RU74605U1

RU74605U1 - VEHICLE TRANSMISSION

Info

Publication number: RU74605U1
Application number: RU2007148298/22U
Authority: RU
Inventors: Алексей Александрович Долгушин (RU); Алексей Александрович Долгушин; Александр Борисович Черкасов (RU); Александр Борисович Черкасов
Original assignee: ФГОУ ВПО Новосибирский государственный аграрный университет
Priority date: 2007-12-24
Filing date: 2007-12-24
Publication date: 2008-07-10

Abstract

Трансмиссия транспортного средства, включающая в себя редукторы передач, отличающаяся тем, что картеры редукторов снабжены теплообменниками, подсоединенными к системе выпуска отработавших газов, снабженных электромагнитными клапанами и блоком управления для автоматического регулирования температуры трансмиссионного масла.Vehicle transmission, including gear reducers, characterized in that the gear cases are equipped with heat exchangers connected to the exhaust system, equipped with solenoid valves and a control unit for automatically controlling the temperature of the transmission oil.

Description

Изобретение позволяет повысить эффективность использования теплоты отработавших газов. В оценке экономичности работы автомобиля расход топлива является одним из важнейших факторов. Величина расхода топлива при прочих равных условиях зависит главным образом от теплового режима работы двигателя и агрегатов трансмиссии автомобиля.The invention improves the efficiency of using the heat of exhaust gases. In assessing the efficiency of the car, fuel consumption is one of the most important factors. The amount of fuel consumption, ceteris paribus, depends mainly on the thermal regime of the engine and transmission units of the car.

Важно отметить, что основную долю потерь мощности составляют потери в коробке переменных передач (КПП) и редукторе заднего моста. Установлено, что при умеренно низких температурах (до - 12°С) коэффициент полезного действия (КПД) трансмиссии в начале движения не превышает 0,55-0,6 [Багиров Ш.М. Исследование коэффициента полезного действия трансмиссии автомобиля в зимних условиях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. - М.,1953. - с.13-14]. С понижением температуры воздуха количество отведенной теплоты возрастает. Поддержание температуры масла на оптимальном уровне позволяет уменьшить потери мощности в трансмиссии и повысить ее КПД.It is important to note that the main share of power losses is represented by losses in the variable gearbox (PPC) and the rear axle gearbox. It was found that at moderately low temperatures (up to –12 ° C) the transmission efficiency (efficiency) at the beginning of movement does not exceed 0.55-0.6 [Bagirov Sh.M. The study of the efficiency of a car transmission in winter conditions. Abstract of dissertation for the degree of candidate of technical sciences. - M., 1953. - p.13-14]. With decreasing air temperature, the amount of heat removed increases. Maintaining the oil temperature at the optimum level allows to reduce power losses in the transmission and increase its efficiency.

При движении автомобилей за счет трения в шестеренчатых парах температура трансмиссионного масла повышается. Исследованиями НИИАТа [Покровский А.И., Букин А.А., Гаврилов Д.Ф. Эксплуатация автомобиля с карбюраторными двигателями в условиях низких температур. - М.: Автотрансиздат, 1961. - с.28-30] установлено, что саморазогрев масла происходит в течение первых 30-40 минут движения автомобиля и затем стабилизируется, при этом изменение температуры масла происходит на величину 15-20 градусов. Согласно данным ряда исследований температура масла в картере КПП при использовании автомобиля в зимний период снижается до уровня 10-15 градусов, а в картере заднего моста температура масла может принимать отрицательные значения. На основании этого можно сделать вывод, что саморазогрев масла не позволяет обеспечить оптимальный температурный режим. Для обеспечения этого режима требуется дополнительный источник тепла.When cars move due to friction in gear pairs, the temperature of the transmission oil rises. Research NIIAT [Pokrovsky A.I., Bukin A.A., Gavrilov D.F. Car operation with carburetor engines at low temperatures. - M .: Avtotransizdat, 1961. - p.28-30] it was established that self-heating of the oil occurs during the first 30-40 minutes of the vehicle’s movement and then stabilizes, while the oil temperature changes by 15-20 degrees. According to a number of studies, the temperature of the oil in the crankcase of the gearbox when using the car in winter decreases to 10-15 degrees, and in the crankcase of the rear axle, the oil temperature can take negative values. Based on this, it can be concluded that self-heating of the oil does not allow for optimal temperature conditions. To ensure this mode, an additional heat source is required.

Анализ теплового баланса двигателя показывает, что потери теплоты с отработавшими газами от общего количества теплоты, введенной в двигатель с топливом, составляют от 30 до 40% для дизелей, от 35 до 55% для карбюраторных двигателей внутреннего сгорания [Николаенко А.В. Теория, конструкция и расчет автотракторных двигателей. - М.: Колос, 1984. - с.110]. Это обуславливает высокую температуру выбрасываемых в атмосферу под давлением отработавших газов, проходящих через систему выпуска и значительный нагрев элементов системы, в частности, приемных и выпускной труб, глушителя. Это тепло можно использовать для подогрева агрегатов трансмиссии.An analysis of the heat balance of the engine shows that heat losses with exhaust gases from the total amount of heat introduced into the fuel engine are from 30 to 40% for diesel engines, from 35 to 55% for carburetor internal combustion engines [Nikolaenko A.V. Theory, design and calculation of automotive engines. - M .: Kolos, 1984. - p. 110]. This leads to a high temperature of the exhaust gases emitted into the atmosphere under pressure passing through the exhaust system and significant heating of the system elements, in particular, the intake and exhaust pipes, the muffler. This heat can be used to heat the transmission units.

Известно устройство для улучшения теплового режима агрегатов трансмиссии в нем за счет объединения системы смазки КПП и двигателя внутреннего сгорания [А.с. №1313079]. Согласно описанию изобретения картер двигателя и коробки передач объединены в одну систему смазки. За счет этого значения температуры в КПП будут сопоставимы с температурой масла в картере двигателя. Однако исследованиями было установлено, что средняя температура масла в картере двигателя даже в конце движения автомобиля ниже нормальной температуры на 30-40°, а дополнительный отвод тепла приведет к еще большему охлаждению масла.A device is known for improving the thermal conditions of transmission units in it by combining a gearbox lubrication system and an internal combustion engine [A.S. No. 1313079]. According to the description of the invention, the engine crankcase and gearbox are combined into one lubrication system. Due to this, the temperature in the gearbox will be comparable with the temperature of the oil in the crankcase. However, studies have found that the average oil temperature in the crankcase even at the end of the car’s movement is 30–40 ° below normal temperature, and additional heat dissipation will lead to even more cooling of the oil.

Известно устройство, принятое за прототип, для повышения экономических показателей и снижения потерь за счет уменьшения колебания температуры масла в коробке передач [А.с. №1518153 М.кл. В60К 17/00 Транспортное средство / И.А. Барский, Г.В. Орлова; заявлено 13.01.88; опубликовано 30.10.89 Бюл. №40 - 2 с.; ил.] Оно снабжено кожухом, охватывающим картер коробки передач с образованием полости между картером и кожухом, имеющим входной и выходной патрубки, в которых размещены регулируемые поворотные жалюзи. Воздушная прослойка изолирует корпус КПП, препятствуя охлаждению масла. Основным недостатком данного изобретения является то, что в конструкции не предусмотрены внешние источники тепла. Это не позволяет обеспечить оптимальный тепловой режим трансмиссионного масла при эксплуатации A known device adopted for the prototype to improve economic performance and reduce losses by reducing fluctuations in the temperature of the oil in the gearbox [A.S. No. 1518153 M.C. B60K 17/00 Vehicle / I.A. Barsky, G.V. Orlova; claimed 1/13/88; published on 10/30/89 Bull. No. 40 - 2 s .; ill.] It is provided with a casing covering the gear housing with the formation of a cavity between the crankcase and the casing having an inlet and outlet nozzles in which adjustable rotary shutters are placed. The air gap isolates the gearbox housing, preventing oil cooling. The main disadvantage of this invention is that the design does not provide external heat sources. This does not allow to provide the optimal thermal regime of gear oil during operation.

тракторов и автомобилей в условиях низких температур и сильной ветровой нагрузки.tractors and cars at low temperatures and strong wind loads.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА - поддержание теплового режима трансмиссии в процессе эксплуатации транспортного средства в условиях пониженных температур окружающей среды.TECHNICAL PROBLEM - maintaining the thermal regime of the transmission during operation of the vehicle in conditions of low ambient temperatures.

На рисунке представлено устройство для подогрева агрегатов трансмиссии транспортного средства на примере КПП.The figure shows a device for heating the transmission units of a vehicle using the example of a gearbox.

Основным звеном системы является теплообменник 1 установленный непосредственно под картером коробки переменных передач 2.The main component of the system is the heat exchanger 1 installed directly below the crankcase of the variable gearbox 2.

Теплообменник представляет собой стальной короб с одинарной стальной стенкой. В верхней части теплообменника установлены ребра (на рисунке не показаны) для дополнительного отвода теплового потока воздуха. К ребрам приварены стенки 3, которые исполняют роль кожуха, позволяющие уменьшить скорость снижения температуры масла в картере КПП при сильном ветре. Теплообменник устанавливается в разрыв системы выпуска отработавших газов с помощью проточной трубы 4 и колен 5 и 6. Для регулировки подачи отработавших газов в теплообменник а, следовательно, температуры трансмиссионного масла в проточной трубе 4 и колене 6 установлены электромагнитные клапаны 7 и 8 соответственно. Для работы устройства в автоматическом режиме в картер КПП устанавливается датчик температуры 9 соединенный с блоком управления (на схеме не показан) и электромагнитными клапанами 7 и 8.The heat exchanger is a steel box with a single steel wall. In the upper part of the heat exchanger there are fins (not shown in the figure) for additional removal of the heat flow of air. Walls 3 are welded to the ribs, which play the role of a casing, which makes it possible to reduce the rate of decrease in oil temperature in the gearbox housing under strong winds. The heat exchanger is installed in the gap of the exhaust system using the flow pipe 4 and elbows 5 and 6. To adjust the flow of exhaust gases to the heat exchanger and, consequently, the temperature of the transmission oil in the flow pipe 4 and elbow 6, electromagnetic valves 7 and 8 are installed, respectively. To operate the device in automatic mode, a temperature sensor 9 is installed in the gearbox housing connected to a control unit (not shown in the diagram) and electromagnetic valves 7 and 8.

Трансмиссия транспортного средства работает следующим образом. При эксплуатации транспортного средства в летний период, когда отсутствует необходимость в дополнительном подогреве трансмиссионного масла, блок управления соединенный с датчиком 9 открывает клапан 7 и закрывает клапан 8. Все отработавшие газы, вырабатываемые двигателем, проходят через проточную трубу 4 и попадают в штатную систему выпуска. При эксплуатации в зимний период возникает необходимость в дополнительном подогреве трансмиссионного масла. В процессе эксплуатации транспортного средства сигнал с датчика 9 поступает на блок управления, который управляет работой электромагнитных клапанов 7 и 8. При достижении определенных пороговых значений The transmission of the vehicle operates as follows. When the vehicle is used in the summer, when there is no need for additional heating of the gear oil, the control unit connected to the sensor 9 opens the valve 7 and closes the valve 8. All exhaust gases generated by the engine pass through the flow pipe 4 and enter the regular exhaust system. When operating in winter, there is a need for additional heating of gear oil. During operation of the vehicle, the signal from the sensor 9 enters the control unit, which controls the operation of the solenoid valves 7 and 8. Upon reaching certain threshold values

температуры масла электромагнитный клапан 7 закрывается, а клапан 8 открывается. Отработавшие газы, проходящие через колено 6, теплообменник 1 и колено 5, разогревают картер КПП, обеспечивая тем самым оптимальную вязкость трансмиссионного масла.the oil temperature, the solenoid valve 7 closes, and the valve 8 opens. The exhaust gases passing through the elbow 6, the heat exchanger 1 and the elbow 5, warm the gearbox housing, thereby ensuring the optimal viscosity of the transmission oil.

Claims

Vehicle transmission, including gearboxes, characterized in that the gearboxes are equipped with heat exchangers connected to the exhaust system, equipped with solenoid valves and a control unit for automatically controlling the temperature of the transmission oil.