CN108700182B - 用于机动车变速器的压力油过滤系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于液压变速器尤其是用于机动车变速器的压力油过滤系统(1)，压力油过滤系统包括至少一个油泵(4)，油泵可根据需要接通并且具有压力侧和抽吸侧，还包括通向负载(8)的压力线路(9)，以及包括至少一个第一滤油器(7)，第一滤油器在油泵(4)的压力侧位于压力线路(9)内，其特征在于，在压力线路(9)内，在油流动的方向上第一滤油器(7)的上游，布置有在油泵(4)的间歇的运行期间用于缓冲压力冲击的装置。

Description

用于机动车变速器的压力油过滤系统
技术领域
本发明涉及一种用于液压变速器、尤其是用于机动车变速器的压力油过滤系统，并且涉及一种具有至少一个在发动机关闭时可致动的电动油泵的机动车变速器。
背景技术
在机动车变速器中，越来越多地使用电动油泵，因为这种电动油泵可以根据需要来控制，以便改进变速器的效率。
此外，在具有自动启停控制的现代机动车中，即便是在燃烧式发动机处于静止状态时也需要保持变速器油路。
此外，机动车变速器上的压力油系统的工作部件可包括机动车的液压致动元件、控制缸等，这些部件必须被供以特定的恒定压力。
通常，油泵或者油供给泵的压力侧的压力油系统包括滤油器，该滤油器在连续通流的情况下净化油流并且从油流中过滤出细小颗粒。在此情况下，在系统连续运行时间的期间，油体积流内细小颗粒的数量下降。
在具有自动启停系统的机动车中，设置了包括可电致动的油泵的压力油系统。在机动车的启停操作期间，产生电动油泵的脉冲式致动，这是必需的，以便相应及时地维持变速器油的运行压力。利用这些压力油系统的试验已经表明，在变速器油的连续过滤情况下，悬浮在油内的颗粒的数量也连续地减少，从而在燃烧式发动机的运行时间内，实现油体积流的令人满意的净化。
然而，已发现，在机动车的启停操作下以及因此在可电致动的油泵的间歇运行期间(其引起了快速的压力上升以及油体积流的突然升高)，可以看到油体积流内的颗粒数量明显增多。
这种情况原则上可通过多级和/或更精细的过滤来解决。然而，使用更精细的过滤介质具有这样的缺陷，即：滤油器在系统内产生了更大的压力损耗。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种开头所述类型的压力油过滤系统，压力油过滤系统尽管存在可电致动的油泵的间歇运行，但仍能够实现油体积流的有效的精细过滤和超精细过滤。
根据本发明的一个方面，提供一种用于机动车变速器的压力油过滤系统，压力油过滤系统包括：至少一个油泵，油泵可根据需要致动，优选为电动油泵，并且具有压力侧和抽吸侧；通向负载的压力线路；和至少一个第一滤油器，第一滤油器在压力线路中布置在油泵的压力侧，其中在压力线路内，在油的流动方向上在第一滤油器的上游，设置有在油泵的间歇运行时用于缓冲压力骤增的装置。
在本文使用时，术语“油”应被理解为通常包括液压流体以及尤其是变速器油流体，其也被称作为所谓的“ATF变速器油”。
本发明所基于的认知是，在机动车的自动启停系统的运行期间电动油泵的脉冲式致动情况下，出现由滤油器所接纳的颗粒的强力冲洗。电动油泵的这样的脉冲式致动是必需的，以便与燃烧式发动机的关闭大致同时地产生变速器所需要的运行压力。
申请人在实验装置中研究了不同过滤器结构的清洗特性。在此，首先，观察第一滤油器的连续通流的情况下油体积流的净化。在燃烧式发动机的运行时间内或者在恒定体积流的情况下的油过滤期间，在此情况下，发生了油体积流内的精细颗粒的持续减少。在切换到所谓的脉冲模式时，也就是说在可致动的油泵的间歇运行时，反之表现出油体积流内的颗粒数量明显增加。根据申请人的了解，这种现象要归因于，由于致动油泵所产生的作用于滤油器上的压力骤增，伴随着油体积流的高加速度而使得压力骤增重新调动了沉积在过滤介质上的颗粒。在压力骤增之间相当短间隔中，这种现象导致油体积流内所包含的细小和精细的颗粒的一部分不再被净化并且保持悬浮。
根据本发明，为了解决这一问题，提出了在压力线路中在油的流动方向上在第一滤油器的上游提供一种缓冲压力骤增的装置，来减少第一滤油器或者过滤介质的脉冲载荷。
出乎意料地发现，油体积流内的颗粒数量的增加在电动油泵的间歇运行中实际上因此可以减少，从而实现整体更低的油纯度等级。
这在机动车内安装的机电装置越来越复杂的背景下尤其重要，机电装置对于油体积流的纯度提出了更高的要求。
上面所描述的难题以及在这种情况下根据本发明所提出的解决方案通常还涉及针对其他应用的液压控制系统和变速器。
本发明的另一个方面涉及一种压力油过滤系统，压力油过滤系统的特征在于，在压力线路中设置第一滤油器的跨接线路，在油的流动方向上在第一滤油器上游以及在跨接线路的支线下游，布置至少一个第一压力阀，在跨接线路中布置至少一个第二压力阀，第一压力阀具有缓慢的打开特性，第二压力阀具有快速的打开特性。
借助布置在通向第一滤油器的压力线路中的第一压力阀，有利地引发压力骤增的缓冲。尽管有缓冲，但是为了能够给负载供应恒定油体积流，根据本发明提供了一种设置用于第一滤油器的跨接线路，在该跨接线路中布置打开得比较灵敏的第二压力阀。压力脉冲的一部分因此通过跨接线路，从而油体积流的一小部分经过第一滤油器。利用根据本发明系统的试验已经证明，利用这种系统可以实现比在油泵未受缓冲的间歇运行时更小的油液纯度等级(DIN ISO4406/99)。
根据本发明，在第一滤油器的直接供给线路中设置脉冲保护阀来作为第一压力阀，第一压力阀被设计为使得通过油泵的致动所产生的压力流在阀构件打开前就已经被降低。然而，在跨接线路中的第二压力阀被设计为快速反应阀，以便由于油泵的致动所产生的压力骤增经由跨接线路释放。
第一压力阀可例如被形成为缓冲止回阀，而第二压力阀可被形成为基本不缓冲的止回阀。
两个压力阀均可以例如被设计为打开压力在0.5至1巴之间。
在根据本发明的压力油过滤系统的一种有利变型中，将第一压力阀的打开压力设置成小于或等于第二压力阀的打开压力。
第一压力阀的缓冲特性可被适当地调节，以使得压力油系统可以根据应用来调节。第一压力阀可例如以液压方式缓冲或以机械方式缓冲。液压缓冲可以例如通过与阀构件相连接的活塞来引发，活塞将一定体积推动到补偿容器中。
如果第一压力阀被形成为具有通过弹簧加载、保持在关闭位置的阀构件时，可以通过弹簧的性能来预先确定缓冲特性。弹簧可具有线性的、递增的或者递减的弹簧特性曲线。
根据本发明的压力油过滤系统可例如包括储油器、可致动的优选为电动的油泵以及呈液压控制单元或者变速器形式的负载。
根据本发明的压力油过滤系统有利地包括：储油器；通向负载且在压力侧连接到油泵上的压力线路；跨接线路/旁路线路；以及通到储油器内的回流线路。
本发明的另一个方面涉及一种机动车变速器，机动车变速器具有：至少一个优选为电动的油泵，油泵在发动机关闭时可致动；压力线路，压力线路连接到油泵的压力侧；至少一个第一滤油器，第一滤油器在压力线路中布置在油泵的压力侧；用于缓冲在油泵致动时产生的压力骤增的装置，该装置在压力线路中的在油的流动方向上布置在滤油器的上游。
有利地，在压力线路中设置第一滤油器的跨接线路，其中，在油的流动方向上在第一滤油器上游以及在跨接线路的支线下游布置至少一个第一压力阀，并且其中在跨接线路中布置至少一个第二压力阀，并且第一压力阀具有缓慢的打开特性，而第二压力阀具有快速的打开特性。
本发明的另一个方面涉及一种用于对液压变速器、尤其是机动车变速器的油体积流的压力油进行过滤的方法，变速器具有：第一油泵，第一油泵优选为电动油泵，第一油泵具有压力侧和抽吸侧；压力线路；和至少一个第一滤油器，第一滤油器在压力线路中布置在油泵的压力侧，其中油泵间歇地运行，并且其中在油泵致动时缓冲压力油体积流。
附图说明
下面参照附图中所示的实施例来说明本发明。
图1为在连续输送油体积流以及在脉冲式输送油体积流的情况下相对于过滤的油体积绘制的油体积流内颗粒的颗粒数量的图示；
图2为与图1相对应的图示，其中相对于过滤的油体积绘制根据DIN ISO的油纯度等级；
图3为根据本发明的压力油过滤系统的液压线路图；以及
图4为针对理想情况下未受缓冲的压力升高以及针对不同缓冲特性的压力油体积流随时间的压力变化曲线的示意性图示。
具体实施方式
首先参照图1中的图示，所述图1示出了具有可电致动的油泵的压力油过滤系统的模拟脉冲运行的结果。绘出了相对于过滤的体积流(也就是说，相对于过滤时间)在油体积流内直径约为4μm的颗粒的数量。如从图1中所示的图中可看出，首先，在总体积达到约1200升的恒定油体积流内提供油泵的恒定运行。然后，致动电动油泵，使得在系统内出现压力冲击。电动油泵布置在第一滤油器的上游。电动油泵的致动使得油体积流内颗粒的数量突然增加并且油体积流内颗粒的数量在接下来较慢地减少。间歇地运行的电动油泵的其他切换操作在图中并未示出。
图2示出了相同的模拟，但其中取代颗粒的数量，基于所循环的油体积来绘制相关的DIN-ISO纯度等级。
现参照图3，该图3示出了根据本发明的压力油过滤系统1的液压图。根据本发明的压力油过滤系统1包括储油器2，油泵4从储油器2中抽吸液压流体、例如压力油，油泵4优选被设计为电动油泵。油泵4将油经过压力线路9输送到负载8，负载8例如呈液压变速器、例如机动车变速器的控制单元的形式。
油经过回流线路10被输送回到储油器2中。
在液压图中所示的油泵4被设置为附加的可致动的油泵。
如果负载例如是机动车变速器或者是机动车变速器的控制单元，则油循环另外经过由燃烧式发动机驱动的油泵来实现。
通过例如在压力线路中可实现4和6巴之间的油输送压力的油泵4的致动，在压力线路9内造成压力骤增和突然的体积增加，这作用于设置在压力线路9内的第一滤油器7上。在本文中，具有一种或多种过滤介质的滤油器系统称作第一滤油器。
为了防止由于油泵4的致动而在压力线路9内带来的压力骤增导致第一滤油器7的冲洗，根据本发明，设置了一种所谓的脉冲保护阀线路，该保护阀线路包括第一压力阀5和第二压力阀6。第一压力阀5在油的流动方向上布置在第一滤油器7的上游以及第一滤油器7的跨接线路12的支线11的下游。在所示实施例中，第一压力阀5和第二压力阀6都被设计为弹簧加载止回阀，其中第一压力阀5被设计为缓慢的打开，第二压力阀6被形成为灵敏打开或者快速打开。第一压力阀5在0.5至1巴之间的打开压力下打开，并且被设计为缓冲止回阀，而第二压力阀同样也在0.5至1巴之间的压力下打开且基本不缓冲。
在压力线路9内由油泵4引发压力骤增情况下，第一压力阀5延迟打开，而第二压力阀6则允许压力骤增通过。这种压力骤增经由跨接线路12引导经过第一滤油器7，使得所产生的脉冲不直接作用于设置在第一滤油器7内的过滤介质上。
在所示实施例的情况下，作为第二滤油器的另一抽吸过滤器3布置在油泵4的抽吸侧的上游。
现在参照图4，该图4示出了在压力线路9内对于不同的缓冲特性的各种压力曲线。
压力曲线a)是一种在理想情况下未受缓冲的压力骤增，其产生了矩形图形。压力曲线b)、c)和d)分别示出了基于第一压力阀5的所设定的缓冲特性的不同曲线。在此情况下，压力增加的曲线(Flanke)不同地延伸，曲线的示出了恒定压力和接下来的压降的部分对于所有阀特性而言是相同的。
第一压力阀的打开特性可以通过阀构件的液压缓冲进行影响，也可以机械的方式进行影响。图4中所示的曲线b)、c)和d)分别示出了例如针对第一压力阀5的弹簧的递增、线性或递减的弹簧特性而言的压力升高曲线。
附图标记列表
1 压力油过滤系统
2 储油器
3 第二滤油器
4 油泵
5 第一压力阀
6 第二压力阀
7 第一滤油器
8 负载
9 压力线路
10 回流线路
11 支线
12 跨接线路。

Claims (6)

1.一种压力油过滤系统(1)，所述压力油过滤系统(1)用于液压变速器、用于液压控制装置或者用于燃烧式发动机的油路，所述压力油过滤系统(1)包括：
至少一个油泵(4)，所述油泵(4)能够根据需要致动且具有压力侧和抽吸侧；
通向负载(8)的压力线路(9)；和
至少一个第一滤油器(7)，所述第一滤油器(7)在所述压力线路(9)中布置在所述油泵(4)的压力侧；
其中，在所述压力线路(9)内，在油的流动方向上在所述第一滤油器(7)的上游，设置在所述油泵(4)的间歇运行期间用于缓冲压力骤增的装置，
其特征在于，在所述压力线路(9)中设置所述第一滤油器(7)的跨接线路(12)，在所述油的流动方向上在所述第一滤油器(7)的上游以及在所述跨接线路(12)的支线(11)的下游，布置至少一个第一压力阀(5)，在所述跨接线路(12)中布置至少一个第二压力阀(6)，所述第一压力阀(5)具有缓慢的打开特性，并且所述第二压力阀(6)具有快速的打开特性，其中，所述第一压力阀(5)被设计为缓冲的止回阀，并且其中所述第二压力阀(6)被设计为不缓冲的止回阀。
2.根据权利要求1所述的压力油过滤系统(1)，其特征在于，所述第一压力阀(5)的打开压力小于或等于所述第二压力阀(6)的打开压力。
3.根据权利要求1或2所述的压力油过滤系统(1)，其特征在于，所述第一压力阀(5)的缓冲特性是可调节的。
4.根据权利要求1或2所述的压力油过滤系统(1)，其特征在于，所述第一压力阀(5)是以液压的方式缓冲或者是以机械的方式缓冲。
5.一种机动车变速器，所述机动车变速器包括根据权利要求1至4中任一项所述的压力油过滤系统。
6.一种用于对液压变速器的油体积流的压力油进行过滤的方法，所述变速器具有：
能够致动的油泵(4)，所述油泵(4)具有压力侧和抽吸侧；
压力线路(9)；和
至少一个第一滤油器(7)，所述第一滤油器(7)在所述压力线路(9)中布置在所述油泵(4)的所述压力侧，
其中，所述油泵(4)间歇地运行，并且
其中在所述油泵(4)致动时提供所述压力油体积流的缓冲，
其特征在于，在所述压力线路(9)中设置所述第一滤油器(7)的跨接线路(12)，在油的流动方向上在所述第一滤油器(7)的上游以及在所述跨接线路(12)的支线(11)的下游，布置至少一个第一压力阀(5)，在所述跨接线路(12)中布置至少一个第二压力阀(6)，所述第一压力阀(5)具有缓慢的打开特性，并且所述第二压力阀(6)具有快速的打开特性，所述第一压力阀(5)被设计为缓冲的止回阀，并且其中所述第二压力阀(6)被设计为不缓冲的止回阀。
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