CN106286789A - 变速器油温的控制机构和控制方法 - Google Patents

变速器油温的控制机构和控制方法 Download PDF

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郭全宝
赵胜广
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Abstract

本发明公开了一种变速器油温的控制机构和控制方法，变速器油温的控制机构包括水冷式换热器，水冷式换热器能够与变速器油进行热交换；散热器；温控阀，第一进水口与发动机小循环水回路连通，第二进水口与散热器的出水口连通，第三进水口与水冷式换热器的出水口连通；温控阀能够切换至三种工作状态，第一种为第一进水口与第一出水口导通且第二进水口与第一出水口断开，第二种为第一进水口与第一出水口断开且第二进水口与第一出水口导通，第三种为第一进水口与第一出水口导通且第二进水口与第一出水口导通。该变速器油温的控制机构可以有效地解决变速器油温波动大，不易控制的问题。

Description

变速器油温的控制机构和控制方法
技术领域
本发明涉及润滑油冷却技术领域，更具体地说，涉及一种变速器油温的控制机构和控制方法。
背景技术
随着汽车工业的发展以及汽车保有量的增加，汽车能源消耗和环境污染问题越来越受到人们的重视。为了进一步降低能耗和排放，需要保证变速器润滑油的油温始终处于最佳温度区间，从而降低摩擦阻力，实现油耗的降低。
目前保证变速器油温的方法通常采用冷却和加热的方式，冷却方式通常以风冷式冷却器为主，由于风冷式冷却器的热交换介质温差较大，因此使用风冷式冷却器易导致变速器油温的温度波动较大。加热功能一般通过机油加热器来完成，需要设置独立的加热回路，造成汽车系统的成本增加。而且使用风冷式冷却器和机油加热器不能达到对变速器油温精准的控制，若变速器油温过低则润滑效果不好，若变速器油温过高则易变质。
综上所述，如何有效地解决变速器油温波动大，不易控制的问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种变速器油温的控制机构，该变速器油温的控制机构的结构设计可以有效地解决变速器油温波动大，不易控制的问题，本发明的第二个目的是提供一种使用上述控制机构控制变速器油温的控制方法。
为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：
一种变速器油温的控制机构，包括：
具有进水口和出水口的水冷式换热器，所述水冷式换热器能够与变速器油进行热交换；
具有进水口和出水口的散热器；
温控阀，所述温控阀的接口包括第一进水口、第二进水口、第三进水口、第一出水口和第二出水口，所述第一进水口与发动机小循环水回路连通，所述第二进水口与所述散热器的出水口连通，所述第三进水口与所述水冷式换热器的出水口连通，所述第一出水口与所述水冷式换热器的进水口连通，所述第二出水口与所述第三进水口导通；
所述温控阀能够切换至三种工作状态，第一种工作状态为所述第一进水口与所述第一出水口导通且所述第二进水口与所述第一出水口断开，第二种工作状态为所述第一进水口与所述第一出水口断开且所述第二进水口与所述第一出水口导通，第三种工作状态为所述第一进水口与所述第一出水口导通且所述第二进水口与所述第一出水口导通。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，所述散热器具体为发动机散热器，所述第二出水口与发动机回水管路连通，从所述发动机散热器流出的部分水能够流进所述温控阀中。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，所述发动机散热器中具有两个并联的散热管路，其中一个所述散热管路的出水口与所述第二进水口连通，另一个所述散热管路的出水口与所述发动机回水管路连通。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，所述温控阀包括壳体、设置在所述壳体上的所述接口、设置于所述壳体内部的推杆、套设在所述推杆上的复位弹簧、设置在所述壳体内部的阀芯以及设置在所述阀芯内部的蜡包；
所述推杆的一端与所述壳体内部固定连接，另一端与所述阀芯连接，且经所述第三进水口流进的水流经所述阀芯，当流经所述阀芯的水温度大于第一设定温度后，所述蜡包融化体积膨胀推动所述推杆移动以压缩所述复位弹簧，使所述第二进水口与所述第一出水口接通；当流经所述阀芯的水温度小于所述第一设定温度后，所述阀芯内的蜡包凝固体积缩小，所述推杆在所述复位弹簧的作用下复位，使所述第一进水口与所述第一出水口接通。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，当流经所述阀芯的水温度不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时，所述第一进水口和所述第二进水口均与所述第一出水口导通。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，至少一个所述接口为VDA标准接口。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，所述温控阀集成在所述水冷式换热器上。
优选地，上述变速器油温的控制机构中，所述第一进水口与发动机缸盖的出水口连通。
一种变速器油温的控制方法，包括步骤：
当变速器油温小于第二设定温度时，使用发动机小循环水对变速器油进行升温；
当变速器油温大于第三设定温度时，使用从散热器中流出的水对变速器油进行降温；
当变速器油温不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时，使用发动机小循环水和从散热器中流出的水与变速器油进行热交换。
优选地，上述变速器油温的控制方法中，所述第二设定温度为80℃，所述第三设定温度为100℃。
应用本发明提供的变速器油温的控制机构时，当发动机冷启动时变速器油温度较低且发动机小循环水回路中的水迅速升温，此时切换温控阀至第一工作状态即第一进水口与第一出水口导通且第二进水口与第一出水口断开，此时仅发动机小循环水回路中的水能够流进温控阀中，进而经过第一出水口流进水冷式换热器中，发动机小循环水升温较快，如此进入水冷式换热器中的水可以对变速器油进行升温。随着发动机的负荷增加，进入水冷式换热器中水温较高，变速器油温也会一直攀升，当变速器油温过高时则可以切换温控阀至第二工作状态即第一进水口与第一出水口断开且第二进水口与第一出水口导通，此时仅散热器中的水能够流进温控阀中，进而经过第一出水口流进水冷式换热器中，此时通过散热器中的冷水对变速器油进行降温。由上可知，本申请提供的变速器油温的控制机构中通过一个水冷式换热器便可以实现变速器油的降温和升温，结构简单，成本低。而且可以通过切换温控阀使变速器油的温度始终处于最佳温度区间，即80℃-100℃，保证变速器油的润滑效果最佳，保证变速器的传动效率较高，降低了损耗且达到了节能减排的目的。
为了达到上述第二个目的，本发明还提供了一种变速器油温的控制方法。该变速器油温的控制方法可以有效地解决变速器油温波动大，不易控制的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的变速器油温的控制机构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的温控阀的剖视图。
在图1-2中：
1-第一进水口、2-壳体、3-复位弹簧、4-推杆、5-第二进水口、6-卡簧、7-阀芯、8-第二出水口、9-第三进水口、10-第一出水口。
具体实施方式
本发明的第一个目的在于提供一种变速器油温的控制机构，该变速器油温的控制机构的结构设计可以有效地解决变速器油温波动大，不易控制的问题，本发明的第二个目的是提供一种使用上述控制机构控制变速器油温的控制方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图2，本发明实施例提供的变速器油温的控制机构包括水冷式换热器、散热器以及温控阀。其中，水冷式换热器具有进水口和出水口，并且水冷式换热器能够与变速器油进行热交换，即进入水冷式换热器中的水能够与变速器油进行热交换。散热器也具有进水口和出水口。温控阀具有多个接口，且多个接口包括第一进水口1、第二进水口5、第三进水口9、第一出水口10和第二出水口8，其中第一进水口1、第二进水口5和第三进水口9分别与发动机小循环水回路、散热器的出水口和水冷式换热器的出水口连通，即第一进水口1与发动机小循环水回路连通，第二进水口5与散热器的出水口连通，第三出水口与水冷式换热器的出水口连通。第一出水口10与水冷式换热器的进水口连通，第二出水口8与第三进水口9导通。温控阀能够切换至该控制机构的三种工作状态，第一种工作状态为第一进水口1与第一出水口10导通且第二进水口5与第一出水口10断开，即发动机小循环水回路与水冷式换热器的进水口之间导通且散热器的出水口与水冷式换热器的进水口之间断开。第二种工作状态为第一进水口1与第一出水口10之间断开且第二进水口5与第一出水口10之间导通，即发动机小循环水回路与水冷式换热器的进水口之间断开且散热器的出水口与水冷式换热器的进水口之间导通。第三种工作状态为第一进水口1与第一出水口10导通且第二进水口5与第一出水口10导通，即发动机小循环水回路与水冷式换热器的进水口之间导通且散热器的出水口与水冷式换热器的进水口之间导通。
应用本发明提供的变速器油温的控制机构时，当发动机冷启动时变速器油温度较低且发动机小循环水回路中的水迅速升温，此时切换温控阀至第一工作状态即第一进水口1与第一出水口10导通且第二进水口5与第一出水口10断开，此时仅发动机小循环水回路中的水能够流进温控阀中，进而经过第一出水口10流进水冷式换热器中，发动机小循环水升温较快，如此进入水冷式换热器中的水可以对变速器油进行升温，一般发动机小循环水会在3min之内升至80℃。随着发动机的负荷增加，进入水冷式换热器中的水温度较高，变速器油温也会一直攀升，当变速器油温过高时则可以切换温控阀至第二工作状态即第一进水口1与第一出水口10断开且第二进水口5与第一出水口10导通，此时仅散热器中的水能够流进温控阀中，进而经过第一出水口10流进水冷式换热器中，此时通过散热器中的冷水对变速器油进行降温。经第三进水口9进入温控阀的水可以从第二出水口8排出温控阀。由上可知，本申请提供的变速器油温的控制机构中通过一个水冷式换热器便可以实现变速器油的降温和升温，温度波动小，结构简单，成本低。而且可以通过切换温控阀使变速器油的温度始终处于最佳温度区间，即80℃-100℃，保证变速器油的润滑效果最佳，保证变速器的传动效率较高，降低了损耗且达到了节能减排的目的。
为了进一步简化管路结构和降低系统成本，其中散热器可以为发动机散热器，并且第二出水口8与发动机回水管路连通，从发动机散热器流出的部分水能够流进温控阀中。如此利用为发动机散热的散热器同时可以对变速器油进行散热，一个发动机散热器同时对发动机和变速器油进行降温，避免了单独设置对变速器油降温的散热器，结构更加简单。具体地，第二出水口8可以与发动机水泵的入水口连通，以此保证从第二出水口8流出的水回流至发动机中。
进一步地，发动机散热器中可以具有两个并联的散热管路，其中一个散热管路的出水口与第二进水口5连通，另一个散热管路的出水口与发动机回水管路连通，如此即在发动机散热器的进水端便使进入发动机散热器的水分别进入两个散热管路，热水分别在两个散热管路中散热后流出。具体地，可以通过隔板将发动机散热器分割成两个散热管路，调整隔板的位置可以调整两个散热管路中的流水量。
当然还可以在发动机散热器的出水端处设置两个散热管路，即从发动机散热器流出的水直接流至两个散热管路中，其中一个散热管路与第二进水口5连通，另一个散热管路的出水口与发动机回水管路连通。
优选地，温控阀可以包括壳体2、多个接口、推杆4、复位弹簧3以及蜡包，其中多个接口设置在壳体2上，推杆4设置在壳体2内部，复位弹簧3套设在推杆4上，推杆4的一端与壳体2内部固定连接，另一端与阀芯7连接，阀芯7设置在壳体2内部，蜡包设置在阀芯7内部。并且经第三进水口9流进温控阀的水会流经阀芯7，即从水冷式换热器流出的水会流经阀芯7，蜡包在阀芯7内部，当流经阀芯7的水温较高达到第一设定温度后，即达到蜡包的熔点时，蜡包会逐渐融化，蜡包体积膨胀，体积膨胀的蜡包推动推杆4，并且推杆4移动以压缩复位弹簧3，蜡包推动推杆4使得第二进水口5与第一出水口10接通，此时散热器中的冷水可以经第二进水口5与第一出水口10流进水冷式换热器中对变速器油进行降温。当流经阀芯7的水温度小于第一设定温度后，对蜡包进行冷却，蜡包会逐渐凝固，蜡包体积逐渐缩小，推杆4在复位弹簧3的作用下复位，使第一进水口1与第一出水口10接通，此时发动机小循环中的水可以经第一进水口1与第一出水口10流进水冷式换热器中对变速器油进行升温。其中第一设定温度为90℃。推杆4的另一端与阀芯7可以通过卡簧6连接，在此不作限定。
需要说明的是，当流经阀芯7的水温度不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时，第一进水口1和第二进水口5均与第一出水口10导通。即当蜡包处于半融化状态时，第二进水口5与第一出水口10导通且第一进水口1与第一出水口10导通，此时散热器中的冷水和发动机小循环中的水均可以流进温控阀中进而流进水冷式换热器中与变速器油温进行换热。
为了便于温控阀多个接口的连接，其中多个接口中至少一个为VDA标准接口，即为符合VDA标准的接口。优选地，第一进水口1为VDA标准接口，当然也可以多个接口均为VDA标准接口，在此不作限定。
当然温控阀还可以包括壳体2、设置在壳体2上的五个接口以及设置在第一出水口10处的温度感应器，通过温度感应器感应从水冷式换热器流出的水温度，进而根据温度感应器感应的温度切换温控阀至相应的工作状态。温控阀还可以为阀组，即多个阀相互配合形成温控阀。
为了进一步简化结构，其中温控阀可以集成在水冷式换热器上，当然也可以集成在发动机缸体上或者单独设置支撑温控阀的支架，在此不作限定。
另外，第一进水口1可以与发动机缸盖的出水口连通，如此保证了发动机小循环水能够进入温控阀中。
本发明还提供了一种变速器油温的控制方法，包括步骤：当变速器油温小于第二设定温度时，使用发动机小循环水对变速器油进行升温；即流进第三进水口9的水温度小于第二设定温度时温控阀处于第一种工作状态，此时仅发动机小循环中的水经第一进水口1与第一出水口10流进水冷式换热器中对变速器油进行升温。
当变速器油温大于第三设定温度时，使用从散热器中流出的水对变速器油进行降温；即流进第三进水口9的水温度大于第三设定温度时温控阀处于第二种工作状态，此时仅散热器中的水经第二进水口5与第一出水口10流进水冷式换热器中对变速器油进行降温。
当变速器油温不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时，使用发动机小循环水和从散热器中流出的水与变速器油进行热交换。即流进第三进水口9的水温度不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时温控阀处于第三种工作状态，此时散热器中的冷水和发动机小循环中的水均可以流进温控阀中进而流进水冷式换热器中对变速器油温进行换热。使用该方法可以使变速器油温始终处于最佳温度区间，大大提高了变速器油的润滑效果。
优选地，第二设定温度可以为80℃，所述第三设定温度可以为100℃。当然，第二设定温度和第三设定温度也可以根据实际情况设定，在此不作限定。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种变速器油温的控制机构，其特征在于，包括：
具有进水口和出水口的水冷式换热器，所述水冷式换热器能够与变速器油进行热交换；
具有进水口和出水口的散热器；
温控阀，所述温控阀的接口包括第一进水口(1)、第二进水口(5)、第三进水口(9)、第一出水口(10)和第二出水口(8)，所述第一进水口(1)与发动机小循环水回路连通，所述第二进水口(5)与所述散热器的出水口连通，所述第三进水口(9)与所述水冷式换热器的出水口连通，所述第一出水口(10)与所述水冷式换热器的进水口连通，所述第二出水口(8)与所述第三进水口(9)导通；
所述温控阀能够切换至三种工作状态，第一种工作状态为所述第一进水口(1)与所述第一出水口(10)导通且所述第二进水口(5)与所述第一出水口(10)断开，第二种工作状态为所述第一进水口(1)与所述第一出水口(10)断开且所述第二进水口(5)与所述第一出水口(10)导通，第三种工作状态为所述第一进水口(1)与所述第一出水口(10)导通且所述第二进水口(5)与所述第一出水口(10)导通。
2.根据权利要求1所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，所述散热器具体为发动机散热器，所述第二出水口(8)与发动机回水管路连通，从所述发动机散热器流出的部分水能够流进所述温控阀中。
3.根据权利要求2所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，所述发动机散热器中具有两个并联的散热管路，其中一个所述散热管路的出水口与所述第二进水口(5)连通，另一个所述散热管路的出水口与所述发动机回水管路连通。
4.根据权利要求1-3任一项所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，所述温控阀包括壳体(2)、设置在所述壳体(2)上的所述接口、设置于所述壳体(2)内部的推杆(4)、套设在所述推杆(4)上的复位弹簧(3)、设置在所述壳体(2)内部的阀芯(7)以及设置在所述阀芯(7)内部的蜡包；
所述推杆(4)的一端与所述壳体(2)内部固定连接，另一端与所述阀芯(7)连接，且经所述第三进水口(9)流进的水流经所述阀芯(7)，当流经所述阀芯(7)的水温度大于第一设定温度后，所述蜡包融化体积膨胀推动所述推杆(4)移动以压缩所述复位弹簧(3)，使所述第二进水口(5)与所述第一出水口(10)接通；当流经所述阀芯(7)的水温度小于所述第一设定温度后，所述阀芯(7)内的蜡包凝固体积缩小，所述推杆(4)在所述复位弹簧(3)的作用下复位，使所述第一进水口(1)与所述第一出水口(10)接通。
5.根据权利要求4所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，当流经所述阀芯(7)的水温度不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时，所述第一进水口(1)和所述第二进水口(5)均与所述第一出水口(10)导通。
6.根据权利要求4所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，至少一个所述接口为VDA标准接口。
7.根据权利要求1所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，所述温控阀集成在所述水冷式换热器上。
8.根据权利要求1所述的变速器油温的控制机构，其特征在于，所述第一进水口(1)与发动机缸盖的出水口连通。
9.一种变速器油温的控制方法，包括步骤：
当变速器油温小于第二设定温度时，使用发动机小循环水对变速器油进行升温；
当变速器油温大于第三设定温度时，使用从散热器中流出的水对变速器油进行降温；
当变速器油温不小于第二设定温度且不大于第三设定温度时，使用发动机小循环水和从散热器中流出的水与变速器油进行热交换。
10.根据权利要求9所述的变速器油温的控制方法，其特征在于，所述第二设定温度为80℃，所述第三设定温度为100℃。
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