自动变速箱油冷系统设计

冷却系统----变速箱油冷系统一：变速箱的冷却需求1，手动挡变速箱（MT）：传动效率一般在95%以上，其余能量以摩擦发热，克服零部件之间阻力的形式消耗掉，因此其中的润滑油主要作用就是对各零部件进行润滑，减小摩擦阻力，提高传动效率。不需要专门进行散热设计。2，自动挡变速箱根据传动模式的不同分为：★机械传动：AMT,DCT。这两种变速箱的传动模式与手动挡变速箱相同，只是在换挡模式上进行了自动化的设计。因此其中的润滑液的作用于手动挡变速箱中的一样。无需专门散热设计★液压传动：AT,CVT。在这两种变速箱的液力传动过程中，传动介质为润滑油，润滑油除了本身的润滑左右以外，还承担了动力传动的任务。液压传动示意图见图一：自动变速箱液力变矩器示意图★液压传动整个过程变速箱传动效率为80%左右，其余接近20%的能量以克服零部件阻力以及热量的形式消耗掉。这部分热量足够润滑液吸收并升温至120度以上，甚至更高，直至润滑油产生高温氧化，粘度急剧下降，润滑效果变差，最终增加功率损耗，影响变速箱寿命。★为了保证变速箱及润滑油能够在正常的温度下工作，不至于温度过高，我们就需要液压传动的自动变速箱进行专门的散热设计，图一：自动变速箱液力变矩器工作原理二：变速箱冷却系统概述★变速箱冷却与发动机冷却：变速箱冷却系统设计，布置及基本的工作原理同发动机冷却系统类似，主要是冷却介质不同，变速箱冷却介质为其专用的ATF（变速箱润滑油）★系统主要组成:变速箱内置的油泵，变速箱内部润滑油的冷却润滑通道，液力变矩器，变速箱润滑油油底壳，变速箱进出油管路，散热器。见图二：变速箱油冷系统示意图见图二：变速箱油冷系统示意图★工作原理：1，在自动变速箱未闭锁时：见图三：自动变速箱内部润滑油工作示意图此时变速箱内部润滑油从油底壳经过油泵一部分流至系统各零部件进行润滑并带走摩擦产生的热量最后返回油底壳完成一个循环，一部分流至液力变矩器进行动力传递，同时会吸收动力传动过程中产生的大量热量，然后经过散热器降温后，流至油底壳完成循环。润滑油流量与发动机转速成正比，见图四：变速箱润滑油流量变化曲线（变速箱出油流量）注：变速箱的最大发热量发生在变速箱闭锁前或满足闭锁功能实现的工况，此时的变速箱及发动机工况为变速箱冷却系统设计匹配的关键考核点。图三：自动变速箱内部润滑油工作示意图见图四：变速箱润滑油流量变化曲线（变速箱出油流量）变速箱闭锁点2，自动变速箱闭锁时：闭锁时，变速箱传动模式转换为机械传动，此时功率损耗大幅下降，变速箱的发热量也大幅下降，此时变速箱发热量主要来自摩擦发热闭锁后，流过液力变矩器的润滑油会随着转速的提高而减少，以减少润滑油在变矩器受到的剪切力，从而减少发热量。注：变速箱闭锁后，变速箱油温会出现明显的下降，三：变速箱冷却系统设计匹配。★变速箱的发热量应结合变速箱闭锁的几种工况，以及低档时（1.2档）的工况进行计算对比变速箱散热器设计匹配与发动机散热匹配类似，这里就不在进行x详细叙述。其中的需要注意的几点不同是：闭锁的几种工况：1，在高档（3.4档）温度达到120度2，在高档（3.4档）车速分别达到设计值。低档（1.2档）工况：3，低档各档位分别在最大扭矩，最大功率及最高转速时的散热量★变速箱各工况的发热量主要根据变速箱的传动效率（相当的功率损失）进行匹配计算。★变速箱润滑液最大流量发生在变速箱闭锁时或变速箱设定值最终：结合变速箱标定文件，通过对以上1.2.3三种情况的散热量及流量的的计算对比，来选定散热器的主要散热参数。★变速箱冷却系统的理想匹配目标：1，满足整车在低档运行过程中的极限工况：最高车速，最大扭矩，功率点2，满足变速箱在整车高档运行过程中车速达到闭锁条件以前，不因温度达到闭锁条件闭锁3，在最高的适应环境温度（国内43度，国外55度）下，满足1，2目标散热器分类变速箱油冷器根据布置形式分：★有外置(独立)油冷器：一般为铝制，管带式，基本结构形式与技术要素与发动机常规散热器类似，只是冷却介质为ATF，如图：内置油冷器：一般为黄铜制品，管式。也有铝制的，管片式比较而言，因铝制管片式油冷器工艺比较复杂，成本较高，因此应用不是很广泛，主要采用黄铜制品。两款产品散热性能相当。如图润滑油介绍