液流量大小；所述阀门(16)的开启动作由调温器芯体(13)控制；当变速箱单元中的油温小于预设油温时，调温器芯体(13)不膨胀，阀门(16)关闭，将冷却液回路断开；当油温大于预设油温时，所述调温器芯体(13)受热膨胀，推动阀门(16)逐渐开启，冷却液回路导通，形成冷却液回路，变速箱油与冷却液进行热交换。

4.根据权利要求3所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀油通路包括温控阀进油通路和温控阀回油通路，所述调温器芯体(13)处于温控阀安装孔(5)与温控阀进油通路相通的一段上。

5.根据权利要求4所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀进油通路与所述温控阀安装孔(5)侧面相通，所述温控阀回油通路和温控阀进油通路平行设置。

6.根据权利要求3所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀冷却液回路与所述温控阀安装孔(5)的侧面相通。

7.根据权利要求3所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀上的阀体用于阻断温控阀安装孔(5)内的温控阀冷却液回路和温控阀油通路，所述调温器芯体(13)设置在阀体内；所述温控阀安装孔(5)两端均设有弹簧座(8)，一端弹簧座(8)上安装有第一弹簧(11)，另一端弹簧座(8)上安装有第二弹簧(12)；所述温控阀安装孔(5)中部设有定位孔，定位孔的孔径小于温控阀安装孔(5)的孔径，在控阀安装孔(5)内形成向内凸起的台阶；所述阀体一端采用密封方式顶靠在定位孔的台阶上，阀体的另一端由第一弹簧(11)抵住，压紧在台阶上；所述调温器芯体(13)后端通过穿过定位孔的推杆(15)与所述阀门(16)的一端连接，阀门(16)的另一端与第二弹簧(12)抵触，第二弹簧(12)给予阀门预压力，使得阀门在正常情况下保持常闭状态。

8.根据权利要求7所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述弹簧座(8)与温控阀安装孔(5)端部之间采用密封圈密封。

9.根据权利要求1所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀单元(1)包括温控阀进油进口(41)、温控阀进油出口(42)、温控阀回油进口(45)、温控阀回油出口(46)、温控阀回液进口(33)和温控阀回液出口(34)；油冷器温控单元(2)包括油冷器进油口(43)、油冷器出油口(44)、油冷器进液口(31)、和油冷器出液口(32)；变速箱油单元内变速箱油经温控阀进油进口(41)、温控阀进油出口(42)、油冷器进油口(43)、油冷器回油口(44)、温控阀回油进口(45)和温控阀回油出口(46)后回流到变速箱油单元，形成变速箱油回路；发动机冷却液系统单元的冷却液经油冷器进液口(31)、油冷器出液口(32)、温控阀回液进口(33)和温控阀回液出口(34)后回流到发动机冷却液系统单元，形成冷却液回路。

10.根据权利要求9所述的一种通过冷却介质控制变速箱油温度的调温系统，其特征在于：所述温控阀单元(1)装配在所述油冷器温控单元(2)上，温控阀进油出口(42)与油冷器进油口(43)对应，温控阀回油进口(45)与油冷器回油口(44)对应，油冷器出液口(32)与温控阀回液进口(33)对应。