BR102020004660A2

BR102020004660A2 - dispositivo de arranque-gerador em combinação para um veículo de trabalho tendo um propulsor, e, conjunto de trem de acionamento para um veículo de trabalho.

Info

Publication number: BR102020004660A2
Application number: BR102020004660-8A
Authority: BR
Inventors: Steven R. Fliearman; Lisa R. Lloyd
Original assignee: Deere & Company
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2020-03-09
Publication date: 2020-10-27
Also published as: US11156270B2; CN111828604A; US20200332867A1; DE102020203063A1

Abstract

Um dispositivo de arranque-gerador em combinação é provido para um veículo de trabalho tendo um propulsor. O dispositivo de arranquegerador inclui uma máquina elétrica e um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e o propulsor. O conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro. O dispositivo de arranquegerador inclui adicionalmente um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento. A placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.

Description

DISPOSITIVO DE ARRANQUE-GERADOR EM COMBINAÇÃO PARA UM VEÍCULO DE TRABALHO TENDO UM PROPULSOR, E, CONJUNTO DE TREM DE ACIONAMENTO PARA UM VEÍCULO DE TRABALHO.

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Não aplicável.

DECLARAÇÃO DE PESQUISA OU DESENVOLVIMENTO PATROCINADO PELO GOVERNO FEDERAL

[002] Não aplicável.

CAMPO DA DESCRIÇÃO

[003] Esta descrição se refere a sistemas de potência de veículo de trabalho, incluindo arranjos para dar partida no equipamento de potência mecânica e gerar energia elétrica a partir da mesma.

FUNDAMENTOS DA DESCRIÇÃO

[004] Veículos de trabalho, tais como aqueles usados nas indústrias agrícola, de construção e florestal, e outros veículos convencionais podem ser alimentados por um motor de combustão interna (por exemplo, um motor diesel), embora esteja se tornando mais comum que fontes de potência mistas (por exemplo, propulsores e propulsores elétricos) sejam empregadas. De qualquer maneira, propulsores continuam sendo as fontes de potência primárias de veículos de trabalho e exigem entrada mecânica de um arranque para iniciar a rotação do eixo de manivela e ação alternada dos pistões dentro dos cilindros. Demandas de torque para dar partida em um propulsor são altas, particularmente assim para grandes propulsores diesel comuns em máquinas de trabalho pesado.

[005] Veículos de trabalho incluem adicionalmente subsistemas que exigem energia elétrica. Para alimentar esses subsistemas do veículo de trabalho, uma porção da potência do propulsor pode ser aproveitada usando um alternador ou gerador para gerar potência CA ou CC. A bateria do veículo de trabalho é então carregada invertendo a corrente do alternador. Convencionalmente, uma correia, direta ou serpentina, acopla um eixo de saída do motor ao alternador para gerar a potência CA. Demandas de torque para gerar corrente pelo propulsor em funcionamento são significativamente menores do que para partida do propulsor. A fim de transferir adequadamente potência entre o propulsor e a bateria tanto para dar partida no propulsor quanto gerar energia elétrica, inúmeros diferentes componentes e dispositivos são tipicamente exigidos, particularmente com relação a montagem e acoplamento, assim levantando problemas com relação ao tamanho, custo e complexidade para operação, desempenho e montagem.

SUMÁRIO DA DESCRIÇÃO

[006] Esta descrição provê um dispositivo de arranque do propulsor e gerador de energia elétrica combinado com uma transmissão integral, tal como o que pode ser usado em veículos de trabalho para partida a frio do propulsor e para gerar energia elétrica, dessa forma servindo a propósitos duplos de um arranque de propulsor e um alternador com transmissão de potência mais robusta para e a partir do propulsor em ambos os casos.

[007] Em um aspecto, a descrição provê um dispositivo de arranque-gerador em combinação para um veículo de trabalho tendo um propulsor. O dispositivo de arranque-gerador inclui uma máquina elétrica e um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e do propulsor e acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de potência e uma segunda direção de fluxo de potência. O conjunto de engrenagem é configurado para operar em uma dentre pelo menos uma primeira razão de engrenagem, uma segunda razão de engrenagem, ou uma terceira razão de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e pelo menos uma quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência. O conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro. O dispositivo de arranque-gerador inclui adicionalmente um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento, em que a placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.

[008] Em um outro aspecto, a descrição provê um conjunto de trem de acionamento para um veículo de trabalho. O conjunto de trem de acionamento inclui um propulsor; uma máquina elétrica; e um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e do propulsor e acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de potência e uma segunda direção de fluxo de potência. O conjunto de engrenagem é configurado para operar em uma dentre pelo menos uma primeira razão de engrenagem, uma segunda razão de engrenagem, ou uma terceira razão de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e pelo menos a terceira razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência. O conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro. O conjunto de trem de acionamento inclui adicionalmente pelo menos uma embreagem seletivamente acoplada ao conjunto de engrenagem para produzir as primeira, segunda e terceira razões de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e a quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência; um conjunto de atuação configurado para seletivamente mudar pelo menos uma embreagem de uma posição desengatada na qual pelo menos uma embreagem é desacoplada do conjunto de engrenagem para uma posição engatada na qual pelo menos uma embreagem é acoplada ao conjunto de engrenagem; e um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento. A placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.

[009] Os detalhes de uma ou mais modalidades são apresentados nos desenhos anexos e na descrição seguinte. Outros recursos e vantagens ficarão aparentes a partir da descrição, dos desenhos e das reivindicações.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A Figura 1 é uma vista lateral esquemática de um veículo de trabalho de exemplo na forma de um trator agrícola no qual o dispositivo de arranque-gerador integrado descrito pode ser usado;
a Figura 2 é uma vista isométrica parcial simplificada de um propulsor do veículo de trabalho da Figura 1 mostrando uma localização de montagem de exemplo para um dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 3 é um diagrama esquemático de uma porção de um arranjo de transferência de potência do veículo de trabalho da Figura 1 tendo um dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 4 é uma primeira vista lateral isométrica do conjunto de transmissão de potência do dispositivo de arranque-gerador exemplificativo que pode ser implementado no veículo de trabalho da Figura 1;
a Figura 5 é uma vista isométrica explodida do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 6 é uma vista isométrica parcial de porções do aparelho de atuação de came de solenoide do conjunto de transmissão de potência da Figura 5 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 7 é uma vista isométrica do aparelho de atuação de came de solenoide e arranjo de embreagem removidos do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 8 é uma vista seccional transversal do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 9 é uma vista seccional transversal seccional do conjunto de transmissão de potência na linha 9-9 da Figura 8 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 10 é uma vista isométrica parcial lateral do conjunto de transmissão de potência do dispositivo de arranque-gerador exemplificativo que pode ser implementado no veículo de trabalho da Figura 1;
a Figura 11 é uma vista isométrica da engrenagem anel e uma placa de flexão removida do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 12 é uma vista isométrica explodida da engrenagem anel e da placa de flexão da Figura 11 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 13 é uma vista isométrica explodida de porções do arranjo de montagem removida do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo;
a Figura 14 é uma vista isométrica parcialmente explodida de porções de um arranjo de montagem removida do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo; e
a Figura 15 é uma vista isométrica de porções do arranjo de montagem removidas do conjunto de transmissão de potência da Figura 4 para o dispositivo de arranque-gerador exemplificativo.

[0011] Símbolos de referência iguais nos vários desenhos indicam elementos iguais.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0012] O seguinte descreve uma ou mais modalidades de exemplo do dispositivo de arranque-gerador descrito, como mostrado nas figuras anexas dos desenhos resumidamente descritos aqui. Várias modificações nas modalidades de exemplo podem ser contempladas por um versado na técnica.

[0013] Na forma aqui usada, a menos que de outra forma limitado ou modificado, listas com elementos que são separados por termos conjuntivos (por exemplo, “e”) e que são também precedidos pelas expressões “um ou mais de” ou “pelo menos um de” indicam configurações ou arranjos que potencialmente incluem elementos individuais da lista, ou qualquer combinação dos mesmos. Por exemplo, “pelo menos um de A, B e C” ou “um ou mais de A, B e C” indica as possibilidades de apenas A, apenas B, apenas C, ou qualquer combinação de dois ou mais de A, B e C (por exemplo, A e B; B e C; A e C; ou A, B e C).

[0014] Na forma aqui usada, o termo “axial” se refere a uma dimensão que é no geral paralela a um eixo geométrico de rotação, eixo geométrico de simetria, ou linha de centro de um componente ou componentes. Por exemplo, em um cilindro ou disco com uma linha de centro e extremidades ou faces no geral circulares opostas, a dimensão “axial” pode se referir à dimensão que no geral se estende em paralelo à linha de centro entre as extremidades ou faces opostas. Em determinados casos, o termo “axial” pode ser utilizado com relação a componentes que não são cilíndricos (ou senão radialmente simétricos). Por exemplo, a dimensão “axial” para um alojamento retangular contendo um eixo rotatório pode ser vista como uma dimensão que é no geral em paralelo com o eixo geométrico rotacional do eixo mecânico. Além disso, o termo “radialmente” na forma aqui usada pode se referir a uma dimensão ou um relacionamento de componentes com relação a uma linha que se estende para fora de uma linha de centro, eixo geométrico, ou referência similar compartilhada, por exemplo, em um plano de um cilindro ou disco que é perpendicular à linha de centro ou eixo geométrico. Em determinados casos, componentes podem ser vistos como “radialmente” alinhados mesmo que um ou ambos os componentes possam não ser cilíndricos (ou senão radialmente simétricos). Além disso, os termos “axial” e “radial” (e quaisquer derivados) podem englobar relacionamentos direcionais que são além de precisamente alinhados com (por exemplo, oblíquos a) as verdadeiras dimensões axial e radial, desde que o relacionamento seja predominantemente na respectiva dimensão axial ou radial nominal. Adicionalmente, o termo “circunferencial” pode se referir a uma dimensão tangencial coletiva que é perpendicular às dimensões radial e axial em torno de um eixo geométrico.

[0015] Muitos sistemas de potência de veículo convencionais incluem um motor de combustão interna e/ou uma ou mais baterias (ou outra fonte de potência química) que potencializam vários componentes e subsistemas do veículo. Em determinados veículos elétricos, um banco de baterias potencializa todo o veículo incluindo as rodas de acionamento para conferir movimento ao veículo. Em veículos a gás e elétricos híbridos, a força motriz pode alternar entre potência do propulsor e motor elétrico, ou a potência do motor pode ser suplementada pela potência do motor elétrico. Em ainda outros veículos convencionais, o sistema de energia elétrica é usado para iniciar a partida do propulsor e inicializar os sistemas elétricos de não acionamento do veículo. Neste último caso, o veículo tipicamente tem um motor de arranque que é alimentado pela bateria do veículo para girar o eixo de manivela do propulsor para mover os pistões dentro dos cilindros. Em cenários adicionais, o sistema de energia elétrica pode prover uma intensificação a um propulsor operante.

[0016] Alguns propulsores (por exemplo, propulsores a diesel) iniciam a combustão pela compressão do combustível, enquanto outros propulsores se baseiam em um gerador de centelha (por exemplo, vela de ignição), que é alimentado pela bateria. Uma vez que o propulsor esteja operando a uma velocidade suficiente, o sistema de potência pode coletar a potência do motor para alimentar o sistema elétrico bem como carregar a bateria. Tipicamente, esta coleta de potência é feita com um alternador ou outro tipo de gerador de potência. O alternador converte potência de corrente alternada (CA) em potência de corrente contínua (CC) utilizável pela bateria e componentes elétricos do veículo passando a potência CA através de um inversor (por exemplo, retificador de diodo). Alternadores convencionais aproveitam a potência do propulsor acoplando um rotor do alternador a um eixo de saída do propulsor (ou um componente acoplado a ele). Historicamente isto foi alcançado pelo uso de uma correia dedicada, mas, em alguns veículos mais modernos, o alternador é um de diversos dispositivos que são acoplados (e dessa forma alimentado por) ao propulsor por meio de uma única correia em “serpentina”.

[0017] Em determinadas aplicações, tal como em certo maquinário de trabalho pesado e veículos de trabalho, pode ser desvantajoso ter uma configuração convencional com componentes de arranque e gerador separados. Tais componentes separados exigem alojamentos separados, que podem exigir vedação ou blindagem separada do ambiente de trabalho e/ou ocupam posições separadas no espaço limitado do compartimento do motor. Outras complexidades de disposição do compartimento do propulsor também podem surgir.

[0018] A seguir são descritas uma ou mais implementações de exemplo de um sistema de potência de veículo melhorado que aborda uma ou mais dessas (ou outras) matérias com sistemas convencionais. Em um aspecto, o sistema descrito inclui um dispositivo em combinação ou integrado que realiza a função de colocar o propulsor em funcionamento de um motor de arranque e a função de geração de energia elétrica de um gerador. O dispositivo é referido aqui como um dispositivo de arranque-gerador integrado (“ISG” ou “arranque-gerador”). Esta terminologia é usada aqui, pelo menos em algumas implementações do sistema, para ser agnóstico ao tipo de potência (isto é, corrente CA ou CC) gerado pelo dispositivo. Em algumas implementações, o dispositivo de arranque-gerador pode funcionar para gerar eletricidade de uma maneira que versados na técnica possam considerar um dispositivo “gerador” que produz corrente CC diretamente. Entretanto, na forma aqui usada, o termo “gerador” deve ter o significado de produzir energia elétrica de polaridade estática ou alternada (isto é, CA ou CC). Dessa forma, em um caso especial do dispositivo de arranque-gerador, a funcionalidade de geração de energia elétrica é semelhante à de um alternador convencional, e gera potência CA que é subsequentemente retificada em potência CC, tanto internamente quanto externamente ao dispositivo de arranque-gerador.

[0019] Adicionalmente, em determinadas modalidades, o dispositivo de arranque-gerador pode ter um conjunto de transmissão de potência que automaticamente e/ou seletivamente muda razões de engrenagem (isto é, muda os trajetos de fluxo de potência tendo diferentes razões de engrenagem). A título de exemplo, o conjunto de transmissão pode incluir um ou mais componentes de engate passivos ou ativos que engatam ou desengatam para realizar transmissão de potência através de um trajeto de fluxo de potência. Desta maneira, configurações (ou outras) de embreagem bidirecional ou outras podem ser empregadas para realizar as funções de acionamento por manivela e geração com o hardware de controle apropriado. Em decorrência da natureza bidirecional do conjunto de transmissão de potência, o arranjo de correia de transferência de potência pode ser implementado com apenas um único tensionador de correia, por meio disso provendo um conjunto relativamente compacto de simples. Além de prover torque em duas diferentes direções de fluxo de potência, o conjunto de engrenagem pode também ser configurado e arranjado para prover transmissão de potência da máquina elétrica ao propulsor em uma ou duas diferentes velocidades, por exemplo, de acordo com diferentes razões de engrenagem. A seleção de velocidade pode prover funcionalidade e flexibilidade adicionais para o conjunto de transmissão de potência.

[0020] Em determinadas modalidades, o dispositivo de arranque-gerador pode incluir um arranjo de montagem com uma potência mecânica direta que acopla ao propulsor que evita o uso de correias entre o propulsor e o dispositivo de arranque-gerador. Por exemplo, o dispositivo de arranque-gerador pode incluir em seu alojamento um conjunto de transmissão de potência com um conjunto de engrenagem que acopla diretamente a um eixo de saída do motor. O conjunto de engrenagem pode assumir qualquer uma das várias formas incluindo arranjos com engrenagens frontais engrenadas ou outras engrenagens bem como arranjos com um ou mais conjuntos de engrenagem planetária. Grandes razões de redução de engrenagem podem ser alcançadas pelo conjunto de transmissão de maneira tal que uma única máquina elétrica (isto é, motor ou gerador) possa ser usada e operada a velocidades adequadas para um ou mais tipos de partida de propulsor, bem como geração de energia elétrica. O arranjo de montagem pode incluir um amortecedor torsional e placa de flexão para reduzir ruído e vibrações. O acoplamento de potência direta do arranjo de montagem entre o dispositivo de arranque-gerador e propulsor pode aumentar a confiabilidade do sistema, desempenho de partida a frio, e geração de energia elétrica do sistema.

[0021] Alguns exemplos do conjunto de atuação descrito a seguir podem usar dispositivos de solenoide eletromecânicos. Na forma aqui usada com relação aos dispositivos de solenoide, o termo “ativado” ou “engatado” se refere a um comando que resulta na embreagem associada movendo para a posição engatada. Em um exemplo, o comando de engatar para os dispositivos de solenoide resulta no respectivo induzido sendo empurrado para fora do dispositivo de solenoide, que pode ocorrer a partir da aplicação de uma corrente na bobina dentro do solenoide para empurrar o induzido para fora do solenoide ou da descontinuidade da corrente na bobina de maneira tal que uma mola empurra o induzido para fora do solenoide, ou vice-versa. Em outros exemplos, dependendo da configuração da ligação e/ou posição do conjunto de solenoide, o comando de engatar para um dispositivo de solenoide pode resultar no induzido movendo para o dispositivo de solenoide a fim de engatar (ou desengatar) a embreagem associada.

[0022] Várias implementações serão discutidas em maiores detalhes a seguir.

[0023] Referindo-se aos desenhos, um sistema de potência de veículo de trabalho de exemplo como um conjunto de trem de acionamento será descrito detalhadamente. Como ficará aparente a partir da discussão aqui apresentada, o sistema descrito pode ser usado vantajosamente em uma variedade de ambientes e com uma variedade de maquinário. Por exemplo, referindo-se agora à Figura 1, o sistema de potência (ou conjunto de trem de acionamento) 110 pode ser incluído em um veículo de trabalho 100, que é representado como um trator agrícola. Entende-se, entretanto, que outras configurações podem ser possíveis, incluindo configurações com veículo de trabalho 100 como um tipo diferente de trator, ou como um veículo de trabalho usado para outros aspectos da indústria agrícola ou para as indústrias de construção e florestal (por exemplo, uma colheitadeira, uma máquina florestal de arrasto, uma motoniveladora, e assim por diante). Entende-se adicionalmente que aspectos do sistema de potência 110 podem também ser usados em veículos de não trabalho e aplicações não veiculares (por exemplo, instalações de localização fixa).

[0024] Resumidamente, o veículo de trabalho 100 tem uma armação principal ou chassi 102 suportada por rodas de engate ao solo 104, das quais pelo menos as rodas dianteiras são dirigíveis. O chassi 102 suporta o sistema de potência (ou planta) 110 e uma cabina do operador 108 na qual interface de operador e controles (por exemplo, diversos manches, alavancas de interruptores, botões, telas sensíveis ao toque, teclados, alto-falantes e microfones associados com um sistema de reconhecimento de fala) são providos.

[0025] Como mostrado esquematicamente, o sistema de potência 110 inclui um propulsor 120, um dispositivo de arranque-gerador integrado 130, uma bateria 140, e um controlador 150. O propulsor 120 pode ser um motor de combustão interna ou outra fonte de potência adequada que é adequadamente acoplada para impulsionar o veículo de trabalho 100 por meio das rodas 104, tanto autonomamente quanto com base em comandos de um operador. A bateria 140 pode representar qualquer um ou mais dispositivos de armazenamento de energia adequados que podem ser usados para prover energia elétrica a vários sistemas do veículo de trabalho 100.

[0026] O dispositivo de arranque-gerador 130 acopla o propulsor 120 à bateria 140 de forma que o propulsor 120 e a bateria 140 possam seletivamente interagir em pelo menos quatro modos. Em um primeiro modo (ou de partida do propulsor frio), o dispositivo de arranque-gerador 130 converte energia elétrica da bateria 140 em potência mecânica para acionar o propulsor 120 em uma primeira razão de engrenagem correspondente a uma velocidade relativamente alta, por exemplo, durante uma partida de propulsor relativamente frio. Em um segundo modo (ou de partida do propulsor quente), o dispositivo de arranque-gerador 130 converte energia elétrica da bateria 140 em potência mecânica para acionar o propulsor 120 em uma segunda razão de engrenagem correspondente a uma velocidade relativamente baixa, por exemplo, durante uma partida do propulsor relativamente quente. Em um terceiro modo (ou de intensificação), o dispositivo de arranque-gerador 130 converte energia elétrica da bateria 140 em potência mecânica em uma terceira razão de engrenagem correspondente a uma velocidade relativamente baixa para acionar o propulsor 120 para uma intensificação do propulsor. Em um quarto modo (ou de geração), o dispositivo de arranque-gerador 130 converte potência mecânica em uma quarta (ou a terceira) razão de engrenagem do propulsor 120 em energia elétrica para carregar a bateria 140. Detalhes adicionais relativos à operação do dispositivo de arranque-gerador 130 durante os modos de partida do propulsor, o modo de intensificação, e o modo de geração são providos a seguir.

[0027] Como aqui introduzido, o controlador 150 pode ser considerado parte do sistema de potência 110 para controlar vários aspectos do veículo de trabalho 100, particularmente características do sistema de potência 110. O controlador 150 pode ser uma unidade de controlador eletrônico (ECU) do veículo de trabalho ou um controlador dedicado. Em algumas modalidades, o controlador 150 pode ser configurado para receber comandos de entrada e fazer interface com um operador por meio de uma interface homem-máquina ou interface de operador (não mostrada) e de vários sensores, unidades, e sistemas internos ou remotos do veículo de trabalho 100; e, em resposta, o controlador 150 gera um ou mais tipos de comandos para implementação pelo sistema de potência 110 e/ou vários sistemas de veículo de trabalho 100. Em um exemplo, e como discutido mais detalhadamente a seguir, o controlador 150 que se estende a partir com um conjunto de acionador para engatar e/ou desengatar as embreagens no dispositivo de arranque-gerador 130. Outros mecanismos para controlar tais embreagens podem também ser providos.

[0028] No geral, o controlador 150 pode ser configurado como dispositivos de computação com dispositivos de processador e arquiteturas de memória associados, como controladores hidráulicos, elétricos ou eletro-hidráulicos, ou de outra forma. Como tal, o controlador 150 pode ser configurado para executar várias funcionalidades computacionais e de controle com relação ao sistema de potência 110 (e outro maquinário). O controlador 150 pode ficar em comunicação eletrônica, hidráulica, ou outra com vários outros sistemas ou dispositivos do veículo de trabalho 100. Por exemplo, o controlador 150 pode ficar em comunicação eletrônica ou hidráulica com vários acionadores, sensores, e outros dispositivos dentro (ou fora) do veículo de trabalho 100, incluindo vários dispositivos associados com o sistema de potência 110. No geral, o controlador 150 gera os sinais de comando com base em entrada de operador, condições operacionais, e rotinas e/ou programações armazenadas na memória. Por exemplo, o operador pode prover entradas ao controlador 150 por meio de um dispositivo de entrada de operador que dita o modo apropriado, ou que define pelo menos parcialmente as condições operacionais nas quais o modo apropriado é selecionado pelo controlador 150. Em alguns exemplos, o controlador 150 pode adicionalmente ou alternativamente operar autonomamente sem entrada de um operador humano. O controlador 150 pode comunicar com outros sistemas ou dispositivos (incluindo outros controladores) de várias maneiras conhecidas, incluindo por meio de um barramento CAN (não mostrado), por meios de comunicação sem fio ou hidráulicos, ou de outra forma.

[0029] Adicionalmente, o sistema de potência 110 e/ou veículo de trabalho 100 pode incluir um sistema hidráulico 152 com uma ou mais válvulas de controle eletro-hidráulicas (por exemplo, válvulas solenoides) que facilitam o controle hidráulico de vários sistemas de veículo, particularmente aspectos do dispositivo de arranque-gerador 130. O sistema hidráulico 152 pode incluir adicionalmente várias bombas, linhas, mangueiras, condutos, tanques, e similares. O sistema hidráulico 152 pode ser eletricamente ativado e controlado de acordo com sinais do controlador 150. O sistema hidráulico 152 pode ser omitido.

[0030] Em um exemplo, o dispositivo de arranque-gerador 130 inclui um conjunto de transmissão de potência (ou transmissão) 132, uma máquina elétrica ou motor 134, e um dispositivo inversor/retificador 136, cada um dos quais pode ser operado de acordo com sinais de comando do controlador 150. O conjunto de transmissão de potência 132 permite que o dispositivo de arranque-gerador 130 faça interface com o propulsor 120, particularmente por meio de um eixo de manivela 122 ou outro elemento de transferência de potência do propulsor 120, tal como um eixo mecânico de acionamento auxiliar. O conjunto de transmissão de potência 132 pode incluir um ou mais conjuntos de engrenagem em várias configurações para prover fluxos de potência e reduções de engrenagem adequadas, como descrito a seguir. O conjunto de transmissão de potência 132 variavelmente faz interface com a máquina elétrica 134 em duas diferentes direções de fluxo de potência de maneira tal que a máquina elétrica 134 opere como um motor durante os modos de partida e de intensificação do propulsor e como um gerador durante o modo de geração. Em um exemplo, discutido a seguir, o conjunto de transmissão de potência 132 é acoplado à máquina elétrica 134 por meio de um arranjo de correia de transferência de potência. Este arranjo, junto com as múltiplas razões de engrenagem providas pelo conjunto de transmissão de potência 132, permite que a máquina elétrica 134 opere dentro das faixas de velocidade e torque ideais em ambas as direções de fluxo de potência. O dispositivo inversor/retificador 136 permite que o dispositivo de arranque-gerador 130 faça interface com a bateria 140, tal como por meio de equipamento físico direto quanto por um barramento de energia do veículo 142. Em um exemplo, o dispositivo inversor/retificador 136 inverte a potência CC da bateria 140 em potência CA durante os modos de partida do propulsor e retifica potência CA em potência CC no modo de geração. Em algumas modalidades, o dispositivo inversor/retificador 136 pode ser um componente separado, em vez de ser incorporado no dispositivo de arranque-gerador 130. Embora não seja mostrado, o sistema de potência 110 pode também incluir um regulador de tensão adequado, tanto incorporado no dispositivo de arranque-gerador 130 quanto como um componente separado.

[0031] Referência é rapidamente feita à Figura 2, que representa uma vista isométrica parcial simplificada de uma localização de montagem de exemplo do dispositivo de arranque-gerador 130 relativo ao propulsor 120. Neste exemplo, o dispositivo de arranque-gerador integrado 130 é montado direta e compactamente no propulsor 120 de maneira a não se projetar significativamente a partir do propulsor 120 (e por meio disso ampliar o envelope do espaço do compartimento do propulsor) ou interferir em várias linhas de encanamento e pontos de acesso (por exemplo, tubos de óleo e abertura de enchimento e similares). Notadamente, o dispositivo de arranque-gerador 130 pode no geral ser montado em ou próximo ao propulsor 120 em uma localização adequada para acoplamento a um elemento de transferência de potência do propulsor (por exemplo, um eixo de manivela 122 como introduzido na Figura 1).

[0032] Referência é adicionalmente feita à Figura 3, que é um diagrama esquemático simplificado de um arranjo de correia de transferência de potência 200 entre o conjunto de transmissão de potência 132 e a máquina elétrica 134 do dispositivo de arranque-gerador 130. Deve-se notar que as Figuras 2 e 3 representam uma configuração de exemplo de integração física ou esquema do dispositivo de arranque-gerador 130. Outros arranjos podem ser providos, incluindo uma implementação mais detalhada descrita a seguir com referência às Figuras 4-15.

[0033] Na Figura 3, o conjunto de transmissão de potência 132 é montado no propulsor 120 e pode ser suportado por uma placa de reação 124. Como mostrado, o conjunto de transmissão de potência 132 inclui um primeiro elemento de transferência de potência 133 que é rotacionalmente acoplado a um elemento de acionamento adequado do propulsor 120 e um segundo elemento de transferência de potência 135 na forma de um eixo mecânico que se estende em um lado oposto do conjunto de transmissão de potência 132 a partir do primeiro elemento de transferência de potência 133. Similarmente, a máquina elétrica 134 é montada no propulsor 120 e inclui um elemento de transferência de potência adicional 137.

[0034] O arranjo de correia de transferência de potência 200 inclui uma primeira polia 210 arranjada no segundo elemento de transferência de potência 135 do conjunto de transmissão de potência 132, uma segunda polia 220 arranjada no elemento de transferência de potência 137 da máquina elétrica 134, e uma correia 230 que acopla rotacionalmente a primeira polia 210 à segunda polia 220 para rotação coletiva. Como descrito mais detalhadamente a seguir, durante os modos de partida do propulsor, a máquina elétrica 134 traciona a correia 230 para rotacionar as polias 210, 220 em uma primeira direção horária D1 para acionar o conjunto de transmissão de potência 132 (e dessa forma o propulsor 120); durante o modo de intensificação, a máquina elétrica 134 traciona a correia 230 para rotacionar as polias 210, 220 em uma segunda direção horária D2 para acionar o conjunto de transmissão de potência 132 (e dessa forma o propulsor 120); e, durante o modo de geração, o conjunto de transmissão de potência 132 permite que o propulsor 120 tracione a correia 230 e rodas polias 210, 220 na segunda direção horária D2 para acionar a máquina elétrica 134.

[0035] Em decorrência da configuração bidirecional, o arranjo de correia de transferência de potência 200 pode incluir apenas um único tensionador de correia 240 para aplicar tensão a um único lado da correia 230 em ambas as direções D1, D2. O uso de um único tensionador de correia 240 para tensionar a correia 230 é vantajoso em que reduz partes e complexidade em comparação com um projeto que exige múltiplos tensionadores de correia.
Como descrito a seguir, a configuração bidirecional e o arranjo de correia de transferência de potência simplificada associado 200 são habilitados pela natureza bidirecional do conjunto de engrenagem no conjunto de transmissão de potência 132. Adicionalmente, uma diferença nas circunferências das primeira e segunda polias 210, 220 provê uma mudança na razão de engrenagem entre o conjunto de transmissão de potência 132 e a máquina elétrica 134. Em um exemplo, o arranjo de correia de transferência de potência 200 pode prover uma razão de engrenagem entre 3:1 - 5:1, particularmente uma razão 4:1.

[0036] Referência é feita agora à Figura 4, que é uma vista mais detalhada isométrica lateral do conjunto de transmissão de potência 132 do dispositivo de arranque-gerador exemplificativo, e a Figura 5, que é uma vista explodida do conjunto de transmissão de potência 132 da Figura 4. Em um exemplo, o conjunto de transmissão de potência 132 inclui um conjunto de engrenagem 320, um arranjo de embreagem 350 (oculto nas Figuras 4 e 5), e um aparelho de atuação de came 390 suportado por um alojamento primário 302 e arranjo de montagem 305 que provê um acoplamento mecânico direto entre o conjunto de transmissão de potência 132 e o propulsor 120 (A Figura 3). Como um exemplo descrito a seguir, o conjunto de engrenagem 320 opera para transferir torque entre o propulsor 120 e máquina elétrica 134 a razões de engrenagem predeterminadas que são selecionadas com base no estado do arranjo de embreagem 350, que é controlado pelo aparelho de atuação de came 390 com base em sinais do controlador 150. Cada aspecto do conjunto de transmissão de potência de exemplo 132 será discutido a seguir.

[0037] O alojamento primário 302 do conjunto de transmissão de potência 132 inclui uma porção estacionária do alojamento 303 que suporta um alojamento cover 304 e o arranjo de montagem 305. Em um exemplo, o arranjo de montagem 305 é formado por um ou mais membros de perna 306 que se estendem a partir da porção estacionária do alojamento 303 e funcionam para montar o conjunto de transmissão de potência 132 no propulsor 120 (Figura 1). No geral, a porção estacionária do alojamento 303 e a cobertura do alojamento 304 são configuradas para suportar, blindar e/ou proteger outras porções do conjunto de transmissão de potência 132. Como mostrado, a cobertura do alojamento 304 inclui um orifício 307 que permite que o elemento de transferência de potência 135 na forma de polia 210 (por exemplo, como aqui discutido com referência à Figura 3) seja rotacionalmente acoplado a um eixo de entrada 310 do conjunto de transferência de potência 132, que, por sua vez é acoplado ao conjunto de engrenagem 320 do conjunto de transferência de potência 132. Em um exemplo, a polia 210 pode ser rotacionalmente acoplada ao eixo de entrada 310 com um prendedor 308 através do orifício 307 da cobertura do alojamento 304.

[0038] Em uma extremidade do conjunto de transmissão de potência 132, pode-se considerar que o arranjo de montagem 305 inclui placa de acionamento 309 acoplada ao conjunto de engrenagem 320 como um elemento de transferência de potência (por exemplo, elemento 133 da Figura 3). No geral, a placa de acionamento 309 facilita o acoplamento do conjunto de transmissão de potência 132 ao propulsor 120 (Figura 3). Em um exemplo, a placa de acionamento 309 é acoplada ao eixo de manivela do propulsor. A placa de acionamento 309 pode também operar como um amortecedor torsional a fim de amortecer vibrações no eixo de manivela do propulsor 120 (Figura 3), como discutido mais detalhadamente a seguir.

[0039] Referência é feita agora à Figura 6, que é uma vista isométrica parcial de porções do conjunto de transmissão de potência 132 com o alojamento primário 302 removido para representar mais claramente o aparelho de atuação de came de solenoide 390. Deve-se notar que o aparelho de atuação de came 390 é apenas um exemplo, e outros arranjos podem ser providos. No geral, o aparelho de atuação de came 390 inclui uma base ou membro de reação 392 formado como um anel ou estrutura tipo placa com uma primeira face 393, segunda face 394, perímetro externo 395, e perímetro interno 396. O perímetro interno 396 define uma abertura 397 para acomodar a conexão entre o eixo de entrada 310 e o elemento de transferência de potência 135. A abertura 397 no membro de reação 392 também acomoda as conexões entre o aparelho de atuação de came 390 e o arranjo de embreagem 350, como discutido a seguir.

[0040] O membro de reação 392 adicionalmente suporta inúmeros dispositivos de solenoide 410, 430, 450, 470, 490, 510, 530 que interagem com o arranjo de embreagem 350 (oculto na Figura 6). Especificamente, o membro de reação 392 suporta os dispositivos de solenoide 410, 430, 450, 470, 490, 510, 530 nos flanges 411, 431, 451, 471, 491, 511, 531. Como descrito mais detalhadamente a seguir, o aparelho de atuação de came 390 inclui um ou mais primeiros dispositivos de solenoide (ou baixos) 410, 430; um ou mais segundos dispositivos de solenoide (ou médios) 450, 470; e um ou mais terceiros dispositivos de solenoide (ou altos) 490, 510, 530. No exemplo representado, o aparelho de atuação de came 390 inclui dois dispositivos de solenoide de embreagem baixa 410, 430, dois dispositivos de solenoide de embreagem média 450, 470, e três dispositivos de solenoide de embreagem alta 490, 510, 530, embora outros exemplos possam ter diferentes números de aparelhos de solenoide.

[0041] Cada um dos dispositivos de solenoide 410, 430, 450, 470, 490, 510, 530 é acoplado à arranjo de embreagem 350 por meio de um conjunto de articulação 412, 432, 452, 472, 492, 512, 532 que inclui um membro de ligação e membro pivô. Especificamente, cada conjunto de articulação 412, 432, 452, 472, 492, 512, 532 se estende entre o respectivo dispositivo de solenoide 410, 430, 450, 470, 490, 510, 530 e um pino de atuação 416, 436, 456, 476, 496, 516, 536. Como descrito a seguir, os pinos de atuação 416, 436, 456, 476, 496, 516, 536 são axialmente reposicionáveis dentro do arranjo de embreagem 350 para mover axialmente porções do arranjo de embreagem 350 entre posições engatada e desengatada para modificar as características de transferência de potência do conjunto de engrenagem 320. Os pinos de atuação 416, 436, 456, 476, 496, 516, 536 podem ser suportados por um fuso ou cubo estacionário 351 que circunscreve o eixo de entrada 310.

[0042] O membro de reação 392, dispositivos de solenoide 410, 430, 450, 470, 490, 510, 530, e arranjo de embreagem 350 são descritos mais detalhadamente com referência à Figura 8, que é uma vista isométrica desses elementos removidos do conjunto de transmissão de potência 132. A vista da Figura 8 representa um conjunto completo dos dispositivos de solenoide 410, 430, 450, 470, 490, 510, 530 e arranjo de embreagem 350. As embreagens 360, 370, 380 podem ser consideradas embreagens de “mudança” ou “cão”, que são ativamente acionadas para modificar o fluxo de potência no conjunto de transmissão de potência 132.

[0043] Como um exemplo, a Figura 8 representa os dispositivos de solenoide 410, 430 montados no membro de reação 392 e acoplados aos pinos de atuação 416, 436 por meio de conjuntos de articulação 412, 432 para acionar uma embreagem baixa 360 do arranjo de embreagem 350. Como descrito mais detalhadamente a seguir, a embreagem baixa 360 é reposicionável entre uma posição engatada e uma posição desengatada em relação ao conjunto de engrenagem 320 a fim de modificar a transferência de potência através do conjunto de engrenagem 320. Em um exemplo, a embreagem baixa 360 é particularmente engatada durante um modo de partida do propulsor frio para permitir que a máquina elétrica 134 acione o propulsor 120 em uma primeira razão de potência.

[0044] Neste exemplo, os dispositivos de solenoide 410, 430 associados com a embreagem baixa 360 são montados nos lados de baixo (ou lados do propulsor) dos flanges 411, 431 no perímetro externo 395 do membro de reação 392. Os dispositivos de solenoide 410, 430 podem ser presos nos flanges 411, 431 de qualquer maneira adequada, tal como por parafusos ou outros prendedores.

[0045] Como aqui introduzido, os dispositivos de solenoide 410, 430 são acionadores eletromecânicos que geram movimento linear em um respectivo induzido pela manipulação de um campo magnético induzido nos V dispositivos de solenoide 410, 430. À medida que os dispositivos de solenoide 410, 430 são ativados ou engatados, os induzidos movem para fora dos dispositivos de solenoide 410, 430. Os dispositivos de solenoide 410, 430 são dispositivos de perfil relativamente baixo que permitem um menos pacote geral. Embora dois dispositivos de solenoide 410, 430 sejam providos no exemplo representado, outras modalidades podem ter apenas um único dispositivo de solenoide ou mais que dois dispositivos de solenoide.

[0046] Os membros de ligação dos conjuntos de articulação 412, 432 se estendem entre os induzidos dos dispositivos de solenoide 410, 430 e os pinos de atuação 416, 436 e são pivotáveis em torno dos membros pivôs no membro de reação 392. Em decorrência de os induzidos moverem para fora dos dispositivos de solenoide 410, 430, os membros de ligação são pivotados para mover a embreagem baixa 360 na direção axial oposta, por exemplo, para o conjunto de engrenagem 320. O arranjo dos conjuntos de articulação 412, 432 permite que os dispositivos de solenoide 410, 430 usem alavancagem com o membro de reação 392 para facilitar a operação de uma maneira mais compacta e eficiente, por exemplo, permitindo o uso vantajoso de razões de alavanca benéficas como uma função do deslocamento e força.

[0047] Os dispositivos de solenoide 410, 430 associados com a embreagem baixa 360 podem incluir pelo menos um elemento de conexão que permite comandos e/ou potência entre os respectivos dispositivos de solenoide 410, 430, o controlador 150 (Figura 1), e/ou outras fontes. Os elementos de conexão podem ser conexões físicas ou sem fio. O posicionamento dos dispositivos de solenoide 410, 430 em torno do perímetro externo 395 do membro de reação 392 pode facilitar o roteamento de fio, se aplicável, entre o controlador 150 e os elementos de conexão.

[0048] A embreagem baixa 360 é no geral em formato de anel com um perímetro interno que pode ser canelado para facilitar a montagem da embreagem baixa 360 (por exemplo, no fuso 351 ou um outro elemento dentro ou próximo ao conjunto de engrenagem 320). Um conjunto de abas pode ser posicionado no perímetro interno e definir furos de montagem de pino que recebem os pinos de atuação 416, 436. Em particular, os pinos 416, 436 são presos na embreagem baixa 360 nas abas de maneira tal que o movimento axial dos pinos 416, 436 pelos dispositivos de solenoide 410, 430 funciona para reposicionar axialmente a embreagem baixa 360. Como discutido mais detalhadamente a seguir, a embreagem baixa 360 inclui adicionalmente um ou mais dentes para engatar elementos do conjunto de engrenagem 320.

[0049] Como um exemplo adicional, dispositivos de solenoide 450, 470 podem ser montados no membro de reação 392 e acoplados aos pinos de atuação 456, 476 por meio de conjuntos de articulação 452, 472 para acionar uma embreagem média 370 do arranjo de embreagem 350. Como descrito mais detalhadamente a seguir, a embreagem média 370 é reposicionável entre uma posição engatada e uma posição desengatada em relação ao conjunto de engrenagem 320 a fim de modificar a transferência de potência através do conjunto de engrenagem 320. Em um exemplo, a embreagem média 370 é particularmente engatada durante um modo de partida do propulsor quente para permitir que a máquina elétrica 134 acione o propulsor 120 em uma segunda razão de potência.

[0050] Neste exemplo, os dispositivos de solenoide 450, 470 associados com a embreagem média 370 são montados nos lados de baixo (ou lados do propulsor) dos flanges 451, 471 no perímetro externo 395 do membro de reação 392. Os dispositivos de solenoide 450, 470 podem ser presos aos flanges 451, 471 de qualquer maneira adequada, tal como por parafusos ou outros prendedores.

[0051] Como aqui introduzido, os dispositivos de solenoide 450, 470 associados com a embreagem média 370 são acionadores eletromecânicos que geram movimento linear em um respectivo induzido pela manipulação de um campo magnético induzido nos dispositivos de solenoide 450, 470. À medida que os dispositivos de solenoide 450, 470 são ativados ou engatados, os induzidos movem para fora dos dispositivos de solenoide 410, 430. Os dispositivos de solenoide 450, 470 são dispositivos de perfil relativamente baixo que permitem um menor pacote geral. Embora dois dispositivos de solenoide 450, 470 sejam providos no exemplo representado, outras modalidades podem ter apenas um único dispositivo de solenoide ou mais que dois dispositivos de solenoide.

[0052] Os membros de ligação dos conjuntos de articulação 452, 472 se estendem entre os induzidos dos dispositivos de solenoide 450, 470 e os pinos de atuação 456, 476 e são pivotáveis em torno dos membros pivôs no membro de reação 392. Em decorrência dos induzidos moverem para fora dos dispositivos de solenoide 450, 470, os membros de ligação são pivotados para mover a embreagem média 370 na direção axial oposta, por exemplo, para o conjunto de engrenagem 320. O arranjo dos conjuntos de articulação 452, 472 permite que os dispositivos de solenoide 450, 470 usem alavancagem com o membro de reação 392 para facilitar a operação de uma maneira mais compacta e eficiente, por exemplo, permitindo o uso vantajoso de razões de alavanca benéficas como uma função do deslocamento e força.

[0053] Os dispositivos de solenoide 450, 470 pode incluir pelo menos um elemento de conexão que permite comandos e/ou potência entre os respectivos dispositivos de solenoide 450, 470, o controlador 150 (Figura 1), e/ou outras fontes. Os elementos de conexão podem ser conexões físicas ou sem fio. O posicionamento dos dispositivos de solenoide 450, 470 em torno do perímetro externo 395 do membro de reação 392 pode facilitar o roteamento de fio, se aplicável, entre o controlador 150 e os elementos de conexão.

[0054] A embreagem média 370 é no geral em formato de anel tendo um perímetro externo que pode ser canelado para facilitar a montagem da embreagem média 370 (por exemplo, no fuso 351 ou um outro elemento dentro do ou próximo ao conjunto de engrenagem 320). Um conjunto de abas é posicionado no perímetro externo e define furos de montagem de pino que recebem os pinos de atuação 436, 456. Em particular, os pinos 436, 456 são presos na embreagem média 370 nas abas de maneira tal que o movimento axial dos pinos 436, 456 pelos dispositivos de solenoide 450, 470 funciona para reposicionar axialmente a embreagem média 370. Como discutido mais detalhadamente a seguir, a embreagem média 370 incluem adicionalmente um ou mais dentes que se estendem a partir da primeira face para engatar elementos do conjunto de engrenagem 320. Detalhes adicionais relativos à embreagem média 370, particularmente relativos ao engate da embreagem média 370 com o conjunto de engrenagem 320, são providos a seguir. A embreagem baixa 360 e embreagem média 370 são dimensionadas de maneira tal que a embreagem média 370 possa ser concentricamente arranjada dentro da embreagem baixa 360. Outros arranjos podem ser providos.

[0055] Como um exemplo adicional, dispositivos de solenoide 490, 510, 530 podem ser montados no membro de reação 392 e acoplados aos pinos de atuação 496, 516, 536 por meio de conjuntos de articulação 492, 512, 532 para acionar uma embreagem alta 380 do arranjo de embreagem 350. Como descrito mais detalhadamente a seguir, a embreagem alta 380 é reposicionável entre uma posição engatada e uma posição desengatada em relação ao conjunto de engrenagem 320 a fim de modificar a transferência de potência através do conjunto de engrenagem 320. Em um exemplo, a embreagem alta 380 é particularmente engatada durante um modo de intensificação para permitir que a máquina elétrica 134 acione o propulsor 120 em uma terceira razão de potência ou durante um modo de geração para permitir que o propulsor 120 acione a máquina elétrica 134 na terceira razão de potência.

[0056] Neste exemplo, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 associados com a embreagem alta 380 são montados no lado da máquina elétrica dos flanges 491, 511, 531 no perímetro externo 395 do membro de reação 392. Os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 podem ser presos os flanges 491, 511, 531 de qualquer maneira adequada, tal como por parafusos ou outros prendedores.

[0057] Como aqui introduzido, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 associados com a embreagem alta 380 são acionadores eletromecânicos que geram movimento linear em um respectivo induzido pela manipulação de V um campo magnético induzido nos dispositivos de solenoide 490, 510, 530. À medida que os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 são engatados, os induzidos movem para os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 para engatar a embreagem alta 380. Em um exemplo, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 podem ser energizados durante desengate e desenergizados durante engate, embora os arranjos possam variar. Os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 são dispositivos de perfil relativamente baixo que permitem um menor pacote geral. Embora três dispositivos de solenoide 490, 510, 530 sejam providos no exemplo representado, outras modalidades podem apenas ter menos dispositivos de solenoide (por exemplo, um ou dois) ou mais que três dispositivos de solenoide.

[0058] Os membros de ligação dos conjuntos de articulação 492, 512, 532 se estendem entre os induzidos dos dispositivos de solenoide 490, 510, 530 e os pinos de atuação 496, 516, 536 e são pivotáveis em torno dos membros pivôs no membro de reação 392. Em decorrência dos induzidos moverem para fora dos dispositivos de solenoide 490, 510, 530, os membros de ligação são pivotados para mover a embreagem alta 380 na direção axial oposta, por exemplo, em direção ao conjunto de engrenagem 320. O arranjo dos conjuntos de articulação 492, 512, 532 permite que os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 usem alavancagem com o membro de reação 392 para facilitar a operação de uma maneira mais compacta e eficiente, por exemplo, permitindo o uso vantajoso de razões de alavanca benéficas como uma função do deslocamento e força.

[0059] Adicionalmente, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 associados com a embreagem alta 380 incluem pelo menos um elemento de conexão que permite comandos e/ou potência entre os respectivos dispositivos de solenoide 490, 510, 530, o controlador 150 (Figura 1), e/ou outras fontes. Os elementos de conexão podem ser conexões físicas ou sem fio. O posicionamento dos dispositivos de solenoide 490, 510, 530 em torno do perímetro externo 395 do membro de reação 392 pode facilitar o roteamento de fio, se aplicável, entre o controlador 150 e os elementos de conexão.

[0060] A embreagem alta 380 é no geral em formato de anel com uma primeira face (ou lado da máquina elétrica), uma segunda face (ou lado do propulsor), um perímetro interno, e um perímetro externo. Um conjunto de abas é posicionado no perímetro externo e define furos de montagem de pino que recebem os pinos de atuação 496, 516, 536. Em particular, os pinos 496, 516, 536 são presos na embreagem alta 380 nas abas de maneira tal que o movimento axial dos pinos 496, 516, 536 pelos dispositivos de solenoide 490, 510, 530 funciona para reposicionar axialmente a embreagem alta 380. Embora não seja mostrado em FIG 9, a embreagem alta 380 pode ser presa na posição e/ou montada em uma camisa, elemento de suporte e/ou cubo de deslizamento. Detalhes adicionais relativos à embreagem alta 380, particularmente relativos ao engate da embreagem alta 380 com o conjunto de engrenagem 320, são providos a seguir.

[0061] A operação do conjunto de engrenagem 320, arranjo de embreagem 350, e aparelho de atuação de came 390 será agora descrita com referência à Figura 8, que são vistas seccionais transversais do conjunto de transmissão de potência 132. Como aqui introduzido, o conjunto de engrenagem 320 do conjunto de transmissão de potência 132 é configurada para transferir potência entre a polia 210 e a placa de acionamento 309. A conjunto de engrenagem 320 é no geral alojada em um alojamento de engrenagem anular 311, porções da qual, neste exemplo, rodam com aspectos do conjunto de engrenagem 320. Mancais 312 podem ser providos dentro do alojamento de engrenagem 311 para permitir rotação de determinados elementos relativos a porções estacionárias.

[0062] Na vista da Figura 8, um primeiro lado do conjunto de transmissão de potência 132 é orientado para a máquina elétrica 134, e um segundo lado do conjunto de transmissão de potência 132 é orientado para o propulsor 120. Como aqui notado, o eixo de entrada 310 pode ser diretamente conectado ao elemento de transferência de potência 135 com um prendedor ou perno 308 ou outro mecanismo; e, em exemplos adicionais, o eixo de entrada 310 pode ser acoplado através de componentes intermediários, tal como um flange ou saliência. Deve-se notar que, embora o eixo mecânico 310 seja descrito como um eixo de “entrada”, ele pode transferir potência tanto a favor quanto contra o conjunto de transmissão de potência 132, dependendo do modo, como descrito a seguir. O eixo de entrada 310 no geral se estende através do conjunto de transmissão de potência 132 para definir um eixo geométrico de rotação primário 300.

[0063] A conjunto de engrenagem 320 do conjunto de transmissão de potência 132, neste exemplo, é um conjunto de engrenagem planetária de dois estágios que permite que o conjunto de transmissão de potência 132 faça interface com a máquina elétrica 134 (por exemplo, por meio do arranjo de correia de transferência de potência 200) e do propulsor 120 (por exemplo, por meio de acoplamento ao eixo de manivela 122 do propulsor 120, como descrito mais detalhadamente a seguir). Em algumas modalidades, o eixo de entrada 310 pode ser considerado parte do conjunto de engrenagem planetária 320. Embora uma configuração de exemplo do conjunto de engrenagem planetária 320 seja descrita a seguir, outras modalidades podem ter diferentes configurações.

[0064] A conjunto de engrenagem planetária 320 inclui uma engrenagem sol de primeiro estágio 322 montada para rotação no eixo de entrada 310. A engrenagem sol de primeiro estágio 322 inclui uma pluralidade de dentes ou caneluras que engrenam uma série de engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 que circunscrevem a engrenagem sol de primeiro estágio 322. Em um exemplo, as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 incluem uma única fileira circunferencial de uma ou mais engrenagens planetárias, embora outras modalidades possam incluir fileiras radialmente empilhadas, cada uma com um número ímpar de engrenagens planetárias na direção radial.

[0065] As engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 são suportadas por um suporte planetário de primeiro estágio 326, que circunscreve a engrenagem sol de primeiro estágio 322, bem como o eixo de entrada 310, e é pelo menos parcialmente formado pelas primeira e segundas placas de suporte axialmente confrontantes que se estendem radialmente. As placas de suporte de primeiro estágio da suporte planetário de primeiro estágio 326 incluem uma fileira de localizações de montagem para receber eixos de roda que se estendem através de e suportam as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 para rotação. Como tal, neste arranjo, cada um dos eixos de roda planetários respectivamente forma um eixo geométrico de rotação individual para cada uma das engrenagens planetárias de primeiro estágio 324, e o suporte planetário de primeiro estágio 326 permite que a série de engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 rode coletivamente em tomo da engrenagem sol de primeiro estágio 322.

[0066] A conjunto de engrenagem 320 inclui adicionalmente uma engrenagem anel 332 que circunscreve a engrenagem sol de primeiro estágio 322 e as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324. A engrenagem anel 332 inclui dentes radialmente interiores que engatam os dentes das engrenagens planetárias de primeiro estágio 324. Como tal, engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 se estendem entre, e engatam com, a engrenagem sol de primeiro estágio 322 e a engrenagem anel 332. Em algumas modalidades, uma cobertura da engrenagem anel 333 pode ser montada no interior da engrenagem anel 332. A cobertura da engrenagem anel 333 funciona para encerrar pelo menos parcialmente o conjunto de engrenagem 320 dentro do alojamento de engrenagem 311.

[0067] Como mostrado, a engrenagem anel 332 é fixamente arranjada no interior do alojamento de engrenagem rotacionável 311, que, como aqui notado, é posicionado em mancais 312 para rotacionar em relação ao elemento de alojamento estacionário ou fuso 351. Com relação ao conjunto de engrenagem planetária 320, o alojamento de engrenagem rotacionável 311 e/ou engrenagem anel 332 pode funcionar como o elemento de transferência de potência 133 relativo ao propulsor 120. Detalhes adicionais relativos à engrenagem anel 332 são providos a seguir. A engrenagem anel 332 e/ou alojamento de engrenagem rotacionável 311 podem ser considerados elementos de saída e/ou entrada do conjunto de transmissão de potência 132 para receber entrada rotacional em ambas as direções de fluxo de potência. Adicionalmente, a engrenagem anel 332 e/ou alojamento de engrenagem rotacionável 311 pode ser considerado parte do arranjo de montagem 305 do conjunto de transmissão de potência 132 com relação ao propulsor 120, como discutido mais detalhadamente a seguir.

[0068] A conjunto de engrenagem 320 inclui adicionalmente uma engrenagem sol de segundo estágio 334 que é no geral vazia e cilíndrica, se estendendo entre as primeira e segunda extremidades e circunscrevendo o eixo de entrada 310. O suporte planetário de primeiro estágio 326 tem um engate canelado com, ou é de outra forma fixo à engrenagem sol de segundo estágio 334 próxima ao segundo end. Adicionalmente, a engrenagem sol de segundo estágio 334 pode incluir uma série de caneluras que engrenam com uma série de engrenagens planetárias de segundo estágio 340. As engrenagens planetárias de segundo estágio 340 são suportado por um suporte planetário de segundo estágio 342 formado pelas primeira e segunda placas de suporte planetário. As engrenagens planetárias de segundo estágio 334 são posicionadas para adicionalmente engatar com a engrenagem anel 332. As engrenagens planetárias de segundo estágio 334 têm cada qual um eixo de rodas que se estende entre as duas placas de suporte que permitem que cada engrenagem planetária 340 para rotacionar em relação ao suporte planetário 342 em torno do respectivo eixo de rodas. Como tal, as engrenagens planetárias de segundo estágio 340 são posicionadas entre, e engatam com cada uma da engrenagem sol de segundo estágio 334 e da engrenagem anel 332. Cada engrenagem planetária de segundo estágio 334 tem o mesmo ou um diferente número de dentes em relação a uma engrenagem planetária de primeiro estágio correspondente 324.

[0069] Como aqui introduzido, o arranjo de embreagem 350 do conjunto de transmissão de potência 132 configurado para seletivamente engatar e desengatar com vários componentes do conjunto de engrenagem planetária 320 para modificar o fluxo de potência de acordo com os modos supra notados. O aparelho de atuação de came 390 opera para acionar o arranjo de embreagem 350. A vista da Figura 8 adicionalmente representa o flange axial 398 que facilita a montagem do membro de reação 392 do aparelho de atuação de came 390 para permitir interação entre o aparelho de atuação de came 390 e o arranjo de embreagem 350, e dessa forma, entre o arranjo de embreagem 350 e o conjunto de engrenagem 320. Mecanismos de atuação sem ser os representados ou descritos podem ser providos.

[0070] Na vista da Figura 8, a embreagem baixa 360 está na posição desengatada e configurada para ser atuada pelos dispositivos de solenoide 410, 430 por meio dos conjuntos de articulação 412, 432 e pinos de atuação 416, 436. Como aqui notado, a embreagem baixa 360 pode ser montada em um fuso estacionário 351 (ou outro elemento de alojamento estacionário).

[0071] Embora não seja mostrado na vista seccional transversal da Figura 8, os dispositivos de solenoide 410, 430 podem ser engatados para pivotar os membros de ligação de conjuntos de articulação 412, 432 em torno dos membros pivôs na primeira face 393 do membro de reação 392 de maneira tal que os pinos de atuação 416, 436 reposicionem axialmente a embreagem baixa 360 no conjunto de engrenagem 320. Neste exemplo, os dispositivos de solenoide 410, 430 são energizados para engate. Mediante engate com o conjunto de engrenagem 320, a embreagem baixa 360 é configurada para travar o suporte planetário de segundo estágio 342 em um elemento de alojamento estacionário tal como o fuso 351, isto é, aterrar o suporte planetário de segundo estágio 342 e impedir rotação. Com a embreagem baixa 360 na posição engatada e as embreagens média e alta 370, 380 mantidas nas posições desengatadas, o conjunto de transferência de potência 132 é configurado para operar no modo de partida do propulsor frio.

[0072] No modo de partida do propulsor frio, o propulsor 120 pode ficar inicialmente inativo, e a ativação da ignição por um operador na cabina 108 do veículo de trabalho 100 energiza a máquina elétrica 134 para operar como um motor. Em particular, e adicionalmente referindo-se à Figura 3, a máquina elétrica 134 rotaciona a polia 220 na primeira direção horária D1, por meio disso acionando a correia 230 e a polia 210 na primeira direção horária D1. A polia 210 aciona o eixo de entrada 310, na primeira direção horária D1. Rotação do eixo de entrada 310 aciona a rotação da engrenagem sol de primeiro estágio 322 e, por sua vez, a rotação da engrenagem sol de primeiro estágio 322 aciona a rotação das engrenagens planetárias de primeiro estágio 324. As engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 acionam o suporte planetário de primeiro estágio 326, que, como notado anteriormente, é canelado com a engrenagem sol de segundo estágio 334. Em decorrência disso, o suporte planetário de primeiro estágio 326 aciona a engrenagem sol de segundo estágio 334 e dessa forma as engrenagens planetárias de segundo estágio 340. Como aqui notado, o suporte planetário de segundo estágio 342 é apoiado pela embreagem baixa 360. Como tal, rotação das engrenagens planetárias de segundo estágio 340 opera para acionar a engrenagem anel 332. Uma vez que o número de engrenagens planetárias de segundo estágio 340 no trajeto de fluxo de potência é um número ímpar (por exemplo, 1), as engrenagens planetárias de segundo estágio 340 acionam a engrenagem anel 332 na direção oposta (por exemplo, a segunda direção horária D2) em relação à engrenagem sol de segundo estágio 334 que roda na primeira direção horária D1. Como aqui notado, a engrenagem anel 332 funciona como parte do elemento de transferência de potência 133 para fazer interface com a placa de acionamento 309 montado no propulsor 120 para acionar e facilitar a partida do propulsor. Com efeito, durante o modo de partida do propulsor frio, o conjunto de transmissão de potência 132 opera como uma configuração sol dentro anel fora.

[0073] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de potência 132 provê uma razão de engrenagem 15:1 na direção de fluxo de potência do modo de partida do propulsor frio. Em outras modalidades, outras razões de engrenagem (por exemplo, 10:1 - 30:1) podem ser providas. Considerando uma razão de engrenagem 4:1 do arranjo de correia de transferência de potência 200, uma razão de engrenagem 60:1 resultante (por exemplo, aproximadamente 40:1 a cerca de 120:1) pode ser conseguida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de partida do propulsor frio. Como tal, se, por exemplo, a máquina elétrica 134 estiver rotacionando a 10.000 RPM, a placa de acionamento 309 montado no propulsor 120 rotaciona a cerca de 100 a 150 RPM. Em um exemplo, o conjunto de transmissão de potência 132 pode entregar um torque de aproximadamente 3.000 Nm ao propulsor 120. Correspondentemente, a máquina elétrica 134 pode dessa forma ter velocidades operacionais normais com velocidade relativamente menor e maior saída de torque para partida do propulsor frio.

[0074] A fim de transicionar para um outro modo, os dispositivos de solenoide 410, 430 são desengatados (por exemplo, desenergizados, neste exemplo) e a embreagem baixa 360 pode ser movimentada de volta para a posição desengatada. Isto pode ser implementado de inúmeras maneiras. Em um exemplo, uma mola (não mostrada) pode ser provida no segundo lado 362 da embreagem baixa 360 de maneira tal que, mediante remoção da força dos dispositivos de solenoide 410, 430, a mola predisponha a embreagem baixa 360 de volta para a posição desengatada. Outros mecanismos podem ser providos.

[0075] Embora não seja mostrado na Figura 8, os dispositivos de solenoide 450, 470 podem ser engatados para pivotar os membros de ligação dos conjuntos de articulação 452, 472 em torno dos membros pivôs na primeira face 393 do membro de reação 392 de maneira tal que os pinos de atuação 456, 476 reposicionem axialmente a embreagem média 370 no conjunto de engrenagem 320. Neste exemplo, os dispositivos de solenoide 450, 470 são energizados para engate. Mediante engate da embreagem média 370, o suporte planetário de primeiro estágio 326 é travado na porção estacionária do alojamento tal como o fuso 351, isto é, apoia o suporte planetário de primeiro estágio 326 e impede rotação.

[0076] Quando a embreagem média 370 é engatada e as embreagens baixa e alta 360, 380 são desengatadas, o conjunto de transmissão de potência 132 é configurado para operar no modo de partida do propulsor quente. No modo de partida do propulsor quente, o propulsor 120 pode ficar inicialmente inativo ou ativo. De qualquer maneira, o controlador 150 energiza a máquina elétrica 134 para operar como um motor. Em particular, e adicionalmente referindo-se à Figura 3, a máquina elétrica 134 rotaciona a polia 220 na primeira direção horária D1, por meio disso acionando a correia 230 e a polia 210 na primeira direção horária D1. A polia 210 aciona o eixo de entrada 310, na primeira direção horária D1. Uma vez que a engrenagem sol de primeiro estágio 322 é montada no eixo de entrada 310, rotação do eixo de entrada 310 também roda a engrenagem sol de primeiro estágio 322. Por sua vez, rotação da engrenagem sol de primeiro estágio 322 aciona a rotação das engrenagens planetárias de primeiro estágio 324. Uma vez que o suporte planetário de primeiro estágio 326 e a engrenagem sol de segundo estágio 334 são apoiados, rotação das engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 aciona a rotação da engrenagem anel 332. Uma vez que o número de engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 no trajeto de fluxo de potência é um número ímpar (por exemplo, 1), as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 acionam a engrenagem anel 332 na direção oposta (por exemplo, a segunda direção horária D2) em relação ao eixo de entrada 310 e a engrenagem sol de primeiro estágio 322 que roda na primeira direção horária D1. Como aqui notado, a engrenagem anel 332 funciona como o elemento de transferência de potência 133 para fazer interface com a placa de acionamento 309 montado no propulsor 120 para acionar e facilitar a partida do propulsor. Com efeito, durante o modo de partida do propulsor quente, o conjunto de transmissão de potência 132 opera como uma configuração sol dentro anel fora, a despeito de uma menor razão de engrenagem comparado ao modo de partida do propulsor frio.

[0077] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de potência 132 provê uma razão de engrenagem 4:1 na direção de fluxo de potência do modo de partida do propulsor quente. Em outras modalidades, outras razões de engrenagem (por exemplo, 3:1 - 7:1) podem ser providas. Considerando uma razão de engrenagem 4:1 do arranjo de correia de transferência de potência 200, uma razão de engrenagem 16:1 resultante (por exemplo, aproximadamente 12:1 a cerca de 28:1) pode ser conseguida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de partida do propulsor quente. Como tal, se, por exemplo, a máquina elétrica 134 estiver rotacionando a 10.000 RPM, a placa de acionamento 309 montado no propulsor 120 rotaciona a cerca de 600-700 RPM. Em um exemplo, a saída de torque do conjunto de transmissão de potência 132 para o propulsor 120 é aproximadamente 400-600 Nm. Correspondentemente, a máquina elétrica 134 pode dessa forma ter velocidades operacionais normais com uma velocidade relativamente menor e maior saída de torque para partida de propulsor.

[0078] A fim de transicionar para um outro modo, os dispositivos de solenoide 450, 470 são desengatados (desenergizados, neste exemplo) e a embreagem média 370 pode ser movimentada de volta para a posição desengatada. Isto pode ser implementado de inúmeras maneiras. Em um exemplo, uma mola (não mostrada) pode ser provida no segundo lado da embreagem média 370 de maneira tal que, mediante remoção da força dos dispositivos de solenoide 450, 470, a mola predispõe a embreagem média 370 de volta para a posição desengatada. Outros mecanismos podem ser providos.

[0079] Embora não seja mostrado na Figura 8, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 pode ser engatado para pivotar os membros de ligação de conjuntos de articulação 492, 512, 532 em torno dos membros pivôs na primeira face 393 do membro de reação 392 de maneira tal que os pinos de atuação 496, 516, 536 reposicionem axialmente a embreagem alta 380 no conjunto de engrenagem 320. Neste exemplo, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 são energizados para desengate e desenergizados para engate. Como tal, para transicionar para a posição desengatada, a corrente nos dispositivos de solenoide 490, 510, 530 pode ser interrompida e uma mola nos dispositivos de solenoide 490, 510, 530, na embreagem alta 380, ou no cubo de deslizamento 388 pode impelir para a posição engatada. Mediante engate da embreagem alta 380, o cubo de deslizamento 388 engata para travar o eixo de entrada 310 e a cobertura da engrenagem anel 333 para rotacionar juntos.

[0080] Com a embreagem alta 380 na posição engatada e a embreagem baixa e média 360, 370 em posições desengatadas, o conjunto de transmissão de potência 132 é configurado para operar no modo de intensificação ou modo de geração. A fim de transicionar para um outro modo, os dispositivos de solenoide 490, 510, 530 são desengatados (por exemplo, energizados, neste exemplo) e a embreagem alta 380 pode ser movimentada de volta para a posição desengatada.

[0081] No modo de intensificação, o propulsor 120 fica ativo e a máquina elétrica 134 opera como um motor. Em particular, e adicionalmente referindo-se à Figura 3, a máquina elétrica 134 rotaciona a polia 220 na primeira direção horária D1, por meio disso acionando a correia 230 e a polia 210 na primeira direção horária D1. A polia 210 aciona o elemento 135 e, dessa forma, o eixo de entrada 310, na primeira direção horária D1. Rotação do eixo de entrada 310 aciona a rotação da engrenagem sol de primeiro estágio 322 e, por sua vez, a rotação da engrenagem sol de primeiro estágio 322 aciona a rotação das engrenagens planetárias de primeiro estágio 324.

[0082] Como aqui notado, o eixo de entrada 310 é travado na engrenagem anel 332 pela embreagem alta 380 quando engatado. Em decorrência disso, rotação do eixo de entrada 310 aciona a engrenagem anel 332, bem como a engrenagem sol de primeiro estágio 322, as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324, o suporte planetário de primeiro estágio 326, a engrenagem sol de segundo estágio 334, e as engrenagens planetárias de segundo estágio 340, em torno do eixo geométrico rotacional primário 300.
Com efeito, o conjunto de engrenagem 320 roda como uma unidade em torno do eixo geométrico rotacional primário 300. Uma vez que os outros componentes do conjunto de engrenagem planetária 320 rodam com o eixo de entrada 310, a engrenagem anel 332 é acionada na mesma segunda direção horária D2. Como aqui notado, a engrenagem anel 332 funciona como parte do elemento de transferência de potência 133 para fazer interface com a placa de acionamento 309 montado no propulsor 120 para acionar o propulsor 120. Com efeito, durante o modo de intensificação, o conjunto de transmissão de potência 132 opera como uma configuração sol dentro anel fora.

[0083] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de potência 132 provê uma razão de engrenagem 1:1 na direção de fluxo de potência do modo de intensificação. Em outras modalidades, outras razões de engrenagem podem ser providas. Considerando uma razão de engrenagem 4:1 do arranjo de correia de transferência de potência 200, uma razão de engrenagem 4:1 resultante pode ser conseguida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de intensificação. Como tal, se, por exemplo, a máquina elétrica 134 estiver rotacionando a 10.000 RPM, a placa de acionamento 309 montado no propulsor 120 rotaciona a cerca de 2.500 RPM. Correspondentemente, a máquina elétrica 134 pode dessa forma ter velocidades operacionais normais ainda provendo uma velocidade de intensificação apropriada ao propulsor 120.

[0084] O conjunto de transmissão de potência 132 tem a mesma configuração para prover modo de geração como no modo de intensificação. Entretanto, no modo de geração, o propulsor 120 aciona o conjunto de transmissão de potência 132 e dessa forma a máquina elétrica 134.

[0085] Para o modo de geração (e subsequente aos modos de partida e/ou o modo de intensificação do propulsor), o propulsor 120 começa a acelerar acima da velocidade rotacional provida pelo conjunto de transmissão de potência 132, e a máquina elétrica 134 é comandada para desacelerar e parar de prover torque ao conjunto de transmissão de potência 132. Após o propulsor 120 ser estabilizado em uma velocidade suficiente e a máquina elétrica 134 ter suficientemente desacelerado ou parado, a embreagem alta 380 é engatada como aqui descrito para operar o conjunto de transmissão de potência 132 no modo de geração.

[0086] No modo de geração, o propulsor 120 roda a placa de acionamento 309 engatada com a engrenagem anel 332, dessa forma acionando a engrenagem anel 332 na segunda direção horária D2. A engrenagem anel 332 aciona as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 e as engrenagens planetárias de segundo estágio 340, que respectivamente acionam a engrenagem sol de primeiro estágio 322 e a engrenagem sol de segundo estágio 334, e adicionalmente acionando o eixo de entrada 310. Portanto, à medida que a engrenagem anel 332 roda na segunda direção horária D2, o eixo de entrada 310 é acionado e similarmente rotaciona na segunda direção horária D2 na mesma taxa de rotação. Como aqui notado, o eixo de entrada 310 é conectado com e provê potência de saída à máquina elétrica 134 na segunda direção horária D2 por meio do arranjo de correia de transferência de potência 200. Com efeito, durante o modo de geração, o conjunto de transmissão de potência 132 opera como uma configuração anel dentro sol fora.

[0087] Em um exemplo, o conjunto de transmissão de potência 132 provê uma razão de engrenagem 1:1 na direção de fluxo de potência do modo de geração. Em outras modalidades, outras razões de engrenagem podem ser providas. Considerando uma razão de engrenagem 4:1 do arranjo de correia de transferência de potência 200, uma razão de engrenagem 4:1 resultante pode ser conseguida para o dispositivo de arranque-gerador 130 entre a máquina elétrica 134 e o propulsor 120 durante o modo de geração. Em decorrência disso, a máquina elétrica 134 pode dessa forma ter velocidades operacionais normais em ambas as direções de fluxo de potência com saída de torque relativamente baixa durante geração de potência.

[0088] Detalhes adicionais relativos à interação do conjunto de transmissão de potência 132 e do propulsor 120 serão agora providos. Em particular, o conjunto de transmissão de potência 132 inclui o arranjo de montagem 305 que suporta e rotacionalmente acopla o conjunto de transmissão de potência 132 ao propulsor 120.

[0089] Referindo-se novamente à Figura 8 e como aqui introduzido, a engrenagem anel 332 é integral com o alojamento cilíndrico da engrenagem rotacionável 311. A engrenagem anel 332 inclui inúmeros encastelamentos 540 que se estendem radialmente ao interior de uma placa de flexão 550 que é montada em uma placa de acionamento 309. A placa de acionamento 309 é montada no eixo de manivela do propulsor 120 (Figura 3). Uma vista em grande aproximação do engate do acastelamento da engrenagem anel 540 com a placa de flexão 550 montada na placa de acionamento 309 é provida pela vista da Figura 9. Com efeito, este arranjo 305 provê um acoplamento direto (por exemplo, sem parafusos) entre o propulsor 120 (Figura 3) e o conjunto de transmissão de potência 132.

[0090] Referência é rapidamente feita à Figura 10, que é uma vista isométrica do lado do propulsor do conjunto de transmissão de potência 132 com a placa de acionamento 309 removida. Como aqui introduzido, o arranjo de montagem 305 inclui um conjunto de membros de perna 306 que se estende a partir da porção estacionária do alojamento 303. Os membros de perna 306 são dimensionados e modelados de maneira tal que a placa de acionamento 309 (não mostrada na Figura 10) montada na placa de flexão 550 possa engatar com o eixo de manivela do propulsor. As extremidades distais dos membros de perna 306 podem ser presas no propulsor 120 com parafusos ou outros prendedores (não mostrados). Com efeito, os membros de perna 306 funcionam para prover suporte estacionário e como um membro de reação para o conjunto de transmissão de potência 132 relativo ao propulsor 120.

[0091] As vistas das Figuras 11 e 12 são vistas isométricas da engrenagem anel 332 e da placa de flexão 550. Como mais bem mostrado na Figura 12, a engrenagem anel 332 é um membro integral (monobloco) com uma superfície interna 541, uma superfície externa 542, uma primeira superfície do perímetro (lado da máquina elétrica) 543, e uma segunda superfície do perímetro (lado do propulsor) 544. Como aqui introduzido, caneluras 545 são formadas na superfície interna 541 a fim de engatar com as engrenagens planetárias de primeiro estágio 324 e as engrenagens planetárias de segundo estágio 340. Os encastelamentos 540 se estendem em uma direção radial em torno da circunferência da segunda superfície do perímetro 544. Em um exemplo, a engrenagem anel 332 tem seis encastelamentos 540, embora outros exemplos possam ter diferentes números de encastelamentos 540.

[0092] A placa de flexão 550 pode também ser formada por um membro integral em um exemplo. Como mostrado, a placa de flexão 550 é no geral em formato de anel com um perímetro interno 551 e um perímetro externo 552. A placa de flexão 550 inclui uma fileira circunferencial de orifícios de engate 553 configurados para receber os encastelamentos 540 da engrenagem anel 332 quando montada. Os orifícios de engate 553 são dimensionados e modelados para acomodar os encastelamentos 540 a fim de prender os encastelamentos 540 na direção circunferencial, ainda permitindo acesso radial e axial relativamente fácil durante montagem e desmontagem do conjunto de transmissão de potência 132 relativo ao propulsor 120.

[0093] A placa de flexão 550 inclui adicionalmente uma fileira circunferencial de furos de montagem 554. Neste exemplo, os furos de montagem 554 são radialmente interiores aos orifícios de engate 553. Como descrito a seguir, os furos de montagem 554 são utilizados para montar a placa de flexão 550 na placa de acionamento 309.

[0094] A placa de flexão 550 pode ter uma ligeira dobra ou inclinação na direção radial em direção à engrenagem anel 332 do perímetro interno 551 ao perímetro externo 552 (ou uma ligeira dobra ou inclinação na direção radial para fora da engrenagem anel 332 do perímetro externo 552 ao perímetro interno 551). Isto provê uma resiliência radial à placa de flexão 550 que acomoda uma certa quantidade de movimento radial relativo entre o conjunto de transmissão de potência 132 e o propulsor 120. A resiliência da placa de flexão 550 pode ser ajustada para equilibrar a carga de inserção relativa a cargas de aplicação torsional. A placa de flexão 550 pode também ser provida com função antichacoalhamento e/ou antirruído para o conjunto de transmissão de potência 132.

[0095] Referência é feita agora à Figura 13, que é uma vista isométrica explodida da placa de flexão 550 e a placa de acionamento 309. Como aqui introduzido, a placa de flexão 550 inclui uma série de furos de montagem 554 configurados para receber prendedores 555 para prender a placa de flexão 550 na placa de acionamento 309.

[0096] Neste exemplo, a placa de acionamento 309 é um amortecedor torsional. Como tal, o amortecedor torsional 309 funciona para amortecer vibrações no eixo de manivela do propulsor 120. O amortecedor torsional 309 pode utilizar fluido ou molas para dissipar vibrações do eixo de manivela do motor e/ou da engrenagem anel 332. Em alguns exemplos, a placa de acionamento 309 pode ser um elemento separado do amortecedor torsional.

[0097] Como também mostrado na Figura 13, a placa de acionamento 309 inclui uma série de furos de montagem 556 para receber os prendedores 555 e prender a placa de flexão 550 na placa de acionamento 309. Dessa forma (e adicionalmente referindo-se às Figuras 14 e 15), a fim de acoplar a engrenagem anel 332 à placa de acionamento 309, a placa de flexão 550 é inicialmente presa na placa de acionamento 309 com os prendedores 555. Os encastelamentos 540 da engrenagem anel 332 são então inseridos nos orifícios de engate 553 da placa de flexão 550. Subsequentemente, a placa de acionamento 309 é montada no eixo de manivela do propulsor 120 (Figura 3) e os membros de perna de montagem 306 (Figura 10) são também presos no propulsor 120 (Figura 3). Desta maneira, a engrenagem anel 332 do conjunto de transmissão 132 pode ser rotacionalmente acoplada ao propulsor 120 para transferência de torque sem exigir um parafuso ou outro tipo de prendedor para a engrenagem anel 332.

[0098] Dessa forma, várias modalidades do sistema elétrico de veículo foram descritas que incluem dispositivo de arranque-gerador integrado. Vários conjuntos de transmissão podem ser incluídos no dispositivo, dessa forma reduzindo o espaço ocupado pelo sistema. O conjunto de transmissão pode prover múltiplas velocidades ou razões de engrenagem e transição entre velocidades/razões de engrenagem. Um ou mais arranjos de embreagem podem ser usados para seletivamente aplicar torque ao conjunto de engrenagem do conjunto de transmissão em ambas as direções de fluxo de potência. Engate mecânico direto com o eixo do propulsor reduz a complexidade e melhora a confiabilidade do sistema. O uso de conjuntos de engrenagem planetária no conjunto de transmissão provê altas capacidades de redução de engrenagem e torque com reduzido jogo em um envelope de espaço compacto. Em decorrência da natureza bidirecional do conjunto de transmissão de potência, o arranjo de correia de transferência de potência pode ser implementado com apenas um único tensionador de correia, por meio disso provendo um conjunto relativamente compacto de simples. Adicionalmente, usando o arranjo de correia de transferência de potência com correia e polias para acoplar e transferir potência entre a máquina elétrica e o conjunto de transmissão de potência, em vez de diretamente conectar e acoplar a máquina elétrica ao conjunto de transmissão de potência, a máquina elétrica pode ser montada separada do conjunto de transmissão para encaixar melhor ao propulsor em uma baia do propulsor do veículo. Adicionalmente, usando a correia e polias para acoplar a máquina elétrica ao conjunto de transmissão de potência, uma razão de engrenagem adicional (por exemplo, uma razão 4:1) pode ser conseguida. As modalidades supra discutidas incluem um conjunto de engrenagem planetária dupla, configuração com sol e sem anel para prover os modos de partida do propulsor quente e frio e uma configuração anel dentro sol fora para prover modo de geração. Como tal, um quarto conjunto de modo pode ser provido. As modalidades apresentadas permitem adicionalmente a montagem do conjunto de transmissão de potência sem o uso de parafusos ou prendedores a fim de simplificar e melhorar a montagem e desempenho. Adicionalmente, o arranjo de montagem entre o conjunto de transmissão de potência e o propulsor pode ser implementado com amortecedores torsionais e/ou recursos antichacoalhamento para melhorar a operação.

[0099] Também, os exemplos seguintes são providos, que são enumerados para facilidade de referência.

[00100] 1. Um dispositivo de arranque-gerador em combinação para um veículo de trabalho tendo um propulsor, o dispositivo de arranque-gerador compreendendo: uma máquina elétrica; um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e do propulsor e acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de potência e uma segunda direção de fluxo de potência, o conjunto de engrenagem configurado para operar em uma dentre pelo menos uma primeira razão de engrenagem, uma segunda razão de engrenagem, ou uma terceira razão de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e pelo menos uma quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência, em que o conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro; e um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento, em que a placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.

[00101] 2. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 1, em que o arranjo de montagem compreende adicionalmente um alojamento primário que encerra pelo menos parcialmente o conjunto de engrenagem e pelo menos uma perna de montagem que se estende a partir do alojamento primário para montar o dispositivo de arranque-gerador em combinação no propulsor.

[00102] 3. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 2, em que pelo menos uma perna de montagem inclui três pernas de montagem.

[00103] 4. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 2, em que a placa de acionamento inclui um amortecedor torsional configurado para amortecer vibrações.

[00104] 5. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 4, em que a base cilíndrica e os encastelamentos da engrenagem anel são formados integralmente.

[00105] 6. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 5, em que os encastelamentos da engrenagem anel e os orifícios de engate da placa de flexão permitem engate circunferencial entre a engrenagem anel e a placa de flexão sem que a engrenagem anel seja fixamente presa à placa de flexão em uma direção radial.

[00106] 7. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 1 compreende adicionalmente uma correia e polia acopladas ao conjunto de engrenagem e à máquina elétrica, em que a potência de entrada na primeira direção de fluxo de potência é transferida da máquina elétrica para o conjunto de engrenagem pela correia e polia, e em que na primeira direção de fluxo de potência a correia e polia rodam na primeira direção horária e na segunda direção de fluxo de potência a correia e polia rodam na segunda direção horária.

[00107] 8. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 7 compreende adicionalmente um único tensionador de correia que aplica tensão a um primeiro lado da correia tanto na primeira direção de fluxo de potência quanto na segunda direção de fluxo de potência.

[00108] 9. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 8, em que o conjunto de engrenagem compreende um trem de engrenagem epicíclica composto incluindo a engrenagem anel, um eixo de entrada, engrenagem sol de primeiro estágio e segundo estágio, engrenagens planetárias de primeiro estágio e segundo estágio, e suportes de primeiro estágio e segundo estágio com o suporte planetário de primeiro estágio canelado na engrenagem sol de segundo estágio, em que potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência da engrenagem sol para a engrenagem anel para o propulsor, e em que potência rotacional do propulsor move na segunda direção de fluxo de potência da engrenagem anel para a engrenagem sol para a máquina elétrica.

[00109] 10. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 9 compreende adicionalmente: pelo menos uma embreagem seletivamente acoplada ao conjunto de engrenagem para produzir as primeira, segunda e terceira razões de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e a quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência; e um conjunto de atuação incluindo pelo menos um dispositivo de solenoide eletromecânico configurado para seletivamente mudar pelo menos uma embreagem de uma posição desengatada na qual pelo menos uma embreagem é desacoplada do conjunto de engrenagem para uma posição engatada na qual pelo menos uma embreagem é acoplada ao conjunto de engrenagem.

[00110] 11. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 10, em que pelo menos uma embreagem inclui pelo menos uma primeira embreagem, uma segunda embreagem, e uma terceira embreagem, cada qual configurada como uma embreagem cão para seletivamente engatar o conjunto de engrenagem.

[00111] 12. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 11, em que, em um modo de partida do propulsor frio, a primeira embreagem fica na posição engatada para apoiar o suporte planetário de segundo estágio e as segunda e terceira embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência a partir do eixo de entrada, para a engrenagem sol de primeiro estágio, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio, para o suporte planetário de primeiro estágio, para a engrenagem sol de segundo estágio, para as engrenagens planetárias de segundo estágio, e para a engrenagem anel até o propulsor na primeira razão de engrenagem; e em que, em um modo de partida do propulsor quente, a segunda embreagem fica na posição engatada para apoiar o suporte planetário de primeiro estágio e as primeira e terceira embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, a potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência a partir do eixo de entrada, para a engrenagem sol de primeiro estágio, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio, e para a engrenagem anel até o propulsor na segunda razão de engrenagem.

[00112] 13. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 12, em que, em um modo de intensificação, a terceira embreagem fica na posição engatada para acoplar o eixo de entrada à engrenagem anel e as primeira e segunda embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, a potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência do eixo de entrada, para as engrenagens sol de primeiro estágio e segundo estágio, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio e segundo estágio, e para a engrenagem anel até o propulsor na terceira razão de engrenagem; e em que, em um modo de geração, a terceira embreagem fica na posição engatada para acoplar o eixo de entrada à engrenagem anel e as primeira e segunda embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, potência rotacional do propulsor move na segunda direção de fluxo de potência a partir da engrenagem anel, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio e segundo estágio, para as engrenagens sol de primeiro estágio e segundo estágio, e para o eixo de entrada até a máquina elétrica na quarta razão de engrenagem.

[00113] 14. O dispositivo de arranque-gerador em combinação do exemplo 13, em que cada uma da terceira razão de engrenagem e da quarta razão de engrenagem é uma razão 1:1 através do conjunto de engrenagem, e em que a primeira razão de engrenagem é maior que a segunda razão de engrenagem, e a segunda razão de engrenagem é maior que a terceira razão de engrenagem.

[00114] 15. Um conjunto de trem de acionamento para um veículo de trabalho, compreendendo: um propulsor; uma máquina elétrica; um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e do propulsor e acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de potência e uma segunda direção de fluxo de potência, o conjunto de engrenagem configurado para operar em uma dentre pelo menos uma primeira razão de engrenagem, uma segunda razão de engrenagem, ou uma terceira razão de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e pelo menos a terceira razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência, em que o conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro; pelo menos uma embreagem seletivamente acoplada ao conjunto de engrenagem para produzir as primeira, segunda e terceira razões de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e a quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência; um conjunto de atuação configurado para seletivamente mudar pelo menos uma embreagem de uma posição desengatada na qual pelo menos uma embreagem é desacoplada do conjunto de engrenagem para uma posição engatada na qual pelo menos uma embreagem é acoplada ao conjunto de engrenagem; e um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento, em que a placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.

[00115] Como versados na técnica podem perceber, determinados aspectos da matéria objeto descrita podem ser concebidos como um método, sistema (por exemplo, um sistema de controle de veículo de trabalho incluído em um veículo de trabalho), ou produto programa de computador. Correspondentemente, determinadas modalidades podem ser implementadas completamente como hardware, completamente como software (incluindo firmware, software residente, microcódigo etc.) ou como uma combinação de aspectos de software e hardware (e outros). Além disso, determinadas modalidades podem assumir a forma de um produto programa de computador em uma mídia de armazenamento utilizável por computador tendo código de programa utilizável por computador incorporado na mídia.

[00116] Qualquer mídia utilizável por computador ou legível por computador adequada pode ser utilizada. A mídia utilizável por computador pode ser uma mídia de sinal legível por computador ou uma mídia de armazenamento legível por computador. Uma mídia de armazenamento utilizável por computador, ou legível por computador (incluindo um dispositivo de armazenamento associado com um dispositivo de computação ou dispositivo eletrônico de cliente) pode ser, por exemplo, mas não se limitando a, um sistema, aparelho, ou dispositivo eletrônico, magnético, óptico, eletromagnético, infravermelho, ou semicondutor, ou qualquer combinação adequada dos expostos. Exemplos mais específicos (uma lista não exaustiva) da mídia legível por computador incluiria o seguinte: uma conexão elétrica tendo um ou mais fios, um disquete de computador portátil, um disco rígido, uma memória de acesso aleatório (RAM), uma memória apenas de leitura (ROM), uma memória apenas de leitura programável apagável (EPROM ou memória Flash), uma fibra óptica, uma memória apenas de leitura de disco compacto portátil (CD-ROM), um dispositivo de armazenamento óptico. No contexto deste documento, uma mídia de armazenamento utilizável por computador, ou legível por computador pode ser qualquer mídia tangível que pode conter ou armazenar um programa para uso por ou relativo ao sistema, aparelho, ou dispositivo de execução de instrução.

[00117] Uma mídia de sinal legível por computador pode incluir sinal de dados propagado com código de programa legível por computador incorporado na mesma, por exemplo, em banda base ou como parte de uma onda portadora. Um sinal propagado como esse pode assumir qualquer de uma variedade de formas, incluindo, mas sem se limitar a, eletromagnético, óptico, ou qualquer combinação adequada dos mesmos. Uma mídia de sinal legível por computador pode ser não transitória e pode ser qualquer mídia legível por computador que não é uma mídia de armazenamento legível por computador e que pode comunicar, propagar ou transportar um programa para uso por ou relativo a um sistema, aparelho, ou dispositivo de execução de instrução.

[00118] Aspectos de determinadas modalidades que são descritos aqui podem ser descritos com referência a ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos de métodos, aparelho (sistemas) e produtos programa de computador de acordo com modalidades da descrição. Entende-se que cada bloco de qualquer tais ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos, e combinações de blocos em tais ilustrações de fluxograma e/ou diagramas de blocos, pode ser implementado por instruções de programa de computador. Essas instruções de programa de computador podem ser providas a um processador do computador de uso geral, computador de uso especial, ou outro aparelho de processamento de dados programável para produzir uma máquina, de maneira tal que as instruções, que executam por meio do processador do computador ou outro aparelho de processamento de dados programável, criem meios para implementar as funções/atos especificadas no bloco ou blocos de fluxograma e/ou diagrama de blocos.

[00119] Essas instruções de programa de computador podem também ser armazenadas em uma memória legível por computador que pode direcionar um computador ou outro aparelho de processamento de dados programável para funcionar de uma maneira particular, de maneira tal que as instruções armazenadas na memória legível por computador produzam um artigo de fabricação incluindo instruções que implementam a função/ato especificada no bloco ou blocos de fluxograma e/ou diagrama de blocos.

[00120] As instruções de programa de computador podem também ser carregadas em um computador ou outro aparelho de processamento de dados programável para fazer com que uma série de etapas operacionais sejam realizadas no computador ou outro aparelho programável para produzir um processo implementado por computador de maneira tal que as instruções que executam no computador ou outro aparelho programável forneçam etapas para implementar as funções/atos especificadas no bloco ou blocos de fluxograma e/ou diagrama de blocos.

[00121] Qualquer fluxograma e diagrama de blocos nas figuras, ou discussão similar apresentada, pode ilustrar a arquitetura, funcionalidade, e operação de possíveis implementações de sistemas, métodos e produtos programa de computador de acordo com várias modalidades da presente descrição. A este respeito, cada bloco no fluxograma ou diagramas de blocos pode representar um módulo, segmento, ou porção de código, que inclui uma ou mais instruções executáveis para implementar a(s) função(ões) lógica(s) especificada(s). Deve-se notar também que, em algumas implementações alternativas, as funções notadas no bloco (ou de outra forma descritas aqui) podem ocorrer fora da ordem notada nas figuras. Por exemplo, dois blocos mostrados em sucessão (ou duas operações descritas em sucessão) podem, de fato, ser executadas de forma substancialmente simultânea, ou os blocos (ou operações) podem algumas vezes ser executados na ordem inversa, dependendo da funcionalidade envolvida. Nota-se também que cada bloco de qualquer diagrama de blocos e/ou ilustração de fluxograma, e combinações de blocos em quaisquer diagramas de blocos e/ou ilustrações de fluxograma, podem ser implementados por sistemas baseados em hardware de uso especial que realizam as funções ou ações especificadas, ou combinações de hardware de uso especial e instruções de computador.

[00122] A terminologia usada aqui tem propósito apenas de descrever modalidades particulares e não é para limitar a descrição. Na forma aqui usada, as formas singulares “um”, “uma” e “o”, “a” devem incluir igualmente as formas plurais, a menos que o contexto indique claramente de outra forma. Entende-se adicionalmente que os termos “compreende” e/ou “compreendendo”, quando usados nesta especificação, especificam a presença de recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos e/ou componentes declarados, mas não eliminam a presença ou adição de um ou mais outros recursos, números inteiros, etapas, operações, elementos, componentes e/ou grupos dos mesmos.

[00123] A descrição da presente descrição foi apresentada para efeitos de ilustração e descrição, mas não é para ser exaustiva ou limitada à descrição na forma descrita. Muitas modificações e variações ficarão aparentes aos versados na técnica sem fugir do escopo e espírito da descrição. Modalidades explicitamente referenciadas aqui foram escolhidas e descritas a fim de explicar melhor os princípios da descrição e sua aplicação prática, e permitir que outros versados na técnica entendam a descrição e reconheçam muitas alternativas, modificações e variações no(s) exemplo(s) descrito(s). Correspondentemente, várias modalidades e implementações além das explicitamente descritas estão dentro do escopo das reivindicações seguintes.

Claims

Dispositivo de arranque-gerador em combinação para um veículo de trabalho tendo um propulsor, o dispositivo de arranque-gerador caracterizado pelo fato de que compreende:
uma máquina elétrica;
um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e do propulsor e acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de potência e uma segunda direção de fluxo de potência, o conjunto de engrenagem configurado para operar em uma dentre pelo menos uma primeira razão de engrenagem, uma segunda razão de engrenagem, ou uma terceira razão de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e pelo menos uma quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência, em que o conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro; e
um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento, em que a placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o arranjo de montagem compreende adicionalmente um alojamento primário que encerra pelo menos parcialmente o conjunto de engrenagem e pelo menos uma perna de montagem que se estende a partir do alojamento primário para montar o dispositivo de arranque-gerador em combinação no propulsor.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma perna de montagem inclui três pernas de montagem.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a placa de acionamento inclui um amortecedor torsional configurado para amortecer vibrações.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a base cilíndrica e os encastelamentos da engrenagem anel são formados integralmente.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os encastelamentos da engrenagem anel e os orifícios de engate da placa de flexão permitem engate circunferencial entre a engrenagem anel e a placa de flexão sem que a engrenagem anel seja fixamente presa à placa de flexão em uma direção radial.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente uma correia e polia acopladas ao conjunto de engrenagem e à máquina elétrica,
em que a potência de entrada na primeira direção de fluxo de potência é transferida da máquina elétrica para o conjunto de engrenagem pela correia e polia, e em que na primeira direção de fluxo de potência a correia e polia rodam na primeira direção horária, e na segunda direção de fluxo de potência a correia e polia rodam na segunda direção horária.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um único tensionador de correia que aplica tensão a um primeiro lado da correia tanto na primeira direção de fluxo de potência quanto na segunda direção de fluxo de potência.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que
o conjunto de engrenagem compreende um trem de engrenagem epicíclica composto incluindo a engrenagem anel, um eixo de entrada, engrenagens sol de primeiro estágio e segundo estágio, engrenagens planetárias de primeiro estágio e segundo estágio, e suportes de primeiro estágio e segundo estágio com o suporte planetário de primeiro estágio canelado na engrenagem sol de segundo estágio,
em que a potência rotacional da máquina elétrica se move na primeira direção de fluxo de potência da engrenagem sol para a engrenagem anel para o propulsor, e em que potência rotacional do propulsor move na segunda direção de fluxo de potência da engrenagem anel para a engrenagem sol para a máquina elétrica.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
pelo menos uma embreagem seletivamente acoplada ao conjunto de engrenagem para produzir as primeira, segunda e terceira razões de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e a quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência; e
um conjunto de atuação incluindo pelo menos um dispositivo de solenoide eletromecânico configurado para seletivamente mudar a pelo menos uma embreagem de uma posição desengatada na qual a pelo menos uma embreagem é desacoplada do conjunto de engrenagem para uma posição engatada na qual a pelo menos uma embreagem é acoplada ao conjunto de engrenagem.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a pelo menos uma embreagem inclui pelo menos uma primeira embreagem, uma segunda embreagem, e uma terceira embreagem, cada qual configurada como uma embreagem cão para seletivamente engatar o conjunto de engrenagem.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que
em um modo de partida do propulsor frio, a primeira embreagem fica na posição engatada para apoiar o suporte planetário de segundo estágio e as segunda e terceira embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência a partir do eixo de entrada, para a engrenagem sol de primeiro estágio, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio, para o suporte planetário de primeiro estágio, para a engrenagem sol de segundo estágio, para as engrenagens planetárias de segundo estágio, e para a engrenagem anel até o propulsor na primeira razão de engrenagem; e
em que, em um modo de partida do propulsor quente, a segunda embreagem fica na posição engatada para apoiar o suporte planetário de primeiro estágio e as primeira e terceira embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, a potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência a partir do eixo de entrada, para a engrenagem sol de primeiro estágio, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio, e para a engrenagem anel até o propulsor na segunda razão de engrenagem.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que
em um modo de intensificação, a terceira embreagem fica na posição engatada para acoplar o eixo de entrada à engrenagem anel e as primeira e segunda embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, a potência rotacional da máquina elétrica move na primeira direção de fluxo de potência do eixo de entrada, para as engrenagens sol de primeiro estágio e segundo estágio, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio e segundo estágio, e para a engrenagem anel até o propulsor na terceira razão de engrenagem; e
em que, em um modo de geração, a terceira embreagem fica na posição engatada para acoplar o eixo de entrada à engrenagem anel e as primeira e segunda embreagens ficam nas posições desengatadas, e, adicionalmente, potência rotacional do propulsor move na segunda direção de fluxo de potência a partir da engrenagem anel, para as engrenagens planetárias de primeiro estágio e segundo estágio, para as engrenagens sol de primeiro estágio e segundo estágio, e para o eixo de entrada até a máquina elétrica na quarta razão de engrenagem.
Dispositivo de arranque-gerador em combinação de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que cada uma da terceira razão de engrenagem e da quarta razão de engrenagem é uma razão 1:1 através do conjunto de engrenagem, e em que a primeira razão de engrenagem é maior que a segunda razão de engrenagem, e a segunda razão de engrenagem é maior que a terceira razão de engrenagem.
Conjunto de trem de acionamento para um veículo de trabalho, caracterizado pelo fato de que compreende:
um propulsor;
uma máquina elétrica;
um conjunto de engrenagem configurado para receber entrada rotacional da máquina elétrica e do propulsor e acoplar a máquina elétrica e o propulsor em uma primeira direção de fluxo de potência e uma segunda direção de fluxo de potência, o conjunto de engrenagem configurado para operar em uma dentre pelo menos uma primeira razão de engrenagem, uma segunda razão de engrenagem, ou uma terceira razão de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e pelo menos a terceira razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência, em que o conjunto de engrenagem inclui uma engrenagem anel formada por uma base cilíndrica com uma superfície do perímetro voltada para o propulsor e uma fileira circunferencial de encastelamentos que se estendem em uma direção radial a partir da superfície do perímetro;
pelo menos uma embreagem seletivamente acoplada ao conjunto de engrenagem para produzir as primeira, segunda e terceira razões de engrenagem na primeira direção de fluxo de potência e a quarta razão de engrenagem na segunda direção de fluxo de potência;
um conjunto de atuação configurado para seletivamente mudar a pelo menos uma embreagem de uma posição desengatada na qual a pelo menos uma embreagem é desacoplada do conjunto de engrenagem para uma posição engatada na qual a pelo menos uma embreagem é acoplada ao conjunto de engrenagem; e
um arranjo de montagem compreendendo uma placa de acionamento configurada para ser presa a um eixo de manivela do propulsor e uma placa de flexão montada na placa de acionamento, em que a placa de flexão inclui uma fileira de orifícios de engate configurados para receber os encastelamentos da engrenagem anel para acoplar rotacionalmente a engrenagem anel ao propulsor por meio do arranjo de montagem.
Conjunto de trem de acionamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o arranjo de montagem compreende adicionalmente um alojamento primário que encerra pelo menos parcialmente o conjunto de engrenagem e pelo menos uma perna de montagem que se estende a partir do alojamento primário para montar o dispositivo de arranque-gerador em combinação no propulsor.
Conjunto de trem de acionamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a placa de acionamento inclui um amortecedor torsional configurado para amortecer vibrações.
Conjunto de trem de acionamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que a base cilíndrica e os encastelamentos da engrenagem anel são formados integralmente.
Conjunto de trem de acionamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que os encastelamentos da engrenagem anel e os orifícios de engate da placa de flexão permitem engate circunferencial entre a engrenagem anel e a placa de flexão sem que a engrenagem anel seja fixamente presa à placa de flexão em uma direção radial.
Conjunto de trem de acionamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente:
uma correia e polia acopladas ao conjunto de engrenagem e à máquina elétrica, em que a potência de entrada na primeira direção de fluxo de potência é transferida da máquina elétrica para o conjunto de engrenagem pela correia e polia, em que na primeira direção de fluxo de potência a correia e polia rodam na primeira direção horária e na segunda direção de fluxo de potência a correia e polia rodam na segunda direção horária; e
um único tensionador de correia que aplica tensão a um primeiro lado da correia tanto na primeira direção de fluxo de potência quanto na segunda direção de fluxo de potência.