CN215293523U - 高速减速箱主动润滑冷却装置 - Google Patents

Abstract

一种高速减速箱主动润滑冷却装置，包括：预机加工油道机构的高速减速箱壳体、设置于油道机构出口处的输入轴油管和差速器油管、设置于差速器油管出口处的限流器、设置于输入轴油管的管壁上的出油孔、设置于高速减速箱壳体内底部且密封固定连接的油泵、位于油泵上的油泵动力齿轮以及位于油泵进油口的油泵油管，该油泵油管的进油口与吸滤器密封连接，高速减速箱壳体的外部通过壳体上孔道与油泵相连通处设有油冷器。本装置能够做到对特定部位进行针对性的定量的润滑，保证减速箱高速运转时零件和内部空间温度在设计温度以内。

Description

高速减速箱主动润滑冷却装置

技术领域

本实用新型涉及的是一种变速器润滑领域的技术，具体是一种最高转速16000rpm的减速箱主动润滑冷却装置。

背景技术

减速箱是电动汽车动力系统中重要的组成部分，减速箱中轴承、齿轮等运动件的润滑效果对减速箱的功能实现、NVH及使用寿命影响很大。高转速、大扭矩的电机对高速减速箱的润滑冷却性能提出更高的要求，良好的润滑及冷却性能能有效的降低轴承、齿轮的点蚀、疲劳损伤以及润滑油的高温氧化问题。相较于常规减速箱的润滑问题，高速减速箱的高转速、大扭矩导致了润滑油需求量大、润滑区域针对性强、发热量大以及搅油损失大等问题，仅依靠飞溅润滑和自然散热的方式并不能满足高速减速箱对润滑冷却性能的要求。

高速减速箱通常会采用主动润滑的方式对运动件进行润滑。主动润滑利用油泵供给足够压力和流量的润滑油，施行强制润滑。该方式的优点是可以提供高速转动零件需要的足量的润滑油，更快的带走高速转动产生的热量，有效的冷却运动件，保证润滑效果。

在现有的减速箱主动润滑系统中因为不配备冷却系统，因此，润滑油将运动件的热量带走后不能有效散热，导致润滑油温度升高，降低了冷却运动件的效果。另外，主动润滑系统仅在减速箱壳体中机加工出油道，导向待润滑处，而悬空在减速箱内部的待润滑部位很难得到有效润滑，润滑部位的指向性不强。

实用新型内容

本实用新型针对现有高速减速箱润滑技术中润滑油需求量大、润滑部位指向性不强、搅油损失大、散热效率低等问题，提出一种高速减速箱主动润滑冷却装置，减速箱内部油管的设置，弥补了飞溅润滑的无目的性，避免了润滑死角的出现，能够做到对特定部位进行针对性的定量的润滑并保证减速箱高速运转时零件和内部空间温度在设计温度以内。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

本实用新型涉及一种高速减速箱主动润滑冷却装置，包括：预机加工油道机构的高速减速箱壳体、设置于油道机构出口处的输入轴油管和差速器油管、设置于差速器油管出口处的限流器、设置于输入轴油管的管壁上的出油孔、设置于高速减速箱壳体内底部且密封固定连接的油泵、位于油泵上的油泵动力齿轮以及位于油泵进油口的油泵油管，该油泵油管的进油口与吸滤器密封连接，高速减速箱壳体的外部通过壳体上孔道与油泵相连通处设有油冷器。

所述的油泵一端依次与油泵油管和吸滤器依次相连并吸入高温润滑油，油泵另一端通过壳体上的壳体出油口与油冷器相连，油冷器输出端与高速减速箱壳体预机加工好的油道相连，油道的出口处分别与待润滑轴承、输入轴油管和差速器油管相连，出油孔正对输入轴轴承和输入轴主从动齿轮啮合处设置，限流器正对差速器轴承设置。

附图说明

图1为本实用新型中油泵油管及高速减速箱壳体结构示意图；

图2为油泵及差速器油管的安装位置示意图；

图3为本实用新型中油冷器的安装位置示意图；

图4为高速减速箱中预机加工的油道结构示意图；

图5为油泵及油泵动力齿轮示意图；

图6为差速器油管结构示意图；

图7和图8为输入轴油管结构示意图；

图9和图10为限流器结构示意图；

图11为油冷器与壳体接口示意图；

图12为油冷器正面冷却液进出口结构示意图；

图13为油冷器背面润滑油进出口结构示意图；

图14为润滑油循环路径及油温状态示意图；

图中：1高速减速箱壳体、2输入轴油管、3主减速齿轮、4吸滤器、5油泵油管、6油泵动力齿轮、7差速器油管、8差速器轴承、9油泵、10油冷器、11壳体中机加工油道、12 限流器、13出油孔、14壳体出油口、15壳体入油口、16冷却液入口、17冷却液出口、18油冷器入油口、19油冷器出油口。

具体实施方式

如图1所示，为本实施例涉及一种高速减速箱主动润滑冷却装置，包括：预机加工油道机构11的高速减速箱壳体1、设置于油道机构11出口处的输入轴油管2和差速器油管7、设置于差速器油管7出口处的限流器12、设置于输入轴油管2的管壁上的出油孔13、设置于高速减速箱壳体1内底部且密封固定连接的油泵9、位于油泵9上的油泵动力齿轮6以及位于油泵9进油口的油泵油管5，其中：油泵油管5的进油口与吸滤器4密封连接，高速减速箱壳体1的外部通过壳体上孔道与油泵9相连通处设有油冷器10，高速减速箱底部的油泵9通过油泵油管5和吸滤器4吸入高温润滑油，高温润滑油通过壳体1上的壳体出油口14被泵入油冷器 10内。经过油冷器10内冷却液的换热作用，高温润滑油转变成低温润滑油，低温润滑油在油泵9压力作用下流入高速减速箱壳体1预机加工好的油道11内。在油道出口处，低温润滑油一部分直接流向待润滑的轴承处，另一部分经过油管流出。一部分低温润滑油流向输入轴油管 2，经过限流器12和出油孔13的限流加速作用喷向输入轴轴承和输入轴主从动齿轮啮合处。另一部分低温润滑油流向差速器油管7，经过差速器油管出口处限流器12的限流加速作用喷向差速器轴承8。流向各位置润滑油量由限流器12孔和出油孔13的直径以及高速减速箱的转速决定，且与高速减速箱的转速成正比。低温润滑油流向待润滑位置实现润滑效果，并及时带走高转速产生的大量热量。

如图1所示，所述的油泵动力齿轮6与高速减速箱主减速齿轮3相啮合以提供油泵9的动力。

所述的油泵动力齿轮6与主减速齿轮3的速比为13.1:1。

所述的油泵9的泵油量与主减速齿轮转速成正比，实现高速转速箱中润滑系统转速—润滑油需求量—润滑油供给量的动态平衡。

所述的油泵9通过油泵油管5和吸滤器4将高温润滑油泵入油冷器10。

如图2所示，所述的油泵9进油口处与油泵油管5的一端密封连接，油泵油管5的另一端与吸滤器4密封连接，该吸滤器4位置位于高速减速箱壳体1的底部，如图1所示。

所述的油泵9采用O型圈作为密封件，油泵流量为1.6cm³/rev。

所述的吸滤器4名义过滤尺寸40μm。

所述的油冷器10与油泵9通过壳体1上的孔道密封连通，壳体出油口14与油冷器10上润滑油入口18密封连通，壳体入油口15与油冷器上润滑油出口19密封连通，如图11所示。

所述的油冷器10的换热功率1.6KW。

如图12、13所示，所述的油冷器10正面设有冷却液入口16和冷却液出口17，反面设有润滑油入口18和润滑油出口19，其中：润滑油入口16与油泵9通过壳体上孔道相通，低温润滑油与图4中的油道机构11通过壳体上孔道密封连接相通，被泵入的高温润滑油温度为120℃，经过冷却液的换热作用转变为低温润滑油，温度为107℃，在油泵9的压力作用下，低温润滑油进入壳体1的油道机构11内。

如图4所示，所述的油道机构11包括：至少一条连接油冷器和轴承或者待润滑处的管路，低温润滑油通过油道机构11一部分直接流向轴承，润滑轴承；另一部分流向输入轴油管2 和差速器油管7。

如图7所示，所述的输入轴油管2的一端与油道机构11密封连接且出口处设有限流器 12，该限流器12指向输入轴轴承处；输入轴油管2管壁上设有出油孔13，该出油孔13指向输入轴主从动齿轮啮合处；低温润滑油经过限流器12或出油孔13的限流加速作用后喷向待润滑部位，润滑零部件的同时带走运动件产生的大量热量，降低零部件温度，保证润滑效果，保持传动效率；吸收热量的低温润滑油变成高温润滑油，流回到高速减速箱底部。经吸滤器4的过滤后，由油泵9重新泵入油冷器10进行降温。

如图10所示，所述的限流器12为带有外螺纹的圆柱状结构，该限流器12中间开有出油孔，相比一般限流器，通过螺纹连接具有可重复装拆的优点，限流器12的出油孔和出油孔 13的直径大小可根据流体力学原理及待润滑处润滑油需求量而定，本实施例中限流器出口孔直径为1mm，油管出油孔13的直径为3.7mm。

如图6所示，所述的差速器油管7的一端与油道机构11密封连接，另一端固定设置于壳体1上且出口处设有限流器12，该限流器12指向差速器轴承8处。

所述的限流器12的出油孔的直径大小取决于差速器轴承处所需润滑油量。

如图14所示，为润滑油在高速减速箱内循环路径及温度变化，具体为：高速减速箱底部的油泵通过油泵油管和吸滤器吸入高温润滑油，高温润滑油通过壳体上的孔道被泵入油冷器内。经过油冷器内冷却液的换热作用，高温润滑油转变成低温润滑油，低温润滑油在油泵压力作用下流入高速减速箱壳体预机加工好的油道内。在油道出口处，低温润滑油一部分直接流向待润滑的轴承处，另一部分经过油管流出。一部分低温润滑油流向输入轴油管，经过限流器和出油孔的限流加速作用喷向输入轴轴承和输入轴主从动齿轮啮合处。另一部分低温润滑油流向差速器油管，经过差速器油管出口处限流器的限流加速作用喷向差速器轴承。流向各位置润滑油的流量由限流器孔和出油孔的直径以及高速减速箱的转速决定。低温润滑油流向待润滑位置实现润滑效果，并及时带走高转速产生的大量热量。

本实施例中机加工油道11直径为6mm，输入轴油管2的直径为5mm，差速器油管7 的直径为3mm，限流器12的出口孔直径为1mm，出油孔13的出油孔直径为3.7mm，油泵油管5直径为7mm，油冷器10得孔道直径6mm。

使用本实用新型润滑冷却装置的高速减速箱在全球轻型车统一测试循环(WLTC)测试中减速箱温度为62℃，远低于高速减速箱设计温度120℃，具有良好的润滑冷却效果。

本装置的技术效果包括：

1)采用主动润滑方式，辅之以齿轮本身转动所产生的飞溅作用，集中了主动润滑与飞溅润滑的优点。该装置弥补了飞溅润滑的无目的性，避免了润滑死角的出现，能够做到对特定部位进行针对性的定量的润滑，实现全面的润滑。

2)油泵动力齿轮与高速减速箱主减速齿轮啮合为油泵提供动力，实现了润滑油提供量与高速减速箱转速成正比的效果，即转速越高，润滑油需求量越大，产生热量越多时，润滑油供给量越大，实现了润滑油供给量的动态变化。这样的结构设置提高了润滑效率，保证了润滑效果，又能及时带走高转速产生的热量，进一步提高润滑效果，保证运动件的使用质量。

3)本装置采用壳体机加工油道与油管相结合的方式来满足主动润滑的需求，这样的结构避免了壳体中过多的机加工油道，以及机加工油道产生的成本、堵头、壳体强度等问题。油管的使用也增加了更多的设计可能性，油管的随意弯曲性增加了设计的灵活性，可以更好的满足特定部位的润滑，增加了润滑的指向性和目的性。机加工油道和油管的设计既保证了结构的简单性，提高了润滑的效率，又增加了设计的灵活性。

4)减速箱中随着转速的增高，搅油损失所占效率损失的比例也越来越大。高速减速箱中搅油损失的控制也显得尤为重要。本装置以主动润滑为主，油管及油道的设置有针对性地对各待润滑的部位进行润滑，因此，可以适当减少润滑油的使用量。另外，高速减速箱运转时，油管、油道、油泵及油冷器中时刻存在着润滑油，这些零件间接起着储油槽的作用，也间接减少了存在于高速减速箱中的润滑油量。较少的润滑油量意味着更小的搅油损失，以此达到降低搅油损失，提高高速减速箱的传动效率的目的。

5)本装置集成了润滑系统与冷却系统，有针对性地解决了高速减速箱高速运转时产生大量热量导致润滑效果降低的问题，以简单的结构实现较高的收益。

上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本实用新型原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本实用新型的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本实用新型之约束。

Claims (9)

1.一种高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征在于，包括：预机加工油道机构的高速减速箱壳体、设置于油道机构出口处的输入轴油管和差速器油管、设置于差速器油管出口处的限流器、设置于输入轴油管的管壁上的出油孔、设置于高速减速箱壳体内底部且密封固定连接的油泵、位于油泵上的油泵动力齿轮以及位于油泵进油口的油泵油管，其中：油泵油管的进油口与吸滤器密封连接，高速减速箱壳体的外部通过壳体上孔道与油泵相连通处设有油冷器。

2.根据权利要求1所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的油泵一端依次与油泵油管和吸滤器依次相连并吸入高温润滑油，油泵另一端通过壳体上的壳体出油口与油冷器相连，油冷器输出端与高速减速箱壳体预机加工好的油道相连，油道的出口处分别与待润滑轴承、输入轴油管和差速器油管相连，出油孔正对输入轴轴承和输入轴主从动齿轮啮合处设置，限流器正对差速器轴承设置。

3.根据权利要求1或2所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的油泵动力齿轮与主减速齿轮的速比为13.1:1。

4.根据权利要求1或2所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的油泵采用O型圈作为密封件，油泵流量为1.6cm³/rev。

5.根据权利要求1或2所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的吸滤器的过滤尺寸40μm。

6.根据权利要求1或2所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的油冷器与油泵通过壳体上的孔道密封连通，壳体出油口与油冷器上润滑油入口密封连通，壳体入油口与油冷器上润滑油出口密封连通。

7.根据权利要求1或2所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的油冷器正面设有冷却液入口和冷却液出口，反面设有润滑油入口和润滑油出口，其中：润滑油入口与油泵通过壳体上孔道相通，低温润滑油与油道机构通过壳体上孔道密封连接相通。

8.根据权利要求7所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的油道机构包括：至少一条连接油冷器和轴承或者待润滑处的管路，低温润滑油通过油道机构一部分直接流向轴承，润滑轴承；另一部分流向输入轴油管和差速器油管，差速器油管的一端与油道机构密封连接，另一端固定设置于壳体上且出口处设有限流器，该限流器指向差速器轴承处。

9.根据权利要求1或2所述的高速减速箱主动润滑冷却装置，其特征是，所述的限流器为带有外螺纹的圆柱状结构，该限流器中间开有出油孔。

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