[发明专利]可操作的传动机构及其运行流体和首次起动方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可操作的传动机构，该传动机构带有高载荷的齿轮， 所述传动机构的壳体形成包含润滑和冷却剂的池槽，至少一个齿轮浸没在 该池槽中。这种传动机构有不同的用途，尤其是在机动车中作为变速器、 全轮驱动机动车的分动器以及作为主传动机构或差速传动机构。

背景技术

在高载荷的齿轮中，即使在最好的润滑条件下也会产生要排出的损耗 热。这要么通过具有泵和外部冷却器的冷却回路和润滑回路实现，要么通 过经由传动机构的壳体向环境进行热传导而实现。为此，传动机构的壳体 应应具有尽可能大的表面，以便增大行车风(Fahrwind)扫略过的热传导的表 面。如果在不为传动机构提供更大空间的情况下提高发动机功率，则很快 达到了极限。

目前，在传动机构中也仅采用润滑油，在高载荷情况下，所述润滑油 大多是全合成润滑油。不过，所有的油都具有下述缺点：

-相对较小的热容量、导热能力和较低的传热系数(比较：大约是水的 一半)，

-粘度强烈地依赖于温度，由此在冷的状态下增大了热损耗并因而导 致更高的燃料消耗，

-不与环境相容(清除！)，并在寿命期中不耐老化。

因此，已经长时间地考虑了替代物并且对此进行尝试，但却没有替代 物能够经受实践的考验。在此，水由于其突出的热学特性而被提供。其粘 度相当稳定，这在一方面是优点，但在另一方面，对于齿面间形成具有承 载能力的润滑膜而言是不够的。人们尝试通过对齿轮的适当涂层来进行补 救。人们也一直在尝试这样的涂层，其迄今为止要么不增加齿面压力或滑 动速度，要么在较短工作时间后完全消失。后一种情形也即碳涂层的情况。

对于替代物的尝试在专利文献中也有所反映。由US4714414大致公知 了：通过喷淋水润滑用于无油的压缩空气的压缩机的传动级的齿轮。在此， 齿轮可由塑料制成这一事实表明要传输的功率较小。因此，它并未涉及高 载荷的齿轮。

在德国专利DE19605162C1中描述了一种合成的功能流体。该流体基 本上仅由烷基二醇组成，并添加有防腐蚀剂和抗氧化剂。烷基二醇的热学 特性尽管比油的要好，但是却不如水的热学特性。首先，其粘度较高，而 且它也有赖于温度。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可操作的传动机构， 该传动机构避免了润滑油的缺点并尽最大可能地利用了水的优点，而没有 水的缺点。

根据本发明，用一种由水和带有至少两个烃基的脂族烃或含有这种烃 的化合物的混合物作为润滑和冷却剂，其中悬浮有粒度小于50微米的石墨 颗粒。带有至少两个烃基的脂族烃是高品质的醇，例如烷基二醇、尤其是 乙烯基二醇、丙二醇、三甘醇，等等。这些含醇的化合物可以例如是它们 的聚合物、氧化物、醚或酯。

润滑和冷却剂基本上是在水冷内燃机中用作冷却剂的一种醇-水混合 物，这种混合物中另外还含有细的石墨颗粒。这种混合物的显著效果在于， 尽管有水存在，这种粒度的石墨也与醇在齿轮上的融合为一涂层，该涂层 即使在最大啮合力和滑动速度时也提供最好的润滑，并且通过由至少一个 浸没的齿轮提供的量持续地更新和复原。

这种效果在寿命试验和各种测试中已得到检验，并且与按照标准充油 的同类型传动机构相比较。这在下面要详细描述的实施例中还会进一步说 明。应当预料到，在带有按本发明的运行流体的标准传动机构中，空载损 耗比传统的充油的相同传动机构低50％，并且其在相同的运行条件下的温 度要低至少15度。磨损不能确定。通过按本发明的润滑和冷却剂实现的高 吸热和高散热也使得传动机构的壳体更靠近齿轮布置，从而使传动机构在 相同功率的情况下需要较少的结构空间。

由此实现了对水的热力学优点的利用。此外，醇在流体中的存在避免 了水的一个较大的缺点：它现在不再会冻结。作为附带的收获，醇可以生 物降解，而石墨是完全惰性的，并因此也不会对环境造成污染。需要强调 的是，仅在特殊情况下才需要对传统的传动机构进行结构上的改变。仅仅 要确保，密封环的塑料不再受侵蚀，并且润滑回路也以低粘度的介质起作 用。