CN108457740A - 用于车辆部件的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了用于连接至机动车辆的部件的冷却装置的方法和系统。冷却装置影响移动通过车辆部件的流体流。在一个示例中，系统可以包括被定位在油底壳下面的冷却装置。冷却装置可以以设备为特征，使得流体在设备与油底壳之间流动。冷却装置也可以被定位在变速器壳体下面。

Description

用于车辆部件的冷却装置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年2月21日提交的德国申请No.102017202789.4的优先权。以上引用的申请的全部内容为了所有目的通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本说明书总体上涉及用于将冷却装置安装到车辆部件的方法和系统。

背景技术

本申请涉及一种用于机动车辆的驱动单元，该驱动单元包括带有马达油底壳的马达和变速器。变速器可以包括变速器壳体。冷却装置可以用于降低马达、变速器或两者的温度。

即使在正常运转期间也经常利用对马达机油或变速器机油的冷却。可以进一步在高有效载荷、拖车负载或高马达旋转速度的情况下利用冷却。

对冷却变速器机油或发动机机油的先前尝试已经包括了使用冷却剂操作的变速器热交换器或机油冷却器。如果不可能充分地降低温度，则可以减少所产生的热量。否则，马达损坏和变速器损坏可能发生。一种减少所产生的热量的方法将是减少发动机的负载或降低发动机的速度，但是此方法限制发动机的可用性。

然而，本文中的发明者已经意识到这种系统的潜在问题。作为一个示例，变速器热交换器或机油冷却器需要附加重量和空间。部件也易受故障影响并且可能具有高成本。

发明内容

在一个示例中，可以通过一种用于机动车辆的驱动单元解决以上描述的问题，所述驱动单元具有：带有马达油底壳的马达；带有变速器壳体的变速器；以及冷却装置，所述冷却装置包括导流设备和紧固设备，其中，通过所述紧固设备将所述冷却装置紧固到所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个，并且其中，所述导流设备被布置成与所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个间隔开，使得冷却流体可以在所述导流设备与所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个之间流动。以此方式，所述导流设备引导所述冷却流体通过发动机和变速器壳体，这可以增加热传递。

作为一个示例，导流设备可以沿着所述马达油底壳和变速器壳体延伸。此设备被成形以引导所述设备与所述油底壳和变速器壳体之间的冷却流体。一个实施例包括导流设备，在所述导流设备中，所述设备与油底壳之间的距离朝着所述车辆的前方增大。此形状可以增加冷却流体通过马达油底壳和变速器壳体流动。另外的实施例包括紧固设备，所述紧固设备配合到所述导流设备的凹槽中。此布置使所述导流设备与紧固设备之间的表面接触最大化，这可以增加离开油底壳和变速器壳体的热传递。因此，使用导流设备有助于从油底壳和变速器壳体抽取热量。本申请的实施例可以降低马达机油和变速器机油温度。

这些实施例可能易于实现、需要比常规方法更少的附加空间、低重量、高可靠性以及低成本。

本申请中所描述的实施例使用至少两种方法来改进对马达机油和变速器机油温度的冷却。一种方法是改进车辆部件(比如，马达油底壳和变速器壳体)与冷却装置之间的热传导。第二种方法是改进到流过所述马达油底壳和/或所述变速器壳体的冷却流体的热传递。

应当理解的是，以上发明内容被提供用于以简化形式引入对具体实施方式中进一步描述的概念的选择。这不意味着确认所要求保护的主题的关键或基本特征，所要求保护的主题的范围由随附具体实施方式的权利要求来唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决以上或在本公开的任何部分中所指出的任何缺点的实施方式。

附图说明

图1示出了驱动单元和导流设备的示意表示。

图2示出了包括紧固设备的冷却装置的示意详细表示。

图1和图2近似地按比例示出。

具体实施方式

以下描述涉及系统以及用于车辆的冷却装置的方法和系统。这些冷却装置可以通过将冷却流体引导通过车辆的关键部件来提高车辆的冷却性能。例如，冷却装置可以引导空气通过马达油底壳，这可以减少马达机油的热量。此外，冷却装置可以进一步引导来自车辆部件的热量。例如，金属板冷却装置可以经由金属紧固设备被连接至变速器壳体。在此实施例中，热量从变速器壳体经由紧固设备传递至冷却装置。

一个实施例包括一种用于机动车辆的驱动单元，该驱动单元具有：带有用于提供马达机油的马达油底壳的马达；带有用于提供变速器机油的变速器壳体的变速器；以及用于降低马达机油和/或变速器机油温度的冷却装置。冷却装置可以沿着马达油底壳、沿着变速器壳体或沿着这两个部件延伸。也可以将单独冷却装置提供用于马达油底壳和变速器壳体。例如，冷却装置可以被布置在马达油底壳和变速器壳体下面(相对于车辆的安装位置)。根据冷却要求和可用空间，冷却装置可以沿着马达油底壳和变速器壳体延伸。冷却装置可以延伸此长度的一部分或者可以包括若干部件。例如，两个冷却装置可以被安装在马达油底壳和变速器壳体下面。

冷却装置可以包括导流设备和一个或更多个紧固设备。紧固设备将冷却装置紧固到马达油底壳和紧固到变速器壳体上。这些紧固件可以被配置成使部件的热传导最大化。紧固件可以在冷却装置与车辆部件(诸如，马达油底壳和变速器壳体)之间形成接触表面。接触表面可以被配置成尽可能大以便使从马达油底壳或变速器壳体排出的热量最大化。在一个实施例中，紧固设备包括凹槽，该凹槽被连接至从马达油底壳或变速器壳体延伸的肋状物。凹槽和肋状物具有改进热传导的高接触面积。

热量从马达油底壳、变速器壳体或两者经由紧固设备传导至导流设备。导流设备向周围环境输出诸如流过的冷却流体。

导流设备可以被布置成与马达油底壳或与变速器壳体间隔开，使得冷却流体可以在导流设备与包括马达油底壳和变速器壳体的车辆部件之间流动。

导流设备可以引导冷却流体沿着马达油底壳和变速器壳体流动。换言之，可以借助于导流设备引导冷却流体流通过马达油底壳和变速器壳体，从而使得可以冷却位于其中的机油。

所描述的实施例结合移除热量的至少两个装置。在车辆部件(诸如，马达油底壳和变速器壳体)与冷却装置之间经由接触表面的热传递被最大化。此外，到冷却流体流的热传导也被最大化。实施例可以被很容易地实施，具有低成本、高可靠性、低重量以及低空间要求。

在图1中描绘的一个示例性实施例中，驱动单元具有：带有马达油底壳3的马达2以及带有变速器壳体5的变速器4。马达油底壳3和变速器壳体5两者具有肋状物10。在此实施例中，变速器4被布置在马达2的后面或者朝向车辆的后方。

在一些实施例中，待冷却的马达机油或变速器机油可以位于马达油底壳3中和位于变速器壳体5中这两者。可以从马达油底壳3和变速器壳体5中排出热量。热量可以排出到紧固设备或冷却流体。

在图1中示出的实施例中，两个冷却装置6被提供在马达油底壳3和变速器壳体5下面。包括金属板和紧固设备8的导流设备7也被包括在冷却装置中。紧固设备8以热传导方式将冷却装置6紧固到马达油底壳3或变速器壳体5。

根据各种实施例，导流设备可以由板形成。因为金属通常具有高热传导性，所以金属可以用于板材料。这种高传导性可以将热量排出到周围环境，从而使得可以实现高度冷却性能。也可以使用其它材料。在一个实施例中，塑料可以用于较低重量和较低成本。

冷却效果可以由流动冷却流体9引起。在一个实施例中，在车辆后方方向上来自车辆前方的气流是冷却流体。导流设备7被布置成与马达油底壳3或变速器壳体5间隔开，使得冷却流体9可以在导流设备7与马达油底壳3或变速器壳体5之间流动。

冷却流体可以是空气。例如，通过车辆的驱动运动所产生的气流可以用作流动冷却流体。空气通常以与车辆行进方向相反的方向流动。因此，导流设备可以被紧固到马达油底壳和被紧固到变速器壳体，使得沿着马达油底壳或变速器壳体引导与行进方向相反的方向流动的冷却流体。

也可以提供一个或更多个通风器或风扇来产生作为冷却流体流的气流。此附加流可以提高冷却性能并且可以在其它流体流低时使用。

导流设备7与马达油底壳3或变速器壳体5之间的距离11可以是可变的。在实施例中，距离11在导流设备的部分中减小。一个实施例可以如图1中描绘的从右向左在车辆后方方向上减小距离11。马达油底壳3或变速器壳体5与导流设备7可以在导流设备7的端部处形成漏斗形开口。形成漏斗形状的此距离变化可以增加流过冷却装置6的冷却流体9的量。此漏斗形状可以被定位成在车辆行进方向上捕获冷却流体9。

导流设备7可以采用许多形状的形式。金属导流设备可以被容易地形成各种形状。在一个实施例中，导流设备包括金属板并且包含多个弯曲(bend)。这些弯曲可以减小导流设备与发动机的部件之间的距离，使得冷却流体的速度随着流体移动通过设备而增大。其它实施例可以包括弯曲，该弯曲符合导流设备附接至的车辆部件的轮廓。在一个实施例中，导流设备可以在朝向车辆的侧部定位的区域中向上弯曲，这可以增加通过特定车辆部件的气流。另外的实施例可以包括金属板中的弯曲，该弯曲为车辆部件提供空间。另外的实施例可以包括在导流设备的特定部分中产生离地间隙的弯曲。

导流设备可以采用复杂形状的形式。可以基于导流设备被连接至的车辆部件来设计这些形状。在一个实施例中，分析通过车辆部件的气流，并且使用形状来产生塑料导流设备以使气流最大化。其它实施例可以使用流体分析来减少由冷却流体产生的湍流和阻力。这些因素可能不利地影响车辆的燃料经济性。在其它实施例中，可以在特定区域中引起湍流或层流以便影响热传递。一个实施例包括塑料导流设备，该塑料导流设备实质上在区域中引起层流，在所述区域中，冷却流体进入和离开导流设备与车辆部件之间的区域。然而，此实施例可以引起围绕待冷却部件(诸如，马达油底壳)的湍流。

导流设备的另外实施例可以被成形成影响由冷却流体施加到车辆上的力。当流体经过车辆时，该流体可以根据车辆的形状引起车辆上的力。导流设备可以改变流体移动经过车辆的方式，并且因此可以改变施加到车辆上的力。在一个实施例中，导流设备可以被成形使得由冷却流体引起的下压力被最小化。

导流设备的长度也可以改变。导流设备的一些实施例可以延长待冷却的车辆部件的长度。一个实施例包括延长马达油底壳长度的导流设备。可替代地，其它实施例包括可以在若干车辆部件下面延伸的导流设备。一个实施例包括从发动机前方开始并延伸通过变速器壳体后方的导流设备。导流设备也可以包括多个部件。在一个实施例中，导流设备可以在马达油底壳下面延伸，并且在另一个实施例中，可以在变速器壳体下面延伸。另外的实施例可以包括导流设备，该导流设备延伸通过多个车辆部件并且包括导流设备中的入口以便允许冷却流体进入空间。

导流设备的宽度也可以改变。一些实施例可以包括具有与待冷却的部件类似宽度的导流设备。其它实施例包括具有比部件更宽的宽度的导流设备。实施例也可以包括导流设备中的弯曲，该弯曲改变水平方向上在导流设备与车辆之间的距离。在一个实施例中，导流设备可以朝向车辆的侧部向上弯曲。这些弯曲可以防止冷却流体逸出，并且因此增加通过待冷却部件的冷却流体流。

根据另外的实施例，导流设备与马达油底壳之间或者导流设备与变速器壳体之间的距离可以是可变的。此距离的变化可以影响冷却流体的流动速度以及因此影响热传递。

根据各种实施例，导流设备与马达油底壳或变速器壳体之间的距离可以随着导流设备的长度或在设备的部分/区段中减小。因此，在与机动车辆的向前行进方向相反的方向流动的冷却流体的流动速度可以在流动方向上增大，并且可以改进冷却动作。

在一个实施例中，导流设备可以与马达油底壳或变速器壳体间隔开，使得冷却流体流的流动速度在流动方向上增大。可以选择距离以便形成漏斗形开口。一个实施例可以以流动设备与车辆部件之间的距离在流动方向上减小为特征。

导流设备7的另一个实施例可以以扰流板(spoiler)边缘12为特征。在一个实施例中，扰流板边缘被定位朝向车辆的后方并且是紧固到变速器壳体5上的冷却装置6的一部分。扰流板边缘可以减少从其流过的冷却流体中的湍流。在一个实施例中，可以形成边缘，其中，流动设备与车辆部件之间的距离朝着终止边缘而增大。例如，导流设备的相对于车辆的后端部可以具有扰流板边缘。

导流设备7的形状可以产生真空压力。真空压力可以进一步影响在冷却流体9行进通过导流设备7时该冷却流体9的流动。扰流板边缘12可以是导流设备7用于产生真空压力的一部分。在一个实施例中，扰流板边缘12可以形成在导流设备7上，该导流设备7被定位在马达油底壳3下方。扰流板边缘可以产生朝向导流设备7的后方的真空压力。导流设备7的后方部分中的真空压力可以增加冷却流体9流动的速度和体积。冷却流体9流动的增加速度可以增加对马达油底壳3的冷却效果。

所描述的实施例使用冷却流体9的流动来传递来自油底壳3和变速器壳体5的热量。导流设备可以被成形成增大冷却流体9的速度，这可以增加对油底壳3和变速器壳体5的冷却。一个实施例可以增大在车辆后方方向上的流动并且改进马达油底壳3与变速器壳体5之间的热传递。

本申请的实施例也可以通过紧固设备8将热量传递到导流设备7。图2中示出了冷却装置6的实施例。紧固设备8可以被形成为凹槽，该凹槽与马达油底壳3的或变速器壳体5的肋状物10连接。凹槽与肋状物10之间可以做成夹紧连接。夹紧连接形成接触表面，其中大接触表面有助于热量的有效传递。

肋状物10包括平面的面。这些平面的面可以被连接到马达油底壳3或变速器壳体5以产生大接触表面。一个实施例包括平面的肋状物10，该平面的肋状物10在变速器壳体5下面纵长地延伸且被连接在大区域之上。大接触表面将热量远离马达油底壳3或变速器壳体5传导进入肋状物10。肋状物10可以包括金属。大平面表面和金属的导热性可以帮助肋状物10将热量传递到冷却流体9。肋状物10也可以形成与紧固设备8中的凹槽的连接。连接的实施例也可以纵长地形成以最大化肋状物10与凹槽之间的接触面积。高接触面积可以增加将热量从肋状物10传导到紧固设备8的量。紧固设备8也可以包括金属以便增加设备的导热性。肋状物和凹槽的大接触面积可以增加对马达油底壳3或变速器壳体5的冷却效果，这是由于增加的热传递。

根据另外的实施例，马达油底壳和变速器壳体可以具有一个或更多个肋状物。肋状物可以增强冷却并且提供机械强度。在一个实施例中，冷却装置可以被紧固到马达油底壳或变速器壳体的肋状物上。

在一个实施例中，冷却装置的紧固设备可以被形成为凹槽。凹槽可以形成与马达油底壳或变速器壳体的肋状物的连接。

在具有凹槽或肋状物的圆锥形成的实施例中，也可以使用夹紧连接。任一类型的连接可以提供大接触表面的优点并且因此有助于改进热传导。

实施例可以包括两个冷却装置，第一装置被定位在马达油底壳下面，并且第二装置被定位在变速器壳体下面。第一导流金属板被定位在第一装置下面，并且第二导流金属板被定位在第二装置下面。导流金属板在纵向方向上不重叠但在竖直方向上重叠。导流金属板各自分别耦接至油底壳和变速器壳体。在变速器壳体下面并且耦接至变速器壳体的导流金属板是弯曲的，但是具有比在发动机马达油底壳下面并且耦接至发动机马达油底壳的导流金属板更少的弯曲。导流金属板中的每个自变速器壳体朝向发动机的纵向向前方向上被向下成角度。变速器壳体下面的第二导流金属板的后方边缘被定位成比第二导流金属板的前方边缘更高。进一步地，油底壳下面的第一导流金属板的后方边缘被定位成比第一导流金属板的前方边缘更高。第一导流金属板被反复弯曲，总是导致金属板从后方边缘到前方边缘是水平或被向下倾斜，相对于彼此在不同方向上具有弯曲，包括从后方边缘到前方边缘，第一向上弯曲、第二向下弯曲和第三向上弯曲以及第四向下弯曲。相比而言，变速器壳体下面的第二导流金属板从后方边缘到前方边缘被向上成角度然后向下。第二导流金属板仅具有向下弯曲，包括第一向下弯曲和第二向下弯曲。第二导流金属板的后方边缘比第二导流金属板的前方边缘更高，并且比第一导流金属板的前方和后方边缘都高。第二导流金属板的前方边缘在第一导流金属板的后方边缘下面并且在第一导流金属板的前方边缘上面。

根据另外的实施例，可以借助于螺钉或铆钉将冷却装置紧固到马达油底壳和变速器壳体。在一个实施例中，螺钉或铆钉被紧固到马达油底壳的或变速器壳体的肋状物。也可以使用其它连接方法。一个实施例可以包括支架，该支架被连接至车辆部件和导流设备。这些支架可以被成形以便使接触面积和热传递最大化。这些支架可以通过各种方法(包括形成合适连接、摩擦连接和材料键合(诸如，焊接))来附接。

以此方式，冷却装置从期望的车辆部件移除热量。冷却装置增加从车辆部件到冷却流体的热传递。冷却装置也从车辆部件吸收热量并且然后将热量传递至冷却流体。

图1和图2示出了具有各种部件的相对定位的示例配置。至少在一个示例中，如果示出了彼此的直接接触或直接耦接，则这种元件可以分别被称为直接接触或直接耦接。类似地，至少在一个示例中，彼此连续或相邻地示出的元件可以分别是彼此连续的或相邻的。作为示例，被布置成彼此共面接触的部件可以被称为共面接触。作为另一个示例，在至少一个示例中，定位成彼此间隔开且其间仅具有空间而无其它部件的元件可以被这样称呼。在又一个示例中，被示为在彼此上面/下面、在彼此的相对侧或者在彼此的左边/右边的元件可以相对于彼此被这样称呼。进一步地，在至少一个示例中，如附图中示出的，最高元件或元件最高点可以被称为部件的“顶部”，并且最低元件或元件最低点可以被称为部件的“底部”。如本文中所使用的，顶部/底部，上部/下部、上面/下面可以是相对于附图的竖直轴线并且用于描述附图的元件相对于彼此的定位。如此，在一个示例中，在其它元件上面所示出的元件被竖直定位成在其它元件上面。在又一个示例中，附图内所描绘的元件的形状可以被称为具有那些形状(例如，诸如圆形、平直、平面、弯曲、倒圆、倒角、成角度等等)。进一步地，在至少一个示例中，彼此相交所示出的元件可以被称为相交元件或彼此相交。仍然进一步地，在一个示例中，在另一元件内所示出的或在另一元件之外所示出元件可以被这样称呼。

应理解，在本文中公开的配置和例程本质上是示例性的，且这些具体实施例不应被视为具有限制意义，因为大量的变体是可能的。例如，上述技术可以应用于V-6、I-4、I-6、V-12、对置4缸、及其它发动机类型。本公开的主题包括本文中公开的各种系统和配置，以及其它特征、功能、和/或性能的所有新颖和非显而易见的组合及子组合。

所附权利要求特别指出被视为新颖和非显而易见的某些组合和子组合。这些权利要求可以指“一个”元件或“第一”元件或其等同物。这种权利要求应当被理解为包括一个或更多个这种元件的结合，不需要也不排除两个或更多个这种元件。所公开的特征、功能、元件和/或性能的其它组合和子组合可以通过修改本权利要求或者通过在本申请或相关申请中提出新权利要求来要求保护。这种权利要求，无论是与原权利要求相比更宽、更窄、相等或不同的范围，都被认为包括在本公开的主题内。

Claims (20)

1.一种用于机动车辆的驱动单元，所述驱动单元具有：

带有马达油底壳的马达；

带有变速器壳体的变速器；以及

冷却装置，所述冷却装置包括导流设备和紧固设备，其中，通过所述紧固设备将所述冷却装置紧固到所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个，并且其中，所述导流设备被布置成与所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个间隔开，使得冷却流体能够在所述导流设备与所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个之间流动。

2.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述导流设备具有平面形状。

3.根据权利要求2所述的驱动单元，其中，所述平面形状包括弯曲。

4.根据权利要求3所述的驱动单元，其中，所述导流设备包括金属。

5.根据权利要求1所述的驱动单元，其中，所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个具有肋状物，所述冷却装置被紧固到所述肋状物。

6.根据权利要求5所述的驱动单元，其中，所述紧固设备包括凹槽。

7.根据权利要求4所述的驱动单元，其中，螺钉或铆钉用于将所述冷却装置紧固到所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个。

8.根据权利要求4所述的驱动单元，其中，所述导流设备与所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个之间的距离改变。

9.根据权利要求8所述的驱动单元，其中，所述导流设备与所述马达油底壳或所述变速器壳体中的至少一个之间的所述距离减小。

10.根据权利要求8所述的驱动单元，其中，所述导流设备的端部具有扰流板边缘。

11.一种用于机动车辆的冷却装置：

所述冷却装置被定位在马达油底壳下面；

所述冷却装置包括导流设备和紧固设备；

所述导流设备被布置成与所述马达油底壳间隔开；以及

所述紧固设备连接所述冷却装置与所述马达油底壳，使得冷却流体能够在所述导流设备与所述马达油底壳之间流动。

12.根据权利要求11所述的冷却装置，其中，所述导流设备包括两区段，第一区段在所述马达油底壳下面，并且第二区段在变速器壳体下面。

13.根据权利要求12所述的冷却装置，其中，所述导流设备是金属板，并且所述导流设备与所述马达油底壳之间的距离在所述车辆的前方方向上增大。

14.根据权利要求13所述的冷却装置，其中，所述导流设备与所述变速器壳体之间的距离在所述车辆的后方方向上增大。

15.根据权利要求13所述的冷却装置，其中，所述导流设备包括多个平面弯曲。

16.一种用于机动车辆的冷却装置：

所述冷却装置被连接至变速器壳体；

所述冷却装置包括导流设备和紧固设备；

所述导流设备被布置使得冷却流体能够在所述导流设备与所述变速器壳体之间流动；以及

所述紧固设备将所述冷却装置连接至从所述变速器壳体延伸的平面形的肋状物。

17.根据权利要求16所述的冷却装置，其中，所述冷却装置被进一步连接至马达油底壳。

18.根据权利要求17所述的冷却装置，其中，所述导流设备朝向所述车辆的侧部向上弯曲。

19.根据权利要求17所述的冷却装置，其中，所述导流设备包括冷却流体入口，所述冷却流体入口被定位在所述马达油底壳与变速器壳体之间。

20.根据权利要求19所述的冷却装置，其中，所述导流设备包括塑料并且包含圆润轮廓。