部件變得更有效率。
[0034] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，潤(rùn)滑系統(tǒng)的外殼特別是曲軸或傳動(dòng)裝置的外殼可被內(nèi)隔熱層 進(jìn)行隔熱，其中內(nèi)隔熱的熱導(dǎo)率為結(jié)構(gòu)環(huán)境的熱導(dǎo)率的5%或更低，結(jié)構(gòu)環(huán)境的熱導(dǎo)率特別 是潤(rùn)滑點(diǎn)、外殼、需要潤(rùn)滑的部件、金屬環(huán)境的熱導(dǎo)率，優(yōu)選方案是至少低于lWAm?K)。結(jié) 構(gòu)環(huán)境描述了一種潤(rùn)滑系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)環(huán)境和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)環(huán)境，所述功能結(jié)構(gòu)環(huán)境，也就是 說(shuō)潤(rùn)滑點(diǎn)，在潤(rùn)滑點(diǎn)表面做相互運(yùn)動(dòng)；所述結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)環(huán)境，即例如金屬外殼、部件、發(fā)動(dòng)機(jī)汽 缸等環(huán)境材料。
[0035] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，油箱可通過(guò)內(nèi)隔熱層進(jìn)行隔熱，內(nèi)隔熱層的熱導(dǎo)率為 油箱的熱導(dǎo)率的5%或更低，優(yōu)選方案為至少低于lWAm?K)。替代或附加方案是，油箱全 部或至少一部分可用熱導(dǎo)率至多不超過(guò)lWAm?K)的隔熱材料制成。
[0036] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，至少一個(gè)需要隔熱的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)部件可通過(guò)至少內(nèi)隔熱和/ 或外隔熱進(jìn)行熱絕緣，外隔熱層的熱導(dǎo)率是需要隔熱的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)部件的熱導(dǎo)率的5%或 更低，并且優(yōu)選方案是至少低于lWAm?K)。
[0037] 通過(guò)將曲軸箱和貯油槽從其內(nèi)部進(jìn)行熱絕緣和將需要潤(rùn)滑的旋轉(zhuǎn)或擺動(dòng)部件的 至少部分區(qū)域進(jìn)行熱絕緣，潤(rùn)滑油可只損失少量的熱量到金屬環(huán)境中，而且不會(huì)很劇烈降 溫，而冷啟動(dòng)階段的潤(rùn)滑油可以被更多的輸入熱量加熱，例如熱源、尾氣/油熱交換裝置 等。通過(guò)將曲軸隔熱，用于冷卻潤(rùn)滑油的熱質(zhì)量減少，并且通過(guò)將對(duì)于保留油的熱量非常重 要的曲軸箱的內(nèi)壁隔熱，在保持潤(rùn)滑油低粘度的情況下改善了加熱狀況。
[0038] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，高度熱絕緣的儲(chǔ)熱器，可特別是由至少5mm厚的熱絕緣層包 圍，并且具有低于〇.OlWAm?K)的熱導(dǎo)率，布置在吸油管和油栗之間、或油栗和熱源之間、 或熱源和潤(rùn)滑點(diǎn)之間，當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí)油溫從100°C降至80°C的溫度損失需要超過(guò)6 小時(shí)。優(yōu)選方案是熱絕緣層可設(shè)計(jì)為真空絕緣層。
[0039] 為改善上文所述的儲(chǔ)熱器的儲(chǔ)熱能力，有利地，油連接管和/或儲(chǔ)熱器的外套可 由熱導(dǎo)率低于20WAm?!()的熱絕緣材料組成。為此可使用塑料隔熱層。此外，儲(chǔ)熱器的外 套可設(shè)計(jì)為雙壁，熱導(dǎo)率低于〇. 04WAm?!()的凝膠隔熱層可布置在外套的內(nèi)壁和外壁之間 的中間空間中。進(jìn)一步，填充凝膠的空間壓力可比環(huán)境的壓力低。這樣能顯著改善隔熱能 力并且阻止熱量損失或不必要的熱量輸入。
[0040] 以包含儲(chǔ)熱器的潤(rùn)滑系統(tǒng)為基礎(chǔ)，所述潤(rùn)滑系統(tǒng)可進(jìn)一步包含旁通閥。當(dāng)儲(chǔ)熱器 外部的溫度達(dá)到至少90°c的第二上限溫度時(shí)，潤(rùn)滑油充滿儲(chǔ)熱器；在待潤(rùn)滑部件的冷啟動(dòng) 期間，當(dāng)儲(chǔ)熱器外部溫度低于預(yù)設(shè)的最多為50°C的第一下限油溫時(shí)，旁通閥可將儲(chǔ)熱器中 儲(chǔ)存的潤(rùn)滑油傳輸至潤(rùn)滑系統(tǒng)。
[0041] 在潤(rùn)滑系統(tǒng)中使用儲(chǔ)熱器已有多年。如現(xiàn)有出版物SAE922244所示，儲(chǔ)熱器經(jīng)常 被用來(lái)加熱車(chē)廂以及減少尾氣排放，特別是在〇°C以下冷啟動(dòng)時(shí)。在環(huán)境溫度為24°C下時(shí) 進(jìn)行的研究表明，與上文所述的分為兩部分的貯油槽或油箱相類(lèi)似，此種儲(chǔ)熱器的不足之 處在于節(jié)省的燃料很少。與分為兩部分或多部分的貯油槽相同，此種類(lèi)型的儲(chǔ)熱器之所以 只能降低很少的耗油量的原因在于進(jìn)入汽缸蓋和發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的熱量又迅速消散。然而，通 過(guò)實(shí)施例上游形式，本發(fā)明的儲(chǔ)熱器可有效地解決這一技術(shù)問(wèn)題，過(guò)量的熱可通過(guò)冷卻系 統(tǒng)或散熱器或油冷卻器供應(yīng)到儲(chǔ)熱器，并且由于改進(jìn)后的熱絕緣，熱量可立即降低油的粘 度，并且有助于減少摩擦，最終導(dǎo)致耗油量的降低。
[0042] 以包含儲(chǔ)熱器的潤(rùn)滑系統(tǒng)為基礎(chǔ)，儲(chǔ)熱器可進(jìn)一步包含至少一層隔離室以填充相 變材料，特別是赤蘚糖醇、蘇糖醇等糖醇或石蠟等的糖醇或類(lèi)似物，或鹽，特別是水合物、硝 酸鹽、氫氧化物或氯化物，如六水氯化鎂、六水硝酸鎂等。相變材料的熔化潛熱應(yīng)明顯高于 儲(chǔ)熱器基于潤(rùn)滑油第一下限溫度和第一上限溫度之間的溫差可儲(chǔ)存的熱量。相變材料的熔 點(diǎn)應(yīng)比潤(rùn)滑油第一上限溫度低，若相變材料的熔點(diǎn)大于l〇〇°C，則優(yōu)選方案是相變材料采用 熔點(diǎn)為約120°c的赤蘚糖醇，此時(shí)在冷啟動(dòng)階段在儲(chǔ)熱器中可達(dá)到最高可能溫度。優(yōu)選方案 是糖醇作為相變材料，此時(shí)相變材料的熔點(diǎn)大于l〇〇°C。
[0043] 如上文所述，現(xiàn)有技術(shù)已公開(kāi)了潛熱儲(chǔ)熱器。不同的實(shí)施例中使用了熔點(diǎn)在60°C 至80°C之間的鹽，例如氫氧化鋇或硅酸鈉，但是用鹽對(duì)于其它材料有害，引起腐蝕并導(dǎo)致冷 卻系統(tǒng)或潤(rùn)滑系統(tǒng)泄露。因此，此種類(lèi)型的潛熱儲(chǔ)熱器系列產(chǎn)品已停止生產(chǎn)。使用相變材 料的已知潛熱儲(chǔ)熱器的另一個(gè)缺點(diǎn)是其熔點(diǎn)在60°C至80°C之間，明顯低于潤(rùn)滑系統(tǒng)的適 宜溫度，該適宜溫度在120°C左右。而且使用此種含鹽基相變材料的潛熱儲(chǔ)熱器在冷啟動(dòng)時(shí) 不能持續(xù)提供可持續(xù)的改進(jìn)潤(rùn)滑性能。由于其熔點(diǎn)適宜用機(jī)油提供潤(rùn)滑，使用相變溫度在 80°C以上的相變材料，特別是赤蘚糖醇，作為潛熱儲(chǔ)存介質(zhì)可克服這些缺點(diǎn)。
[0044] 以包含儲(chǔ)熱器的潤(rùn)滑系統(tǒng)為基礎(chǔ)，在本發(fā)明的改進(jìn)型實(shí)施例中，儲(chǔ)熱器設(shè)為圓柱 形并包含用熱絕緣材料制成的自由活塞以將儲(chǔ)熱器分為兩個(gè)腔室。通過(guò)這種方式，當(dāng)將溫 度高于至少90°C的第一上限溫度的油充滿儲(chǔ)熱器第一腔室時(shí)，第二腔室中一定量的油會(huì)被 排到潤(rùn)滑系統(tǒng)中；在冷啟動(dòng)階段將溫度低于最高50°C的第一下限溫度的油從第一腔室排 出進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)時(shí)，第二腔室被潤(rùn)滑油充滿。因此對(duì)油箱中油量的影響很小，在需要時(shí)儲(chǔ)熱 器可以作為熱源特別是作為加熱裝置使用，也可以作為散熱器特別是作為冷卻裝置使用。 潤(rùn)滑油的極限溫度可為在潤(rùn)滑油回路中某處的潤(rùn)滑油溫度，直接地為通常預(yù)期出現(xiàn)最高油 溫的儲(chǔ)熱器的連接點(diǎn)或出油口，如發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的出口位置。在填充儲(chǔ)熱器的情況下，儲(chǔ)熱器 吸收潤(rùn)滑油回路中的熱油并排出冷油，儲(chǔ)熱器相當(dāng)于散熱器。在冷啟動(dòng)階段，當(dāng)排空儲(chǔ)熱器 時(shí)，吸收冷油并排出熱油，儲(chǔ)熱器相當(dāng)于熱源。
[0045] 當(dāng)需潤(rùn)滑的部件處于高壓之下時(shí)，油溫上升，儲(chǔ)熱器中儲(chǔ)存的低溫油的可發(fā)揮冷 卻作用。因此，可將儲(chǔ)熱器設(shè)置為，當(dāng)潤(rùn)滑油回路中的油溫超過(guò)至少110°c的第二上限溫度， 使油從第一腔室中排出以將油冷卻。如此，第一腔室中油溫通常低于第二上限溫度，結(jié)果是 從儲(chǔ)熱器流出的油比流入儲(chǔ)熱器的油溫度低。采用這種方式可有效地將油冷卻，并且可以 達(dá)到最佳的潤(rùn)滑效果和粘度，同時(shí)防止?jié)櫥突芈愤^(guò)熱。
[0046] 儲(chǔ)熱器的另一個(gè)問(wèn)題是，在冷啟動(dòng)階段返回的冷油與儲(chǔ)存的熱油混合，導(dǎo)致混合 后的溫度低于儲(chǔ)熱器與外界環(huán)境發(fā)生交換之前的溫度。溫度降低導(dǎo)致潤(rùn)滑系統(tǒng)中潤(rùn)滑性能 下降以及摩擦增大。在儲(chǔ)熱器中安裝自由活塞可解決這一問(wèn)題，優(yōu)選方案是儲(chǔ)熱器設(shè)為圓 柱形，并將儲(chǔ)熱器分為兩個(gè)通過(guò)開(kāi)關(guān)閥互相連接的腔室，這樣經(jīng)過(guò)預(yù)熱的油就不會(huì)與輸入 的冷油發(fā)生混合。自由活塞將油量保持不變，因此對(duì)于潤(rùn)滑回路中的壓力比和油量不會(huì)產(chǎn) 生不利影響。
[0047] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，潤(rùn)滑系統(tǒng)、油箱、結(jié)構(gòu)環(huán)境和熱源可與內(nèi)燃機(jī)特別是汽 車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)封閉在一起。
[0048] 作為上述方案的替代方案或附加方案，潤(rùn)滑系統(tǒng)、油箱和結(jié)構(gòu)環(huán)境可與傳動(dòng)系統(tǒng) 特別是汽車(chē)變速器封閉在一起，并且熱源可由內(nèi)燃機(jī)和/或電池和/或變壓器提供。變壓 器可將直流電和交流電相互轉(zhuǎn)換，以用來(lái)提供交流電和三相電流。傳動(dòng)裝置或機(jī)械動(dòng)力傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)中的潤(rùn)滑介質(zhì)可由內(nèi)燃機(jī)的余熱加熱，例如，當(dāng)使用電動(dòng)汽車(chē)或混合動(dòng)力車(chē)時(shí)，或者 通過(guò)在吸收或釋放能量時(shí)發(fā)熱的電池或用電消耗單元的發(fā)熱特性進(jìn)行加熱?？梢岳斫庠诓?用由氫等驅(qū)動(dòng)的燃料電池的情況下，也有熱源將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)或傳動(dòng)裝置的潤(rùn)滑系統(tǒng)加熱。
[0049] 由電動(dòng)機(jī)和內(nèi)燃機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車(chē)和混合動(dòng)力汽車(chē)面對(duì)的問(wèn)題在于：它們沒(méi) 有如內(nèi)燃機(jī)這種內(nèi)在熱源，潤(rùn)滑性能顯著下降，特別是溫度低于30°C時(shí)，因此摩擦和能耗增 加。由變壓器、燃料電池或電池等產(chǎn)生的余熱可以用于將潤(rùn)滑油快速加熱，或者用電單元 產(chǎn)生的余熱可用于使傳動(dòng)裝置等達(dá)到最佳潤(rùn)滑溫度。例如可以設(shè)置與傳動(dòng)裝置、變壓器和 電池連接的冷卻回路以將傳動(dòng)裝置快速加熱，或者用冷卻劑/潤(rùn)滑油熱交換器將傳動(dòng)潤(rùn)滑 油加熱，并且將變壓器或者燃料電池或者電池冷卻，由此可以提高效率，增大范圍并降低消 耗。
[0050] 根據(jù)本發(fā)明上述兩個(gè)實(shí)施例，儲(chǔ)熱器可將機(jī)油和傳遞潤(rùn)滑油儲(chǔ)存在一個(gè)單元中， 特別是包括至少一個(gè)用于機(jī)油的腔室和一個(gè)用于傳動(dòng)潤(rùn)滑油的腔室。
[0051] 通過(guò)用于機(jī)油和傳動(dòng)潤(rùn)滑油的組合式熱交換器，特別是包含用于機(jī)油和傳動(dòng)潤(rùn)滑 油兩種潤(rùn)滑系統(tǒng)的獨(dú)立的腔室，可提供體積統(tǒng)一的容器，該容器包括單獨(dú)的高質(zhì)量隔熱層 且只需占用很少的安裝位置。因此可以采用包含真空隔熱層或填充相變材料的高質(zhì)量隔熱 的容器，特別是包括用于兩套獨(dú)立的潤(rùn)滑系統(tǒng)的兩個(gè)腔室。通過(guò)將兩個(gè)腔室集成到一個(gè)單 元，其總體積可顯著減小，特別是在面臨空間有限的問(wèn)題時(shí)，比如汽車(chē)中。此外，組裝費(fèi)用可 降低，并且其整體上可使用高隔熱材料，能夠顯著降低成本并使開(kāi)發(fā)這種潤(rùn)滑系統(tǒng)的問(wèn)題 最小化。
[0052] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在內(nèi)燃機(jī)包含尾氣熱交換器的情況下的熱源，或者特 別是在應(yīng)用傳動(dòng)裝置的情況下的熱源，可包含冷卻劑熱交換器和/或內(nèi)燃機(jī)的尾氣熱交換 器。在同時(shí)使用冷卻劑熱交換器和尾氣熱交換器的情況下，尾氣熱交換器可部署在冷卻劑 熱交換器的下游。冷卻回路中可設(shè)置冷卻劑閥門(mén)，當(dāng)溫度降至低于冷卻劑極限溫度時(shí)閥門(mén) 關(guān)閉，特別是當(dāng)溫度低于能夠激活主要水冷器的冷卻劑回路恒溫器的開(kāi)啟溫度時(shí)，特別是 溫度在l〇°C以下低于冷卻劑回路恒溫器的溫度時(shí)，當(dāng)超過(guò)冷卻劑極限溫度時(shí)冷卻劑閥門(mén)打 開(kāi)。特別是在低于冷卻劑回路恒溫器的開(kāi)啟溫度時(shí)可以打開(kāi)冷卻劑閥門(mén)，優(yōu)選方案是比冷 卻劑回路恒溫器的開(kāi)啟溫度低5°C。
[0053] 作為本發(fā)明的改進(jìn)，傳動(dòng)裝置可以是手動(dòng)變速箱或不需要油栗的自動(dòng)變速箱，其 中在油箱處設(shè)有冷卻劑熱交換器，因此傳動(dòng)潤(rùn)滑油被發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻劑加熱。將冷卻劑熱交換 器設(shè)置在有冷卻劑閥門(mén)的冷卻劑一側(cè)更合適，當(dāng)溫度低于冷卻劑極限溫度特別是低于激活 主要水冷器的冷卻劑回路恒溫器的開(kāi)啟溫度時(shí)冷卻劑閥門(mén)關(guān)閉，尤其時(shí)比冷卻劑回路恒溫 器溫度低l〇°C或更多時(shí)，并且當(dāng)超過(guò)冷卻劑極限溫度時(shí)冷卻劑閥門(mén)打開(kāi)，特別是在低于冷 卻劑回路恒溫器的開(kāi)啟溫度時(shí)，尤其是比冷卻劑回路恒溫器的溫度低5°C時(shí)冷卻劑閥門(mén)打 開(kāi)。
[0054] 通過(guò)改善潤(rùn)滑，機(jī)動(dòng)車(chē)的手動(dòng)變速箱或自動(dòng)變速箱可顯著降低油耗。變速箱潤(rùn)滑 油最好可由冷卻回路加熱，特別是高壓下油溫升高迅速，或者高壓下變速箱中產(chǎn)生的高溫 可由冷卻回路降溫?？梢岳斫?，如SAE2011-01-1171所描述的，傳動(dòng)潤(rùn)滑油和冷卻劑可由 尾氣熱交換器加熱。然而，如果冷卻劑熱交換器直接用于加熱傳動(dòng)潤(rùn)滑油，缺點(diǎn)在于，由于 冷卻劑比熱容更大，冷卻劑的升溫比傳動(dòng)潤(rùn)滑油慢很多，發(fā)動(dòng)機(jī)中的摩擦和熱量損失也因 此更糟，特別是在冷啟動(dòng)階段，因此耗油量比在冷卻劑回路和傳動(dòng)潤(rùn)滑油之間的熱交換所 獲得的水平更多。研究SAE2011-01-1171顯示，在自動(dòng)變速箱中冷卻劑升溫比潤(rùn)滑油慢很 多。為了解決這一問(wèn)題，有利的是，除改進(jìn)潤(rùn)滑系統(tǒng)的隔熱外，如果當(dāng)冷卻劑溫度低于冷卻 劑回路恒溫器的開(kāi)關(guān)溫度時(shí)，斷開(kāi)冷卻劑和傳動(dòng)潤(rùn)滑油之間的熱交換，從而接入外部的水 冷卻器，并且如果直到超過(guò)冷卻劑回路恒溫器的溫度時(shí)，意味著冷卻劑的溫度已明顯上升， 特別是直至從冷卻劑到潤(rùn)滑油的熱交換發(fā)生時(shí)，也就是說(shuō)當(dāng)冷卻劑回路的溫度只是略低于 冷卻劑回路恒溫器的溫度時(shí)，通過(guò)冷卻劑熱交換器或傳動(dòng)潤(rùn)滑油熱交換器的冷卻劑的流動(dòng) 才打開(kāi)。如此保證在冷卻劑回路未達(dá)到相應(yīng)地溫度之前不會(huì)發(fā)生熱交換，即只有在機(jī)動(dòng)車(chē) 到達(dá)預(yù)熱階段時(shí)才會(huì)實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑油回路的降溫，所謂熱交換是指潤(rùn)滑油被冷卻劑回路加熱。
[0055] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，對(duì)于傳動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)，傳動(dòng)裝置可為手動(dòng)變速箱，并且油 栗功能可由一對(duì)齒輪的位移作用特別是變速箱主減速器的位移作用提供?？蓪毫τ凸懿?置在兩個(gè)齒面相互嚙合的一側(cè)，將回油管布置在齒面相互遠(yuǎn)離的一側(cè)。
[0056] 以與自動(dòng)變速箱類(lèi)似的方式，如果變速器的油溫上升，手動(dòng)變速箱也明顯更有效 率且消耗更低。然而，典型的手動(dòng)變速箱不像自動(dòng)變速箱一樣含