HU213289B - Drive system for motor vehicles - Google Patents

Description

A találmány tárgya hajtóegység főleg gépjármüvekhez, amelynek belső égésű motorja, álló és forgó lapátkerekekből, valamint házból álló hidrodinamikus retardere, valamint ventilátorral felszerelt hűtőrendszere van.

Ilyen hajtóegység ismert például a DE-3 713 580 sz. szabadalmi leírásból.

Mint ismeretes, újabban főleg nehéz járműveknél segédberendezésként ún. „retarder”-t alkalmaznak azzal a céllal, hogy a különösen nagy haladási sebességről való lefékezéskor (kiegyenlítő fékezésnél) fellépő kinetikai fékenergiát ezáltal felvegyék és hővé alakítsák. Továbbá, retardereket a tartós fékezési teljesítmény fokozására is alkalmaznak, például 30 km/h-s állandó sebesség esetén 7%-os lejtőn. Retarderekben munkaközegként általában olajat használnak. A retarderben a munkaközegnek átadott hőt speciális hőcserélő alkalmazásával hűtőközegnek vagy a környezeti levegőnek adják át.

Az US-3 720 372 sz. szabadalmi leírásból olyan retarder is ismert, amely a hajtómotorral van összeépítve, azaz állandóan a forgattyústengellyel van összekötve, és a motor hűtőberendezésnek a munkaközege áramlik raj ta is keresztül. Ennél a megoldásnál a retarder rotorja keringtetőszivattyúként szolgál, így nincs külön hűtőközegszivattyúra szükség. Ennél a berendezésnél a retarder segítségével felmelegítik a hűtőközeget, amivel aztán az utasteret fűtik. A retarderen vezérlőszerkezet van elrendezve, amely a hűtőfolyadékot a hűtőfolyadék-hőmérséklet függvényében elosztja, és megkerülő-vezetéken keresztül egy részét a hűtőn vezeti át.

A DE-3 301 560 sz. szabadalmi leírás olyan retardert ismertet, amely oldható tengelykapcsolón keresztül a hajtómotor forgattyústengelyével, valamint a jármű hajtott kerekeivel van összekötve. Ennek a retardemek azonban nem az a feladata, hogy a jármű hatalmas kinetikai energiáját felvegye és hővé alakítsa. Itt a retarder kizárólag fűtőkészülékként üzemel, amelynél a futóteljesítmény a rendelkezésre álló hajtóteljesítmény figyelembe vételével vezérelhető. Ennél az elrendezésnél a motor hűtőközege egyúttal a retarder munkaközege.

ADE-1 946 167 sz. szabadalmi leírásból (ez megfelel az US-3 650 358 sz. szabadalmi leírás szerinti megoldásnak) ismert olyan retarder is, amelyet belső égésű motor forgattyústengelye hajt; ennél ugyancsak a motor hűtőközege egyúttal a retarder munkaközege is. Ennek az üzemmódnak az előnye, hogy a keletkező hő közvetlenül a hűtőhöz vezetett hűtőközegnek adódik át, így folyadékok közötti hőcserére nincs szükség. A retarder rotorjának ágyazása gördülőcsapágyakkal van megoldva, a váz és a rotortengely között pedig két ajaktömítés van elrendezve.

Az ilyen típusú hajtóegységeknél eddig arra törekedtek, hogy az axiális szerkezeti méretet és a hajtóegység össztömegét a lehető legkisebb értékűre csökkentsék, különösen akkor, ha a hajtóegységet gépjárműhöz alkalmazták. Az ismert hajtóegységekkel azonban ez idáig ezeket a kívánatos paramétereket nem sikerült elérni.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosság kiküszöbölése, azaz a bevezetőben említett típusú hajtóegység olyan értelmű továbbfejlesztése, hogy az lényegesen kisebb axiális szerkezeti hosszal és jóval ki sebb tömeggel rendelkezzék, mint az ismert megoldások.

A kitűzött feladatot a találmány szerint azzal oldottuk meg, hogy a belső égésű motor, a ventilátor és a retarder axiális metszetben tekintve úgy van elrendezve, hogy a retarder olyan térben helyezkedik el, amelyet a motor forgattyúsházának a retarder felőli homlokoldala, valamint a forgattyústengellyel párhuzamos ventilátortengelyen és a ventilátorkerék hátsó szélén átfektetett síkok határolnak, továbbá, a retarder elölnézetben tekintve célszerűen a ventilátorkerék hatáskörén belül helyezkedik el.

A retarder forgó lapátkerekének az úgynevezett „lebegő” ágyazásával a külön csapágyazás (sőt gyakran két külön csapágy) elhagyható. Ezzel az axiális szerkezeti hossz csökken. Továbbá, adott belső égésű motornál a forgattyúsház és a ventilátor közötti tér a belső égésű motor mellső oldalán hasznosítható a retarder elrendezésére, anélkül, hogy ehhez a forgattyúsházat és a ventilátort lényegében változtatni kéne. Általában a retarder forgó lapátkereke lengéscsillapítóval van mereven öszszekötve. A találmány szerinti megoldás alkalmazásával a befoglaló méretek axiális irányban is csökkenthetők. Kedvező viszonyok esetén azonban a találmány szerinti megoldás alkalmazásakor a lengéscsillapító el is hagyható.

A találmányt részletesebben a csatolt rajz alapján ismertetjük, amelyen a találmány szerinti megoldás példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon:

- az 1. ábra a találmány szerinti hajtóegység oldalnézete, részben metszve, amely metszet a 2. ábra A-A vonal mentén vett metszetének felel meg;

- a 2. ábrán az 1. ábra szerinti megoldás elönézetben látható leszerelt ventilátorkerékkel, ahol a ventilátorkerék hatáskörét vékony eredményvonallal jelöltük;

- a 3. ábra a 2. ábrán B-B vonal mentén vett metszet;

- a 4. ábra a 2. ábrán D-D vonal mentén vett metszet, viszonylag nagyobb léptékben;

- az 5. ábrán nézetben látható a 2. ábra szerinti megoldás változata;

- a 6-9. ábrákon az 1. ábra szerinti megoldás részletei metszetben láthatók.

Az 1. ábrán a belső égésű motort csupán részletben ábrázoltuk, nevezetesen feltüntettünk 1 forgattyústengelyt, 1.1 hajtórudat, az 1 forgattyústengelyre egyoldalról felcsavarozott 1.2 tengelycsapot, valamint 1.3 forgattyúsházat.

Az 1. ábra szerint az 1.3 forgattyúsháztól balra hidrodinamikus 2 retarder és 3 ventilátor helyezkedik el.

A 2 retardemek forgó 2.1 lapátkereke és álló 2.2 lapátkereke van. A forgó 2.1 lapátkerék az 1.2 tengelycsapon van ágyazva. A hidrodinamikus 2 retardemek háza van, amely a forgó 2.1 lapátkereket körülvevő 2.3 harangból és 2.4 fedéltestből áll. Az 1.2 tengelycsapon

2.5 csillapítószerkezet van elrendezve, amely az 1.2 tengelycsappal együttforgathatóan van összekapcsolva.

A 3 ventilátor a motor 1 forgattyústengelyével van hajtókapcsolatban, mégpedig itt külön nem ábrázolt fogaskerekeken keresztül. Az 1. ábrán jól kivehető, hogy a

3.2 ventilátortengely párhuzamos az 1.2 tengelycsappal.

HU 213 289 Β

A találmány szerinti elrendezésnél a hidrodinamikus 2 retarder gyakorlatilag teljesen kitölti azt a teret, amelyet az 1.3 forgattyúsház retarder felőli homlokoldala, illetve a 3 ventilátort hajtó fogaskerekek homlokoldala, valamint a 3.2 ventilátortengelyen és a 3.1 ventilátorkerék hátsó szélén átfektetett síkok határolják. így tehát a 2 retarder a 2.4 fedéltesttel a 2. ábrán elölnézetben látható módon, a 3.1 ventilátorkerék vékony eredményvonallal jelölt hatáskörén belül helyezkedik el. Ezzel tehát a rendelkezésre álló teret optimálisan hasznosítottuk.

A 2 retardemek az említett térben való találmány szerinti elrendezése azzal a lényeges előnnyel jár, hogy az 1.3 forgattyúsház, a 3.2 ventilátortengely és a 3.1 ventilátorkerék közötti térben a 3.1 ventilátorkerékkel létrehozott légáram a térbeli közelség miatt elvezeti a hőt a retarder külső felületeiről, amely hő a gépjármű fékezési üzemmódjaiban keletkezik. A hidrodinamikus 2 retarderrel társított hőcserélőt ezzel jelentős mértékben tehermentesítettük.

Mivel a 2 retarder közvetlenül a motor előtt helyezkedik el (azaz a motorhűtés hideg oldalánál), a retarderbeömlés és a hűtő közötti vízmennyiség, továbbá a motor-kenőolaj mennyisége, valamint a hűtőrendszer - beleértve a motort is - részbeni fémtömege hasznosítható kapacitív energiafelvételre. Ezáltal a találmány szerinti elrendezés jelentősen megnöveli a 2 retarder kapacitását. A fékezési teljesítmény tehát rövid ideig több hőenergiát termelhet, mint amit a hűtő tartósan átvenni képes.

A találmány szerinti helytakarékos elrendezésnek köszönhetően a szükséges csővezetékek hossza minimálisra csökkenthető. Ezáltal azok a problémák is csökkennek, amelyek a hagyományos hajtóegységeknél a csővezetékek viszonylag hosszú nyomvonalából adódnak.

A találmány szerinti megoldásnál a 2.4 fedéltestnek többféle funkciója van:

- ez képezi a retarderház részét, amely az álló 2.2 lapátkereket körülveszi;

- üreges testként három csatlakozócsonkkal gyűjtőkamrát képez, nevezetesen a munkaközeg számára két beömléssel és egy kiömléssel van ellátva;

- a javasolt hajtóegység koncepciójából adódik, hogy a munkaközeg egyúttal a hűtőrendszer hűtőközegét is képezi (úgynevezett „vízszivattyús retarder”-ként szerepel);

- a három csatlakozása közül az egyik, nevezetesen a

2.8 csatlakozócsonk a hűtőfolyadékot a jármű hűtőjétől vezeti (1. ábra), a további 9 csatlakozócsonkok összetolásos 2.9 kapcsolatokként a 3. és 4. ábrán láthatók;

- a 2.4 fedéltest az 1.3 forgattyúsházon támaszkodik (vagy a merev járműalvázon) és ezáltal forgatónyomaték-támaszt képez;

- A 2.4 fedéltest a 2.3 harangra hengeres 2.6 illesztőfelületen keresztül van felhúzva és azzal összekapcsolva; a 2.4 fedéltest tartja a 2.3 harangot, egyúttal a 2.3 harang számára központosítóegységként szerepel, hiszen az egyúttal a 2.3 harang és az 1.2 tengelycsap közötti csúszógyürű-tömítéseket központosítja;

- a 2.4 fedéltest tartja az álló 2.2 lapátkereket, és azzal ugyancsak illesztéses kapcsolattal van összekötve, és 2.7 illesztőfelületen támaszkodik;

- a 2.4 fedéltest a 2 retarder munkaterével 2.10 áttöréseken keresztül van összeköttetésben, amelyek az álló

2.2 lapátkerék hátfalában vannak kialakítva, így a 2 retarder munkatere és a 2.4 fedéltest belső tere között folyadékcsere történhet.

A találmány szerinti elrendezésből sokféle előny származik. Ezek közül az egyik legfontosabb, hogy a 2.4 fedéltest kialakítása és elrendezése meglepően kompakt építésmódot tesz lehetővé. Az egész hajtóegység könynyen karbantartható, mivel a 3.1 ventilátorkerék leszerelése (és adott esetben a 2.4 fedéltest levétele után) a fontos szerkezeti részekhez egyszerűen hozzáférhetünk.

Még akkor is, ha külön 1.2 tengelycsapot alkalmazunk (1. ábra), ilyen esetben is természetszerűleg lehetséges az 1 forgattyústengellyel az 1.2 tengelycsapot egyetlen szerkezeti részként kialakítani.

A 3. és 4. ábrákon a retarder főbb szerkezeti részei láthatók. Itt jól látható, hogy a 2.4 fedéltest ráhúzással van rögzítve a megfelelő csatlakozásoknál.

Az álló 2.2 lapátkerék és a 2.4 fedéltest egyrészes kivitelűek is lehetnek, azaz egyetlen darabból készülhetnek.

Amint a fentiekből kitűnik, a 2 retarder forgó 2.1 lapátkereke célszerűen „lebegően” van ágyazva, ezt tehát az 1 forgattyústengely csapágya tartja.

A találmány szerinti megoldás célszerű kiviteli alakjánál alkalmazhatunk 4 közdarabot, amint az látható a 69. ábrákon. A 4 közdarab az 1.3 forgattyúsház és a 3 ventilátor között helyezkedik el. Továbbá, a 4 közdarab az 1.3 forgattyúsházon van ágyazva, és közvetlenül a 2.4 fedéltesthez csatlakozik. A 4 közdarabon egy sor elem helyezkedik el. Először is ez tartja a komplett 3 ventilátort a 3.2 ventilátortengellyel és a 3.1 ventilátorkerékkel együtt. Továbbá, a 4 közdarab központosítja a 2.3 harangot és a 2 retarder 2.4 fedéltestjét. További szerelvényeket is tarthat, így például a termosztátot.

Az 5. ábrán a közdarab befoglaló méreteit vékony eredmény vonallal jelöltük. Itt jól látható 4.9 beömlőnyílása, amelyen keresztül beomlik a motor hűtőfolyadéka, valamint a forgattyúsházba torkolló 4.10 kiömlőnyílása. Továbbá, a közdarabnak 4.11 feszítőtárcsája van, amely a segédberendezések ékszíját feszíti. A segédberendezések részére 4.13 tartóbakról gondoskodtunk önmagában ismert módon, amelynek 4.12 csuklópontja van. Az 5. ábra felső jobboldali részén a hűtőfolyadék számára 4.8 kiömlőcsonk van kialakítva, amely a járműhütőhöz vezet.

A 6. ábrán a 3.2 ventilátortengely körzete látható részletesebben. Itt jól kivehető a 4 közdarab, az 1.3 forgattyúsház, 4.1 termosztátburkolat, 4.2 termosztát, valamint 4.4 csatorna, amely a 2 retarder folyadéka számára megkerülő-vezetéket képez.

A 7. ábrán a 6. ábra szerinti megoldás további metszete látható. Itt is láthatók a 4.4 csatorna, a 2.4 fedéltest és összetolásos 2.9 kapcsolatok.

A 8. ábra szerinti további metszeten ugyanezek a részletek láthatók. A 9. ábrán egyebek között 4.5 házrész látható fogaskerék-burkolatként, továbbá, a 3 ventilátort hajtó 4.7 fogaskerekek. Látható továbbá a 3.2 ventilátortengely és az összetolásos 2.9 kapcsolat.

Claims (3)

1. Hajtóegység főleg gépjárművekhez, amelynek belső égésű motorja, álló és forgó lapátkerékből, valamint házból álló hidrodinamikus retardere és ventilátorral felszerelt hűtőrendszere van, azzaljellemezve, hogy a belső égésű motor, a ventilátor (3) és a retarder (

2) axiális metszetben tekintve úgy van elrendezve, hogy

- a retarder (2) a motor forgattyúsházának (1.3) a retarder felőli homlokoldala, valamint a forgattyústengellyel (1) párhuzamos ventilátortengelyen (3.2) és a ventilátorkerék (3.1) hátsó szélén fektetett síkok által határolt térben helyezkedik el;

- a retarder (2) elölnézetben tekintve előnyösen a ventilátorkerék (3.1) hatáskörén belül helyezkedik el.

5 2. Az 1. igénypont szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) a ventilátorkerék (3.1) hatáskörén belül van elrendezve.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) forgó lapátkereke a motor

10 forgattyústengelyén (1), illetve ezzel koaxiális tengelycsapon (1.2) van ágyazva.