BR112020000389A2 - dispositivo monobloco de suporte de um grupo motopropulsor de um veículo automotivo, e, veículo automotivo equipado com um grupo motopropulsor - Google Patents

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Abstract

RESUMO DISPOSITIVO MONOBLOCO DE SUPORTE DE UM GRUPO MOTOPROPULSOR DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO, E, VEÍCULO AUTOMOTIVO EQUIPADO COM UM GRUPO MOTOPROPULSOR

Description

“DISPOSITIVO MONOBLOCO DE SUPORTE DE UM GRUPO MOTOPROPULSOR DE UM VEÍCULO AUTOMOTIVO, E, VEÍCULO AUTOMOTIVO EQUIPADO COM UM GRUPO MOTOPROPULSOR” DOMÍNIO TÉCNICO DA INVENÇÃO
[001] A invenção refere-se a um dispositivo monobloco de suporte de um grupo motopropulsor de veículo automotivo.
FUNDAMENTOS TÉCNICOS DA INVENÇÃO
[002] Um grupo motopropulsor de veículo automotivo geralmente comporta um motor, uma caixa de marchas e/ou um motorredutor e, pelo menos, uma árvore de transmissão saindo da referida caixa de marchas ou do motorredutor. É conhecido dispor o grupo motopropulsor seja de modo axial, isto é, o virabrequim é orientado longitudinalmente na direção de deslocamento do veículo, seja de modo transversal, isto é, que o virabrequim é orientado perpendicularmente à direção do deslocamento do veículo.
[003] Quando o grupo motopropulsor está disposto transversalmente, a caixa de marchas ou o motorredutor está disposto transversalmente de um lado do motor. Ele aciona as rodas direita e esquerda do veículo por meio de duas árvores de transmissão transversais de comprimento diferente. Uma árvore de transmissão curta conecta um diferencial integrado à caixa de marchas a uma roda, enquanto que uma árvore de transmissão longa, que se estende em parte sob o motor do veículo, conecta o diferencial à outra roda.
[004] Esse árvore de transmissão longa apresenta muitos problemas de flexão e de torção durante o funcionamento do grupo motopropulsor. Também ela está sujeita a numerosas vibrações.
[005] Para remediar este inconveniente, é conhecido apoiar e guiar em rotação a árvore de transmissão longa por meio de um mancal dito “mancal intermediário" que é fixado ao grupo motopropulsor. Essa configuração permite assegurar uma retomada dos esforços de flexão da árvore de transmissão longa sobre o grupo motopropulsor e, consequentemente, melhorar o comportamento e a confiabilidade da árvore de transmissão longa.
[006] Aliás, é conhecido fixar o grupo motopropulsor aos elementos de estrutura do veículo automotivo por meio de suportes de motor. Os suportes de motor são peças muito rígidas que são fixadas ao elemento de estrutura por meio de órgãos de amortecimento, tais como anéis de materiais elastoméricos, também conhecidos sob o nome de "bloco silencioso". Assim, o motor é sustentado pela estrutura do veículo com um amortecimento permitindo, notadamente, impedir que as vibrações produzidas pelo funcionamento do motor sejam transmitidas à estrutura do veículo.
[007] Os veículos atuais dispõem, geralmente, de um compartimento motor pouco volumoso, que deve acomodar cada vez mais acessórios. É comum que os projetistas de veículos automotivos encontrem problemas de ocupação de espaço, que não permitem dispor livremente todas as partes do motor.
[008] Assim, foi constatado que, para certos motores, a árvore de transmissão passa exatamente no local que deveria ser ocupado por um suporte de motor.
BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[009] A invenção refere-se a um dispositivo monobloco de suporte de um grupo motopropulsor de veículo automotivo que comporta: - um braço de suporte; - uma sapata de fixação que está disposta em uma primeira extremidade do braço de suporte e que é destinada a ser rigidamente fixada ao grupo motopropulsor; e - um anel de suspensão de eixo principal determinado, que está disposto em uma segunda extremidade do braço de suporte e que é destinado a ser fixado a um elemento de estrutura do veículo com interposição de um anel de amortecimento; caracterizado pelo fato de que o braço de suporte comporta um mancal intermediário que é destinado a ser atravessado por uma árvore de transmissão do grupo motopropulsor para suportar o mesmo.
[0010] De acordo com outras características da invenção: - o mancal intermediário é feito em um segmento intermediário do braço posicionado entre a sapata e o anel de suspensão; - o mancal intermediário está disposto mais próximo da sapata do que do anel de suspensão; - o mancal intermediário é formado por um orifício delimitado por uma parede anular fechada de eixo principal determinado; - o mancal intermediário é destinado a ser fechado por uma tampa acoplada; - o eixo principal do anel de suspensão é paralelo ao eixo principal do mancal intermediário; - o braço comporta nervuras de enrijecimento em um plano ortogonal ao eixo do anel de suspensão que ligam o segmento intermediário e a sapata de fixação.
[0011] A invenção também se refere a um veículo automotivo equipado com um grupo motopropulsor comportando um motor elétrico, caracterizado pelo fato de que o grupo motopropulsor é fixado a um elemento de estrutura do veículo por meio de, pelo menos, um dispositivo de suporte realizado de acordo com os ensinamentos da invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0012] Outras características e vantagens da invenção aparecerão durante a leitura da descrição detalhada a seguir, para cuja compreensão será feita referência aos desenhos em anexo, em que:
[0013] - A Figura 1 é uma vista esquemática de um grupo motopropulsor realizado de acordo com os ensinamentos da invenção;
[0014] - A Figura 2 é uma vista em perspectiva de um dispositivo de suporte do grupo motopropulsor integrando um mancal intermediário realizado de acordo com os ensinamentos da invenção;
[0015] - A Figura 3 é uma vista lateral do grupo motopropulsor equipado com o dispositivo de suporte da Figura 2;
[0016] - A Figura 4 é uma vista frontal do grupo motopropulsor da figura 3.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS FIGURAS
[0017] Na sequência da descrição, serão adotadas a título sem limitação as orientações:
- longitudinal "L", dirigida de trás para frente ao longo do sentido de deslocamento normal do veículo; - transversal "T", dirigida da esquerda para a direita; - vertical "V" dirigida de baixo para cima.
[0018] Na descrição a seguir, elementos apresentando uma estrutura idêntica ou funções análogas serão designados por uma mesma referência.
[0019] Foi representado na Figura 1 um grupo motopropulsor 10 transversal para um veículo automotivo (não representado).
[0020] Na modalidade representada nas Figuras 3 e 4, é mostrado um grupo motopropulsor 10 que comporta um motor 12 elétrico de tração, uma caixa de marchas 14 equipada com um diferencial e um carregador 15.
[0021] O termo "caixa de marchas" engloba também um motorredutor sem mudança de relação de transmissão.
[0022] De modo conhecido, o grupo motopropulsor 10 comporta, pelo menos, o motor 12 que está acoplado à caixa de marchas 14. A caixa de marchas 14 é capaz de acionar duas rodas 16 e 18 do veículo através de uma árvore 20 de transmissão curta 20 e uma árvore de transmissão longa 22 que se estende em parte sob o motor 12.
[0023] Cada árvore 20, 22 de transmissão é acionada pela caixa de marchas
14. Cada árvore 20, 22 de transmissão aciona a roda 16, 18 associada através de uma árvore de roda 24, 26. As árvores de transmissão 20, 22 são ligadas em rotação às árvores de roda 24, 26 por meio de uma junta 28, 30 homocinética respectiva.
[0024] De modo conhecido, a árvore 22 de transmissão longa é guiada em rotação por meio de um mancal intermediário 32 que é fixado a uma parede de um elemento do grupo motopropulsor 10, por exemplo, a uma parede de um bloco 34 do motor 12.
[0025] Aliás, o grupo motopropulsor 10 é formado por um conjunto de módulos, aqui o motor 12, o inversor 13 e a caixa de marchas 14, que estão rigidamente ligados uns aos outros. Assim, o grupo motopropulsor 10 forma um conjunto solidário que pode ser carregado por um bloco. De modo conhecido, e como representado na Figura 1, o grupo motopropulsor 10 é geralmente suportado por, pelo menos, um elemento de estrutura 34 do veículo automotivo, por exemplo, por um berço, por meio de uma pluralidade de dispositivos de suporte 36 rígidos. Uma primeira extremidade do suporte 36 rígido é fixada ao grupo motopropulsor 10 enquanto que uma extremidade oposta é fixada a um pino de suspensão (não representado) do elemento de suporte 36 por meio de um órgão 38 de amortecimento, geralmente um anel de material elastomérico, também conhecido sob o nome "bloco silencioso". Assim, pelo menos uma parte das vibrações produzidas pelo grupo motopropulsor 10 não são transmitidas ao elemento de estrutura 34. Cada elemento de suporte 36 deve ser suficientemente rígido e resistente para carregar uma parte do peso do grupo motopropulsor 10, apesar das vibrações.
[0026] O grupo motopropulsor 10 é aqui disposto de modo que a árvore 22 de transmissão longa esteja disposta longitudinalmente frente a um pino de suspensão do elemento de estrutura 36. Como resultado, isto torna difícil dispor um dispositivo de suporte 36 na parede oposta ao grupo motopropulsor sem interferir com a passagem da árvore 22 de transmissão longa.
[0027] Para resolver este problema, a invenção propõe o dispositivo 40 de suporte, que é ilustrado nas figuras 2 a 4.
[0028] Como é mais particularmente visível na Figura 2, o dispositivo 40 de suporte comporta um braço 42 de suporte que aqui se estende em uma direção longitudinal desde uma extremidade traseira em direção a uma extremidade dianteira. O braço 42 de suporte aqui tem uma largura transversal inferior à sua altura vertical.
[0029] O dispositivo 40 de suporte também comporta uma sapata 44 de fixação, que está disposta em uma primeira extremidade do braço 42 de suporte, aqui na extremidade dianteira. A sapata 44 de fixação apresenta o formato de uma placa vertical transversal, da qual uma face oposta ao braço 42 deve ser destinada a ser pressionada longitudinalmente contra uma face associada do grupo motopropulsor 10, como será explicado em maiores detalhes abaixo.
[0030] A sapata 44 é destinada a ser fixada rigidamente ao grupo motopropulsor 10. Para esse fim, a sapata 44 é aqui atravessada por vários orifícios de fixação 46, aqui em número de três, que devem receber uma haste rosqueada, por exemplo: um parafuso ou um rebite.
[0031] Um anel 48 de suspensão do eixo principal transversal "A" está disposto em uma segunda extremidade, aqui a extremidade traseira, do braço 42 de suporte. O anel é destinado a ser fixado a um pino (não representado) de suspensão do elemento de estrutura com interposição de um órgão 50 de amortecimento, aqui um anel comportando material elastomérico. O dispositivo 40 de suporte é destinado, assim, a ser fixado ao elemento de estrutura do veículo, ajustando o anel 48 com o pino de suspensão associado.
[0032] Como explicado previamente, o dispositivo 40 de suporte é feito de um modo monobloco. Isto significa que o braço 42, a sapata 44 e o anel 48 são formados em uma peça única. O dispositivo é aqui produzido em uma peça única por moldagem e usinagem da dita peça. O dispositivo 40 de suporte é, por exemplo, feito de um material metálico, como aço, ferro fundido ou alumínio.
[0033] Adicionalmente, o braço 42 de suporte inclui um mancal 52 intermediário que é destinado a ser atravessado pela árvore de transmissão longa 22 para suportar o mesmo. O mancal intermediário 52 é projetado para alojar um rolamento de guia (não representado) da árvore 22 de transmissão ao longo do grupo motopropulsor 10.
[0034] O mancal intermediário 52 é formado por um orifício feito em um segmento 54 intermediário do braço 42. O orifício é delimitado por uma parede 56 cilíndrica interna fechada com um eixo principal "B", que é aqui transversal.
[0035] Em variante não representada da invenção, o mancal intermediário é aberto radialmente com uma abertura grande o suficiente para inserir a árvore de transmissão longitudinalmente. A abertura é, então, destinada a ser fechada por uma tampa acoplada.
[0036] O eixo principal "A" do anel 48 de suspensão é aqui paralelo ao eixo principal "B" do mancal intermediário 52.
[0037] O segmento 54 intermediário é interposto longitudinalmente entre a sapata 44 e um segmento de extremidade longitudinal que comporta o anel 48 de suspensão.
[0038] Como é particularmente visível na Figura 2, o mancal intermediário 52 está disposto longitudinalmente mais próximo da sapata 44 que o anel 48 de suspensão.
[0039] Aliais, para preencher a função de suporte motor, é imperativo que o dispositivo 40 de suporte apresente uma rigidez muito elevada. O dispositivo 40 de suporte deve, notadamente, apresentar uma rigidez elevada à flexão em um plano vertical longitudinal. Ora, a presença do mancal intermediário 52 tem a tendência de reduzir a rigidez à flexão e/ou a resistência à ruptura desta peça. Para resolver este problema, a invenção propõe dispor as nervuras 58A, 58B de enrijecimento sobre o braço 42. O dispositivo 40 de suporte comporta, aqui, duas nervuras 58A, 58B que se estendem em um plano ortogonal ao eixo "A "do anel 48 de suspensão, aqui em um plano vertical longitudinal. Uma nervura 58A superior liga o segmento intermediário 54 à sapata 44 de fixação, passando por cima do mancal intermediário
52. Da mesma forma, uma nervura 58B inferior liga o segmento intermediário 54 à sapata 44 de fixação, passando por baixo do mancal intermediário 52.
[0040] Foi representado, nas figura 3 e 4, o dispositivo 40 de suporte integrando o mancal intermediário 52 montado no grupo motopropulsor 10.
[0041] O grupo motopropulsor 10 comporta, aqui, vários suportes 36 de motor que preenchem apenas uma função de suporte motor, e um dispositivo 40 de suporte realizado de acordo com os ensinamentos da invenção integrando o mancal intermediário 52.
[0042] O anel 48 de suspensão do dispositivo 40 de suporte é aqui equipado com o órgão 50 de amortecimento, que é formado por um conjunto concêntrico de dois anéis de material elastomérico, que são separados radialmente por anéis de chapa. O órgão 50 de amortecimento comporta, em seu centro, um orifício destinado a ser ajustado em um pino correspondente do elemento de suporte.
[0043] A sapata 44 de fixação do dispositivo 40 de suporte é aqui pressionada contra uma parede 60 transversal vertical do motor 12. A sapata 44 é aqui fixada por meio de três parafusos 61 de fixação passados através dos orifícios 46 e aparafusados nas roscas correspondentes da parede 60 do motor 12.
[0044] A árvore 22 de transmissão longa é disposta ao longo da dita parede 60, um espaço longitudinal sendo reservado entre a árvore 22 de transmissão e a parede 60 para permitir a rotação da árvore 22. Durante a montagem, um rolamento de guia (não representado) é montado em torno da árvore 22 de transmissão longa. Então, a árvore 22 de transmissão longa é inserida transversalmente no mancal intermediário 52 em direção do diferencial da caixa de marchas 14, até que o rolamento de guia esteja alojado no mancal intermediário 52. Como representado na figura 2, a parede 56 interna do mancal intermediário 52 comporta um ressalto 62 anular contra o qual um anel externo do rolamento de guia é destinado a parar em batente transversalmente.
[0045] Uma tampa 64 anular é, em seguida, fixada, aqui por aparafusamento, sobre o braço 42 do dispositivo 40 de suporte para fechar o mancal intermediário 52 e impedir, assim, que o rolamento de guia saia.
[0046] Adicionalmente, um acessório, aqui o carregador 13, é suportado em parte pela nervura 58A superior do dispositivo 40 de suporte. Para este efeito, um ressalto 66 de suporte do carregador 13 se estende verticalmente para baixo desde o carregador 13 até uma extremidade inferior que toma apoio sobre a nervura 58A superior, por cima da sapata 44.
[0047] O dispositivo 40 de suporte reúne, em uma peça única, uma função de suporte motor, uma função de mancal intermediário e, de modo não limitativo, uma função de suporte de acessório. Assim, a montagem do grupo motopropulsor 10 é facilitada em relação a uma disposição comportando uma parte distinta para realizada cada uma dessas funções.
[0048] Adicionalmente, o dispositivo 40 de suporte permite reduzir o espaço ocupado pelo compartimento motor ao reduzir o número de peças.
[0049] Adicionalmente, o dispositivo 40 de suporte permite também dispor um pino do elemento de estrutura em frente da árvore de transmissão.
A liberdade de projeto se torna, assim, aumentada.

Claims (8)

REIVINDICAÇÕES
1. Dispositivo (40) monobloco de suporte de um grupo motopropulsor (10) de um veículo automotivo que comporta: - um braço (42) de suporte; - uma sapata (44) de fixação que está disposta em uma primeira extremidade do braço (42) de suporte e que é destinada a ser rigidamente fixada ao grupo motopropulsor (10); e - um anel (48) de suspensão de eixo principal (A) determinado que está disposto em uma segunda extremidade do braço (42) de suporte e que é destinado a ser fixado a um elemento de estrutura (38) do veículo com interposição de um anel (50) de amortecimento, e - um mancal intermediário (52) que é destinado a ser atravessado por uma árvore (22) de transmissão do grupo motopropulsor (10) para suportar o mesmo, caracterizado pelo fato de que o braço (42), a sapata (44) e o anel (48) são feitos como uma peça única e em que o mancal intermediário (52) é formado em um segmento (54) intermediário do braço (42).
2. Dispositivo (40) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o mancal intermediário (52) é feito em um segmento (54) intermediário do braço (42) posicionado entre a sapata (44) e o anel (48) de suspensão.
3. Dispositivo (40) de acordo com a reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de que o mancal intermediário (52) está disposto mais próximo da sapata (44) do que do anel (48) de suspensão.
4. Dispositivo (40) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o mancal intermediário (52) é formado por um orifício delimitado por uma parede (56) anular fechada de eixo principal (B) determinado.
5. Dispositivo (40) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o mancal intermediário é destinado a ser fechado por uma tampa acoplada.
6. Dispositivo (40) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o eixo principal (A) do anel (48) de suspensão é paralelo ao eixo principal (B) do mancal intermediário (52).
7. Dispositivo (40) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o braço (42) comporta nervuras (58A, 58B) de enrijecimento em um plano ortogonal ao eixo (A) do anel (48) de suspensão que ligam o segmento (54) intermediário e a sapata (44) de fixação.
8. Veículo automotivo equipado com um grupo motopropulsor (10) comportando um motor elétrico (12), caracterizado pelo fato de que o grupo motopropulsor (10) é fixado a um elemento de estrutura (38) do veículo por meio de, pelo menos, um dispositivo (40) de suporte, realizado conforme definido com qualquer uma das reivindicações precedentes.
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