HUT76756A - Driving unit mainly for motor vehicles - Google Patents

Description

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

Ilyen hajtóegység ismert például a DE-3 713 580 sz. szabadalmi leírásból (1. nyomtatvány). Retardereket főleg nehéz jármüveknél 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 sz. 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 sz. 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 • · · ·

-2rendelkezésre álló hajtóteljesítmény figyelembe vételével vezérli. A motor hűtőközege itt egyúttal a retarder munkakőzegeként is szolgál.

A DE-1 946 167 sz. szabadalmi leírásból (megfelel az US-3 650 358 sz. szabadalmi leírásnak) ismert olyan retarder is, amelyet belső égésű motor forgattyústengelye hajt. A belső égésű motor hűtőközege egyúttal a retarder munkakőzegeként 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 említett típusú hajtóegység továbbfejlesztésével oldottuk meg, amelynek belső égésű motorja forgattyústengellyel és forgattyúsházzal van ellátva, továbbá hidrodinamikus retardere van, amely házban elrendezett rotorból és sztátorból áll, továbbá ventillátortengellyel ellátott hűtőventillátora van. A továbbfejlesztés, vagyis a jelen találmány lényege, hogy a retarder rotorja a forgattyústengelyen, illetve az ezzel koaxiális helyzetű tengelycsapon van ágyazva. Továbbá, olyan közdarabbal van ellátva, amely egyrészt a forgattyúsház, másrészt a retarder és a hűtőventillátor között helyezkedik el. Ez a közdarab a forgattyústengelyen van ágyazva, és legalább az alábbi aggregátokat tartja: a hűtőventillátort, a retarder sztátorát és a retarderházat.

-3Célszerű az olyan kiviteli alak, amelynél a közdarab az alábbi elemeket is tartja: generátor szabályzóját és kapcsolóját, segédaggregátok hajtószíjának feszítőgörgőjét és klímaberendezés kompresszorát.

A találmány szerinti elrendezéssel elérhető előnyök a következők:

- 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 ventillátor és a belső égésű motor mellső oldalánál a forgattyúsház közötti tér a retarder elhelyezésére, anélkül, hogy ehhez a forgattyúsházat vagy a hűtőventillátort lényegesen meg kéne változtatni;

- általában a retarder rotorjával 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 példaként! 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 ventillátor-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;

-4az 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 hűtőventillátora.

A 2 retardemek 2.1 rotorlapátkereke (rotorja) 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 hajtja a 3 hűtőventillátort, mégpedig az itt csak vázlatosan jelölt fogaskerekeken keresztül. Amint a rajzból kivehető, a 3 hűtőventillátor 3.2 ventillátortengelye 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 hűtőventillátort hajtó hajtóműfogaskerekek, másrészt a 3.2 ventillátortengely 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 ventillátortengely 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 üzemmód-5ban 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 kenőolaj-tömegét 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 több funkciójú:

- 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 (ún. 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 támasztási 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,

-6egyúttal központosítja a 2.3 harang és az 1.2 tengelycsap közötti csúszógyűrűtömítést;

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

- a 2.4 fedél a 2 retarder munkaterével 2.8 áttöréseken keresztül van vezető kapcsolatban, amelyek a 2.2 sztátortapátkerék 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. Mindenek előtt 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 példaként! 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 lengöen 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 hűtőventillátor között rendezhető el. A 4 közdarab az 1.3 forgattyúsházon van a jelen esetben ágyazva és

-7közvetlenül a 2.4 fedélhez csatlakozik. Ez egy sor elemet tart. Először is tartja a komplett 3 hűtőventillátort, azaz annak 3.2 ventillátortengelyét 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 feszítőgörgő, amely a segédgépek ékszíjának feszítésére való. A segédberendezések számára 4.12 csukló is látható, amelyhez 4.13 tartóbak kapcsolódik. Az 5. ábra jobboldali felső részén 4.8 kiömlőcsonk látható a hűtőfolyadék számára, amely a járműhütőre csatlakozik.

A 6. ábrán a 3.2 ventillátortengely 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.

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

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 hűtőventillátort hajtják, továbbá a 3.2 ventillátortengely és a 2.9 csatlakozó.

Claims (2)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Hajtóegység főleg gépjárművekhez, amelynek belső égésű motorja forgattyústengellyel (1) és forgattyúsházzal (1.3) rendelkezik, továbbá retardere (2) van, amely házban elrendezett rotorból (2.1) és sztátorból (2.2) áll, valamint hűtőventillátora (3) van, amely ventillátortengellyel (3.2) rendelkezik, azzal jellemezve, hogy a retarder (2) rotorja (2.1) a forgattyústengelyen (1), vagy ezzel koaxiális tengelycsapon (1.2) van ágyazva, továbbá közdarabbal (4) van ellátva, amely egyrészt a forgattyúsház (1.3), másrészt a retarder (2) és a hűtőventillátor (3) között helyezkedik el, ez a közdarab (4) a forgattyústengelyen (1) van ágyazva és legalább a hűtőventillátort (3), a retarder (2) sztátorát (2.2) és a retarder (2) házát (2.3, 2.4) tartja.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti hajtóegység, azzal jellemezve, hogy a közdarab (4) további szerkezeti egységeket is tart, előnyösen generátor szabályzóját és kapcsolóját, segédgépek hajtószíjának feszítőgörgőjét és klímaberendezés kompresszorát.