TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine hydrodynamische Retardervorrichtung, die dazu konfiguriert ist, eine Welle eines Fahrzeugs abzubremsen. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug, ein Fahrzeug und ein Verfahren zum Durchführen einer Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus einem Arbeitsraum einer hydrodynamischen Retardervorrichtung.The present disclosure relates to a hydrodynamic retarder device that is configured to brake a shaft of a vehicle. The present disclosure further relates to a drive train for a vehicle, a vehicle and a method for performing a forced emptying of the working medium from a working space of a hydrodynamic retarder device.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Retardervorrichtungen werden, normalerweise bei schweren Fahrzeugen, zusätzlich zu den auf Reibung basierenden Radbremsen zur Bereitstellung eines Bremsmoments verwendet. Weil die Reibungsbremsen des Fahrzeugs weniger eingesetzt werden, wird die Lebensdauer der Bremsen erhöht. Darüber hinaus sind Reibungsbremsen bei umfangreichem Einsatz anfällig für „Bremsfading“, das bei starkem Abfall der Bremsleistung gefährlich werden kann, wenn ein Fahrzeug beispielsweise eine lange Abfahrt hinunterfährt. Aus diesem Grund werden schwere Fahrzeuge häufig mit einer Retardervorrichtung ausgestattet.Retarder devices, typically in heavy vehicles, are used in addition to friction based wheel brakes to provide braking torque. Because the vehicle's friction brakes are used less, the service life of the brakes is increased. In addition, friction brakes are susceptible to "brake fading" when used extensively, which can be dangerous if the braking power drops sharply if a vehicle drives down a long descent, for example. For this reason, heavy vehicles are often equipped with a retarder device.
Eine hydrodynamische Retardervorrichtung, auch als hydraulischer Retarder bezeichnet, umfasst normalerweise eine Schaufelanordnung, die einen schaufelbestückten Stator und einen schaufelbestückten Rotor umfasst, die zusammen ein Schaufelsystem mit einem Arbeitsraum bilden. Der Rotor ist mit einer Welle eines Fahrzeugs, normalerweise einer Welle eines Antriebsstrangs des Fahrzeugs, verbindbar, um deren Drehung abzubremsen. Die hydrodynamische Retardervorrichtung bremst die Drehung der Welle durch die Pumpwirkung der Schaufelanordnung. Das Arbeitsmedium kann ein wässriges Arbeitsmedium, wie etwa das Kühlmittel eines Kühlsystems des Fahrzeugs, umfassen. Unter dem Gesichtspunkt der Kraftstoffeinsparung ist es wichtig, den Schleppverlust des Retarders so gering wie möglich zu halten. Deshalb ist der Rotor der hydrodynamischen Retardervorrichtung bevorzugt durch eine Schaltkupplung oder eine Kupplung von der Welle trennbar.A hydrodynamic retarder device, also referred to as a hydraulic retarder, normally comprises a blade arrangement which comprises a blade-equipped stator and a blade-mounted rotor, which together form a blade system with a working space. The rotor is connectable to a shaft of a vehicle, usually a shaft of a drive train of the vehicle, in order to brake its rotation. The hydrodynamic retarder device brakes the rotation of the shaft due to the pumping action of the blade arrangement. The working medium may include an aqueous working medium, such as the coolant of a cooling system of the vehicle. From the point of view of saving fuel, it is important to keep the drag loss of the retarder as low as possible. Therefore, the rotor of the hydrodynamic retarder device can preferably be separated from the shaft by a clutch or a clutch.
Bei einer Verbindung mit der Welle und bei einer Trennung von der Welle stellt eine hydrodynamische Retardervorrichtung mit Arbeitsmedium im Arbeitsraum einen großen Widerstand gegen die Drehung der Welle bereit. Der große Widerstand gegen die Drehung der Welle beim Verbinden und Trennen des Rotors mit und von der Welle kann Bauteile der Schaltkupplung oder der Kupplung, Bauteile des Antriebsstrangs und/oder Bauteile der hydrodynamischen Retardervorrichtung beschädigen. Ferner kann ein solcher Widerstand das Fahrzeug rucken lassen und ist daher unerwünscht. Um den Widerstand beim Verbinden und Trennen des Rotors mit und von der Welle zu verringern, kann vor dem Verbinden und Trennen eine Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum durchgeführt werden. Die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums kann unter Verwendung eines Unterdrucks, d.h. einem Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, durchgeführt werden. Ein solcher Unterdruck kann beispielsweise durch eine von einem Luftkompressor des Fahrzeugs angetriebene Pumpe, eine von einer Welle des Fahrzeugs angetriebene Pumpe, eine elektrisch angetriebene Pumpe oder dergleichen erzeugt werden. Derartige Lösungen wirken sich jedoch negativ auf den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs aus, da die Pumpe zur Erzeugung des Unterdrucks Energie benötigt.When connected to the shaft and separated from the shaft, a hydrodynamic retarder device with working medium in the working space provides great resistance to the rotation of the shaft. The high resistance to the rotation of the shaft when connecting and disconnecting the rotor to and from the shaft can damage components of the clutch or clutch, components of the drive train and / or components of the hydrodynamic retarder device. Furthermore, such resistance can jerk the vehicle and is therefore undesirable. In order to reduce the resistance when connecting and disconnecting the rotor to and from the shaft, the working medium can be drained from the working area before connecting and disconnecting. The forced emptying of the working medium can be carried out using a negative pressure, i.e. a pressure below atmospheric pressure. Such a negative pressure can be generated, for example, by a pump driven by an air compressor of the vehicle, a pump driven by a shaft of the vehicle, an electrically driven pump or the like. However, such solutions have a negative effect on the overall fuel consumption of the vehicle, since the pump requires energy to generate the negative pressure.
KURZDARSTELLUNGSUMMARY
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile zu überwinden oder zumindest zu mildern.It is an object of the present invention to overcome or at least alleviate at least some of the problems and disadvantages mentioned above.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine hydrodynamische Retardervorrichtung gelöst, die dazu konfiguriert ist, eine Welle eines Fahrzeugs abzubremsen. Die Retardervorrichtung umfasst eine Schaufelanordnung, die einen schaufelbestückten Stator und einen schaufelbestückten Rotor umfasst, die zusammen ein Schaufelsystem mit einem Arbeitsraum bilden. Der schaufelbestückte Rotor ist mit der Welle verbindbar, um deren Drehung zu abzubremsen. Die hydrodynamische Retardervorrichtung umfasst ferner einen Retarderkreislauf und einen Unterdruckgenerator, der über den Retarderkreislauf mit dem Arbeitsraum verbunden ist. Der Unterdruckgenerator ist dazu konfiguriert, durch die Kraft des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, einen Unterdruck, d.h. einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, zu erzeugen. Der Unterdruckgenerator ist dazu konfiguriert, unter Verwendung des Unterdrucks eine anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum durchzuführen.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a hydrodynamic retarder device that is configured to brake a shaft of a vehicle. The retarder device comprises a blade arrangement which comprises a blade-equipped stator and a blade-mounted rotor, which together form a blade system with a working space. The blade-equipped rotor can be connected to the shaft in order to brake its rotation. The hydrodynamic retarder device further comprises a retarder circuit and a vacuum generator which is connected to the work space via the retarder circuit. The vacuum generator is configured to use the force of the working medium that flows from the working space to the vacuum generator during braking of the shaft, i.e. a vacuum. generate a pressure below atmospheric pressure. The vacuum generator is configured to use the vacuum to subsequently drain the working fluid from the work area.
Da der Unterdruckgenerator dazu konfiguriert ist, den Unterdruck durch die Kraft des Arbeitsmediums zu erzeugen, das während des Abbremsens der Welle vom Arbeitsraum zum Unterdruckgenerator fließt, wird der Unterdruck auf energieeffiziente Weise erzeugt. Der Grund hierfür ist, dass der Unterdruckgenerator die Bremsenergie der Schaufelanordnung zur Erzeugung des Unterdrucks nutzt. Somit wird eine hydrodynamische Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, unter Verwendung eines Unterdrucks eine Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum durchzuführen, ohne den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs negativ zu beeinflussen.Since the vacuum generator is configured to generate the vacuum by the force of the working medium that flows from the work space to the vacuum generator during braking of the shaft, the vacuum is generated in an energy-efficient manner. The reason for this is that the vacuum generator uses the braking energy of the blade arrangement to generate the vacuum. Thus, a hydrodynamic retarder device is provided that is capable of being used a negative pressure to drain the working fluid from the work area without negatively affecting the overall fuel consumption of the vehicle.
Dementsprechend wird eine hydrodynamische Retardervorrichtung bereitgestellt, die zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Als Ergebnis wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Accordingly, a hydrodynamic retarder device is provided which overcomes or at least alleviates at least some of the problems and disadvantages mentioned above. As a result, the above object is achieved.
Optional ist der Unterdruckgenerator dazu konfiguriert, die anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum durchzuführen, indem der Druck in dem Arbeitsraum auf einen Druck reduziert wird, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist. Dadurch wird eine hydrodynamische Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, auf eine energieeffiziente Weise den Druck im Arbeitsraum auf einen Druck zu reduzieren, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist. Ferner stellt der Rotor beim Verbinden des Rotors mit oder Trennen des Rotors von der Welle nach der Zwangsentleerung des Arbeitsmediums einen geringen Widerstand bereit.The vacuum generator is optionally configured to carry out the subsequent forced emptying of the working medium from the working space by reducing the pressure in the working space to a pressure which is equal to or less than the vapor pressure of the working medium. This provides a hydrodynamic retarder device that is capable of reducing the pressure in the work space to a pressure that is equal to or less than the vapor pressure of the working medium in an energy-efficient manner. Furthermore, the rotor provides low resistance when connecting the rotor to or disconnecting the rotor from the shaft after the working medium has been forcibly emptied.
Optional kann die Retardervorrichtung mit einem Kühlsystem des Fahrzeugs verbunden werden, wobei die Retardervorrichtung ein Retarderventil umfasst, das so konfiguriert ist, dass es den Fluss des Arbeitsmediums vom Kühlsystem in den Arbeitsraum steuert, und wobei das Arbeitsmedium das Kühlmittel des Kühlsystems ist. Dadurch wird eine energieeffiziente Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, ein Arbeitsmedium eines bereits vorhandenen Systems eines Fahrzeugs, das die Retardervorrichtung enthält, zu nutzen.Optionally, the retarder device can be connected to a cooling system of the vehicle, wherein the retarder device comprises a retarder valve that is configured to control the flow of the working medium from the cooling system into the working space, and wherein the working medium is the coolant of the cooling system. This provides an energy-efficient retarder device that is able to use a working medium of an already existing system of a vehicle that contains the retarder device.
Optional umfasst der Unterdruckgenerator eine erste Kammer, eine zweite Kammer und ein bewegliches Element, wobei das bewegliche Element eine erste Begrenzungsfläche, die in der ersten Kammer angeordnet ist, und eine zweite Begrenzungsfläche, die in der zweiten Kammer angeordnet ist, aufweist, wobei das bewegliche Element zwischen einer ersten Stellung und einer zweiten Stellung beweglich angeordnet ist und in Richtung auf die erste Stellung vorgespannt ist, wobei der Retarderkreislauf eine erste Leitung zwischen dem Arbeitsraum und der ersten Kammer umfasst, und wobei die erste Leitung dazu konfiguriert ist, während des Abbremsens der Welle den Fluss von Arbeitsmedium von dem Arbeitsraum zu der ersten Kammer zu leiten, um das bewegliche Element in Richtung der zweiten Stellung zu drängen, und wobei der Unterdruck in der zweiten Kammer erzeugt wird, wenn die zweite Begrenzungsfläche in eine erste Richtung bewegt wird, die ein Volumen der zweiten Kammer vergrößert. Dadurch wird der Unterdruck auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise erzeugt.Optionally, the vacuum generator includes a first chamber, a second chamber, and a moveable member, the moveable member having a first boundary surface located in the first chamber and a second boundary surface located in the second chamber, the moveable member Element is movably arranged between a first position and a second position and is biased towards the first position, wherein the retarder circuit comprises a first line between the work space and the first chamber, and wherein the first line is configured during the braking of the Wave to direct the flow of working medium from the working space to the first chamber to urge the movable member towards the second position, and the negative pressure is generated in the second chamber when the second boundary surface is moved in a first direction a volume of the second chamber increases. This creates the vacuum in an efficient, simple and reliable manner.
Optional umfasst die Retardervorrichtung eine Feder, wobei das bewegliche Element durch die Feder in Richtung der ersten Stellung vorgespannt wird. Dadurch kann der Unterdruck auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise erzeugt werden.Optionally, the retarder device comprises a spring, the movable element being biased in the direction of the first position by the spring. As a result, the negative pressure can be generated in an efficient, simple and reliable manner.
Optional umfasst der Unterdruckgenerator ein Abteil, wobei das bewegliche Element in dem Abteil angeordnet ist und ein Innenvolumen des Abteils in die erste Kammer und die zweite Kammer beiderseits des beweglichen Elements trennt. Dadurch kann der Unterdruck auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise erzeugt werden, und die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum kann auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise durchgeführt werden.The vacuum generator optionally comprises a compartment, the movable element being arranged in the compartment and separating an internal volume of the compartment into the first chamber and the second chamber on both sides of the movable element. As a result, the negative pressure can be generated in an efficient, simple and reliable manner, and the forced emptying of the working medium from the work space can be carried out in an efficient, simple and reliable manner.
Optional umfasst der Retarderkreislauf eine zweite Leitung zwischen dem Arbeitsraum und der zweiten Kammer, wobei der Unterdruckgenerator dazu konfiguriert ist, die anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum über die zweite Leitung in die zweite Kammer durchzuführen. Dadurch wird die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise durchgeführt.The retarder circuit optionally comprises a second line between the work space and the second chamber, the vacuum generator being configured to carry out the subsequent forced emptying of the working medium from the work space via the second line into the second chamber. As a result, the forced emptying of the working medium from the work space is carried out in an efficient, simple and reliable manner.
Optional wird der Unterdruck während der Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum erzeugt. Dadurch wird die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise durchgeführt, ohne dass der Unterdruck bis zur Zwangsentleerung gespeichert werden muss.The negative pressure is optionally generated during the forced emptying of the working medium from the work area. As a result, the forced discharge of the working medium from the work space is carried out in an efficient, simple and reliable manner without the vacuum having to be stored until the forced discharge.
Optional umfasst die Retardervorrichtung einen Unterdruckspeicher, wobei die Retardervorrichtung dazu konfiguriert ist, den Unterdruck in dem Unterdruckspeicher bis zur anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum zu speichern. Dadurch kann die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise durchgeführt werden. Ferner wird eine Retardervorrichtung bereitgestellt, in der zumindest ein Teil der zur Erzeugung des Unterdrucks verwendeten Energie in dem Unterdruckspeicher bis zur anschließenden Zwangsentleerung gespeichert wird. Dadurch wird der Bedarf an anderen Mitteln zur Speicherung der Energie umgangen, was Voraussetzungen zum Erzielen einer Retardervorrichtung mit geringem Gewicht schafft.Optionally, the retarder device comprises a vacuum reservoir, the retarder device being configured to store the vacuum in the vacuum reservoir until the working medium is subsequently drained from the work space. As a result, the forced emptying of the working medium from the work space can be carried out in an efficient, simple and reliable manner. Furthermore, a retarder device is provided, in which at least some of the energy used to generate the negative pressure is stored in the negative pressure accumulator until it is subsequently drained. This avoids the need for other means for storing the energy, which creates conditions for achieving a retarder device with a low weight.
Optional ist das bewegliche Element dazu konfiguriert, sich während des Abbremsens der Welle zwischen der ersten und zweiten Stellung hin- und herzubewegen. Dadurch wird der Unterdruck auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise erzeugt.Optionally, the moveable element is configured to reciprocate between the first and second positions during braking of the shaft. This creates the vacuum in an efficient, simple and reliable manner.
Optional umfasst die Retardervorrichtung ferner einen ersten Fluiddruckgenerator, der mit dem Unterdruckgenerator verbunden ist, wobei der Unterdruckgenerator dazu konfiguriert ist, den Unterdruck wahlweise durch Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator zu erzeugen, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das aus dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen. Dadurch wird eine Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, den Unterdruck auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließenden Arbeitsmediums nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen.Optionally, the retarder device further comprises a first fluid pressure generator which is connected to the Vacuum generator is connected, wherein the vacuum generator is configured to selectively generate the vacuum by fluid pressure from the first fluid pressure generator when the force of the working medium flowing from the work space to the vacuum generator is not sufficient to generate the vacuum. This provides a retarder device which is able to generate the negative pressure even when the force of the working medium flowing from the working space to the negative pressure generator is not sufficient to generate the negative pressure.
Optional umfasst der erste Fluiddruckgenerator eine Kühlmittelpumpe. Dadurch wird eine Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, den Unterdruck auf energieeffiziente Weise unter Verwendung eines bereits vorhandenen Bauteils des Fahrzeugs, das die Retardervorrichtung enthält, auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen.The first fluid pressure generator optionally includes a coolant pump. This provides a retarder device that is capable of generating the vacuum in an energy efficient manner using an already existing component of the vehicle that contains the retarder device even when the force of the working medium flows from the work space to the vacuum generator , is not sufficient to generate the negative pressure.
Optional umfasst die Retardervorrichtung ferner einen zweiten Fluiddruckgenerator, der mit dem Unterdruckgenerator verbunden ist, wobei der Unterdruckgenerator dazu konfiguriert ist, wahlweise den Unterdruck durch Fluiddruck von dem zweiten Fluiddruckgenerator zu erzeugen, wenn die Kraft des von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließenden Arbeitsmediums und der Fluiddruck von dem ersten Fluiddruckgenerator nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen. Dadurch wird eine Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, den Unterdruck auch dann erzeugen, wenn die Kraft des von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließenden Arbeitsmediums und der Fluiddruck von dem ersten Fluiddruckgenerator nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen.Optionally, the retarder device further includes a second fluid pressure generator connected to the vacuum generator, the vacuum generator configured to selectively generate the vacuum by fluid pressure from the second fluid pressure generator when the force of the working medium flowing from the work space to the vacuum generator and the fluid pressure from the first fluid pressure generator is not sufficient to generate the negative pressure. This provides a retarder device that is capable of generating the negative pressure even when the force of the working medium flowing from the work space to the negative pressure generator and the fluid pressure from the first fluid pressure generator are not sufficient to generate the negative pressure.
Optional umfasst der zweite Fluiddruckgenerator einen Luftkompressor. Dadurch wird eine Retardervorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, den Unterdruck unter Verwendung eines Bauteils, das bereits in dem Fahrzeug enthalten sein kann, in dem die Retardervorrichtung untergebracht ist, auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, und der Fluiddruck von dem ersten Fluiddruckgenerator nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen.The second fluid pressure generator optionally includes an air compressor. This provides a retarder device that is capable of generating the negative pressure using a component that may already be contained in the vehicle in which the retarder device is accommodated, even when the force of the working medium is exerted by the working space flows to the vacuum generator, and the fluid pressure from the first fluid pressure generator is insufficient to generate the vacuum.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug gelöst, wobei der Antriebsstrang eine Welle und eine hydrodynamische Retardervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen umfasst, und wobei die hydrodynamische Retardervorrichtung mit der Welle verbindbar ist, um deren Drehung zu abzubremsen.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a drive train for a vehicle, the drive train comprising a shaft and a hydrodynamic retarder device according to some embodiments, and the hydrodynamic retarder device being connectable to the shaft in order to brake its rotation.
Da der Antriebsstrang eine Retardervorrichtung in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen umfasst, wird ein Antriebsstrang bereitgestellt, der in der Lage ist, eine Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum der Retardervorrichtung des Antriebsstrangs unter Verwendung eines Unterdrucks durchzuführen, ohne den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs, das den Antriebsstrang enthält, in negativer Weise, oder zumindest in einer Weise, die einen geringen Einfluss auf den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs hat, zu beeinflussen.Because the powertrain includes a retarder device in accordance with some embodiments, a powertrain is provided that is capable of forcibly draining the working fluid from the working space of the powertrain retarder device using a vacuum without the total fuel consumption of the vehicle containing the powertrain , in a negative way, or at least in a way that has little impact on the overall fuel consumption of the vehicle.
Dementsprechend wird ein Antriebsstrang erzielt, der zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Als Ergebnis wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Accordingly, a powertrain is achieved that overcomes or at least mitigates at least some of the above problems and disadvantages. As a result, the above object is achieved.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug gelöst, das einen Antriebsstrang in Übereinstimmung mit einigen Ausführungsformen umfasst.According to a third aspect of the invention, the object is achieved by a vehicle that includes a powertrain in accordance with some embodiments.
Da das Fahrzeug den Antriebsstrang umfasst, wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das in der Lage ist, eine Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus einem Arbeitsraum einer Retardervorrichtung des Fahrzeugs unter Verwendung eines Unterdrucks durchzuführen, ohne den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs in negativer Weise oder zumindest in einer Weise, die einen geringen Einfluss auf den Gesamtkraftstoffverbrauch des Fahrzeugs hat, zu beeinflussen.Because the vehicle includes the powertrain, a vehicle is provided that is capable of forcibly draining the working fluid from a work space of a retarder device of the vehicle using a vacuum without negatively or at least in a manner that reduces the overall fuel consumption of the vehicle has a minor impact on the overall fuel consumption of the vehicle.
Dementsprechend wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Als Ergebnis wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Accordingly, a vehicle is provided that overcomes or at least mitigates at least some of the problems and disadvantages mentioned above. As a result, the above object is achieved.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Durchführen einer Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus einem Arbeitsraum einer hydrodynamischen Retardervorrichtung gelöst, wobei die hydrodynamische Retardervorrichtung eine Schaufelanordnung umfasst, die einen schaufelbestückten Stator und einen schaufelbestückten Rotor umfasst, die zusammen ein Schaufelsystem mit einem Arbeitsraum bilden, wobei der schaufelbestückte Rotor mit einer Welle eines Fahrzeugs verbindbar ist, um die Drehung der Welle abzubremsen, wobei die hydrodynamische Retardervorrichtung ferner einen Retarderkreislauf und einen Unterdruckgenerator, der über den Retarderkreislauf mit dem Arbeitsraum verbunden ist, umfasst, und wobei das Verfahren umfasst:
- - Erzeugen eines Unterdrucks, d.h. eines Drucks unterhalb des Atmosphärendrucks, durch die Kraft des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, und
- - Durchführen einer anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum unter Verwendung des Unterdrucks.
According to a fourth aspect of the invention, the object is achieved by a method for performing a forced emptying of the working medium from a working space of a hydrodynamic retarder device, the hydrodynamic retarder device comprising a blade arrangement which comprises a blade-equipped stator and a blade-equipped rotor, which together comprise a blade system with a Form work space, wherein the blade-equipped rotor is connectable to a shaft of a vehicle to brake the rotation of the shaft, wherein the hydrodynamic retarder device further comprises a retarder circuit and a vacuum generator, which is connected to the work space via the retarder circuit, and wherein the method comprises : - - Generating a negative pressure, ie a pressure below atmospheric pressure, by the force of the working medium which flows from the working space to the negative pressure generator during the braking of the shaft, and
- - Performing a subsequent forced emptying of the working medium from the work space using the negative pressure.
Da das Verfahren den Schritt des Erzeugens des Unterdrucks durch die Kraft des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, umfasst, wird der Unterdruck auf energieeffiziente Weise erzeugt. Der Grund hierfür ist, dass die Bremsenergie der Schaufelanordnung zur Erzeugung des Unterdrucks genutzt wird. Dadurch kann die anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum durchgeführt werden, ohne dass der Gesamtkraftstoffverbrauch eines Fahrzeugs, das die Retardervorrichtung enthält, negativ beeinflusst wird.Since the method includes the step of generating the vacuum by the force of the working medium flowing from the work space to the vacuum generator during braking of the shaft, the vacuum is generated in an energy-efficient manner. The reason for this is that the braking energy of the blade arrangement is used to generate the negative pressure. As a result, the subsequent forced emptying of the working medium from the work space can be carried out without the overall fuel consumption of a vehicle which contains the retarder device being adversely affected.
Dementsprechend wird ein Verfahren bereitgestellt, das zumindest einige der oben genannten Probleme und Nachteile überwindet oder zumindest mildert. Als Ergebnis wird die oben genannte Aufgabe gelöst.Accordingly, a method is provided which overcomes or at least alleviates at least some of the problems and disadvantages mentioned above. As a result, the above object is achieved.
Optional umfasst das Verfahren ferner:
- - Durchführen der anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum durch Reduzieren des Drucks in dem Arbeitsraum auf einen Druck, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist.
Optionally, the method also includes: - - Performing the subsequent forced emptying of the working medium from the working space by reducing the pressure in the working space to a pressure that is equal to or less than the vapor pressure of the working medium.
Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, das in der Lage ist, auf eine energieeffiziente Weise den Druck in dem Arbeitsraum auf einen Druck zu reduzieren, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist. Ferner wird der Rotor beim Verbinden mit oder Trennen von der Welle nach der Zwangsentleerung des Arbeitsmediums einen geringen Widerstand bereitstellen.This provides a method capable of reducing the pressure in the work space to a pressure equal to or less than the vapor pressure of the working medium in an energy efficient manner. Furthermore, the rotor will provide little resistance when connecting to or disconnecting from the shaft after the working medium has been forcibly emptied.
Optional umfasst das Verfahren ferner:
- - Erzeugen des Unterdrucks während der Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum.
Optionally, the method also includes: - - Generating the negative pressure during the forced emptying of the working medium from the work area.
Dadurch wird die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise durchgeführt. Ferner stellt das Verfahren Bedingungen zum Umgehen der Notwendigkeit der Speicherung des Unterdrucks bis zur Zwangsentleerung bereit.As a result, the forced emptying of the working medium from the work space is carried out in an efficient, simple and reliable manner. The method also provides conditions for circumventing the need to store the vacuum until forced evacuation.
Optional umfasst die Retardervorrichtung einen Unterdruckspeicher, wobei das Verfahren ferner umfasst:
- - Speichern des Unterdrucks in dem Unterdruckspeicher bis zur anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum.
The retarder device optionally comprises a vacuum reservoir, the method further comprising: - - Storage of the negative pressure in the vacuum reservoir until the working medium is subsequently forced to be emptied from the work space.
Dadurch kann die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum auf effiziente, einfache und zuverlässige Weise durchgeführt werden. Ferner wird ein Verfahren bereitgestellt, bei dem zumindest ein Teil der Energie, die zur Erzeugung des Unterdrucks verwendet wird, bis zur anschließenden Zwangsentleerung im Unterdruckspeicher gespeichert wird. Dadurch wird der Bedarf an anderen Mitteln zur Speicherung der Energie umgangen, was die Voraussetzungen zum Erzielen einer Retardervorrichtung mit geringem Gewicht schafft.As a result, the forced emptying of the working medium from the work space can be carried out in an efficient, simple and reliable manner. Furthermore, a method is provided in which at least some of the energy that is used to generate the negative pressure is stored in the negative pressure store until it is subsequently drained. This avoids the need for other means for storing the energy, which creates the conditions for achieving a retarder device with a low weight.
Optional umfasst die Retardervorrichtung ferner einen ersten Fluiddruckgenerator, der mit dem Unterdruckgenerator verbunden ist, wobei das Verfahren ferner umfasst:
- - wahlweises Erzeugen des Unterdrucks durch Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das vom Arbeitsraum zum Unterdruckgenerator fließt, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen.
Optionally, the retarder device further comprises a first fluid pressure generator which is connected to the vacuum generator, the method further comprising: - - optionally generating the negative pressure by means of fluid pressure from the first fluid pressure generator if the force of the working medium flowing from the work space to the negative pressure generator is not sufficient to generate the negative pressure.
Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, das in der Lage ist, den Unterdruck auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen.This provides a method that is able to generate the negative pressure even when the force of the working medium flowing from the working space to the negative pressure generator is not sufficient to generate the negative pressure.
Optional umfasst die Retardervorrichtung ferner einen zweiten Fluiddruckgenerator, der mit dem Unterdruckgenerator verbunden ist, wobei das Verfahren ferner umfasst:
- - wahlweises Erzeugen des Unterdrucks durch Fluiddruck aus dem zweiten Fluiddruckgenerator, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum zu dem Unterdruckgenerator fließt, und der Fluiddruck von dem ersten Fluiddruckgenerator nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen.
Optionally, the retarder device further comprises a second fluid pressure generator, which is connected to the vacuum generator, the method further comprising: - optionally generating the vacuum by means of fluid pressure from the second fluid pressure generator if the force of the working medium flowing from the working space to the vacuum generator and the fluid pressure from the first fluid pressure generator are not sufficient to generate the vacuum.
Dadurch wird ein Verfahren bereitgestellt, das in der Lage ist, den Unterdruck auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum zum Unterdruckgenerator fließt, und der Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen.This provides a method that is able to generate the negative pressure even when the force of the working medium flowing from the working space to the negative pressure generator and the fluid pressure from the first fluid pressure generator are not sufficient to generate the negative pressure.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Studium der beigefügten Ansprüche und der folgenden ausführlichen Beschreibung deutlich.Other features and advantages of the present invention will become apparent when studying the appended claims and the following detailed description.
FigurenlisteFigure list
Verschiedene Aspekte der Erfindung einschließlich ihrer besonderen Merkmale und Vorteile werden anhand der in der folgenden ausführlichen Beschreibung erläuterten Ausführungsbeispiele und der beigefügten Zeichnungen leicht verständlich, in denen:
- 1 schematisch eine hydrodynamische Retardervorrichtung gemäß einigen Ausführungsformen darstellt,
- 2 schematisch eine hydrodynamische Retardervorrichtung gemäß einigen weiteren Ausführungsformen darstellt,
- 3 einen Antriebsstrang für ein Fahrzeug darstellt,
- 4 ein Fahrzeug darstellt, das den in 3 dargestellten Antriebsstrang umfasst, und
- 5 ein Verfahren zum Durchführen einer Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum einer hydrodynamischen Retardervorrichtung darstellt.
Various aspects of the invention, including its particular features and advantages, will be readily understood from the exemplary embodiments set forth in the following detailed description and the accompanying drawings, in which: - 1 schematically illustrates a hydrodynamic retarder device according to some embodiments,
- 2nd schematically illustrates a hydrodynamic retarder device according to some further embodiments,
- 3rd represents a drive train for a vehicle,
- 4th represents a vehicle that the in 3rd includes powertrain shown, and
- 5 represents a method for performing a forced emptying of the working medium from the working space of a hydrodynamic retarder device.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun ausführlicher beschrieben. Gleiche Ziffern beziehen sich durchgehend auf gleiche Elemente. Bekannte Funktionen oder Konstruktionen werden aus Gründen der Kürze und/oder Übersichtlichkeit nicht unbedingt ausführlich beschrieben.Aspects of the present invention will now be described in more detail. The same numbers refer to the same elements throughout. Known functions or designs are not necessarily described in detail for the sake of brevity and / or clarity.
1 stellt schematisch eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1 gemäß einigen Ausführungsformen dar. Die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 ist dazu konfiguriert, eine Welle 3 eines Fahrzeugs abzubremsen. Die Welle 3 kann eine Welle eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs sein, wie nachfolgend genauer erläutert wird. Aus Gründen der Kürze wird die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 hierin an einigen Stellen als Retardervorrichtung 1 bezeichnet. Die Retardervorrichtung 1 umfasst eine Schaufelanordnung 9, die einen schaufelbestückten Stator 11 und einen schaufelbestückten Rotor 13 umfasst. Der schaufelbestückte Stator 11 und der schaufelbestückte Rotor 13 bilden zusammen ein Schaufelsystem 15 mit einem Arbeitsraum 17. Der schaufelbestückte Rotor 13 ist über eine Kupplungsvorrichtung 14 mit der Welle 3 verbindbar. Die Kupplungsvorrichtung 14 kann eine Klauenkupplung, eine Reibungskupplung oder dergleichen umfassen. 1 schematically represents a hydrodynamic retarder device 1 according to some embodiments. The hydrodynamic retarder device 1 is configured to be a shaft 3rd braking a vehicle. The wave 3rd can be a shaft of a drive train of a vehicle, as will be explained in more detail below. For the sake of brevity, the hydrodynamic retarder device 1 herein in some places as a retarder device 1 designated. The retarder device 1 includes a blade assembly 9 that have a stator with blades 11 and a blade-equipped rotor 13 includes. The stator with blades 11 and the blade-equipped rotor 13 together form a blade system 15 with a work space 17th . The blade-equipped rotor 13 is via a coupling device 14 with the wave 3rd connectable. The coupling device 14 may include a dog clutch, a friction clutch, or the like.
Die Retardervorrichtung 1 umfasst einen Retarderkreislauf 19. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist die Retardervorrichtung 1 über den Retarderkreislauf 19 mit einem Kühlsystem 23 verbindbar. Das Kühlsystem 23 umfasst einen Kühlmittelkreislauf 23.1, eine Kühlmittelpumpe 45, Kühlkanäle 20.1 eines Motors 20, einen Thermostat 16 und einen Kühler 18. Der Kühlmittelkreislauf 23.1 verbindet die Kühlmittelpumpe 45, die Kühlkanäle 20.1 des Motors 20, den Thermostat 16 und den Kühler 18. Die Kühlmittelpumpe 45 ist dazu konfiguriert, Kühlmittel durch die Kühlkanäle 20.1 des Motors 20 zum Thermostat 16 zu pumpen. Wenn die Temperatur des Kühlmittels unter einer Öffnungstemperatur des Thermostats 16 liegt, leitet der Thermostat 16 den Kühlmittelfluss zur Kühlmittelpumpe 45. Liegt die Temperatur des Kühlmittels über der Öffnungstemperatur des Thermostats 16, leitet der Thermostat 16 den Kühlmittelfluss zum Kühler 18. In dem Kühler 18 wird das Kühlmittel gekühlt, zum Beispiel durch Luft, die durch den Kühler 18 fließt. Von dem Kühler 18 wird der Kühlmittelfluss zur Kühlmittelpumpe 45 geleitet. Das Kühlmittel kann ein wässriges Medium, wie eine Mischung aus Wasser und Glykol, umfassen. Die Retardervorrichtung 1 umfasst ein Retarderventil 25, das dazu konfiguriert ist, den Fluss des Arbeitsmediums in Form von Kühlmittel des Kühlsystems 23 aus dem Kühlsystem 23 in den Arbeitsraum 17 des Schaufelsystems 15 zu steuern.The retarder device 1 includes a retarder circuit 19th . According to the illustrated embodiments, the retarder device 1 via the retarder circuit 19th with a cooling system 23 connectable. The cooling system 23 includes a coolant circuit 23.1 , a coolant pump 45 , Cooling channels 20.1 of an engine 20th , a thermostat 16 and a cooler 18th . The coolant circuit 23.1 connects the coolant pump 45 who have favourited Cooling Channels 20.1 of the motor 20th , the thermostat 16 and the cooler 18th . The coolant pump 45 is configured to pass coolant through the cooling channels 20.1 of the motor 20th to the thermostat 16 to pump. If the temperature of the coolant is below an opening temperature of the thermostat 16 lies, the thermostat conducts 16 the coolant flow to the coolant pump 45 . The temperature of the coolant is above the opening temperature of the thermostat 16 , the thermostat directs 16 the coolant flow to the radiator 18th . In the cooler 18th the coolant is cooled, for example by air passing through the cooler 18th flows. From the cooler 18th the coolant flow to the coolant pump 45 headed. The coolant may comprise an aqueous medium, such as a mixture of water and glycol. The retarder device 1 includes a retarder valve 25th , which is configured to the flow of the working medium in the form of coolant of the cooling system 23 from the cooling system 23 in the work room 17th of the blade system 15 to control.
Während des Abbremsens der Welle 3 befindet sich die Kupplung 14 in einem eingerückten Zustand, in dem der schaufelbestückte Rotor 13 mit der Welle 3 verbunden ist. Ferner wird während des Abbremsens der Welle 3 das Retarderventil 25 in einen Zustand gesteuert, in dem das Retarderventil 25 eine Verbindung zwischen dem Kühlmittelkreislauf 23.1 und einem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 öffnet. Die Drehung der Welle 3 bewirkt die Drehung des schaufelbestückten Rotors 13. Dadurch wird Arbeitsmedium, d.h. Kühlmittel des Kühlsystems 23, durch den Arbeitsraum 17 gepumpt, d.h. von dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 zu einem Auslass 17.2 des Arbeitsraumes 17. Die Retardervorrichtung 1 umfasst ein Steuerventil 22, das mit dem Auslass 17.2 des Arbeitsraumes 17 verbunden ist. Der Öffnungsgrad des Steuerventils 22 steuert den Gegendruck am Auslass 17.2 des Arbeitsraumes 17 und steuert damit auch die Bremswirkung der Retardervorrichtung 1, d.h. das auf die Welle 3 ausgeübte Bremsmoment. Das Steuerventil 22 ist mit dem Kühlmittelkreislauf 23.1 so verbunden, dass Arbeitsmedium, d.h. Kühlmittel, von dem Steuerventil 22 zu dem Thermostat 16 des Kühlsystems 23 geleitet wird.While braking the shaft 3rd there is the clutch 14 in an engaged state in which the rotor is equipped with blades 13 with the wave 3rd connected is. Furthermore, during braking of the shaft 3rd the retarder valve 25th controlled in a state in which the retarder valve 25th a connection between the coolant circuit 23.1 and an inlet 17.1 of the work area 17th opens. The rotation of the shaft 3rd causes the rotation of the rotor equipped with blades 13 . This becomes the working medium, ie coolant of the cooling system 23 , through the workroom 17th pumped, ie from the inlet 17.1 of the work area 17th to an outlet 17.2 of the work area 17th . The retarder device 1 includes a control valve 22 that with the outlet 17.2 of the work area 17th connected is. The degree of opening of the control valve 22 controls the back pressure at the outlet 17.2 of the work area 17th and also controls the braking effect of the retarder device 1 , that is, on the shaft 3rd applied braking torque. The control valve 22 is with the coolant circuit 23.1 connected so that working medium, ie coolant, from the control valve 22 to the thermostat 16 of the cooling system 23 is directed.
Die Retardervorrichtung 1 umfasst ferner einen Unterdruckgenerator 21, der über den Retarderkreislauf 19 mit dem Arbeitsraum 17 verbunden ist. Der Unterdruckgenerator 21 ist dazu konfiguriert, durch die Kraft des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle 3 von dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 strömt, einen Unterdruck, d.h. einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, zu erzeugen. Der Unterdruckgenerator 21 ist dazu konfiguriert, unter Verwendung des Unterdrucks eine anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 durchzuführen, wie nachstehend genauer erläutert wird.The retarder device 1 also includes a vacuum generator 21st that over the retarder circuit 19th with the work space 17th connected is. The vacuum generator 21st is configured by the force of the working medium during the braking of the shaft 3rd from the work room 17th to the vacuum generator 21st flows, a negative pressure, ie a pressure below the Atmospheric pressure. The vacuum generator 21st is configured to use the vacuum to subsequently drain the working fluid from the work area 17th as explained in more detail below.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst der Unterdruckgenerator 21 ein Abteil 37 und ein bewegliches Element 31. Das bewegliche Element 31 ist in dem Abteil 37 in einer ersten und einer zweiten Richtung d1, d2 zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich angeordnet. In 1 ist das bewegliche Element 31 in der ersten Stellung dargestellt. Das bewegliche Element 31 trennt ein Innenvolumen des Abteils 37 in eine erste Kammer 27 und eine zweite Kammer 29 beiderseits des beweglichen Elements 31. Gemäß den abgebildeten Ausführungsformen ist das bewegliche Element 31 ein Kolben. Gemäß weiteren Ausführungsformen kann das bewegliche Element 31 jedoch eine andere Art von beweglichem Element sein, wie etwa eine Membran oder dergleichen. Das bewegliche Element 31 umfasst eine erste Begrenzungsfläche 31', die in der ersten Kammer 27 angeordnet ist, und eine zweite Begrenzungsfläche 31", die in der zweiten Kammer 29 angeordnet ist. According to the illustrated embodiments, the vacuum generator comprises 21st a compartment 37 and a movable element 31 . The moving element 31 is in the compartment 37 in a first and a second direction d1 , d2 movably arranged between a first and a second position. In 1 is the moving element 31 shown in the first position. The moving element 31 separates an interior volume of the compartment 37 into a first chamber 27th and a second chamber 29 on both sides of the movable element 31 . According to the illustrated embodiments, the movable element is 31 a piston. According to further embodiments, the movable element 31 however, may be another type of movable element, such as a membrane or the like. The moving element 31 comprises a first boundary surface 31 ' that in the first chamber 27th is arranged, and a second boundary surface 31 " that in the second chamber 29 is arranged.
Das bewegliche Element 31 wird durch eine Feder 35 in Richtung der ersten Stellung vorgespannt.The moving element 31 is by a spring 35 biased towards the first position.
Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine erste Leitung 19.1 zwischen dem Arbeitsraum 17 und der ersten Kammer 27. Die erste Leitung 19.1 ist dazu konfiguriert, während des Abbremsens der Welle 3 den Fluss des Arbeitsmediums von dem Arbeitsraum 17 zu der ersten Kammer 27 zu leiten, um das bewegliche Element 31 in der zweiten Richtung d2 in Richtung der zweiten Stellung zu drängen. Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine erste Rücklaufleitung 19.3 zwischen der zweiten Kammer 29 und einem Abschnitt des Retarderkreislaufes 19 zwischen dem Retarderventil 25 und dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 und eine zweite Rücklaufleitung 19.4 zwischen der zweiten Kammer 29 und einem Abschnitt des Retarderkreislaufes 19 zwischen dem Steuerventil 22 und dem Thermostat 16. Bei Bewegung des beweglichen Elements 31 in der zweiten Richtung d2 wird das Arbeitsmedium in der zweiten Kammer 29 über eine oder beide Rücklaufleitungen 19.3, 19.4 aus der zweiten Kammer 29 geleitet. Die erste und die zweite Rücklaufleitung 19.3, 19.4 umfassen jeweils ein Rückschlagventil 24. Die Rückschlagventile 24 ermöglichen den Fluss des Arbeitsmediums aus der zweiten Kammer 29 und verhindern den Fluss des Arbeitsmediums in die zweite Kammer 29 in der ersten und zweiten Rücklaufleitung 19.3, 19.4. Da der Retarderkreislauf 19 die erste und zweite Rücklaufleitung 19.3, 19.4 umfasst, wird das Arbeitsmedium in der zweiten Kammer 29 bei Bewegung des beweglichen Elements 31 in der zweiten Richtung aus der zweiten Kammer 29 in diejenige Rücklaufleitung von der ersten und zweiten Rücklaufleitung 19.3, 19.4 fließen, die den niedrigsten Druck aufweist. Dadurch wird die Energieeffizienz der Retardervorrichtung 1 weiter verbessert.The retarder cycle 19th includes a first line 19.1 between the work space 17th and the first chamber 27th . The first line 19.1 is configured to slow down the shaft 3rd the flow of the working medium from the work space 17th to the first chamber 27th to guide the moving element 31 in the second direction d2 to push towards the second position. The retarder cycle 19th comprises a first return line 19.3 between the second chamber 29 and a section of the retarder circuit 19th between the retarder valve 25th and the inlet 17.1 of the work area 17th and a second return line 19.4 between the second chamber 29 and a section of the retarder circuit 19th between the control valve 22 and the thermostat 16 . When moving the movable element 31 in the second direction d2 becomes the working medium in the second chamber 29 via one or both return lines 19.3 , 19.4 from the second chamber 29 headed. The first and the second return line 19.3 , 19.4 each include a check valve 24th . The check valves 24th allow the flow of the working medium from the second chamber 29 and prevent the flow of the working medium into the second chamber 29 in the first and second return line 19.3 , 19.4 . Because the retarder circuit 19th the first and second return lines 19.3 , 19.4 includes, the working medium in the second chamber 29 when moving the movable element 31 in the second direction from the second chamber 29 in the return line from the first and second return line 19.3 , 19.4 flow that has the lowest pressure. This makes the energy efficiency of the retarder device 1 further improved.
Da ferner der Retarderkreislauf 19 die erste Rücklaufleitung 19.3 umfasst, die die zweite Kammer 29 und einen Abschnitt des Retarderkreislaufes 19 zwischen dem Retarderventil 25 und dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 verbindet, wird ein Unterdruck am Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 das Arbeitsmedium aus der zweiten Kammer 29 ansaugen, wenn der Druck am Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 niedriger ist als der Druck in der zweiten Kammer 29. Dadurch wird die Energieeffizienz der Retardervorrichtung 1 weiter verbessert. Der Retarderkreislauf 19 kann möglicherweise auch nur eine von der ersten und zweiten Rücklaufleitung 19.3, 19.4 umfassen und/oder kann alternativ oder zusätzlich eine oder mehrere weitere Rücklaufleitungen umfassen, die die zweite Kammer 29 und einen anderen geeigneten Abschnitt des Retarderkreislaufs 19 und/oder des Kühlkreislaufs 23 verbinden. Since the retarder circuit 19th the first return line 19.3 which includes the second chamber 29 and a section of the retarder circuit 19th between the retarder valve 25th and the inlet 17.1 of the work area 17th connects, there is a negative pressure at the inlet 17.1 of the work area 17th the working medium from the second chamber 29 suck in when the pressure at the inlet 17.1 of the work area 17th is lower than the pressure in the second chamber 29 . This makes the energy efficiency of the retarder device 1 further improved. The retarder cycle 19th may also be only one of the first and second return lines 19.3 , 19.4 comprise and / or may alternatively or additionally comprise one or more further return lines which form the second chamber 29 and another suitable section of the retarder circuit 19th and / or the cooling circuit 23 connect.
Ferner wird bei der Bewegung des beweglichen Elements 31 in die zweite Richtung d2 die Feder 35 zusammengedrückt. Dadurch wird die Energie des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle 3 aus dem Arbeitsraum 17 zum Unterdruckgenerator 21 fließt, von der Feder 35 gespeichert.Furthermore, the movement of the movable element 31 in the second direction d2 the feather 35 pressed together. This causes the energy of the working medium to be released during the braking of the shaft 3rd from the work room 17th to the vacuum generator 21st flows from the spring 35 saved.
Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine zweite Leitung 19.2 zwischen dem Arbeitsraum 17 und der zweiten Kammer 29. Die Retardervorrichtung 1 umfasst ferner ein Entleerungsventil 26, das zur Steuerung des Flusses durch die zweite Leitung 19.2 konfiguriert ist. Außerdem umfasst der Retarderkreislauf 19 eine dritte Rücklaufleitung 19.5 und ein Rücklaufventil 28, das den Durchfluss in der dritten Rücklaufleitung 19.5 steuert. Die dritte Rücklaufleitung 19.5 verbindet die erste Kammer und einen Abschnitt des Retarderkreislaufs 19 zwischen dem Steuerventil 22 und dem Thermostat 16. Alternativ oder zusätzlich kann der Retarderkreislauf 19 eine oder mehrere weitere Rücklaufleitungen umfassen, die die erste Kammer 27 und einen weiteren geeigneten Abschnitt des Retarderkreislaufs 19 und/oder des Kühlkreislaufs 23 verbinden. Die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 erfolgt gemäß den dargestellten Ausführungsformen durch Schließen des Retarderventils 25, so dass die Verbindung zwischen dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 und dem Kühlkreislauf 23.1 geschlossen ist, und durch Öffnen des Entleerungsventils 26 und des Rücklaufventils 28. Da das bewegliche Element 31 in die erste Stellung vorgespannt ist, wird das bewegliche Element 31 beginnen, sich aus der zweiten Stellung in die erste Stellung, d.h. in die erste Richtung d1, zu bewegen, und das Arbeitsmedium wird infolgedessen von dem Arbeitsraum 17 über die zweite Leitung 19.2 in die zweite Kammer 29 fließen.The retarder cycle 19th includes a second line 19.2 between the work space 17th and the second chamber 29 . The retarder device 1 also includes a drain valve 26 that is used to control the flow through the second line 19.2 is configured. The retarder cycle also includes 19th a third return line 19.5 and a return valve 28 which is the flow in the third return line 19.5 controls. The third return line 19.5 connects the first chamber and a section of the retarder circuit 19th between the control valve 22 and the thermostat 16 . Alternatively or additionally, the retarder circuit can be used 19th one or more further return lines comprising the first chamber 27th and another suitable section of the retarder circuit 19th and / or the cooling circuit 23 connect. The forced emptying of the working fluid from the work area 17th takes place according to the illustrated embodiments by closing the retarder valve 25th so that the connection between the inlet 17.1 of the work area 17th and the cooling circuit 23.1 is closed, and by opening the drain valve 26 and the return valve 28 . Because the movable element 31 is biased into the first position, the movable element 31 begin to move from the second position to the first position, ie in the first direction d1 , to move, and the working medium is consequently removed from the work space 17th over the second line 19.2 to the second chamber 29 flow.
Somit ist der Unterdruckgenerator 21 gemäß den dargestellten Ausführungsformen dazu konfiguriert, die anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 über die zweite Leitung 19.2 in die zweite Kammer 29 durchzuführen. Ferner wird gemäß den dargestellten Ausführungsformen der Unterdruck in der zweiten Kammer 29 während der Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 erzeugt, d.h. wenn die zweite Begrenzungsfläche 31" in die erste Richtung d1 bewegt wird. Wie aus 1 ersichtlich ist, vergrößert sich das Volumen der zweiten Kammer 29, wenn sich die zweite Begrenzungsfläche 31" des beweglichen Elements 31 in die erste Richtung d1 bewegt, wodurch der Unterdruck entsteht. Bei Bewegung des beweglichen Elements 31 in die erste Richtung d1 fließt Arbeitsmedium aus der ersten Kammer 27 über die dritte Rücklaufleitung 19.5 aus. Der Unterdruckgenerator 21 kann dazu konfiguriert sein, die Zwangsentleerung des Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 17 durchzuführen, indem der Druck in dem Arbeitsraum 17 auf einen Druck reduziert wird, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist. Dadurch wird der schaufelbestückte Rotor 13 einen geringen Widerstand bereitstellen, wenn er unter Verwendung der Kupplung 14 mit der Welle 3 verbunden wird und von dieser getrennt wird, da zumindest ein Teil des Arbeitsmediums in dem Arbeitsraum 17 einem Übergang vom flüssigen in den gasförmigen Zustand ausgesetzt wird.So the vacuum generator 21st configured in accordance with the illustrated embodiments, the subsequent forced emptying of the working medium from the work space 17th over the second line 19.2 to the second chamber 29 perform. Furthermore, according to the illustrated embodiments, the negative pressure in the second chamber 29 during the forced emptying of the working fluid from the work area 17th generated, ie when the second boundary surface 31 " in the first direction d1 is moved. How out 1 can be seen, the volume of the second chamber increases 29 if the second boundary surface 31 " of the movable element 31 in the first direction d1 moved, which creates the negative pressure. When moving the movable element 31 in the first direction d1 working medium flows out of the first chamber 27th via the third return line 19.5 out. The vacuum generator 21st can be configured to forcibly drain the working fluid from the work space 17th perform by the pressure in the work space 17th is reduced to a pressure which is equal to or less than the vapor pressure of the working medium. This will make the rotor equipped with blades 13 provide a low resistance when using the clutch 14 with the wave 3rd is connected and separated from this, since at least part of the working medium in the work space 17th undergoes a transition from the liquid to the gaseous state.
Die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 kann beispielsweise vor dem Trennen des schaufelbestückten Rotors 13 von der Welle 3 oder vor dem Verbinden des schaufelbestückten Rotors 13 mit der Welle 3 in einer anschließenden Bremssequenz der Retardervorrichtung 1 erfolgen.The forced emptying of the working fluid from the work area 17th can, for example, before separating the rotor equipped with blades 13 from the wave 3rd or before connecting the blade-equipped rotor 13 with the wave 3rd in a subsequent braking sequence of the retarder device 1 respectively.
Ferner umfasst die Retardervorrichtung 1 gemäß den dargestellten Ausführungsformen einen ersten Fluiddruckgenerator 39, der mit dem Unterdruckgenerator 21 verbunden ist. Der erste Fluiddruckgenerator 39 umfasst einen Luftkompressor 41. Der erste Fluiddruckgenerator 39 ist mit der ersten Kammer 27 verbunden und dazu konfiguriert, das bewegliche Element 31 in Richtung der zweiten Stellung zu drängen, wenn beispielsweise die Kraft des Arbeitsmediums, das aus dem Arbeitsraum 17 zum Unterdruckgenerator 21 fließt, nicht dazu ausreicht, um das bewegliche Element 31 in die zweite Stellung zu verschieben.The retarder device further comprises 1 according to the illustrated embodiments, a first fluid pressure generator 39 that with the vacuum generator 21st connected is. The first fluid pressure generator 39 includes an air compressor 41 . The first fluid pressure generator 39 is with the first chamber 27th connected and configured to the movable element 31 in the direction of the second position, for example, when the force of the working medium exiting the work space 17th to the vacuum generator 21st flows, is not sufficient to the movable element 31 to move to the second position.
Als Alternative oder zusätzlich kann die Retardervorrichtung 1 eine oder mehrere andere Arten von Druckgeneratoren umfassen, die mit der ersten Kammer 27 verbunden und dazu konfiguriert sind, das bewegliche Element in Richtung der zweiten Stellung zu drängen, wenn beispielsweise die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließt, und wenn die Kraft des ersten Fluiddruckgenerators 39 nicht dazu ausreichen, um das bewegliche Element 31 in Richtung der zweiten Stellung zu verlagern.As an alternative or in addition, the retarder device 1 include one or more other types of pressure generators associated with the first chamber 27th connected and configured to urge the movable member toward the second position when, for example, the force of the working medium is exerted by the working space 17th to the vacuum generator 21st flows, and when the force of the first fluid pressure generator 39 not enough to move the element 31 to shift towards the second position.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Retardervorrichtung 1 eine Unterdruckpumpe 42, die mit der zweiten Kammer 29 verbunden ist. Die Unterdruckpumpe 42 ist dazu konfiguriert, wahlweise Arbeitsmedium aus der zweiten Kammer 29 in die dritte Rücklaufleitung 19.5 anzusaugen, wenn beispielsweise die Kraft des aus dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließenden Arbeitsmediums nicht dazu ausreicht, um das bewegliche Element 31 in Richtung auf die zweite Stellung zu verschieben. Die Unterdruckpumpe 42 kann mit der Kühlmittelpumpe 45 des Kühlsystems 23 verbunden sein und kann dazu konfiguriert sein, durch die Pumpwirkung der Kühlmittelpumpe 45 angetrieben zu werden. Die Retardervorrichtung 1 kann möglicherweise nur die Unterdruckpumpe 42 oder den ersten Fluiddruckgenerator 39 umfassen, oder kann, wie es gemäß den dargestellten Ausführungsformen der Fall ist, den ersten Fluidgenerator 39 und die Unterdruckpumpe 42 umfassen.According to the illustrated embodiments, the retarder device comprises 1 a vacuum pump 42 with the second chamber 29 connected is. The vacuum pump 42 is configured to select working medium from the second chamber 29 into the third return line 19.5 suck in when, for example, the force of the work space 17th to the vacuum generator 21st flowing working medium is not sufficient to the movable element 31 to move towards the second position. The vacuum pump 42 can with the coolant pump 45 of the cooling system 23 connected and may be configured by the pumping action of the coolant pump 45 to be driven. The retarder device 1 can possibly only the vacuum pump 42 or the first fluid pressure generator 39 comprise, or, as is the case according to the illustrated embodiments, the first fluid generator 39 and the vacuum pump 42 include.
2 stellt schematisch eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1 gemäß einigen weiteren Ausführungsformen dar. Die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 ist zum Abbremsen einer Welle 3 eines Fahrzeugs konfiguriert. Die Welle 3 kann eine Welle eines Antriebsstrangs eines Fahrzeugs sein, wie nachfolgend genauer erläutert wird. Aus Gründen der Kürze wird die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 hierin an einigen Stellen als Retardervorrichtung 1 bezeichnet. Die Retardervorrichtung 1 umfasst eine Schaufelanordnung 9, die einen schaufelbestückten Stator 11 und einen schaufelbestückten Rotor 13 umfasst. Der schaufelbestückte Stator 11 und der schaufelbestückte Rotor 13 bilden zusammen ein Schaufelsystem 15 mit einem Arbeitsraum 17. Der schaufelbestückte Rotor 13 ist über eine Kupplungsvorrichtung 14 mit der Welle 3 verbindbar. Die Kupplungsvorrichtung 14 kann eine Klauenkupplung, eine Reibungskupplung oder dergleichen umfassen. 2nd schematically represents a hydrodynamic retarder device 1 according to some other embodiments. The hydrodynamic retarder device 1 is for braking a shaft 3rd configured a vehicle. The wave 3rd can be a shaft of a drive train of a vehicle, as will be explained in more detail below. For the sake of brevity, the hydrodynamic retarder device 1 herein in some places as a retarder device 1 designated. The retarder device 1 includes a blade assembly 9 that have a stator with blades 11 and a blade-equipped rotor 13 includes. The stator with blades 11 and the blade-equipped rotor 13 together form a blade system 15 with a work space 17th . The blade-equipped rotor 13 is via a coupling device 14 with the wave 3rd connectable. The coupling device 14 may include a dog clutch, a friction clutch, or the like.
Die Retardervorrichtung 1 umfasst einen Retarderkreislauf 19. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen ist die Retardervorrichtung 1 über den Retarderkreislauf 19 mit einem Kühlsystem 23 verbindbar. Das Kühlsystem 23 umfasst einen Kühlmittelkreislauf 23.1, eine Kühlmittelpumpe 45, Kühlkanäle 20.1 eines Motors 20, einen Thermostat 16 und einen Kühler 18. Der Kühlmittelkreislauf 23.1 verbindet die Kühlmittelpumpe 45, die Kühlkanäle 20.1 des Motors 20, den Thermostat 16 und den Kühler 18. Die Kühlmittelpumpe 45 ist dazu konfiguriert, Kühlmittel durch die Kühlkanäle 20.1 des Motors 20 zum Thermostat 16 zu pumpen. Wenn die Temperatur des Kühlmittels unter einer Öffnungstemperatur des Thermostats 16 liegt, leitet der Thermostat 16 den Kühlmittelfluss zu der Kühlmittelpumpe 45. Liegt die Temperatur des Kühlmittels über der Öffnungstemperatur des Thermostats 16, leitet der Thermostat 16 den Kühlmittelfluss zum Kühler 18. In dem Kühler 18 wird das Kühlmittel gekühlt, beispielsweise durch Luft, die durch den Kühler 18 strömt. Von dem Kühler 18 wird der Kühlmittelfluss zur Kühlmittelpumpe 45 geleitet. Das Kühlmittel kann ein wässriges Medium, wie eine Mischung aus Wasser und Glykol, umfassen. Die Retardervorrichtung 1 umfasst ein Retarderventil 25, das dazu konfiguriert ist, den Fluss des Arbeitsmediums in Form von Kühlmittel des Kühlsystems 23 aus dem Kühlsystem 23 in den Arbeitsraum 17 des Schaufelsystems 15 zu steuern.The retarder device 1 includes a retarder circuit 19th . According to the illustrated embodiments, the retarder device 1 via the retarder circuit 19th with a cooling system 23 connectable. The cooling system 23 includes a coolant circuit 23.1 , a coolant pump 45 , Cooling channels 20.1 of an engine 20th , a thermostat 16 and a cooler 18th . The coolant circuit 23.1 connects the coolant pump 45 who have favourited Cooling Channels 20.1 of Motors 20th , the thermostat 16 and the cooler 18th . The coolant pump 45 is configured to pass coolant through the cooling channels 20.1 of the motor 20th to the thermostat 16 to pump. If the temperature of the coolant is below an opening temperature of the thermostat 16 the thermostat conducts 16 the coolant flow to the coolant pump 45 . The temperature of the coolant is above the opening temperature of the thermostat 16 , the thermostat directs 16 the coolant flow to the radiator 18th . In the cooler 18th the coolant is cooled, for example by air passing through the cooler 18th flows. From the cooler 18th the coolant flow to the coolant pump 45 headed. The coolant may comprise an aqueous medium, such as a mixture of water and glycol. The retarder device 1 includes a retarder valve 25th , which is configured to the flow of the working medium in the form of coolant of the cooling system 23 from the cooling system 23 in the work room 17th of the blade system 15 to control.
Während des Abbremsens der Welle 3 befindet sich die Kupplung 14 in einem eingerückten Zustand, in dem der schaufelbestückte Rotor 13 mit der Welle 3 verbunden ist. Ferner wird während des Abbremsens der Welle 3 das Retarderventil 25 in einen Zustand gesteuert, in dem das Retarderventil 25 eine Verbindung zwischen dem Kühlmittelkreislauf 23.1 und einem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 öffnet. Die Drehung der Welle 3 bewirkt die Drehung des schaufelbestückten Rotors 13. Dadurch wird Arbeitsmedium, d.h. Kühlmittel des Kühlsystems 23, durch den Arbeitsraum 17 gepumpt, d.h. von dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 zu einem Auslass 17.2 des Arbeitsraumes 17. Die Retardervorrichtung umfasst ein Steuerventil 22, das mit dem Auslass 17.2 des Arbeitsraumes 17 verbunden ist. Der Öffnungsgrad des Steuerventils 22 steuert den Gegendruck am Auslass 17.2 des Arbeitsraumes 17 und damit auch die Bremswirkung der Retardervorrichtung 1, d.h. das auf die Welle 3 ausgeübte Bremsmoment. Das Steuerventil 22 ist mit dem Kühlmittelkreislauf 23.1 so verbunden, dass Arbeitsmedium, d.h. Kühlmittel, von dem Steuerventil 22 zu dem Thermostat 16 des Kühlsystems 23 geleitet wird.While braking the shaft 3rd there is the clutch 14 in an engaged state in which the rotor is equipped with blades 13 with the wave 3rd connected is. Furthermore, during braking of the shaft 3rd the retarder valve 25th controlled in a state in which the retarder valve 25th a connection between the coolant circuit 23.1 and an inlet 17.1 of the work area 17th opens. The rotation of the shaft 3rd causes the rotation of the rotor equipped with blades 13 . This becomes the working medium, ie coolant of the cooling system 23 , through the workroom 17th pumped, ie from the inlet 17.1 of the work area 17th to an outlet 17.2 of the work area 17th . The retarder device comprises a control valve 22 that with the outlet 17.2 of the work area 17th connected is. The degree of opening of the control valve 22 controls the back pressure at the outlet 17.2 of the work area 17th and thus also the braking effect of the retarder device 1 , that is, on the shaft 3rd applied braking torque. The control valve 22 is with the coolant circuit 23.1 connected so that working medium, ie coolant, from the control valve 22 to the thermostat 16 of the cooling system 23 is directed.
Die Retardervorrichtung 1 umfasst ferner einen Unterdruckgenerator 21, der über den Retarderkreislauf 19 mit dem Arbeitsraum 17 verbunden ist. Der Unterdruckgenerator 21 ist so konfiguriert, dass er durch die Kraft des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle 3 von dem Arbeitsraum 17 zum Unterdruckgenerator 21 strömt, einen Unterdruck, d.h. einen Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, erzeugt. Der Unterdruckgenerator 21 ist dazu konfiguriert, unter Verwendung des Unterdrucks eine anschließende Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 durchzuführen, wie nachstehend genauer erläutert wird.The retarder device 1 also includes a vacuum generator 21st that over the retarder circuit 19th with the work space 17th connected is. The vacuum generator 21st is configured so that it is controlled by the force of the working medium during the braking of the shaft 3rd from the work room 17th to the vacuum generator 21st flows, generates a negative pressure, ie a pressure below atmospheric pressure. The vacuum generator 21st is configured to use the vacuum to subsequently drain the working fluid from the work area 17th as explained in more detail below.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst der Unterdruckgenerator 21 ein bewegliches Element 31, das in einer ersten und einer zweiten Richtung d1, d2 zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung beweglich angeordnet ist. In 2 ist das bewegliche Element 31 in der zweiten Stellung wiedergegeben. Das bewegliche Element 31 ist durch eine Feder 35 in Richtung auf die erste Stellung vorgespannt. Der Unterdruckgenerator 21 umfasst eine erste Kammer 27, eine zweite Kammer 29 und eine dritte Kammer 32. Das bewegliche Element 31 umfasst eine erste Begrenzungsfläche 31', die in der ersten Kammer 27 angeordnet ist, eine zweite Begrenzungsfläche 31", die in der zweiten Kammer 29 angeordnet ist, und eine dritte Begrenzungsfläche 31'", die in der dritten Kammer 32 angeordnet ist. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen bildet jede Begrenzungsfläche 31', 31", 31"' einen Teil eines jeweiligen Kolbens, der in der jeweiligen Kammer 27, 29, 32 angeordnet ist. Die Begrenzungsflächen 31', 31", 31'" können jedoch Teil einer anderen Art von Element bilden, wie etwa einer Membran oder dergleichen.According to the illustrated embodiments, the vacuum generator comprises 21st a movable element 31 that in a first and a second direction d1 , d2 is movably arranged between a first and a second position. In 2nd is the moving element 31 reproduced in the second position. The moving element 31 is by a spring 35 biased towards the first position. The vacuum generator 21st comprises a first chamber 27th , a second chamber 29 and a third chamber 32 . The moving element 31 comprises a first boundary surface 31 ' that in the first chamber 27th is arranged, a second boundary surface 31 " that in the second chamber 29 is arranged, and a third boundary surface 31 '" that in the third chamber 32 is arranged. According to the illustrated embodiments, each boundary surface forms 31 ' , 31 " , 31 "' a part of each piston that is in the respective chamber 27th , 29 , 32 is arranged. The boundary surfaces 31 ' , 31 " , 31 '" however, can form part of another type of element, such as a membrane or the like.
Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine erste Leitung 19.1 zwischen dem Arbeitsraum 17 und der ersten Kammer 27. Der Retarderkreislauf 19 umfasst ferner ein erstes Mehrwegeventil 34 und ein erstes Schaltventil 36. Die erste Leitung 19.1 ist so konfiguriert, dass sie während des Abbremsens der Welle 3 den Fluss des Arbeitsmediums von dem Arbeitsraum 17 zu der ersten Kammer 27 leitet, um das bewegliche Element 31 in die erste Richtung d1, d.h. in Richtung der zweiten Stellung, zu drängen. Das heißt, während des Abbremsens der Welle 3 fließt das Arbeitsmedium von dem Arbeitsraum 17 in der ersten Leitung 19.1 durch das erste Mehrwegeventil 34 und durch das erste Schaltventil 36 zur ersten Kammer 27. Bei der Bewegung des beweglichen Elements 31 in der ersten Richtung d1, d.h. in Richtung der zweiten Stellung, wird die Feder 35 zusammengedrückt. Ferner wird bei Bewegung des beweglichen Elements 31 in der ersten Richtung d1 durch die Bewegung der zweiten Begrenzungsfläche 31" in der ersten Richtung d1 ein Unterdruck, d.h. ein Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, in der zweiten Kammer 29 erzeugt. Wie aus 2 ersichtlich ist, vergrößert sich das Volumen der zweiten Kammer 29, wenn sich die zweite Begrenzungsfläche 31" in die erste Richtung d1 bewegt, wodurch der Unterdruck entsteht. Der Unterdruckgenerator 21 umfasst einen Unterdruckspeicher 30 und eine Unterdruckleitung 30', die die zweite Kammer 29 und den Unterdruckspeicher 30 verbindet. Die Unterdruckleitung 30' umfasst ein Rückschlagventil 46, das dazu konfiguriert ist, den Fluss des Arbeitsmediums von dem Unterdruckspeicher 30 zu der zweiten Kammer 29 zu ermöglichen und dazu konfiguriert ist, den Fluss des Arbeitsmediums von der zweiten Kammer 29 zum Unterdruckspeicher 30 zu verhindern.The retarder cycle 19th includes a first line 19.1 between the work space 17th and the first chamber 27th . The retarder cycle 19th further comprises a first multi-way valve 34 and a first switching valve 36 . The first line 19.1 is configured so that during the braking of the shaft 3rd the flow of the working medium from the work space 17th to the first chamber 27th directs to the movable element 31 in the first direction d1 , ie towards the second position. That is, while braking the shaft 3rd the working medium flows from the work area 17th on the first line 19.1 through the first multi-way valve 34 and through the first switching valve 36 to the first chamber 27th . When moving the movable element 31 in the first direction d1 , ie in the direction of the second position, the spring 35 pressed together. Furthermore, when the movable element moves 31 in the first direction d1 by moving the second boundary surface 31 " in the first direction d1 a negative pressure, ie a pressure below atmospheric pressure, in the second chamber 29 generated. How out 2nd can be seen, the volume of the second chamber increases 29 if the second boundary surface 31 " in the first direction d1 moved, which creates the negative pressure. The vacuum generator 21st includes a vacuum accumulator 30th and a vacuum line 30 ' who the second chamber 29 and the vacuum accumulator 30th connects. The vacuum line 30 ' includes a check valve 46 , which is configured to the flow of the working medium from the vacuum accumulator 30th to the second chamber 29 to enable and is configured to flow the working medium from the second chamber 29 to the vacuum accumulator 30th to prevent.
Wenn sich das bewegliche Element 31 in der zweiten Stellung befindet, schaltet das erste Schaltventil 36 in einen geschlossenen Zustand, in dem das erste Schaltventil 36 die Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und dem Arbeitsraum 17 schließt und eine Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und einer ersten Rücklaufleitung 19.3 öffnet. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen verbindet die erste Rücklaufleitung 19.3 des Retarderkreislaufs 19 die erste Kammer 27 und einen Arbeitsmittelvorratsbehälter 44. Alternativ oder zusätzlich kann der Retarderkreislauf 19 eine oder mehrere weitere erste Rücklaufleitungen umfassen, zu denen das erste Schaltventil 36 im geschlossenen Zustand eine Verbindung öffnet. Diese eine oder mehreren Rücklaufleitungen können beispielsweise die erste Kammer 27 und einen geeigneten Abschnitt des Retarderkreislaufs 19 und/oder des Kühlkreislaufs 23 verbinden. If the moving element 31 is in the second position, the first switching valve switches 36 in a closed state in which the first switching valve 36 the connection between the first chamber 27th and the work space 17th closes and a connection between the first chamber 27th and a first return line 19.3 opens. According to the illustrated embodiments, the first return line connects 19.3 of the retarder circuit 19th the first chamber 27th and a working fluid reservoir 44 . Alternatively or additionally, the retarder circuit can be used 19th comprise one or more further first return lines to which the first switching valve 36 opens a connection when closed. These one or more return lines can be the first chamber, for example 27th and an appropriate section of the retarder circuit 19th and / or the cooling circuit 23 connect.
Wenn sich das erste Schaltventil 36 im geschlossenen Zustand befindet, drängt die Feder 35 das bewegliche Element 31 in der zweiten Richtung d2 aus der zweiten Stellung in die erste Stellung. Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine zweite Rücklaufleitung 19.4 zwischen der zweiten Kammer 29 und einem Abschnitt des Retarderkreislaufs zwischen dem Steuerventil 22 und dem Thermostat 16. Bei Bewegung des beweglichen Elements 31 in die zweite Richtung d2 fließt das Arbeitsmedium, falls es sich in der zweiten Kammer 29 befindet, über die zweite Rücklaufleitung 19.4 aus der zweiten Kammer 29 heraus. Bei Bewegung des beweglichen Elements 31 in der zweiten Richtung d2 fließt das Arbeitsmedium aus der ersten Kammer 27 in der ersten Rücklaufleitung 19.3 über das erste Schaltventil 36 aus. Wenn das bewegliche Element 31 die erste Stellung erreicht, schaltet das erste Schaltventil 36 in einen offenen Zustand, in dem das erste Schaltventil 36 die Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und dem Arbeitsraum 17 öffnet und die Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und einer ersten Rücklaufleitung 19.3 schließt. Dadurch fließt das Arbeitsmedium von dem Arbeitsraum 17 in der ersten Leitung 19.1 durch das erste Mehrwegeventil 34 und durch das erste Schaltventil 36 zur ersten Kammer 27. Dadurch wird das bewegliche Element 31 in der ersten Richtung d1 aus der ersten Stellung in Richtung der zweiten Stellung gedrängt. Auf diese Weise wird der Vorgang der Erzeugung des Unterdrucks in der zweiten Kammer 29 wiederholt. Somit ist das bewegliche Element 31 gemäß den dargestellten Ausführungsformen so konfiguriert, dass es sich während des Abbremsens der Welle 3 zwischen der ersten und zweiten Stellung hin und her bewegt. Die Retardervorrichtung 1 ist dazu konfiguriert, den Unterdruck in dem Unterdruckspeicher 30 bis zur anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 zu speichern.If the first switching valve 36 is in the closed state, the spring urges 35 the movable element 31 in the second direction d2 from the second position to the first position. The retarder cycle 19th includes a second return line 19.4 between the second chamber 29 and a portion of the retarder circuit between the control valve 22 and the thermostat 16 . When moving the movable element 31 in the second direction d2 the working medium flows if it is in the second chamber 29 via the second return line 19.4 from the second chamber 29 out. When moving the movable element 31 in the second direction d2 the working medium flows out of the first chamber 27th in the first return line 19.3 via the first switching valve 36 out. If the moving element 31 reaches the first position, the first switching valve switches 36 in an open state in which the first switching valve 36 the connection between the first chamber 27th and the work space 17th opens and the connection between the first chamber 27th and a first return line 19.3 closes. As a result, the working medium flows from the work area 17th on the first line 19.1 through the first multi-way valve 34 and through the first switching valve 36 to the first chamber 27th . This will make the movable element 31 in the first direction d1 pushed from the first position towards the second position. In this way, the process of creating negative pressure in the second chamber 29 repeated. Thus, the movable element 31 configured in accordance with the illustrated embodiments so that it is during the braking of the shaft 3rd moved back and forth between the first and second positions. The retarder device 1 is configured to store the vacuum in the vacuum 30th up to the subsequent forced emptying of the working medium from the work area 17th save.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen bildet die zweite Begrenzungsfläche 31" einen Teil eines in der zweiten Kammer 29 angeordneten Kolbens. Auf der gegenüberliegenden Seite des Kolbens in Bezug auf die zweite Begrenzungsfläche 31" ist eine vierte Kammer 47 ausgebildet. Gemäß einigen weiteren Ausführungsformen kann der Retarderkreislauf 19 eine Leitung (in 2 aus Gründen der Kürze und Übersichtlichkeit nicht dargestellt) zwischen der vierten Kammer 47 und dem Unterdruckspeicher 30 umfassen, wobei die Leitung ein Rückschlagventil umfasst, das dazu konfiguriert ist, den Fluss von Fluid von dem Unterdruckspeicher 30 zur vierten Kammer 47 zu ermöglichen, und dazu konfiguriert ist, den Fluss von Fluid von der vierten Kammer 47 zu dem Unterdruckspeicher 30 zu verhindern. Ferner kann der Retarderkreislauf gemäß solchen Ausführungsformen eine Rücklaufleitung umfassen, die mit der vierten Kammer 47 verbunden ist und die einen Fluss von Fluid aus der vierten Kammer 47 heraus ermöglicht und einen Fluss von Fluid in die vierte Kammer 47 hinein verhindert. Auf diese Weise kann auch die vierte Kammer 47 genutzt werden, um den Unterdruck zu erzeugen, der dann im Unterdruckspeicher 30 gespeichert wird. Gemäß solchen Ausführungsformen wird also ein Unterdruck in der zweiten Kammer 29 erzeugt, wenn sich das bewegliche Element 31 in die erste Richtung d1 bewegt, und es wird ein Unterdruck in der vierten Kammer 47 erzeugt, wenn sich das bewegliche Element 31 in die zweite Richtung d2 bewegt.According to the illustrated embodiments, the second boundary surface forms 31 " part of one in the second chamber 29 arranged piston. On the opposite side of the piston with respect to the second boundary surface 31 " is a fourth chamber 47 educated. According to some further embodiments, the retarder circuit can 19th a line (in 2nd not shown for brevity and clarity) between the fourth chamber 47 and the vacuum accumulator 30th The conduit includes a check valve configured to block the flow of fluid from the vacuum reservoir 30th to the fourth chamber 47 enable, and is configured to allow the flow of fluid from the fourth chamber 47 to the vacuum accumulator 30th to prevent. Furthermore, the retarder circuit according to such embodiments may comprise a return line connected to the fourth chamber 47 is connected and a flow of fluid from the fourth chamber 47 allows out and a flow of fluid into the fourth chamber 47 prevented from entering. In this way, the fourth chamber 47 be used to generate the negative pressure, which is then in the negative pressure memory 30th is saved. According to such embodiments, there is a negative pressure in the second chamber 29 generated when the moving element 31 in the first direction d1 moves, and there is a negative pressure in the fourth chamber 47 generated when the moving element 31 in the second direction d2 emotional.
Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine zweite Leitung 19.2 zwischen dem Arbeitsraum 17 und dem Unterdruckspeicher 30. Die Retardervorrichtung 1 umfasst ferner ein Entleerungsventil 26, das zur Steuerung des Flusses durch die zweite Leitung 19.2 konfiguriert ist. Die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 erfolgt gemäß den dargestellten Ausführungsformen durch Schließen des Retarderventils 25, so dass die Verbindung zwischen dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 und dem Kühlmittelkreislauf 23.1 geschlossen ist, und durch Öffnen des Entleerungsventils 26. Folglich wird das Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 17 über die zweite Leitung 19.2 zum Unterdruckspeicher 30 fließen.The retarder cycle 19th includes a second line 19.2 between the work space 17th and the vacuum accumulator 30th . The retarder device 1 also includes a drain valve 26 that is used to control the flow through the second line 19.2 is configured. The Forced emptying of the working fluid from the work area 17th takes place according to the illustrated embodiments by closing the retarder valve 25th so that the connection between the inlet 17.1 of the work area 17th and the coolant circuit 23.1 is closed, and by opening the drain valve 26 . As a result, the working medium becomes the working space 17th over the second line 19.2 to the vacuum accumulator 30th flow.
Der Unterdruckgenerator 21 kann dazu konfiguriert sein, die Zwangsentleerung des Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum 17 durchzuführen, indem der Druck im Arbeitsraum 17 auf einen Druck reduziert wird, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist. Dadurch wird der schaufelbestückte Rotor 13 einen geringen Widerstand bereitstellen, wenn er mit der Welle 3 unter Verwendung der Kupplung 14 verbunden und von dieser getrennt wird, da zumindest ein Teil des Arbeitsmediums im Arbeitsraum 17 einem Übergang vom flüssigen Zustand in den gasförmigen Zustand ausgesetzt ist. Die Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 kann beispielsweise vor dem Trennen des schaufelbestückten Rotors 13 von der Welle 3 oder vor dem Verbinden des schaufelbestückten Rotors 13 mit der Welle 3 in einer nachfolgenden Bremssequenz der Retardervorrichtung 1 erfolgen.The vacuum generator 21st can be configured to forcibly drain the working fluid from the work space 17th perform by the pressure in the work space 17th is reduced to a pressure which is equal to or less than the vapor pressure of the working medium. This will make the rotor equipped with blades 13 provide a little resistance when it is with the shaft 3rd using the clutch 14 is connected and separated from this, since at least part of the working medium in the work space 17th undergoes a transition from the liquid state to the gaseous state. The forced emptying of the working fluid from the work area 17th can, for example, before separating the rotor equipped with blades 13 from the wave 3rd or before connecting the blade-equipped rotor 13 with the wave 3rd in a subsequent braking sequence of the retarder device 1 respectively.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Retardervorrichtung 1 ferner einen ersten Fluiddruckgenerator 39, der mit dem Unterdruckgenerator 21 verbunden ist. Der Unterdruckgenerator 21 ist dazu konfiguriert, den Unterdruck wahlweise durch Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator 39 zu erzeugen, wenn die Kraft des von dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließenden Arbeitsmediums nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst der erste Fluiddruckgenerator 39 die Kühlmittelpumpe 45 des Kühlsystems 23. Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine dritte Leitung 19.5, die das erste Wegeventil 34 und einen Abschnitt des Kühlmittelkreislaufs 23.1 des Kühlsystems zwischen dem Motor 20 und dem Retarderventil 25 verbindet. Wenn der Druck in der dritten Leitung 19.5 höher ist als der Druck in der ersten Leitung 19.1, schließt das erste Wegeventil 34 die Verbindung zwischen der ersten Leitung 19.1 und der ersten Kammer 27 und öffnet eine Verbindung zwischen der dritten Leitung 19.5 und der ersten Kammer 27. Dadurch kann Kühlmittel aus dem Kühlmittelkreislauf 23.1 durch die Kühlmittelpumpe 45 aus dem Kühlmittelkreislauf 23.1 durch die dritte Leitung 19.5, durch das erste Wegeventil 34 und durch das erste Schaltventil 36 in die erste Kammer 27 gepumpt werden, um das bewegliche Element 31 in der ersten Richtung d1 in Richtung der zweiten Stellung zu verschieben. Dadurch wird die Feder 35 zusammengedrückt und in der zweiten Kammer 29 wird ein Unterdruck, d.h. ein Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, durch die Bewegung der zweiten Begrenzungsfläche 31" in der ersten Richtung d1 erzeugt. Wenn sich das bewegliche Element 31 in der zweiten Stellung befindet, schaltet das erste Schaltventil 36 in den geschlossenen Zustand, in dem das erste Schaltventil 36 die Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und der dritten Leitung 19.5 schließt, und eine Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und der ersten Rücklaufleitung 19.3 öffnet.According to the illustrated embodiments, the retarder device comprises 1 also a first fluid pressure generator 39 that with the vacuum generator 21st connected is. The vacuum generator 21st is configured to selectively extract the vacuum by fluid pressure from the first fluid pressure generator 39 to generate when the force of the of the work space 17th to the vacuum generator 21st flowing working medium is not sufficient to generate the negative pressure. According to the illustrated embodiments, the first fluid pressure generator comprises 39 the coolant pump 45 of the cooling system 23 . The retarder cycle 19th includes a third line 19.5 that the first directional valve 34 and a portion of the coolant circuit 23.1 of the cooling system between the engine 20th and the retarder valve 25th connects. If the pressure in the third line 19.5 is higher than the pressure in the first line 19.1 , closes the first directional valve 34 the connection between the first line 19.1 and the first chamber 27th and opens a connection between the third line 19.5 and the first chamber 27th . This can remove coolant from the coolant circuit 23.1 through the coolant pump 45 from the coolant circuit 23.1 through the third line 19.5 , through the first directional valve 34 and through the first switching valve 36 in the first chamber 27th be pumped to the movable element 31 in the first direction d1 to move towards the second position. This will make the spring 35 squeezed and in the second chamber 29 becomes a negative pressure, ie a pressure below atmospheric pressure, by the movement of the second boundary surface 31 " in the first direction d1 generated. If the moving element 31 is in the second position, the first switching valve switches 36 in the closed state in which the first switching valve 36 the connection between the first chamber 27th and the third line 19.5 closes, and a connection between the first chamber 27th and the first return line 19.3 opens.
Wenn sich das erste Schaltventil 36 im geschlossenen Zustand befindet, drängt die Feder 35 das bewegliche Element 31 in der zweiten Richtung d2 aus der zweiten Stellung in Richtung der ersten Stellung. Wenn das bewegliche Element 31 die erste Stellung erreicht, schaltet das erste Schaltventil 36 in den offenen Zustand, in dem das erste Schaltventil 36 die Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und der dritten Leitung 19.5 öffnet und die Verbindung zwischen der ersten Kammer 27 und der ersten Rücklaufleitung 19.3 schließt. Auf diese Weise wird der Prozess des Erzeugens des Unterdrucks in der zweiten Kammer 29 unter Verwendung des Fluiddrucks der Kühlmittelpumpe 45 wiederholt. Dementsprechend wird eine Retardervorrichtung 1 bereitgestellt, die in der Lage ist, den Unterdruck auf effiziente Weise auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des aus dem Arbeitsraum 17 fließenden Arbeitsmediums, d.h. der Druck in der ersten Leitung 19.1, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen. Lediglich beispielhaft kann der Druck in der ersten Leitung 19.1 während des Abbremsens der Welle 3 ungefähr 30 bar betragen und der Druck in der dritten Leitung 19.5 während des Betriebs der Kühlmittelpumpe 45 kann ungefähr 2 - 3 bar betragen.If the first switching valve 36 is in the closed state, the spring urges 35 the movable element 31 in the second direction d2 from the second position towards the first position. If the moving element 31 reaches the first position, the first switching valve switches 36 in the open state in which the first switching valve 36 the connection between the first chamber 27th and the third line 19.5 opens and the connection between the first chamber 27th and the first return line 19.3 closes. In this way the process of creating the negative pressure in the second chamber 29 using the coolant pump fluid pressure 45 repeated. Accordingly, a retarder device 1 provided that is able to generate the vacuum in an efficient manner even when the force of the work space 17th flowing working medium, ie the pressure in the first line 19.1 , is not sufficient to generate the negative pressure. The pressure in the first line can be used only as an example 19.1 while braking the shaft 3rd about 30 bar and the pressure in the third line 19.5 during the operation of the coolant pump 45 can be approximately 2 - 3 bar.
Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst die Retardervorrichtung 1 ferner einen zweiten Fluiddruckgenerator 43 und eine vierte Leitung 19.6. Der zweite Fluiddruckgenerator 43 ist über die vierte Leitung 19.6 mit dem Unterdruckgenerator 21 verbunden. Der Unterdruckgenerator 21 ist dazu konfiguriert, den Unterdruck wahlweise durch Fluiddruck aus dem zweiten Fluiddruckgenerator 43 zu erzeugen, wenn die Kraft des aus dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließenden Arbeitsmediums und der Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator 39 nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen, wie nachfolgend genauer erläutert wird. Gemäß den dargestellten Ausführungsformen umfasst der zweite Fluiddruckgenerator 43 einen Luftkompressor 41.According to the illustrated embodiments, the retarder device comprises 1 also a second fluid pressure generator 43 and a fourth line 19.6 . The second fluid pressure generator 43 is on the fourth line 19.6 with the vacuum generator 21st connected. The vacuum generator 21st is configured to selectively extract the vacuum by fluid pressure from the second fluid pressure generator 43 generate when the power of out of the workspace 17th to the vacuum generator 21st flowing working medium and the fluid pressure from the first fluid pressure generator 39 are not sufficient to generate the negative pressure, as will be explained in more detail below. According to the illustrated embodiments, the second fluid pressure generator comprises 43 an air compressor 41 .
Die vierte Leitung 19.6 umfasst ein zweites Wegeventil 48 und ein zweites Schaltventil 50. Der Retarderkreislauf 19 umfasst eine fünfte Leitung 19.7, die das zweite Wegeventil 48 mit einem Abschnitt der ersten Leitung 19.1 zwischen dem ersten Wegeventil 34 und dem ersten Schaltventil 36 verbindet. Das zweite Wegeventil 48 umfasst ein federbelastetes Ventilelement mit einem vorbestimmten Öffnungsdruck. Lediglich beispielhaft kann der vorgegebene Öffnungsdruck ungefähr 2 bar betragen. Wenn der Druck in der fünften Leitung 19.7, d.h. wenn der Druck in der ersten Leitung 19.1 an dem Abschnitt zwischen dem ersten Wegeventil 34 und dem ersten Schaltventil 36, niedriger ist als der vorbestimmte Öffnungsdruck 1, öffnet das zweite Wegeventil 48 eine Verbindung zwischen dem Luftkompressor 41 und der dritten Kammer 32 des Unterdruckgenerators 21. Dadurch kann Luft aus dem Luftkompressor 41 durch die vierte Leitung 19.6 in die dritte Kammer 32 des Unterdruckgenerators 21 gepumpt werden. Dadurch wird das bewegliche Element 31 in der ersten Richtung d1 in Richtung der zweiten Stellung verschoben. Dadurch wird die Feder 35 zusammengedrückt und durch die Bewegung der dritten Begrenzungsfläche 31'" in der ersten Richtung d1 wird ein Unterdruck, d.h. ein Druck unterhalb des Atmosphärendrucks, in der zweiten Kammer 29 erzeugt. Wenn sich das bewegliche Element 31 in der zweiten Stellung befindet, schaltet das zweite Schaltventil 50 in den geschlossenen Zustand, in dem das zweite Schaltventil 50 die Verbindung zwischen der dritten Kammer 32 und dem Luftkompressor 41 schließt, und eine Verbindung zwischen der dritten Kammer 32 und der Atmosphäre öffnet.The fourth line 19.6 includes a second directional valve 48 and a second switching valve 50 . The retarder cycle 19th comprises a fifth line 19.7 that the second directional valve 48 with a section of the first line 19.1 between the first directional valve 34 and the first switching valve 36 connects. The second directional valve 48 comprises a spring-loaded valve element with a predetermined opening pressure. By way of example only, the predetermined opening pressure can be approximately 2 bar. If the pressure in the fifth line 19.7 , ie when the pressure in the first line 19.1 on the section between the first directional valve 34 and the first switching valve 36 , is lower than the predetermined opening pressure 1 , opens the second directional valve 48 a connection between the air compressor 41 and the third chamber 32 of the vacuum generator 21st . This allows air to escape from the air compressor 41 through the fourth line 19.6 to the third chamber 32 of the vacuum generator 21st be pumped. This will make the movable element 31 in the first direction d1 shifted towards the second position. This will make the spring 35 compressed and by the movement of the third boundary surface 31 '" in the first direction d1 becomes a negative pressure, ie a pressure below atmospheric pressure, in the second chamber 29 generated. If the moving element 31 in the second position the second switching valve switches 50 in the closed state in which the second switching valve 50 the connection between the third chamber 32 and the air compressor 41 closes, and a connection between the third chamber 32 and opens up the atmosphere.
Wenn sich das zweite Schaltventil 50 im geschlossenen Zustand befindet, drängt die Feder 35 das bewegliche Element 31 in der zweiten Richtung d2 aus der zweiten Stellung in die erste Stellung. Wenn das bewegliche Element 31 die erste Stellung erreicht, schaltet das zweite Schaltventil 50 in den offenen Zustand, in dem das zweite Schaltventil 50 die Verbindung zwischen der dritten Kammer 32 und dem Luftkompressor 41 öffnet und die Verbindung zwischen der dritten Kammer 32 und der Atmosphäre schließt. Auf diese Weise wird der Prozess der Erzeugung des Unterdrucks in der zweiten Kammer 29 unter Verwendung des Fluiddrucks des Luftkompressors 41 wiederholt. Dementsprechend wird eine Retardervorrichtung 1 bereitgestellt, die in der Lage ist, den Unterdruck auf effiziente Weise auch dann zu erzeugen, wenn die Kraft des aus dem Arbeitsraum 17 fließenden Arbeitsmediums, d.h. der Druck in der ersten Leitung 19.1, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen, und wenn die Kraft des aus der Kühlmittelpumpe 45 fließenden Arbeitsmediums, d.h. der Druck in der dritten Leitung 19.5, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen. Lediglich beispielhaft kann der Druck aus dem Luftkompressor ungefähr 8 bar betragen.If the second switching valve 50 is in the closed state, the spring urges 35 the movable element 31 in the second direction d2 from the second position to the first position. If the moving element 31 reaches the first position, the second switching valve switches 50 in the open state in which the second switching valve 50 the connection between the third chamber 32 and the air compressor 41 opens and the connection between the third chamber 32 and closes the atmosphere. In this way, the process of creating negative pressure in the second chamber 29 using the fluid pressure of the air compressor 41 repeated. Accordingly, a retarder device 1 provided that is able to generate the vacuum in an efficient manner even when the force of the work space 17th flowing working medium, ie the pressure in the first line 19.1 , is not sufficient to generate the negative pressure and if the force from the coolant pump 45 flowing working medium, ie the pressure in the third line 19.5 , is not sufficient to generate the negative pressure. By way of example only, the pressure from the air compressor can be approximately 8 bar.
Der Retarderkreislauf 19 umfasst gemäß den dargestellten Ausführungsformen eine sechste Leitung 19.8, die die Unterdruckleitung 30' und einen Abschnitt des Retarderkreislaufs 19 zwischen dem Retarderventil 25 und dem Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 verbindet. Ist der Druck am Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 niedriger als der Druck in der Unterdruckleitung 30', wird Arbeitsmedium aus dem Unterdruckspeicher 30 am Einlass 17.1 des Arbeitsraumes 17 abgesaugt. Dadurch kann der Unterdruck in dem Unterdruckspeicher 30 auf energieeffiziente Weise erzeugt werden.The retarder cycle 19th comprises a sixth line according to the illustrated embodiments 19.8 that the vacuum line 30 ' and a section of the retarder circuit 19th between the retarder valve 25th and the inlet 17.1 of the work area 17th connects. Is the pressure at the inlet 17.1 of the work area 17th lower than the pressure in the vacuum line 30 ' , working medium from the vacuum reservoir 30th at the entrance 17.1 of the work area 17th aspirated. As a result, the vacuum in the vacuum reservoir 30th generated in an energy efficient manner.
3 stellt einen Antriebsstrang 5 gemäß einigen Ausführungsformen für ein Fahrzeug dar. Der Antriebsstrang 5 umfasst einen Motor 20 und ein Getriebe 6. Das Getriebe 6 ist dazu konfiguriert, Kraft zwischen dem Motor 20 und den Rädern 8 eines Fahrzeugs, das den Antriebsstrang 5 aufnimmt, zu übertragen. Der Motor 20 kann ein Elektromotor sein oder kann ein Verbrennungsmotor sein, wie etwa ein Kompressionszündungsmotor, z.B. ein Dieselmotor, oder kann ein Ottomotor mit einer Fremdzündungsvorrichtung sein, wobei der Ottomotor so ausgelegt sein kann, dass er mit Gas, Benzin, Alkohol oder ähnlichen flüchtigen Kraftstoffen oder Kombinationen daraus betrieben werden kann. Das Getriebe 6 des Antriebsstrangs 5 umfasst eine Welle 3, eine Kupplung 14 und eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1, die über die Kupplung 14 mit der Welle verbunden werden kann, um die Drehung der Welle 3 abzubremsen. Die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 kann beispielsweise eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1 gemäß den in 1 dargestellten Ausführungsformen sein, oder kann eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1 gemäß den in 2 dargestellten Ausführungsformen sein. 3rd provides a powertrain 5 in accordance with some embodiments for a vehicle. The powertrain 5 includes an engine 20th and a gear 6 . The gear 6 is configured to force between the engine 20th and the wheels 8th of a vehicle that has the powertrain 5 records to transfer. The motor 20th may be an electric motor, or may be an internal combustion engine, such as a compression ignition engine, such as a diesel engine, or may be a gasoline engine with a spark ignition device, the gasoline engine may be designed to be gas, gasoline, alcohol, or similar volatile fuels or combinations can be operated from it. The gear 6 of the drive train 5 includes a wave 3rd , a clutch 14 and a hydrodynamic retarder device 1 that over the clutch 14 can be connected to the shaft to rotate the shaft 3rd slow down. The hydrodynamic retarder device 1 can, for example, a hydrodynamic retarder device 1 according to the in 1 illustrated embodiments, or can be a hydrodynamic retarder device 1 according to the in 2nd illustrated embodiments.
4 stellt ein Fahrzeug 7 dar, das den in 3 dargestellten Antriebsstrang 5 umfasst. Der Antriebsstrang 5 ist dazu konfiguriert, über die Räder 8 des Fahrzeugs 7 die Antriebskraft für das Fahrzeug 7 bereitzustellen. Das Fahrzeug 7 kann ein Kühlsystem 23, wie in 1 oder 2 dargestellt, umfassen und kann einen Luftkompressor 41, wie in 1 oder 2 dargestellt, umfassen. Das in 4 dargestellte Fahrzeug 7 ist ein Lastkraftwagen. Der Antriebsstrang 5 kann jedoch in einer anderen Art von bemanntem oder unbemanntem Fahrzeug für den Antrieb zu Lande oder zu Wasser enthalten sein, wie etwa einem Laster, einem Bus, einem Baufahrzeug, einem Traktor, einem Auto, einem Schiff, einem Boot oder dergleichen. 4th represents a vehicle 7 that the in 3rd powertrain shown 5 includes. The drivetrain 5 is configured over the wheels 8th of the vehicle 7 the driving force for the vehicle 7 to provide. The vehicle 7 can a cooling system 23 , as in 1 or 2nd shown, include and may include an air compressor 41 , as in 1 or 2nd shown include. This in 4th shown vehicle 7 is a truck. The drivetrain 5 however, may be contained in another type of manned or unmanned vehicle for land or water propulsion, such as a truck, bus, construction vehicle, tractor, car, ship, boat, or the like.
5 stellt ein Verfahren 100 zum Durchführen einer Zwangsentleerung von Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum einer hydrodynamischen Retardervorrichtung dar. Die hydrodynamische Retardervorrichtung kann eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1 gemäß den in 1 dargestellten Ausführungsformen sein oder kann eine hydrodynamische Retardervorrichtung 1 gemäß den in 2 dargestellten Ausführungsformen sein. Daher wird nachfolgend auf 5 sowie auf 1 und 2 Bezug genommen. Die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 umfasst eine Schaufelanordnung 9, die einen schaufelbestückten Stator 11 und einen schaufelbestückten Rotor 13 umfasst, die zusammen ein Schaufelsystem 15 mit einem Arbeitsraum 17 bilden. Der schaufelbestückte Rotor 13 ist mit einer Welle 3 eines Fahrzeugs 7 verbindbar, um die Drehung der Welle 3 abzubremsen. Die hydrodynamische Retardervorrichtung 1 umfasst ferner einen Retarderkreislauf 19 und einen Unterdruckgenerator 21, der über den Retarderkreislauf 19 mit dem Arbeitsraum 17 verbunden ist. Wie in 5 dargestellt, umfasst das Verfahren 100:
- - Erzeugen 110 eines Unterdrucks, d.h. eines Drucks unterhalb des Atmosphärendrucks, durch die Kraft des Arbeitsmediums, das während des Abbremsens der Welle 3 von dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließt, und
- - Durchführen 120 einer anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 unter Verwendung des Unterdrucks.
5 represents a procedure 100 for performing a forced emptying of working medium from the working space of a hydrodynamic retarder device. The hydrodynamic retarder device can be a hydrodynamic retarder device 1 according to the in 1 illustrated embodiments may or may be a hydrodynamic retarder device 1 according to the in 2nd illustrated embodiments. Therefore, below 5 as well as on 1 and 2nd Referred. The hydrodynamic retarder device 1 includes a blade assembly 9 that have a stator with blades 11 and a blade-equipped rotor 13 which includes a blade system 15 with a work space 17th form. The blade-equipped rotor 13 is with a wave 3rd of a vehicle 7 connectable to the rotation of the shaft 3rd slow down. The hydrodynamic retarder device 1 also includes a retarder circuit 19th and a vacuum generator 21st that over the retarder circuit 19th with the work space 17th connected is. As in 5 shown, includes the process 100 : - - Produce 110 a negative pressure, ie a pressure below atmospheric pressure, by the force of the working medium, which occurs during the braking of the shaft 3rd from the work room 17th to the vacuum generator 21st flows, and
- - Carry out 120 a subsequent forced emptying of the working medium from the work area 17th using negative pressure.
Wie in 5 dargestellt, kann das Verfahren ferner umfassen:
- - Durchführen 121 der anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17 durch Reduzieren des Drucks in dem Arbeitsraum 17 auf einen Druck, der gleich dem Dampfdruck des Arbeitsmediums oder kleiner ist.
As in 5 illustrated, the method may further include: - - Carry out 121 the subsequent forced emptying of the working fluid from the work area 17th by reducing the pressure in the work space 17th to a pressure that is equal to or less than the vapor pressure of the working medium.
Wie in 5 dargestellt, kann das Verfahren 100 ferner umfassen:
- - Erzeugen 111 des Unterdrucks während der Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17.
As in 5 illustrated, the procedure 100 also include: - - Produce 111 of the negative pressure during the forced emptying of the working medium from the work area 17th .
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Retardervorrichtung 1 einen Unterdruckspeicher 30, und wie in 5 dargestellt, kann gemäß solchen Ausführungsformen das Verfahren 100 ferner umfassen:
- - Speichern 112 des Unterdrucks in dem Unterdruckspeicher 30 bis zur anschließenden Zwangsentleerung des Arbeitsmediums aus dem Arbeitsraum 17.
In some embodiments, the retarder device includes 1 a vacuum accumulator 30th , and as in 5 according to such embodiments, the method 100 also include: - - To save 112 of the vacuum in the vacuum accumulator 30th up to the subsequent forced emptying of the working medium from the work area 17th .
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Retardervorrichtung 1 ferner einen ersten Fluiddruckgenerator 39, der mit dem Unterdruckgenerator 21 verbunden ist, und wie in 5 dargestellt, kann gemäß solchen Ausführungsformen das Verfahren 100 ferner umfassen:
- - Wahlweises Erzeugen 115 des Unterdrucks durch Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator 39, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das von dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließt, nicht dazu ausreicht, um den Unterdruck zu erzeugen.
In some embodiments, the retarder device includes 1 also a first fluid pressure generator 39 that with the vacuum generator 21st connected, and as in 5 according to such embodiments, the method 100 also include: - - Optional generation 115 the negative pressure by fluid pressure from the first fluid pressure generator 39 when the force of the working medium that from the work space 17th to the vacuum generator 21st flows, is not sufficient to generate the negative pressure.
Gemäß einigen Ausführungsformen umfasst die Retardervorrichtung 1 ferner einen zweiten Fluiddruckgenerator 43, der mit dem Unterdruckgenerator 21 verbunden ist, und wie in 5 dargestellt, kann das Verfahren 100 gemäß solchen Ausführungsformen ferner umfassen:
- - wahlweises Erzeugen 116 des Unterdrucks durch Fluiddruck aus dem zweiten Fluiddruckgenerator 43, wenn die Kraft des Arbeitsmediums, das aus dem Arbeitsraum 17 zu dem Unterdruckgenerator 21 fließt, und der Fluiddruck aus dem ersten Fluiddruckgenerator 39 nicht dazu ausreichen, um den Unterdruck zu erzeugen.
In some embodiments, the retarder device includes 1 also a second fluid pressure generator 43 that with the vacuum generator 21st connected, and as in 5 illustrated, the procedure 100 according to such embodiments further include: - - optional generation 116 the negative pressure by fluid pressure from the second fluid pressure generator 43 when the force of the working medium that comes from the work space 17th to the vacuum generator 21st flows, and the fluid pressure from the first fluid pressure generator 39 not enough to create the negative pressure.
Es versteht sich, dass das Vorstehende verschiedene Ausführungsbeispiele darstellt und dass die Erfindung nur durch die beigefügten Ansprüche definiert ist. Ein Fachmann wird erkennen, dass die Ausführungsbeispiele modifiziert werden können und dass verschiedene Merkmale der Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, um andere als die hierin beschriebenen Ausführungsformen zu schaffen, ohne vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung, wie er durch die beigefügten Ansprüche festgelegt ist, abzuweichen. Die hier verwendeten Worte „Unterdruck“ können durch die Worte „Druck unterhalb Atmosphärendruck“ oder „Vakuum“ oder „Teilvakuum“ oder zumindest teilweises Vakuum ersetzt werden.It is understood that the foregoing represents various embodiments and that the invention is defined only by the appended claims. One skilled in the art will recognize that the embodiments can be modified and that various features of the embodiments can be combined to provide embodiments other than those described herein without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims. The words "negative pressure" used here can be replaced by the words "pressure below atmospheric pressure" or "vacuum" or "partial vacuum" or at least partial vacuum.
Wie hierin verwendet ist der Begriff „umfassend“ oder „umfasst“ unbegrenzt und umfasst ein oder mehrere angegebene Merkmale, Elemente, Schritte, Komponenten oder Funktionen, schließt jedoch das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Elemente, Schritte, Komponenten, Funktionen oder Gruppen davon nicht aus.As used herein, the term "comprising" or "comprises" is unlimited and includes one or more of the features, elements, steps, components or functions indicated, but does not include the presence or addition of one or more other features, elements, steps, components, functions or groups of them.