HU217057B

HU217057B - Hajtóegység, főleg gépjárművekhez

Info

Publication number: HU217057B
Application number: HU9503205A
Authority: HU
Inventors: Peter Edelmann; Jürgen Friedrich; Hans Gebhardt; Heribert Möller; Alfred Neitz; Klaus Vogelsang
Original assignee: Voith Turbo Gmbh. & Co. Kg
Priority date: 1994-11-10
Filing date: 1995-11-08
Publication date: 1999-11-29
Also published as: RU2169674C2; HU9503205D0; BR9504928A; DE4440162A1; CZ296095A3; HUT76757A; EP0711693A1; DE4440162C2; JPH08207720A; KR960017237A; JP3970950B2; US5758619A

Abstract

A találmány tárgya hajtóegység főleg gépjárművekhez, amelynek belsőégésű mőtőrja, hajtóműve, valamint hidrődinamikűs retardere van, amelyrőtőrt és sztátőrt főglal magában. A hajtóegység lényege, hőgy aretarder (2) rőtőrja (2.1) a belső égésű mőtőr főrgattyústengelyén (1)vagy ezzel kőaxiális tengelycsapőn (1.2) van ágyazva. ŕ

Description

A találmány tárgya hajtóegység, amely főleg gépjárművekhez alkalmazható. Az ilyen hajtóegységnek belső égésű motoija, hajtóműve és hidrodinamikus retardere van, amely rotorból és sztátorból áll.

Ilyen hajtóegység ismert például a DE-3 713 580 számú szabadalmi leírásból (1. nyomtatvány). Retardereket főleg nehéz járműveknél alkalmaznak, hogy különösen a nagyobb haladási sebességről való lefékezéskor keletkező mozgási energiát ezekkel felvegyék és hővé alakítsák. De a tartós fékteljesítményeknél is jól alkalmazhatók a retarderek, például 30 km/h konstans sebességnél és 7%-os lejtőnél. A retarderekben folyadékként többnyire olajat alkalmaznak. A retarderben a folyadéknak átadott hőt speciális hőcserélőn keresztül hűtőközegnek vagy a környezeti levegőnek adják át.

Az US-3 720 372 számú szabadalmi leírás (2. nyomtatvány) ismertet olyan retardert, amely a hajtómotorral egybeépített elrendezésű, a forgattyústengellyel van összekötve és azon a hűtőberendezés hűtőközege keresztüláramlik. Ennél a retardemél a rotor egyúttal keringtetőszivattyúként szerepel külön hűtőközegszivattyú helyett. Ennek az elrendezésnek az a célja, hogy a retarder felmelegítse a hűtőközeget, amellyel azután az utasteret kívánják fűteni. Ehhez a retarder vezérlőszerkezettel van állítva, amely csupán a hűtőközeg elosztását szabályozza a hőmérséklet függvényében és megkerülővezetéken keresztül a hűtőközeget hűtőn vezeti át.

A DE-3 301 560 számú szabadalmi leírás (3. nyomtatvány) szerint olyan retarder is ismert, amely oldható tengelykapcsolón keresztül a hajtómotor forgattyústengelyével és a jármű hajtott kerekeivel van összekapcsolva. Ennél a megoldásnál azonban a retardemek nem az a feladata, hogy a jármű kinetikai fékezési energiáját felvegye és hővé alakítsa. A retarder ennél az elrendezésnél kizárólag fűtőkészülékként üzemel, amelynél a fűtési teljesítményt a rendelkezésre álló hajtóteljesítmény figyelembevételével vezérli. A motor hűtőközege itt egyúttal a retarder munkaközegeként is szolgál.

A DE-1 946 167 számú szabadalmi leírásból (megfelel az US-3 65O358 számú szabadalmi leírásnak) ismert olyan retarder is, amelyet belső égésű motor forgattyústengelye hajt. A belső égésű motor hűtőközege egyúttal a retarder munkaközegeként szerepel. Az ilyen hajtásmódnak az az előnye, hogy a keletkező hő közvetlenül a hűtőhöz visszavezetett hűtőközegben keletkezik, és így a két folyadék közötti hőcserélő fölösleges. A rotor gördülőcsapágyban van ágyazva, valamint a váz és a motortengely közötti tömítés két ajakos tömítéssel van megoldva.

Az ilyen típusú hajtóegységeknél a tervezők arra törekedtek, hogy a szerkezet axiális hosszát és a tömegét a lehető legkisebb értéken tartsák, különösen akkor, ha a hajtóegységet gépkocsihoz tervezték. A gyakorlati tapasztalatok szerint azonban ez az ismert hajtóegységeknél a megkívánt mértékben még nem sikerült.

A jelen találmánnyal célunk a fenti hiányosság kiküszöbölése, azaz olyan tökéletesített hajtóegység létrehozása, amelynek axiális szerkezeti hossza és tömege kisebb, mint a hagyományos megoldásoké.

A kitűzött feladatot a bevezetőben ismertetett hajtóegységnél a jelen találmány szerint azzal oldottuk meg, hogy a retarder rotorja a hajtómotor tengelyén, vagy ezzel koaxiális tengelycsapon van ágyazva. A fenti intézkedésekkel elértük, hogy

- a retarder rotorjának a hagyományos ágyazásához szükséges csapágy (sőt esetenként két speciális csapágy) elhagyható, ezáltal csökken a hajtóegység axiális szerkezeti hossza;

- a meglévő belső égésű motornál is kihasználható a ventilátor és a belső égésű motor mellső oldalánál a forgattyúsház közötti tér a retarder elhelyezésére, anélkül, hogy ehhez a forgattyúsházat vagy a hűtőventilátort lényegesen meg kéne változtatni;

- általában a retarder rotoijával lengéscsillapító van mereven összekötve, aminek méretei a találmány szerinti elrendezés alkalmazásával axiális irányban és keresztirányban is csökkenthetők. Sőt, kedvező viszonyok esetén a találmány szerinti megoldás alkalmazásához nem is feltétlenül szükséges a lengéscsillapító.

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

az 1. ábra a találmány szerinti hajtóegység oldalnézete, részben metszve (a metszet megfelel a 2. ábrán A-A vonal mentén felvett metszetnek);

a 2. ábra az 1. ábra szerinti hajtóegységet felülnézetben szemlélteti (leszerelt ventilátor-lapátkerékkel, amely forgáspályájának külső kontúrját vékony eredményvonallal jelöltük);

a 3. ábra a 2. ábrán B-B vonal mentén vett metszet, viszonylag nagyobb léptékben;

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

az 5. ábrán a 2. ábrával megegyező nézet látható, ahol a forgattyúsház és a retarder közé közdarab van építve;

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

Az 1. ábrán a belső égésű motorból csupán néhány részletet ábrázoltunk, így nevezetesen 1 forgattyústengelyt, 1.1 hajtókart, az 1 forgattyústengely mellső oldalára fölcsavarozott 1.2 tengelycsapot, valamint 1.3 forgattyúsházat.

Az 1. ábrán az 1.3 forgattyúsháztól balra helyezkedik el a találmány szerinti hajtóegység 2 retardere, valamint a motor 3 hűtőventilátora.

A 2 retardemek 2.1 rotorlapátkereke (rotoija) és

2.2 sztátorlapátkereke (sztátora) van. A 2.1 rotorlapátkerék az 1.2 tengelycsapon a találmány szerint csak az egyik oldalon van csapágyazva, a másik oldalán szabadon van hagyva. A 2 retardemek háza van, amely a 2.1 rotorlapátkereket körülvevő 2.3 harangból, valamint 2.4 fedélből áll. Az 1.2 tengelycsap 2.5 csillapítószerkezetet is tart, amely az 1.2 tengelycsappal forgásmereven van összekötve. A motor 1 forgattyústengelye

HU 217 057 Β hajtja a 3 hűtőventilátort, mégpedig az itt csak vázlatosan jelölt fogaskerekeken keresztül. Amint a rajzból kivehető, a 3 hűtő ventilátor 3.2 ventilátortengelye párhuzamos az 1.2 tengelycsappal.

A találmány szerint a fenti egységek elrendezését úgy végeztük, hogy a 2 retarder gyakorlatilag teljesen kitölti azt a teret, amelyet egyrészt az 1.3 forgattyúsháznak a 2 retarder felőli homlokoldala, illetve a 3 hűtőventilátort hajtó hajtóműfogaskerekek, másrészt a

3.2 ventilátortengely és a 3.1 lapátkerék hátsó széle határol. A 2 retarder a 2.4 fedéllel együtt a 2. ábrán felülnézetben látható módon a 3.1 lapátkerék forgáskörén belül helyezkedik el. Ezáltal tehát a rendelkezésre álló teret optimálisan kihasználtuk.

A 2 retardemek az 1.3 forgattyúház, a 3.2. ventilátortengely és a 3.1 lapátkerék által határolt térben való elrendezése azzal a speciális előnnyel jár, hogy a 3.1 lapátkerékkel keltett légáram a 3.1 lapátkerék és a 2 retarder közötti térbeli közelsége révén a külső felületén hőt ad le, amely a fékezési üzemmódban keletkezik. A 2 retarderrel társított hőcserélőt ezzel lényeges mértékben tehermentesítjük.

Mivel a 2 retarder közvetlenül a motor előtt van elrendezve (azaz a motorhűtés hideg oldalánál), azt a vízmennyiséget, amely a 2 retarder beömlése és a hűtő között helyezkedik el, valamint a motor kenőolajtömegét és a hűtőrendszer fémtömegét - beleértve a motor fémtömegét is - energiafelvételre hasznosíthatjuk. Ezáltal a 2 retarder nagyobb kapacitású. A fékezési teljesítmény tehát rövid időn belül több hőenergiát termelhet, amit a hűtő tartósan felvenni képes.

A találmány szerinti kompakt elrendezés révén a szükséges csővezetékek a minimális hosszra csökkenthetők. Ezzel azt a problémát is jelentős mértékben csökkentjük, ami a hagyományos hajtóegységeknél a viszonylag hosszú csővezetékek elrendezéséből adódik.

A 2.4 fedél többfunkciójú ·.

- ez egyrészt a retarderház részét képezi, mivel az a

2.2 sztátorlapátkereket körülfogja;

- üreges testként van kialakítva, amely egyúttal hűtőkamrát képez és három csatlakozócsonkkal van ellátva, nevezetesen két csatlakozócsonk a közeg bevezetésére, egy csatlakozócsonk pedig a közeg elvezetésére való, amely közeg a találmány szerinti hajtóegységnél egyúttal hűtőközegként és munkaközegként is szerepel (úgynevezett vízszivattyú-retarderként); ennél a három csatlakozócsonk közül az egyik csatlakozócsonk a hűtővizet a járműhűtőhöz vezeti, amelyet az 1. ábrán szemléltettünk, a két további 2.9 csatlakozócsonk viszont a 3. és 4. ábrán látható;

- a 2.4 fedél az 1.3 forgattyúsházon támaszkodik (vagy más szilárd szerkezeti egységen), ezáltal a forgatónyomaték „támasztást pontjaiként szerepel;

- a 2.4 fedél a 2.3 harangra felhúzással van rögzítve, amihez hengeres 2.6 illesztőfelületet alkalmaztunk. Ez tehát tartja egyúttal a 2.3 harangot is. Továbbá a 2.4 fedél a 2.3 harang számára központosítóegységként is szolgál, egyúttal központosítja a 2.3 harang és az 1.2 tengelycsap közötti csúszógyűrű-tömítést;

- a 2.4 fedél tartja a 2.2 sztátorlapátkereket is, a 2.7 illesztőfelületen keresztüli összeillesztés révén;

- a 2.4 fedél a 2 retarder munkaterével 2.8 áttöréseken keresztül van vezető kapcsolatban, amelyek a

2.2 sztátorlapátkerék hátfalában vannak kialakítva, így a folyadékcsere a 2 retarder munkatere és a 2.4 fedél belső tere között megtörténhet.

A találmány szerinti elrendezésből adódó előnyök sokfélék. Mindenekelőtt a 2.4 fedél kialakítása és elrendezése jelentősen hozzájárul a hajtóegység kompakt kialakításához. A találmány szerinti hajtóegység karbantartása vagy javítási munkálata igen egyszerűen elvégezhető, mivel a 3.1 lapátkerék és adott esetben a 2.4 fedél levételével a főbb szerkezeti részekhez egyszerű módon, könnyen hozzáférhetünk.

Az ábrázolt példakénti kiviteli alak esetében külön

1.2 tengelycsapot alkalmaztunk, de természetesen olyan kivitel is lehetséges, amelynél az ilyen tengelycsapot magán az 1 forgattyústengelyen alakítjuk ki, azaz azzal egyetlen darabból készítjük.

A 3. és 4. ábrán a főbb szerkezeti részek láthatók, amelyek a 2 retarder felépítésének magyarázatát segítik. Különösen jól látható, hogy a 2.4 fedél a megfelelő csővezeték-csatlakozáshoz ráhúzással csatlakoztatható. A 2.2 sztátorlapátkerék és a 2.4 fedél kialakítható egyetlen darabból.

Amint a fentiekből kitűnt, a 2 retarder 2.1 rotorlapátkereke képezi valójában a rotort, amely valójában „lengően” van ágyazva, azaz csupán az egyik oldalán van csapágyazva, a másik oldala szabad. Itt a 2.1 rotorlapátkereket az 1 forgattyústengely csapágya tartja.

A találmány szerinti hajtóegység célszerű kiviteli alakjánál alkalmazhatunk 4 közdarabot, amely az

1.3 forgattyúsház és a 3 hűtőventilátor között rendezhető el. A 4 közdarab az 1.3 forgattyúsházon van a jelen esetben ágyazva és közvetlenül a 2.4 fedélhez csatlakozik. Ez egy sor elemet tart. Először is tartja a komplett 3 hűtő ventilátort, azaz annak 3.2 ventilátortengelyét és 3.1 lapátkerekét. Továbbá ez központosítja a 2.3 harangot és a 2 retarder 2.4 fedelét. Adott esetben tarthat további szerelvényeket is, például a termosztátokat.

A 4 közdarab körvonalai jól láthatók az 5. ábrán, ahol azt vastag eredményvonallal szemléltettük. Itt jól kivehető 4.9 beömlőnyílás, amely a motor hűtőfolyadéka számára képez beömlést, továbbá 4.10 kiömlőnyílás, amely az 1.3 forgattyúsház kiömlőnyílására csatlakozik. Ezen túlmenően, itt jól látható 4.11 feszítő görgő, amely a segédgépek ékszíjának feszítésére való. A segédberendezések számára 4.12 csukló is látható, amelyhez 4.13 tartóbak kapcsolódik. Az 5. ábra jobb oldali felső részén 4.8 kiömlőcsonk látható a hűtőfolyadék számára, amely a járműhűtőre csatlakozik.

A 6. ábrán a 3.2 ventilátortengely körzete látható részletesebben. Itt ugyancsak jól látható a 4 közdarab, az

1.3 forgattyúsház, valamint 4.1 termosztátház és 4.2 termosztátok, továbbá 4.4 csatorna, amely a 2 retarder munkaközege számára rövidre záró vezetékként szolgál.

HU 217 057 Β

A 7. ábrán látható metszetnél a metszési síkot másutt vettük fel, mint a 6. ábra szerinti képen. Itt ugyancsak jól látható a 4.4 csatorna, a 2.4 fedél és a 2.9 csatlakozó.

A 8. ábra szerint a 6. ábra szerinti részlet ismét máshol felvett metszetben látható, és ugyanez érvényes a 9. ábrára. A 9. ábrából látható egyebek között 4.5 házrész, amely kerékhajtás csatlakozásként van kialakítva, továbbá 4.7 hajtófogaskerekek, amelyek a 3 hűtőventilátort hajtják, továbbá a 3.2 ventilátortengely és a 2.9 csatlakozó.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Hajtóegység főleg gépjárművekhez, amelynek belső égésű motorja, hajtóműve, valamint hidrodinamikus retardere van, amely rotort és sztátort foglal magában, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) rotorja (2.1) a belső égésű motor forgattyústengelyén (1) vagy ezzel koaxiális tengelycsapon (1.2) van ágyazva.
2. Az 1. igénypont szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a rotor (2.1) csak az egyik oldalon van ágyazva.
3. Az 1. igénypont szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) rotorja (2.1) tengelyirányban tekintve a forgattyúsház (1.3) és a retarder (2) sztátora (2.2) között van elrendezve.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) sztátora (2.2) a helytálló környezeti egységgel, főleg a motorházzal forgatónyomaték-támaszt képező módon, forgásmereven van összekötve.
5. A 4. igénypont szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a sztátor (2.2) háza a hajtóegység középvonalára lényegében merőleges hevederrel vagy füllel van ellátva, amely a motorházon úgy van rögzítve, hogy az egyúttal egyrészt forgatónyomaték-támaszt, másrészt a retarder (2) sztátora (2.2) és a motorház közötti radiális tájolást végző egységet képez.
6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) vagy a motor tengelye a retardemek (2) a motor felőli oldalán túlnyúlik, és segédhajtást képező ékszíjtárcsával van ellátva.
7. Az 1 -6. igénypontok bármelyike szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a motor forgattyústengelye (1) és a retarder (2) rotoija (2.1) közé hajtómű, például a rotor (2.1) gyorsító áttételét biztosító bolygómű van építve.