CN105090467A - 一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置及其控制方法，该装置包括板翅式结构的冷却器，冷却器包括由隔板相互隔开的多个冷却液层、缓速器油层和变速器油层；冷却器的一端设置有冷却液入口、变速器油出口和缓速器油出口，冷却液入口与冷却液层连通，变速器油出口与变速器油层连通，缓速器油出口与缓速器油层连通；冷却器的另一端设置有缓速器油进口、冷却液出口和变速器油进口，缓速器油进口与缓速器油层连通，冷却液出口与冷却液层连通，变速器油进口与变速器油层连通。本发明解决变速器和缓速器油在润滑、制动过程中的散热问题，设计结构紧凑，无需增加单独的冷却系统。

Description

一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置及其控制方法
【技术领域】
本发明涉及汽车整车制冷技术领域，特别涉及一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置及其控制方法。
【背景技术】
在高功率大扭矩变速器中，传统的静态飞溅式润滑已不能满足变速器内部润滑和冷却需要，常采用强制循环润滑，变速器油经变速器内部润滑油泵带动，对变速器内部零件进行强制润滑和冷却。这种润滑方式较传统方式极大的改善了变速器内部的润滑和冷却条件，但采取这种方式却必然造成变速器油温的明显升高，如果温度不断上升或无法下降，将导致变速器油液失效，从而影响润滑效果。因此需要将变速器油温控制在合理范围内。
液力缓速器作为一种车辆的辅助制动装置，用来对质量较大的车辆在高速或下坡时提供辅助制。缓速器制动扭矩来自于油液与缓速器定、转子的相互作用，将转子的动能转化为油液的热能。作为工作介质，缓速器油是决定缓速器性能的主要因素之一，工作过程中的缓速器油具有比变速器油更高的温度，油液温度的升高将直接影响油液的性能，从而影响缓速器的制动能力，因此为保证缓速器的正常工作，需将由动能转化而来的油液的热能及时散发出去。
【发明内容】
本发明提供一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置及其控制方法，用于解决变速器和缓速器油在润滑、制动和冷却过程中的散热问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术手段：
一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，包括板翅式结构的冷却器，所述的冷却器包括由隔板相互隔开的多个冷却液层、缓速器油层和变速器油层；冷却器的一端设置有冷却液入口、变速器油出口和缓速器油出口，冷却液入口与冷却液层连通，变速器油出口与变速器油层连通，缓速器油出口与缓速器油层连通；冷却器的另一端设置有缓速器油进口、冷却液出口和变速器油进口，缓速器油进口与缓速器油层连通，冷却液出口与冷却液层连通，变速器油进口与变速器油层连通；所述的冷却液入口和冷却液出口与缓速器油进口和缓速器油出口反向布置；冷却液入口和冷却液出口与变速器油进口和变速器油出口反向布置。
作为本发明的进一步改进，所述的缓速器油进口与缓速器油出口设置在冷却器的一侧；所述的冷却液入口、变速器油出口、变速器油进口和冷却液出口设置在冷却器的另一侧。
作为本发明的进一步改进，所述的多个缓速器油层之间和多个变速器油层之间均间隔设置多个冷却液层，多个缓速器油层之间相连通，多个变速器油层之间相连通，多个冷却液层之间相连通。
作为本发明的进一步改进，所述的冷却液层的数量与缓速器油层和变速器油层的总和数量相等；缓速器油层比变速器油层数量多。
作为本发明的进一步改进，所述的变速器油层有两层，缓速器油层有13层，冷却液层有15层。
作为本发明的进一步改进，所述的冷却器内与缓速器油进口相对的管道上设置有缓速器油堵，冷却液出口上设置有放水堵。
作为本发明的进一步改进，所述的冷却器固定在整车缓速器后方，与缓速器通过端面连接；冷却液进口与整车发动机出水口相连，冷却液出口与整车节温器相连，缓速器油进口与整车缓速器的出油口相连，缓速器油出口与整车缓速器的进油口相连，变速器油进口与整车变速器的放油口相连，变速器油出口与变速器内部润滑油泵进口相连。
作为本发明的进一步改进，所述的冷却液出口内设置有用于检测冷却液温度的温度传感器，所述的温度传感器与整车缓速器控制器连接。
一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置的控制方法，包括以下步骤：缓速器工作中，当温度传感器检测冷却液出口的冷却液温度高于温度阀值时，整车缓速器控制器控制缓速器停止工作，冷却液降温；当温度传感器检测冷却液出口的冷却液温度低于温度阀值时，整车缓速器控制器控制缓速器正常工作。
所述的温度阀值为90～100℃。
相对与现有技术，本发明具有以下优点：
本发明缓速器变速器板翅式冷却装置应用在整车上，缓速器常安装在变速器后端，这种对缓速器油和变速器油进行冷却的装置，安装在缓速器后端，加在整车冷却系统中间，作为整车冷却系统的一部分，利用整车冷却循环对缓速器油和变速器油进行冷却，这种设计结构紧凑，无需增加单独的冷却系统。这样可以提高缓速器油和变速器油的使用寿命，保证变速器和缓速器正常使用。冷却器不仅能实现对缓速器油的冷却，满足液力缓速器的制动要求，同时实现对变速器油的冷却，保证变速器内部零件润滑和冷却。本发明内部采用板翅式设计的冷却器，板翅式结构具有体积小换热效率高的优点，适合在空间有限的整车上安装。
进一步，冷却液入口和冷却液出口与缓速器油进口和缓速器油出口反向布置，使冷却液流向与缓速器油流向相反，增大冷却液与缓速器油的换热效率；同时冷却液入口和冷却液出口与变速器油进口和变速器油出口反向布置，使冷却液流向与变速器油流向相反，增大冷却液与变速器油的换热效率。
进一步，油冷器中油层与水层数量相同，油层与水层交替布置，使换热更加充分。油层分为缓速器油层和变速器油层，由于缓速器油的温度和压力远高于变速器油，因此油冷器中的缓速器油层较变速器油层多。
本发明控制方法有效的避免了因为缓速器长期工作导致冷却液温度过高，过高温度的冷却液将直接影响整车散热系统中的其他部件特别是发动机的正常工作。控制冷却液出口温度低于90～100℃，有效的保证整车性能。
进一步，综合考虑正常整个工作等因素，温度阀值设置为90～100℃。
【附图说明】
图1为缓速器变速器板翅式冷却装置示意图。
其中，1-冷却液进口；2-变速器油层；3-冷却液层；4-缓速器油层；5-缓速器油出口；6-缓速器油进口；7-缓速器油堵；8-放水堵；9-冷却液出口；10-变速器油进口；11-变速器油出口；12-冷却器；13-温度传感器。
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明，本发明不限于以下实施例。
本发明一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，是利用一种冷却液同时冷却两种被冷却介质的冷却装置，内部结构如下图1所示。
该板翅式冷却装置包括板翅式结构的冷却器12，冷却器12包括多个由隔板隔开的通道，通道包括水层3、缓速器油层4和变速器油层2。冷却器12的一端设置有冷却液入口1、变速器油出口11和缓速器油出口5，冷却液入口1与水层3连通，变速器油出口11与变速器油层2连通，缓速器油出口5与缓速器油层4连通。冷却器12的另一端设置有缓速器油进口6、冷却液出口9和变速器油进口10，缓速器油进口6与缓速器油层4连通，冷却液出口9与水层3连通，变速器油进口10与变速器油层2连通。
其中，缓速器油进口6与缓速器油出口5设置在冷却器12的一侧，冷却液入口1、变速器油出口11、变速器油进口10和冷却液出口9设置在冷却器12的另一侧。冷却液入口1和冷却液出口9与缓速器油进口6和缓速器油出口5反向布置，使冷却液流向与缓速器油流向相反，增大冷却液与缓速器油的换热效率，同时冷却液入口1和冷却液出口9与变速器油进口10和变速器油出口11反向布置，使冷却液流向与变速器油流向相反，增大冷却液与变速器油的换热效率。图1中变速器油层2有两层，缓速器油层4有13层，水层3有15层，油层与水层3用薄板交替隔开，水层3内部都与冷却液入口1和冷却液出口9相通，缓速器油层4内部都与缓速器油进口6和缓速器油出口5相通，变速器油层2内部都与变速器油进口10和变速器油出口11相通。
另外，冷却器12内与缓速器油进口6相对的管道上设置有缓速器油堵7，冷却液出口9上设置有放水堵8和温度传感器13。
本发明的工作原理：为了实现对缓速器油的冷却，满足液力缓速器的制动要求，同时实现对变速器油的冷却，保证变速器内部零件润滑，本发明内部采用板翅式设计的冷却器，板翅式结构具有体积小换热效率高的优点，适合在空间有限的整车上安装。油冷器中油层与水层数量相同，油层与水层交替布置，使换热更加充分。油层分为缓速器油层和变速器油层，由于缓速器油的温度和压力远高于变速器油，因此油冷器中的缓速器油层较变速器油层多。水层、变速器油层和缓速器油层相互隔开，内部无法相通，所有水层，所有变速器油层和所有缓速器油层各自内部相通。本发明是利用一种冷却液同时冷却两种被冷却介质的冷却装置。
在实际使用中，冷却液进口1与发动机出水口相连，冷却液出口9与整车节温器相连，水层2内部都与冷却液入口1和冷却液出口9相通，缓速器油进口6与缓速器的出油口相连，缓速器油出口5与缓速器的进油口相连，缓速器油层4内部都与缓速器油进口6和缓速器油出口5相通，变速器油进口10与变速器的放油口相连，变速器油出口11与变速器内部润滑油泵进口相连，变速器油层内部都与变速器油进口10和变速器油出口11相通。当变速器或缓速器工作时，冷却液由冷却液进口1进入冷却器中，经过各水层从冷却液出口9流出，缓速器油由缓速器油进口6流入冷却器中，经过各缓速器油层从缓速器油出口5流出，变速器油由变速器油进口10流入冷却器中，流过各个变速器油层从变速器油出口11流出冷却器。在整个过程中，变速器油的流向和缓速器油的流向始终与冷却液流向相反，油液通过隔板将热量传至冷却液。该油冷器固定在缓速器后方，与缓速器通过端面连接，其余油口和水口通过管路与整车相应油水口连接。
另外，为了有效的保证整车性能，缓速器工作中，当温度传感器检13检测冷却液出口的冷却液温度高于90～100℃时，缓速器控制器控制缓速器停止工作，防止冷却液温度继续升高；当温度传感器13检测冷却液出口的冷却液温度低于90～100℃时，缓速器控制器控制缓速器正常工作。

Claims (10)

1.一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，包括板翅式结构的冷却器(12)，所述的冷却器(12)包括由隔板相互隔开的多个冷却液层(3)、缓速器油层(4)和变速器油层(2)；冷却器(12)的一端设置有冷却液入口(1)、变速器油出口(11)和缓速器油出口(5)，冷却液入口(1)与冷却液层(3)连通，变速器油出口(11)与变速器油层(2)连通，缓速器油出口(5)与缓速器油层(4)连通；冷却器(12)的另一端设置有缓速器油进口(6)、冷却液出口(9)和变速器油进口(10)，缓速器油进口(6)与缓速器油层(4)连通，冷却液出口(9)与冷却液层(3)连通，变速器油进口(10)与变速器油层(2)连通；所述的冷却液入口(1)和冷却液出口(9)与缓速器油进口(6)和缓速器油出口(5)反向布置；冷却液入口(1)和冷却液出口(9)与变速器油进口(10)和变速器油出口(11)反向布置。
2.根据权利要求1所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的缓速器油进口(6)与缓速器油出口(5)设置在冷却器(12)的一侧；所述的冷却液入口(1)、变速器油出口(11)、变速器油进口(10)和冷却液出口(9)设置在冷却器(12)的另一侧。
3.根据权利要求1所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的多个缓速器油层(4)之间和多个变速器油层(2)之间均间隔设置多个冷却液层(3)，多个缓速器油层(4)之间相连通，多个变速器油层(2)之间相连通，多个冷却液层(3)之间相连通。
4.根据权利要求3所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的冷却液层(3)的数量与缓速器油层(4)和变速器油层(2)的总和数量相等；缓速器油层(4)比变速器油层(2)数量多。
5.根据权利要求3所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的变速器油层(2)有两层，缓速器油层(4)有13层，冷却液层(3)有15层。
6.根据权利要求1所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的冷却器(12)内与缓速器油进口(6)相对的管道上设置有缓速器油堵(7)，冷却液出口(9)上设置有放水堵(8)。
7.根据权利要求1所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的冷却器(12)固定在整车缓速器后方，与缓速器通过端面连接；冷却液进口(1)与整车发动机出水口相连，冷却液出口(9)与整车节温器相连，缓速器油进口(6)与整车缓速器的出油口相连，缓速器油出口(5)与整车缓速器的进油口相连，变速器油进口(10)与整车变速器的放油口相连，变速器油出口(11)与变速器内部润滑油泵进口相连。
8.根据权利要求1所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置，其特征在于，所述的冷却液出口(9)内设置有用于检测冷却液温度的温度传感器(13)，所述的温度传感器(13)与整车缓速器控制器连接。
9.权利要求8所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：缓速器工作中，当温度传感器(13)检测冷却液出口(9)的冷却液温度高于温度阀值时，整车缓速器控制器控制缓速器停止工作，冷却液降温；当温度传感器(13)检测冷却液出口(9)的冷却液温度低于温度阀值时，整车缓速器控制器控制缓速器正常工作。
10.根据权利要求9所述的一种变速器和缓速器的板翅式冷却装置的控制方法，其特征在于，所述的温度阀值为90～100℃。
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