CS241051B2 - Controllable clutch for connection of internal combustion engine's two units' shafts - Google Patents

Description

Vynález se týká regulace výkonu motoru a řeší jej vytvořením ovladatelné spojky pro spojení hřídelů alespoň dvou jednotek, na které je spalovací motor rozdělen, přičemž tato spojka sestává ze dvou polovin uložených na spojovaných hřídelích.

Podstata vynálezu pak spočívá v tom, že spojka vykazuje vlastní spojovací zařízení ovládané mechanicky a hydraulicky ovládané zařízení na vyrovnání úhlové rychlosti obou polovin spojky.

Předností spojky podle vynálezu jsou její malé rozměry, jednoduchá výroba a spolehlivá funkce. Spojku lze použít všude, kde je třeba provést plynulé spojení hřídelů, pracujících původně v jiném rytmu, v určité vzájemné úhlové poloze.

Vynález se týká ovladatelné spojky pro spojení hřídelů dvou jednotek spalovacího motoru a řeší možnost úspory paliva a zvýhodnění provozu odpojováním jeho dílčích jednotek.

Jednou z možností úspory paliva u spalovacích motorů je mechanické odpojení části většího motoru, pokud nevzniká potřeba odebírat celý jeho výkon, což je problém, který se různě řeší již dlouhou dobu. Je všeobecně známo, že během normálního' provozu motoru se využívá pouze malá část celkového výkonu motoru. Pro určité dopravní situace, například pro překonání stoupání, nebo pro akceleraci, je velmi žádoucí co možno· největší ' výkon.

Veškerá známá tato řešení jsou spojena s velkými obtížemi způsobenými buď změnou taktu motoru a v důsledku toho vznikajícími velkými dynamickými silami, nebo konstrukčním provedením vlastních · regulačních prostředků.

Vynález si klade za cíl vytvořit pro· spojování dvou jednotek spalovacího motoru spojku, která umožní spojení hřídelů obou dílčích jednotek i při zatížení v požadované úhlové poloze a současně zajistí dokonalý přenos kroutícího momentu s minimálními ztrátami, a to jak v radiálním i axiálním směru.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje a vytčený cíl řeší ovladatelná spojka pro spojení hřídelů dvou jednotek spalovacího motoru, která sestává ze dvou polovin uložených na spojovaných hřídelích, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnější polovina spojky která je uložena na prvním hřídeli, obsahuje vnitřní rotační plochu, do níž jsou v nestejných vzdálenostech od sebe vytvořena zahloubení. Vnitřní polovina spojky, která je upevněna na druhém hřídeli, je do vnější poloviny vložena souose a v rovině zahloubení vykazuje radiální otvory, ve kterých jsou suvně uloženy kuličky, jež dosedají na posuvné těleso zasouvacího zařízení, které přechází v axiálně posuvnou tyč, a je uloženo· ve vnitřní polovině spojky. V této vnitrní polovině spojky jsou rovněž vytvořeny radiální dutiny, ve kterých jsou suvně uloženy písty zařízení na vyrovnání úhlové rychlosti polovin spojky, a proti těmto pístům je na vnější polovině vytvořena vnitřní křivková plocha pro dosednutí čel pístů. Do< radiálních dutin vnitřní poloviny ústí pod písty hydraulické kanály tlakového média, které jsou provedeny v suvné tyči a spojují prostory pod písty se zdrojem tlakového média.

Ovladatelná spojka pro spojení hřídelů dvou jednotek spalovacího motoru podle vynálezu představuje ovládací a regulační zařízení výkonu motoru, které je výrobně jednoduché, funkčně spolehlivé, a co je důležité, z hlediska konstrukce motoru a svéhoi uložení je prostorově nenáročné. Ovládání tlakovým médiem je velmi výhodné, neboť u každé motorové jednotky je přiřazen zdroj tlakového· média. Ovv^^í^iatelná spojka podle vynálezu může zároveň sloužit jako ložisko· pro oba hřídele spojovaných, případně odpojovaných motorových jednotek.

Vynález je dále blíže vysvětlen za pomoci příkladů provedení znázorněného na výkresu, kde představuje obr. 1 osový řez spojkou ve spojeném stavu a obr. 2 příčný řez rovinou II—II z obr. 1, avšak v jiné úhlové poloze pístu, · než jaká je v obr. 1.

Hřídelová spojka je určena ke spojení, například trvale poháněného prvního hřídele 23 a druhého hřídele 23‘, který je k němu libovolně připojován, a to v určené poloze vzájemného úhlového natočení hřídelů. První hřídel 23 přechází na svém konci do tvaru zvonu tvořícího vnější polovinu 106 spojky, jehož vnější válcová plocha 108 klouže v ložiskové pánvi. Vnější polovina 106 slouží k uložení vnitřní poloviny 110 spojky, která tvoří konec druhého hřídele 23‘, ke kterémužto účelu je na jeho vnitřní ploše uspořádáno kluzné ložisko 119, obklopující vnitřní polovinu 110. Z čelní strany je vnitřní polovina 110 korečkovitě vyhloubena, aby bylo· možno umístit západkový mechanismus, sestávající z kuželovitého' posuvného tělesa 112 a dvou západkových kuliček 114, 116. Na dvou místech obvodu korečkovitě vyhloubené vnitřní poloviny 110, přesazených například o· úhel 140°, se nacházejí radiálně probíhající válcové radiální otvory 118, 120, jimiž mohou být západkové kuličky 114, 113 posuvným tělesem 112 radiálně posunuty, až zapadnou do dvou, například polokulových zahloubení 122, 124 ve stěně vnější poloviny 106.

Zasunutí, popřípadě zaskočení obou kuliček 114, 116 je možné teprve tehdy, až oba hřídele 23, 23‘ dosáhnou stejného pcčtu otáček, popřípadě až se jejich počty otáček přinejmenším značně přiblíží. Pro dosažení shodného počtu otáček je zde uspořádán zvláštní mechanismus, k němuž náležejí písty 130, 132, vedené v radiálních · dutinách 126, 128 vnitřní poloviny 110. Shodného počtu otáček se zde dosáhne tím, že na oba písty 130, 132 se působí hydraulickým tlakem, proti vnitřní křivkové ploše 134, vytvořené na vnitřní straně vnější poloviny 106.

Pro· regulaci tlaku hydraulického média je určena suvná tyč 136, sloužící k ovládání spojky, pomocí níž je z vnější strany axiálně protažen hydraulický kanál 138, na který uvnitř navazují radiální výstupní hydraulické kanály 140, 142.

Když je druhý hřídel 23‘ v klidu, nalézá se axiálně suvná tyč 136 v pravé poloze, takže koncová plocha 144 posuvného tělesa 112 přiléhá na vnitřní čelní plochu 146 vnitřní poloviny 110. Západkové kuličky 114, 116 se přitom nacházejí v korečkovitém vnitřním prostoru poloviny 110. Mimo to se nacházejí písty 130, 132 v radiální vnitřní po loze uvnitř poloviny 110, takže vnější polovina 106 prvního hřídele 23 se může při klidovém stavu druhého hřídele 23‘ bez překážky otáčet. Tato radiální vnitřní poloha pístů 130, 132 je možná, když hydraulický kanál 138 je přes radiální výstupní hydraulické kanály 140, 142 a přes vybrání 150, vytvořené na obvodu suvné tyče 136, spojen s radiálními výstupky 152, 154 vnitřní takže se ve vybrání 150 může vytvořit hydmá takovou délku, že v pravé poloze suvné tyče 136 končí v oblasti radiálních výstupků 152, 154. Když je suvná tyč 133 posunuta ve směru к otáčejícímu se prvnímu hřídeli 23, popřípadě podle znázornění na obr. 2 doleva, posouvá se konec 156 vybrání 150 směrem od radiálních výstupků 152, 154, takže se ve vyrovnání 150 může vytvořit hydraulický tlak, který působí na vnitřní čelo 158, 160 pístů 130, 132, pokud se vybrání 150 nachází alespoň částečně v dosahu těchto pístů. Hydraulický tlak je vyvozován například olejovým čerpadlem jednotky, které může sloužit také к zásobování kluzného ložiska jednotky. Olej proudí axiálním kanálem 162 prvního hřídele 23 první jednotky, obsahující ještě vedlejší zařízení, a přitom překonává tlak pružiny 164 zpětného ventilu 166, který se nachází na vstupním konci hydraulického kanálu 138 suvné tyče 136. Zpětný ventil 166 má za úkol zabránit zpětnému proudění oleje, jež by mohlo vzniknout působením tlaku při zdvihovém posuvu pístů 130, 132. Tento zdvihový posuv vzniká v důsledku relativního kluzného posuvu zaoblených konců 168, 170 pístů 130, 132 podél vnitřní křivkové plochy 134. Při přechodu kluzného posuvu konců pístů 130, 132 kruhové části 172 vnitřní křivkové plochy 134, jak je znázorněno na obr. 2, na rovnou část 174 této vnitřní křivkové plochy

134 působí na zaoblený konec 168, 170 každého pístů 130, 132 síla, jejíž složka směřující tangenciálně к vnitřní polovině osy 110, vyvolává kroutící moment, takže dochází к určité změně rychlosti otáčení druhého hřídele 23‘. Radiálně směřující složka této síly působí zmíněný zdvihový posuv pístů 130, 132 proti tlaku oleje. Relativní posuv mezi zaoblenými konci 168, 170 pístů 130, 132 a vnitřní křivkovou plochou 134 bude se vzrůstající rychlostí otáčení poháněného druhéhého hřídele 23‘ menší, až dosáhne klidového stavu a oba hřídele 23, 23‘ budou mít stejnou úhlovou rychlost. V tomto- okamžiku je suvná tyč 136 zasunuta tak daleko ve směru к prvnímu hřídeli 23, že západkové kuličky 114, 116 se působením kuželovitého posuvného tělesa 112 dostanou do západkové polohy. Když se kuličky 114, 116 v důsledku svého úhlového přemístění o například 140° nechají zapadnout pouze do jedné polohy v polokulových zahloubeních 122, 124 je tím dosaženo v důsledku spojovacího pochodu pevně dané úhlové polohy mezi hřídeli 23, 23‘, a je dosaženo mezi čtyřmi válci obou společně pracujících jednotek celého motoru pracovního pochodu, který odpovídá osmiválcovému spalovacímu motoru.

Hřídelová spojka popsaná dle příkladného provedení na obr. 1 a 2 je obzvláště vhodná ke spojení hlavních hřídelů obou jednotek, když je její průměr pouze o málo větší než průměr obou hřídelů 23, 2‘, a mimoto současně slouží к uložení obou hřídelů 23, 23‘. Proto nemá hřídelová spojka podle vynálezu ve směru hřídelů potřebu žádného přídavného prostoru, takže volba vzdálenosti mezi oběma jednotkami je nezávislá na konstrukci spojky, popřípadě může být stejně velká jako u dvou nedělených hlavních hřídelů vzájemně spojených jednotek.

P Ř E D M Ě T

1. Ovladatelná spojka pro spojení hřídelů dvou jednotek spalovacího motoru, která sestává ze dvou polovin, z nichž každá je uležena na jednom ze spojovaných hřídelů, vyznačující se tím, že vnější polovina (106), která je uložena na prvním hřídeli (23), má ♦ vnitřní riotační plochu, v níž jsou vytvořena o nestejných vzdálenostech od sebe zahloubení (122, 124), do vnější poloviny (106) je souose vložena vnitřní polovina (110) uložená na druhém hřídeli (23‘), v níž jsou vytvořeny radiální otvory (118, 120) uspořádané v rovině zahloubení (122, 124) vnější poloviny (106), ve kterých jsou uloženy suvné kuličky (114, 116), které dosedají na posuvné těleso (112) zasouvacího zařízení, které přechází v axiálně suvnou tyč (136), a které je uloženo ve vnitřní polovině (110), přičemž v radiálních dutinách (126, 128) vnitřní poloviny (110) jsou uloženy suvné

Claims (4)

1. V Y N ΛLEZU písty (130, 132) zařízení na vyrovnání úhlové rychlosti polovin (106, 110) a na vnější polovině (106) je proti pístům (130, 132) vytvořena vnitřní křivková plocha (134), a radiální dutiny (126, 128) jsou prostřednictvím hydraulických kanálů (138, 140, 142) vytvořených v suvné tyči (136) spojeny se zdrojem tlakového média.
2. 2. Ovladatelná spojka podle bodu 1, vyznačující se tím, že v hydraulickém kanálu (138) je uložen zpětný ventil (166).
3. 3. Ovladatelná spojka podle bodu 1, vyznačující se tím, že vnější polovina (106) je opatřena úložnou vnější válcovou plochou (108).
4. 4. Ovladatelná spojka podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že vnitřní polovina (110) je ve vnější polovině (106) uložena prostřednictvím kluzného ložiska (119).