DE102014102104B4

DE102014102104B4 - System zum entlüften von fluid in einem getriebe

Info

Publication number: DE102014102104B4
Application number: DE102014102104.5A
Authority: DE
Inventors: Richard A. Pashnik; Gregory Chessky
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2013-03-04
Filing date: 2014-02-19
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2034-02-20
Also published as: US20140245859A1; KR101598212B1; US8813609B1; DE102014102104A1; CN104033591B; CN104033591A; KR20140109272A

Abstract

System zum Entlüften von Fluid in einem Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend:eine erste Rippe (18) in einem ersten Raum (12) des Getriebes;eine zweite Rippe (20) in dem ersten Raum (12) und beabstandet von der ersten Rippe (18), wobei die erste Rippe (18) und die zweite Rippe (20) einen ersten Kanal mit einem Einlassbereich (14) festlegen; undeine dritte Rippe (22) in dem ersten Raum (12) und beabstandet von der zweiten Rippe (20), wobei die zweite Rippe (20) und die dritte Rippe (22) einen zweiten Kanal mit einem Auslassloch (16) festlegen, wobei die zweite Rippe (20) zwischen der ersten Rippe (18) und der dritten Rippe (22) positioniert ist und eine vertikale Höhe aufweist, die kleiner als die vertikalen Höhen der ersten Rippe (18) und der dritten Rippe (22) ist, wobei das Auslassloch (16) eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Raum (12) und einem zweiten Raum (13) des Getriebes ermöglicht,wobei der erste Raum (12) ein Steuerraum ist und der zweite Raum (13) ein Getrieberaum ist,wobei, wenn die Temperatur des Fluids steigt, das Fluid in den Einlassbereich strömt, den ersten Kanal hochsteigt, über die zweite Rippe (20) in den zweiten Kanal und durch das Auslassloch (16) aus dem zweiten Kanal heraus strömt, gekennzeichnet durcheine Distanzplatte (30), die an der ersten, zweiten und dritten Rippe (18, 20, 22) positioniert ist, wobei die Distanzplatte (30) ein Einlassloch (32) aufweist, das mit dem Einlassbereich (14) zusammenfällt, wobei das Einlassloch (32) sich bei einer höheren vertikalen Position als das Auslassloch (16) befindet, und wobei das Fluid bei einer erhöhten Temperatur mit Luft durchsetzt und entlüftet wird, wenn das Fluid von dem Einlassbereich (14) durch den ersten und den zweiten Kanal strömt.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft Kraftfahrzeuggetriebe. Im Einzelnen betrifft die vorliegende Offenbarung ein Getriebesystem zum Entlüften von Hydraulikfluid in dem Getriebe.
Ein typisches Kraftfahrzeuggetriebe nutzt ein zähflüssiges Fluid, um die sich bewegenden Teile in dem Getriebe zu schmieren sowie um in manchen Getrieben Hydraulikdruck bereitzustellen, der zum Betreiben des Getriebes erforderlich ist. Typischerweise wird das Fluid durch ein Netz von Fluiddurchlässen im gesamten Getriebe verteilt, während der Motor läuft. Wenn die Temperatur des Fluids steigt, dehnt sich das Fluid aus, und bei ausreichend hohen Temperaturen kann das Schmiermittel schäumen oder mit Luft durchsetzt werden. Dieser Schaum dringt in die Zahnräder ein und ruft Drehverluste hervor, was die Leistung des Getriebes reduziert, insbesondere aus Sicht der Effizienz. Demgemäß besteht Bedarf nach einem System, um das Fluid in einem Kraftfahrzeuggetriebe zu entlüften.
Aus der DE 10 2009 003 951 A1 ist ein System zum Thermomanagement für ein Kraftfahrzeuggetriebe bekannt, das sowohl ein Erwärmen als auch ein Abkühlen von Getriebefluid in Abhängigkeit von vorbestimmten Anforderungen durchführt. Eine Getriebekonditionierungsanordnung mit einem Eingang und einem Ausgang umfasst ein Steuerventil, das in Reaktion auf von einem Wärmesensor gemessenen Fluidtemperaturmesswerte betrieben wird.
Die US 4 630 711 A offenbart ein Getriebeschmiersystem, das einen Einlasskanal für Getriebeöl an der Unterseite eines Getriebekastens aufweist. Zähne eines Zahnrads nehmen bei ihrer Rotation an der Austrittsöffnung des Einlasskanals Getriebeöl auf und schleudern es tangential weg, so dass es durch einen tangential zu dem Zahnrad im Getriebegehäuse angeordneten Auslasskanal hindurchtritt und schließlich in einen Getriebeölbehälter tropft. Vom unteren Bereich diesen Getriebeölbehälters geht der Einlasskanal aus. In dem Getriebeölbehälter sind eine weiterer Innenbehälter angeordnet, der durch eine Rippe unterteilt ist, die an ihrem unteren Bereich einen Durchgang enthält. Die Rippe ist höher als der Innenbehälter.
Die DE 10 2007 033 475 A1 offenbart ein System zum Entlüften von Fluid in einem Kraftfahrzeuggetriebe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein alternatives System zum Entlüften von Fluid in einem Kraftfahrzeuggetriebe zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
In den Zeichnungen zeigt:

1 eine Teilansicht eines Getriebegehäuses gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
2 eine Nahansicht des in 1 gezeigten Bereichs 2;
3 eine Raumplatte für das Getriebegehäuse gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung;
4 eine montierte Teilansicht eines Getriebegehäuses gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung; und
5 eine Bewegung von Hydraulikfluid in dem Getriebegehäuse gemäß den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung.

Unter Bezugnahme nun auf die Zeichnungen ist in 1, 2, 4 und 5 ein Kraftfahrzeug-Getriebegehäuse, das die Grundsätze der vorliegenden Erfindung verkörpert, gezeigt und mit 10 bezeichnet. Das Getriebegehäuse 10 umfasst eine Komponente oder einen Raum 13, der nachstehend als Getrieberaum 13 bezeichnet wird und der mehrere Zahnräder und mehrere Drehmomentübertragungsmechanismen, wie etwa Bremsen und Kupplungen beherbergt, die selektiv mit den Zahnrädern greifen, und eine andere separate Komponente oder einen anderen separaten Raum 12, der nachstehend als Steuerraum bezeichnet wird und der die Getriebesteuerungskomponenten beherbergt. Ein zähflüssiges Fluid, wie etwa Öl, wird in dem Getriebegehäuse 10 zum Kühlen und Schmieren der beweglichen Komponenten, wie etwa der Zahnräder, Lager und Drehmomentübertragungsmechanismen, verwendet. Ferner wird in Automatikgetrieben ein solches Arbeitsfluid häufig auch zum Betätigen der Drehmomentübertragungsmechanismen, die ein Schalten von Gängen beeinflussen, genutzt. Das Fluid wird im Allgemeinen mittels einer von einem Motor eines Fahrzeugs angetriebenen Fluidpumpe oder einer anderen geeigneten Pumpe zu dem Getriebe geliefert. Typischerweise wird das Fluid durch ein Netz von Fluiddurchlässen im gesamten Getriebe verteilt, während der Motor läuft. Nachdem der Motor abgeschalten wurde und über einen längeren Zeitraum abgeschaltet geblieben ist, pflegt das Fluid im Allgemeinen unter der Schwerkraft von den Durchlässen nach unten in einen Getriebesumpf abzulaufen.
Der Steuerraum 12 umfasst eine erste Rippe 18, eine zweite Rippe 20 und eine dritte Rippe 22. Zu beachten ist, dass die vertikale Höhe der zweiten Rippe 20 kleiner als die vertikalen Höhen der ersten Rippe 18 und der dritten Rippe 22 ist. Der Raum 12 umfasst weiterhin einen Einlassbereich 14 sowie ein Auslassloch 16, das zwischen dem Steuerraum 12 und dem Getrieberaum 13, der die Zahnräder und Drehmomentübertragungsvorrichtungen enthält, eine Fluidverbindung ermöglicht.
Das Getriebegehäuse 10 umfasst auch ein Steuerventil 17, das im offenen Zustand eine Fluidverbindung zwischen dem Steuerraum 12 und dem Getrieberaum 13 ermöglicht. Wenn aber die Temperatur des Hydraulikfluids oder des Schmiermittels steigt, sendet ein Sensor ein Signal zu dem Steuerventil 17, um zu schließen, um ein Strömen von Fluid zwischen den Räumen 12 und 13 durch das Steuerventil 17 zu verhindern. Es kann ein Thermoelement anstelle des Steuerventils 17 genutzt werden, das als Reaktion auf die Temperatur des Fluids öffnet und schließt.
Unter Bezugnahme auch auf 3 ist in dem Raum 12 und über der ersten Rippe 18, der zweiten Rippe 20 und der dritten Rippe 22 eine Distanzplatte 30 positioniert, wodurch zwei Kanäle gebildet werden, die durch die zweite Rippe 20 getrennt sind. Die Distanzplatte 30 umfasst auch ein Einlassloch32. Wenn demgemäß ein Fluid durch das Einlassloch 32 in den Einlassbereich 14 eindringt, steigt das Fluid in dem durch die erste Rippe 18 und die zweite Rippe 20 festgelegten Kanal. Wenn mehr Fluid in den Einlassbereich 14 eindringt, strömt das Fluid schließlich über die zweite Rippe 20, da ihre Höhe kleiner als die Höhe der ersten Rippe 18 ist, in den durch die zweite Rippe 20 und die dritte Rippe 22 festgelegten Kanal. Dann strömt das Fluid den Kanal, der durch die zweite Rippe 20 und die dritte Rippe 22 festgelegt ist, hinunter zu dem Auslassloch 16. Da das Auslassloch 16 offen bleibt, strömt das in den durch die zweite Rippe 20 und die dritte Rippe 22 festgelegten Kanal strömende Fluid von dem Steuerraum 12 in den Getrieberaum 13, der die Zahnräder und Drehmomentübertragungsmechanismen enthält. Zu beachten ist, dass wie in 4 und 5 gezeigt, die Steuerungskomponenten 24 oben auf die Distanzplatte 30 gesetzt sind.
Wenn bei Betrieb die Fluidtemperatur unter einer festgelegten niedrigen Temperatur liegt, wie zum Beispiel etwa 20°C, bleibt das Steuerventil 17 oder Thermoelement offen. Bei oder unter dieser Temperatur bleibt das Fluid unter den drehenden Teilen in dem Getrieberaum 13 und das Fluid kommuniziert frei zwischen dem Steuerraum 12 und dem Getrieberaum 13.
Wenn die Fluidtemperatur über die festgelegte niedrige Temperatur steigt, liefert ein Thermosensor ein Signal zu dem Steuerventil 17, um zu schließen, oder wenn ein Thermoelement genutzt wird, schließt es als Reaktion auf die steigende Temperatur. Somit endet die Fluidverbindung zwischen dem Steuerraum 12 und dem Getrieberaum 13 durch das Steuerventil 17. Wenn dies auftritt, steigt die Temperatur des Fluids in dem Steuerraum 12 höher als die Temperatur des Fluids in dem Getrieberaum 13. Wenn die Temperatur des Fluids in dem Steuerraum 12 weiter steigt, wird es mit Luft durchsetzt und dehnt sich aus. Die Höhe des mit Luft durchsetzten Fluids steigt schließlich auf die Höhe des Einlasslochs32. Somit strömt das Fluid durch das Einlassloch 32 in den Einlassbereich 14, wie durch den Pfeil 26 angedeutet. Das mit Luft durchsetzte Fluid steigt in dem durch die erste Rippe 18 und die zweite Rippe 20 festgelegten Kanal. Wenn mehr Fluid in den Einlassbereich 14 eindringt, strömt das Fluid schließlich über die zweite Rippe 20 in den durch die zweite Rippe 20 und die dritte Rippe 22 festgelegten Kanal, wie durch den gebogenen Pfeil 28 angedeutet ist. Wenn dies geschieht, steigt das mit Luft durchsetzte oder schaumige Fluid zur Oberseite der zwei Kanäle, die durch die drei Rippen 18, 20 und 22 festgelegt sind, während flüssiges, nicht mit Luft durchsetztes Fluid über die zweite Rippe 20 in den Kanal, der durch die zweite Rippe 20 und die dritte Rippe 22 festgelegt ist, zu dem Auslassloch 16 strömt. Somit strömt flüssiges Fluid durch das Auslassloch 16 von dem Steuerraum 12 in den Getrieberaum 13, der die Zahnräder und Drehmomentübertragungsmechanismen enthält. Somit dienen der Einlassbereich 14, das Einlassloch 32, das Auslassloch 16, das Steuerventil 17 (oder Thermoelement) und die zwei durch die erste Rippe 18, die zweite Rippe 20 und die dritte Rippe 22 festgelegten Kanäle bei Setzen der Distanzplatte 30 oben auf die Rippen 18, 20 und 22 als Entlüftungssystem des in dem Getriebegehäuse 10 enthaltenen Fluids.

Claims

System zum Entlüften von Fluid in einem Kraftfahrzeuggetriebe, umfassend: eine erste Rippe (18) in einem ersten Raum (12) des Getriebes; eine zweite Rippe (20) in dem ersten Raum (12) und beabstandet von der ersten Rippe (18), wobei die erste Rippe (18) und die zweite Rippe (20) einen ersten Kanal mit einem Einlassbereich (14) festlegen; und eine dritte Rippe (22) in dem ersten Raum (12) und beabstandet von der zweiten Rippe (20), wobei die zweite Rippe (20) und die dritte Rippe (22) einen zweiten Kanal mit einem Auslassloch (16) festlegen, wobei die zweite Rippe (20) zwischen der ersten Rippe (18) und der dritten Rippe (22) positioniert ist und eine vertikale Höhe aufweist, die kleiner als die vertikalen Höhen der ersten Rippe (18) und der dritten Rippe (22) ist, wobei das Auslassloch (16) eine Fluidverbindung zwischen dem ersten Raum (12) und einem zweiten Raum (13) des Getriebes ermöglicht, wobei der erste Raum (12) ein Steuerraum ist und der zweite Raum (13) ein Getrieberaum ist, wobei, wenn die Temperatur des Fluids steigt, das Fluid in den Einlassbereich strömt, den ersten Kanal hochsteigt, über die zweite Rippe (20) in den zweiten Kanal und durch das Auslassloch (16) aus dem zweiten Kanal heraus strömt, gekennzeichnet durch eine Distanzplatte (30), die an der ersten, zweiten und dritten Rippe (18, 20, 22) positioniert ist, wobei die Distanzplatte (30) ein Einlassloch (32) aufweist, das mit dem Einlassbereich (14) zusammenfällt, wobei das Einlassloch (32) sich bei einer höheren vertikalen Position als das Auslassloch (16) befindet, und wobei das Fluid bei einer erhöhten Temperatur mit Luft durchsetzt und entlüftet wird, wenn das Fluid von dem Einlassbereich (14) durch den ersten und den zweiten Kanal strömt.
System nach Anspruch 1, welches weiterhin ein Steuerventil (17) umfasst, das zwischen dem ersten Raum (12) und dem zweiten Raum (13) eine Fluidverbindung ermöglicht, wobei das Steuerventil (17) von einem Sensor ein Signal empfängt, um die Strömung von Fluid zwischen dem ersten Raum (12) und dem zweiten Raum (13) abzusperren, wenn die Fluidtemperatur eine festgelegte niedrige Temperatur erreicht, wobei die festgelegte niedrige Temperatur etwa 20° C beträgt.
System nach Anspruch 1, welches weiterhin ein Thermoelement umfasst, das zwischen dem ersten Raum (12) und dem zweiten Raum (13) Fluidverbindung vorsieht, wobei das Thermoelement die Strömung von Fluid zwischen dem ersten Raum (12) und dem zweiten Raum (13) absperrt, wenn die Fluidtemperatur eine festgelegte niedrige Temperatur erreicht, wobei die festgelegte niedrige Temperatur etwa 20° C beträgt.