BR112015010414B1 - Veículo rodoviário pesado compreendendo um sistema de propulsão híbrido e método para controle de um sistema de propulsão híbrido - Google Patents
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Abstract
método de controle de trem de tração de veículo a presente invenção se refere a um veículo rodoviário 5 pesado proporcionado com um sistema de propulsão híbrido (1) compreendendo um sistema de propulsão mecânico (12) e um sistema de propulsão hidráulico (13). o sistema de propulsão mecânico (12) é conectado para pelo menos uma roda de tração (2a) que é impulsionada por um motor de 10 combustão interna (4) por intermédio de um trem de tração mecânico e de uma caixa de marchas (5). o sistema de propulsão hidráulico (13) é conectado para pelo menos uma outra roda de tração (6a) compreendendo um motor hidráulico (8, sa) impulsionado por uma unidade de bomba hidráulica (7) .a unidade de propulsão hibrida adicionalmente compreende uma unidade de controle (10) para controle pelo menos da unidade de propulsão hibrida (13), opcionalmente também controle do sistema de propulsão mecânico (12) . o sistema de propulsão hidráulico (13) adicionalmente inclui 20 um acumulador de pressão (9) que é conectado para o motor hidráulico (sa, 8) de maneira a manter uma pressão no motor hidráulico (sa, 8) até mesmo se a unidade de bomba hidráulica (7) for desligada. portanto, o motor hidráulico (8, sa) pode ser pressurizado sem a necessidade para a 25 unidade de bomba hidráulica (7) criar um fluxo de líquido hidráulico de maneira tal que energia pode ser economizada quando não existir nenhuma necessidade para proporcionar uma força ou fluxo de tração hidráulica através do motor hidráulico (8, sa), por exemplo, em roda livre quando uma 30 pressão é desejada para assegurar a função de roda livre e/ou a lubrificação do motor hidráulico (8, sa).
Description
[001] A presente invenção se refere a um sistema de propulsão híbrido para um veículo proporcionado com propulsão mecânica e hidráulica combinadas. A presente invenção é, em particular, direcionada para o sistema de propulsão hidráulico de um tal veículo.
[002] Para veículos rodoviários pesados, é conhecido que existe algumas vezes um desejo para provisão de força de tração sobre diversos pares de rodas de maneira tal que o veículo, por exemplo, é proporcionado com uma força de tração sobre um par de rodas traseiro e bem como sobre um par de rodas dianteiro. Em muitos casos, é desejável ter capacidade para controlar a tração do veículo de maneira tal que um ou diversos pares de rodas podem ser conectados ou desconectados a partir da fonte de força (impulsão) dependendo da demanda de força de tração. A unidade de propulsão pode ser a mesma para todas as rodas de tração ou ser uma combinação de diferentes fontes de força, por exemplo, um veículo proporcionado com um trem de tração mecânico conectado para um motor de combustão interna e uma fonte de força hidráulica conectada para motores hidráulicos. Em geral, a tração mecânica é utilizada como o sistema de propulsão principal para deslocamento em estrada e a tração hidráulica é utilizada como uma tração auxiliar para condições severas em baixas velocidades ou para um veículo em um modo de trabalho, por exemplo, quando utilizando tração lenta para operações de carregamento e de descarregamento. Diferentes exemplos de tais veículos são, por exemplo, apresentados no pedido de patente internacional número WO 2011/100206; na patente US 5.361.208; na patente US 3.780.820; na patente européia número EP 505 727; ou no pedido de patente US 2011/197574.
[003] Veículos de hoje em dia são, por conseqüência, proporcionados com forças de tração sobre ambas as rodas traseiras e dianteiras utilizando uma tração mecânica e hidráulica combinadas e são projetadas e possuem sistemas de controle para habilitação, desabilitação e controle dos diferentes sistemas de tração para serem utilizados eficientemente. Entretanto, existe ainda um desejo para aperfeiçoar os sistemas de maneira a aperfeiçoar a capacidade de tração e proporcionar um eficiente sistema de tração hidráulico quando utilizando ambos os sistemas de propulsão e bem como quando utilizando somente um dos sistemas.
[004] Um objetivo da presente invenção é o de proporcionar um sistema de propulsão hidráulico eficiente que pode ser utilizado como um sistema de propulsão adicional juntamente com um sistema de propulsão mecânico para impulsionar as rodas do veículo, e de uma maneira fácil, ser ativado ou desativado dependendo da demanda de tração. Em geral, o sistema de propulsão hidráulico é intencionado para somente estar ativo durante baixas velocidades, por exemplo, quando existe um desejo para força adicional ou utilizado como uma fonte de tração única quando desempenhando trabalho ou tração lentamente com parada e partida freqüentes. É, conseqüentemente, um desejo de se ter capacidade para desacoplar ou desconectar a tração hidráulica quando utilizando o veículo em velocidades especialmente altas tracionando sobre uma estrada somente utilizando um sistema de propulsão mecânico. O sistema de propulsão hidráulico deveria, por conseqüência, ser possível de desconectar e conectar de uma maneira fácil e de se ter capacidade para proporcionar uma eficiente função de roda livre (giro livre, rotação livre) com baixas perdas de fricção e baixo consumo de energia durante roda livre, isto é, quando o sistema de propulsão hidráulico não é utilizado para provisão de uma força de tração para o veículo.
[005] Portanto, a presente invenção se refere a um veículo rodoviário pesado compreendendo um sistema de propulsão híbrido incluindo pelo menos uma primeira roda de tração, preferivelmente um par de rodas de tração, que forma um primeiro sistema de propulsão mecânico compreendendo um trem de tração mecânico incluindo um motor de combustão interna, proporcionando uma força de tração para a primeira roda de tração, ou pares de rodas, por intermédio de uma caixa de marchas. O sistema de propulsão híbrido adicionalmente compreende uma segunda, diferente roda de tração, ou preferivelmente um segundo par de rodas de tração diferente a partir do primeiro par de rodas, que faz parte de um segundo sistema de propulsão hidráulico compreendendo uma unidade de bomba hidráulica impulsionando pelo menos um motor hidráulico de maneira a proporcionar uma força de tração para referida segunda roda de tração ou pares de rodas. O sistema de propulsão híbrido também compreende uma unidade de controle para controle de referida segunda, unidade de propulsão hidráulica. A unidade de controle pode também ser conectada para o e ter capacidade para controlar o primeiro, sistema de propulsão mecânico.
[006] Em concordância com a presente idéia da presente invenção, o sistema de propulsão hidráulico do veículo pesado é conectado para um acumulador de pressão. O acumulador de pressão habilita o sistema de propulsão hidráulico para ser pressurizado sem a necessidade para continuamente utilizar uma bomba hidráulica, uma característica que pode ser útil, por exemplo, durante roda livre das rodas impulsionadas hidraulicamente. Portanto, o acumulador de pressão é conectado para o motor hidráulico ou motores hidráulicos de maneira a manter uma pressão no motor hidráulico. O acumulador de pressão pode, por conseqüência, ser utilizado ao invés da unidade de bomba para manutenção da pressão em uma parte fechada do sistema hidráulico incluindo o motor ou motores ao invés de provisão de um fluxo contínuo de líquido hidráulico por utilização da unidade de bomba. A utilização da unidade de bomba é necessária quando existe um desejo de proporcionar um fluxo continuo através dos motores, por exemplo, quando utilizando o sistema hidráulico para proporcionar força de tração. A necessidade para um sistema pressurizado quando não utilizando as rodas impulsionadas hidraulicamente para tração, por exemplo, durante roda livre, é assegurar existir líquido hidráulico presente no sistema para propósitos de lubrificação, para se ter capacidade de rapidamente permutar sobre a tração hidráulica e a pressão pode também ser utilizada para manter as rodas tracionadas hidraulicamente em um modo de rodagem livre.
[007] A unidade de bomba pode ser construída para ter capacidade de proporcionar fluxo de alta pressão e bem como fluxo de baixa pressão. A unidade de bomba pode ser projetada para compreender uma bomba principal para entrega de um fluxo de alta pressão e uma bomba de carga para entrega de um fluxo de baixa pressão. Se a bomba principal é uma bomba de deslocamento variável, a mesma pode ter capacidade de proporcionar um fluxo de alta pressão e bem como um fluxo de baixa pressão. O fluxo de alta pressão é utilizado quando existe uma necessidade ou desejo para provisão de uma força de tração a partir da roda hidraulicamente tracionada ou pares de rodas hidraulicamente tracionadas. A bomba de carga é utilizada tanto para suprimento de líquido hidráulico para a bomba principal ou para ser conectada diretamente para o sistema de propulsão hidráulico e quanto utilizada para provisão de um fluxo de baixa pressão através do motor hidráulico, por exemplo, se existe um desejo para proporcionar um fluxo de refrigeração para o motor hidráulico sem qualquer tração significante desejada. A bomba de carga poderia ser da espécie de deslocamento fixo ou de deslocamento variável. Os motores hidráulicos poderiam vantajosamente ser da espécie de deslocamento fixo ainda que uma espécie de deslocamento variável também seja possível.
[008] O acumulador de pressão pode ser conectado para a unidade de bomba para ser pressurizada pela unidade de bomba. De maneira a conseguir uma alta pressão no acumulador de pressão, o acumulador de pressão é pressurizado ou carregado por um fluxo a partir da bomba principal da unidade de bomba.
[009] De maneira a controlar o sistema de propulsão hidráulico, o mesmo é proporcionado com um número de válvulas que podem parar ou controlar a direção de fluxo do líquido hidráulico. É evidente para a pessoa especializada no estado da técnica que as válvulas e a tubulação hidráulica formando o sistema hidráulico podem ser projetadas de uma maneira quase sem fim de combinações de maneira tal que o sistema de propulsão hidráulico pode ser controlado para permutar entre um primeiro modo de acumulador de pressão no qual o motor hidráulico pode ser pressurizado pelo acumulador de pressão enquanto não existe essencialmente nenhum fluxo através do motor e um segundo modo de pressão de bomba no qual existe um fluxo a partir da unidade de bomba através do motor hidráulico.
[0010] De maneira a funcionar apropriadamente, o sistema hidráulico deveria ser projetado de maneira tal que seja possível carregar o acumulador de pressão, preferivelmente a partir da unidade de bomba utilizada para provisão de um fluxo de tração para o motor hidráulico. O acumulador de pressão deveria também ter capacidade de estar em comunicação hidráulica com o motor hidráulico quando a unidade de bomba é desligada ou está em modo inativo (neutro) de maneira tal que a pressão no motor seja mantida. Quando o acumulador de pressão é utilizado para pressurização do motor hidráulico deveria ser possível cortar (desativar) o fluxo através do motor hidráulico de maneira a manter a pressão dentro do motor.
[0011] Existe, por consequência, um número de maneiras para projetar o sistema para se ter capacidade de preencher (cumprir) estes critérios desejados que estejam dentro do escopo da presente invenção. O sistema hidráulico pode ser concretizado por possuir uma válvula direcional de fluxo que possibilita um fluxo a partir da unidade de bomba através do motor hidráulico ou motores hidráulicos quando a tração hidráulica é ligada (acionada) enquanto possibilitando que o acumulador de pressão venha a ser carregado ao mesmo tempo. Se o acumulador de pressão é carregado acima de uma determinada pressão, o fluxo para o acumulador de pressão pode ser cortado e a tração hidráulica pode continuar. Quando é desejado que a tração hidráulica não deva mais de nenhuma forma ser utilizada, as bombas hidráulicas podem ser desativadas e o acumulador de pressão e o/s motor/es hidráulico/s pode/m ser ajustado/s em conexão hidráulica um/ns com o/s outro/s dentro de uma parte fechada do sistema hidráulico de maneira tal que a pressão nos motores hidráulicos é mantida enquanto não existe fluxo através do sistema.
[0012] A presente invenção adicionalmente se refere a um método para controle de um sistema de propulsão compreendendo uma primeira roda de tração fazendo parte de um primeiro sistema de propulsão compreendendo um trem de tração mecânico icluindo um motor de combustão interna que proporciona uma força de tração para referida primeira roda de tração por intermédio de uma caixa de marchas e uma segunda roda de tração fazendo parte de um segundo sistema de propulsão compreendendo uma unidade de bomba hidráulica para impulsão de um motor hidráulico de maneira a proporcionar uma força de tração para referida segunda roda de tração. Referido sistema de tração híbrido adicionalmente compreende uma unidade de controle para controle de referida segunda unidade de propulsão (13). A unidade de controle é programada para desligar ou ajustar referida unidade de bomba hidráulica em um modo inativo (neutro) quando é indicado que um acumulador de pressão hidráulica conectado para o sistema de propulsão hidráulico possui uma pressão acima de um limite de pressão definido enquanto ao mesmo tempo é indicado nenhum desejo para um fluxo de líquido hidráulico a partir da unidade de bomba para o motor hidráulico. O sistema de propulsão hidráulico é, em conseqüência disso, controlado de maneira tal que o acumulador de pressão é conectado para o motor hidráulico de maneira a manter uma pressão no motor hidráulico.
[0013] O sistema de controle é, em particular, adequado para um veículo pesado de uma espécie de transportamento de carga pesada. O sistema é particularmente útil para caminhões que, como sua tarefa, freqüentemente são utilizados em condições severas, por exemplo, caminhões de transportamento de madeira (troncos) que podem ser utilizados sobre pequenas estradas ou pistas temporárias na floresta onde o caminho pode ser escorregadio ou lamacento e força de tração adicional é desejada. O veículo pode também ser de uma outra espécie de veículo rodoviário pesado que freqüentemente dê partida e pare durante seu tempo de trabalho, por exemplo, um ônibus público utilizado pelo menos ocasionalmente em tráfego urbano. Portanto, o sistema de tração híbrido mecânico/hidráulico é adequado para veículos a serem utilizados como transportadores de mercadorias ou de passageiros, o que demanda proporcionar uma propulsão confortável e eficiente quando se deslocando em velocidade lenta, por exemplo, em uma situação freqüentemente de “parada e partida” (“stop and go”) e bem como quando se deslocando em velocidades mais altas ao longo de distâncias mais longas. De maneira a proporcionar a tração desejada sob circunstâncias com condições de tração empobrecidas, deveria ser possível utilizar ambos os sistemas simultaneamente.
[0014] Um veículo pesado da espécie anteriormente descrita deveria, por conseqüência, preferivelmente ser adaptado para trafegar suavemente sobre estradas normais em uma velocidade relativamente alta, por exemplo, acima de 90 km/h, enquanto também para assegurar tração em baixas velocidades em estradas temporárias, não pavimentadas. De maneira a funcionar de uma maneira desejável sob diferentes condições como exemplificadas anteriormente, a tração complementar, isto é, as rodas dianteiras hidraulicamente impulsionadas, deveriam ter capacidade de serem desconectadas quando tracionando em altas velocidades e tendo capacidade de proporcionar uma força de tração adicional quando desejado, normalmente em velocidades relativamente baixas. Em geral, não existe nenhuma necessidade para utilização das unidades de propulsão hidráulicas complementares acima de velocidades de 30 km/h ainda que possa ser vantajoso utilizar as mesmas algumas vezes (ocasionalmente) até 50 km/h. O veículo pode também ser proporcionado com uma função de tração lenta em baixas velocidades quando somente a tração hidráulica é utilizada.
[0015] De maneira a se ter uma eficiente função para as condições anteriormente descritas é, por conseqüência, desejado proporcionar um sistema de propulsão hidráulico que, de uma maneira eficiente, é desconectado e enquanto desconectado, reduz o consumo de energia. Isto pode ser conseguido por utilização do acumulador de pressão de maneira a manter uma pressão desejada no sistema hidráulico sem a necessidade para uma bomba trabalhando continuamente. De maneira a se ter capacidade de desativar a bomba por um período de tempo mais longo, o fluxo principal é preferivelmente cortado de maneira tal que uma pressão estática no sistema é mantida. Em alguns casos, pode ser desejado possuir um pequeno fluxo de vazamento a partir do sistema de maneira a fazer o sistema funcionar apropriadamente.
[0016] A seguir, a presente invenção irá ser descrita em maiores detalhes por intermédio dos desenhos, nos quais: Figura 1 descreve uma vista esquemática de um veículo de transportamento de carga pesada proporcionado com uma tração hidráulica auxiliar sobre as rodas dianteiras; Figura 2 descreve um sistema de propulsão hidráulico em concordância com uma concretização da presente invenção; e Figura 3 descreve uma Figura esquemática de uma vista de seção transversal axial de um motor hidráulico.
[0017] Na Figura 1, é mostrada uma vista esquemática de um sistema de propulsão (1) para um veículo rodoviário pesado. O sistema de propulsão (1) compreende um primeiro sistema de propulsão mecânico (12) e um segundo sistema de propulsão hidráulico (13). O primeiro sistema de propulsão mecânico (12) compreende um par de rodas de tração (2a, 2b) que são localizadas sobre um eixo de rodas de tração traseiro (3) que é impulsionado por um motor de combustão interna [internal combustion engine (ICE)] (4). O eixo de rodas de tração traseiro (3) é conectado para o ICE (4) por intermédio de uma caixa de marchas (5). A caixa de marchas (5) pode ser uma caixa de marchas escalonada e o trem de tração mecânico pode compreender uma transmissão de dupla embreagem [Double Clutch Transmission (DCT)] de maneira a reduzir o tempo para a mudança de marcha. O segundo sistema de propulsão hidráulico (13) adicionalmente compreende um segundo par de rodas de tração (6a, 6b), as rodas dianteiras, que são tracionadas por um par de motores hidráulicos (8a, 8b) que são conectados para uma e impulsionados por uma unidade de bomba hidráulica (7).
[0018] Um exemplo de motores hidráulicos adequados é descrito na Figura 3. O sistema de propulsão hidráulico (13) adicionalmente compreende um acumulador de pressão (9) conectado para os motores hidráulicos (8a, 8b). De maneira a ter capacidade de controlar o fluxo hidráulico como desejado, existem evidentemente diferentes válvulas, por exemplo, válvulas de direção de fluxo e válvulas de corte, presentes no sistema de propulsão hidráulico (13). Um sistema de propulsão hidráulico (13) adequado para o sistema de tração (1) é apresentado na Figura 2.
[0019] O sistema de tração (1) adicionalmente compreende uma unidade de controle (10) que é conectada para o ICE (4), para a caixa de marchas (5) e para a unidade de bomba hidráulica (7). Ainda que não seja necessário para a unidade de controle (10) ser conectada para o ICE (4) e para a caixa de marchas (5), isto é considerado ser benéfico para provisão de um controle desejado do sistema de propulsão hidráulico (13). A unidade de controle (10) pode evidentemente também ser conectada para outras partes dos sistemas de propulsão (12, 13), por exemplo, a mesma pode ser conectada para os motores hidráulicos (8a, 8b) de maneira a enviar sinais de saída para válvulas de controle nos motores (8a, 8b) e no acumulador de pressão hidráulica (9).
[0020] A unidade de controle (10) pode ser conectada para uma variedade de sensores, por exemplo, sensores de velocidade para indicação da velocidade das rodas de tração dianteiras (6a, 6b) e das rodas de tração traseiras (2a, 2b). Sensores de velocidade podem ser úteis para controle de tração quando utilizando ambos os sistemas de propulsão (12, 13) em condições severas para evitar derrapagem ou rotação (giro, rodopio). Sensores de velocidade podem ser substituídos por ou utilizados juntamente com sensores adicionais para controle das unidades de propulsão. A unidade de controle (10) pode adicionalmente ser conectada para um regulador de tração (11) que é utilizado pelo motorista para seleção entre diferentes modos de tração, por exemplo, tração híbrida (ambos os sistemas de propulsão mecânica e hidráulica são utilizados), tração normal (somente propulsão mecânica é utilizada) e tração lenta (somente propulsão hidráulica é utilizada). Pode também ser possível possuir um modo de seleção automático ou semi-automático que seleciona unidades de propulsão adequadas para serem utilizadas, por exemplo, somente propulsão mecânica em velocidades acima de um determinado limite de velocidade e ativação da propulsão hidráulica automaticamente se é detectada uma derrapagem de roda ou rotação de roda.
[0021] É evidentemente possível incluir rodas adicionais para serem tracionadas pelos sistemas de propulsão mecânico ou hidráulico bem como rodas não tracionadas. Da mesma forma, é evidentemente possível mudar a propulsão de maneira tal que as rodas traseiras (2a, 2b) são tracionadas pelo sistema de propulsão hidráulico (13) e as rodas dianteiras (6a, 6b) são tracionadas pelo sistema de propulsão mecânico (12).
[0022] Na Figura 2a e na Figura 2b está um sistema de propulsão hidráulico (13) mais detalhado compreendendo uma unidade de bomba (7) conectada para um motor hidráulico (8) e para um acumulador de pressão (9) por intermédio de uma válvula de guia de fluxo de duas vias (17). A unidade de bomba (7) compreende uma bomba principal (15) e uma bomba de carga (16). As bombas (15, 16) são impulsionadas por uma derivação de força [Power Take Off (PTO)] (14). A bomba de carga (16) irá proporcionar um fluxo de líquido hidráulico de baixa pressão a partir de um tanque de reservatório (19) para ser utilizado tanto para diretamente alimentar o motor hidráulico (8) ou quanto para ser utilizado para proporcionar um fluxo de suprimento de líquido hidráulico para a bomba principal (15). O fluxo de baixa pressão para o motor hidráulico (8) pode ser utilizado quando não existe nenhum desejo de utilizar o motor hidráulico (8) para propulsão, mas sendo desejado proporcionar um fluxo através do motor hidráulico (8) de maneira a refrigerar o motor hidráulico (8) quando for desacoplado durante roda livre.
[0023] Quando o fluxo de baixa pressão é direcionado para alimentar a bomba principal (15), é intencionado ser utilizado para produção de um fluxo de alta pressão a partir da bomba principal (15) para impulsão do motor hidráulico (8) quando existe um desejo para proporcionar uma força de tração hidráulica. O fluxo de alta pressão a partir da bomba principal (15) é preferivelmente também utilizado para carregar o acumulador de pressão (9) ainda que seja também possível carregar o acumulador de pressão (9) com o fluxo de baixa pressão a partir da bomba de carga (16). O acumulador de pressão (9) pode ser conectado por intermédio da válvula de direção de fluxo de duas vias (17) para o motor hidráulico (8) de maneira a manter uma pressão no motor hidráulico (8) quando nenhum fluxo é desejado. A partir do motor hidráulico (8) existe um fluxo de retorno de líquido hidráulico para o tanque de reservatório (20). A válvula de guia de fluxo de duas vias (17) é utilizada para controlar o fluxo a partir da unidade de bomba (7) para o motor hidráulico (8) e para o acumulador de pressão (9). Existe adicionalmente uma primeira válvula de restrição de fluxo variável (18a) entre a válvula de duas vias (17) e o acumulador de pressão (9) e bem como uma segunda válvula de restrição de fluxo variável (18b) entre o motor hidráulico (8) e o tanque de reservatório (19).
[0024] Na Figura 2a, a válvula de duas vias (17) é ajustada em uma primeira, posição de fluxo de bomba, na qual o fluxo a partir da unidade de bomba (7) é direcionado para o acumulador de pressão (9) e para o motor hidráulico (8). Nesta posição, por conseqüência, pode o acumulador de pressão (9) ser carregado ou pressurizado enquanto pode também existir um fluxo através do motor hidráulico (8). Quando a pressão no acumulador hidráulico (9) tiver alcançado um nível desejado, a primeira válvula de restrição de fluxo variável (18a), entre o acumulador de pressão (9) e a válvula de duas vias (17), pode ser fechada e a pressão no acumulador de pressão (9) mantida na pressão desejada. A unidade de bomba (7) pode continuamente proporcionar um fluxo de alta pressão, utilizando a bomba principal (15), ou fluxo de baixa pressão, utilizando a bomba de carga (16), para o motor hidráulico (8) quando a válvula de direção de fluxo de duas vias (17) está nesta posição. Quando a unidade de bomba (7) é utilizada para produzir um fluxo através do motor hidráulico (8) é a segunda válvula de desligar, entre o motor hidráulico (8) e o tanque de reservatório (19), aberta.
[0025] Na Figura 2b, a válvula de duas vias (17) é ajustada em uma segunda, posição de acumulador de pressão, na qual o acumulador de pressão (9) é conectado para o motor hidráulico (8) para manter uma pressão no motor hidráulico (8). Quando a válvula de duas vias (17) é ajustada nesta segunda posição, a primeira válvula de restrição de fluxo (18a), entre o acumulador de pressão (9) e a válvula de duas vias (17), é mantida aberta enquanto a segunda válvula de restrição de fluxo variável (18b), entre o motor hidráulico (8) e o tanque de reservatório (20), é mantida fechada ou possivelmente ligeiramente aberta para possibilitar um pequeno fluxo de “vazamento”. Quando a válvula de duas vias (17) é ajustada nesta segunda posição de acumulador de pressão, o fluxo a partir da unidade de bomba (7) para o motor hidráulico é cortado (desativado). Portanto, a unidade de bomba (7) não deveria proporcionar qualquer fluxo quando a válvula de duas vias (17) é ajustada nesta posição e a unidade de bomba (7) pode ser desativada ou ajustada em modo inativo (neutro), por exemplo, por ajustamento de uma bomba de deslocamento variável para proporcionar fluxo zero, de maneira tal que energia pode ser economizada. Se a pressão no motor hidráulico (8) cai abaixo de um valor pré-definido, a válvula de duas vias (17) pode permutar a partir da segunda, posição de acumulador de pressão, para a primeira, posição de fluxo de bomba enquanto mantendo a primeira válvula de restrição de fluxo (18a) entre a válvula de duas vias (17) e o acumulador de pressão (9) aberta, e a segunda válvula de restrição de fluxo (18b) entre o motor hidráulico (8) e o tanque de reservatório (20) fechada, enquanto a unidade de bomba (7) é ativada para pressurizar o acumulador de pressão (9) e o motor hidráulico (8). Quando a pressão no acumulador (9) e, por conseqüência, também no motor hidráulico (8), tiver alcançado um nível desejado, a válvula de duas vias (17) pode permutar sobre a segunda, posição de acumulador de pressão, e a unidade de bomba (7) pode, uma vez mais, ser desativada ou ajustada em modo inativo (neutro).
[0026] Na Figura 3, é mostrada uma Figura esquemática de uma vista de seção transversal axial de um motor hidráulico (8, 8a, 8b) adequado para o sistema apresentado na Figura 1 e na Figura 2. O motor hidráulico (8, 8a, 8b) compreende um anel de excêntrico externo (20) possuindo uma configuração essencialmente hexagonal proporcionada com bordas arredondadas (21) e porções arredondadas, elevadas internamente (22) dentre as bordas arredondadas (21). O anel de excêntrico (20) está rotacionando com uma roda conectada para o motor hidráulico (8). O anel de excêntrico (20) é adicionalmente dividido em campos de direção (23, 24) que são definidos pelo pico das porções elevadas (22) e das bordas arredondadas (21). Um campo de direção (23) que se estende a partir de uma borda arredondada (21) para um pico da porção elevada (22) na direção horária corresponde para um campo rotacional horário (23) e um tal campo (23) irá, por conseqüência, ser referenciado como um campo rotacional à frente daqui por diante (doravante). Um campo de direção (24) que se estende a partir de uma borda arredondada (21) para um pico da porção elevada (22) na direção anti-horária corresponde para um campo rotacional anti-horário (24) e um tal campo irá, por conseqüência, ser referenciado como um campo rotacional reverso (24) daqui por diante (doravante). O motor hidráulico adicionalmente inclui uma placa distribuidora central (25) também rotacionando com a roda e proporcionada com canais à frente (26) e canais reversos (27). Os canais (26), (27) possuem seis aberturas cada um, que são adaptadas para se encaixar (ajustar) nos e se conectar hidraulicamente com os pistões (28), neste caso oito pistões, que são localizados simetricamente em torno do centro rotacional do motor hidráulico (8) em um bloco de cilindros fixado (29). Os canais à frente e reversos (26, 27) são projetados de maneira tal que os canais à frente (26) são localizados nos mesmos setores de círculo como os campos rotacionais à frente (23) do anel de excêntrico (20) e os canais reversos (27) são localizados nos mesmos setores de círculo como os campos rotacionais reversos (24) para entrega de líquido hidráulico para os pistões (28). Quando tanto o canal à frente (26) ou quanto o canal reverso (27) são pressurizados, o anel de excêntrico (20) e uma roda atada para o mesmo, irão se movimentar correspondentemente para proporcionar uma movimentação à frente ou uma movimentação reversa de um veículo.
[0027] Na Figura 3, é mostrado que dois pistões (28 d, h) (pist ão esquerdo superior e pistão direito inferior) são encaixados com as e hidraulicamente conectados com as aberturas do canal à frente (26) e prontas para receber líquido hidráulico pressurizado a partir do sistema hidráulico. Se o líquido hidráulico no canal à frente (26) é pressurizado, o pistão esquerdo superior (28g) e o pistão direito inferior (28d) irão ser empurrados externamente e provocar uma movimentação horária (à frente) do anel de excêntrico (20) e de uma roda atada para o anel de excêntrico (20). Na medida em que o anel de excêntrico (20) e a placa distribuidora (25) rotacionam, a conexão entre os pistões pressurizados (28 d, g) (pistão superior esquerdo e pistão direito inferior) irão ser desconectados e despressurizados de maneira tal que os pistões (28 d, h) podem facilmente serem retornados para o bloco de cilindro fixado (29). Enquanto o anel de excêntrico (20) está se movimentando na direção à frente, o pistão esquerdo (28f) e o pistão direito (28c) irão se tornar hidraulicamente conectados para o canal à frente (26) e estes pistões (28 c, f) irão ser empurrados externamente e proporcionar para uma movimentação à frente contínua do anel de excêntrico (20). Este procedimento irá, por conseqüência, continuar para os cilindros (28) até que o canal à frente (26) seja despressurizado. Se uma movimentação reversa é desejada ao invés disso, o canal reverso (27) é pressurizado ao invés disso e uma movimentação reversa do anel de excêntrico (20) e de uma roda atada é conseguida. De maneira a desacoplar o motor hidráulico (8), o espaço entre o anel de excêntrico (20) e o bloco de cilindro (29), usualmente o espaço no motor hidráulico (8) definido por um alojamento de motor, poderia ser pressurizado de maneira tal que os pistões irão ser empurrados para o bloco de cilindro (29) e uma roda conectada para o motor hidráulico (8) pode rotacionar mais ou menos livremente. Este espaço pode, por conseqüência, ser pressurizado tanto por utilização da unidade de bomba (7) ou quanto do acumulador de pressão (9) (ver a Figura 1 e a Figura 2). Portanto, os motores hidráulicos podem ser desacoplados de uma maneira eficiente de maneira tal que existem pequenas perdas devido para o fato da fricção adicional a partir do motor hidráulico quando desacoplado. Na medida em que os motores hidráulicos usualmente não são intencionados para serem utilizados para propulsão do caminhão de transportamento de carga quando se deslocando acima de 30 km/h sobre uma estrada ou rodovia, é importante que a montagem dos motores hidráulicos para o veículo não irá contribuir com uma resistência à rolagem adicional significante quando desacoplados.
[0028] Ainda que tenha sido exemplificado anteriormente se possuir seis excêntricos sobre o anel de excêntrico, o número de excêntricos poderia ser diferente, por exemplo, nove ou dez. Da mesma forma, o número de pistões não necessita ser de oito, mas poderia, por exemplo, ser de dez ou de doze.
[0029] Portanto, enquanto a presente invenção tenha sido descrita em concordância com concretizações preferidas, é para ser compreendido e apreciado por aqueles especializados no estado da técnica que a presente invenção pode ser realizada em concretizações de muitas outras diferentes formas e maneiras com um número de modificações, de variações e de mudanças sendo conceptível sem afastamento a partir do espírito inventivo e do escopo de proteção como estabelecido e determinado pelas reivindicações de patente.
Claims (5)
1. Veículo rodoviário pesado compreendendo um sistema de propulsão híbrido (1), referido sistema compreendendo: - uma primeira roda de tração (2a) fazendo parte de um primeiro sistema de propulsão (12) compreendendo um trem de tração mecânico incluindo um motor de combustão interna (4) que proporciona uma força de tração para referida primeira roda de tração (2a) por intermédio de uma caixa de marchas (5); - uma segunda roda de tração (6a) fazendo parte de um segundo sistema de propulsão (13) compreendendo uma unidade de bomba hidráulica (7) para impulsão de um motor hidráulico (8, 8a) de maneira a proporcionar uma força de tração para referida segunda roda de tração (6a); - uma unidade de controle (10) para controle de referida segunda unidade de propulsão (13); em que: - referido veículo rodoviário pesado compreende um acumulador de pressão hidráulica (9) que é conectado para o sistema de propulsão hidráulico (13), referido acumulador de pressão hidráulica (9) conectado a referido motor hidráulico (8a, 8) de maneira a manter uma pressão no motor hidráulico (8a, 8), em que: - referida unidade de bomba (7) compreende uma bomba principal (15), entregando um fluxo de alta pressão, e uma bomba de carga (16), entregando um fluxo de baixa pressão, em que a dita bomba de carga (16) é disposta em comunicação hidráulica com a bomba principal (15) de modo a suprir um fluxo de fluido hidráulico para a bomba principal (15); caracterizado pelo fato de que o veículo rodoviário pesado compreende adicionalmente - uma válvula de direção de fluxo de duas vias (17) em comunicação hidráulica entre a unidade de bomba hidráulica (7) e o motor hidráulico (8, 8a) e o acumulador de pressão (9), a válvula de duas vias (17) sendo controlada entre uma primeira posição na qual fluxo da unidade de bomba (7) é fornecido para o motor hidráulico (8, 8a) e o acumulador de pressão (9), e uma segunda posição onde o acumulador de pressão (9) está em comunicação hidráulica com o motor hidráulico (8, 8a) para manter a pressão no motor hidráulico (8, 8a), em que, a unidade de bomba hidráulica (7) é desconectada do motor hidráulico (8, 8a) e o acumulador de pressão (9), quando a válvula de duas vias (17) assume a segunda posição.
2. Veículo rodoviário pesado (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referida unidade de bomba (7) compreende uma bomba principal (15) possuindo um deslocamento variável para entrega de um líquido de alta pressão.
3. Veículo rodoviário pesado (1), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que referido acumulador de pressão (9) é conectado para a unidade de bomba (7) e é pressurizado pela unidade de bomba (7).
4. Veículo rodoviário pesado (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que referida unidade de bomba (7) é projetada para ter capacidade para entregar uma baixa pressão a partir da bomba de carga (16) para o motor hidráulico (8, 8a) se existir uma necessidade para fluxo de baixa pressão através do motor hidráulico (8, 8a) de maneira a refrigerar o circuito hidráulico.
5. Método para controle de um sistema de propulsão hibrido (1) para um veículo rodoviário pesado conforme definido em qualquer uma das reivindicações anteriores, referido sistema de propulsão hibrido (1) compreendendo: - uma primeira roda de tração (2a) fazendo parte de um primeiro sistema de propulsão (12) compreendendo um trem de tração mecânico incluindo um motor de combustão interna (4) que proporciona uma força de tração para referida primeira roda de tração (2a) por intermédio de uma caixa de marchas (5); - uma segunda roda de tração (6a) fazendo parte de um segundo sistema de propulsão (13) compreendendo uma unidade de bomba hidráulica (7) para impulsão de um motor hidráulico (8, 8a) de maneira a proporcionar uma força de tração para referida segunda roda de tração (6a), em que, a dita unidade de bomba (7), compreende uma bomba principal (15), fornecendo um fluxo de alta pressão para o motor hidráulico (8, 8a), e uma bomba de carga (16), fornecendo um fluxo de baixa pressão para o motor hidráulico (8,8a), em que a dita bomba de carga (16) é disposta em comunicação hidráulica com a bomba principal (15) de modo a suprir um fluxo de fluido hidráulico para a bomba principal (15); - uma unidade de controle (10) para controle de referida segunda unidade de propulsão (13); em que - referida unidade de controle (10) é programada para desligar ou ajustar referida unidade de bomba hidráulica (7) em um modo inativo quando é indicado que um acumulador de pressão hidráulica (9), que é conectado para o sistema de propulsão hidráulico (13), possui uma pressão acima de um limite de pressão definido e é indicado não existir nenhum desejo para um fluxo de líquido hidráulico a partir da unidade de bomba (7) para referido motor hidráulico (8a, 8) por intermédio do que referido acumulador de pressão hidráulica (9) é conectado ao motor hidráulico (8a, 8) de maneira a manter uma pressão no motor hidráulico (8a, 8), em que a unidade de controle (10) é disposta adicionalmente de modo a controlar a bomba de carga (16) para direcionar fluido hidráulico para a bomba principal (15) quando se tiver um desejo de acionar o motor hidráulico (8, 8a) por meio da bomba principal (15), e - uma válvula de duas vias (17) disposta em comunicação hidráulica entre a unidade de bomba hidráulica (7) e o motor hidráulico (8, 8a) e o acumulador de pressão (9), caracterizado pelo fato do método compreender a etapa de controlar a válvula de duas vias entre: - uma primeira posição na qual fluxo da unidade de bomba (7) é fornecido para o motor hidráulico (8, 8a) e ao acumulador de pressão (9), e - uma segunda posição na qual o acumulador de pressão (9) está em comunicação hidráulica com o motor hidráulico (8, 8a) para manter a pressão no motor hidráulico (8, 8a), em que a unidade de bomba hidráulica (7) é desconectada do motor hidráulico (8, 8a) e o acumulador de pressão (9) quando a válvula de duas vias (17) assume a segunda posição.
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