SE441858B - Hydrodynamisk vridmomentomvandlare - Google Patents

Description

8092059-9 ningen) av övervägande inflytande på storleken av avgasenergin. Å andra sidan avtar tömningsverkan alltmer vid stigande varvtal hos turbinhjulet. Därigenom kan uppnås korta fyllningstider och en stor effektöverföringsförmåga i kopp- lingsområdet sedan man lämnat igångsättningsoxrnrådet.

För att effektivt kunna tömna momentomvandlaren för inträde i i- gångsättningsoinrådet är det fördelaktigt om nynningen av övertrycksledningen läggs vid ett ställe med högt tryck i det hydrodynamiska strömningskretslop- pet. Mynningen av övertrycksledningen är därför placerad i området för pump- hjulsutloppet, där som_bekant ett högt systemtryck uppträder. Genom den an- givna utformningen kanmer mynningen av övertrycksledningen att naturligtvis ligga på en större radie från rotationsaxeln och därmed i ett område med högre tryck än om turbinhjulet såsom vid de kända momentornvandlarna skulle ge- nomstrâïmas radiellt utåt.- Vidare uppnås att mynningen av övertrycksledningen ligger i området för det största tryck, som uppträder i det inre hydrodynamíska kretsloppet, varigenom med motsvarande sänkning av övertrycket en nästan fullständig töm- ning av omvandlaren kan uppnås .i igångsättningsområdet. Genom den fördelaktiga utformningen av momentomvandlaren enligt uppfinningen uppnås en automatisk re- glering av fyllningsgraden i beroende av driftstillståndet hos förbränningsmo- torn, eftersom pumpvarwrtalet vanligtvis är proportionellt :rot varvtalet för vevaxeln till förbränningsxnotorn.

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig 1 visar en axiell längdsektion genom mornentonlvandlaren enligt uppfinningen och innehållande rotationsaxeln, och fig 2 visar ett sche- matiskt diagram över regleringen av fyllningsgraden av momentomvandlaren en- ligt fig 1.

Såsom visas i fig 1 består den hydrodynamiska vridrnomentomvandlaren i huvudsak av ett turbinhjul 4, ett pumphjul 9 och ett ledhjul 25. Turbinhju- let 4 och pumphjulet 9 är anordnade synmetriskt i förhållande till ett mot om- vandlarens rotationsaxel 7-7 vinkelrätt gående plan 8-8 på sådant sätt, att turbinhjulet 4 genomströnmas radiellt inåt i riktningen för pilen 26. Den yt- tre husskålen 27 till puxnphjulet 9 är hopsvetsad :red en kring turbinhjulet 4 omgripande drivskâl 28, som medelst påsvetsade anslutningsstutsar 29 vridfast kan anbringas på vevaxeln till en förbränningsrnotor. Ledhjulet 25 är försett rned ett nav 30, som zredolst en fríhjulskoppling 31 kan fixeras vid on icke roterande statoraxel 32 i motsatt riktning mot drivriktningen. Turbinhjulet 4 är försett med en relativt detsamma vridfast navdel 33, som via ett splines- förband är vridfast förbunden med en turbinhjulsaxel 35, vilken leder till en efter vridmomentomvandlaren ansluten stegväxellåda. Yttertorusen 11 i det hy- drodynamiska kretsloppet bildas av den inre mantelytan på den yttre husskålen 8002039-9 27 till pumphjulet 9, den inre mantelytan på en yttre husskàl 36 till turbin- hjulet 4 samt den yttre nantelytan på navet 30 till ledhjulet 25. Det inre hy- drodynamiska kretsloppet framtvingas av relativt husskálen 6 stationära tur- binhjulsskovlar 6, gentemot navet 30 stationära ledhjulsskovlar 16 samt gen- temot den yttre husskälen 27 stationära pumpjhulsskovlar 15, vilka efter va- randra genornströnunas i riktningen för pilen 26. För bildande av en fyllningsö- vertryckkammare 40 är på den yttre husskålen 36 till turbinhjulet 4 fäst en täckskâl 37, som utgår från ett ställe 38 där torusen 11 har sin största radie 10 från omvandlarens rotationsaxel 7-7. Vid sin radiellt inre ände är täck- skålen 37 medelst en navdel 39 tätt förbunden navet 33. Navdelen 39 är försedd med en mot övertryckkannaren 40 öppen och mittför en radiell kanal 42 i navet 33 belägen kanal 41.

'Iïxrbinhjulsaxeln 35 är försedd med en i sin ena ände 45 tillsluten central kanal 44, som via en radiell kanal 43 står i öppen förbindelse med den radiella kanalen 42 i navet 33. Den centrala kanalen 44 i turbínhínlsaxeln 3? är på icke visat sätt ansluten till en fyllningsövertrycksledning 12 (fig 2). Vid den största radien 10 i den yttre husskålen 36 i turbinhjulet är anordnade mynningar 3, via vilka övertryckkarrmaren 40 står i förbindelse med det inre hydrodynamiska kretsloppet 6, 15, 16. Mellan en navdel 46 på den yttre husskà- len 27 till pumphjulet 9 och statoraxeln 32 är anordnad en ringfonnig kanal 47, som dels på icke närmare visat sätt står i förbindelse med en ledning 13 (fig 2), dels via en mellan navet 30 till ledhjulet 25 och den yttre husskàler: 27 anordnad ytterligare mynning 14 är förbunden med det inre hydrodynamiska kretsloppet 6, 15, 16. ledningen 13 förbinder den ytterligare mynningen 14 med den radiellt yttre mynningen 3. Mynningen 14 ligger på en mindre radie från rotationsaxeln 7-7 än den yttre mynningen 3, så att på grund av tryckfallet mellan dessa bägge ställen i det hydrodynamiska kretsloppet upprätthàlles ett ständigt yttre kretslopp av det hydrauliska arbetsmediet mellan mynningen 3 via ledningarna 12 och 13 till mynningen 14.

Till övertrycksledningen 12 är ansluten en från en yttre tryckpump 23 matad tryckhållningsventil 24, som tillförsäkrar ett minimivärde hos över- trycket i övertrycksledningen 12. Till övertrycksledningen 12 är dessutom an- sluten en tryckkammware 19 till en tryckackunrulator 21, vilken uppvisar en yt- terligare, medelst en kolv 18 från den första tryckkantraren 19 skilt andra tryckkamrnare 20. Denna andra tryckkammare är ansluten till en regleringstryck- ledning 22, vars tryck inställes av en från en tryckkälla 48 rnatad reglerings- ventil 49. Regleringsventilen 49 är påverkbar av en i beroende av varvtalet nP hos pumphjulet 9 och därmed av vevaxelvarvtalet i förbränningsxnotorn arbetande anordning 50 på sådant sätt att regleringstrycket i regleringstryckledningen 22, såsom schematiskt àskàdliggjorts i diagrammet 51 pà ritningen stiger med QUALITY 8002039-9_ ökande varvtal hos pumphjulet i enlighet med kurvan 52. I diagrammet 51 har också utritats regleríngstrycket pst i regleringstryckledningen 22 som funk- tion av varvtalet nP hos purnphjulet 9. På' abskissaxeln i diagrammet 51 har an- givits tomgångsvarvtalet 53 och fullastvarvtalet 54 hos förbrämingsmotorn.

På ordinataxeln i diagrarrmet 51 betecknar 55 ungefärligen atmosfärstrycket.

För bortledande av större förlustvännemängder är anordnad en vär-rnevëxlaic- 17 i ledningen 13.

Mínimivärdet för övertrycket i övertrycksledningen 12 inregleras så av tryckhållningsventilen 211 att vid tÖmd momentormlandlare finns arbetsmedium fortfarand-z kvar i övertryckskanrrxaren 110, så att ledningssystemet till denna övertryckskafnfnare 11% icke behöver fyllas vid påfyllning av omvandlaren.

Tryckhållningsventilen 211 regleras av regleringsventilen 119. Om trycket i tryckkarmrlaren 20 och det tryck som tryckhålliiingsventilen 211 håller, ökas under tömning av tryckkamzaren 19 matar tryckmediepurnpen 211 arbetsmediwn till arbetskrets- loppet 6, 15, 16. Omvänt strömmar vid tömning av arbetskr-etsloppet 6, 15, 16 en del av mediet in i tryckkaimraren 19 och den "andra delen tillbaka till Sumpen via tryck- hållningsventilen 211.

I igångsättningsintervallet, dvs inom intervallet för torngångsvarxrtalet 55, är det inre hydrauliska arbetskretsloppet i tryckkawraren 19 till tryckackufrøala- torn 21 tömt, då övertrycket inom detta intervall ligger inreglerat till i närheten av dess rniniinivärde. Med ökande varvtal hos vevaxeln eller puxrphjulet nl, stiger vär- det på övertrycket genom att regleringsventilen 119 höjer trycket i regleringstryck- ledningen 22. Därigenom undanträngeri kolven 18 i samma utsträckning det hydrauliska arbetsmediet ur tryckkaxmnaren 19 och in i det inre hydrodynamiska kretsloppet i om- vandlaren. Därvid är funktionen så avstämd att i kopplingsorrxrådet - i vilket turbm- hjulet 11 och puxnplrjulet 9 har i det närmaste samma varvtal - fylls det inre hydrody- namiska kretsloppet helt och därmed bringas omvandlar-en till ett tillstånd för dess största effektöverföringsförwrxåga.

Istället för en täckskål 37 kan också rör eller andra ledningsförbindel- ser vara anordnade mellan mynningen 3 och kanalen 112 i navet 33. För bättre utnyttjar.- de av fördämningseffekten kan vid mynningen 3 vara anordnade ledanordningar, som sträcker sig in mot onrådet för turbinhjulsskovlama 6. Väsentligt är ernellertid att mynningen 3' ligger vid turbirxhjulet 11 för att man skall kunna uppnå en ytterligare _ varvtalsberoende inverkan på överftry-:ket i övertryckxzleedrxixigen 12. Mc-'í ökande varv- . - I 1 'n ' Å 3 Å ' .I if." tal av turbmruulet q komer- nänyuen det centrifilgallcraítberoendt tryck 1 overtryc: kanmaren 110, som motverkar törrniflåefbfifit Stiga i motsvarande EPaÜ, Så att ÖVeflFJCkF-'ï blir störst vid stillastående turbmhgul men däremot lägst inom kopplingsornradet Härigenom möjliggöres medelst uppfinningen en automatisk reglering av fyllningsgad- en av vridmonlentonrvzmcllarer;. Tryckkannnren 20 i tryckackumulatonx 21 har till upp- - > -. - " -». f. '-,' ' å' rsf” i gift. att pälfflqnda fyllrungcrl av rnomcntornrvandlaierx v1d ov1rgš'm¿,<.n II än aging a* in m. området till kopplingsomr. det. /míß/ QÉJAUTY

Claims (9)

8002039-9 Oberoende av om turbinhjulet 4 genomströmmas radiellt utåt eller inåt är det lämpligt att anordna nynningen 3 i närheten av inloppskanten 5 pà tur~ bínhjulsskovlarna 6. Härigenan konner mynningen 3 alltid att ligga i närheten av utloppet för puphjulet 9. I cnmådet för detta utlopp uppkonner under alla omständigheter ett högt systemtryck, så att en effektiv tömning av onvandlaren möjliggörs genom sänkning av övertrycket. Iedningsförbindelsen mellan ledningen 3 och den centrala kanalen 44 i turbinhjulsaxeln 35 i form av en övertryckskannare med stort genomström- ningstvärsnitt ger lägre tryckförluster än om denna ledningsförbindelse bildas av ett eller flera rör med relativt litet strömningstvärsnitt. P a t e n t k r a v

1. l. Hydrodynamisk vridmomentomvandlare med påläggning av ett förspänningstryck via en förspänningstryckledning (12) i ett av en yttre torns avgränsat inre hydrodynamiskt arbetskretslopp, i vilket är anordnat ett centripetalt genomströmmat turbinhjul (6) och ett relativt detta symmetriskt i förhållande till ett mot omvandlarens rotationsaxel vinkelrätt plan beläget pumphjul och med en husskål (36) till turbinhjulet, vilken med sin inre mantelyta bildar ytter- torusen och uppbär turbinhjulets (6) skovlar, samt en mynning (3) av förspänningstryckledningen (12) som står i öppen förbindelse med arbetskretsloppet, vilken mynning (3) ligger vid den relativt momentomvandlarens rotationsaxel största radien för yttertorusen, k ä n n e t e c k n a d a v att mynningen (3) ligger i husskåle: (36) till turbinhjulet (6) och är förbunden med förspänningstryck- ledningen (12) via en förspänningstryckkammare (40), som är stationär relativt husskâlen (36).

2. Momentomvandlare enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k- n a d a v att fyllningsövertrycket (pv) är varierbart i beroende av pumphjulets (9) varvtal (np).

3. Momentomvandlare enligt patentkraven l eller 2, k ä n n e - t e c k n a d a v att fyllningsövertrycket (pv) ökar med ökande pumpvarvtal (np).

4. Momentomvandlare enligt något av patentkraven l-3, k ä n n e ~ t e c k n a d a v att fyllningsövertrycksledningen (12) står i ständig ledningsförbindelse (13) med en ytterligare mynning (14) i dei inre hydrodynamiska kretsloppet (6, 15, 16) och att en verknings- mässigt mellan de bägge mynningarna (3, 14) belägen värmeväxlare (17) är ansluten till fyllningsövertrycksledningen (12). QUALITY 3002039-9

5. Momentomvandlare enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e - t e c k n a d a v att en medelst ett trycköverförande separatiøns- organ (18) i två tryckkamrar (19, 20) uppdelad tryckackumulator (21) med sin ena tryckkammare (19) är ansluten till fyllningsövertrycks- ledningen (12) och med sin andra tryckkammare (20) till en reglerings- tryckledning (22).

6. Momentomvandlare enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k - n a d a v att regleringstrycket (pst) i re9leringStTYCk1eÖnin9en (22) är varierbart i beroende av pumphjulets (9) varvtal (Dp)-

7. Momentomvandlare enligt patentkravet 5, k ä n n e t e C k - n a d a v att regleringstrycket (pst) i regleringstryckledningen (22) ökar med ökande pumphjulsvarvtal (np). *

8. Momentomvandlare enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k - n a d a v att regleringstrycket i regleringsledningen (22) är an- ordnat att påverka en efter en yttre tryckkälla (23) anordnad tryck- hållningsventil (24) på sådant sätt att vid tömning av tryckkammaren (19) inmatas tryckmedium av tryckmediepumpen (23)i fyllningövertrycks- ledningen (12) och att vid fyllning av tryckkammaren (19) bringas en del av arbetsmediet att från arbetskretsloppet (6, 15, 16) avgå till sumpen via tryckhållningsventilen (24).

9. Vridmomentomvandlare enligt något av patentkraven 1-B, k ä n n e t e c k n a d a v att turbinhjulet (6) uppvisar en rela- tivt husskålen (36) yttre täckskål (37) och att förspänningstryck- kammaren (40) är innesluten mellan husskâlen (36) och täckskålen (37). “WW QUALITY