变速器的工作介质回路的制作方法

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的变速器的工作介质回路。本发明还涉及一种包括根据本发明的工作介质回路的变速器。

背景技术：

在车辆中的液态工作介质中，例如将由于能量转换成热量而产生的升温被在热交换器中传递至冷却介质，以保持获得工作介质的可使用性并且使工作介质可供用于进一步的能量吸收。

这类工作介质可以是马达或变速器中的润滑介质，马达或变速器由于现有构件的运动而变热；或者这类工作介质也可以涉及液力制动装置的油或水，液力制动装置将车辆的动能借助于叶片组转变为热量，该热量被传递至工作介质。

热交换器通常被实施为板式或壳式结构方式，其中多个同类的板或壳彼此叠置地且彼此并排地被紧固(例如焊接)，然后板或壳形成分别引导冷却介质和要冷却的工作介质彼此从旁边经过的通路。

如果在车辆中要冷却多种工作介质，那么可以为此设置多个热交换器，这些热交换器中的各个热交换器通过冷却介质来冷却工作介质。如果使用多个热交换器来冷却多种工作介质，那么与要冷却的工作介质回路相对应地对这些热交换器进行最佳适配并且这些热交换器具有例如不同的几何尺寸。然而，使用多个热交换器相对较昂贵并且需要对应较大的安装或安置空间来布置这些热交换器。

已知的是，在车辆中也可以在共用的热交换器中对多种工作介质进行冷却，其中该热交换器于是具有多个区域，这些区域可以各自与冷却剂进行接触以散热。这样的热交换器也被称为多流路式的热交换器。例如可以将一条冷却介质回路和两条工作介质回路联接至3流路式的热交换器。工作介质回路例如可以被设计为变速器的工作介质回路并且可以被设计为缓速器的工作介质回路。

这种多流路式的热交换器例如是从de19712599a1已知的，在该热交换器中，设置有多个供油件，这些供油件分别被引向固定相关的通路，以便在那里与同样被供应给热交换器的冷却介质进行接触以进行热传递。

这样的多流路式的热交换器在其构造方面受几何尺寸约束并且因此仅能够有条件地针对要冷却的工作介质回路进行设计。与这样的多流路式的热交换器的结构上的设计方案相关地，在流过该热交换器的通路时，在工作介质回路中可能产生压力损失，压力损失可能对工作介质回路产生负面影响。

技术实现要素：

在此背景下，本发明所基于的目的在于，提供一种变速器的经改进的工作介质回路，所述工作介质回路具有多流路式的热交换器。

该目的通过根据权利要求1所述的工作介质回路以及根据权利要求10所述的变速器来实现。有利的设计方案自从属权利要求以及以下描述得出。

根据本发明提出一种机动车辆的变速器的工作介质回路，所述工作介质回路具有多流路式的热交换器。所述热交换器具有用于冷却工作介质的多个区域，其中所述热交换器的一个区域被设计为用于冷却所述变速器的工作介质，并且所述热交换器的另一个区域被设计为用于冷却液力缓速器的工作介质。根据所述热交换器的结构上的设计方案，所述热交换器在引导所述工作介质的区域内具有对应的流通阻力。热交换器的用于冷却变速器的工作介质的区域的流通阻力可能在某些运行区域内导致变速器的工作介质回路中的压力升高，所述压力升高可能对变矩器的使用寿命和变速器的换挡品质产生负面影响。

为了实现所提出的目的，本发明提出：在所述工作介质回路中设置有至少一个旁路，所述至少一个旁路用于绕开所述热交换器的用于冷却所述变速器的工作介质的区域。由此可以避免工作介质回路中的压力升高，所述压力升高可能对变矩器的使用寿命和变速器的换挡品质产生负面影响。

在一有利的改进方案中提出，所述旁路的流通量是可控制或可调节的。可以便利地根据在工作介质回路中占主导的压力和/或工作介质的温度来控制或者调节旁路的流通量。为了控制或调节通过所述旁路的流通量，在所述旁路中可以布置有阀。

所述阀可以被设计为差压阀，所述差压阀能够根据在所述热交换器的被设置为用于冷却所述变速器的工作介质的区域之前、和之后的占主导的压力而致动，其中当通向所述热交换器的被设置为用于冷却工作介质的区域的输入管路中的压力达到或超过预先确定的压力值时，释放通过旁路的流通量。通过旁路的流通量也可以受布置在该旁路中的限压阀影响，当在通向热交换器的被设置为用于冷却工作介质的区域的输入管路中达到或超过预先确定的压力值时，该限压阀打开。替代性地，该阀可以被设计为比例电磁阀，该比例电磁阀根据流过阀线圈的电流来释放通过该旁路的流通量。

该多流路式的热交换器以如下方式与变速器的工作介质回路相连，即，在液力缓速器未被启动的运行状态下，变速器的工作介质还被引导经过热交换器的被设置为用于冷却缓速器的工作介质的区域并且被冷却。于是，被设置为用于冷却缓速器的工作介质的区域和被设置为用于冷却变速器的工作介质的区域串联连接，并且变速器的工作介质被引导经过该热交换器的两个区域并且被冷却。

如果热交换器的这两个区域串联连接，那么变速器的工作介质首先流过该热交换器的被设置为用于冷却缓速器的工作介质的区域、并且然后至少部分地流过与该区域相接的、该热交换器的被设置为用于冷却变速器的工作介质的区域。在部分地流过热交换器的被设置为用于冷却变速器的工作介质的区域的情况下，变速器的部分工作介质经由旁路被引导成从热交换器的被设置为用于冷却变速器的工作介质的区域的旁边经过，由此通向热交换器的被设置为用于冷却变速器的工作介质的输入管路中的压力降低。

权利要求10的主题是一种机动车辆的变速器，所述变速器包括多流路式的热交换器和根据本发明的工作介质回路。

附图说明

在下文中借助附图示例性地进一步阐述本发明，本发明允许多个实施方式。在附图中：

图1以示意图示出机动车辆的传统的传动系，该传动系具有自动变速器和液力变矩器，

图2示出根据本发明的工作介质回路的局部，

图3示出在所述机动车辆的运行状态期间的示例性的压力曲线，并且

图4示出在所述工作介质回路的旁路中的阀的布置。

具体实施方式

根据图1，传统的传动系具有被设计为自动变速器1的变速器，所述变速器具有变速器壳体19、输入轴17和输出轴18。自动变速器1具有三个相互联接的行星齿轮组2、7、12，这些行星齿轮组分别由太阳齿轮3、8、13、行星架4、9、14和环齿轮6、11、16构成。在周向侧分布布置的多个行星齿轮5、10、15分别可旋转地支承在行星架4、9、14上，这些行星齿轮一方面分别与所指配的太阳齿轮3、8、13相啮合并且另一方面分别与所指配的环齿轮6、11、16相啮合。

自动变速器1的输出轴18与从动装置31处于驱动连接。例如，自动变速器1的输出轴18可以通过车桥驱动器(achsgetriebe)和两个驱动轴与驱动桥的驱动车轮处于驱动连接。自动变速器1具有以摩擦接合方式作用的五个换挡元件(即两个片式离合器c1、c2和三个片式制动器b1、b2、b3)，这些换挡元件用于切换六个前进挡和一个后退挡。

在输入侧，设置有锁止离合器21的液力变矩器20连接在自动变速器1的上游。变矩器20包括泵轮22、导轮23和涡轮24，它们被未完全展示的壳体包围。泵轮22刚性地与输入轴25相连接，该输入轴与驱动组件30的驱动轴相连接，并且该输入轴能够按需要通过锁止离合器21和振动阻尼器26与自动变速器1的输入轴17相连接。驱动组件30例如可以被设计为燃烧发动机或电动机器。导轮23通过单向离合器27与壳体部分28相连接，由此防止导轮23与驱动马达的旋转方向相反地旋转。涡轮24与自动变速器1的输入轴17相连接。此外，为了对减轻所涉及的机动车辆的车轮制动器的负载，设置有无磨损的持续制动器，该持续制动器呈布置在自动变速器1的输入轴17上的液力缓速器29的形式。

图2描绘了自动变速器1的工作介质回路32的局部。为了给自动变速器1提供压力油，设置有有利地布置在变速器内部的油泵42，该油泵与自动变速器1的输入轴17相联接并且因此可以通过驱动组件30被驱动。因此，根据驱动组件30的转速产生工作介质回路32的油体积流。油泵42经过抽吸管路从油底壳43进行供给，其中为了确保不会有污物进入工作介质回路32中，在油泵2的上游连接有吸滤器44并且在该油泵的下游连接有油过滤器45。首先，可以从抽吸管路对工作介质回路32的主压力回路46和次压力回路47进行供应。

在工作介质回路32中设置有多个阀38、39、40、41。阀38被设计为可以通过在此未展示的压力调节阀进行操控的主要压力阀。

变矩器安全阀39保护变矩器20免受所不允许的高过压，其方式为该变矩器安全阀限制变矩器20之前的进入压力p0。通过变矩器安全阀39设定变矩器20之前的进入压力p0，其中在达到或超过某压力值时变矩器安全阀39打开，从而使得油可以通过回流在朝向油泵42的抽吸侧的方向上流出、更确切地说流出到油底壳43中，直至再次达到所期望的进入压力p0。

在变矩器20之后，在变矩器排出管路中布置有变矩器背压阀40，通过该变矩器背压阀来设定变矩器20之后的压力p1。如果变矩器20之后的压力p1超过预先确定的压力值，则变矩器背压阀40打开，从而使得自动变速器1的工作介质可以在朝向冷却回路或润滑回路的方向上流出，直至再次产生变矩器20之后的压力p1。

在工作介质回路32中布置有热交换器33，该热交换器包括用于冷却工作介质的两个区域34、35。第一区域34用于冷却作为液力缓速器29的工作介质的油。第二区域35用于冷却作为自动变速器1的工作介质的油。除了缓速器油回路和变速器油回路之外，在热交换器33上还连接有冷却介质回路37、例如机动车辆的冷却介质回路37，该冷却介质回路包括车辆热交换器36。因此，热交换器33在此被设计为所谓的3流路式的热交换器。

根据缓速器运行来控制阀41。如在图2中所展示地，缓速器29在第一运行状态下未被启动并且留在缓速器29中的剩余工作介质经过管路48通过阀41被导出到油底壳43中。通过阀41阻止将工作介质经由管路49供应到缓速器29中。第一运行状态示例性地为机动车辆的牵引运行。在第一运行状态期间，自动变速器1的要冷却的工作介质既被引导经过热交换器33的第一区域34、也被引导经过该热交换器的第二区域35并且因此被热交换器33的这两个区域34、35冷却。

在缓速器29被手动启动或通过控制机构被启动的第二运行状态下，经由管路50将工作介质输送到缓速器29的工作腔内。然后，阀41被调整到其第二位置。由此，在缓速器29中升温的工作介质可以经由管路48被移送至管路51中，并且然后通过热交换器33的第一区域34被冷却。来自热交换器33的区域34的现在经冷却的工作介质通过阀41和管路49被供应给缓速器29以用于进一步使用。自动变速器1的要在缓速器运行期间冷却的工作介质通过阀41和管路52被供应给热交换器33的第二区域35并且通过该第二区域被冷却。因此，在第二运行状态下，缓速器29的工作介质和自动变速器1的工作介质在两个相互分开的冷却介质回路中被冷却。第二运行状态示例性地为机动车辆的滑行运行。

在使用3流路式的热交换器33的情况下，其中在构件中制造第一区域34和第二区域35，在这两个区域34、35的这种结构下受对应的规定的约束。因此，3流路式的热交换器33例如可以是以板式结构方式制成的，其中无法任意选择针对这两个区域34、35所使用的板的尺寸和数量。根据热交换器30的结构上的设计方案得出，热交换器33具有对应的流通阻力。所述流通阻力导致热交换器33的对应的压力损失，该压力损失可能对工作介质回路32产生负面影响。因此例如可能使变矩器背压阀40的功能失效，由此变矩器内压以及由此还有变矩器20之后的压力p1不再由变矩器背压阀40决定而是由布置在下游的工作介质回路的损失决定并且因此而升高。所述压力升高对变矩器20的使用寿命和自动变速器1的换挡品质产生负面影响，并且还导致更早地切换(umschalten)变矩器安全阀39，由此用于变矩器20并且用于自动变速器1的冷却或润滑所需量的工作介质被引出到油底壳43中并且不再可供自动变速器1的冷却或润滑以及变矩器20所使用。

因此，根据本发明在工作介质回路32中设置有至少一个旁路53，该至少一个旁路用于绕开热交换器33的用于冷却自动变速器1的工作介质的区域35，自动变速器1的部分工作介质可以经由该旁路被引导成从热交换器33的第二区域35的旁边经过。

由于热交换器33的第二区域35在机动车辆的牵引运行和滑行运行中均被自动变速器1的工作介质流过，因此在牵引运行和滑行运行中在工作介质回路32中变矩器内压或变矩器20之后的压力p1均受限制，并且可以避免上述缺点。

在旁路53中布置有阀54，该阀在此被设计为差压阀。从预先确定的压力p2开始，阀54打开并且引导自动变速器1的工作介质的部分体积流从热交换器33的第二区域35的旁边经过。因此，在热交换器33的第二区域35之前的压力p2降低，由此避免变矩器内压升高并且由此避免更早地切换变矩器安全阀39。因此，变矩器背压阀40和变矩器安全阀39的功能不受负面影响。

自动变速器1的工作介质的粘性根据工作介质的温度而变化。与在工作介质温度较高的情况下相比，在自动变速器1较冷的情况下、例如在工作介质温度低于50℃的情况下，由于流动阻力更大自动变速器1的工作介质回路32中的压力损失更大。为了防止在自动变速器1较冷的情况下变矩器排出管路中的压力p1的与温度有关的升高，可以设置有另一个(在此未展示的)旁路，该另一个旁路用于绕开热交换器33的第二区域35，经由该另一个旁路，在自动变速器1较冷的情况下引导自动变速器1的部分工作介质从热交换器33的第二区域35的旁边经过。对此，流动经过该另一个旁路的工作介质体积流例如由双金属阀或蜡马达来设定。通过在较低温度下绕过热交换器33的用于冷却自动变速器1的工作介质的区域35而流动，在热交换器33的区域35上的压力损失减小，从而使得可以避免在进入热交换器33的区域35处的压力p2升高、并且因此还可以避免在变矩器排出管路中的压力p1升高、并且还可以避免变矩器内压升高。在达到可预先设定的工作介质温度的情况下，通过双金属阀或蜡马达防止这种经过第二旁路绕过热交换器33的第二区域35的流动。

图3示例性地示出机动车辆以牵引运行方式运行期间的压力曲线。在此，自动变速器1的要冷却的工作介质既被引导经过热交换器33的第一区域34、也被引导经过该热交换器的第二区域35并且因此被热交换器33的这两个区域34、35冷却。在变矩器20之后占主导的压力p1与机动车辆的驱动组件30的转速相关地展示出。

以虚线展示的特征线55展示了在没有根据本发明的旁路53的工作介质回路中变矩器排出管路中的压力p1的曲线，而特征线66示出在包括根据本发明的旁路53的工作介质回路32中变矩器排出管路中的压力p1的曲线。通过观察所展示的特征线55变得显而易见的是，变矩器排出管路中的压力p1在机动车辆的驱动组件的在1400转/分钟的范围内的转速下升高。这是基于：变矩器背压阀40在该时刻已完全打开并且在热交换器33的第二区域35之前的压力p2由于该热交换器的流动阻力而进一步升高。于是，变矩器排出管路中的压力p1以及因此还有变矩器20的变矩器内压通过在工作介质回路32中占主导的压力p2来确定并且同样升高，这对变矩器20的使用寿命和自动变速器1的换挡品质产生负面影响。

为了避免压力升高，旁路53被设置在根据本发明的工作介质回路32中，如果通向热交换器33的第二区域35的输入管路52中的压力p2达到或者超过预先确定的压力值，那么自动变速器1的部分工作介质经由该旁路被引导成从热交换器33的第二区域35的旁边经过。由此可以避免压力p2由于热交换器33的第二区域35的流动阻力而升高并且因此也可以避免变矩器排出管路中的压力p1的升高和变矩器内压的升高。这通过在图3中展示的特征线66来展示。

如果机动车辆在滑行运行中借助启动了的缓速器29运行，那么自动变速器1的要冷却的工作介质仅被引导经过热交换器33的第二区域35，由此对于自动变速器1的工作介质而言，在工作介质回路32中有较小的流动阻力占主导。由此使得在滑行运行中在驱动组件30的转速相同的情况下，在热交换器33的第二区域35之前产生较小的压力p2。相应地，在转速较高的情况下、例如在驱动组件30的转速为约1800转/分钟的情况下才达到这样的压力水平，自该压力水平开始，自动变速器1的工作介质经由旁路53被引导成从热交换器33的第二区域35的旁边经过。即使在滑行运行中也可以可靠地避免压力p2由于热交换器33的第二区域35的流动阻力而升高并且因此也可以避免变矩器排出管路中的压力p1的升高和变矩器内压的升高。

图4示出在工作介质回路32的旁路53中的阀54的布置。阀54在此布置在被设计为通道板的供油法兰57中。供油法兰57具有对应的通道并且与中间板60一起形成工作介质回路32的对应的油通道61，该中间板具有多个穿通部并且布置在供油法兰57与工作介质回路32的在此未展示的阀壳体之间。

阀54的阀活塞58的活塞工作面62直接形成在供油法兰57内。阀活塞58借助于布置在阀活塞58内的弹簧59的弹簧力以及由于作用在阀活塞58的活塞面上的压力p3而作用于阀活塞58的力而压靠中间板60，由此阀活塞58贴靠中间板60。穿过设置在阀活塞58中的(例如可以借助于孔实现的)至少一个穿通部56，可以将工作介质引导到阀活塞56的布置有弹簧59的区域中。由此，压力p3可以作用于其上的活塞面、以及因此通过压力p3作用在阀活塞58上的力对应地增大。经由中间板60中的穿通部63，对阀54的阀活塞58施加以压力p2。中间板60中的穿通部63例如可以被实施为孔或者通过冲裁制成。

阀54在此被设计为差压阀。根据通向热交换器33的第二区域35的输入管路52中的压力p2与热交换器33的第二区域35之后的压力p3之间的压力差来致动阀54的阀活塞58。如果输入管路52中的压力p2升高至预先确定的压力水平，那么阀活塞58在图纸平面内向左移动并且阀54打开。在阀54打开的情况下，自动变速器1的部分工作介质被引导成从热交换器33的第二区域35的旁边经过，由此避免通向热交换器33的第二区域35的输入管路52中的压力p2升高。

通过阀54的前述布置和设计，可以特别简单、节省空间且成本有效地将该阀整合在供油法兰57中，而不需要用于操控阀54的额外的管道等。

附图标记清单

1自动变速器

2第一行星齿轮组

3太阳齿轮

4行星架

5行星齿轮

6环齿轮

7第二行星齿轮组

8太阳齿轮

9行星架

10行星齿轮

11环齿轮

12第三行星齿轮组

13太阳齿轮

14行星架

15行星齿轮

16环齿轮

17输入轴

18输出轴

19壳体

20变矩器

21锁止离合器

22泵轮

23导轮

24涡轮

25输入轴

26振动阻尼器

27单向离合器

28壳体部分

29主缓速器

30驱动组件

31从动装置

32工作介质回路

33热交换器

34区域

35区域

36热交换器

37冷却介质回路

38阀

39阀

40阀

41阀

42油泵

43油底壳

44吸滤器

45油过滤器

46主压力回路

47次压力回路

48管路

49管路

50管路

51管路

52管路

53旁路

54阀

55压力曲线

56穿通部

57供油法兰

58阀活塞

59弹簧

60中间板

61油通道

62活塞工作面

63穿通部

66压力曲线

b1换挡元件，片式制动器

b2换挡元件，片式制动器

b3换挡元件，片式制动器

c1换挡元件，片式离合器

c2换挡元件，片式离合器