CN106594253A - 一种重型变速器冷却润滑系统及冷却润滑方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种重型变速器冷却润滑系统及冷却润滑方法，包括油泵、过滤器、温控阀、散热器、放油螺栓、两根喷油管和一个喷油头。当温控阀关闭时，温控阀进油管与温控阀出油管相连通；当温控阀开启时，温控阀进油管与冷却进油管相连通，冷却出油管与温控阀出油管相连通。放油螺栓的输入端与温控阀出油管相连接，放油螺栓的三个输出端分别与两根喷油管和喷油头相连接。两根喷油管均从主箱延伸至副箱，每根喷油管上均设置有若干个喷孔。温控阀用于齿轮油是否进入散热器。本发明采用外置散热器和油泵强制润滑相结合，保证特殊复杂工况下轴齿、轴承、密封件、润滑油等的润滑冷却需求；同时具有结构简单，性能可靠，冷却润滑效果显著的优点。

Description

一种重型变速器冷却润滑系统及冷却润滑方法

技术领域

本发明涉及重型车辆变速器领域，特别是一种重型变速器冷却润滑系统及冷却润滑方法。

背景技术

目前，国内重型商用车变速器多为手动变速器，其冷却方式绝大多数采用行车风冷的方式。然而，行车风冷受车辆行驶工况影响很大，特别是在山区工况，存在连续大长坡，车辆行驶速度低，变速器风冷效果差，变速器容易出现过热现象。当变速器出现过热时，变速器内齿轮油粘度下降、碳化，易造成轴齿件点蚀、胶合，进而影响变速器使用寿命，可靠性降低。

另外，变速器内轴齿件的润滑，绝大多数采用齿轮飞溅润滑的方式，属于被动润滑。由于双中间轴结构的特殊性，主副箱各有一根中间轴布置在斜上方，在山区等连续大长坡工况下，上坡或下坡总有一根中间轴由于接触不到齿轮油面而使润滑变差。

本发明结合山区工况的特殊性和双中间轴变速器的结构特点，设计了一种外置散热器和油泵强制润滑相结合的冷却润滑系统，满足双中间轴重型变速器特殊工况下的使用需求，提高产品的适应性和可靠性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种重型变速器冷却润滑系统，该重型变速器冷却润滑系统采用外置散热器和油泵强制润滑相结合的冷却润滑系统，满足双中间轴重型变速器在特殊复杂工况下轴齿、轴承、密封件、润滑油等的润滑冷却需求；同时具有结构简单，性能可靠，冷却润滑效果显著的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种重型变速器冷却润滑系统，重型变速器包括变速器壳体、主箱、副箱和密封填充在变速器壳体中下部的齿轮油；主箱和副箱内各设置有两根中间轴，且均有一根中间轴位于主箱或副箱腔体的斜上方；重型变速器冷却润滑系统包括油泵、过滤器、温控阀、散热器、放油螺栓、两根喷油管和一个喷油头。

油泵的输入端连接有进油管，进油管的另一端伸入变速器壳体中下部的齿轮油中，进油管的中部设置有过滤器。

温控阀具有温控阀进油管和温控阀出油管，散热器具有冷却进油管和冷却出油管；冷却进油管和冷却出油管的另一端均与温控阀相连接；当温控阀关闭时，温控阀进油管与温控阀出油管相连通；当温控阀开启时，温控阀进油管与冷却进油管相连通，冷却出油管与温控阀出油管相连通。

放油螺栓具有一个输入端和三个输出端，其中，放油螺栓的输入端与温控阀出油管相连接，放油螺栓的三个输出端分别与两根喷油管和喷油头相连接。

喷油头固定在位于主箱外侧的变速器壳体上，喷油头能对位于主箱腔体斜上方中间轴上减速齿轮、前轴承及啮合齿轮进行喷油润滑。

两根喷油管均从主箱延伸至副箱，每根喷油管上均设置有若干个喷孔，两根喷油管能对位于主箱和副箱腔体斜上方的中间轴以及套装在两根中间轴上的所有齿轮均进行喷油润滑。

重型变速器还包括能对齿轮油温度进行检测的齿轮油温传感器，温控阀与齿轮油温传感器相连接。

主箱内的两根中间轴，一根位于主箱腔体的斜上方，另一根位于主箱腔体的斜下方，位于主箱腔体斜下方的中间轴上设置有插槽，油泵上设置有与该插槽相配合的油泵插销，油泵的内转子能随位于主箱腔体斜下方的中间轴进行转动，实现泵油。

主箱内的两根中间轴分别为主箱右上中间轴和主箱左下中间轴，副箱内的两根中间轴分别为副箱左上中间轴和副箱右下中间轴；两根喷油管分别为左上喷油管和右下喷油管。

放油螺栓固定在位于主箱外侧的变速器壳体上，左上喷油管的一端直接与放油螺栓固定连接，左上喷油管的布置路径为：从主箱左下中间轴的前端贯穿至尾端，再从副箱左上中间轴的前端贯穿至尾端；右下喷油管的布置路径为：从主箱右上中间轴的前端贯穿至尾端，再从副箱右下中间轴的前端贯穿至尾端；右下喷油管的入口端固定设置有喷油螺栓，喷油螺栓固定在变速器壳体上并通过输油管与放油螺栓的一个输出端相连接。

左上喷油管的末端设置有固定在变速器壳体上的喷油罩，该喷油罩能对副箱左上中间轴的后轴承进行喷油润滑。

右下喷油管包括前段和后段，前段位于主箱内，后段位于副箱内，前段和后段的交接点固定在主副箱隔墙上，后段的末端指向副箱常啮合齿轮的副啮合点处。

另外，本发明还提供一种重型变速器冷却润滑方法，该重型变速器冷却润滑方法采用外置散热器和油泵强制润滑相结合的冷却润滑系统，满足双中间轴重型变速器在特殊复杂工况下轴齿、轴承、密封件、润滑油等的润滑冷却需求；同时具有结构简单，性能可靠，冷却润滑效果显著的优点。

一种重型变速器冷却润滑方法，包括如下步骤。

步骤1，齿轮油过滤：位于变速器壳体中下部的齿轮油经进油管进入过滤器进行过滤。

步骤2，步骤1中过滤完成的齿轮油经油泵进入温控阀，温控阀能直接或间接对进入温控阀中的齿轮油油温进行检测，并决定齿轮油是否进入散热器。

1）当齿轮油油温低于设定温度时，温控阀关闭，齿轮油直接从温控阀进油管流向温控阀出油管。

2）当齿轮油油温等于或超过设定温度时，温控阀开启，温控阀进油管与冷却进油管相连通，温控阀出油管与冷却出油管相连通，齿轮油进入散热器中进行冷却。

步骤3，喷油润滑：从温控阀出油管流出的齿轮油进入放油螺栓，再依次进入两根喷油管和一个喷油头中，实现主动喷油润滑。

步骤2中的设定温度为120℃。

油泵与位于主箱腔体斜下方的中间轴固定连接，油泵的内转子能随位于主箱腔体斜下方的中间轴进行转动，实现自驱动泵油。

本发明采用上述结构与方法后，能保证任何复杂工况下重型变速器的冷却需求，内部润滑油路能保证所有工况下重型变速器内部轴齿件、轴承、密封件的润滑需求，特别适用于山区连续坡路等恶劣工况，保证重型变速器的使用寿命。同时，还具有结构简单，性能可靠，冷却润滑效果显著的优点。

附图说明

图1显示了本发明一种重型变速器冷却润滑系统的主视结构示意图。

图2显示了本发明一种重型变速器冷却润滑系统的的三维立体示意图。

图3显示了图1中所示A-A剖视图。

图4显示了图3中所示B-B剖视图。

图5显示了图1中所示E-E剖视图。

图6显示了图1中所示F-F剖视图。

图7显示了图1中所示G-G剖视图。

图8显示了图1中所示H-H剖视图。

图9显示了图1中所示C向视图（已隐藏变速器壳体）。

图10显示了图1中所示D向视图（已隐藏变速器壳体）。

其中有：1.油泵；2.出油管；3.温控阀进油管；4.温控阀；5.冷却进油管；6.散热器；7.冷却出油管；8.温控阀出油管；9.放油螺栓；10.输油管；11.喷油头；12.喷油螺栓；13.过滤器；14.变速器壳体孔；15.进油管；16.焊接支架；17.密封垫片；18.左上喷油管；19.喷油罩；20.右下喷油管；20-1.前段；20-2.后段；21.油泵插销；22.主箱左下中间轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

为便于理解，在对本发明的重型变速器冷却润滑系统介绍前，先对重型变速器做一下简单介绍如下。

重型变速器包括变速器壳体、主箱、副箱和密封填充在变速器壳体中下部的齿轮油。

主箱和副箱内各设置有两根中间轴，一根中间轴均位于主箱或副箱腔体的斜上方，另一根均位于主箱腔体的斜下方。

主副箱内两根中间轴的位置，优选设置方式为：主箱内的两根中间轴分别为主箱右上中间轴和主箱左下中间轴22，也即主箱内的两根中间轴分别设置在主箱腔体的右上方和左下方。

副箱内的两根中间轴分别为副箱左上中间轴和副箱右下中间轴，也即副箱内的两根中间轴分别设置在副箱腔体的左上方和右下方。

作为替换，当主副箱内两根中间轴的位置为其他设置方式时，本发明的重型变速器冷却润滑系统及冷却润滑方法也均适用。

主副箱内每根中间轴的前端均设置有前轴承，中部均套装有多个齿轮，尾端均设置有后轴承。

如图1至图2所示，一种重型变速器冷却润滑系统，包括油泵1、过滤器13、温控阀4、散热器6、放油螺栓9、两根喷油管和一个喷油头11。

油泵优选与主箱左下中间轴固定连接，油泵的内转子能随主箱左下中间轴进行转动，实现自驱动泵油。

油泵与主箱左下中间轴之间的固定连接方式，优选如图8所示，主箱左下中间轴上设置有插槽，油泵上设置有与该插槽相配合的油泵插销21。

如图3所示，油泵的输入端连接有进油管15，进油管15通过焊接支架16与变速器壳体经螺栓固定。油泵的输出端连接有出油管2。

进油管的输入端伸入变速器壳体中下部的齿轮油中。

进油管的中部设置有过滤器，过滤器优选为焊接一体结构，过滤器前端优选通过螺纹与变速器壳体固定连接，从而便于拆卸与更换过滤器。

如图4所示，过滤器末端优选通过变速器壳体孔14与进油管15连接。

温控阀4具有温控阀进油管3和温控阀出油管8。温控阀进油管3和出油管2之间优选通过变速器壳体孔相连接。

油泵1在主箱左下中间轴22的驱动下将齿轮油（也即润滑油）泵出，经出油管2和温控阀进油管3进入温控阀4。

上述散热器6优选安装在车架上，布置于通风效果好的位置，利于齿轮油的冷却。

散热器6具有冷却进油管5和冷却出油管7。冷却进油管和冷却出油管的另一端均与温控阀相连接。

进一步，重型变速器还包括能对齿轮油温度进行检测的齿轮油温传感器，温控阀与齿轮油温传感器相连接。温控阀根据齿轮油温传感器检测的温度，控制温控阀的开启时机，决定齿轮油是否需要进入散热器进行冷却。

当然，作为替换，也可以在温控阀内部或进油管15内设置温度传感器，该温度传感器能自动检测流至温控阀的齿轮油的温度。

当齿轮油温度低于温控阀开启温度时，温控阀关闭，温控阀进油管与温控阀出油管相连通，齿轮油不进入散热器。

当齿轮油温度达到温控阀4开启温度后，温控阀开启，温控阀进油管与冷却进油管相连通，冷却出油管与温控阀出油管相连通；齿轮油经冷却进油管5进入散热器6，实现齿轮油的冷却功能，齿轮油冷却后经过冷却出油管7流回温控阀4，并经过温控阀出油管8和输油管10输送至放油螺栓9。其中，温控阀出油管和输油管之间通过变速器壳体孔相连接。

放油螺栓固定在主箱外侧的变速器壳体上，放油螺栓的结构为现有技术，其结构具体可以参考申请号201010586685.4中所述，相当于一个阀体，但还可以防止在变速器壳体内部形成飞溅油液，改善变速器的散热条件。

放油螺栓具有一个输入端和三个输出端，其中，放油螺栓的输入端与温控阀出油管相连接，放油螺栓的三个输出端分别与两根喷油管和喷油头11相连接。

喷油头固定在位于主箱外侧的变速器壳体上，喷油头能对位于主箱腔体斜上方中间轴减速齿轮、以及套装在该中间轴上的前轴承及啮合齿轮进行喷油润滑。

如图6所示，喷油头11优选穿过密封垫片17螺接固定在变速器壳体上，上下左右四个方向分别开一个小孔，因此，能够润滑主箱右上中间轴的前轴承和常啮合齿轮。从而能够保证全工况特别是极端上坡工况下的润滑需要，同时可以在箱体内部形成飞溅油液，改善变速器的散热条件。

两根喷油管均从主箱延伸至副箱，每根喷油管上均设置有若干个喷孔，两根喷油管能对位于主箱和副箱腔体斜上方的中间轴以及套装在两根中间轴上的所有齿轮均进行喷油润滑。

两根喷油管分别为左上喷油管和右下喷油管。

如图5所示，左上喷油管18与放油螺栓9通过变速器壳体孔连通，放油螺栓9优选穿过密封垫片17螺接在变速器壳体上。

如图9所示，左上喷油管的布置路径为：从主箱左下中间轴的前端贯穿至尾端，再从副箱左上中间轴的前端贯穿至尾端。

左上喷油管的具体优选设置方式为：左上喷油管18经主箱左下中间轴22上方延伸至副箱腔体，左上喷油管18正对主箱左下中间轴22和副箱左上中间轴的每个齿轮分别开有喷孔，便于对各对齿轮啮合点处润滑。

左上喷油管18末端配有喷油罩19，喷油罩19上开有小孔，用于对副箱左上中间轴的后轴承进行喷油润滑。

如图7所示，右上喷油管20与喷油螺栓12通过变速器壳体孔连通，喷油螺栓12优选穿过密封垫片17螺接在变速器壳体上，放油螺栓通过输油管与喷油螺栓相连通。

喷油螺栓也为现有技术，也即中部设置有输油通道的螺栓，具体结构参见申请号为201310255830.4的专利申请。

如图10所示，右下喷油管的布置路径为：从主箱右上中间轴的前端贯穿至尾端，再从副箱右下中间轴的前端贯穿至尾端；右下喷油管的入口端固定设置有喷油螺栓，喷油螺栓固定在变速器壳体上并通过输油管与放油螺栓的一个输出端相连接。

右下喷油管的具体优选设置方式为：右下喷油管20包括前段20-1和后段20-2，前段20-1和后段20-2通过变速器壳体内部的主副箱隔墙壳体孔相连。

前段20-1位于主箱内，布置在主箱右上中间轴的下方，一直延伸到主副箱隔墙壳体孔，正对着主箱右上中间轴的每个齿轮分别开有喷孔，用于对各对齿轮啮合点进行润滑。

后段20-2位于副箱内，优选通过螺钉固定在主副箱隔墙上，布置于副箱输入齿轮和副箱右下中间轴的减速齿轮上方，正对主箱右上中间轴的后轴承处开有喷孔，用于润滑主箱右上中间轴的后轴承，右下喷油管20末端正对副箱常啮合齿轮的副啮合点处，用于润滑该对齿轮。

在放油螺栓9的作用下，分别将润滑油传输至左上喷油管18、喷油头11和右下喷油管20，实现主副箱所有轴齿件的强制润滑功能。

一种重型变速器冷却润滑方法，包括如下步骤。

步骤1，齿轮油过滤：位于变速器壳体中下部的齿轮油经进油管进入过滤器进行过滤。

步骤2，步骤1中过滤完成的齿轮油经油泵进入温控阀，温控阀能直接或间接对进入温控阀中的齿轮油油温进行检测，并决定齿轮油是否进入散热器。

1）当齿轮油油温低于设定温度时，温控阀关闭，齿轮油直接从温控阀进油管流向温控阀出油管。

2）当齿轮油油温等于或超过设定温度时，温控阀开启，温控阀进油管与冷却进油管相连通，温控阀出油管与冷却出油管相连通，齿轮油进入散热器中进行冷却。

上述齿轮油油温的设定温度优选为120℃，但也可以为其他温度，具体根据需要进行设置。

步骤3，喷油润滑：从温控阀出油管流出的齿轮油进入放油螺栓，再依次进入两根喷油管和一个喷油头中，实现主动喷油润滑。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种重型变速器冷却润滑系统，重型变速器包括变速器壳体、主箱、副箱和密封填充在变速器壳体中下部的齿轮油；主箱和副箱内各设置有两根中间轴，且均有一根中间轴位于主箱或副箱腔体的斜上方；其特征在于：重型变速器冷却润滑系统包括油泵、过滤器、温控阀、散热器、放油螺栓、两根喷油管和一个喷油头；

油泵的输入端连接有进油管，进油管的另一端伸入变速器壳体中下部的齿轮油中，进油管的中部设置有过滤器；

温控阀具有温控阀进油管和温控阀出油管，散热器具有冷却进油管和冷却出油管；冷却进油管和冷却出油管的另一端均与温控阀相连接；当温控阀关闭时，温控阀进油管与温控阀出油管相连通；当温控阀开启时，温控阀进油管与冷却进油管相连通，冷却出油管与温控阀出油管相连通；

放油螺栓具有一个输入端和三个输出端，其中，放油螺栓的输入端与温控阀出油管相连接，放油螺栓的三个输出端分别与两根喷油管和喷油头相连接；

喷油头固定在位于主箱外侧的变速器壳体上，喷油头能对位于主箱腔体斜上方中间轴上的减速齿轮、前轴承及啮合齿轮进行喷油润滑；

两根喷油管均从主箱延伸至副箱，每根喷油管上均设置有若干个喷孔，两根喷油管能对位于主箱和副箱腔体斜上方的中间轴以及套装在两根中间轴上的所有齿轮均进行喷油润滑。

2.根据权利要求1所述的重型变速器冷却润滑系统，其特征在于：重型变速器还包括能对齿轮油温度进行检测的齿轮油温传感器，温控阀与齿轮油温传感器相连接。

3.根据权利要求1所述的重型变速器冷却润滑系统，其特征在于：主箱内的两根中间轴，一根位于主箱腔体的斜上方，另一根位于主箱腔体的斜下方，位于主箱腔体斜下方的中间轴上设置有插槽，油泵上设置有与该插槽相配合的油泵插销，油泵的内转子能随位于主箱腔体斜下方的中间轴进行转动，实现泵油。

4.根据权利要求1所述的重型变速器冷却润滑系统，其特征在于：主箱内的两根中间轴分别为主箱右上中间轴和主箱左下中间轴，副箱内的两根中间轴分别为副箱左上中间轴和副箱右下中间轴；两根喷油管分别为左上喷油管和右下喷油管。

5.根据权利要求4所述的重型变速器冷却润滑系统，其特征在于：放油螺栓固定在位于主箱外侧的变速器壳体上，左上喷油管的一端直接与放油螺栓固定连接，左上喷油管的布置路径为：从主箱左下中间轴的前端贯穿至尾端，再从副箱左上中间轴的前端贯穿至尾端；右下喷油管的布置路径为：从主箱右上中间轴的前端贯穿至尾端，再从副箱右下中间轴的前端贯穿至尾端；右下喷油管的入口端固定设置有喷油螺栓，喷油螺栓固定在变速器壳体上并通过输油管与放油螺栓的一个输出端相连接。

6.根据权利要求5所述的重型变速器冷却润滑系统，其特征在于：左上喷油管的末端设置有固定在变速器壳体上的喷油罩，该喷油罩能对副箱左上中间轴的后轴承进行喷油润滑。

7.根据权利要求5所述的重型变速器冷却润滑系统，其特征在于：右下喷油管包括前段和后段，前段位于主箱内，后段位于副箱内，前段和后段的交接点固定在主副箱隔墙上，后段的末端指向副箱常啮合齿轮副的啮合点处。

8.一种使用权利要求1所述的重型变速器冷却润滑系统进行冷却润滑的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，齿轮油过滤：位于变速器壳体中下部的齿轮油经进油管进入过滤器进行过滤；

步骤2，步骤1中过滤完成的齿轮油经油泵进入温控阀，温控阀能直接或间接对进入温控阀中的齿轮油油温进行检测，并决定齿轮油是否进入散热器；

1）当齿轮油油温低于设定温度时，温控阀关闭，齿轮油直接从温控阀进油管流向温控阀出油管；

2）当齿轮油油温等于或超过设定温度时，温控阀开启，温控阀进油管与冷却进油管相连通，温控阀出油管与冷却出油管相连通，齿轮油进入散热器中进行冷却；

步骤3，喷油润滑：从温控阀出油管流出的齿轮油进入放油螺栓，再依次进入两根喷油管和一个喷油头中，实现主动喷油润滑。

9.根据权利要求8所述的使用重型变速器冷却润滑系统进行冷却润滑的方法，其特征在于：步骤2中的设定温度为120℃。

10.根据权利要求8所述的使用重型变速器冷却润滑系统进行冷却润滑的方法，其特征在于：油泵与位于主箱腔体斜下方的中间轴固定连接，油泵的内转子能随位于主箱腔体斜下方的中间轴进行转动，实现自驱动泵油。