Kühl- und schmiersystem für eine kraftfahrzeugantriebseinheit
Die vorliegende Offenbarung bezieht sichaufAntriebssysteme für Kraftfahrzeuge und insbesondere auf Kühl- und Schmiersysteme von Kraftfahrzeugantriebseinheiten, die in Kraftfahrzeugantriebssystemen verbaut sind. Im Allgemeinen sind Kraftfahrzeugantriebseinheiten in bestimmten Kraftfahrzeugantriebssystemen verbaut - wie sie in selbstfahrenden Hybridelektrofahrzeug-Anwendungen (HEV-Anwendungen) zu finden sind, um Drehmoment in den größeren Antriebssystemen zu erzeugen. In einigen Fällen beinhalten Kraftfahrzeugantriebseinheiten elektrische Traktionsmotoren und Getriebekomponenten, wie Wellen, Zahnräder und Lager, die Wärme erzeugen und sich bewegen und bei ihrer Bewegung ineinandergreifen. Kühl- und Schmiersysteme sind daher herkömmlich in Kraftfahrzeugantriebseinheiten zum Kühlen und Schmieren verbaut, und letztlich füreinen effizienteren und effektiveren Betrieb der Einheiten. In einer Ausführungsform kann ein Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit einen Antriebseinheitssumpf, eine erste mechanisch angetriebene Pumpe, eine zweite mechanisch angetriebene Pumpe, einen Wärmetauscher und einen Öl-/Luft-Abscheiderbehälter beinhalten. Der Antriebseinheitssumpf enthält ein Antriebseinheitsfluid. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe steht in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe steht ebenfalls in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf. Der Wärmetauscher befindet sich stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromabwärts der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe. Der Öl-/Luftabscheiderbehälter befindet sich stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromabwärts der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe. In einem Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems saugen die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf. Das angesaugte Antriebseinheitsfluid wird durch den Wärmetauscher und zu Kühlzwecken an einen elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit geliefert. Ferner saugen die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf. Das angesaugte Antriebseinheitsfluid wird dem Öl-/Luft-Abscheiderbehälter zugeführt. Am Öl-/Luftabscheiderbehälter wird das getrennte Antriebseinheitsfluid stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken weitergeleitet. In einer Ausführungsform zieht die erste mechanisch angetriebene Pumpe in einem anderen Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems Luft oder ein Gemisch aus Antriebseinheitsfluid und Luft aus dem Antriebseinheitssumpf. Die angesaugte Luft oder das Gemisch werden dem Öl-/Luftabscheiderbehälter zugeführt, und die angesaugte Luft oder das Gemisch sind im Wesentlichen von der Zufuhr an den elektrischen Traktionsmotor ausgeschlossen. In einer Ausführungsform zieht die zweite mechanisch angetriebene Pumpe Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf. Das angesaugte Antriebseinheitsfluid wird zu Kühlzwecken durch den Wärmetauscher und zu dem elektrischen Traktionsmotor geleitet. Ferner wird das angesaugte Antriebseinheitsfluid dem Öl-/Luft-Abscheiderbehälter zugeführt. Am Öl-/Luftabscheiderbehälter wird das getrennte Antriebseinheitsfluid stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken weitergeleitet. In einer Ausführungsform haben die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen in einem anderen Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems keinen Antrieb. Am Öl-/Luftabscheiderbehälter wird getrenntes Antriebseinheitsfluid aus dem Öl-/Luftabscheiderbehälter an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken weitergeleitet und dem elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Kühlzwecken zugeführt. In einer Ausführungsform wird Antriebseinheitsfluid, das am Öl-/Luftabscheider überfließt, zurück zum Antriebseinheitssumpf geführt. In einer Ausführungsform wird das getrennte Antriebseinheitsfluid stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken durch Schwerkraft und ohne dedizierte Pumpe weitergeleitet. In einer Ausführungsform sind die erste mechanisch angetriebene Pumpe und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe die einzigen Pumpen, die in Fluidverbindung zum Antriebseinheitssumpf im Kühl- und Schmiersystem stehen. In einer Ausführungsform kann das Kühl- und Schmiersystem ferner eine elektrische Pumpe beinhalten, die in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf steht. Die elektrische Pumpe saugt zu Kühlzwecken Antriebseinheitsfluid an zur Abgabe durch den Wärmetauscher an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit. Die elektrische Pumpe wird betrieben, um die Lieferung von Antriebseinheitsfluid an den elektrischen Traktionsmotor zu verstärken. In einer Ausführungsform wird das getrennte Antriebseinheitsfluid stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter zu Kühlzwecken an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit geleitet. Das getrennte Antriebseinheitsfluid wird dem elektrischen Traktionsmotor durch Schwerkraft und ohne dedizierte Pumpe, die dafür eingesetzt werden würde, zugeführt. In einer Ausführungsform kann das Kühl- und Schmiersystem ferner ein erstes Rückschlagventil, ein zweites Rückschlagventil, ein erstes Drosselventil und ein zweites Drosselventil beinhalten. Das erste Rückschlagventil befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das erste Rückschlagventil ermöglicht selektiv zu Kühlzwecken die Abgabe des angesaugten Antriebseinheitsfluids durch den Wärmetauscher und an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit. Das zweite Rückschlagventil befindet sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das zweite Rückschlagventil ermöglicht selektiv zu Kühlzwecken die Abgabe des angesaugten Antriebseinheitsfluids durch den Wärmetauscher und an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit. Das erste Drosselventil befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter. Das erste Drosselventil ermöglicht die Zufuhr von angesaugtem Antriebseinheitsfluid, Luft oder einer Mischung aus dem Antriebseinheitsfluid und der Luft des Öl-/Luft-Abscheiderbehälters. Das zweite Drosselventil befindet sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter. Das zweite Drosselventil ermöglicht die Zufuhr von angesaugtem Antriebseinheitsfluid, Luft oder einer Mischung aus der Antriebseinheitsfluid und der Luft des Öl-/Luft-Abscheiderbehälters. In einer Ausführungsform kann das Kühl- und Schmiersystem ferner Filter und ein Druckregelventil beinhalten. Der Filter befindet sich stromabwärts vom ersten Rückschlagventil und dem zweiten Rückschlagventil und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das Druckregelventil befindet sich stromabwärts vom Filter und stromabwärts vom Wärmetauscher. Das Druckregelventil befindet sich stromaufwärts vom Antriebseinheitssumpf. In einer Ausführungsform kann ein Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit einen Antriebseinheitssumpf, eine erste mechanisch angetriebene Pumpe, eine zweite mechanisch angetriebene Pumpe und einen Öl-/Luft-Abscheiderbehälter beinhalten. Der Antriebseinheitssumpf enthält ein Antriebseinheitsfluid. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe steht in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe steht ebenfalls in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf. Der Öl-/Luftabscheiderbehälter befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe. In einem Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems saugt die erste mechanisch angetriebene Pumpe Luft oder ein Gemisch aus Antriebseinheitsfluid und Luft aus dem Antriebseinheitssumpf. Die angesaugte Luft oder das Gemisch sind im Wesentlichen von der Zufuhr an einen elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit ausgeschlossen. Die zweite mechanisch angetriebene Pumpe saugt Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf. Das angesaugte Antriebseinheitsfluid wird zu Kühlzwecken durch den Wärmetauscher und an den elektrischen Traktionsmotor geleitet. In einer Ausführungsform wird Antriebseinheitsfluid, die vom Öl-/Luftabscheiderbehälter getrennt ist, stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter, an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken, an den elektrischen Traktionsmotor zu Kühlzwecken oder an beide Komponenten und an den elektrischen Traktionsmotor für die jeweiligen Schmier- und Kühlzwecke geleitet. In einer Ausführungsform wird das getrennte Antriebseinheitsfluid stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter durch Schwerkraft und ohne eine dedizierte Pumpe, die dafür verwendet werden würde, zugeführt. In einer Ausführungsform, in einem anderen Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems, saugen die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf. Das angesaugte Antriebseinheitsfluid wird zu Kühlzwecken durch den Wärmetauscher und zu dem elektrischen Traktionsmotor geleitet. Ferner saugen die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf. Das angesaugte Antriebseinheitsfluid wird dem Öl-/Luft-Abscheiderbehälter zugeführt. In einer Ausführungsform haben in einem anderen Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen keinen Antrieb und getrenntes Antriebseinheitsfluid aus dem Öl-/Luftabscheiderbehälter wird an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken und an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Kühlzwecken geleitet. In einer Ausführungsform kann das Kühl- und Schmiersystem ferner ein erstes Rückschlagventil, ein zweites Rückschlagventil, ein erstes Drosselventil und ein zweites Drosselventil beinhalten. Das erste Rückschlagventil befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das zweite Rückschlagventil befindet sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das erste Drosselventil befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter. Das zweite Drosselventil befindet sich stromabwärts der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts des Öl-/Luftabscheiderbehälters. In einer Ausführungsform kann das Kühl- und Schmiersystem ferner eine elektrische Pumpe beinhalten, die in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf steht. Die elektrische Pumpe saugt zu Kühlzwecken Antriebseinheitsfluid an zur Abgabe durch den Wärmetauscher an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit. In einer Ausführungsform beinhaltet eine Kraftfahrzeugantriebseinheit das Kühl- und Schmiersystem. In einer Ausführungsform kann ein Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit einen Antriebseinheitssumpf, eine erste mechanisch angetriebene Pumpe, eine zweite mechanisch angetriebene Pumpe, einen Wärmetauscher, einen Öl-/Luft-Abscheiderbehälter, ein erstes Rückschlagventil, ein zweites Rückschlagventil, ein erstes Drosselventil und ein zweites Drosselventil beinhalten. Der Antriebseinheitssumpf enthält ein Antriebseinheitsfluid. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe steht in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe steht ebenfalls in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf. Der Wärmetauscher befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe. Der Öl-/Luftabscheiderbehälter befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe. Das erste Rückschlagventil befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das zweite Rückschlagventil befindet sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Wärmetauscher. Das erste Drosselventil befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter. Das zweite Drosselventil befindet sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter. Unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems wird Antriebseinheitsfluid, das vom Öl-/Luftabscheiderbehälter getrennt ist, stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter, an Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Schmierzwecken, an einen elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu Kühlzwecken oder an beide Komponenten und den elektrischen Traktionsmotor für die jeweiligen Schmier- und Kühlzwecke geleitet. Das getrennte Antriebseinheitsfluid wird, stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter, durch Schwerkraft und ohne eine dedizierte Pumpe, die dafür verwendet werden würde, zugeführt. Ein oder mehrere Aspekte der Offenbarung werden im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Bezeichnungen gleiche Elemente bezeichnen, und worin gilt:
Unter Bezugnahme auf die Figuren führt ein Kühl- und Schmiersystem 10 für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit effizient und effektiv seine Kühl- und Schmierfunktionen aus, wobei in einer Ausführungsform ein Paar mechanischer Pumpen und ein minimiertes Sumpfvolumen von Kühl- und Schmierfluid ausgeführt werden. In dieser Hinsicht umgeht das Kühl- und Schmiersystem 10 bestimmte Nachteile, die mit elektrischen Pumpen verbunden sind, und die Kraftfahrzeugantriebseinheit erfüllt die Verpackungsanforderungen, die bei bestimmten Anwendungen unflexibel sein können, wie beispielsweise in Automobilanwendungen. Darüber hinaus ist das Kühl- und Schmiersystem 10 so gestaltet und konstruiert, dass es einen Entlüftungskreislauf im System für nützliche Kühl- und Schmierzwecke geeignet macht, wodurch der damit verbundene Blindverlust verringert wird, der ansonsten auftreten würde, und die Wirkungsgrade im System verbessert werden. Darüber hinaus und unter anderen Fortschritten, die an anderer Stelle beschrieben werden und die bei der Anwendung erfahren werden können, kann das Kühl- und Schmiersystem 10 in einer Ausführungsform seine Kühl- und Schmierfunktionen in der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs auch dann bereitstellen, wenn die Bewegung des zugehörigen Fahrzeugs angehalten wird und die mechanischen Pumpen vorübergehend nicht pumpen. Das Kühl- und Schmiersystem 10 wird im Folgenden im Rahmen einer Automobilanwendung beschrieben, kann aber auch in nicht-automobilen Anwendungen eingesetzt werden. Wie hierin verwendet, werden die Begriffe stromabwärts und stromaufwärts mit Bezug auf den Fluidstrom im Kühl- und Schmiersystem 10 verwendet, sodass sich stromabwärts auf eine Richtung mit einer Fluidströmungsbewegung und stromaufwärts auf eine Richtung bezieht, die entgegengesetzt oder gegen die Richtung des Fluidströmungsweges ist. Das Kühl- und Schmiersystem 10 bietet Kühl- und Schmierfunktionen in einer Kraftfahrzeugantriebseinheit. Das Kühl- und Schmiersystem 10 kann verschiedene Designs, Konstruktionen und Komponenten in verschiedenen Ausführungsformen aufweisen, die teilweise oder mehr durch das Design, die Konstruktion und Komponenten der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs vorgegeben sind, in die das System eingepasst ist. Wie Fachleuten bekannt ist, kann das Kühl- und Schmiersystem 10 in die Konstruktion und das Strukturgehäuse der größeren Kraftfahrzeugantriebseinheit eingebaut werden. In der durch Der Antriebseinheitssumpf 12 sammelt und enthält Antriebseinheitsfluid 30, das zum Kühlen und Schmieren von Komponenten und Teilen der Kraftfahrzeugantriebseinheit eingesetzt wird. Im Vergleich zu einigen zuvor bekannten Sümpfen kann der Antriebseinheitssumpf 12 ein minimiertes Sumpfvolumen besitzen und eine flachgründigere Tiefe und kleinere Größe für das Antriebseinheitsfluid 30 aufweisen - dies wird durch das Design und die Konstruktion und Komponenten des Kühl- und Schmiersystems 10, wie hierin beschrieben, erreicht. Das minimierte Sumpfvolumen ermöglicht es der Kraftfahrzeugantriebseinheit, die Gesamtverpackungsanforderungen in einer bestimmten Anwendung, verglichen mit größeren Sumpfvolumina und tieferen Sumpftiefen, leichter zu erfüllen. In Automobilanwendungen können beispielsweise Verpackungsanforderungen sehr hoch und unflexibel sein, und daher können reduzierte Sumpfvolumina Verpackungsvorteile für die Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs und für die größere Montageeinheit und Installation bieten. Ferner kann ein Magnet 32 im Antriebseinheitssumpf 12 angeordnet sein, um eisenhaltige Rückstände aus dem Antriebseinheitsfluid 30 anzuziehen und zu entfernen, wenn derartige Fremdkörper vorhanden sind. Und der Antriebseinheitssumpf 12 kann in einigen Ausführungsformen mit einer atmosphärischen bidirektionalen Ventilation 34 ausgestattet sein. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 steht in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf 12 und saugt das Antriebseinheitsfluid 30 aus dem Antriebseinheitssumpf 12 und stromabwärts an andere Stellen des Kühl- und Schmiersystems 10. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 kann eine mechanische Pumpe verschiedener mechanischer Arten sein, abhängig von der jeweiligen Anwendung. In dem hier vorgestellten Beispiel wird die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 angetrieben und zum Betrieb durch einen Motor des zugehörigen Fahrzeugs, der sich außerhalb der Kraftfahrzeugantriebseinheit befindet, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor, gepresst. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 kann in Vorwärts- und Rückwärtsmodus betrieben werden, um das Antriebseinheitsfluid 30 nach Bedarf aus dem Antriebseinheitssumpf 12 zu ziehen. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 kann so bemessen sein, dass sie die Fähigkeit besitzt, eine geeignete Menge an Antriebseinheitsfluid 30 anzusaugen und an das Kühl- und Schmiersystem 10 zu liefern, falls die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 16 keine Reichweite zum Antriebseinheitsfluid 30 aufweist und deren Einlass nicht mit Antriebseinheitsfluid 30 zum Pumpen bedeckt ist. Ein Einlass 36 der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe 14 befindet sich in einem unteren Bereich des Antriebseinheitssumpfes 12 und dient als Aufnahme für das Antriebseinheitsfluid 30. Der Einlass 36 kann ein Sieb 38 oder eine andere Art von Filter aufweisen, die daran installiert sind. Wie die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 steht die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 16 in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf 12 und saugt das Antriebseinheitsfluid 30 aus dem Antriebseinheitssumpf 12 und stromabwärts zu anderen Stellen des Kühl- und Schmiersystems 10. Die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 16 kann, abhängig von der jeweiligen Anwendung, eine mechanische Pumpe unterschiedlicher mechanischer Bauart sein. In dem hier vorgestellten Beispiel wird die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 16 angetrieben und zum Betrieb durch einen Motor des zugehörigen Fahrzeugs, der sich außerhalb der Kraftfahrzeugantriebseinheit befindet, wie beispielsweise einen Verbrennungsmotor, gepresst. Die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 16 kann in Vorwärts- und Rückwärtsmodus betrieben werden, um das Antriebseinheitsfluid 30 nach Bedarf aus dem und in den Antriebseinheitssumpf 12 zu ziehen. Die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 16 kann so bemessen sein, dass sie die Fähigkeit besitzt, eine geeignete Menge an Antriebseinheitsfluid 30 anzusaugen und an das Kühl- und Schmiersystem 10 zu liefern, falls die erste mechanisch angetriebene Pumpe 14 keine Reichweite zum Antriebseinheitsfluid 30 aufweist und deren Einlass 36 nicht mit Antriebseinheitsfluid 30 zum Pumpen bedeckt ist. Ein Einlass 40 der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe 16 befindet sich in einem unteren Bereich des Antriebseinheitssumpfes 12 und dient als Aufnahme für das Antriebseinheitsfluid 30. Der Einlass 40 kann aus dem Einlass 36 der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe 14 für den Zugang zum Antriebseinheitsfluid 30 in einen anderen Abschnitt des unteren Bereichs im Antriebseinheitssumpf 12 verschoben werden. Der Einlass 40 kann ein Sieb 42 oder eine andere Art von Filter aufweisen, die daran installiert sind. Die Verwendung mechanischer Pumpen im Kühl- und Schmiersystem 10 - nämlich die erste und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 14, 16 - anstatt elektrischer Pumpen, dient dazu, bestimmte Nachteile zu umgehen, die als Folge der Verwendung elektrischer Pumpen auftreten. Dazu weisen elektrische Pumpen typischerweise höhere Kosten im Vergleich zu mechanischen Pumpen auf. Und das Fehlen elektrischer Pumpen bedeutet das Fehlen von Ausfallmodi, die den Einsatz elektrischer Pumpen begleiten. Darüber hinaus werden die begleitenden Ineffizienzen, die beim Umwandeln elektrischer und magnetischer Energie gegeben sind, beseitigt, wenn keine elektrischen Pumpen eingesetzt werden. Dennoch können elektrische Pumpen in anderen Ausführungsformen in dem Kühl- und Schmiersystem 10 eingesetzt werden, wie durch die Ausführungsform von Das erste Rückschlagventil 18 befindet sich stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe 14 und befindet sich stromaufwärts vom Wärmetauscher 26 im Kühl- und Schmiersystem 10. Das erste Rückschlagventil 18 ermöglicht selektiv den Durchfluss des Antriebseinheitsfluids 30 durch seinen Auslass und weiter stromabwärts zum Wärmetauscher 26. Das erste Rückschlagventil 18 kann je nach Anwendung verschiedene Formen annehmen. In der Ausführungsform in Das zweite Rückschlagventil 20 befindet sich stromabwärts der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe 16 und befindet sich stromaufwärts vom Wärmetauscher 26 im Kühl- und Schmiersystem 10. Das zweite Rückschlagventil 20 ermöglicht selektiv den Durchfluss des Antriebseinheitsfluids 30 durch seinen Auslass und weiter stromabwärts zum Wärmetauscher 26. Das zweite Rückschlagventil 20 kann je nach Anwendung verschiedene Formen annehmen. In der Ausführungsform in Unter weiterer Bezugnahme auf Die kombinierten ersten und zweiten Rückschlagventile 18, 20 und ersten und zweiten Drosselventile 22, 24 und ihre Positionen relativ zueinander und im Verhältnis zu den ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen 14, 16 sowie deren jeweilige Funktionen bilden zusammen einen Entlüftungskreislauf im Kühl- und Schmiersystem 10. Der Wärmetauscher 26 befindet sich stromabwärts der ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen 14, 16, befindet sich stromabwärts des ersten und zweiten Rückschlagventils 18, 20 und befindet sich stromaufwärts eines elektrischen Traktionsmotors 44 der Kraftfahrzeugantriebseinheit. Der Wärmetauscher 26 dient dazu, die Temperatur des Antriebseinheitsfluids 30 zu reduzieren, das durch ihn hindurchfließt, und vor der Abgabe des Antriebseinheitsfluids 30 an den elektrischen Traktionsmotor 44. Gekühltes Antriebseinheitsfluid 30 verlässt somit den Wärmetauscher 26 und strömt zu Kühlzwecken weiter stromabwärts zum elektrischen Traktionsmotor 44. Das Antriebseinheitsfluid 30, das aus dem elektrischen Traktionsmotor 44 austritt, wird stromabwärts geführt, um zum Antriebseinheitssumpf 12 zurückzufließen. Der Wärmetauscher 26 kann je nach Anwendung verschiedene Formen annehmen. In der Ausführungsform in Der Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 sammelt und enthält Antriebseinheitsfluid 30, Luft und ein Gemisch aus Luft und Antriebseinheitsfluid 30, das stromabwärts vom ersten und zweiten Drosselventil 22, 24 in das Kühl- und Schmiersystem 10 fließt. Der Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 kann ein integrales Teil der Kraftfahrzeugantriebseinheit oder ein diskretes Teil sein, das entfernt von der Kraftfahrzeugantriebseinheit angebracht ist. Der Öl-/Luft-Abscheiderbehälter 28 dient dazu, das Antriebseinheitsfluid 30 von Luft zu trennen und das getrennte Antriebseinheitsfluid 30 zu Schmierzwecken stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 zu Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit zu leiten. Die Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit können als Beispiele Wellen 46, Zahnräder 48 und Lager 50 beinhalten. Als weitere Option kann das getrennte Antriebseinheitsfluid 30 zu Kühlzwecken stromabwärts vom Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 zum elektrischen Traktionsmotor 44 geführt werden, und als sekundäre Kühlquelle für den elektrischen Traktionsmotor 44 dienen. Das Antriebseinheitsfluid 30, das die Wellen 46, die Zahnräder 48 und die Lager 50 und den elektrischen Traktionsmotor 44 verlässt, wird zum Antriebseinheitssumpf 12 zurückgeführt. Der Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 befindet sich stromabwärts der ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen 14, 16, befindet sich stromabwärts des ersten und zweiten Drosselventils 22, 24 und befindet sich stromaufwärts der Komponenten der Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs und des elektrischen Traktionsmotors 44. Darüber hinaus muss in dieser Ausführungsform der Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 keine eigene Pumpe zum Ansaugen des Antriebseinheitsfluids 30 aus dem Öl-/Luft-Abscheiderbehälter 28 aufweisen. Vielmehr wird das getrennte Antriebseinheitsfluid 30 durch Schwerkraft stromabwärts des Öl-/Luft-Abscheiderbehälters 28 zugeführt. Weiterhin bietet das getrennte Antriebseinheitsfluid 30 im Öl-/Luft-Abscheiderbehälter 28 eine begrenzte Kapazität zum Kühlen des elektrischen Traktionsmotors 44, wenn das zugehörige Fahrzeug angehalten wird. Da die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen 14, 16 vom Motor des Fahrzeugs angetrieben werden, werden die erste und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 14, 16 auch angehalten, wenn der Fahrzeugmotor stoppt. Auch ohne das Pumpen wird das getrennte Antriebseinheitsfluid 30, das im Öl-/Luft-Abscheiderbehälter 28 enthalten ist, immer noch zum Kühlen über Schwerkraft zum elektrischen Traktionsmotor 44 geführt. Das getrennte Antriebseinheitsfluid 30 kann zugeführt werden, bis es aus dem Öl-/Luft-Abscheiderbehälter 28 entleert ist. Schließlich kann der Überlauf des Antriebseinheitsfluids 30 im Öl-/Luft-Abscheiderbehälter 28 über eine Überlaufleitung 49, die ein drittes Drosselventil 51 in Form einer eingeschränkten Öffnung aufweisen kann, zum Antriebseinheitssumpf 12 zurückgeführt werden. Überlauf kann im Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 auftreten, wenn sowohl die erste als auch die zweite mechanisch angetriebene Pumpe 14, 16 unter bestimmten Umständen Antriebseinheitsfluid 30 in das Kühl- und Schmiersystem 10 pumpen. Wie in der Ausführungsform der Figuren dargestellt, kann das Kühl- und Schmiersystem 10 noch andere Komponenten in seiner Montageeinheit und Installation aufweisen. So kann beispielsweise eine Filteranordnung 52 im Kühl- und Schmiersystem 10 eingesetzt werden. Die Filteranordnung 52 befindet sich stromabwärts des ersten Rückschlagventils 18 und stromabwärts des zweiten Rückschlagventils 20 und befindet sich stromaufwärts des Wärmetauschers 26. Die Filteranordnung 52 weist einen Filter 54 zum Abfangen von Fremdkörpern auf und ein Bypassventil 56 in Form eines Kugelrückschlagventils. Ferner kann ein Druckregelventil 58 in dem Kühl- und Schmiersystem 10 eingesetzt werden. Das Druckregelventil 58 befindet sich stromabwärts der Filteranordnung 52 und stromabwärts des Wärmetauschers 26 und befindet sich stromaufwärts des Antriebseinheitssumpfes 12. Das Druckregelventil 58 dient dazu, den Druck im Kühl- und Schmiersystem 10 zu entlasten und das Antriebseinheitsfluid 30 in den Antriebseinheitssumpf 12 zurückzuführen. Nun unter Bezugnahme auf Wie beschrieben, macht sich das Kühl- und Schmiersystem 10 den vom ersten und zweiten Rückschlagventil 18, 20 und ersten und zweiten Drosselventil 22, 24 hergestellten Entlüftungskreislauf zu eigen und nutzt ihn für Kühl- und Schmierzwecke. Statt beispielsweise die angesaugte Luft im zweiten Zustand an anderer Stelle einzusetzen, wird die angesaugte Luft dem Öl-/Luftabscheiderbehälter 28 zusammen mit dem angesaugten Antriebseinheitsfluid 30 zugeführt. Das getrennte Antriebseinheitsfluid 30 kann dann, wie vorstehend dargelegt, zum Schmieren und Kühlen verwendet werden. Der damit verbundene Blindverlust im System, der sonst auftreten würde, wird verringert und die Wirkungsgrade wiederum messbar verbessert. Es versteht sich, dass das Vorstehende eine Beschreibung eines oder mehrerer Aspekte der Offenbarung ist. Die Offenbarung ist nicht auf die besondere(n) hierin offenbarte(n) Ausführungsform(en) beschränkt, sondern ausschließlich durch die folgenden Patentansprüche definiert. Darüber hinaus beziehen sich die in der vorstehenden Beschreibung gemachten Aussagen auf bestimmte Ausführungsformen und sind nicht als Einschränkungen des Umfangs der Offenbarung oder der Definition der in den Patentansprüchen verwendeten Begriffe zu verstehen, außer dort, wo ein Begriff oder Ausdruck ausdrücklich vorstehend definiert wurde. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Änderungen und Modifikationen an der/den ausgewiesenen Ausführungsform(en) sind für Fachleute offensichtlich. Alle diese anderen Ausführungsformen, Änderungen und Modifikationen sollten im Geltungsbereich der angehängten Patentansprüche verstanden werden. Wie in dieser Spezifikation und den Ansprüchen verwendet, sind die Begriffe „z. B.“, „beispielsweise“, „zum Beispiel“, „wie z. B.“ und „wie“ und die Verben „umfassend“, „einschließend“ „aufweisend“ und deren andere Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung von einer oder mehreren Komponenten oder anderen Elementen verwendet werden, jeweils als offen auszulegen, was bedeutet, dass die Auflistung andere zusätzliche Komponenten oder Elemente nicht ausschließt. Andere Begriffe sind in deren weitesten vernünftigen Sinn auszulegen, es sei denn, diese werden in einem Kontext verwendet, der eine andere Auslegung erfordert. Ein Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit beinhaltet einen Antriebseinheitssumpf, eine erste mechanisch angetriebene Pumpe, eine zweite mechanisch angetriebene Pumpe und einen Öl-/Luft-Abscheiderbehälter unter anderen möglichen Komponenten. Der Antriebseinheitssumpf enthält ein Antriebseinheitsfluid. Die erste mechanisch angetriebene Pumpe steht in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf und die zweite mechanisch angetriebene Pumpe steht in Fluidverbindung mit dem Antriebseinheitssumpf. Der Öl-/Luftabscheiderbehälter befindet sich stromabwärts von der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe. Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit, das Kühl- und Schmiersystem umfassend:
Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach Das Kühl- und Schmiersystem für eine Kraftfahrzeugantriebseinheit nach EINLEITUNG
KURZDARSTELLUNG
Figurenliste
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
einen Antriebseinheitssumpf, der Antriebseinheitsfluid enthält;
eine erste mechanisch angetriebene Pumpe, die mit dem Antriebseinheitssumpf in Fluidverbindung steht;
eine zweite mechanisch angetriebene Pumpe, die mit dem Antriebseinheitssumpf in Fluidverbindung steht;
einen Wärmetauscher, der stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe angeordnet ist und sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe befindet, und
einen Öl-/Luft-Abscheiderbehälter, der stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe angeordnet ist und sich stromabwärts von der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe befindet,
wobei in einem Betriebszustand unter Verwendung des Kühl- und Schmiersystems die erste und zweite mechanisch angetriebene Pumpe Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf saugen und das angesaugte Antriebseinheitsfluid durch den Wärmetauscher und zum Kühlen zu einem elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit geführt wird, und die ersten und zweiten mechanisch angetriebenen Pumpen Antriebseinheitsfluid aus dem Antriebseinheitssumpf saugen, wobei das angesaugte Antriebseinheitsfluid zum Öl-/Luftabscheiderbehälter geleitet wird, wo getrenntes Antriebseinheitsfluid stromabwärts vom Öl-/Luft-Abscheiderbehälter zur Schmierung zu Komponenten der Kraftfahrzeugantriebseinheit geleitet wird.
ein erstes Rückschlagventil, das stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts des Wärmetauschers angeordnet ist, wobei das erste Rückschlagventil selektiv die Abgabe des angesaugten Antriebseinheitsfluids durch den Wärmetauscher und zum Kühlen an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit erlaubt;
ein zweites Rückschlagventil, das stromabwärts der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts des Wärmetauschers angeordnet ist, wobei das zweite Rückschlagventil selektiv die Abgabe des angesaugten Antriebseinheitsfluids durch den Wärmetauscher und zum Kühlen an den elektrischen Traktionsmotor der Kraftfahrzeugantriebseinheit erlaubt;
ein erstes Drosselventil, das sich stromabwärts der ersten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts des Öl-/Luftabscheiderbehälters befindet, wobei das erste Drosselventil die Abgabe von angesaugtem Antriebsfluid, Luft oder einer Mischung aus Antriebseinheitsfluid und Luft an den Öl-/Luft-Abscheiderbehälter ermöglicht; und
ein zweites Drosselventil, das stromabwärts der zweiten mechanisch angetriebenen Pumpe und stromaufwärts des Öl-/Luft-Abscheiderbehälters angeordnet ist, wobei das zweite Drosselventil die Abgabe von angesaugtem Antriebseinheitsfluid, Luft oder einer Mischung aus Antriebseinheitsfluid und Luft an den Öl-/Luft-Abscheiderbehälter erlaubt.
einen Filter, der sich stromabwärts vom ersten und zweiten Rückschlagventil und stromaufwärts vom Wärmetauscher befindet, und
ein Druckregelventil, das stromabwärts des Filters und stromabwärts des Wärmetauschers angeordnet ist, wobei das Druckregelventil stromaufwärts des Antriebseinheitssumpfes angeordnet ist.




