CN109643134B - 用于变速器油回路的恒温器和变速器油回路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于变速器油回路的恒温器(12)，其包括恒温器入口(20)、恒温器出口(22)、将恒温器入口(20)与恒温器出口(22)流体连接的旁路通道。为了与冷却器连接，设置回路入口(26)和回路出口(28)。在壳体内部设置控制元件(40)和压力损失元件(60)。所述压力损失元件(60)配合在旁路通道中，控制元件设置在恒温器入口(20)和回路入口或回路出口和恒温器出口之间。恒温器(12)可直接连接到变速器壳体上。

Description

用于变速器油回路的恒温器和变速器油回路

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是车辆变速器的变速器油回路的恒温器和一种变速器油回路。

背景技术

这种恒温器包括恒温器入口、恒温器出口、将恒温器入口与恒温器出口流体连接的旁路通道、与恒温器入口流体连接的回路入口以及最终与恒温器出口流体连接的回路出口。

在车辆变速器、尤其是自动变速器中需要冷却变速器油，例如通过变速器油空气冷却器或变速器油水热交换器。在使用变速器油水热交换器时，在变速器油回路中无需改变流动路径，因为变速器油回路的散热和变速器油的温度通过穿流热交换器的冷却水量来调节和控制。另外，变速器油回路中的压力损失通过与温度有关的粘度变化来确定。与此相反，在使用变速器油空气冷却器时，为了控制和调节油温需要改变油回路，尤其是在热运行中需要接入旁路功能，以便由此跨接散热器。因此在变速器油的空气冷却中，油回路中的压力损失不仅与粘度成比例，而且也与变速器油回路的切换状态有关。为了在车辆中使用这两种不同的系统、即变速器油空气冷却器和变速器油水热交换器，因此需要使用具有不同控制单元的两种不同车辆变速器。这是非常昂贵的。更有意义的是，在同一变速器中可任选使用一种或另一种冷却系统，这到目前为止是不可能的，尤其是因为下述在不同温度下应保持的压力。

例如在1.5l/min和-15℃的变速器油温下必须达到约2500mbar，并且在11l/min和70℃的变速器油温下为最大1400mbar。此外，还存在76℃切换点，在该切换点处在变速器油空气冷却器中接通或关闭旁路。在此使用膨胀元件，其在恒温器内在两个通道之间切换。膨胀元件的切换点为76℃。如果需要冷却变速器油，则恒温器接通冷却器，从而由冷却器冷却变速器油。相反，在变速器油太冷的情况下，恒温器这样切换，使得变速器油穿流旁路通道，而不穿流冷却器。但这使上述设计点或压力损失点的满足变得更加复杂。另外，在这种恒温器中在旁路情况下的流动是所谓的间隙流动，因为在恒温器中所提到的膨胀元件通常用作阀，其在热变化时释放或封闭窄的流动间隙。但间隙流动的压力损失与体积流量和油粘度的比例非常不同并且例如不能通过管路上的模拟来检测。出现的比例不利于维持上述设计点或压力损失点。另一困难在于恒温器根据车辆变型位于车辆中的不同位置。这又导致压力损失基于旁路通道释放剧烈变化。这只能通过开发不同的恒温器变型来补偿，其在旁路通道中具有不同的压力损失。

发明内容

本发明的任务在于这样改进用于变速器油回路、尤其是与变速器油空气冷却器连接的变速器油回路的恒温器，使得该恒温器构造简单并且可普遍使用。此外，应提供一种变速器油回路，在其中可更简单地调节压力损失。最后，恒温器应不引起相连接的变速器中的任何调整，使得其也可在无改造的情况下与变速器油空气冷却器耦合。

本发明通过一种用于尤其是车辆变速器的变速器油回路的恒温器解决，所述恒温器包括恒温器入口、恒温器出口、将恒温器入口与恒温器出口流体连接的旁路通道、与恒温器入口流体连接的回路入口、与恒温器出口流体连接的回路出口、控制元件和压力损失元件。所述压力损失元件与控制元件间隔开地设置在旁路通道中。旁路通道的穿流横截面独立于控制元件的切换位置，也就是说，压力损失元件不是由控制元件限定的阀的一部分。

通过根据本发明的解决方案可将在旁路通道接通时和在冷却回路接通时产生的压力损失完全解耦。通过旁路通道中的压力损失元件可精确地调节旁路通道接通时产生的压力损失。因此始终能实现压力损失与粘度和体积流量的比例的适合特性曲线。此外，通过连接适合的压力损失元件，可通过管路流动代替旁路中难以控制或难以调节的间隙流动。与孔口流动相反，管路流动具有明显的纵向延伸，在当前至少为2mm。在孔口流动中压力损失主要与几何形状成比例，而在管路流动中利用粘度越来越主要的影响。本发明能够最佳地调节两种效果(粘度影响和几何形状影响)的比例。

尤其是这样构造控制元件，使得它可根据油温控制通过回路入口和/或回路出口的油的体积流量。

控制元件尤其是目前也可使用的膨胀元件，因而在此不再需要重新设计。

控制元件上的弹簧确保用于封闭元件在切换方向上的复位功能。弹簧例如应在外侧包围膨胀元件。

优选压力损失元件构造为单独的主体，即与壳体分开。因此通过压力损失元件的可更换性能实现无重大改造的调整。

压力损失元件例如具有主体，其伸入旁路通道中并且使其在部分区段上变窄。因此，油无需穿流压力损失元件，相反在该区段中流动通道一方面由旁路通道并且另一方面由压力损失元件的外侧限定。因此压力损失元件可非常简单地设计。

根据一种在实验中已经证明有利的方案，在压力损失元件(或主体)和旁路通道壁之间形成环形间隙，在该环形间隙中形成管路流动。环形间隙确保大的润湿表面，这提高了粘度影响。

按本发明的恒温器的可快速更换性和可调整性尤其是通过可更换的压力损失元件实现。

压力损失元件的主体也可弹性地固定在恒温器的壳体上，尤其是压力损失元件的支架可与主体通过弹簧耦合。经由该弹簧例如也可以简单的方式调节压力损失元件在旁路中的轴向位置，其方式为：通过用弹簧将主体压靠在止挡上，。

弹簧对压力损失元件的预压紧也可用于其它功能。例如由此可实现过压阀，通过该过压阀可在旁路没有实际切换的情况下从在变速器油回路中达到预定压力起使旁路解除节流(entdrosselt)。

当压力损失元件(或主体)具有涡旋形或螺旋形设计时，可在主体和旁路通道内侧之间产生一个螺旋形通道。作为替代方案，压力损失元件为此具有多个并排设置的细通道。

另一种已经在实验中证明非常有利的选择在于，压力损失元件构造有一束并排延伸的管路、即所谓的管束。该管束可在恒温器壳体中加工出(例如在注塑壳体期间形成)，或者可使用单独的嵌件，在其中构造有管路。

环形间隙也可在不使用单独嵌件的情况下直接构造在恒温器壳体中。但在此在环中心的“芯”需要通过腹板与环形间隙的外壁连接。

恒温器具有壳体，恒温器入口和恒温器出口设置在该壳体的一侧上，在该壳体的一个端侧上设有回路入口和回路出口并且在该壳体的上侧或下侧上设有用于更换压力损失元件的安装开口。这种设计确保壳体和设置在其中的通道的非常紧凑且易于制造的结构，这些通道大多可在一次夹紧中从不同侧钻出。

压力损失元件可构造为壳体的一体区段，其使旁路通道在部分区段上变窄并将其分成两个区段，所述区段通过压力损失元件中的多个通道相互连接。

作为替代方案，压力损失元件也可如上所述通过注塑制造。如果压力损失元件中可能存在的通道沿脱模方向延伸，则可简化制造。由于安装开口可从不同于恒温器入口/出口和回路入口/出口的一侧接近，因此即使在恒温器的组装状态中也可简化更换，因为可接近性得到改善。

恒温器的可制造性通过下述方式进一步简化，即恒温器壳体内部设有两个平行的通道，恒温器入口侧向通入一个通道中并且恒温器出口侧向从另一通道伸出，从而所述通道分别被分成两个区段，其中一个区段配置给旁路通道并且一个区段配置给回路。这意味着，通道例如可通过线性钻孔制成，从而不需要复杂的铸模。上述任务也可通过一种包括变速器和尤其是根据本发明的恒温器的变速器油回路来解决，所述变速器具有直接过渡到恒温器入口中的变速器油出口和/或变速器具有直接过渡到恒温器出口中的变速器油入口。在此构思在于，在恒温器和变速器之间不设置到目前为止常用的、管路形式的中间通道。相反，恒温器直接法兰连接到变速器上。因此可避免不同长度的管路，其在现有技术中导致变速器和恒温器之间的不同压力损失。因而压力损失可仅通过旁路通道确定。

附图说明

本发明的其它特征和优点由下述说明和下述附图给出。在附图中：

图1示出具有按本发明的恒温器的按本发明的变速器油回路的侧视图；

图2示出沿图1中的恒温器的II-II线的剖视图；

图3示出沿图1中II-II线的按本发明的恒温器的第二种变型的剖视图；

图4示出沿图1中II-II线的按本发明的恒温器的第三种变型的剖视图；

图5示出沿图1中II-II线的本发明恒温器的第四种变型的剖视图。

具体实施方式

图1示出尤其是具有自动变速器的车辆的变速器的变速器油回路。变速器具有外壳10，恒温器12直接连接到外壳上并且管路从恒温器12起通向变速器油空气冷却器14(参见图2)。

恒温器12包括壳体16，该壳体具有第一侧18，在第一侧上设有恒温器入口20以及恒温器出口22，变速器油通过该恒温器入口流入恒温器12中，变速器油通过该恒温器出口流回到变速器壳体10中。在本实施例中，恒温器入口20和恒温器出口22构造为突出的、设有O形密封件的管接头。所述管接头插入变速器壳体10中的相应开口中。壳体10具有与恒温器入口20直接连接并且过渡到其中的变速器油出口11以及直接过渡到恒温器出口22中的变速器油入口13。

在图2中可见的端侧24上构造有回路入口26和回路出口28，在此例如构造为用于相应管路插入的扩宽的孔。

在壳体16内部通过线性钻孔和/或在铸造壳体时制出多个通道。

第一通道30从端侧24起，并且也从该端侧起的第二通道32平行于第一通道30延伸。恒温器入口20通入第一通道30(图2中被挡住)，并且恒温器出口22通向第二通道32中(参见图2)。因此，该通道的第一区段从恒温器入口20在第一通道30中的通入口延伸至回路入口26。同样，通道32的第一区段从回路出口28延伸至恒温器出口22的通入口。

但在通道30、32的两个提到的第一区段的右侧这些通道仍继续延伸。在此区域中这些区段构成所谓的旁路通道的一部分，旁路通道构造成U形的并且其分腿由通道30、32的区段构成并且其中间区段由从上侧34(必要时也可从下侧36)起的通道38构成。

在通道或通道区段中插入对于恒温器的功能重要的构件。在第一通道30中插入控制元件40，该控制元件容纳在被压入或拧入通道30的扩宽端部中的支座元件42中，该支座元件类似于具有分隔壁的套筒构造。该支座元件42在其中心具有多个穿通通道44和沿圆周方向在这些穿通通道44之间向中心延伸的腹板，这些腹板具有构造为配合保持件的支撑部46或过渡到其中。控制元件40的顶杆48容纳在支撑部46中。控制元件40构造为膨胀元件，其在其内部具有膨胀材料，当温度升高时膨胀材料扩张并且使顶杆48或多或少地从控制元件的壳体50中移出。

壳体50在其两个对置的端部上具有截止面52、54，它们可与支座元件42上的相应阀座和通道30中、更确切地说配置给旁路通道的区段中的肩部56相贴靠。

包围控制元件40的弹簧58将壳体50沿着切换方向朝向支座元件42挤压。

在旁路通道中、更确切地说在通道38中，经由上侧34上的安装开口64插入压力损失元件60。该压力损失元件60是与控制元件40独立的和间隔开的部件，该压力损失元件的构造非常简单，在当前情况下构造为圆柱体或略微锥形的部件。支架62在所谓的安装开口64区域中封闭通道38，该安装开口构成通道38的通入口。必要时也可在支架62和压力损失元件60之间设置弹簧66，该弹簧将压力损失元件60压靠到壳体60上的止挡68上。由此，压力损失元件60在通道38中的轴向位置是固定的。

压力损失元件60伸入旁路通道中并且在旁路通道的壁和压力损失元件60的所谓主体70(主体在旁路区域中构成压力损失元件的外侧)之间形成环形通道72，其间隙宽度可精确调节。

压力损失元件60可非常简单且快速地通过几何结构最小程度不同的压力损失元件更换，由此可这样调整环形间隙72，使得在旁路接通时能够精确调节在变速器油回路中经由旁路产生的压力损失。

压力损失构件60也可构造为旁路通道中的过压阀。通过弹簧66将主体70朝向止挡挤压。当在旁路通道中达到一定过压时，油克服弹簧66向上挤压主体70，从而基于锥度环形间隙和因此旁路通道中的穿流横截面增大。回路解除节流。

如果变速器油仍是冷的，则顶杆48只是最小程度地从壳体50移出，因此它沿轴向方向不支撑在支撑部46上。基于通过弹簧58的定位使面52压靠在阀座上，从而在该区域中不能发生变速器油向回路入口26的流动。

为了在发动机首次运行时使变速器排气，可有利的是，在壳体中设置一个小的排气孔，该排气孔可在控制元件未打开时使变速器油回路通气。

由于壳体50被压向左边，但旁路通道被释放，因为在肩部56和面54之间产生足够大的间隙。该间隙在横截面积方面显著大于环形间隙72、例如至少是环形间隙的2倍，从而旁路通道中的压力损失不通过该间隙、而是通过环形间隙52来调节。因此变速器油经由恒温器入口20流入旁路通道中，在那里通过环形通道72一直流到恒温器出口22。

应强调的是，恒温器入口20和恒温器出口22的位置也可交换。此时流动在相反的方向上进行。但在所示实施方式中温的变速器油直接流到膨胀元件上，从而膨胀元件不受具有不同温度的混合流影响。因而该解决方案在流体力学方面更加稳定。

如果变速器油是热的，则顶杆42支撑在支撑部46上并将壳体50这样远地推入旁路通道中，使得壳体止挡于肩部56上并且封闭旁路通道，而同时在面52区域中打开通往冷却回路的入流口并且变速器油通过通道44进入回路入口26。

根据图3的实施方式基本上对应于根据图2的实施方式，从而下面仅须说明不同之处。

根据图2的控制元件60的主体70构造为圆柱形或略微圆锥形的主体，其限定所述环形间隙72，而根据图3的实施方式主体70'构造为具有一个涡旋形或螺旋形通道76的主体。在外侧，通道76通过旁路通道壁、即壳体16壁的内侧封闭。因此代替环形通道72产生螺旋形通道。在此省略了弹簧66，但其也可任选存在。

在图4的实施方式中，构造为单独主体的压力损失元件70具有多个细长的通道76，它们的长度相当于其直径的数倍并且将流动分成多个部分流。

压力损失元件70与支架62一体构造并且因此易于从外部取出。

密封件80相对于通道壁的内侧密封压力损失元件的外圆周。

根据图5的实施方式在很大程度上对应于根据图4的实施方式，在此压力损失元件70构造为壳体16的一体区段，其使旁路通道在部分区段上变窄并将其分成两个区段、在此是通道30、32，它们通过多个通道76——其长度相当于其直径的数倍——相互连接。

通道76可通过钻孔产生或已经在注塑壳体16时产生。

Claims (17)

1.用于变速器油回路的恒温器，包括恒温器入口(20)、恒温器出口(22)、将恒温器入口(20)与恒温器出口(22)流体连接的旁路通道、与恒温器入口(20)流体连接的回路入口(26)、与恒温器出口(22)流体连接的回路出口(28)、控制元件(40)和压力损失元件(60)，其中，所述压力损失元件(60)设置在旁路通道中并且旁路通道的穿流横截面独立于控制元件(40)的切换位置。

2.根据权利要求1所述的恒温器，其特征在于，所述恒温器用于车辆变速器的变速器油回路。

3.根据权利要求1所述的恒温器，其特征在于，所述控制元件(40)构造成，使得该控制元件能根据油温控制通过回路入口(26)和/或回路出口(28)的油的体积流量。

4.根据权利要求3所述的恒温器，其特征在于，所述控制元件(40)具有膨胀元件。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的恒温器，其特征在于，所述控制元件(40)具有用于在切换方向上预压紧封闭元件的弹簧(58)。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的恒温器，其特征在于，所述压力损失元件(60)独立于控制元件(40)构造并且具有主体，该主体伸入旁路通道中并且使该旁路通道在部分区段上变窄。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的恒温器，其特征在于，所述压力损失元件(60)设置在旁路通道中，使得在压力损失元件(60)和旁路通道壁之间形成环形间隙(72)。

8.根据权利要求7所述的恒温器，其特征在于，所述环形间隙(72)在流动方向上具有至少相当于环形间隙的至少一半内径的长度。

9.根据权利要求7所述的恒温器，其特征在于，所述环形间隙(72)在流动方向上具有至少相当于环形间隙的至少整个内径的长度。

10.根据权利要求6所述的恒温器，其特征在于，所述压力损失元件(60)可更换地设置在恒温器(12)中。

11.根据权利要求6所述的恒温器，其特征在于，所述主体(70)弹性地固定在恒温器上。

12.根据权利要求6所述的恒温器，其特征在于，所述压力损失元件(60)构造为旁路通道中的过压阀，该过压阀在达到确定压力时增大旁路通道中的穿流横截面。

13.根据权利要求1至4中任一项所述的恒温器，其特征在于，所述恒温器(12)具有壳体(16)，所述恒温器入口(20)和恒温器出口(22)设置在该壳体(16)的一侧上，所述回路入口(26)和回路出口(28)设置在该壳体(16)的一个端侧(24)上并且在该壳体(16)的上侧或下侧(34)上设有用于更换压力损失元件(60)的安装开口(64)。

14.根据权利要求13所述的恒温器，其特征在于，所述压力损失元件(60)构造为壳体(16)的一体区段，该一体区段使旁路通道在部分区段上变窄并将该旁路通道分成两个区段，所述两个区段通过压力损失元件(60)中的多个通道(76)彼此连接。

15.根据权利要求1至4中任一项所述的恒温器，其特征在于，所述压力损失元件具有一个螺旋形通道(76)或多个并排设置的通道(76)，所述通道的长度相当于所述通道的直径的数倍。

16.根据权利要求1至4中任一项所述的恒温器，其特征在于，在恒温器(12)壳体(16)内部设有两个平行的通道(30、32)，恒温器入口(20)侧向通入一个通道(30)中并且恒温器出口(22)侧向从另一通道(32)伸出，使得所述通道(30、32)分别被分成两个区段，其中一个区段配置给旁路通道并且一个区段配置给变速器油回路。

17.变速器油回路，包括变速器和根据权利要求1至16中任一项所述的恒温器(12)，其中，所述变速器具有直接过渡到恒温器入口(20)中的变速器油出口(11)和/或变速器具有直接过渡到恒温器出口(22)中的变速器油入口(13)。

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