过滤器组件 |
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| 申请号 | CN201520155354.3 | 申请日 | 2015-03-18 | 公开(公告)号 | CN204582666U | 公开(公告)日 | 2015-08-26 |
| 申请人 | 福特环球技术公司; | 发明人 | 凯文·E.·诺里斯; 列弗·皮卡斯凯; | ||||
| 摘要 | 本实用新型提供了一种 过滤器 组件，包括：壳体；位于壳体内的粗糙深层介质；位于壳体内并与粗糙深层介质 串联 布置的 阀 门 ；以及每单位面积的阻 力 大于粗糙深层介质的每单位面积的阻力的精细深层介质，精细深层介质位于壳体内并与粗糙深层介质和阀门并联布置。还提供了另外两种过滤器组件。本实用新型的过滤器组件在能够有效去除小颗粒的同时不会导致 流体 匮乏。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种过滤器组件，其特征在于，包括： |
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| 说明书全文 | 过滤器组件技术领域背景技术[0002] 汽车变速器通常使用自动变速器流体来实现包括润滑、传热和移位元件的液压致动在内的各种目的。在流体循环时，过滤器可以拾起小颗粒。如果没有去除，这些颗粒能够损坏各种传动部件。因此，通常使流体循环通过过滤器。可使用各种类型的过滤介质。丝网仅在去除相对较大的颗粒时才有效。因此，通常使用深层过滤介质。与丝网不同，深层过滤介质将颗粒保持在整个介质中，而不是仅停留在表面上。 [0003] 在流体流动通过过滤介质时，会产生一些压降。压降随着每单位面积的流率的增加而增加。如果阻力过大，那么变速器泵将不会循环充足的流体量或变速器泵可形成空洞。当变速器冷却时，这种问题最严重，从而导致流体具有较高的粘度。不同类型的过滤介质提供了每单位面积的不同程度的流动阻力。通常，在去除小颗粒方面更有效的过滤介质类型会具有每单位面积的较高阻力。因此，变速器过滤器组件的设计要求过滤效率和流动阻力之间的一些折中。通过增加过滤介质的面积，无需降低过滤效率就可降低流动阻力。然而，过滤器组件可用的空间有限。为了在小过滤器壳体中封装大面积的过滤介质，该介质会被打褶。 实用新型内容 [0004] 针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种过滤器组件，使得在能够有效去除小颗粒的同时不会导致流体匮乏。 [0005] 根据本实用新型的一个方面，提供了一种过滤器组件，包括：壳体；位于壳体内的粗糙深层介质；位于壳体内并与粗糙深层介质串联布置的阀门；以及每单位面积的阻力大于粗糙深层介质的每单位面积的阻力的精细深层介质，精细深层介质位于壳体内并与粗糙深层介质和阀门并联布置。 [0006] 根据本实用新型的一个实施例，精细深层介质和粗糙深层介质是打褶的。 [0007] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被配置成在关闭位置时形成非零的流动面积且在阀门打开时增加流动面积。 [0008] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被被动地控制。 [0009] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被配置成响应于阈值以上的压差而打开。 [0010] 根据本实用新型的一个实施例，阀门是铰链阀门。 [0011] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被配置成在正常的操作温度和流率下被关闭。 [0012] 根据本实用新型的另一方面，提供了一种过滤器组件，包括：壳体；位于壳体内的第一过滤介质；位于壳体内并与第一过滤介质串联布置的阀门，阀门被配置成在关闭位置时形成非零的流动面积且在阀门打开时增加流动面积；以及位于壳体内并与第一过滤介质和阀门并联布置的第二过滤介质。 [0013] 根据本实用新型的一个实施例，第二过滤介质的每单位面积的阻力大于第一过滤介质的每单位面积的阻力。 [0014] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被被动地控制。 [0015] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被配置成响应于阈值以上的压差而打开。 [0016] 根据本实用新型的一个实施例，阀门是铰链阀门。 [0017] 根据本实用新型的一个实施例，阀门被配置成在正常的操作温度和流率下被关闭。 [0018] 根据本实用新型的一个实施例，第一过滤介质是打褶的深层介质。 [0019] 根据本实用新型的一个实施例，第二过滤介质是打褶的深层介质。 [0020] 根据本实用新型的又一方面，提供了一种过滤器组件，包括：壳体；位于壳体内的第一过滤介质；位于壳体内并与第一过滤介质串联布置的铰链阀门；以及位于壳体内并与第一过滤介质和铰链阀门并联布置的第二过滤介质。 [0021] 根据本实用新型的一个实施例，第二过滤介质的每单位面积的阻力大于第一过滤介质的每单位面积的阻力。 [0022] 根据本实用新型的一个实施例，第一过滤介质是打褶的深层介质。 [0023] 根据本实用新型的一个实施例，第二过滤介质是打褶的深层介质。 [0024] 根据本实用新型的一个实施例，铰链阀门被配置成在关闭位置时形成非零的流动面积且在铰链阀门打开时增加流动面积。 [0025] 一种适用于自动变速器的过滤器组件包括壳体、粗糙深层介质、精细深层介质和阀门。精细深层介质的每单位面积的阻力高于粗糙深层介质的每单位面积的阻力。可使任一种或两种类型的深层介质打褶。阀门与粗糙深层介质串联布置。精细深层介质与粗糙深层介质和阀门的组合并联布置。阀门在处于关闭位置时可形成非零的孔口面积以及在阀门打开时可形成增大的孔口面积、或等效孔口面积。可被动地控制阀门。例如，阀门可响应于阈值以上的增加的压差而打开。可将阀门设计为在正常的操作温度和流率下被关闭。阀门可以是铰链阀门。 [0026] 在另一个实施例中，过滤器组件包括壳体、位于壳体内的第一和第二过滤介质、以及与第一介质串联布置且与第二介质并联布置的阀门。阀门在关闭位置时形成非零的孔口面积且在阀门打开时形成增大的等效孔口面积。第二过滤介质的每单位的阻力可高于第一过滤介质的每单位面积的阻力。第一和第二过滤介质可以例如是打褶的深层介质。阀门可以是铰链阀门，其响应于阈值以上的增加压差而被动地打开。 [0027] 在另一个实施例中，过滤器组件包括壳体、位于壳体内的第一和第二过滤介质、以及与第一介质串联布置且与第二介质并联布置的铰链阀门。第二过滤介质的每单位面积的阻力可高于第一过滤介质的每单位面积的阻力。第一和第二过滤介质可以例如是打褶的深层介质。可将阀门设计为在关闭位置时形成非零的流动面积且当铰链阀门打开时形成增大的流动面积。 [0029] 图1是变速器过滤器的截面图。 [0030] 图2是图1的过滤器的铰链阀门处于关闭位置的截面图。 [0031] 图3是图1的过滤器的铰链阀门处于打开位置的截面图。 具体实施方式[0032] 本文描述了本实用新型的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅为实例且其他实施例可以各种替代形式呈现。附图不一定按比例绘制；可放大或最小化一些部件以示出特定部件的细节。因此，本文公开的具体结构性和功能性细节不应解释为限制，而是仅仅作为教导本领域的技术人员以多种方式实施本实用新型的代表性基础。正如本领域的普通技术人员所理解的，参照任意附图示出的和描述的各种部件可与一个或多个其他附图中示出的部件相组合以产生没有明确示出或描述的实施例。示出的部件的组合提供了常见应用的代表性实施例。然而，符合本实用新型的教导的部件的各种组合和修改可以是特定应用或实施方式所需的。 [0033] 图1是变速器过滤器组件的截面图。过滤器组件包含在由下盖10和上盖12限定的壳体内。过滤器组件安装在变速器油底壳内，使得流体可穿过下盖10中的入口14流进壳体内。出口16连接至变速器油泵。过滤器组件提供了从入口14到出口16的两条流体流动路径。一些流体流动通过精细的过滤介质18。剩余的流体流动通过粗糙的介质20和孔口22。 [0034] 当流体被划分成一些流体流动通过一个部件且其他流体流动通过另一部件时，可以认为上述部件为并联布置。当并联布置上述部件时，每个部件两侧的压降等于组合部件两侧的压降。穿过每个部件的流率与该部件的阻力成反比。组合部件的组合流率等于穿过每个部件的流率的总和。另一方面，如果流体必须通过两个部件，可以认为所述部件串联。在图1的过滤器组件中，粗糙介质20和孔口22串联布置，而精细介质18和粗糙介质20并联布置。当部件串联布置时，组合部件两侧的压降等于每个部件两侧的压降的总和。每个部件两侧的压降与该部件的阻力成比例。穿过每个部件的流率等于穿过组合部件的流率。 [0035] 当流体流动通过孔口22时，会产生一些压降。阀门24基于压降被动地调整孔口22的尺寸。图2示出了处于关闭位置的阀门24，当孔口22两侧的压降相对较低时会处于关闭位置。阀门24由支撑构件26支撑，支撑构件26固定至位于截取了本截面图的位置的前面和后面的壳体。挡板28由铰链30支撑，以相对于支撑构件26旋转。密封件32防止阀门铰链周围的寄生流。密封件32通过沿着相对较长的寄生流路径提供相对较小的空隙而最小化寄生流。挡板28和上盖12限定了孔口22。弹簧34保持挡板28抵靠止动件36。 尽管示出了线性弹簧，但是可使用扭力弹簧。在一些实施例中，挡板28可以是柔性的。 [0036] 图3示出了处于打开位置的阀门24。当孔口22两侧的压降超过阈值时，作用在挡板28上的流体压力克服弹簧34所施加的力并且挡板在铰链30上移动。阈值由挡板28的面积和弹簧34的弹性以及弹簧34的相对于其处于关闭位置的长度的自由长度来决定。当挡板28移动时，孔口22的尺寸增加。 [0037] 在操作中，一些流体流动通过精细的过滤介质且一些流体流动通过粗糙的过滤介质。尽管一些流体在过滤器组件的一段特定距离没有穿过精细过滤器，但是经过一段时间后，有些时候，所有的流体都会穿过精细的过滤器，使得最后会去除任何的小颗粒。从流体中去除小颗粒的速率取决于穿过精细的过滤介质的流量部分。穿过精细的过滤介质18的流量部分由两种类型的介质的相对阻力、两种类型的介质的相对面积和孔口22两侧的压降来决定。 [0038] 当变速器在正常的操作温度和流率下进行操作时，孔口22两侧的压降在阈值以下并且阀门24如图2所示处于关闭位置。然而，由于孔口两侧的压降，流动通过精细的过滤介质的部分比没有流量限制的情况下要高。对于特定的流量部分和精细介质面积，当阀门24被关闭时，可通过减小孔口22的尺寸增大粗糙介质的面积。 [0039] 当变速器温度非常低时，增加粗糙介质的相对面积提供了优势。当温度非常低时，流体粘度明显增加。流体粘度的增加增大了精细过滤介质和粗糙过滤介质的每单位面积的流动阻力。然而，精细介质增加的阻力会显著大于粗糙介质增加的阻力。对于代表性类型的精细过滤介质和粗糙过滤介质，每单位面积的阻力的比率在正常的操作温度下约为7且在非常冷的温度下为15。通过成比例地具有更多的粗糙介质，过滤器组件的总阻力随着温度的降低而增加较少。在这种情况下，阀门24的打开进一步限制了阻力的增加。因此，避免了在非常低温下的流体匮乏。在低温下，过多阻力还可导致泵空化，使用提出的设计可避免这种情况。尽管在这种情况下较少的流量部分将穿过精细的过滤器，但是非常低的温度情况实际上是短暂的。当变速器达到正常温度时，流量部分和清理速度恢复到其标称值。如果在没有孔口22和阀门24的情况下增加了粗糙介质的面积，那么会降低正常操作情况下的流量部分和清理速度。 [0040] 尽管示出了铰链阀门，但是可用诸如提升阀或簧片阀的其他类型的阀门来代替。然而，铰链阀门相对于其他类型的阀门提供了优势特征。当压差增加至阈值以上时，提升阀的有效孔口面积会快速地增加，并且然后仅在略微大于阈值的压力下停止增加。这种二元行为可导致流动不稳定。对于铰链阀门，压差和流动面积之间的关系更接近线性关系。在这种应用中，通过控制孔口22附近的上盖12的形状可适应这种关系。因此，避免了流动不稳定。此外，铰链阀门易于被设计成在相对较低的压差下提供相对较大的孔口尺寸。 [0041] 尽管附图示出了通过压差供给能量的被动阀门，但是可使用调整阀门打开的其他方式来代替。例如，该阀门可由变速器控制器主动地控制。可选地，该阀门可响应于流体温度的变化而打开和关闭。例如，阀门可针对规定为在特定温度下从固体状态到液体状态的蜡的体积的变化而做出响应。 [0042] 一段时间之后，过滤介质会被颗粒阻塞，从而增加了阻力并降低了效率。在这种情况下，需要替换过滤介质。过滤器组件可被设计成作为一个单元被替换，或可设计成单独替换粗糙过滤介质和精细过滤介质。 [0043] 尽管以上描述了示例性实施例，但是并不说明这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应该理解，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下可进行各种变化。如之前所述，各种实施例的部件可组合以形成本实用新型的可能没有明确描述或示出的进一步实施例。尽管各种实施例可能已经被描述成在一个或多个期望的特征方面提供了相对于其他实施例或现有技术的实施方式的优势或优于其他实施例或现有技术的实施方式，但是，本领域的普通技术人员会认识到，可折中一个或多个部件或特征以实现期望的整个系统属性，这取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括，但不限于，成本、强度、耐久性、寿命周期成本、市场性、外观、封装、尺寸、可服务性、重量、可制造性、易于组装等。这样，在一个或多个特征方面，比其他实施例或现有技术的实施方式不太期望的所述实施例在本实用新型的范围内且对于特定应用是所需的。 |
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