FI125367B - Ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä - Google Patents

Description

Ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä

Keksinnön kohteena on ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä.

Tekniikan tasosta tunnetaan ajoneuvojen ajovoimansiirtoratkaisut, joissa käytetään hydraulimoottoreita. Tekniikan tasosta tunnetaan sellaiset hydraulimoottori-ratkaisut, joissa vetävien pyörien kohdalla käytetään erillisiä moottoreita, joita voidaan ohjata toisistaan riippumattomasti. Tunnettujen ajoneuvoratkaisujen haittana on kuitenkin edelleen ollut hallitsematon luistotilanne, jolloin vetävä pyörä luistaa ja voimaa ei ole pystytty siirtämään edullisesti muihin vetäviin pyöriin. Tässä hakemuksessa on esitetty uusi ajovoimansiirtoratkaisu, jossa kaksi vetävää pyörää on kytkettävissä sarjaan luistonestotoiminnan toteuttamiseksi. Edullisesti hakemuksessa käytetään sellaista ajovoimansiirron ohjausjärjestelmää, jossa käytetään vetävien pyörien kohdalla radiaalimäntämoottoreita, jotka ovat monitila-vuusmoottoreita, jolloin moottorit ovat toisista moottoriosioista kytkettävissä luis-tonestotilanteessa sarjaan toisiinsa nähden.

On myös hydraulimoottoritarpeita ajovoimansiirrossa, joissa tulisi olla sellainen hydraulimoottorirakenne, jossa samalla järjestelmää syöttävän pumpun tuotolla pumpun käyttämän hydraulimoottorin pyörimisnopeus eli kierrosnopeus ja siihen liittyvä momentti on muutettavissa. On erilaisia laitekäyttöjä, jossa vetävä pyörä lähtee ei-toivotusti luistamaan. Mainittuja ongelmia varten tulisi olla hydrauli-moottori, joka hydraulijärjestelmään sijoitettuna toimisi moottorina, jossa luisto olisi estetty. Näin ollen tavoitteena on ajovoimansiirtojärjestelmä ja hydraulimoot-tori, jossa esimerkiksi ns. täydellä kierrostilavuudella eli hitaammalla nopeudella saavutetaan suurin momentti ja samalla pumpun tuotolla on säädettävissä toinen käyttömoodi, jossa esimerkiksi hydraulimottorin '/2 kierrostilavuudella saavutetaan suurempi vetävän pyörän pyörimisnopeus ja pienempi momentti. Hydrauli-moottorissa esimerkiksi 'ri-kierrosti 1 avuusosia on kytkettävissä puhtaasti sarjaan toisen monikapasiteetti hydraulimoottorin kanssa, jolloin monikapasiteettihyd-rauli-moottorin luisto kyseisten moottorien sarjaankytkennässä on estetty. Tässä hakemuksessa on esitetty uudentyyppinen ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä, jossa on ainakin kaksi monikapasiteettimoottoria, joka monikapasiteetti-moottori on edullisesti radiaalimäntähydraulimoottori, joka mahdollistaa ainakin kaksi eri käyttömoodia; käyttömoodin, jossa hydraulimoottori toimii pienimmällä pyörimisnopeudella ja suurimmalla momentilla ja jossa kaikki moottorin tilavuus on täysitilavuus, jolloin kaikki radiaalimäntähydraulimoottorin männät ovat pumpun tuottamalla täystyöpaineella käytössä ja osatilavuuskäyttömoodin, jossa kulloinkin työtä tekevien mäntien lukumäärä pienenee, jolloin vastaavasti moottorin pyörimisnopeus kasvaa ja hydraulimoottorin momentti pienenee. Vakiolla pumpun tuotolla saavutetaan eri nopeuksia ja momentteja ja ainakin kaksi eri nopeutta ja niihin liittyvää eri momenttia. Keksinnön mukaisesti monikapasiteettimoottori on ohjattavissa osakierrostilavuudelta kokokierrostilavuudelle paineentunnistuk-sen ja sen antaman ohjauksen perusteella.

Keksinnössä käytetään monikapasiteettimoottorina edullisesti radiaalimäntä-hydraulimoottoria, jossa mäntärunko käsittää mäntäsylinterit ja niissä männät. Kuhunkin mäntään liittyy paininpyörä, joka on sovitettu painautumaan nokkaren-gasta vasten. Mäntärungossa olevat sylinterit sijaitsevat radiaalisesti. Itse mäntä-runko eräässä suoritusmuodossa on kiinteässä pyörimättömässä asemassa kuin myös hydraulimoottorin akseli. Akselilla oleva jakaja, jonka kautta hydrauliöljy jaetaan vaiheittaisesti kuhunkin mäntään, pyörii vaipan mukana, jota pyöritetty nokkarengas pyörittää. Monikapasiteettimoottorissa sijaitsee akselissa poraus, jossa on ohjauskara. Ohjauskara käsittää männät tai kannakset tai levennykset, joiden tehtävänä on sulkea ja avata öljykanavia. Näin ollen karaa liikuttamalla avataan ja suljetaan toista paineista öljykanavaa. Laiteratkaisu siten käsittää eräässä suoritusmuodossa hydraulimoottorille kaksi paineista tulokanavaa Ai ja A2 ja yhden lähtökanavat A3, A*. Muutettaessa hydraulimoottorin pyörityssuuntaa muu tetaan paineinen väliaine tulemaan kanavien A3, A4 kautta ja poistovirtaukset tapahtuvat kahden tulokanavan Ai ja A2 kautta.

Keksinnön mukaiselle ohjausjärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksissa.

Keksintöä selostetaan seuraavassa viittaamalla oheisien piirustuksien kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin edullisiin suoritusmuotoihin, joihin keksintöä ei ole tarkoitus kuitenkaan yksinomaan rajoittaa.

Kuviossa IA on esitetty keksinnön mukainen ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä, sen hydraulikaavio. Järjestelmä käsittää puoliskot Xi ja X2, jotka ovat identtisiä ja samanlaisia keskenään. Puoliskot Xi ja X2 voivat olla liitetty toisiinsa yhdys-kanavin Di ja D2, jotka käsittävät sulkuventtiilit V6 ja V7.

Kuviossa IB on esitetty kuvion IA ohjausjärjestelmän hydraulikaavio sen jäijes-telmäpuolisko Xi, joka vastaa kuvion IA suoritusmuodossa järjestelmäpuoliskoa X2. Kuvion IB vaiheessa luistonesto ei ole päällä, moottoriosiot Mia ja M2a eivät ole saijaankytkettyjä.

Kuviossa 2 on esitetty kuviota IB seuraava ohjausvaihe, jossa venttiili Vi yhdistää moottorin Mi moottoriosion Mia moottorin M2 moottoriosioon M2a, jolloin toteutuu sarjaankytkentä mainittujen moottorien välillä ja luistonesto on päällä; moot-toriosio Mu, ja moottoriosio M2b ovat työtoiminnassa. Pumpun Pi virtauttaman öljyn öljynvirtaussuuntaa on esitetty nuolin.

Kuviossa 3 on esitetty luistonestotilanne, jossa moottori M2 on siirtynyt osatila-vuudelle, jossa moottoriosiot Mia ja M2a ovat sarjassa. Moottoriosio Mu, on työtoiminnassa ja moottoriosio M2t, on tulpattuna ja siten poiskytkettynä.

Kuviossa 4 on esitetty toimintamoodi, jossa moottoriosiot Mia ja M2a ovat sarjassa ja moottoriosio Mib on päällä sekä moottoriosio Mib on poissa päältä ja luupissa R. Kuvion 4 suoritusmuodossa venttiili V3 ei ole vaikutettuna, joten ohjauspaine ei pääse kanavaan Y2 ja venttiilin V5 kara on nostettu jousen jousivoiman vaikutuksesta siten, että venttiili V5 on kuviossa 4 esitetyssä asennossa, jossa moottori M2 on osatilavuudella.

Kuviossa 5 on esitetty ns. 25 %:n työtilavuusmoodi; moottoriosio Mia on sarjassa moottoriosion M2a kanssa; moottoriosio Mib on luupissa R ja ei-työskentelytilassa ja vastaavasti moottoriosio M2b on luupissa R ja ei-työskentelytilassa.

Kuviossa 6 on esitetty ajoonlähtötilanne moottorin M2 kohdalta.

Kuviossa 7A on esitetty kuvion 6 ratkaisu karaan K liittyen. Kuviossa 7A on esitetty alkutilanne ja kuviossa 7B lopputilanne.

Kuviossa 8A ja 8B on esitetty eräs keksinnön mukainen edellä esitetyn ajoneuvon a ja voimansiirron ohjausjärjestelmässä 10a käytetty monikapasiteettihydrauli-moottori kahtena eri pitkittäispoikkileikkauskuvantona kanavien esittämiseksi.

Kuviossa 9 on esitetty ohjauskaran K siirtäminen asentoon, jossa toteutetaan toinen kierrostilavuus mäntähydraulimoottorille.

Kuviossa 10 on esitetty kaavioesityksenä kuvion 8A ja 8B mukaisen moottorin hydraulij ärj estelmä.

Kuviossa 11 on esitetty periaatteellisesti mäntähydraulimoottorin suoritusmuoto, jossa akseli pyörii, mutta moottorin vaippa on pyörimätön ja akselia pyöritetään. Ratkaisu monikapasiteettimoottorin muodostamiseksi on sama eli kuten on selostettu aiempien kuvioiden yhteydessä.

Kuviossa 12 on esitetty mäntähydraulimoottori harvesterin luistonestojärjestel-mässä.

Kuviossa 13 on esitetty poikkileikkauskuvanto radiaalimäntähydraulimoottorista.

Kuviossa IA on esitetty esimerkiksi metsäkoneen, traktorin, maastoajoneuvon tai jonkin muun vastaavan ajoneuvon Ti ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä 100. Ohjausjärjestelmä 100 on edullisesti hydraulinen ohjausjärjestelmä ja edullisesti suljettu järjestelmä. Kuvion mukainen järjestelmä käsittää ajovoimansiirron ohjausjärjestelmän puoliskot Xi ja X2, jotka kuviossa ovat identtiset ja keskenään samanlaiset. Kuviossa esitetysti pumput Pi tuottavat paineväliaineen ja pumppuja pyörittää ei esitetty dieselmoottori. Pumput Pi voivat olla sama-akselisia ja dieselmoottorin käyttämiä ja pumppujen tuottama paine on säädettävissä kunkin pumpun Pi kohdalla tarvittaessa erikseen ajoneuvon Ti nopeuden säätämiseksi. Kuitenkin yhteinen säätö tavanomaisesti riittää. Kuviossa IA esitetysti on puoliskot Xi ja X2 kytketty toisiinsa yhteiden Di ja D2 kautta, jotka käsittävät sulkuvent-tiilit V6 ja V7, jolloin järjestelmäpuoliskot Xi ja X2 on kytkettävissä myös toistensa yhteyteen. Vetäviä pyöriä ajoneuvossa on neljä. Keksinnön puitteissa on mahdollinen myös suoritusmuoto, jossa sarjaankytketään moottorit Mia ja M2a, jotka sijaitsevat eri puolilla ajoneuvoa Ti eri puoliskoissa Xi ja X2. Vaihdettaessa ajoneuvon Ti kulkusuuntaa Si vaihdetaan pumppujen Pi pyörityssuuntia.

Kuviossa IB on selostettu keksintöä ja esitettynä on ohjausjärjestelmän toinen puolisko; puolisko Xi. Puoliskolla Xi ohjataan ajoneuvon toisen puolen etu- ja takapyöriä Ji ja J2. Puolisko X2 on samanlainen ja sillä ohjataan ajoneuvon toisen puolen etu- ja takapyöriä Ji ja J2. Kyseessä on siten nelivetoajoneuvo.

Kuviossa IB esitetysti on ajoneuvon Ti kulkusuuntaa tässä kuviossa esitetty nuolella Si. Pumppu Pi tuottaa paineen järjestelmään 100. Kuviossa IB esitetysti johdetaan pumpulta Pi paineinen väliaine kuvion suoritusmuodossa nuolin esitetysti linjaan ai ja edelleen moottorille Mi, joka on monikapasiteettimottori ja esimer kiksi myöhemmin esitetyn tyyppinen radiaalimäntä-hydraulimoottori Jonka akseli on kiinteässä asemassa tai jonka akselia pyöritetään. Molemmat suoritusmuodot ovat mahdollisia. Kuviossa moottorin Mi ja M2 sisäiset rakenteet on rajattu katko-viivaesityksellä. Kuviossa IB esitetysti tuodaan siten kuvion IB työvaiheessa paineinen väliaine pumpulta Pi linjaan ai ja edelleen yhden sisääntulon Bi kautta monikapasiteettimoottorille Mi, josta se kuviossa esitetysti johdetaan linjan ni kautta monikapasiteettimoottorin Mi moottoriosioon Mia ja linjan n2 kautta moottorin Mi sisäiselle venttiilille V4 ja edelleen sen kautta monikapasiteettimoottorin moottoriosioon Mu,. Moottorista Mi on kaksi paluulinjaa b3 ja b4 ulos.

Kuviossa IB esitetysti on linjasta ai haaralinja a2 paineiselle hydrauliöljylle edelleen venttiilille Vi ja haaralinjan a3 kautta sekä sisääntulon F2 kautta toisen monikapasiteettimoottorin M2 sisäiselle venttiilille V5. Tuloliitäntää venttiilille V5 on esitetty viitenumerolla F2.

Moottorit Mi ja M2 ovat samanlaisia monikapasiteettimoottoreita. Monikapasi-teettimoottorilta M2 on ulostulo B2 linjaan bi ja takaisin pumpulle Pi suljetussa kierrossa, kun venttiili Vi on kuviossa IB esitetyssä asennossa.

Kuvion IB suoritusmuodossa ja kuvion IB käyttömoodissa on moottorille Mi yksi painelinja ai sisään ja kaksi paluulinjaa b3 ja b4 ulos. Moottori M2 käsittää kaksi painelinjaa a3 ja a4 sisään ja yhden ulostulon B2 ja siihen liitetyn paluulinjan bi ulos. Järjestelmä käsittää moottoreissa Mi ja M2 edullisesti sisäänrakennetut ohjauselimet V4, V5 edullisesti venttiilit, jotka käsittävät öljy virtauksen ohjaus-elimen edullisesti karan K, 51.

Kuvion IB esittämässä vaiheessa moottorit Mi ja M2 ovat täydellä kierrostilavuu-della, jolloin ne saavat maksimimomentin ja minimipyörimisnopeuden. Venttiilit V5, V4, V3 ja V2 ovat kuvion IB vaiheessa ns. virittyneet eli niiden venttiilikarat on siirretty solenoidilla karan päädyn jousen J jousivoimaa vasten virtausta läpäisevään asentoon.

Venttiili V4 on virittynyt jousen J jousivoimaa vasten syöttöpaineella linjasta b4, kun venttiili V2 on aktiivinen. Tällöin solenoidi venttiilistä V2 on liikuttanut venttiilin V2 karaltaan asentoon, jossa paineinen väliaine pääsee venttiilin V2 kautta venttiilin V4 ohjauskaran päätyyn, jolloin venttiili V4 on kuviossa IB esitetyssä asennossa.

Vastaavasti, kun venttiili Vi kuviossa IB asennossa, pääsee paineinen väliaine pumpulta Pi linjan a2 kautta ja venttiilin Vi kautta linjaan a4 sekä linjassa a2 olevan haarapisteen ci kautta linjaan a3 ja edelleen monikapasiteettimoottorille M2 sen moottoriosioon M2b, joka toteuttaa osakierrostilavuuden esimerkiksi '/2-kierrostilavuuden.

Venttiili V5 on virittynyt syöttöpaineella linjasta a4, kun venttiili V3 on aktiivinen, kuten kuviossa on esitetty. Tällöin venttiilikara venttiilissä V3 on painettu jousen J jousivoimaa vasten asentoon, jossa ohjauspaine pääsee venttiilin V3 kautta venttiilin V5 ohjauskaran päätyyn ja venttiili V5 on siten siirrettynä venttiilijousensa J jousivoimaa vasten kuviossa IB esitettyyn asentoon, jossa moottoriosio M2b on myös päällä työpaineen vastaanottavana ja moottori M2 kuvion 2 mukaisesti täys-kierrostilavuudella.

Kuvion IB esityksessä linja b4 liittyy venttiilin Vi kautta linjaan b2 ja linja b2 pumpun Pi paluulinjaan bi. Moottorit Mi ja M2 eivät ole sarjaankytkettyinä, joten luistonesto ei ole päällä.

Kuvion IB vaiheessa moottorin Mi moottoriosion Mia ulostulosta AI oleva linja b4 liittyy paluulinjaan b2 venttiilien Vi kautta. Painelinja a2 liittyy venttiilin Vi kautta linjaan a4 ja moottorin M2 moottoriosion M2a sisääntuloon. Moottoriosiot Mia ja M2a eivät ole saijaankytkettynä, joten luistonesto ei ole päällä.

Paine linjasta 1¼ ohjataan linjan a’i kautta venttiilin V4 karalle K ja edelleen sen kautta venttiilille V2 ja edelleen sen kautta, jos venttiili V2 on kuviossa IB esitetyssä asennossa eli aktivoituna, venttiilin V4 karan K päätyyn ohjaamaan karaa K asentoon, joka on esitetty kuviossa IB eli viritettyyn asentoon venttiilin V4 karan K jousivoimaa vasten.

Venttiilin V5 kohdalla on ohjaus samankaltainen. Venttiilille V5 sen karan päätyyn tuodaan ohjauspaine linjasta a4 ja kierrätetään se venttiilin V5 karan kautta edelleen venttiilille V3, joka laskee ohjauspaineen lävitseen venttiilin V3 ollessa kuviossa IB esitetyssä aktivoidussa asennossa, jolloin ohjauspaine pääsee kuviossa esitetysti venttiilin V5 karan K päätyyn ohjaamaan se kuviossa IB esitettyyn asentoon. Monikapasiteettimoottorit Mi ja M2 kuvion IB vaiheessa eivät ole saijaan-kytkennässä ja luistonestoa ei ole päällä.

Kuviossa 2 on esitetty toimintavaihe, jossa moottorit Mi ja M2 ovat mootto-riosioilta Mia ja M2a saijaankytketyt ja moottoriosioilta Mu, ja M2b ns. rinnankytketyt. Tällöin saavutetaan 75 %:n toimintatilaavuus.

Kuviossa 2 esitetty sarjaankytkentä ja rinnankytkentä saavutetaan siten, että venttiili Vi on siirretty kuviossa 2 esitettyyn asentoon. Tällöin monikapasiteettimoot-torilta Mi tuleva linja b4 liittyy venttiilin Vi kautta linjaan a4 monikapasiteetti-moottorille M2 ja moottoriosiot Mia ja M2a monikapasiteettimoottoreissa Mi ja M2 ovat toisiinsa nähden kytketyt sarjaan ja näin ollen vetävien pyörien Ji, J2 luisto on estetty. Kuvion 2 suoritusmuodossa moottorit Mi ja M2 ovat siten osatilavuuk-sien Mia ja M2a suhteen saijaankytketyssä tilassa ja luistonestotoiminta on tällöin aktiivinen. Tällöin monikapasiteettimoottorien Mi ja M2 nopeus kasvaa ja momentti pienenee. Kuvion 2 vaiheessa moottoriosiot Mu, ja M2i, kuten osatilavuu-det kuten '^-tilavuudet ovat myös käytössä.

Jos kuvioissa 2 esitetyssä vaiheessa etupyörä Ji alkaa luistamaan, niin paine linjassa a4 alenee. Kun paineen aiheuttama voima alenee alle venttiilin V5 jousen J jousivoiman, niin venttiili V5 siirtää moottorin M2 osatilavuudelle ja sulkee paine-linjan F2, kuten on tapahtunut kuviossa 3 esitetysti. Näin ollen kun pyörä Ji alkaa luistaa, niin väliaineen paine häviää linjasta a4. Kun liitännästä a2 alenee paine, niin venttiilin V3 kautta liitännästä Y2 alenee myös paine, jonka seurauksena venttiilin V5 jousivoima voittaa ko. painevoiman venttiilin V5 liitännästä Y2. Tällöin kara siirtyy ja sisääntulo F2 sulkeutuu, jonka seurauksena paine linjassa ai alkaa kasvaa ja moottori Mi saa suuremman paineen, jolloin se yrittää liikuttaa moottoriin Mi liittyvää vetävää pyörää J2 suuremmalla momentilla.

Kuviossa 4 on esitetty säädön vaihe, jossa moottorit Mi ja M2 ovat rinnan- ja sarjaan kytketyt. Kytkennässä saavutetaan 50 %:n kokonaistyötilavuus. Kuvion 4 suoritusmuodossa moottoriosiot Mia ja M2a ovat sarjaankytketyt ja moottoriosio M11, on toiminnassa ja moottoriosio M2b on pois toiminnasta ja ns. suljetussa kierrossa eli luupissa.

Kuviossa 5 on esitetty järjestelmä toimintavaiheessa, jossa moottoriosio Mib on kokonaan poiskytkettynä ja kierrättää öljyä ns. luupissa R, jolloin kyseinen öljy on ns. matalapaineista öljyä, eikä aiheuta juurikaan hyötysuhdehäviöitä. Moottoriosio Mia on päällä ja sarjaankytkettynä yhteen 1)4 ja a4 kautta moottorin M2 moottoriosioon M2a. Moottoriosio M2b on poiskytkettynä ja kierrättää öljyä luu-pissa R venttiilin V5 karan kautta vastaavasti kuin venttiilin V4 kohdalla tapahtui. Moottoriosiot Mia ja M2a tekevät työtä ja laskennallisesti 25 % tilavuudesta on työkäytössä. Kyseinen kytkentä saavutetaan siten, että venttiili V2 ei ole aktivoituna ja sulkee siten ohjauspaineentulon venttiilin V4 karan päätyyn, jolloin kara V4 on asennossa, jossa monikapasiteettimoottorin Mi moottoriosio Mib on öljykier-rolta ns. luupissa R ja matalapaineinen öljy kiertää venttiilin V4 karan K ja moot-toriosion Mib sylinterien kautta. Vastaavasti moottorin M2b venttiili V5 on vastaavassa asennossa ja paineisen öljyn tulo moottoriosiolle M2 kuvion 5 mukaisesti on estetty. Tällöin venttiili V3 on ns. ei-aktivoituna ja karan V5 päätyyn ei pääse paineista väliainetta ja jousi J venttiilissä V5 on siirtänyt venttiilikaran K kuviossa 5 esitettyyn asentoon.

Kuviossa 6 on esitetty ns. käyntiinlähtöinänne eli ajon alkutilanne. Venttiilin V5 kara K on kuviossa 6 esitetyssä asennossa, jolloin moottori M2 ei ole täystilavuu-della niin kuin ajoneuvon liikkeelle lähdössä tulisi olla. Liitäntään F2 venttiilin V5 karaan K on asetettu kuitenkin tunnistinlinja Si, josta tulee ns. painetietotunnistus venttiilille V5 venttiilin V3 kautta silloin, kun venttiili V3 on aktivoituna. Tällöin paineen kasvaessa tulolinjassa F2 venttiilille V5, siirtyy painetieto linjan Si kautta ja venttiilille V3 ja sen kautta venttiilin V3 ollessa aktivoituna venttiilin V5 karan K päätyyn linjan Y2 kautta. Tällöin venttiili V5 siirtyy asentoon, jossa moottori M2 kytketään täydelle tilavuudelle eli moottoriosiot M2a ja M2b ovat molemmat työ-käytössä, jolloin saavutetaan myös maksimimomentti, joka käyntiinlähdössä on edullista.

Kuviossa 7A on esitetty em. käyntiinlähdön toteutus venttiilin V5 kararakenteen K alueella. Sisääntulon F2 kautta ohjataan venttiilikaran K kautta ohjauspaine venttiilille V3 ja edelleen venttiilin V3 ollessa kuviossa esitetysti aktivoituna siirretään paine linjan Y kautta karan K päätyyn. Tällöin siirretään kara K kuviossa 7B esitettyyn asentoon. Kuviossa 7B esitetysti ohjauspaine on siirtänyt karan K asentoon, jossa työpaine linjasta F2 pääsee karan K kautta edelleen moottorin M2 moottoriosioon M2b- Karan K päädyssä on jousi J. Myös mahdollinen suoritusmuoto, jossa jousen J jousivoiman tilalla on paineisen väliaineen vaikutusvoima.

Kuviossa 8 A ja 8B on esitetty mäntähydraulimoottori 10, joka suoritusmuodossa on radiaalimäntähydraulimoottori. Esitetty moottori 10 soveltuu käytettäväksi keksinnön mukaisessa ajonvoimansiirron hydraulijärjestelmässä 100 monikapasi-teettimoottorina Mi, M2. Siinä on pyörivä ulkokehä 11 eli vaippa ja kiinteäase-mainen keskiakseli 12. Akselin 12 ympärillä olevassa kiinteäasemaisessa rungossa 13 olevat sylinterit 11 ja männät käsittävät paininpyörät 14, jotka tulevat aal tomaista mäntien pyörittämää nokkarengasta 15 vasten. Jakoventtiili 16 pyörii vaipan 11 mukana ja käsittää kehäjyrsinnät ja niistä poraukset jakoventtiilin otsa-pinnalle, joista avautuvien kanavien kautta johdetaan paineväliaine sylinteriryh-mään Vai, Va2 voiman tuottamiseksi oikea-aikaisesti työvaiheessa olevien mäntien kautta nokkarenkaalle 15 sen ja siihen liittyvän vaipan 11 pyörittämiseksi. Työvaiheessa oleville männille V tuodaan paineista väliainetta, edullisesti hyd-rauliöljyä ja ei-työvaiheessa olevilta männiltä ohjataan lähes paineeton väliaine, kuten öljy jakajan eli jakoventtiilin 16 otsapinnan kautta jakajan poistokanavaan ja edelleen pyörittämättömän akselin 12 kanavien kautta poistoliitäntään ja edelleen ulos hydraulimoottorin 10 yhteydestä. Vaihdettaessa paineistusta suuntavent-tiilillä (ei esitetty) moottorin tulon ja poiston välillä muutetaan moottorin pyörin-täsuuntaa. Karaa on kuvattu viitenumeroin 51 tai K.

Radiaalimäntähydraulimoottori 10 käsittää sylinterirungon 13 ja siinä säteittäiset sylinterit ja niissä männät V ja paininpyörät 14. Pyörivä jakaja 16 otsapinnan porauksiltaan yhdistyy mäntärungon 13 porauksiin. Tulokanavien Ai ja A2 kautta tuodaan paineinen väliaine eli työpaine. Kanava A2 on painekanava, joka johtaa paineisen väliaineen kuvion 2 suoritusmuodossa esitetysti akselin 12 porausten kautta ohjausventtiilin 50 karan 51 kannasosien G2, G3 väliseen tilaan P ja kanavaan F ja edelleen akselin 12 ulkokehälle ja edelleen jakajan sivupinnan urituksien ja porausten kautta mäntärungon 13 kulloiseenkin poraukseen paineisen väliaineen johtamiseksi oikeavaiheisesti työvaiheessa oleville männille V ja poistovai-heessa olevilta männiltä V tapahtuvan ulostuloöljyvirtauksen poistamiseksi ko. vaiheessa olevilta männiltä. Osa männistä on siis ns. ei-työvaiheessa, jolloin männät poistavat pienempipaineista väliainetta kuten öljyä mäntätilasta ja edelleen mäntärungon 16 kanavan kautta jakoventtiilille 16 ja edelleen sen kanavien kautta akselissa 12 olevaan poistokanavaan B. Kukin mäntä V on vuorollaan työvaiheessa ja vuorollaan ei-työvaiheessa eli öljyn poistovaiheessa. Työvaiheessa olevat männät puristavat voimalla mäntiin liittyvät paininrullat aaltomaista vastinpintaa eli nokkarengasta 15 vasten, jolloin nokkarenkaaseen 15 liittyvää moottorin 10 vaippaa pyöritetään.

Kun keskeinen ohjausventtiilin 50 ohjauskara 51, K mäntämäisine kannaksineen eli levennysosineen Gi, G2, G3 on kuviossa 1 esitetyssä asennossa, johdetaan paluukanavan pienempipaineinen öljyvirtaus männiltä eli paluuöljy kanavaan Bi ja karan levennysosien Gi ja G2 väliseen tilaan D karaonkalossa 52 kuten porauksessa, josta öljyä siirtyy kanavaan F ja edelleen jakoventtiilin 16 kanavistoon ja edelleen tietyille työpaineessa oleville männille V ja sylintereille Va2 pienempipainei-sena siis ei-työpaineisena. Tällöin puhutaan ns. osatilavuusmoodista esimerkiksi VAtilavuusmoodista, jolloin moottorilla on suurempi pyörimisnopeus ja pienempi momentti, kuin ns. täystilavuusmoodissa. Sylinteri/mäntäryhmä Va2 on tällöin tavallaan poiskytketty käytöstä ja kierrättää öljyä lepopaineessa suljetussa piirin Bi, F muodostamassa luupissa.

Kuviossa 9 on esitetty ohjauskara siirrettynä asentoon, jossa mäntä G2 eli ns. kannas tulee kanavien F ja Bi väliin ja sulkee kanavasta Bi yhteyden kanavaan F, johon avautuu yhteys A2 kanavan paineiselle öljyvirralle. Kuvion ohjauskaran asennossa ohjataan paineinen öljy kanavasta A2 männän G2 eli kannaksen kuvassa vasemmalle puolelle ja edelleen kanavaan F ja edelleen jakoventtiilille ja sen kautta tietyille työvaiheessa oleville männille Va2 täyspaineisena. Tällöin män-täsylinteriryhmät Vai + Va2 ovat käytössä täyspaineiselle pumpulta Pi tuodulle öljylle. Sylinterirmäntäyhmä Vai kanavan Ai kautta tuodulle paineöljylle on aina käytössä.

Toimielimen eli ohjausventtiilin 50 ohjauskaraa 51 tai K ohjataan kanavassa Ai vallitsevan paineen perusteella. Jos paine kanavassa Ai laskee tietyn raja-arvon alapuolelle, siirtyy ohjauskara jousen J vaikutuksesta kuviossa 1 esitettyyn asentoon ja saavutetaan moodi 1 kuvion 1 mukaisesti, jolloin vain osa esim. puolet männistä ryhmä Vai saa työpaineen loppujen; ryhmän Va2 saadessa paluukierron takaisinkytkennän alhaisen paineen ns. lepopaineen, jolloin ryhmä Va2 ei varsinaisesti ole toiminnassa.

Jos paine kanavassa Ai kasvaa, ohjauskaraa 51 liikutetaan kuviossa 2 esitettyyn asentoon karan 51 vasempaan päätyyn tuotetulla paineella. Ohjauskaran 51 kara-onkalon 52 oikean päädyn ja karan kannaksen Gi välissä olevan jousen J tehtävänä on toimia vastavoimana ohjauspaineen aikaansaamalle voimalle. Säädössä mo-nikapasiteettimoottorin 10 käyttömoodia valittaessa karaa 51 siten liikutetaan karan onkalon 52 vasempaan päätyyn (kuviossa) tuodun ohjauspaineen avulla nuolin Li merkitysti jousen J jousivoimaa vasten.

Kaikissa käyttömoodeissa sekä tyäskierrostilavuudella että osakierrostilavuudella sylinteri/mäntäryhmä Vai liittyen työpainekanavaan Ai on aina toiminnassa.

Kuviossa 10 on esitetty kaavioesityksenä kuvion 8 A ja 8B mukaisen moottorin 10 hydraulijärjestelmä. Hydrauliöljy tuodaan paineisena kahta kanavaa Ai ja A2 pitkin monikapasiteettimoottorille 10. Monikapasiteettimoottorilta 10 on luuppi eli kanavista Mi, jolla kierrätetään öljyä ei-työpaineessa olevien, mäntien kautta moottorin sisällä. Järjestelmä käsittää kuviossa esitetysti edelleen yhteen C10 tai kanavan tai vastaavan ohjauspaineen johtamiseksi venttiilille 50 kanavasta Ai, jolla on säädettävissä monikapasiteettimoottorin 10 moodi, jossa toteutuu osakier-rostilavuus ja peräkkäisten hydraulimoottorien puhdas sarjaan kytkentä kyseisen monikapasiteettimoottorin pyrkiessä luistamaan.

Kuviossa 10 on esitetty lisäksi suuntaventtiili 70, joka on solenoidiohjattu jousen J10 jousivoimaa vasten. Kun suuntaventtiililohko 70a on päällä kuviossa esitetysti, havainnoidaan linjassa C10 vallitsevaa painetta ja siirretään se toimielimen 50, edullisesti venttiililaitteiston karan 51 päätyyn vaikuttamaan venttiilikaraan jousen J jousivoimaa vasten. Kun suuntaventtiilin 70 lohko 70b on asetettu päälle silloin kun solenoidiin ei tuoda ohjausjännitettä, suljetaan painelinjan C10 yhteys karalle 51, jolloin toimielimen 50 jousi J siirtää karan asentoon, jossa lohko Va2 on suljettuja moottoria käytetään suuremmalla nopeudella.

Kuviossa 11 on esitetty kaaviomaisesti toisentyyppinen hydraulimoottori 10, joka toimii vastaavalla tavalla kuin esitetty monikapasiteettimoottori ja käsittää tässä suoritusmuodossa vastaavat rakenneosat kuin aiemmissa kuvioissa. Olennainen ero tässä suoritusmuodossa on se, että akseli 12 mäntärunkoineen 13 pyörii. Itse moottorin 10 vaippa 11 ja siihen liittyvä jakaja 16 eli jakoventtiili ja nokkarengas 15 ovat pyörimättömiä. Täystilavuusratkaisussa Vai + Va2 kaikkiin mäntärungon mäntiin/sylintereihin Vai, Va2 johdetaan kanavien Ai ja A2 kautta työpaineista öljyä, jakajan 16 ja moottorin 10 pyörimättömän vaipan 11 kautta. Laitejärjestely ja toiminta on sama kuin edellä esitettyjen kuvioiden 1, 2 ja 3 suoritusmuodossa, jossa radiaalimäntähydraulimoottorin vaippaa 11 ja jakajaa 16 pyöritetään ja jossa suoritusmuodossa akseli 12 ja mäntärunko 13 ovat kiinteässä asemassa. Kuvion 4 suoritusmuodossa hydraulimoottorin 10 vaippa 11 ja siihen liittyvä jakoventtiili 16 ovat pyörimättömiä. Moottorin 10 akseli 12 ja siihen liittyvä mäntärunko 13 pyörivät. Suoritusmuodon toiminta on sama kuin aiempien kuvioiden 1, 2 ja 3 esittämän hydraulimoottorin suoritusmuodon toiminta.

Kuviossa 12 on esitetty monikapasiteettimoottori 10 sovitettuna erääseen puun-syötön luistonestojäijestelmään. Monikapasiteettimoottori 10 on sijoitettu syöttämään puuta toisen monikapasiteettimoottorirakenteen 10 kanssa, joka on asetettu rinnalle mainitun ensimmäisen moottorin 10 kanssa. Moottorin 10 sylinte-ri/mäntäryhmä Vai on yhdistettynä sarjaan tavanomaisen hydraulimoottorin 3 kanssa ja toinen monikapasiteettimoottori 10 sen sylinterimäntäryhmä Vai on sarjassa toisen tavanomaisen hydraulimoottorin 4 kanssa. Monikapasiteettimoottorin 10 sylinteri/mäntäryhmä Va2 molemmissa moottoreissa on kytketty suoraan pumppukanavaan A2 ja pumpulle Pi, jolloin on kyseessä rinnankytkentä moottorin 10 kanssa ryhmän Va2 osalta. Kun puunsyötössä moottorin pyrkii luistamaan täyskierrostilavuudella Vai + Va2 kytketään ryhmä Va2 pois käytöstä kuviossa 3 esitetyn järjestelyn avulla.

Kuviossa 13 on esitetty tekniikan tasoon liittyvä ja havainnollinen esitys radiaali-sista sylintereistä ja männistä. Kuvion suoritusmuodossa on kahdeksan mäntää ja siten kahdeksan sylinteriä ja näin ollen männät/sylinterit ryhmä Vai voi käsittää esimerkiksi neljä mäntää ja niihin liittyvää sylinteriä ja vastaavasti ryhmä Va2 voi käsittää vastaavasti neljä mäntää ja sylinteriä.

Kuviossa 13 on esitetty poikkileikkaus radiaalimäntähydraulimoottorista, joka käsittää kahdeksan hydraulisylinteriä ja niihin liittyvää mäntää.

Vai + Va2 moodissa johdetaan kaikille työvaiheessa oleville männille työpainei-nen hydrauliöljy. Vai-moodissa johdetaan vain ryhmään Vai työapaineinen hyd-rauliöljy, kun taas ryhmään Va2 kyseisessä moodissa johdetaan sen työvaiheessakin oleviin mäntiin vain pienipaineista hydrauliöljyä, ei työpaineista öljyä. Ne männät, jotka kulloinkin ovat työvaiheessa pumpun Pi työpaineen alla voivat kuitenkin vaihdella samassa hydraulimoottorissa.

Kanavalla tässä hakemuksessa ymmärretään putkia, letkuja, porauksia ja muita vastaavia yhteitä. Tässä hakemuksessa on monikapasiteettimoottorin tietyistä sy-linteriryhmistä ja niihin liittyvistä männistä käytetty nimitystä moodi tai käyttö-moodi tai osa- tai täyskierrostilavuus. Kierrostilavuus voi olla täyskierrostilavuus Vai + Va2 tai osakierrostilavuus Vai.

Claims (10)

1. Ajovoimansiirron ohjausjärjestelmä (100), jossa ohjausjärjestelmä (100) käsittää ainakin kaksi monikapasiteettimoottoria (Mi, M2), jotka on sovitettu pyörittämään ajoneuvon pyöriä (J), J2) ja joka monikapasiteettimoot-tori (Mi) on sovitettu pyörittämään vetävää pyörää (J2), ja monikapasiteet-timoottori (M2) on sovitettu pyörittämään toista vetävää pyörää (J)), jolloin monikapasiteettimoottorien (Mi, M2) osakierrostilavuuksien moottoriosiot (Mia ja M2a) on kytkettävissä sarjaan, jolloin luistonesto on päällä, tunnettu siitä, että on toimielin (50), kuten venttiili (V5) ja että mootto-riosion (M2b) paineisen öljyn tuloliitäntä (F2) on suljettavissa ns. itsetoimi-sesti venttiilin (V5) karan (K, 51) käsittäessä paineyhteen (Si) ohjauspai-neen johtamiseksi venttiilin (V5) karalle (K, 51) sulkuventtiilin (V3) kautta, jolloin paineen liitännässä (F2) moottoriosiolle (M2b) kasvaessa yli venttiilin (V5) jousen (J) jousivoiman pääsee ohjauspaine venttiilin (V5) karalle (K, 51) siirtämään kara (K, 51) asentoon, jossa moottori (M2) kytketään täydelle tilavuudelle, jolloin paineinen väliaine pääsee myös moot-toriosioon (M2b).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että järjestelmä (100) käsittää ainakin kahteen ajoneuvon vetävään pyörään (Ji, J2) liittyvät monikapasiteettimoottorit (Mi, M2), joita hydraulipumppu (Pi) on sovitettu pyörittämään, jolloin monikapasiteettimoottori (Mi, M2) käsittää venttiilit (V4, V5), jolla monikapasiteettimoottorin (Mi, M2) osa-kierrostilavuudet (M ib. M2b) on kytkettävissä toimintaan ja lisäksi niin, että monikapasiteettimoottorien (Mi, M2) osatilavuuksien moottoriosiot (Mia, M2a) on kytkettävissä sarjaan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että monikapasiteettimoottorien (Mi, M2) toiset osakierrostilavuuksi- en moottoriosiot (Mu,, M2b) on kytkettävissä työtoiminnasta ns. ei-toimintamoodiin; ns. luuppiin (R) eli ns. suljettuun matalapaineiseen kiertoon silloin, kun moottoriosioita (Mib,M2b) ei käytetä.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että moottoriosioiden (Mib,M2b), olleessaan ns. luupissa (R), venttiili (V4, V5) kyseisten moottorien (Mib, M2b) kohdalla on asetettu asentoon, jossa paineista väliainetta pumpulta (Pi) ei johdeta kyseisiin moottoriosi-oihin (Mib,M2b) ja niiden sylintereihin.

5. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että moottorit (Mi, M2) käsittävät yhteydessään edullisesti niihin sisäänrakennetun ohjauselimen, edullisesti venttiilin (V4, V5), jonka ohjauselintä esimerkiksi karaa (K, 51)) ohjataan ohjauspaineella, jolloin karan (K) yhdessä asennossa paineinen väliaine on siirrettävissä moottoriosiosta (Mia) eteenpäin sekä paineinen väliaine on siirrettävissä moottoriosiolle (Mib) ja siitä eteenpäin, jolloin molemmat moottoriosiot (Mib, M2b) saavat paineisen väliaineen ja jossa venttiilin (V4) toisessa asennossa moottoriosio (Mia) saa paineisen väliaineen ja toinen mootto-riosio (Mib) ei saa paineista väliainetta, vaan sen sylinterien kohdalla olevaa öljyä kierrätetään matalapaineisena ns. luupissa (R) ja paineinen väliaineen tuonti moottoriosion (Mib) sylintereille on tulpattu.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että venttiilit (V4, V5) käsittävät niihin liittyvän oh-jauspainelinjan (a’i, Y), jolloin linjaan (a’i, Y) paineella voidaan siirtää venttiilikaraa (K, 51) haluttuun asentoon ohjauspaineen vaikuttaessa vent-tiilikaran (K, 51) päätyyn karan jousen (J) jousivoimaa vasten tai karan (K, 51) päätyyn vaikuttavan väliaineen painetta vastaan.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää venttiilien (V4, V5) ohjaus-karaan (K, 51) liittyvässä linjassa sulkuventtiilit (V2, V3), joiden avulla on suljettavissa ohjauspaineen tulo venttiilien (V4, V5) karoille (K, 51), jolloin venttiilien (V4, V5) jousen (J) jousivoima siirtää venttiilikaraa (K, 51).

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että järjestelmä käsittää venttiilin (Vi), jonka avulla on kytkettävissä monikapasiteettimoottorin (Mi) moottoriosiosta (Mia) tuleva öljy virtaamaan monikapasiteettimoottorin (M2) moottoriosioon (M2a) tai suoraan pumpun (P4) sisääntuloon.

9. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä (100) käsittää neljä vetävää pyörää ajoneuvossa ja ohjausjärjestelmä (100) käsittää kuhunkin vetävään pyörään liittyvät monikapasiteettimoottorit (Mi ja M2).

10. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen ohjausjärjestelmä (100), tunnettu siitä, että ohjausjärjestelmä (100) on hydraulijärjestelmä ja monikapasiteettimoottorit (Mi, M2) ovat radiaalimäntähydraulimootto-reita.