CN107448498B - 带有用于冷却离合器装置的系统的机动车辆动力系单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有用于冷却离合器装置的系统的机动车辆动力系单元。用于机动车辆（1）的动力系单元包含增压式内燃机（2）和可由内燃机（2）通过干式离合器装置（6）促动的变速器（5）。动力系单元（1）还包含用空气流来冷却离合器装置（6）的冷却系统。冷却系统利用内燃机（2）的增压压缩机（3）作为增压空气源用来供应进入离合器装置（6）的壳体（60）的冷却空气流。

Description

带有用于冷却离合器装置的系统的机动车辆动力系单元

技术领域

本发明涉及机动车辆动力系单元，特别是关于包含以下的动力系单元：

- 增压式内燃机；

- 用于使内燃机增压的至少一个压缩机；

- 变速器，其可由所述增压式内燃机通过干式离合器装置促动；和

- 设置成利用空气流来冷却所述离合器装置的空气冷却系统，其包含定位在所述机动车辆的车上并适于提供在所述离合器装置的壳体内的所述流的增压空气源。

背景技术

在机动车辆的使用年限期间，由于特定的关键操纵，例如反复的斜坡起动，有可能引起离合器的过度过热的问题，这甚至可导致对离合器自身的永久损害。

在这个方面，本领域中已知利用空气流冷却干式离合器装置的多种技术方案。

设想用来防止离合器单元的过多过热的第一种技术方案是增加离合器单元自身的质量使得，给定以热的形式耗散相同的能量，则与具有较小质量的离合器单元相比，在温度上有相应较低的上升。

克服以上问题的第二种技术方案是：利用外部的鼓风机强制空气进入机动车辆的变速箱壳体并因此流向离合器单元。该方案的缺点在于如下事实，即引入特别设置用于冷却离合器的空气冷却回路，因此导致机动车辆的动力系单元中的成本和负担上的相当大的增加。

以上提及的两种方案的替代方案是：利用已经设置在机动车辆上的用于其它目的的增压空气源来冷却离合器单元。后面类型的技术方案例如在DE102007041853和DE10200701304的文献中描述过。

然而，在以上文献中描述的方案呈现一些缺点，例如操作的复杂性和对将要在其上集成离合器的冷却功能的机动车辆动力系单元的布置需要进行大量的修改。

发明内容

发明目的

为了克服现有技术的缺陷，本发明的主要目标是提供带有用于冷却离合器装置的系统的机动车辆动力系单元，其以有效和可靠的方式执行其被构造成的所有功能，同时实施是便宜且简单的。

本发明的另外的目标是提供以上提及类型的动力系单元，其中为了引入离合器冷却系统，不需要显著地更改动力系单元的布置。

发明概述

为了实现以上所述的目的，本发明的主题是具有在本说明书开始时所指出的全部特征的机动车辆动力系单元，此外，其特征在于增压空气源是前述的至少一个增压压缩机。

增压压缩机可以是涡轮增压器单元的压缩机和/或由电动机促动的压缩机（例如，所谓的电子式增压器（e-booster）类型的压缩机）或者机械地促动的压缩机（例如，机械式增压器类型的压缩机）。

根据本发明的重要特征，冷却系统还包含：

- 至少一条引入管，用于由所述增压空气源供应的在所述离合器装置的壳体内的空气流；

- 至少一个阀，其沿着所述至少一条引入管定位并适于调节在入口处进入所述离合器装置的壳体的空气流；

- 根据所述离合器装置的温度的值控制所述阀的装置。

由于前述的特征，根据本发明的动力系单元能够借助于由已经设置在机动车辆上的用于增压内燃机的增压空气源产生的空气流来冷却离合器，而不显著更改动力系单元的布置。

根据本发明的另一重要特征，阀是电动阀，而且电子控制单元设置成至少根据离合器装置的温度的值控制所述阀。当离合器的温度值高于预定的阈值时，电子控制单元将阀保持在打开位置，使冷却空气流能够朝着离合器经过。

根据本发明的第一实施例，电子控制单元设置成基于作为一个或多个参数的函数的数学模型计算离合器装置的温度值，所述参数例如曲轴的扭矩和在离合器装置的输入与输出之间的转速差。

在替代实施例中，电子控制设置成接收来自传感器的信号，所述信号指示离合器装置的温度值。

根据本发明的另外的优选特征，电子控制单元设置成仅在机动车辆的加速踏板处于释放状态时允许阀的打开。因此保证在离合器的冷却期间发动机的运行不会变坏。在该案例中还可设想给电子单元被编程用于在它检测到有冷却离合器装置的需求，但同时它核实了冷却被禁止所达的持续时间超过了预设时间或者冷却被禁止所达的机动车辆行驶的距离超过了预定值的时候，产生警报信号。

附图说明

本发明的另外的特征和优点将参考附图从随后的描述中显现，所述附图仅仅作为非限制性的例子提供，其中图1是根据本发明的动力系单元的优选实施例的示意图。

具体实施方式

在图1中，由附图标记1总的标示的是根据本发明的机动车辆动力系单元的优选实施例。

根据其本身已知的技术，机动车辆动力系单元1包含增压式内燃机2，其装配有涡轮增压器单元，该涡轮增压器单元包括用于供应内燃机2的空气的压缩机3和用于压缩机3的促动的涡轮机4，涡轮机4转而构造成由内燃机2的废气流促动。

利用附图标记C指示进气管，其中插入了空气过滤器F和流量计M。管C将进气朝着压缩机3引导。在图1所示的实施例中，还关联到压缩机3的是旁通管21，其中关联了旁通阀22。

动力系单元1还包含变速器5，其可由增压式内燃机2通过干式离合器装置6促动。变速器5可以是手动类型、或自动单离合器或双离合器类型中的任一种。在本说明书中和在所附的权利要求中，由“离合器装置”的表达被理解为：包含单个离合器或甚至多于一个的离合器的离合器装置。

在图1中还示出的是废气再循环（EGR）系统，其包含：高压EGR阀16；高压热交换器17；低压EGR阀18；和低压热交换器19。在本说明书中和在附图中，关于EGR系统的构造细节不再进一步给出，因为这些细节可通过任何已知的方式来提供。

根据本发明的重要特征，动力系单元1还包含冷却系统，该冷却系统设置成借助于空气流来冷却离合器装置6，从而紧跟机动车辆的关键操纵之后，防止离合器装置6的过热或者加快离合器装置6的冷却。

为了形成冷却空气流，冷却系统设想增压空气源的利用，所述增压空气源已经被设置在机动车辆上用于使内燃机增压并且构造成供应在离合器装置6的壳体60内的增压空气流。

根据本发明，用于供应冷却空气流的增压空气源是动力系单元1的前述的增压压缩机3。

为了将由压缩机3产生的增压空气流的一部分朝向离合器装置6传送，冷却系统包含引入管7。根据本发明的优选实施例，引入管7包含上游端70，该上游端70与进气管C在热交换器20下游的管C的一个位置上连通，所述热交换器20设计用以在流体进入燃烧室之前冷却流体。引入管7还包含流动到由离合器装置6的壳体60限定的室中的下游端71。代替或者除了作为形成涡轮增压器单元的一部分的常规压缩机的增压空气源的使用，还可设想副压缩机15的使用，其由电动机14促动（例如，所谓的电子式增压器类型的压缩机）或机械地促动（例如，机械式增压器类型的压缩机）。

根据本发明的重要特征，沿着引入管7接入阀8并且阀8适于调节在入口处进入离合器装置6的壳体60的冷却空气流。

根据本发明的另外的特征，离合器装置6的冷却系统还包含用于冷却空气流的引出管11以使冷却空气流出离合器装置6的壳体60。因此引出管11包含第一端110和相反的终止端111，所述第一端110与由离合器6的壳体60限定的室连通，所述终止端111在用于有害排放物的控制的系统23下游的排气管路12的一个位置上连接到机动车辆的排气管路12。

由附图标记13所指示的是沿着引出管11接入的引出阀，其构造成调节冷却空气从离合器装置6的壳体60的引出流并且用于在不需要该流时截断其与排气管道的连通。

被包括在根据本发明的动力系单元1中的冷却系统还包含根据离合器装置6的温度的值控制阀8和引出阀13的装置。这些装置由电子控制单元E表征，所述电子控制单元E构造成至少根据离合器装置6的温度的值来控制阀8和13。

在本发明的第一实施例中，阀8和13是开/关类型的电动阀。当离合器装置6的温度值高于预定阈值时，电子控制单元E将阀8保持在打开位置，使得冷却空气流能够朝着离合器装置6经过。

在本发明的替代实施例中，阀8和13是比例类型的电动阀，并且因此将电子控制单元E设置成在超过离合器装置的温度的第一预定阈值时开始打开阀8。随着温度增加，阀8逐渐打开，直至对于等于或高于第二预定阈值的温度，阀被完全打开，所述第二预定阈值高于第一阈值。

用于引入阀8和引出阀13两者的打开和关闭的控制允许以可选的方式来调节通过离合器装置6的壳体的流动的可能性。

另一方面，冷却离合器装置6的需求将与不负面影响内燃机的性能的需求相调和。当空气流的一部分被传送到引入管7中时，动力系单元1可能遭遇这样的事实，即空气流的相应一部分未到达发动机气缸的燃烧室。

为了防止该缺陷，在使用涡轮增压器的情况下，可能的是控制常规的废气门阀以便将其保持得更为闭合，或者在VGT（可变几何形状涡轮机）或VNT（可变喷嘴涡轮机）的情况中促动替代的控制装置以便增加涡轮机的速度及压缩机随之发生的动作。在存在副压缩机15的情况中，可以凭借副压缩机来供应更高的空气流要求。

在发动机燃烧所需的空气量由流量计M控制的情况中，控制单元E设置用于计算转移到壳体6中的空气量且用于对增压系统要求额外的流率用于恰当地供给内燃机。

在发动机燃烧所需的空气量由在进气歧管处的压力控制（例如，利用速度-密度系统）的情况中，进入壳体6的一部分流的转移将由发动机控制自动补偿，所述发动机控制将相应地管理增压系统。

然而，优选地，电子控制单元E预先布置成仅在机动车辆的加速踏板（其控制常规的节气阀10或引进的燃料量）处在释放状态时允许阀8和13的打开。在该情形下，发动机不需要传递扭矩但可经由压缩机3或辅助压缩机15产生冷却离合器装置6所需的冷却空气流，例如在斜坡起动之前或之后或者在任何其它对机动车辆的离合器来说关键的操纵之后。

如以上提及的，在该案例中还可能设想对电子单元E被编程为在它检测到有冷却离合器装置的需要、但同时检测到冷却被禁止所达的持续时间超过预设的时间或所达的机动车辆行驶的距离超过预设值的时候产生警报信号（例如，用于点亮在仪表板上的警示灯）。

根据本发明的第一实施例，电子控制单元E设置成基于使用数学模型计算的一个或多个参数来计算离合器装置6的温度的值，然后可能地打开阀8和13。这些参数是，尤其是，曲轴的扭矩和在离合器装置6的输入与输出之间的转速差。

在替代实施例中，电子控制单元E设计成接收来自传感器（由图1中的附图标记9总的标示）的信号，所述传感器设置在离合器装置6的壳体60上以便检测壳体60中的空气温度，因此以更加可靠的方式估计离合器装置6的温度值。

如从前面的描述中所清晰显现的，根据本发明的动力系单元构造成利用对于动力系的正常管理已经存在的简单且低成本的装置，以有效且可靠的方式执行离合器装置的冷却的功能，因而这不涉及对动力系单元的布置的任何重要修改，并且未引入可能使发动机的有效运行不利的因素。

当然，虽然本发明的原理保持相同，但结构细节和实施例可相对于文中仅作为例子的方式描述且示例的细节和实施例大量地变化，而因此不偏离由所附的权利要求中所明确的本发明的范围。

Claims (12)

1.一种用于机动车辆的动力系单元（1），其包含：

- 增压式内燃机（2），其装配有用于增压所述内燃机（2）的至少一个压缩机（3）；

- 变速器（5），其能由所述增压式内燃机（2）通过干式离合器装置（6）促动；和

- 设置用于利用空气流冷却所述离合器装置（6）的空气冷却系统，其包含定位在所述机动车辆上且适于供应在所述离合器装置（6）的壳体（60）内的所述流的增压空气源，

所述动力系单元（1）其特征在于：所述增压空气源是前述的至少一个增压压缩机（3）。

2.根据权利要求1所述的动力系单元（1），其特征在于所述冷却系统还包含：

- 至少一个引入管（7），用于由所述压缩机（3）供应的在所述离合器装置（6）的壳体（60）内的空气流；

- 至少一个阀（8），其沿着所述至少一条引入管（7）定位并且适于调节进入所述离合器装置（6）的壳体（60）的引入空气流；和

- 根据所述离合器装置（6）的温度值控制所述阀（8）的装置（9，E）。

3.根据权利要求2所述的动力系单元（1），其特征在于所述阀（8）是电动阀，并且电子控制单元（E）设置成至少根据所述离合器装置（6）的所述温度值控制所述阀（8）。

4.根据权利要求3所述的动力系单元，其特征在于在所述离合器装置（6）的所述温度值在预定阈值以上时，所述电子控制单元（E）将阀（8）保持在打开位置，使冷却空气流能够朝着离合器装置（6）经过。

5.根据权利要求3所述的动力系单元，其特征在于所述电子控制单元（E）设置成基于作为一个或多个参数的函数的数学模型计算所述离合器装置（6）的所述温度值，所述一个或多个参数包括内燃机（2）的曲轴的扭矩和在离合器装置（6）的输入与输出之间的转速差。

6.根据权利要求3所述的动力系单元（1），其特征在于所述电子控制单元（E）预先布置成接收来自传感器（9）的信号，所述信号指示离合器装置（6）的温度值。

7.根据权利要求3所述的动力系单元（1），其特征在于所述电子控制单元（E）设置成仅在所述机动车辆的加速踏板（10）处于释放状态时允许所述阀（8）的打开。

8.根据权利要求7所述的动力系单元，其特征在于所述电子控制单元（E）被编程用于在它检测到冷却离合器装置（6）的需求、但同时核实了冷却被禁止所达的持续时间超过预定时间或所达的机动车辆的行驶距离超过预定值时，产生警报信号。

9.根据权利要求1所述的动力系单元（1），其特征在于所述冷却系统还包含引出管（11）用于来自离合器装置（6）的壳体的冷却空气的流动，所述引出管（11）连接到所述机动车辆的排气管路（12）。

10.根据权利要求9所述的动力系单元（1），其特征在于引出阀（13）被沿着所述引出管（11）接入用于调节空气流从所述离合器装置（6）的壳体（60）朝着排气管路的引出，并且用于在不需要所述流时截断所述离合器装置与排气管路的连接。

11.根据权利要求1所述的动力系单元（1），其特征在于所述增压压缩机（3）形成涡轮增压器单元的一部分，所述涡轮增压器单元包括所述压缩机（3）和用于压缩机（3）的促动的涡轮机（4），所述涡轮机（4）转而适于由内燃机（2）的废气流促动。

12.根据权利要求1所述的动力系单元（1），其特征在于所述增压压缩机（3）由电动机（14）促动或由内燃机自身机械地促动。

Images