JP4733639B2 - 水リターダを備えた車両駆動装置 - Google Patents

Description

この発明は、水リターダ、すなわち、車両の冷却回路に一体化され、作動媒体が車両の冷却媒体であるリターダを備えた車両駆動装置に関する。この発明は、特に、非制動運転中にリターダの作動室内の作動媒体を最適な残量に調整する方法に関する。

リターダは、これまで周知である。従来のリターダは、たいてい、作動媒体としての油で駆動されている一方、最近では、徐々に、リターダを車両の冷却回路内に配置して車両の冷却媒体をリターダの作動媒体として共に利用する移行をしている。このことは、リターダの運転のための別の油回路を排除できるという長所をもたらす。リターダ内で発生する熱は車両の冷却回路を経て直接に排除できる。

非制動運転では、リターダの動力損失は出来る限り低下しなければならない。そのために、リターダは制動運転から非制動運転への移行の際に、十分に空にされる。しかしながら、最適な場合でも作動媒体での所定の残量がリターダの作動室内に留まる。従来は、作動媒体をリターダ内に生じる圧力により所定の残量まで抜くか、必要ならば外から押される追加の衝撃圧力により抜くのが通常であった。作動室を密閉するシール要素の完全な密閉により、リターダの作動室内の漏洩流は回避され、非制動運転中に作動室内の作動媒体での最適残量が一定に保持されていた。

しかしながら、リターダが配置される冷却回路の分岐路を非制動運転中に、残る冷却回路に対して遮断する例には、軸シールまたは冷却内に配置される弁のように作動室を全て密閉する要素の完全密閉の必要性に欠点がある。それで、常に、最高に高価値で精密に製造される要素が使用されることになり、それは、高価である。さらに、既に短い運転時間の後のわずかな摩耗は、これらの要素を交換しなければならないことになる。
ドイツ国特許公開第１００５４０７８号公報には、車輌の冷却回路内にリターダを備えた車輌駆動装置が記載され、漏洩管路がリターダに接続され、漏洩管路により作動媒体または空気の各残留量は、非制動運転中にリターダの作動室から引き出される。この文献で周知な特徴は請求項１の上位概念に要約される。

この発明は、技術水準に対して改良され、特に上記の欠点を回避するため、車両の冷却回路内にリターダを備えた車両駆動装置を提供することを課題としている。さらに、非制動運転中にそのようなリターダの作動室内の作動媒体に最適な残量を確実に調整する方法を提供することである。

この発明の課題は、車両駆動装置および従属する請求項による方法により解決される。独立請求項には、特に、この発明の有利な再現が記載されている。

請求項１による発明の車両駆動装置は、作動媒体が車両の冷却媒体であるリターダを有する。作動媒体は車両の冷却回路から入口を経てリターダに供給され、リターダのロータ羽根車およびステータ羽根車により形成されるリターダの作動室内に流れ、出口を経て再び冷却回路に送出される。この発明によると、リターダは、非制動運転においてリターダの作動室から残りの残留冷却量を排出するための追加の出口を有する。この追加の出口は、以後、排出出口と称する。排出出口は、残りの作動媒体または同様に車両の冷却回路内の冷却媒体を排出し、それで、作動媒体を導いて冷却媒体と接続される。非制動運転でリターダの作動室内の作動媒体での最適残量を調整するため、排出出口に漏洩ポンプが接続され、漏洩ポンプは排出出口を経て作動室からの作動媒体を冷却回路にポンプで送る。

簡単な仕方で、作動室内に最適な残留作動媒体量が留まることを確実にするために、作動媒体の残量だけがポンプで排出されるように、漏洩ポンプの取出し個所を構成すると都合がよい。この取出し個所は、リターダのステータ内に設けられる出口孔の後ろの流れ方向にあると都合がよい。特に、取出し個所の前の流れ方向内にオーバーフロー縁を設けると都合が良く、「オーバーフローする」作動媒体だけがポンプで排出される。

この発明により配置される漏洩ポンプにより、リターダの作動室を密閉するシールや必要な場合、弁を完全に密閉して構成することは最早必要ではない。これは、特に、冷却回路の冷却媒体の作用を受けないようなシールや弁に関するものである。例えば、そのようなシールは、車両の冷却媒体で潤滑および／または冷却されるリターダロータの軸シールである。前記の弁は、特に、リターダ内に配置される冷却回路の分岐路を残りの車両冷却回路から分離する弁である。

例えば、冷却媒体の作用を受けるロータシールの目標とされる漏れにより、非制動運転でのリターダの作動室内の所定の漏洩流は、さらに都合良く調整でき、漏洩流は、この発明により配置される漏洩ポンプにより再び排出される。熱が車両の冷却回路内のこの漏洩流を介して引き出されるので、この漏洩流によりリターダと軸シールは効率的に冷却される。この発明により配置される漏洩ポンプに基づき、同時に非制動運転での作動媒体で最適な残量がリターダの作動室内に保持されるので、作動室の密閉の漏れにも拘わらず、空転中でのリターダの動力損失の上昇が確実に回避される。

周辺に対してリターダを密閉する軸シールは、リターダから周辺に冷却媒体または作動媒体の抑制できない漏れを避けるために都合良く完全に密接して行なわれる。

この発明により配置される漏洩ポンプは、電動機、リターダ軸または車両の圧縮空気供給源により都合良く駆動される。漏洩ポンプがロータ軸上に配置されるのが特に都合が良く、中間で連結される駆動トルク伝達要素を排除できる。それにより、漏洩ポンプは、特に、損失を少なくして駆動される。特別に都合がよい構成では、漏洩ポンプが車両の冷却回路内で一体化される噴水ポンプとして構成されることにより、漏洩ポンプのための追加の駆動装置を排除できる。そのような構成では、漏洩ポンプの駆動仕事は車両冷却回路内に配置される水ポンプにより間接的に行なわれる。作動媒体は、作動媒体の排出のためにリターダの作動室から、常に、前記の出口を経て排出できるので、リターダの制動運転中に漏洩ポンプを迂回するためにバイパスを設けると特に都合がよい。

さらに、漏洩ポンプはピストンポンプ、ダイアフラムポンプまたは渦巻ポンプとして構成できる。しかしながら、別の構成も考えられる。

つぎに、この発明を実施例および添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１において、人は最初に車輌または車輌駆動装置の冷却回路２０を認識する。冷却媒体、ここでは水または水グリコール混合物は、冷却ポンプ１により冷却回路内で循環される。冷却媒体によりエンジン２が冷却され、制動運転中にリターダ２１は同時に作動される。冷却媒体は、一方では通常の車輌冷却器として構成される冷却器１０により冷却される。冷却器１０の前方の流れ方向（冷却回路内の矢印を参照）内には、サーモスタットまたはサーモスタット弁８が配置され、それらは、冷却媒体流を冷却器１０への管路と冷却器に対するバイパスとに分岐する。必要な冷却に応じて、全体の冷却媒体流の間に分岐があり、すなわち、全体の冷却媒体は冷却器１０により導かれ、全体の冷却媒体流のバイパスは冷却器１０の側を通過できる。

冷却媒体流の変動はバランスタンク９により平衡される。例えば、制動運転から非制動運転への移行の際にリターダの急速な排出での冷却回路内の望ましくない過剰圧力は、圧力制限弁１２とバランスタンク９内に繋がる管路により平衡できる。

３／２ポート弁３により、リターダ２１が配置される冷却媒体分岐路は通常の冷却回路２０に対して接続できるか、分離できる。制動運転中に冷却媒体は図示の管路（ＤＮ５０）を経て入口２１．１に流れる。冷却媒体はステータ２３内の通路を経てリターダの作動室２４内に入り、作動室で冷却媒体はロータ２２を「制動」する。ステータ２３内の出口孔を経て、冷却媒体／作動媒体はステータハウジング内に構成される排出通路へ導かれ、出口２１．２を経てリターダから排出される。続いて、冷却媒体は調整弁７を通して車輌冷却回路へ逆流し、冷却回路において必要に応じて冷却器１０により冷却される。

分かるように、図示のリターダは軸方向へ移動可能なロータ２２を備えたリターダとして構成される。そのために、ロータ２２は並目ネジによりロータ軸２６上で支持される。それで、制動運転ではロータ２２はステータ２３に密に接近され、非制動運転では動力損失を減らすために軸方向で離れた位置となる。この接近と離脱は自動的に都合よく行なわれる。

リターダは伝動装置２７内で案内されるロータ軸２６上で浮動して支持される。周辺に対して作動室２４を密閉する軸シールは２分割で行なわれる。軸シールは図示のように完全密閉外スライドリングシール６と、作動媒体通過特殊シール５とから成る。
両方のシール５、６間の空間は、管路２８により冷却媒体の作用を受け、冷却媒体は特殊シールを通り、スプリットリングシール４として構成されるノズル個所に沿ってロータ軸２６に流れ、それから、リターダ２１の作動室２４内に流れる。さらに、冷却媒体は、また、分流管路としてシール５、６間の空間を冷却回路２０と接続する管路２９を経て、冷却回路２０内へ直接に戻ることができる。

出口２１．２に加えて、リターダは、非制動運転中で冷却回路２０においてリターダから作動媒体を排出するための排出出口２５を含む。排出出口２５は管路３０を経て、流れ方向で３／２ポート弁の前にある個所で冷却回路２０と接続される。管路３０内では、漏洩ポンプ１３は、非制動運転中にリターダの作動室から残留作動媒体の目標とされる排出ポンプに接続される。

この漏洩ポンプ１３により、例えば、非制動運転では、軸シール５を経てリターダの作動室内に流れる作動媒体は、冷却回路２０内にポンプで排出でき、非制動運転中のリターダ２１の動力損失は最適に少なく保持される。さらに、冷却回路２０とリターダ２１が配置される分岐回路との間で、例えば、弁３または弁７の漏洩が平衡でき、漏洩流はポンプ１３により排出される。

図２において、リターダ２１のステータ２３内でのオーバーフロー縁１４の構造上の構成が詳細に示されている。

さらに、人は作動室２４を相互に構成するロータ２２とステータ２３を認識する。ロータとステータはハウジング１６で囲まれる。

ハウジング内でステータ側には排出通路１１が構成される。排出通路１１内には、作動室２４からの作動媒体がステータ２３内の出口孔（図示せず）を通して導かれる。排出通路１１とステータ２３との間、すなわち、排出通路と前記の出口孔が設けられるステータ２３の壁またはシェルとの間にオーバーフロー縁１４が構成される。

図示の実施例では、オーバーフロー縁１４は環状円板１７の提供により確立され、環状円板はハウジング１６内で支持され、リターダの軸線方向で多数の孔１５が設けられる。この例では、環状円板は前面が軸線方向でハウジング１６の２つのハウジング突出部で支持されて軸線方向で排出通路１１を限定する。孔１５により、一方ではオーバーフロー縁１４が構成され、他方ではオーバーフロー縁は出口ノズルを呈し、そのノズル作用は孔１５の断面積と数とにより調整される。

図示の孔１５の代わりに、また、スロット孔またはスリット、例えば、取り囲みスリットを設けることができる。

上記のように、漏洩ポンプ１３の駆動部は異なる態様で構成できる。例えば、漏洩ポンプ１３はリターダ２１のロータ軸２６上に設けられるか、ロータ軸２６により間接的に駆動されるのが都合がよい。漏洩ポンプ１３の起動は非制動運転中のみ必須である。しかしながら、漏洩ポンプ１３は、リターダ２１から追加の駆動エネルギーを引き出して制動トルクを高めるため、リターダの制動運転中にロータ軸２６により駆動させることもできる。

図１は、この発明により構成される車両駆動ラインの実施例の概要図を示す。 図２は、実施例による漏洩ポンプの取出し個所の構造上の展開図を示す。

符号の説明

１ 水ポンプ
２ エンジン
３ ３／２ポート弁
４ スプリットリングシール
５ 特殊シール
６ スライドリングシール
７ 調整弁
８ サーモスタット
９ バランスタンク
１０ 冷却器
１１ 排出通路
１２ 圧力制限弁
１３ 漏洩ポンプ
１４ オーバーフロー縁
１５ 孔
１６ ハウジング
１７ 環状円板
２０ 冷却回路
２１ リターダ
２１．１ 入口
２１．２ 出口
２２ ロータ
２３ ステータ
２４ 作動室
２５ 排出出口
２６ ロータ軸
２７ 伝動装置
２８ 管路
２９ 管路
３０ 管路

Claims (10)

1. 冷却媒体を有する冷却回路（２０）と、冷却回路内の冷却媒体を循環させるポンプ（１）と、相互にトーラス形状の作動室（２４）を構成するロータ（２２）およびステータ（２３）を有するリターダ（２１）とを含む車両駆動装置において、リターダ（２１）の作動媒体は冷却媒体であり、リターダ（２１）は
   冷却回路（２０）から作動媒体を供給する入口（２１．１）と、冷却回路（２０）に作動媒体を排出する出口（２１．２）とを備え、リターダは、作動媒体を導いて冷却回路（２０）と連結される追加の排出出口（２５）を備え、排出出口（２５）と冷却回路（２０）との間の連結部分に漏洩ポンプ（１３）が接続され、漏洩ポンプは、冷却回路（２０）内の冷却媒体を循環するポンプ（１）に追加して設けられることを特徴とする前記車両駆動装置。
2. 排出出口（２５）は、ステータ（２３）内に設けられる出口孔の後に配置される作動媒体の取出し個所を備え、作動室（２４）内に設定残量の作動媒体を常に留めることを特徴とする請求項１に記載の車両駆動装置。
3. 取出し個所の前にオーバーフロー縁（１４）が設けられることを特徴とする請求項２に記載の車両駆動装置。
4. リターダ（２１）は、少なくとも１つのシール（５、６）によりリターダハウジングに対して密閉されるロータ軸（２６）を備え、シール（５、６）は、供給される冷却媒体により作用されるように冷却回路（２０）に接続され、シール（５、６）によるリターダハウジングに対するロータ軸（２６）の密閉は、本質的に周辺に対して完全に密であり、リターダ（２１）の作動室（２４）に対して所定の漏洩量だけ漏れることを特徴とする請求項１乃至請求項３の内の１項に記載の車両駆動装置。
5. 漏洩ポンプ（１３）は駆動装置としての電動機を備えるか、リターダ（２１）のロータ軸（２６）により、直接に駆動されるか、車両の圧縮空気供給源により駆動されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の内の１項に記載の車両駆動装置。
6. 漏洩ポンプ（１３）はピストンポンプ、ダイアフラムポンプまたは渦巻ポンプとして構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５の内の１項に記載の車両駆動装置。
7. 漏洩ポンプ（１３）は噴水ポンプとして構成され、噴水ポンプは冷却回路（２０）内で循環する冷却媒体により駆動されるように冷却回路（２０）内で一体化されることを特徴とする請求項１乃至請求項４の内の１項に記載の車両駆動装置。
8. 請求項１乃至請求項４に記載の車両駆動装置の冷却回路（２０）内に配置されるリターダ（２１）内で最適な残留作動媒体量を調整する方法において、冷却回路（２０）内の冷却媒体を循環するポンプ（１）に追加して設けられる漏洩ポンプ（１３）により、非制動運転中にリターダ（２１）の作動室（２４）内の設定された作動媒体量を越える分の作動媒体、リターダの作動室から冷却回路（２０）に漏洩ポンプ（１３）で排出されるステップを含む前記方法。
9. 請求項５乃至請求項７に記載の車両駆動装置の冷却回路（２０）内に配置されるリターダ（２１）内で最適な残留作動媒体量を調整する方法において、冷却回路（２０）内の冷却媒体を循環するポンプ（１）に追加して設けられる漏洩ポンプ（１３）により、非制動運転中にリターダ（２１）の作動室（２４）内の設定された作動媒体量を越える分の作動媒体、リターダの作動室から冷却回路（２０）に漏洩ポンプ（１３）で排出されるステップを含む前記方法。
10. 漏洩ポンプ（１３）はリターダ（２１）のロータ軸（２６）上に直接に配置されるか、ロータ軸により間接的に駆動され、漏洩ポンプ（１３）は制動運転中でもリターダ（２１）により駆動されることを特徴とする請求項８に記載の方法。

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