DE19847533A1

DE19847533A1 - Pressurised oil system, especially for motor vehicles has pump, oil filter, pressure line, oil sump and suction tube with suction funnel, one which can be electrically heated

Info

Publication number: DE19847533A1
Application number: DE1998147533
Authority: DE
Inventors: Armin Gierling
Original assignee: ZF Batavia LLC
Current assignee: Batavia Transmission LLC
Priority date: 1998-10-15
Filing date: 1998-10-15
Publication date: 2000-04-20

Abstract

The system has a pump (2), an oil filter (4), a pressure line (5), an oil sump (6) and a suction tube (7) with a suction funnel (8). One of these components can be electrically heated. At least one of the components consists at least partly of an electrically heatable synthetic material and is connected to a power supply.

Description

Die Erfindung betrifft ein Druckölsystem nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a pressure oil system according to the Preamble of claim 1.

Hochleistungsmaschinen besitzen in der Regel ein Schmiersystem, bei dem Schmieröl aus einer Ölwanne, einem sogenannten Ölsumpf von einer Pumpe unter Druck zu den Schmierstellen bewegter Teile gefördert wird. Häufig wird das Schmieröl auch als Hydrauliköl mit einem höheren Druck für hydraulische Stellglieder verwendet, z. B. um Bremsen, Kupplungen oder Übersetzungseinrichtungen in automatisch betriebenen Getrieben zu betätigen.High-performance machines usually have one Lubrication system in which lubricating oil from an oil pan, a so-called oil sump from a pump under pressure to the Lubrication points of moving parts is promoted. Frequently the lubricating oil also as hydraulic oil with a higher pressure used for hydraulic actuators, e.g. B. brakes, Couplings or translation devices in automatically operated gearboxes.

Insbesondere bei Fahrzeugen werden wegen der beengten Einbaumöglichkeiten flache Ölwannen verwendet. Ferner wird der Ölspiegel im Maschinengehäuse, z. B. dem Gehäuse eines Getriebes, niedrig gehalten, damit die bewegten Teile nicht in das Öl eintauchen. Dies würde Planschverluste verursa chen und den Wirkungsgrad der Maschine bzw. des Aggregats herabsetzen. Ferner würde das Öl durch das Eintauchen der Maschinenteile verschäumen, wodurch die Schmierung und Küh lung kritischer Bauteile gefährdet ist.Especially in vehicles because of the cramped Installation options flat oil pans used. Furthermore, the oil level in the machine housing, e.g. B. the housing one Gearbox, kept low so that the moving parts are not immerse in the oil. This would cause splashing losses and the efficiency of the machine or unit belittle. Furthermore, the oil would be immersed by the Foam machine parts, causing the lubrication and cooling critical components.

Um Schmutzpartikel, Abrieb usw. aus dem Öl zu entfer nen, wird in der Regel ein Ölfilter vorgesehen, und zwar entweder auf der Saugseite oder auf der Druckseite der Pum pe, in besonderen Fällen auch auf beiden. Die Güte der Schmierölfilterung ist stark abhängig von der Filtergüte. Je feiner der Filter ist, desto stärker nehmen mit steigen der Ölviskosität der Filterwiderstand und der damit verbun dene Druckverlust am Filter zu. Daher sind für Maschinen, die bei stark schwankenden Temperaturen betrieben werden, wie z. B. Fahrzeuge, relativ starke Pumpen für die Schmier öl und Hydraulikölversorgung erforderlich, die für das er höhte Pumpenanfahrmoment bei niedrigen Temperaturen geeig net sind. Im Extremfall wird der Druckverlust so hoch, daß das für die sichere Getriebefunktion erforderliche Hoch druckniveau von der Pumpe nicht mehr bereitgestellt werden kann. Dies ist insbesondere bei Getrieben mit kontinuier lich veränderbarer Übersetzung kritisch, bei denen für das Verstellen des Übersetzungsverhältnisses für das Übertragen großer Momente hohe Drücke und Stellkräfte erforderlich sind.To remove dirt particles, abrasion, etc. from the oil NEN, an oil filter is usually provided, namely either on the suction side or on the pressure side of the pump pe, in special cases also on both. The goodness of Lubricating oil filtering is heavily dependent on the filter quality. The finer the filter, the stronger the increase the oil viscosity of the filter resistor and the associated loss of pressure at the filter. Therefore, for machines which are operated at strongly fluctuating temperatures, such as B. vehicles, relatively strong pumps for lubrication Oil and hydraulic oil supply required for the he increased pump starting torque at low temperatures are not. In extreme cases, the pressure drop becomes so high that the high required for safe transmission function pressure level can no longer be provided by the pump can. This is particularly the case with continuous transmissions critically changeable translation, for which for the Adjusting the gear ratio for the transfer high moments, high pressures and actuating forces are required are.

Ferner bildet hochviskoses Öl an dem Zulauf des An saugtrichters verstärkt einen Ansaugkrater, so daß die Ge fahr besteht, daß die Pumpe insbesondere bei flachem Öl spiegel Luft ansaugt. Infolgedessen kommt es zu Kavitati onseinflüssen im Ansaugbereich der Pumpe, was mit Geräu schen, Materialermüdungen und weiteren Folgeschäden verbun den ist. Ferner kann die Druckölversorgung im Getriebe zu sammenbrechen, wodurch die Schaltfunktionen nicht mehr ge währleistet sind und Schmierungsprobleme auftreten können.Furthermore, highly viscous oil forms at the inlet of the An suction funnel reinforces an intake crater, so that the Ge There is driving that the pump especially with flat oil Mirror sucks in air. As a result, Kavitati occurs influences in the suction area of the pump, what with noise material fatigue and other consequential damage that is. Furthermore, the pressure oil supply in the transmission can collapse, whereby the switching functions are no longer ge are guaranteed and lubrication problems can occur.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei flachem Ölspiegel und niedrigen Temperaturen ein Ansaugen von Luft und eine Kavitation sowie die damit verbundenen Geräusche und Schäden zu vermeiden und den Durchflußwiderstand von Öl filtern im Bereich niedriger Temperaturen zu verringern. Sie wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des An spruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The invention has for its object in a flat Oil levels and low temperatures suck in air and cavitation and the associated noise and to avoid damage and the flow resistance of Filter oil to decrease in the area of low temperatures. It is according to the invention by the features of the An spell 1 solved. Further configurations result from the subclaims.

Nach der Erfindung sind die Pumpe, der Ölfilter, die Druckleitung, die Ölwanne und/oder das Ansaugrohr mit sei nem Ansaugtrichter elektrisch beheizbar. Dadurch kann das Öl bei niedrigen Temperaturen schnell erwärmt werden und erreicht mit zunehmender Temperatur schnell eine Viskosi tät, die am Ölfilter nur geringe Druckverluste erzeugt. Ferner bildet sich am Zulauf des Ansaugtrichters nur eine geringe Absenkung des Ölspiegels aus, so daß die Pumpe kei ne Luft ansaugt und die damit verbundenen Folgen und Schä den vermieden werden.According to the invention, the pump, the oil filter, the Pressure line, the oil pan and / or the intake pipe with nem intake funnel electrically heated. This can do that Oil can be heated quickly at low temperatures and quickly reaches a viscose with increasing temperature that produces only slight pressure losses at the oil filter. Furthermore, only one forms at the inlet of the suction funnel small drop in the oil level so that the pump does not ne sucks in air and the associated consequences and damage which are avoided.

In einfacher Weise können die genannten Bauteile da durch beheizt werden, daß mindestens eins der genannten Bauteile mindestens zum Teil aus einem elektrisch leitfähi gen Kunststoff besteht und an einer Stromversorgung ange schlossen ist. Ein derartiger Kunststoff ist z. B. Ultra form® N2520XL2 der Firma BASF®. Es handelt sich hierbei um einen thermoplastischen Kunststoff mit einem hohen Rußge halt, der eine sehr gute Fließfähigkeit, eine gute thermi sche Stabilität, eine hohe Steifigkeit und sehr niedrige elektrische Durchgangs- und Oberflächenwiderstände auf weist. In der Regel wird man ganze Bauteile aus diesem Werkstoff herstellen. Häufig genügt es jedoch, wichtige, vom Öl benetzte Flächen aus diesem Werkstoff zu fertigen.The components mentioned can be used in a simple manner be heated by at least one of the above Components at least partially from an electrically conductive plastic and is connected to a power supply is closed. Such a plastic is e.g. B. Ultra form® N2520XL2 from BASF®. It is about a thermoplastic with a high level of soot halt, which has a very good fluidity, a good thermi cal stability, high rigidity and very low electrical contact and surface resistances points. As a rule, whole components are made from this Manufacture material. However, it is often sufficient to to produce surfaces wetted by oil from this material.

Die elektrische Heizung wird zweckmäßigerweise in Ab hängigkeit von Temperaturen, die mit der Öltemperatur im Zusammenhang stehen oder Parametern, die die Öltemperatur beeinflussen und von der Zeit über eine elektrische Steuer einheit gesteuert. Hierzu können die üblicherweise vorhan denen Steuereinheiten herangezogen werden, z. B. bei einem automatisch gesteuerten Getriebe die elektronische Getrie besteuereinheit. The electric heater is conveniently in Ab dependence of temperatures, which with the oil temperature in Related or parameters related to the oil temperature affect and by the time an electrical control unit controlled. For this, the usually existing which control units are used, e.g. B. at one automatically controlled gearbox the electronic gearbox tax unit.

Häufig ist es nicht notwendig, daß die Heizung während der gesamten Betriebszeit aktiviert bleibt. Es reicht in der Regel aus, sie nur solange zu aktivieren, bis die Ma schine oder das Aggregat die Betriebstemperatur erreicht hat. Zu diesem Zweck wird die Heizung bei kalter Maschine oder kaltem Aggregat mit dem Start aktiviert und bei Er reichen einer vorgegebenen Temperatur oder nach einer vor gegebenen Zeit deaktiviert. Hierzu kann ein ansteuerbares Zeitrelais und/oder ein Temperaturschalter vorgesehen wer den. Im übrigen ist es zweckmäßig, die Stromstärke und/ oder die Spannung der elektrischen Heizung in Abhängigkeit der Temperatur und der Zeit zu steuern.It is often not necessary for the heating to be switched on during the entire operating time remains activated. It's enough in generally only activate it until the Ma machine or the unit has reached the operating temperature Has. For this purpose, the heating when the machine is cold or cold unit activated at start and at Er range from a predetermined temperature or before deactivated at the given time. This can be controlled Timers and / or a temperature switch are provided the. Otherwise, it is advisable to adjust the amperage and / or the voltage of the electric heater depending to control the temperature and time.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeich nungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei spiel der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusam menfassen.Further advantages result from the following drawing description. In the drawing is an execution example shown game of the invention. The description and the Claims contain numerous features in combination. The Those skilled in the art will expediently also individually consider and together to useful further combinations grasp.

Es zeigt:It shows:

Fig. 1 einen Teil eines Druckölsystems als Block schaltbild und Fig. 1 shows a part of a pressure oil system as a block diagram and

Fig. 2 eine Kennlinie der Temperatur einer strom durchflossenen Platte aus elektrisch leiten dem Kunststoff bei konstanter Stromstärke und Spannung. Fig. 2 shows a characteristic of the temperature of a current-carrying plate made of electrically conduct the plastic at constant current and voltage.

Der in Fig. 1 dargestellte Teil eines Druckölsystems I kann zu einem Schmierölkreislauf und/oder einer Druckölver sorgung für hydraulisch betätigte Stellelemente bei Maschi nen, insbesondere bei Kraftfahrzeuggetrieben darstellen. Es umfaßt eine von einem Motor 3 angetriebene regelbare Pum pe 2, die aus einer Ölwanne 6 über ein Ansaugrohr 7 mit einem Ansaugtrichter 8 und einem Ölfilter 4 Öl ansaugt und über eine Druckleitung 5 das Öl zu nicht näher dargestell ten Verbrauchern oder in ein Schmiersystem fördert. Ein Druckregelventil 9 regelt den Druck in der Druckleitung 5. Der Ölfilter 4, der in der gezeigten Ausführung auf der Saugseite der Pumpe 2 angeordnet ist, kann auch auf der Druckseite der Pumpe 2 angeordnet werden. In diesem Fall ist die Gefahr von Kavitation durch zu großen Unterdruck im Bereich der Pumpe 2 geringer, jedoch verstärkt sich die Neigung der Pumpe 2, Luft anzusaugen.The part of a pressurized oil system I shown in FIG. 1 can represent a lubricating oil circuit and / or a pressurized oil supply for hydraulically actuated control elements in machines, in particular in motor vehicle transmissions. It comprises a motor 3 driven controllable pump 2 , which sucks oil from an oil pan 6 via an intake pipe 7 with an intake funnel 8 and an oil filter 4 and promotes the oil via a pressure line 5 to consumers not shown in more detail or in a lubrication system . A pressure regulating valve 9 regulates the pressure in the pressure line 5 . The oil filter 4 , which in the embodiment shown is arranged on the suction side of the pump 2 , can also be arranged on the pressure side of the pump 2 . In this case, the risk of cavitation due to excessive vacuum in the area of the pump 2 is lower, but the tendency of the pump 2 to suck in air increases.

Im Rahmen der Erfindung kann die Heizung der Pumpe 2, des Ölfilters 4, der Druckleitung 5, der Ölwanne 6 des An saugrohrs 7 und/oder des Ansaugtrichters 8 beliebig in ge eigneter Form als Widerstandsheizung gestaltet werden. Es ist jedoch aus Bauraum- und Gewichtsgründen zweckmäßig, die genannten Bauteile 2, 4, 5, 6, 7, 8 oder Teile davon aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff herzustellen und an eine Stromversorgung anzuschließen. Im dargestellten Aus führungsbeispiel sind diese Bauteile 2, 4, 5, 6, 7, 8 über Steuerleitungen 11, 12, 13, 14, 15 mit einer elektronischen Steuereinheit 10 verbunden. Sie werden in Abhängigkeit von Parametern gesteuert, die für die Temperatur des Öls rele vant sind, insbesondere von der Öltemperatur selbst oder von entsprechenden Bauteiltemperaturen oder leistungsbezo gene Parameter, wie die Drehzahl und das Drehmoment, und von der Zeit. Within the scope of the invention, the heating of the pump 2 , the oil filter 4 , the pressure line 5 , the oil pan 6 of the suction pipe 7 and / or the suction funnel 8 can be designed in any suitable manner as a resistance heater. However, for reasons of installation space and weight, it is expedient to manufacture the components 2 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 or parts thereof from an electrically conductive plastic and to connect them to a power supply. In the illustrated exemplary embodiment, these components 2 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 are connected to an electronic control unit 10 via control lines 11 , 12 , 13 , 14 , 15 . They are controlled as a function of parameters that are relevant to the temperature of the oil, in particular the oil temperature itself or corresponding component temperatures or performance-related parameters such as the speed and torque, and the time.

Fig. 2 zeigt einen charakteristischen Temperaturver lauf einer stromdurchflossenen Platte aus elektrisch lei tendem Kunststoff über der Zeit. Dabei ist auf der Abszis se 16 die Zeit t in Minuten und auf der Ordinate 17 die Temperatur T in Grad Celsius dargestellt. Die Kennlinie 18 bezieht sich auf eine stromdurchflossene Kunststoffplatte, die bei einer Spannung von 12 Volt von einem Strom von ca. 270 Milliampère durchflossen wird. Die Kennlinie 18 zeigt, daß mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen in der Regel die Öltemperatur in einer ausreichend kurzen Zeit ausrei chend angehoben werden kann. Fig. 2 shows a characteristic Temperaturver course of a current-carrying plate made of electrically conductive plastic over time. The time t in minutes is shown on the abscissa 16 and the temperature T in degrees Celsius is shown on the ordinate 17 . The characteristic curve 18 relates to a current-carrying plastic plate through which a current of approximately 270 milliamps flows through at a voltage of 12 volts. The characteristic curve 18 shows that with the measures according to the invention the oil temperature can be raised sufficiently in a sufficiently short time.

Reference list

11

Druckölsystem
Pressure oil system

22nd

Pumpe
pump

33rd

Motor
engine

44th

Ölfilter
Oil filter

55

Druckleitung
Pressure line

66

Ölwanne
Oil pan

77

Ansaugrohr
Intake pipe

88th

Ansaugtrichter
Suction funnel

99

Druckregelventil
Pressure control valve

1010th

Steuereinheit
Control unit

1111

Steuerleitung
Control line

1212th

Steuerleitung
Control line

1313

Steuerleitung
Control line

1414

Steuerleitung
Control line

1515

Steuerleitung
Control line

1616

Abszisse
abscissa

1717th

Ordinate
ordinate

1818th

Kennlinie
T Temperatur
t Zeit
curve
T temperature
t time

Claims

1. pressure oil system ( 1 ) with a pump ( 2 ), an Ölfil ter ( 4 ), a pressure line ( 5 ), an oil pan ( 6 ) and egg nem intake pipe ( 7 ) with an intake funnel ( 8 ), characterized in that one of the components mentioned ( 2 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 ) is electrically heated.

2. Pressure oil system ( 1 ) characterized in that at least one of the components ( 2 , 4 , 5 , 6 , 7 ) consists at least in part of an electrically conductive plastic and is connected to a power supply.

3. Pressure oil system ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electrical heating unit is controlled by an electronic Steuerein unit ( 10 ) in dependence on temperatures (T) and parameters which are related to the pressure oil temperature.

4. Pressure oil system ( 1 ) for an electrohydraulic Au automatic transmission with an electronic transmission control unit, characterized in that the electronic transmission control unit serves as a control unit ( 10 ) for the electric heater.

5. Pressure oil system ( 1 ) according to any one of the preceding claims, characterized in that the electric heater is fourth with the start of an aggregate that belongs to the pressure oil system ( 1 ) or acts on the ses, and chen after a predetermined time or Errei a predetermined temperature is turned off.

6. Pressure oil system ( 1 ) according to claim 5, characterized in that a controllable Zeitre relay and / or temperature switch is provided.

7. Pressure oil system ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the current intensity and / or the voltage of the electrical heater is controlled as a function of the pressure oil temperature (T) and the time (t).