SE530241C2 - Arrangemang för att kyla olja i en växellåda i ett fordon - Google Patents

Description

25 30 35 5361 241 som har en högre temperatur än omgivningen. Kylvätskan kan därför vanligtvis inte utnyttjas för att kyla oljan i växellådan till en tillräckligt låg temperatur.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla ett arrangemang för att kyla oljan i en växellåda i ett fordon, vilket möjliggör en kylning av oljan i växellådan till en så pass låg temperatur att komponenterna i växellådan tillhandahåller en väsentligen optimal livslängd. Ett annat syfte med arrangemanget är att undvika långa oljeledning- ar i fordonet och i synnerhet att leda olja till utsatta områden av fordonet där oljan kan utgöra en säkerhetsrisk.

Detta syfte uppnås med arrangemanget av det inledningsvis nämnda slaget, vilket kän- netecknas av de särdrag som anges i patentkravets 1 kännetecknande del. Eftersom arrangemanget innefattar en kylkrets med ett cirkulerande kylvätska är oljekylaren som utnyttjas för att kyla oljan följaktligen vätskekyld. En vätskekyld oljekylare behöver inte anordnas i en luftpassage utan den kan ges en väsentligen godtycklig placering i fordonet. För att minimera oljeledningamas längd är oljekylaren placerad i anslutning till växellådan. Med en sådan placering av oljekylaren behöver således inga oljeled~ ningar dras fram till fordonets frontpaiti eller andra utsatta områden i fordonet, vilket normalt är fallet då luftkylda oljekylare används. Kylkretsen innefattar även ett kylar- element, som har ett läge i fordonet där det genomströmmas av luft med omgivningens temperatur. Därmed kan kylvätskan i kylarelementet kylas till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Den kylda kylvätskan leds därefter, via en ledning i kyl- kretsen, direkt till olj ekylaren. Oljan i oljekylaren kan därmed kylas med kylvätska som har väsentligen omgivningens temperatur. Oljan i växellådan kan därmed ges en till- räckligt låg temperatur för att komponenterna i växellådan ska tillhandahålla en konti- nuerligt god Smörjning och kylning. I och med det kan komponentema tillhandahålla en väsentligen optimal livslängd.

Enligt en utföringsforrn av föreliggande uppfinning är kylkretsen förbunden med ett befintligt kylsystem i fordonet vilket är anpassat att kyla förbränningsmotorn. Kylväts- kan i det befintliga kylsystemet utnyttjas således i nämnda kylkrets för att kyla oljan i oljekylaren. En sådan kylkrets kan innefatta en ledning som är avsedd att mottaga kyl- vätska från förbräriningsmotoms kylsystem i en position som är belägen nedströms en kylare som är anpassad att kyla kylvätskan i kylsystemet och uppströms förbrännings- 10 15 20 25 30 35 530 241 motorn med avseende på kylvätskans strömningsriktning i kylsystemet. Kylvätskan som mottas i kylkretsen har således just kylts i fordonets ordinarie kylare och den har ännu inte utnyttjats för att kyla förbränningsmotorn. Kylvätskan tas därmed från ett område av kylsystemet där den normalt har sin lägsta temperatur. Kylkretsen innefattar med fördel en ledning som är avsedd att leda tillbaka kylvätska från oljekylaren till kylsystemet i en position som är belägen nedströms förbränningsmotorn och uppströms en termostat med avseende på kylvätskans strömningsriktning i kylsystemet. Efter att kylvätskan utnyttjats för att kyla oljan i oljekylaren blandas denna varma kylarvätska med varm kylvätska från förbränningsmotorn. Den varma kylvätskan leds därefter, via termostaten, till den ordinarie kylaren för att kylas.

Enligt en annan utföringsform av innefattar arrangemanget en luftpassage i fordonet och att nämnda kylarelement är anordnat i ett läge i luftpassagen där det genomström- mas av luft med omgivningens temperatur. Med en lämplig dimensionering av kylar- elementet kan kylvätskan här tillhandahålla en kylning ned till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. F öreträdesvis innefattar arrangemanget en kylarfläkt som är anpassad att tillhandahålla en forcerad luftström genom luftpassagen. Därmed kan en god värmeöverföring tillhandahållas mellan den kylande luftströmmen och kylväts- kan i kylarelementet.

Enligt en annan föredragen utföringsform av uppfinningen innefattar nämnda luftpas- sage en kylare som är anpassad att kyla kylvätskan i förbränningsmotorns kylsystem och åtminstone en ytterligare kylare som är anordnat uppströms den första kylaren med avseende på luftens avsedda strörnningsriktning genom luftpassagen. En sådan luftpas- sage är i regel anordnad vid ett frontparti hos fordonet. Då det tillgängliga utrymmet i ett fordon är begränsat är det många gånger en fördel att kunna utnyttja en sådan redan befintlig luftpassage för att kyla kylvätskan som utnyttjas för att kyla oljan i oljekyla- ren. Nämnda ytterligare kylare som är anordnad uppströms kylaren i luftpassagen kan vara en laddluftkylare. I synnerhet i tunga fordon är det vanligt att en laddluftlcylare placeras framför den ordinarie kylaren. Därmed tillhandahåller kylvätskan i den ordina- ne kylaren en kylning av luft som har en temperatur som klart kan överstiga omgiv- ningens temperatur. Kylvätskan tillhandahåller i den ordinarie kylaren en kylning till en temperatur som i regel är för hög temperatur för att den direkt ska kunna utnyttjas och kyla ned oljan i oljekylaren till en önskad temperatur. Det krävs således att kyl- vätskan kyls i ett ytterligare steg, vilket således sker i nämnda kylarelement, innan den kan utnyttjas och kyla oljan i oljekylaren till en önskad låg temperatur. 10 15 20 25 30 35 530 24'l Enligt en föredragen utföringsforrn av uppfinningen är kylarelementet anordnat i en separat luftpassage i fordonet där det genomströmmas av luft med omgivningens tem- peratur. I mån av plats i ett fordon kan det vara fördelaktigt om kylarelementet kan placeras i en sådan separat luftpassage. En sådan separat luftpassage kan även innehålla en kylarfläkt som tillhandahåller en forcerad luftström genom passagen. En sådan ky- larfläkt kan vara driven av en elmotor. Kylkretsen kan utgöra ett separat kylsystem med en separat cirkulerande kylvätska som är anpassad att kyla oljan i oljekylaren. Ett sådan separat kylkrets kan innehålla en kylvätskepump för att cirkulera kylvätskan mellan olj ekylaren och kylarelementet. Med en sådan separat kylkrets behöver inga ingrepp göras i det ordinarie kylsystemet.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följande beskrivs, såsom ett exempel, föredragna utföringsforrner av uppfinningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. l visar ett ararrangemang för att kyla olja i en växellåda i ett fordon enligt en for- sta utföringsforrn av uppfinningen, Fig. 2 visar ett arrangemang for att kyla olja i en växellåda i ett fordon enligt en andra utföringsform av uppfinningen och Fig. 3 visar ett arrangemang för att kyla olja i en växellåda i ett fordon enligt en tredje utföríngsforrn av uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNINGEN Fig. l visar schematiskt ett fordon l som drivs av en överladdad förbränningsmotor 2.

Fordonet l kan vara ett tungt fordon som drivs av en överladdad dieselmotor. Förbrän- ningsmotorn 2 kyls på ett konventionellt sätt medelst ett kylsystem 3 som innefattar en cirkulerande kylvätska. Kylvätskan cirkuleras i kylsystemet 3 med hjälp av en kylväts- kepump 4. Kylsystemet 3 innefattar en termostat 5 som är anpassad att leda kylvätskan till en kylare 6 eller alternativt tillbaka till förbränningsrnotom 2 då kylvätskans tempe- ratur är under ett bestämt värde. Kylaren 6 är arrangerad i en luftpassage A vid ett frontparti hos fordonet 1. Kylvätskan kyls i kylaren 6 av den luft som strömmar genom luftpassagen A. En kylarfläkt 7 är anpassad att tillhandahålla en forcerad luftström i en 10 '15 20 25 30 35 530 241 bestämd riktning genom luftpassagen A. Kylartläkten 7 drivs av förbränningsmotorn 2 med hjälp av en lämplig förbindning. En laddluftkylare 8 är anordnad i luftpassagen A uppströms kylaren 6 med avseende på luftens strömningsriktning genom luftpassagen A. Laddluftkylarens 8 uppgift är att kyla komprimerad luften innan den leds till den överladdade törbränningsmotorn 2.

En växellåda 9 är på konventionellt sätt arrangerad bredvid förbränningsmotom 1. En oljekylare 10 är monterad i fordonet i anslutning till växellådan 9 för att kyla oljan i växellådan 9. Oljan i växellådan 9 cirkuleras i ett oljesystem mellan växellådan 9 och olj ekylaren 10 med hjälp av en Oljepump 1 1. En temperaturgivare 12 är anordnad i olj esystemet för att avkänna olj ans temperatur. För att kyla oljan i olj ekylaren 10 ut- nyttjas en kylkrets 13 som är förbunden med kylsystemet som kyler förbränningsmo- torn. Kylkretsen 13 kan därmed utnyttja den befintliga kylvätskan i kylsystemet 3 för att även kyla oljan i oljekylaren 10. Kylkretsen 13 innefattar en ledning l3a som är avsedd att mottaga kylvätska från kylsystemet i en position 3a” som är belägen ned- ströms kylvätskepumpen 4 och uppströms förbränningsmotorn 1 med avseende på kyl- vätskans strömningsriktning i kylsystemet 3. Kylvätskepumpen 4 kan därmed utnyttjas för att cirkulera kylvätska i kylkretsen 13. Ledningen 13a är anpassad att leda kylväts- kan till ett kylarelement 14 i kylkretsen 13. Kylarelementet 14 är placerat i luftpassagen A uppströms laddluftkylaren 8 och den ordinarie kylaren 6 med avseende på luftens avsedda strömningsriktning genom luftpassagen A. Kylarelementet 14 kommer därrned att genomströmmas av luft med omgivningens temperatur. Kylkretsen 13 innefattar en ledning l3b som är anpassad att leda den kylda kylvätskan från kylarelementet 14 di- rekt till oljeky.laren 10. Kylvätskan kommer därmed att uppvisa väsentligen samma temperatur då den när oljekylaren 10 som den hade då den lämnade kylarelementet 14.

Kylkretsen 13 innefattar även en ledning 13c som är avsedd att leda tillbaka kylvätska till kylsystemet. Kylvätskan leds tillbaka i en position 3c', som är belägen nedströms förbränningsmotorn 1 och uppströms termostaten 5 med avseende på kylvätskans strömningsriktning i kylsystemet 3.

Under drift av förbränningsmotom 1 cirkuleras kylvätskan i kylsystemet 3 med hjälp av kylvätskepumpen 4. Den cirkulerande kylvätskan tillhandahåller därmed en kylning av förbränningsmotom 1. Den varma kylvätskan från förbränningsmotorn 1 kyls i kyla- ren 6 av luften som strömmar genom luftpassagen A med hjälp av kylarfläkten 7. Ef- tersom luften som strömmar igenom kylaren 6 redan har strömmat igenom kylarele- mentet 14 och laddluftkylaren 8 har den en förhöjd temperatur i förhållande till omgiv- 10 '15 20 25 30 35 530 241 ningens temperatur. Därmed kan kylvätskan i kylaren 6 optimalt kylas till en tempera- tur som motsvarar denna förhöjda temperatur. För att kyla förbränningsmotorn 1 är det ofta tillräckligt att kylvätskan kyls av luft med en sådan förhöjd temperatur. Kylkretsen 13, som är anpassad att kyla oljan i växellådan 9, mottar i positionen 3a”í kylsystemet en del av kylvätskan efter att den har kylts i kylaren 6. Denna del av kylvätskan leds, via ledningen l3a, till kylarelementet 14 som är anordnat längs fram i luftpassagen A.

Kylvätskan kyls här i ett andra steg av luft som har omgivningens temperatur. Därmed kan kylvätskan som cirkuleras genom kylarelementet 14 kylas ned till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. Kylvätskan leds därefter, via ledningen 13b, till olj ekylaren 10. Oljan i oljekylaren 10 kan här kylas av kylarvätska, som således väsent- ligen har omgivningens temperatur. Därmed kan oljan i växellådan 9 kylas till en öns- kad låg temperatur. Med hjälp av oljekylaren 10 kan oljan i växellådan 9 kontinuerligt upprätthålla en så låg temperatur att en mycket god Smörjning och kylning av kompo- nenterna i växellådan 9 tillhandahålls. Komponenternas kan därmed erhålla en väsent- ligen optimal livslängd. Efter att kylvätskan kylt oljan i oljekylaren 10 leds den, via ledningen 130, tillbaka till kylsystemet i positionen 3c*. Kylvätskan, som kylt oljan i olj ekylaren 10, blandas därmed med den varma kylvätskan som kommer från förbrän- ningsmotorn 1. Kylvätskan leds därefter till den ordinarie kylaren 6 för att kylas. Olje- pumpen 11 i oljekretsen kan styras med information från temperaturgivaren 12 så att olja börjar cirkulera genom oljekylaren 10 först då oljan i växellådan uppnått en för- bestämd temperatur. Därmed kan oljan i växellådan 9 ges en väsentligen konstant tem- peratur under drift av fordonet 1.

Fig. 2 visar ett alternativt arrangemang för att kyla olja i en växellåda 9 i ett fordon. I detta fall har kylarelementet 14 applicerats i en separat luftpassage B i fordonet 1. En kylarfläkt 15 tillhandahåller här en forcerad luftström genom kylarelementet 14. Kylar- fläkten 15 drivs av en elmotor 16. Luft som strömmar genom kylarelementet 14 har här omgivningens temperatur vilket möjliggör en kylning av kylvätskan i kylarelementet 14 till en temperatur i närheten av omgivningens temperatur. I detta fall tillhandahåller laddluftkylaren 8 och den ordinarie kylaren 6 en effektivare kylning än i utföringsfor- men som visades i Fig. 1 eftersom kylarna 6, 8 i detta fall kommer att genomströmmas av en kylande luftström som inte värmts av ett uppströms beläget kylarelement 14.

Kylarelementet 14 i luftpassagen B kan därmed göras något mindre än i Fig. 1.

Fig. 3 visar ett ytterligare alternativt arrangemang för att kyla oljan i en växellåda 9 i ett fordon. I detta fall utnyttjas en separat kylkrets med en kylvätska som cirkuleras av 10 530 241 en kylvätskepump 17 genom kylkretsen. Den separata kylkretsen innefattar ett kylar- element 14 som är anordnat längs fram i en luftpassage A i en position uppströms en laddluftkylare 8 och en ordinarie kylare 6 för kylning av kylvätskan i förbränningsmo- torns kylsystem. Kylvätskan i kylkretsen kyls här i ett steg av luft med omgivningens temperatur. Eftersom kylvätskan här endast utnyttjas for att kyla oljan i oljekylaren 10 är en sådan kylning vanligtvis fullt tillräcklig. Kylvätskan kan här ha väsentligen orn- givningens temperatur då leds från kylarelementet 14 direkt till oljekylaren 10 via led- ningen 13b. Därmed kommer oljan i oljekylaren 10 tillhandahålla en god kylning till en låg temperatur. Efter att kylvätskan värrnts av oljan i oljekylaren 10 cirkuleras den av kylvätskepumpen 17, via en ledning 13d, till kylarelementet 14 för att åter kylas.

Uppfinningen är på intet sätt begränsad till de beskrivna utföringsformerna utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar.

Claims (3)

10 15 20 25 30 530 241 Patentkrav

1. Arrangemang för att kyla olja i en växellåda (9) i ett fordon (1) som drivs av en för- bränningsmotor (2), varvid arrangemanget innefattar en oljekylare (10), ett oljesystem för att cirkulera olja mellan växellådan (9) och oljekylaren (10), och en kylkretsen (13) som är förbunden med ett befintligt kylsystem (3) i fordonet, vilket är anpassat att kyla förbränningsmotorn (1), vilken kylkretsen (13) innefattar en cirkulerande kylvätska, som är anpassad att kyla oljan i oljekylaren (10), ett kylarelement (14) i vilket kylväts- kan är avsedd att kylas av luft som strömmar genom kylarelementet (14) och en ledning (13b) som är anpassad att leda den kylda kylvätskan från kylarelementet (14) till oljeky- laren (10), kännetecknat av att kylarelementet ( 14) är anordnat i en separat luftpassage (B) i fordonet där det genomströmmas av lufi med omgivningens temperatur, att oljeky- laren (10) är monterad i fordoneti anslutning till växellådan (9) och att ky1kretsen(13) innefattar en ledning (13c) som är avsedd att leda kylvätska irån oljekylaren (10) tillba- ka till kylsystemet (3) i en position (3c”) som är belägen nedströms förbränningsmotorn (1) och uppströms en termostat (5) med avseende på kylvätskans strömningsriktning i kylsystemet (3).

2. Arrangemang enligt krav 1, kännetecknat av att kylkretsen (13) innefattar en ledning (l3a) som är avsedd att mottaga kylvätska från förbränningsmotorns kylsystem (3) i en position (3 a”) som är belägen nedström en kylare (6) som är anpassad att kyla kylväts- kan i kylsystemet (3) och uppströms förbränningsmotorn (1) med avseende på kylväts- kans strömningsriktning i kylsystemet (3).

3. Arrangemang enligt krav 1 eller 2, kännetecknat av att arrangemanget innefattar en kylarfläkt (7, 15) som är anpassad att tillhandahålla en forcerad luftström genom luft- passagen (B).