-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Getriebe umfassend den erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislauf.
-
In flüssigen Betriebsmitteln in Fahrzeugen werden beispielsweise durch eine Energieumwandlung in Wärme entstandene Aufheizungen in einem Wärmetauscher an ein Kühlmittel abgegeben, damit die Einsatzfähigkeit des Betriebsmittels erhalten bleibt und das Betriebsmittel für weitere Energieaufnahmen verfügbar ist.
-
Betriebsmittel dieser Art können Schmiermittel in Motoren oder Getrieben sein, die durch die Bewegungen der vorhandenen Bauteile erwärmt werden, oder es kann auch ein Öl oder Wasser einer hydrodynamischen Bremseinrichtung betroffen sein, die die Bewegungsenergie des Fahrzeugs mit Hilfe einer Beschaufelung in Wärme überführt, die an das Betriebsmittel übertragen wird.
-
Wärmetauscher werden häufig in Platten- oder Schalenbauweise ausgeführt, wobei mehrere gleichartige Platten oder Schalen übereinander und aneinander befestigt werden, beispielsweise verlötetet werden, welche dann Passagen bilden, die jeweils Kühlmittel und zu kühlendes Betriebsmittel aneinander vorbeiführen.
-
Sind in einem Fahrzeug mehrere Betriebsmittel zu kühlen, so lassen sich hierzu mehrere Wärmetauscher vorsehen, von denen jeweils ein Wärmetauscher ein Betriebsmittel durch ein Kühlmittel kühlt. Werden mehrere Wärmetauscher zur Kühlung von mehreren Betriebsmitteln benutzt, dann können diese entsprechend dem zu kühlenden Betriebsmittelkreislauf optimal angepasst werden und beispielsweise unterschiedliche geometrische Abmessungen aufweisen. Jedoch ist die Nutzung von mehreren Wärmetauschern verhältnismäßig teuer und es wird ein entsprechend großer Ein- oder Anbauraum zur Anordnung der Wärmetauscher benötigt.
-
Es ist bereits bekannt, dass mehrere Betriebsmittel in einem Fahrzeug auch in einem gemeinsamen Wärmetauscher gekühlt werden können, wobei dieser Wärmetauscher dann mehrere Bereiche aufweist, die jeweils mit einem Kühlmittel zur Wärmeabgabe in Kontakt treten können. Derartige Wärmetauscher werden auch als mehrflutige Wärmetauscher bezeichnet. Beispielsweise ist es möglich, an einen 3-flutigen Wärmetauscher einen Kühlmittelkreislauf und zwei Betriebsmittelkreisläufe anzuschließen. Die Betriebsmittelkreisläufe können beispielsweise als Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes und als Betriebsmittelkreislauf eines Retarders ausgebildet sein.
-
Ein solcher mehrflutiger Wärmetauscher ist beispielsweise aus der
DE 197 12 599 A1 bekannt, bei dem mehrere Ölzuführungen vorgesehen sind, die jeweils fest zugehörigen Passagen zugeleitet werden, um dort mit einem ebenfalls dem Wärmetauscher zugeführten Kühlmittel zur Wärmeübertragung in Kontakt zu treten.
-
Derartige mehrflutige Wärmetauscher sind in ihrem Aufbau an geometrische Abmessungen gebunden und können daher nur bedingt an die zu kühlenden Betriebsmittelkreisläufe ausgelegt werden. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung eines derartigen mehrflutigen Wärmetauschers können bei einer Durchströmung der Passagen des Wärmetauschers im Betriebsmittelkreislauf Druckverluste entstehen, welche zu einer negativen Beeinflussung des Betriebsmittelkreislaufs führen können.
-
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes mit einem mehrflutigen Wärmetauscher zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch einen Betriebsmittelkreislauf gemäß Anspruch 1 sowie ein Getriebe gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Betriebsmittelkreislauf eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs mit einem mehrflutigen Wärmetauscher vorgeschlagen. Der Wärmetauscher weist mehrere Bereiche zur Kühlung von Betriebsmitteln auf, wobei ein Bereich des Wärmetauschers zur Kühlung eines Betriebsmittels des Getriebes und ein weiterer Bereich des Wärmetauschers zur Kühlung eines Betriebsmittels eines hydrodynamischen Retarders ausgebildet ist. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Wärmetauschers weist der Wärmetauscher in den Betriebsmittel führenden Bereichen einen entsprechenden Durchflusswiderstand auf. Der Durchflusswiderstand des zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes dienenden Bereichs des Wärmetauschers kann in bestimmten Betriebsbereichen zu einem Druckanstieg im Betriebsmittelkreislauf des Getriebes führen, welcher sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers und die Schaltqualität des Getriebes auswirken kann.
-
Zur Lösung der gestellten Aufgabe sieht die Erfindung vor, dass in dem Betriebsmittelkreislauf zumindest ein Bypass zur Umgehung des der Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes dienenden Bereichs des Wärmetauschers vorgesehen ist. Dadurch kann ein Druckanstieg im Betriebsmittelkreislauf, welcher sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers und die Schaltqualität des Getriebes auswirken würde, vermieden werden.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Durchfluss des Bypasses steuer- oder regelbar ist. Der Durchfluss des Bypasses kann zweckmäßigerweise in Abhängigkeit eines in dem Betriebsmittelkreislauf vorherrschenden Drucks und/oder einer Temperatur des Betriebsmittels gesteuert oder geregelt werden. Zur Steuerung oder Regelung des Durchflusses durch den Bypass kann in dem Bypass ein Ventil angeordnet sein.
-
Das Ventil kann als Differenzdruckventil ausgebildet sein, welches in Abhängigkeit von einem vorherrschenden Druck vor und nach dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers betätigbar ist, wobei ein Durchfluss durch den Bypass freigegeben wird, wenn der Druck in der Zuleitung zu dem zur Kühlung des Betriebsmittels vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers einen vorbestimmten Druckwert erreicht oder überschreitet. Auch kann der Durchfluss durch den Bypass durch ein in dem Bypass angeordnetes Druckbegrenzungsventil beeinflusst werden, welches öffnet, wenn in der Zuleitung zu dem zur Kühlung des Betriebsmittels vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers ein vorbestimmter Druckwert erreicht oder überschritten wird. Das Ventil kann alternativ als Proportionalmagnetventil ausgebildet sein, welches abhängig von einem durch eine Ventilspule fließenden Strom den Durchfluss durch den Bypass freigibt.
-
Der mehrflutige Wärmetauscher ist derart an den Betriebsmittelkreislauf des Getriebes angebunden, dass in einem Betriebszustand, in welchem der hydrodynamische Retarder nicht aktiviert ist, das Betriebsmittel des Getriebes auch durch den zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers geleitet und gekühlt wird. Dann sind der zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders vorgesehenen Bereich und der zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich in Reihe geschaltet und das Betriebsmittel des Getriebes wird durch beide Bereiche des Wärmetauschers geleitet und gekühlt.
-
Sind die beiden Bereiche des Wärmetauschers in Reihe geschaltet, dann durchströmt das Betriebsmittel des Getriebes zunächst den zur Kühlung des Betriebsmittels des Retarders vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers und daran anschließen den zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers zumindest teilweise. Bei einer teilweisen Durchströmung des zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereichs des Wärmetauschers wird ein Teil des Betriebsmittels des Getriebes über den Bypass an dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers vorbeigeführt, wodurch der Druck in der Zuleitung zu dem zur Kühlung des Betriebsmittels des Getriebes vorgesehenen Bereich des Wärmetauschers reduziert wird.
-
Ein Getriebe eines Kraftfahrzeugs umfassend einen mehrflutigen Wärmetauscher und den erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislauf ist Gegenstand des Anspruchs 10.
-
Im Folgenden wird die Erfindung, welche mehrere Ausführungsformen zulässt, an Hand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen konventionellen Antriebsstrang eines Kraftfahrzeugs mit einem Automatgetriebe und einem hydrodynamischen Drehmomentwandler in einer schematischen Darstellung,
- 2 einen Ausschnitt eines erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislaufs,
- 3 einen beispielhaften Druckverlauf während eines Betriebszustands des Kraftfahrzeugs und
- 4 eine Anordnung eines Ventils in einem Bypass des Betriebsmittelkreislaufs.
-
Ein konventioneller Antriebsstrang weist gemäß 1 ein als Automatgetriebe 1 ausgebildetes Getriebe mit einem Getriebegehäuse 19, einer Eingangswelle 17 und einer Ausgangswelle 18 auf. Das Automatgetriebe 1 weist drei miteinander gekoppelte Planetenradsätze 2, 7, 12 auf, die jeweils aus einem Sonnenrad 3, 8, 13, einem Planetenträger 4, 9, 14 und einem Hohlrad 6, 11, 16 bestehen. Auf den Planetenträgern 4, 9, 14 sind jeweils mehrere umfangsseitig verteilt angeordnete Planetenräder 5, 10, 15 drehbar gelagert, die einerseits jeweils mit dem zugeordneten Sonnenrad 3, 8, 13 und andererseits jeweils mit dem zugeordneten Hohlrad 6, 11, 16 in Verzahnungseingriff sind.
-
Die Ausgangswelle 18 des Automatgetriebes 1 steht mit einem Abtrieb 31 in Triebverbindung. Beispielsweise kann die Ausgangswelle 18 des Automatgetriebes 1 über ein Achsgetriebe und zwei Antriebswellen mit Antriebsrädern der Antriebsachse in Triebverbindung stehen. Das Automatgetriebe 1 weist fünf reibschlüssig wirksame Schaltelemente auf, zwei Lamellenkupplungen C1, C2 und drei Lamellenbremsen B1, B2, B3, die zur Schaltung von sechs Vorwärtsgängen und eines Rückwärtsgangs dienen.
-
Eingangsseitig ist dem Automatgetriebe 1 ein mit einer Überbrückungskupplung 21 versehener hydrodynamischer Drehmomentwandler 20 vorgeschaltet. Der Drehmomentwandler 20 umfasst ein Pumpenrad 22, ein Leitrad 23 und ein Turbinenrad 24, die von einem nicht vollständig dargestellten Gehäuse umgeben sind. Das Pumpenrad 22 ist starr mit einer Eingangswelle 25 verbunden, die mit der Triebwelle eines Antriebsaggregats 30 in Verbindung steht, und die bedarfsweise über die Überbrückungskupplung 21 und einen Schwingungsdämpfer 26 mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbindbar ist. Das Antriebsaggregat 30 kann beispielweise als Verbrennungsmotor oder als elektrische Maschine ausgebildet sein. Das Leitrad 23 steht über eine Freilaufkupplung 27 mit einem Gehäuseteil 28 in Verbindung, wodurch eine Drehung des Leitrades 23 entgegen der Drehrichtung des Antriebsmotors verhindert wird. Das Turbinenrad 24 ist mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 verbunden. Zur Entlastung der Radbremsen des betreffenden Kraftfahrzeugs ist zudem eine verschleißfreie Dauerbremse in Form eines an der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 angeordneten hydrodynamischen Retarders 29 vorgesehen.
-
2 beschreibt einen Ausschnitt aus einem Betriebsmittelkreislauf 32 des Automatgetriebes 1. Zur Versorgung des Automatgetriebes 1 mit Drucköl ist eine vorteilhaft getriebeintern angeordnete Ölpumpe 42 vorgesehen, die mit der Eingangswelle 17 des Automatgetriebes 1 gekoppelt und somit über das Antriebsaggregat 30 antreibbar ist. Abhängig von der Drehzahl des Antriebsaggregats 30 wird folglich ein Ölvolumenstrom für den Betriebsmittelkreislauf 32 erzeugt. Die Ölpumpe 42 wird über eine Ansaugleitung aus einem Ölsumpf 43 gespeist, wobei zur Sicherstellung, dass keine Verunreinigungen in den Betriebsmittelkreislauf 32 gelangen können, der Ölpumpe 2 ein Saugsieb 44 vorgeschaltet und ein Ölfilter 45 nachgeschaltet sind. Aus der Ansaugleitung sind vor allem ein Primärdruckkreis 46 und ein Sekundärdruckkreis 47 des Betriebsmittelkreislaufs 32 mit Drucköl versorgbar.
-
In dem Betriebsmittelkreislauf 32 sind mehrere Ventile 38, 39, 40, 41 vorgesehen. Das Ventil 38 ist als Hauptdruckventil ausgebildet, welches über ein hier nicht dargestelltes Druckregelventil ansteuerbar ist.
-
Ein Wandlersicherheitsventil 39 schützt den Drehmomentwandler 20 gegen einen unzulässig hohen Überdruck, indem es den Zulaufdruck p0 vor dem Drehmomentwandler 20 begrenzt. Über das Wandlersicherheitsventil 39 wird ein Zulaufdruck p0 vor dem Drehmomentwandler 20 eingestellt, wobei sich das Wandlersicherheitsventil 39 bei Erreichen oder Überschreiten eines Druckwertes öffnet, so dass Öl über einen Rücklauf in Richtung Ansaugseite der Ölpumpe 42 bzw. in den Ölsumpf 43 abfließen kann, bis der gewünschte Zulaufdruck p0 wieder erreicht ist.
-
Nach dem Drehmomentwandler 20 ist in einer Wandler-Austrittsleitung ein Wandlergegendruckventil 40 angeordnet, über welches ein Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 20 eingestellt wird. Überschreitet der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 20 einen vorbestimmten Druckwert, dann öffnet das Wandlergegendruckventil 40, so dass Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 in Richtung Kühlkreislauf bzw. Schmierkreislauf abfließen kann, bis sich der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 20 wieder einstellt.
-
In dem Betriebsmittelkreislauf 32 ist ein Wärmetauscher 33 angeordnet, der zwei Bereiche 34, 35 zur Kühlung von Betriebsmittel umfasst. Ein erster Bereich 34 dient der Kühlung eines Öls als Betriebsmittel eines hydrodynamischen Retarders 29. Ein zweiter Bereich 35 dient der Kühlung eines Öls als Betriebsmittel des Automatgetriebes 1. Neben dem Retarderölkreislauf und dem Getriebeölkreislauf ist an den Wärmetauscher 33 ein Kühlmittelkreislauf 37 angeschlossen, beispielsweise ein Kühlmittelkreislauf 37 des Kraftfahrzeugs, umfassend einen Fahrzeugwärmetauscher 36. Der Wärmetauscher 33 ist hier somit als sogenannter 3-flutiger-Wärmetauscher ausgebildet.
-
Das Ventil 41 wird in Abhängigkeit eines Retarderbetriebs gesteuert. Wie in der 2 dargestellt ist der Retarder 29 in einem ersten Betriebszustand nicht aktiviert und das im Retarder 29 verbliebene restliche Betriebsmittel wird durch die Leitung 48 über das Ventil 41 in den Ölsumpf 43 abgeleitet. Eine Zuführung von Betriebsmittel über eine Leitung 49 in den Retarder 29 wird durch das Ventil 41 unterbunden. Der erste Betriebszustand ist beispielhaft ein Zugbetrieb des Kraftfahrzeugs. Während des ersten Betriebszustands wird das zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 sowohl über den ersten Bereich 34 als auch über den zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 geführt und folglich durch beide Bereiche 34, 35 des Wärmetauschers 33 gekühlt.
-
In einem zweiten Betriebszustand, in welchem der Retarder 29 manuell oder durch eine Steuerung aktiviert wird, wird über eine Leitung 50 Betriebsmittel in den Arbeitsraum des Retarder 29 gefördert. Das Ventil 41 wird dann in seine zweite Position verstellt. Dadurch kann im Retarder 29 aufgeheiztes Betriebsmittel über die Leitung 48 in die Leitung 51 übergeben und über den ersten Bereich 34 des Wärmetauschers 33 gekühlt werden. Das nunmehr gekühlte Betriebsmittel aus dem Bereich 34 des Wärmetauschers 33 wird dem Retarder 29 über das Ventil 41 und die Leitung 49 zur weiteren Verwendung zugeführt. Das während des Retarderbetriebs zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 wird über das Ventil 41 und eine Leitung 52 dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 zugeführt und über diesen gekühlt. In dem zweiten Betriebszustand werden das Betriebsmittel des Retarders 29 und das Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 folglich in zwei voneinander getrennten Kühlmittelkreisläufen gekühlt. Der zweite Betriebszustand ist beispielhaft ein Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs.
-
Bei der Verwendung eines 3-flutigen Wärmetauschers 33, bei welchem der erste Bereich 34 und der zweite Bereich 35 in einem Bauteil hergestellt werden, ist man bei der Konstruktion der beiden Bereiche 34, 35 an entsprechende Vorgaben gebunden. So kann der 3-flutige Wärmetauscher 33 beispielsweise in Plattenbauweise hergestellt sein, wobei die Abmessungen und die Anzahl der verwendeten Platten für die beiden Bereiche 34, 35 nicht beliebig gewählt werden können. Abhängig von der konstruktiven Ausgestaltung des Wärmetauschers 30 ergibt sich, dass der Wärmetauscher 33 einen entsprechenden Durchflusswiderstand aufweist. Dieser Durchflusswiderstand erzeugt einen entsprechenden Druckverlust am Wärmetauscher 33, welcher sich negativ auf den Betriebsmittelkreislauf 32 auswirken kann. So kann beispielsweise die Funktion des Wandlergegendruckventils 40 außer Kraft gesetzt werden, wodurch der Wandlerinnendruck und somit auch der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 20 nicht mehr durch das Wandlergegendruckventil 40 sondern durch die Verluste des nachgeordneten Betriebsmittelkreislaufs bestimmt werden und folglich ansteigen. Der Druckanstieg wirkt sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers 20 und die Schaltqualität des Automatgetriebes 1 aus und führt zudem zu einem früheren Umschalten des Wandlersicherheitsventils 39, wodurch die erforderliche Betriebsmittelmenge für den Drehmomentwandler 20 und die Kühlung bzw. Schmierung des Automatgetriebes 1 in den Ölsumpf 43 abgeführt wird und der Kühlung bzw. Schmierung des Automatgetriebes 1 sowie dem Drehmomentwandler 20 nicht mehr zur Verfügung steht.
-
Daher ist in dem Betriebsmittelkreislauf 32 erfindungsgemäß zumindest ein Bypass 53 zur Umgehung des der Kühlung des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 dienenden Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 vorgesehen, über welchen ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbeigeleitet werden kann.
-
Da der zweite Bereich 35 des Wärmetauschers 33 sowohl in einem Zugbetrieb als auch in einem Schubbetrieb des Kraftfahrzeugs von dem Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 durchflossen wird, können der Wandlerinnendruck bzw. der Druck p1 nach dem Drehmomentwandler 20 in dem Betriebsmittelkreislauf 32 sowohl im Zugals auch im Schubbetrieb begrenzt und die oben erwähnten Nachteile vermieden werden.
-
In dem Bypass 53 ist ein Ventil 54 angeordnet, welches hier als Differenzdruckventil ausgebildet ist. Ab einem vorbestimmten Druck p2 öffnet das Ventil 54 und leitet einen Teil des Volumenstroms des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbei. Folglich wird der Druck p2 vor dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 reduziert, wodurch ein Anstieg des Wandlerinnendrucks und somit ein früheres Umschalten des Wandlersicherheitsventils 39 vermieden werden. Die Funktion des Wandlergegendruckventils 40 und des Wandlersicherheitsventils 39 werden somit nicht negativ beeinflusst.
-
Die Viskosität des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 ändert sich in Abhängigkeit der Temperatur des Betriebsmittels. Bei kaltem Automatgetriebe 1, beispielsweise bei einer Betriebsmitteltemperatur unterhalb von 50°C, ist ein Druckverlust im Betriebsmittelkreislauf 32 des Automatgetriebes 1 aufgrund des höheren Strömungswiderstands höher als bei größeren Betriebsmitteltemperaturen. Um einen temperaturbedingten Anstieg des Drucks p1 in der Wandler-Austrittleitung bei kaltem Automatgetriebe 1 zu verhindern, kann ein weiterer hier nicht dargestellter Bypass zur Umgehung des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 vorgesehen sein, über den bei kaltem Automatgetriebe 1 ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbeigeleitet wird. Hierzu kann der durch den weiteren Bypass fließende Betriebsmittelvolumenstrom beispielsweise durch ein Bimetallventil oder ein Wachsmotor eingestellt werden. Durch die Umströmung des zur Kühlung des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 dienenden Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 bei tiefen Temperaturen werden die Druckverluste über den Bereich 35 des Wärmetauschers 33 reduziert, so dass ein Ansteigen des Drucks p2 im Zulauf zu dem Bereich 35 des Wärmetauschers 33 und folglich auch ein Ansteigen des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung sowie ein Ansteigen des Wandlerinnendrucks vermieden werden kann. Bei Erreichen einer vorgebbaren Betriebsmitteltemperatur wird das Umströmen des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 durch den zweiten Bypass durch das Bimetallventil bzw. den Wachsmotor verhindert.
-
3 zeigt beispielhaft einen Druckverlauf während das Kraftfahrzeug in einem Zugbetrieb betrieben wird. Hierbei wird das zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 sowohl über den ersten Bereich 34 als auch über den zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 geführt und folglich durch beide Bereiche 34, 35 des Wärmetauschers 33 gekühlt. Der nach dem Drehmomentwandler 20 vorherrschende Druck p1 ist in Abhängigkeit einer Drehzahl eines Antriebsaggregats 30 des Kraftfahrzeugs dargestellt.
-
Während die gestrichelt dargestellte Kennlinie 55 den Verlauf des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung in einem Betriebsmittelkreislauf ohne den erfindungsgemäßen Bypass 53 darstellt, zeigt die Kennlinie 66 den Verlauf des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung in einem den erfindungsgemäßen Bypass 53 umfassenden Betriebsmittelkreislauf 32. Bei Betrachtung der dargestellten Kennlinie 55 wird ersichtlich, dass der Druck p1 in der Wander-Austrittsleitung bei einer Drehzahl des Antriebsaggregats des Kraftfahrzeugs im Bereich von 1400 U/min ansteigt. Dies ist dadurch begründet, dass das Wandlergegendruckventil 40 zu diesem Zeitpunkt bereits vollständig geöffnet ist und der Druck p2 vor dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 aufgrund dessen Strömungswiderstands weiter ansteigt. Der Druck p1 in der Wandler-Austrittsleitung und folglich auch der Wandlerinnendruck des Drehmomentwandlers 20 werden dann über den im Betriebsmittelkreislauf 32 vorherrschenden Druck p2 bestimmt und steigen ebenfalls an, was sich negativ auf die Lebensdauer des Drehmomentwandlers 20 und die Schaltqualität des Automatgetriebes 1 auswirkt.
-
Um diesen Druckanstieg zu vermeiden ist in dem erfindungsgemäßen Betriebsmittelkreislauf 32 der Bypass 53 vorgesehen, über welchen ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbeigeführt wird, wenn der Druck p2 in der Zuleitung 52 zu dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 einen vorbestimmten Druckwert erreicht oder überschreitet. Dadurch kann ein Ansteigen des Drucks p2 aufgrund des Strömungswiderstandes des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 und folglich auch ein Ansteigen des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung und ein Ansteigen des Wandlerinnendrucks vermieden werden. Dies wird durch die in 3 dargestellte Kennlinie 66 verdeutlicht.
-
Wird das Kraftfahrzeug in einem Schubbetrieb mit aktiviertem Retarder 29 betrieben, dann wird das zu kühlende Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 nur über den zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 geführt, wodurch für Betriebsmittel des Automatgetriebes 1ein geringerer Strömungswiderstand in dem Betriebsmittelkreislauf 32 vorherrscht. Daraus ergibt sich, dass bei gleicher Drehzahl des Antriebsaggregats 30 im Schubbetrieb ein geringerer Druck p2 vor dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 entsteht. Das Druckniveau ab welchem Betriebsmittel des Automatgetriebes 1 über den Bypass 53 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbeigeführt wird, wird dementsprechend erst bei einer höheren Drehzahl erreicht, beispielsweise bei einer Drehzahl des Antriebsaggregats 30 von ca. 1800 U/min. Auch im Schubbetrieb kann ein Ansteigen des Drucks p2 aufgrund des Strömungswiderstandes des zweiten Bereichs 35 des Wärmetauschers 33 und folglich auch ein Ansteigen des Drucks p1 in der Wandler-Austrittsleitung und ein Ansteigen des Wandlerinnendrucks zuverlässig vermieden werden.
-
4 zeigt eine Anordnung eines Ventils 54 in einem Bypass 53 des Betriebsmittelkreislaufs 32. Das Ventil 54 ist hier in einem als Kanalplatte ausgebildeten Ölzuführflansch 57 angeordnet. Der Ölzuführflansch 57 weist entsprechende Kanäle auf und bildet zusammen mit einem Zwischenblech 60, welches mehrere Durchlässe aufweist und zwischen dem Ölzuführflansch 57 und einem hier nicht dargestellten Ventilgehäuse des Betriebsmittelkreislaufs 32 angeordnet ist, entsprechende Ölkanäle 61 des Betriebsmittelkreislaufs 32.
-
Eine Kolbenlauffläche 62 für einen Ventilkolben 58 des Ventils 54 ist direkt in dem Ölzuführflansch 57 ausgebildet. Der Ventilkolben 58 wird mittels einer Federkraft einer in dem Ventilkolben 58 angeordneten Feder 59 sowie einer Kraft, welche aufgrund des auf eine Kolbenfläche des Ventilkolbens 58 wirkenden Drucks p3 auf den Ventilkolben 58 wirkt, gegen das Zwischenblech 60 gedrückt, wodurch der Ventilkolben 58 an dem Zwischenblech 60 zur Anlage kommt. Durch zumindest einen in dem Ventilkolben 58 vorgesehenen Durchlass 56, welcher beispielsweise mittels einer Bohrung realisierbar ist, wird Betriebsmittel in den Bereich des Ventilkolbens 56 geführt, in welchem die Feder 59 angeordnet ist. Dadurch wird die Kolbenfläche, auf die der Druck p3 wirken kann und folglich die durch den Druck p3 auf den Ventilkolben 58 wirkende Kraft entsprechend vergrößert. Über einen Durchlass 63 im Zwischenblech 60 wird der Ventilkolben 58 des Ventils 54 mit dem Druck p2 beaufschlagt. Der Durchlass 63 in dem Zwischenblech 60 kann beispielsweise als Bohrung ausgeführt oder durch Stanzen hergestellt werden.
-
Das Ventil 54 ist hier als Differenzdruckventil ausgebildet. Der Ventilkolben 58 des Ventils 54 wird in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen dem Druck p2 in der Zuleitung 52 zu dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 und dem Druck p3 nach dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 betätigt. Steigt der Druck p2 in der Zuleitung 52 auf ein vorbestimmtes Druckniveau an, dann wird der Ventilkoben 58 in der Zeichenblattebene nach links bewegt und das Ventil 54 öffnet. Bei geöffnetem Ventil 54 wird ein Teil des Betriebsmittels des Automatgetriebes 1 an dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vorbei geleitet, wodurch ein Anstieg des Drucks p2 in der Zuleitung 52 zu dem zweiten Bereich 35 des Wärmetauschers 33 vermieden wird.
-
Durch die zuvor beschriebene Anordnung und Ausbildung des Ventils 54 kann dieses besonders einfach, platzsparend und kostengünstig in den Ölzuführflansch 57 integriert werden, ohne dass zusätzliche Rohrleitungen oder dergleichen für die Ansteuerung des Ventils 54 benötigt werden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Automatgetriebe
- 2
- Erster Planetenradsatz
- 3
- Sonnenrad
- 4
- Planetenträger
- 5
- Planetenrad
- 6
- Hohlrad
- 7
- Zweiter Planetenradsatz
- 8
- Sonnenrad
- 9
- Planetenträger
- 10
- Planetenrad
- 11
- Hohlrad
- 12
- Dritter Planetenradsatz
- 13
- Sonnenrad
- 14
- Planetenträger
- 15
- Planetenrad
- 16
- Hohlrad
- 17
- Eingangswelle
- 18
- Ausgangswelle
- 19
- Gehäuse
- 20
- Drehmomentwandler
- 21
- Überbrückungskupplung
- 22
- Pumpenrad
- 23
- Leitrad
- 24
- Turbinenrad
- 25
- Eingangswelle
- 26
- Schwingungsdämpfer
- 27
- Freilaufkupplung
- 28
- Gehäuseteil
- 29
- Primärretarder
- 30
- Antriebsaggregat
- 31
- Abtrieb
- 32
- Betriebsmittelkreislauf
- 33
- Wärmetauscher
- 34
- Bereich
- 35
- Bereich
- 36
- Wärmetauscher
- 37
- Kühlmittelkreislauf
- 38
- Ventil
- 39
- Ventil
- 40
- Ventil
- 41
- Ventil
- 42
- Ölpumpe
- 43
- Ölsumpf
- 44
- Saugsieb
- 45
- Ölfilter
- 46
- Primärdruckkreis
- 47
- Sekundärdruckkreis
- 48
- Leitung
- 49
- Leitung
- 50
- Leitung
- 51
- Leitung
- 52
- Leitung
- 53
- Bypass
- 54
- Ventil
- 55
- Druckverlauf
- 56
- Durchlass
- 57
- Ölzuführflansch
- 58
- Ventilkolben
- 59
- Feder
- 60
- Zwischenblech
- 61
- Ölkanal
- 62
- Kolbenlauffläche
- 63
- Durchlass
- 66
- Druckverlauf
- B1
- Schaltelement, Lamellenbremse
- B2
- Schaltelement, Lamellenbremse
- B3
- Schaltelement, Lamellenbremse
- C1
- Schaltelement, Lamellenkupplung
- C2
- Schaltelement, Lamellenkupplung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
