專利名稱：傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車輛的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，這種車輛上裝備有具有加壓流體冷卻系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和變速傳動(dòng)裝置。特別是，本發(fā)明涉及的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)包括一個(gè)位于傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑/冷卻流體槽中并與車輛發(fā)動(dòng)機(jī)加壓流體冷卻系統(tǒng)相串聯(lián)的換熱器。
車輛變速傳動(dòng)裝置，特別是用于重型車輛的同步和非同步多級(jí)變速器在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，如美國(guó)專利第3105395；4735109；4754665；5086897；5193410和5370013號(hào)，這些參考文件通過引用結(jié)合在本文中。人們也都知道這種傳動(dòng)裝置可能在某種大扭矩量，重載循環(huán)和/或屏蔽安裝等情況下產(chǎn)生過量的熱，并且可能需要比從來(lái)自傳動(dòng)箱的被動(dòng)熱幅射所能得到的冷卻更大的冷卻作用。用于對(duì)傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑/冷卻流體提供額外冷卻作用的傳動(dòng)裝置輔助冷卻系統(tǒng)在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，可以參考美國(guó)專利第4356889；5157963和5279391號(hào)，這些文件通過引用結(jié)合在本文中。
雖然這些現(xiàn)有技術(shù)的傳動(dòng)裝置輔助冷卻系統(tǒng)總的來(lái)說(shuō)是有效的，但是它們并非是完全圓滿無(wú)缺，因?yàn)樗鼈兛赡軙?huì)成過量的冷卻，要求一個(gè)裝在底盤上的潤(rùn)滑/冷卻的流體與空氣的換熱器，要求令人討厭的流體連接件和/或要求一個(gè)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的潤(rùn)滑/冷卻流體泵。
根據(jù)本發(fā)明，現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)可以通過提供一個(gè)不需要傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)的泵或單獨(dú)的裝在底盤上的換熱器的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)而被盡可能地減少或消除。這可以在一個(gè)具有液冷發(fā)動(dòng)機(jī)的車輛中這樣完成，即在傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑油槽中提供一個(gè)集成的冷卻流體與潤(rùn)滑流體換熱器，而該換熱器與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體系統(tǒng)相串聯(lián)。
本發(fā)明的這種或其它的目的和優(yōu)點(diǎn)從下述結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例所作的描述將更為明了，附圖中


圖1是本發(fā)明傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)的示意圖。
圖2是使用本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置的部分截面?zhèn)纫晥D。
圖3是使用本發(fā)明冷卻系統(tǒng)的傳動(dòng)裝置的頂視截面圖。
在目前的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述中，某些術(shù)語(yǔ)僅被用作描述性的目的而并非是限制性的。如“向上”，“向下”，“向右”和“向左”是指用作參考的附圖中的方向。而“向內(nèi)”和“向外”分別指朝向和背向所指裝置及其部件的幾何中心。所述的定義適用于上面專指的名詞，其衍生詞和同意詞。
“傳動(dòng)裝置”一詞用來(lái)指一種簡(jiǎn)單的或復(fù)合的車輛變速傳動(dòng)裝置，其中多個(gè)簡(jiǎn)單的或復(fù)合的齒輪減速裝置中選定的一個(gè)可以在傳動(dòng)裝置輸入軸和傳動(dòng)裝置輸出軸之間用人手或自動(dòng)地被選出。車輛傳動(dòng)裝置，包括那些用于重型車輛上的傳動(dòng)裝置在現(xiàn)有技術(shù)中是為人們十分熟悉的，如可以參考美國(guó)專利第3105395；4735109；4754665；5000060；5089965；5193410和5370013號(hào)，這些文件通過引用結(jié)合在本文中。
“冷卻流體”或“發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體”指的是一般用于車輛發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的液體，這種液體通常是水和例如醇、乙二醇或類似物的防凍/防過熱化合物的組合物?！皞鲃?dòng)裝置潤(rùn)滑液”或“潤(rùn)滑液”指的是一般用于車輛傳動(dòng)裝置以便對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪傳動(dòng)裝置提供潤(rùn)滑和冷卻的液體。如一般都知道的，對(duì)于重型的傳動(dòng)，這種傳動(dòng)裝置被設(shè)計(jì)成其內(nèi)部旋轉(zhuǎn)部件是在一個(gè)潤(rùn)滑液槽內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)的，這種潤(rùn)滑液通常是一種天然或合成油，由齒輪和軸的運(yùn)動(dòng)使其循環(huán)。最好是，各種傳動(dòng)殼體構(gòu)件在需要之處具有內(nèi)置槽道以便使?jié)櫥貉h(huán)到軸承與軸之處。這些潤(rùn)滑液常被稱作多用途齒輪油并且可能符合一條或多條下列軍用規(guī)范MIL-L-2104或MIL-L-2105。
本發(fā)明的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)10可以更詳盡地從附圖中看到。在附圖中，一個(gè)液冷發(fā)動(dòng)機(jī)12，例如人們熟悉的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或類似發(fā)動(dòng)機(jī)，由一個(gè)非固定式連接器14驅(qū)動(dòng)地連接到一個(gè)多級(jí)變速傳動(dòng)裝置16上。非固定式連接器14可以是一個(gè)主摩擦離合器，如圖1中所示，一個(gè)變扭器或類似裝置。如圖中所示，發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸或曲軸18通過選擇地接合和松離的主摩擦離合器14連接到傳動(dòng)裝置輸入軸20上。傳動(dòng)裝置輸出軸22連接在如一個(gè)分動(dòng)箱，一根傳動(dòng)軸或類似部件的車輛傳動(dòng)系裝置上。輸入軸20由旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)元件24以不同的可選擇的傳動(dòng)比驅(qū)動(dòng)地連接到輸出軸22上，旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)元件24如現(xiàn)有技術(shù)中所熟知的包括軸、齒輪、離合器和類似部件。傳動(dòng)裝置16裝在一個(gè)傳動(dòng)裝置外殼26內(nèi)，傳動(dòng)裝置外殼包括一個(gè)離合器外殼部分28，該部分包圍著主離合器14并將傳動(dòng)裝置裝在發(fā)動(dòng)機(jī)12上。傳動(dòng)裝置輸入軸20，輸出軸22，通常還有一根主軸(未顯示)都可繞著一條共同軸線30轉(zhuǎn)動(dòng)。
如在圖2中可以清楚地看到的，傳動(dòng)裝置外殼26上有一個(gè)潤(rùn)滑劑注入孔32，通過該孔，潤(rùn)滑劑可被注入傳動(dòng)裝置殼體中直達(dá)到注入水平面34，以限定一個(gè)在傳動(dòng)裝置外殼底部的潤(rùn)滑劑槽36?？梢钥吹剑辽傩D(zhuǎn)傳動(dòng)元件的一部經(jīng)過該潤(rùn)滑劑槽36，以便對(duì)傳動(dòng)齒輪裝置進(jìn)行冷卻和潤(rùn)滑。傳動(dòng)裝置16上還設(shè)有一個(gè)排液塞開孔38，該開孔位于槽的底部，用于排除傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液。旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)元件還包括各種軸承和類似部件。
對(duì)于重型車輛傳動(dòng)裝置，例如由本申請(qǐng)受讓人Eaton Corporation所出售的7級(jí)速度，9級(jí)速度，10級(jí)速度，13級(jí)速度，16級(jí)速度和18級(jí)速度的傳動(dòng)裝置，推薦的250°F(120℃)的傳動(dòng)裝置工作溫度被認(rèn)為是最高的，但直至300°F(150℃)的斷續(xù)運(yùn)作溫度也是允許的。在這水準(zhǔn)上的或超過這水準(zhǔn)的運(yùn)作溫度將增加潤(rùn)滑劑的氧化速率并減短其有效使用壽命。據(jù)認(rèn)為，除非沒有某種形式的對(duì)傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑劑的外部冷卻，下述的情況或任何組合都可能引起高的運(yùn)作溫度(1)在低速度下持續(xù)地運(yùn)轉(zhuǎn)；(2)高的周圍工作溫度；(3)在傳動(dòng)裝置周圍有限的空氣流動(dòng)；(4)車輛排氣系統(tǒng)離傳動(dòng)裝置太近；(5)過長(zhǎng)的超速操作和(6)高馬力/高扭矩傳遞作業(yè)。
在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于要求有額外的傳動(dòng)裝置冷卻的車輛裝置，這種冷卻通常由一個(gè)滑油外部冷卻系統(tǒng)提供，這種冷卻系統(tǒng)包括一個(gè)裝在底盤上的油與空氣換熱器，一個(gè)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)泵，以及必需的管道裝備，使油槽與裝在底盤上的換熱器實(shí)現(xiàn)流體連接。這種系統(tǒng)的一個(gè)例子可以參考前述的美國(guó)專利第4356889號(hào)。隨著由于卡車氣體動(dòng)力學(xué)的改進(jìn)和/或更多地使用高馬力發(fā)動(dòng)機(jī)而來(lái)的更少的空氣流穿過車輛傳動(dòng)裝置，對(duì)于傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液的增補(bǔ)冷卻的需要就更形普遍了。
現(xiàn)有技術(shù)的外部冷卻裝置并不能完全令人滿意，因?yàn)樗鼈兺容^復(fù)雜和昂貴，它們要求有一個(gè)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)泵裝置，特別是，它們要求有一個(gè)裝在車輛底盤上的油與空氣換熱器，而且要安裝在車輛底盤上空氣流特別強(qiáng)勁的地點(diǎn)。由于一個(gè)或多個(gè)上述的理由，這種傳動(dòng)裝置油的冷卻器的使用對(duì)于車輛使卻用者和/或原來(lái)的設(shè)備制造商是不受歡迎的。
本發(fā)明的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)要求一個(gè)內(nèi)部的，最好是集成的，傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑劑與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑換熱器40，又稱作油與水換熱器，位于在旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)部件的下面和/或偏離于該部件的地位處的傳動(dòng)裝置油槽區(qū)域36內(nèi)。換熱器40的設(shè)計(jì)相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較標(biāo)準(zhǔn)的，它包括一個(gè)蛇管42，蛇管具有一個(gè)進(jìn)口接頭44和一個(gè)出口接頭46和多個(gè)為了獲得最大熱傳遞的板件或翼片件48。發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)制液體冷卻系統(tǒng)50包括車輛散熱器52，另外還包括一個(gè)用于連接已經(jīng)連接在傳動(dòng)裝置內(nèi)部換熱器40的進(jìn)口接頭44上的流體通道56的第一連接器54，和一個(gè)用于連接到其一端連接在內(nèi)部換熱器40的出口接頭46上的流體通道60的第二流體連接器58。因此，傳動(dòng)裝置油與水內(nèi)部換熱器40串聯(lián)在車輛的高壓液體冷卻系統(tǒng)上，從而使車輛冷卻系統(tǒng)中的冷卻液體也能流過傳動(dòng)裝置內(nèi)部散熱器40。
雖然所述的本發(fā)明是用于一個(gè)具有在油槽36中轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪裝置24的傳動(dòng)裝置，但是它也同樣適用于前述美國(guó)專利第5279391號(hào)中所述的“干槽”式傳動(dòng)裝置。
因此，現(xiàn)行的車輛散熱器52起著一個(gè)用于傳動(dòng)裝置換熱器40和發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)50兩者的對(duì)空氣的換熱器的作用，省掉了一個(gè)單獨(dú)的油與空氣換熱器的需要。另外，由于發(fā)動(dòng)機(jī)與車輛傳動(dòng)裝置靠得相當(dāng)近，對(duì)于傳動(dòng)裝置的輔助換熱器40的管道裝備的要求就簡(jiǎn)單化和減少了，因而對(duì)附加的泵吸部件的要求也就沒有必要了。
雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是以某種程度的特殊性來(lái)描述的，但是在不偏離隨后的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，仍舊可以進(jìn)行各種在形式上和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種用于車輛的車輛傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，這種車輛配置有一個(gè)具有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，該冷卻系統(tǒng)使用在內(nèi)燃機(jī)冷卻回路中循環(huán)的加壓的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體，該車輛還配置有一個(gè)傳動(dòng)裝置，該裝置包括一根以不同比率的傳動(dòng)齒輪裝置驅(qū)動(dòng)地連接在一根輸出軸上的輸入軸，該傳動(dòng)齒輪裝在一個(gè)傳動(dòng)裝置外殼內(nèi)，外殼限定一個(gè)用于傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液的潤(rùn)滑劑槽，所述冷卻系統(tǒng)包括一個(gè)位于所述槽內(nèi)的傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體的換熱器，所述換熱器包括一個(gè)具有用于與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路流體連接的一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口的管道。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中所述管道是蛇管的形狀。
3.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中至少所述傳動(dòng)齒輪裝置的一部分是在所述槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的。
4.一種用于車輛的車輛傳動(dòng)裝置，這種車輛配置有一個(gè)具有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，該冷卻系統(tǒng)使用在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路中循環(huán)的加壓發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體，所述傳動(dòng)裝置包括一根以不同比率的傳動(dòng)齒輪裝置驅(qū)動(dòng)地連接在一根輸出軸上的輸入軸；一個(gè)裝有所述齒輪裝置并限定一個(gè)用于傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液的潤(rùn)滑劑槽的傳動(dòng)裝置外殼；和一個(gè)傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)位于所述槽內(nèi)的傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體的換熱器，所述換熱器包括一個(gè)具有用于與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路流體連接的一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口的管道。
5.如權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于其中所述管道是蛇管的形狀。
6.如權(quán)利要求4所述的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，其特征在于其中至少所述傳動(dòng)齒輪裝置一部分是在所述槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的。
7.一種車輛傳動(dòng)裝置和發(fā)動(dòng)機(jī)的組合，它包括一個(gè)具有發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，該冷卻系統(tǒng)使使用在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路中循環(huán)的加壓發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體；和一個(gè)不同比率的傳動(dòng)裝置，該裝置包括一根以不同比率的傳動(dòng)齒輪裝置驅(qū)動(dòng)地連接在一根輸出軸上的輸入軸，一個(gè)裝有所述齒輪裝置并限定一個(gè)用于傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液的潤(rùn)滑劑槽的傳動(dòng)裝置外殼；和一個(gè)傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個(gè)位于所述槽內(nèi)的傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體的換熱器，所述換熱器包括一個(gè)具有用于與所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路流體連接的一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口的管道。
8.如權(quán)利要求7所述的組合，其特征在于其中所述管道是蛇管的形狀。
9.如權(quán)利要求7所述的組合，其特征在于其中至少所述傳動(dòng)齒輪裝置一部分是在所述槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的。
10.如權(quán)利要求7所述的組合，其特征在于其中所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體是一種水基液體而所述傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑液是一種油基液體。
11.如權(quán)利要求7所述的組合，其特征在于其中所述管道是串聯(lián)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路上的。
12.如權(quán)利要求11所述的組合，其特征在于其中所述車輛包括一個(gè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體與空氣的換熱器的散熱器。
13.如權(quán)利要求9所述的組合，其特征在于其中所述管道串聯(lián)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路中。
14.如權(quán)利要求13所述的組合，其特征在于其中所述車輛包括一個(gè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體與空氣的換熱器的散熱器。
15.如權(quán)利要求10所述的組合，其特征在于其中所述管道串聯(lián)在所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻回路中。
16.如權(quán)利要求15所述的組合，其特征在于其中所述車輛包括一個(gè)用于發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻流體與空氣的換熱器的散熱器。
全文摘要
一種用于車輛的傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)(10)。這種車輛配置有一個(gè)具有一個(gè)加壓液體冷卻系統(tǒng)(50)的發(fā)動(dòng)機(jī)(12)。該傳動(dòng)裝置冷卻系統(tǒng)包括一個(gè)位于傳動(dòng)裝置潤(rùn)滑劑槽(36)中并流體地串聯(lián)在發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)中的油與水式換熱器(40)。
文檔編號(hào)F01M5/00GK1167696SQ9710180
公開日1997年12月17日 申請(qǐng)日期1997年1月16日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月16日
發(fā)明者A·C·斯坦 申請(qǐng)人:易通公司