CN109555844B - 借助于空气抽吸的冷却 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于汽车推进系统的冷却系统。冷却系统包括限定壳体入口及壳体出口的壳体。排气管可被配置成流体连接至汽车发动机，其中排气管限定用于排出由汽车发动机产生的废气的通路。壳体出口被连接成与排气管的通路流体连通，流体连通可通过冷却导管进行实现。排气管被配置成将空气从壳体出口抽吸至排气管中，以限定从壳体入口延伸至排气管的通路的冷却空气流动路径。在一个变型中，冷却导管的出口具有开口端，该开口端放置在车辆的滑流中，而并非放置在排气管中。

Description

借助于空气抽吸的冷却

技术领域

本发明涉及一种用于汽车推进系统的冷却系统，具体涉及一种利用发动机排气管来形成空气抽吸作用从而提供冷却的冷却系统。

背景技术

典型的汽车推进系统包括发动机以及栓接至该发动机的变速器。变速器可具有各种类型，例如，自动变速器、手动变速器或这两种变速器的混合。某些变速器可具有级传动比，而其他变速器则为无级变速器。

汽车手动变速器采用同步器扭矩传递机构来建立从变速器输入轴至变速器输出轴之间的扭矩路径。手动变速器通常为中间轴式变速器，其中第一速比齿轮中的一个设置在主轴或中心轴上，而与该第一速比齿轮相啮合的另一第一速比齿轮则支撑在平行于主轴的中间轴上。速比齿轮相啮合，从而使得多个传动比可建立在输入轴与输出轴之间，其中动力流流过主轴以及中间轴。

手动离合器用于选择性地将发动机输出轴连接至变速器轴。当在手动变速器内于传动比之间进行变换时，手动离合器通常处于脱开状态中。手动离合器相对较大，其直径与变速器的直径相类似。手动离合器可具有带有摩擦衬片材料的圆盘以及厚度相对较大以耐受热负载的压力板。手动离合器组件的尺寸被设置成耐受较高的热负载，尤其是在需要频繁地进行制动以及驱动以沿着丘陵地带向上行驶的情况下。然而，由于手动离合器组件的尺寸较大，因此存在有其他挑战，例如，附加重量。此外，若较高的热量施加至手动离合器组件，则可能会导致发生磨损及过早失效。

发明内容

本公开提供了一种利用发动机排气来形成抽吸作用以从手动变速器中抽出热空气从而降低离合器温度的冷却系统。通过这种方式对离合器进行冷却，可实现质量较小、成本较低、包装简化且保质期索赔较少的离合器设计。

在一种形式中(其可与本文所公开的其他形式相结合或分离)，提供了一种用于机动车辆的汽车变速器的冷却系统。冷却系统包括限定壳体入口及壳体出口的变速器壳体以及从变速器壳体延伸出的冷却导管。冷却导管限定与壳体出口流体连通的通道，且冷却导管具有开口端。开口端设置在空气的主流动路径中，从而使得冷却导管被配置成将空气从壳体出口抽吸至主流动路径中，以限定冷却空气流动路径，该冷却空气流动路径从壳体入口开始，然后穿过壳体，并从壳体出口导出，随后穿过冷却导管，然后从开口端导出。

在另一种形式中(其可与本文所公开的其他形式相结合或分离)，提供了一种用于汽车推进系统的冷却系统。冷却系统包括限定壳体入口及壳体出口的壳体以及被配置成流体连接至汽车发动机的排气管。排气管限定用于排出由汽车发动机产生的废气的通路。壳体出口被连接成与排气管的通路流体连通。排气管被配置成将空气从壳体出口抽吸至排气管中，以限定从壳体入口延伸至排气管的通路的冷却空气流动路径。

在又一种形式中，提供了一种用于汽车变速器的离合器冷却系统。离合器冷却系统包括冷却导管，该冷却导管使由壳体限定的内部空间与由排气管限定的通路流体连接。

可提供其他额外特征，包括但不限于：系统进一步包括使壳体出口与排气管的通路流体连接的冷却导管；壳体由汽车变速器的至少一部分形成；壳体为汽车变速器的钟形壳体；系统进一步包括设置在钟形壳体内的离合器组件；冷却空气流动路径被设置成紧邻离合器组件，从而对离合器组件具有冷却效果；排气管被配置成通过冷却导管与排气管的通路之间的压差来将空气从冷却导管中抽吸出来；系统进一步包括催化转化器和/或消声器；排气管延伸穿过催化转化器以及消声器；冷却导管具有在消声器和催化转化器的下游的点处延伸进入排气管的通路中的出口；冷却导管的出口延伸进入排气管的通路中；冷却导管的出口延伸远离排气管的内壁；冷却导管限定设置在排气管的通路中的L形端；冷却导管的出口在位于排气管中的用于消声器的接触点以及用于催化转化器的接触点的下游处的点处延伸进入排气管的通路中；冷却导管被配置成通过主流动路径与由变速器壳体限定的内部空间之间的压差来将空气从变速器壳体中抽吸出来；主流动路径为机动车辆的滑流；以及主流动路径限定在排气管内。

通过参考以下描述以及所附附图，本公开的其他示例、方面以及优点将变得显而易见，在这些附图中，相同的附图标记指代相同的部件、元件或特征。

附图说明

本文所描述的附图仅出于说明的目的，其并不旨在以任何方式限制本公开的范围。

图1是示出了根据本公开原理的具有冷却系统的第一变型的汽车推进系统的示意图；以及

图2是示出了根据本公开原理的具有冷却系统的第二变型的汽车推进系统的示意图。

具体实施方式

本公开提供了具有改善的冷却系统的汽车推进系统，该冷却系统利用发动机排气来形成抽吸作用，以从变速器中抽出热空气，从而降低离合器温度。通过这种方式对离合器进行冷却，可实现质量较小、成本较低、包装简化且保质期索赔较少的离合器设计。

参照图1，示意图示出了通常以附图标记10进行表示的汽车推进系统。首先，应理解的是，虽然示出了后轮驱动式推进系统10，但在不偏离本公开的范围的情况下，推进系统10能够可选地进行适配以用于前轮驱动式推进系统、全轮驱动式推进系统或四轮驱动式推进系统。

推进系统10通常包括与变速器14相互连接的发动机12，该变速器可进一步与最终驱动单元(未示出)相连接。在不偏离本公开的精神及范围的情况下，发动机12可为常规内燃机、混合发动机或任何其他类型的具有排气管的原动机。发动机12经由轴18将驱动发动机输出扭矩供给至变速器14。驱动发动机输出扭矩可经由轴18通过输入轴20传递至变速器14，其中轴18通过选择性联接装置(例如，手动变速器离合器组件22)选择性地连接至输入轴20。

变速器14可为具有行星齿轮的有级变速器、中间轴式变速器、无级变速器或无限变速式无级变速器。在所示示例中，变速器14为具有被配置成将扭矩从输入轴20传递至输出轴26并最终传递至一组车轮(未示出)的多个轴以及同步器齿轮24的手动变速器。来自变速器输入轴20的扭矩通过轴以及同步器齿轮24传递至变速器输出轴26，其中轴与同步器齿轮24的组合及连接可改变，以改变输入轴20与输出轴26之间的速度比。变速器14包括附接至钟形壳体30的变速器壳主体28，从而形成变速器14的壳体。手动离合器组件22通常设置在变速器14的由钟形壳体30限定的内部空间32内。

在该示例中，钟形壳体30限定用于供空气流过的壳体入口34以及壳体出口36，这将在下文中进行更详细的解释。可选地，壳体入口34以及壳体出口36可形成在变速器壳28的主体中，或可形成在发动机12的壳体中。

排气管38流体连接至发动机12，并限定用于通过排气管38的出口41排出来自发动机12的废气的通路40。一个或多个催化转化器42以及消声器44可设置在排气管38中，从而使得排气管38可被描述为延伸穿过催化转化器42以及消声器44；换言之，通路40延伸穿过催化转化器42以及消声器44。

在该示例中，冷却导管46使壳体出口36与排气管38的通路40流体连接。冷却导管46可为被配置成将空气从钟形壳体30的内部空间32传递至排气管38的内通路40的皮托管。

在所示示例中，冷却导管46具有在消声器44和催化转化器42的下游的点P处延伸进入排气管38的通路40中的出口50。因此，冷却导管46的出口50在位于排气管38中的用于消声器44的接触点M以及用于催化转化器42的接触点C的下游处的点P处延伸进入通路40中。换言之，点M为消声器44与排气管38相接触的位置，点C为催化转化器42与排气管38相接触的位置，且点P为冷却导管46的出口50延伸进入排气管38中的位置；且点P位于点C和M的下游处。

冷却导管46的出口50延伸进入排气管38的通路40中，并远离排气管38的内壁52。在该示例中，冷却导管46限定设置在排气管38的通路40中的L形端。

排气管38具有从其流过的废气气流F，该废气气流F由发动机产生。因此，废气F的流动会对冷却导管46形成抽吸作用。如此，排气管38被配置成将空气从壳体出口36抽吸出来，并使其流动穿过冷却导管46，然后进入排气管38中。排气管38被配置成通过冷却导管46与排气管38的通路40之间的压差来将空气从冷却导管46中抽吸出来。因此，得以建立冷却空气流动路径48，该冷却空气流动路径从壳体入口34开始，然后穿过钟形壳体30的内部空间32并流过离合器组件22，随后从壳体出口36导出，并穿过冷却导管46，然后穿过排气管38的通路40。

当沿着冷却空气流动路径48行进时，冷却空气A会因钟形壳体30的内部空间32中的热量以及排气管38内的热量而升温。因此，如图1中的冷却空气A的箭头所示，冷却空气A在较低的环境温度下开始流动(由蓝色剖面线示出)，然后沿着流动路径被加热(不断升温的空气A由黄色剖面线、橙色剖面线以及红色剖面线示出)。冷却空气流动路径48被设置成紧邻离合器组件22，从而对离合器组件22具有冷却效果。

因此，冷却系统通过将壳体入口34以及壳体出口36放置成与排气管38的通路40流体连通来进行建立。在该示例中，冷却导管46用于建立出口36与排气管38的通路40之间的流体连通，但应理解的是，出口36与排气管38的通路40之间的流体连通能够可选地通过任何其他合适的方式来进行建立。

参照图2，汽车推进系统的另一示例通常以附图标记110进行表示。除了不同之处以外，汽车推进系统110的部件或变型可与上文参照图1的汽车推进系统进行描述的那些部件或变型相同或相类似。例如，推进系统110通常包括与变速器14相互连接的发动机12，该变速器可进一步与最终驱动单元(未示出)相连接，并可具有上述其他特征中的任一种。变速器14包括附接至钟形壳体30的变速器壳主体28，从而形成变速器14的壳体。手动离合器组件22通常设置在变速器14的由钟形壳体30限定的内部空间32内。钟形壳体30限定用于供空气流过的壳体入口34以及壳体出口36，这将在下文中进行更详细的解释。可选地，壳体入口34以及壳体出口36可形成在变速器壳28的主体中，或可形成在发动机12的壳体中。

冷却导管146从钟形壳体30延伸出。在其他变型中，在不偏离本公开的精神及范围的情况下，冷却导管146可从变速器14的主体28延伸出。冷却导管146限定与壳体出口36流体连通的通道152，且冷却导管146具有开口端150。开口端150设置在空气的主流动路径S中，从而使得冷却导管146被配置成将空气从壳体出口36抽吸至主流动路径S中，以限定冷却空气流动路径148，该冷却空气流动路径从壳体入口开始34，然后穿过由钟形壳体30限定的内部空间32，并从壳体出口36导出，随后穿过冷却导管146，然后从开口端150导出。

与上文参照图1进行的描述相类似，冷却空气A被设置成紧邻离合器组件22，从而对离合器组件22具有冷却效果。冷却导管146被配置成通过主流动路径S与由钟形壳体30(或主体28)限定的内部空间32之间的压差来将空气从钟形壳体30(或主壳体28)中抽吸出来。

在图2的示例中，主流动路径S可为机动车辆8的滑流或推进系统110下方的具有由道路气流形成的流动路径的区域。因此，道路气流或滑流的主流动路径S会对冷却导管146形成抽吸作用。如此，冷却导管146被配置成将空气从壳体出口36抽吸出来，并使其流动穿过冷却导管146，然后进入主流动路径S中。冷却导管146被配置成通过冷却导管146的开口端150和/或主流动路径S与由钟形壳体30限定的内部空间32之间的压差来抽吸空气。因此，得以建立冷却空气流动路径148，该冷却空气流动路径从壳体入口34开始，然后穿过钟形壳体30的内部空间32并流过离合器组件22，随后从壳体出口36导出，并穿过冷却导管146，然后从冷却导管146的开口端150导出。

本公开的如图1和2所示的冷却系统被配置成形成抽吸作用，并从钟形壳体30中抽出热空气，以允许温度较低的空气A流过离合器组件22，由此对离合器组件22进行冷却，并降低离合器组件22的工作温度。例如，在工作温度较低的情况下，离合器设计可通过采用价格较低的离合器衬片材料以及较小的质量来进行简化，由此降低成本。更为紧凑的离合器设计可用于离合器组件22。因此，可实现更为紧凑的变速器14以及推进系统10。此外，通过采用本文所描述的冷却系统来对离合器系统的耐久性以及完整性进行保护，得以减少保质期索赔。当离合器质量较小时，离合器标准可获得降低，这对于同步器24在换挡期间的操作是有利的，原因在于同步器24上的换挡操作不会过于费劲。

本文的描述本质上仅仅是示例性的，且不偏离本公开的要点的变型旨在落入本公开的范围内。这种变型不应被理解为偏离本公开的精神及范围。

Claims (8)

1.一种用于机动车辆的汽车变速器的冷却系统，所述冷却系统包括：

变速器壳体，所述变速器壳体限定壳体入口以及壳体出口，所述壳体入口和外部环境直接连通；

冷却导管，所述冷却导管从所述变速器壳体延伸出，其中所述冷却导管限定与所述壳体出口流体连通的通道，且所述冷却导管具有开口端，其中所述开口端设置在空气的主流动路径中，从而使得所述冷却导管被配置成将所述空气从所述壳体出口抽吸至所述主流动路径中，以限定冷却空气流动路径，其中所述冷却空气流动路径从所述壳体入口开始，然后穿过所述壳体，并从所述壳体出口导出，随后穿过所述冷却导管，然后从所述开口端导出。

2.根据权利要求1所述的冷却系统，其中所述变速器壳体为所述汽车变速器的钟形壳体。

3.根据权利要求2所述的冷却系统，其进一步包括设置在所述钟形壳体内的离合器组件，其中所述冷却空气流动路径被设置成紧邻所述离合器组件，从而对所述离合器组件具有冷却效果。

4.根据权利要求3所述的冷却系统，其中所述冷却导管被配置成通过所述主流动路径与由所述变速器壳体限定的内部空间之间的压差来将空气从所述变速器壳体中抽吸出来。

5.根据权利要求4所述的冷却系统，其中所述主流动路径为所述机动车辆的道路气流所形成的滑流。

6.根据权利要求5所述的冷却系统，其进一步包括排气管，其中所述主流动路径限定在所述排气管内。

7.根据权利要求6所述的冷却系统，其进一步包括：

催化转化器；以及

消声器，其中所述排气管延伸穿过所述催化转化器以及所述消声器，且其中所述冷却导管具有在所述消声器以及所述催化转化器的下游的点处延伸进入所述排气管的通路中的出口。

8.根据权利要求7所述的冷却系统，其中所述冷却导管的所述出口延伸进入所述排气管的所述通路中，并远离所述排气管的内壁，其中所述冷却导管限定设置在所述排气管的所述通路中的L形端。

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