CN103890434A - 用于控制冷却油流和/或润滑油流的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于借助至少一个阀（17）来控制至少一个冷却油流和/或润滑油流的装置，所述至少一个阀用于至少一个与轴（1）连接的冷却部位和/或润滑部位（3、4）。提出如下，即，阀（17）能电触发地、抗相对转动地与至少一个冷却部位和/或润滑部位（3、4）连接，并且用于操纵阀（17）的电能可无接触地供给。

Description

用于控制冷却油流和/或润滑油流的装置

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于控制冷却油流和/或润滑油流的装置以及该装置的应用。

背景技术

片式换档元件在机动车辆变速器中尤其是在自动变速器中用作用于切换档位的离合器和制动器。换档元件的操纵也就是说闭合和打开通常以液压方式进行，其中，为自身的液压循环设置有变速器油泵。在片式换档元件闭合的情况下，在摩擦片的彼此挤压的过程中产生热，因此必须将换档元件进行冷却，以便避免摩擦片或摩擦片衬层的过热和可能的损坏。为此如下是公知的，即，通过合适的分配机构从润滑油循环向换档元件的摩擦片组输送冷却油。在摩擦片的油冷却过程中的一个问题在于：（尤其是打开离合器的情况下）摩擦片之间的冷却油会导致牵引力矩的升高，这对润滑油泵的循环并因此也对变速器效率造成负担。

通过申请人的DE102005007685A1文献而公知了一种用于具有摩擦片组的湿法运行的换档元件的冷却油供给装置。在这种情况下，与换档元件的活塞的活塞位置相关地以机械方式例如通过固定在活塞上的滑板来控制冷却油。因此，在闭合状态下持续地对换档元件施加冷却油，该冷却油通过离心力作用向外地甩向换档元件。在另一种变型中，通过阀的操纵根据需要向摩擦片组输送冷却油流。在这种情况下，对换档元件的冷却油供应从外部通过油通道进行，其中，根据需要来打开或关闭阀。

发明内容

本发明的任务是根据需要来控制用于至少一个冷却部位和/或润滑部位的冷却油流和/或润滑油流，尤其是在用于变速器中的情况下。

本发明的任务通过独立权利要求1和18的特征解决。有利的设计方案由从属权利要求给出。

根据本发明，在用于控制冷却油流和/或润滑油流的装置中设置有能电触发的阀，该阀抗相对转动地与冷却部位和/或润滑部位连接，其中，用于操纵阀的电能可无接触地供应。因此，实现根据需要的冷却和/或润滑。在用于变速器中的情况下，冷却部位和/或润滑部位可以是片式换档元件，尤其是离合器，但也可以是轴承或齿轮。在多片式离合器的情况下降低在没有按照需要的油供应的情况下产生的牵引力矩。无接触的能量传输优选基于感应来进行。由此避免了插塞连接和摩擦损耗。

根据一种优选的实施方案，至少局部地在功能载体中布置有阀，该功能载体抗相对转动地与轴连接。冷却和/或润滑部位（优选变速器中的多片式离合器）因此通过功能载体抗相对转动地与轴、优选与传动轴连接。

根据另一种优选的实施方案，阀（在下文中也称为冷却油阀）在主侧也就是说在流入侧通过功能载体中和/或轴中的第一油通道以及通过转动输油器与静止的润滑油源连接；油供应也可以直接由功能载体的油通道中的转动输油器进行。因为优选将多个冷却油阀布置在功能载体的圆周上并将多个换档元件布置在功能载体上，因此有利的是：仅设置有一个转动输油器，也就是说仅设置有一个在壳体和旋转的传动轴之间通过密封元件来密封的输送部位。由此避免摩擦损耗和泄露损耗。功能载体（其还具有其它功能，因此是多功能载体）在这种情况下充当阀和油分配壳体，其中，从转动输油器供应的润滑油分配到功能载体中的多个冷却油阀上。

根据另一种优选的实施方案，在副侧也就是说在其流出侧为冷却油阀分配第二油通道，该第二油通道布置在功能载体中并在一个或多个换档元件的区域中具有排出口。在打开阀的情况下油从排出口流出，并通过合适的结构设施例如偏转元件并通过离心力作用引导到或离心到一个或多个摩擦片组上或其它冷却部位和/或润滑部位。由此实现有效的冷却。

根据另一种有利的实施方案，在第二油通道的区域中布置有径向向内取向的弯曲部。通过该具有虹吸作用的弯曲部来防止阀壳体空转并不再被油填充。油在从阀壳体排出后根据虹吸原理首先（逆着离心力）引导到较小的直径上，并且随后才导向片式换档元件。由此保证了阀的可运动部分所存在的空间保持被油填充并由此使得离心力补偿成为可能。为了补偿离心力，需要使可运动的阀部分得到润滑油带来的足够的浮力。

根据另一种优选实施方案，阀构造为分配阀或调节阀。由此，一方面可以在相同的冷却油流的情况下将阀接通或断开或者对冷却油流的量进行调节。因此在强烈过热的情况下可以供应更多的冷却油，而在少量加热的情况下较少的冷却油流就足够了。

根据另一种优选实施方案，阀是促动器的一部分，也就是说为阀或阀门关闭件分配伺服马达或驱动机构，所述伺服马达或驱动机构使阀打开和关闭。促动器包括电动马达，该电动马达将其转动运动传递到阀杆上，所述阀杆通过螺纹将转动运动转变成阀门关闭件的平移运动。因此可以实现中间部位以及阀门关闭件的相对高的密封压力。

根据另一种优选实施方案，阀构造为电磁阀。因此取消了转动运动以利于阀挺杆的纯粹的平移运动。通过电磁阀而实现了阀特征中的较高的动力。

根据另一种优选实施方案，电子控制器（在下文中也称为电子模块）是能在功能载体上固定的，该电子控制器适配于功能载体并与其形成功能单元。电能的和/或信号的无接触的传输可以通过在壳体上固定布置的主线圈以及在电子模块中布置的（也就是说随同旋转的）副线圈进行。电子模块因此与能量传输装置的位置固定的部分形成第一交接点并与能电触发的促动器形成第二交接点。

根据另一种优选实施方案，至少一个促动器能至少部分地容纳在电子控制器中。在这种情况下，促动器的电驱动机构的部分可以是电动马达的定子或者电磁铁的励磁线圈。这些部分被电子控制器的壳体包围。

根据另一种优选实施方案，多个阀在圆周上分布地布置在功能载体和电子模块中。在这种情况下，除了以上所述的用于冷却换档元件的冷却油阀，还可以布置用于换档元件换档的液压循环的截止阀。具有较高的压力水平的液压循环可以通过自身的转动供油装置联接到压力油源上。通过这样的截止阀，可以在不操纵泵的情况下在闭合缸（Schliesszylinder）中在闭合离合器时保持闭合压力。这种截止阀是同时由申请人提交的具有内部案卷号ZF003894的专利申请的主题，该申请在此全部引入本申请的公开内容中。

根据另一种优选实施方案，促动器的可运动部分（例如电枢轴和阀杆，它们处于旋转的功能载体中）悬浮地布置在冷却油或润滑油中。因此实现了使可运动部分经受浮力，该浮力至少部分地补偿离心力。因此，可运动部分也可以在没有较大阻力的情况下为了发挥其功能而在较大转速的情况下运动。

根据另一种优选实施方案，可运动部分的平均密度可以通过合适的措施来逼近冷却油的密度。例如，可以空心地构造电枢轴，从而得到较大的体积并因此得到较大的浮力。另一方面，可以通过应用低密度的材料例如塑料或轻金属来降低可运动部分的质量并因此降低离心力。

根据另一种优选实施方案，多个阀能联接到转动输送器上。因此，降低了供油过程中的摩擦损耗。

根据另一种优选实施方案，设置有用于采集冷却油流的和/或润滑油流的温度的温度传感器，例如在待冷却的多片式离合器或轴承的区域中。在偏离测量的实际值的情况下，可以通过电子控制装置来跟踪额定值。

根据另一种优选实施方案，通过恒压泵输送冷却油流和/或润滑油流，也就是说输送给转动输油器。在这种情况下可以使用这样一种泵：它与油需求不相关地将油压至少近似地保持恒定。这可以例如在机动车辆变速器的情况下通过由内燃机驱动的伺服变量泵（Verstellpumpe）进行，其中，使用实际压力用于调节。

根据另一种优选实施方案，至少一个冷却部位和/或润滑部位构造为多片式离合器。通过按需控制的冷却油流来降低例如在打开离合器的情况下的牵引力矩。

根据本发明的另一方面，将以上所述的用于控制冷却油流和/或润滑油流的装置应用于机动车辆的变速器中，尤其是应用在自动变速器中。以上所述的装置由于其紧凑的结构方式、其多功能性（多功能载体）及其无接触的能量传输而尤其适合使用在机动车辆的自动变速器中，因为它改善了变速器的效率。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出并在下面更详细地说明，其中，从说明书和/或附图中可以得出其它的特征和/或优点。其中：

图1示出根据本发明的装置的轴向剖面图，该装置具有用于向变速器的换档元件供给冷却油的阀，

图2示出用于冷却油流或润滑油流的线路图，并且

图3示出用于容纳促动器的电子模块。

具体实施方式

图1示出用于机动车辆的自动变速器的冷却油流的控制的装置。在传动轴1上抗相对转动地布置有具有旋转轴线a的所谓的功能载体2。利用功能载体2将构造为多片式离合器3的第一冷却部位和构造为多片式离合器4的第二冷却部位连接。第一多片式离合器3通过第一环形活塞13操纵，并且第二多片式离合器4通过第二环形活塞14操纵。为了环形活塞13、14的复位而设置有支撑在功能载体2上的盘形弹簧13a、14a。换档元件3、4的驱动侧通过连接元件16和功能载体2与传动轴1连接。功能载体2因此也是换档元件3、4的载体。

根据本发明，在包括两个彼此连接的主体2a、2b的功能载体2中布置有阀17，所述阀在下面也称为冷却油阀17，所述阀控制流向片式换档元件3的冷却油流。在（示意性示出的）变速器壳体18和传动轴1之间设置有所谓的转动供油机构19，其也被称为转动输油器19，也就是说冷却油由固定在壳体中的通道20输送到传动轴1中的环形槽21中。冷却油从那里通过径向孔22、轴向孔23和另一个径向孔24到达功能载体2的油通道25，并从那里到达冷却油阀17。在冷却油阀17的流出侧，在功能载体2的主体2a中布置有构造为径向向内取向的槽26的虹吸作用的弯曲部26。用虚线表示的油通道26a从槽26引向功能载体2的主体2a的外周上的排出口26b。冷却油因此在打开冷却油阀17的情况下首先通过槽26径向向内引导并随后径向向外引导。因此避免了冷却油阀17的油腔的排空。这（如下面所解释的那样）由于通过浮力来补偿离心力的原因而是必需的或有利的。冷却油在离心力的作用下流出排出口26b并沿着开槽的盘形弹簧13a到达片式换档元件3，在这里进行根据需要的冷却。在附图中仅仅示出了冷却油阀17。然而，优选还设置有在周向方向上错开的第二冷却油阀，该第二冷却油阀分配给第二片式换档元件4，因此也可以按照需要来冷却第二换档元件4。这另外还由图2的说明来呈现。

冷却油阀17以电方式操纵，在所示的实施例中通过布置在环状构造的电子模块28中的电动马达27来操纵。作为电子控制器起作用的电子模块28是申请人的另外同时提交的专利申请（内部案卷号ZF003896）的主题。该同时申请的主题全部纳入本申请的公开内容中。与电动马达27结合的冷却油阀17形成促动器，其也被称为致动器，并具有转动杆17a以及与其通过丝杠螺纹连接的阀门关闭件17b。转动杆17a与空心轴17c连接，在该空心轴上布置有电动马达27的未提供附图标记的电枢。转动杆17a和空心轴17c在旋转的功能载体2的情况下受到离心力作用，该离心力作用可以至少部分地通过润滑油的浮力以及阀组件在形式和材料方面的构造而得到补偿。对于浮力重要的是：阀17的可运动部分也就是说空心轴17c、转动杆17a和阀门关闭件17b被油围绕，也就是说悬浮地布置在冷却油中。电子模块28尤其是电动马达27基于感应而获得其电能以及其用于关闭和打开冷却油阀17的信号：为此，一方面布置有壳体侧的主线圈（没有附图标记）并且另一方面布置有在电子模块28中布置的副线圈30（参见图3）。电子模块28的其它细节结合对图3的说明进行解释。

图2示出用于两个片式换档元件3、4的润滑油线路图的截断，所述片式换档元件通过符号表示并对应于图1中的换档元件3、4。用于润滑油的线路图对应于用于冷却油的线路图，因为对于润滑以及对于冷却均使用相同的油。润滑油或冷却油通过优选由机动车辆的内燃机驱动的恒压泵33来输送，并在转动输油器19（参见图1）处以大约1.5bar的近似恒定的压力水平输送给传动轴并因此输送给冷却油阀17以及另一个并联的冷却油阀31。恒压泵33构造为伺服变量泵，其中，使用实际压力用于调节。也可以是电泵，该电泵根据多种参数来提供所需的油压。每个换档元件3、4的冷却油量因此单独地并彼此独立地调整。冷却油阀17、31可以实施为分配阀（简单变型）或者调节阀，其中，分配阀（优选地构造为电磁阀）仅仅打开和关闭，也就是说当发生急切的冷却需求时，例如由于过热或者强烈加热。在调节阀的情况下还可以附加地根据冷却需求来调整冷却油量。存在一种用于冷却的方法，即，尤其当损耗功率较少干扰或者很小时而将冷却接通，也就是说将冷却油阀17和/或31打开。这例如是如下情况：当变速器处于惯性运行中时（例如在下坡或者制动的情况下），当涉及牵引力矩的变速器部分本来应当被制动时（例如在动力换档的情况下）或者当所涉及的换档元件被闭合或者以小的差值转速旋转时。此外，当离合器在强烈的加热下被打开并存在后冷却需求时，可存在冷却需求。为了通过冷却油流将牵引力矩保持得很小而在所需时间段后将后冷却再次切断。

选择性地，可以在冷却油流的区域内布置有（在附图中未示出的）温度传感器，该温度传感器采集油温度或者构件温度并无接触地通报给电子控制器28。例如，可以将温度传感器直接布置在换档元件3、4上，并且在过热的情况下立即引起冷却油流量的提高。

图3以立体视图示出作为单独的结构单元的电子模块28，其也被称为电子控制器28，其中，两个冷却油阀（图1中所示的冷却油阀17以及另一个相同的冷却油阀31）以剖面示出。电子模块28具有环状构造的壳体39，该壳体通过盖40对外封闭。在壳体内部布置有电动马达27的定子（对于相同的部件使用与图1中相同的附图标记）。在壳体39上形成联接件41，通过该联接件将电子模块28与功能载体2的主体2a（参见图1）连接。同时，通过O形环来进行壳体39相对于功能载体2的主体2a中的油腔的密封。在附图中，可以看到四个阀，两个具有附图标记17、31且另外两个没有附图标记。总体上，可以在电子模块28的圆周上布置六个阀，其中，阀17、31充当冷却油阀，相同构造的其余四个阀可以在液压线路中用作截止阀，如申请人在上述具有内部案卷号ZF003894的同时的申请中所描述的那样。如前面所实施的那样，转动杆17a和空心轴17c在油腔中运转：它们一方面受到离心力作用，另一方面经受与离心力相反取向的浮力，该浮力通过排开的油量的重量决定。为了实现浮力的提高，空心地构造电枢轴17c。此外，优选地使用具有小的比重的材料，以便将质量并因此将浮力作用保持得很小。如由附图可以看出的那样，空心轴17c被双重地支承。代替用于产生转动运动的电动马达27，也可以根据电磁阀的类型来使用与阀杆连接的磁体。阀杆的平移运动直接传递给闭合件。如以上所述的那样，基于感应来进行电能的传输：为此在电子模块28内部在径向上位于内部的区域中布置有副绕组30，该副绕组与此处未示出的主绕组（参见图1）处于作用连接。

关于电子模块28的构建和工作方式的其它细节参见如上所述的申请人的具有内部案卷号ZF003896的同时提交的申请。

附图标记

1   传动轴

2   功能载体

2a  主体

2b  主体

3   第一换档元件

4   第二换档元件

13  第一环形活塞

13a 盘形弹簧

14  第二环形活塞

14a 盘形弹簧

16  连接元件

17  冷却油阀

17a 转动杆

17b 闭合件

17c 空心轴

18  变速器壳体

19  转动供油机构

20  油通道

21  环形槽

22  径向孔

23  轴向孔

24  径向孔

25  油通道

26  弯曲部

26a 油通道

26b 排出口

27  电动马达

28  电子控制器

30  副线圈

31  冷却油阀

33  恒压泵

39  壳体（电子模块）

40  盖

41  联接件

42  O形环

a   旋转轴线

Claims (18)

1.用于借助至少一个阀（17）来控制至少一个冷却油流和/或润滑油流的装置，所述至少一个阀用于至少一个与轴（1）连接的冷却部位和/或润滑部位（3、4），其特征在于，所述阀（17）能电触发、抗相对转动地与所述至少一个冷却部位和/或润滑部位（3、4）连接，并且用于操纵所述阀（17）的电能可无接触地供给。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述阀（17）至少局部地布置在功能载体（2）中，该功能载体抗相对转动地与所述轴（1）连接。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述冷却油流和/或润滑油流能通过所述功能载体（2）中的和/或所述轴（1）中的第一油通道（25、24、23）以及能通过转动输油器（19）供应给所述阀（17）。

4.根据权利要求2或3所述的装置，其特征在于，为所述阀（17）在流出侧分配第二油通道（26、26a），所述第二油通道布置在所述功能载体（2）中并在所述至少一个冷却部位和/或润滑部位（3）的区域中具有排出口（26b）。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述第二油通道（26a）在所述阀（17）和所述排出口（26b）之间具有径向向内取向的弯曲部（26）。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述阀（17）构造为分配阀或调节阀。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个阀（17）是促动器的一部分，并且能通过电动马达（27）、电枢轴（17c）以及阀杆（17a）来操纵。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个阀（17）是促动器的一部分并构造为电磁阀。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的装置，其特征在于，在所述功能载体（2）上能固定电子控制器（28）。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述至少一个促动器至少能部分地容纳在所述电子控制器（28）中。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的装置，其特征在于，多个阀（17）在圆周上分布地布置在所述功能载体（2）和/或所述电子控制器（28）中。

12.根据权利要求2至11中任一项所述的装置，其特征在于，所述促动器的可运动部分（17a、17b、17c）容纳在与所述至少一个冷却部位和/或润滑部位（3、4）抗相对转动地连接的功能载体（2）中并悬浮地布置在冷却油中。

13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述促动器的可运动部分（17a、17b、17c）的平均密度通过合适的材料选择和/或几何形状来逼近冷却油的密度。

14.根据权利要求3至13中任一项所述的装置，其特征在于，通过所述转动输油器（19）供给的冷却油流和/或润滑油流能供应给至少一个另外的阀（31）。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的装置，其特征在于，在所述冷却油流和/或润滑油流的区域中布置有温度传感器。

16.根据以上权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述冷却油流和/或润滑油流能由恒压泵（33）输送。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个冷却部位和/或润滑部位（3、4）构造为片式换档元件（3、4）。

18.根据权利要求1至17中任一项所述的用于控制冷却油流和/或润滑油流的装置在机动车辆的变速器中的应用。

Images