SE508656C2 - Hydrodynamisk bromsanordning - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 508 656 2 (5) avser likaså en bromsanordning, vid vilken punkt a. bromskraften avbrottsfritt är verksam ända till låga hastigheter. Denna bromsanordning arbetar med två oberoende arbetskretslopp, vilket förutsätter en hög uppbyggnadskostnad. (6) avser likaså en hydrodynamisk bromsanordning, varvid bromsmomentkarakteristi- kan skall uppnås genom radiell relativförskjutning av rotom och statom.

De flesta av dessa kända bromsanordningar har nackdelen av en stor uppbyggnadskost- nad. Vid de flesta bromsanordningar är vidare utloppsstrypningen dimensionerad ute- slutande för att i bromsanordningens belastningsornråde uppnå en bestämd arbetspunkt.

Därvid övertar utloppsstrypningen med sitt oföränderbart dimensionerade tvärsnitt en relativt stor andel av totala genomströmningsmotståndet. Det övriga genomström- ningsmotståndet bildas av enskilda motstånd, sammansatta av motstånd i ledningar, vilka leder kylmediumet, motståndet hos en eller flera värmeväxlare samt ytterligare kylnings- resp energiupptagningskapacitanser.

Erfarenheten visar, att bromsvärdena vid driftsbörjan är tydligt mindre än efter en viss driftstid. Denna effekt förstärks resp förlängs i tiden genom ytterligare kylnings- resp energikapacitanser. Därför är införandet av en dylik bromsanordning i driftsbromssys- temet exempelvis i den mekaniska friktionsbromsen i ett modernt med ABS utrustat nyttofordon ej möjligt. Vidare uppnås i driftspunkten visserligen det högsta effektvär- det, men ej det maximalt möjliga volymflödet, eftersom till följd av den fast inställda utloppsstrypningen och till följd av regleringen på konstant bromsmoment, pumpver- kan hos bromsanordningens rotor likaså reduceras med ökande varvtal. Detta återverkar på reduceringen av kretsloppfyllningen.

Till grund för uppfinningen ligger sålunda uppgiften, att utforma en bromsanordning enligt ingressen till patentkrav 1 på ett sådant sätt, att ett önskat bromsmoment är in- ställbart vid varje godtycklig tidpunkt, dvs också vid början av inbromsningen och att arbetsbelastningsornrådet för bromsanordningen kan utformas oberoende av tidpunkten för idrifttagandet.

Denna uppgift löses genom de kännetecknande dragen i patentkrav l.

Uppfmnaren har framför allt noterat påverkan från arbetsmediets temperatur, i all- mänhet en olja. Första bromsningen är nämligen otillfredsställande, därför att oljan fortfarande är kall och uppvisar en hög viskositet. Genom de uppfinningsenliga åt- gärdema elimineras denna påverkan, eftersom då nämligen vid kallt arbetsmedium 10 15 20 25 30 35 508 656 3 endast den relativt ringa volymandelen av nödvändigt arbetsmedium finns i arbetskrets- loppet; först efter det att en förutbestämd arbetstemperatur har uppnåtts, lämnar en större andel arbetsmedium arbetskretsloppet varmed det egentliga - externa - kylkrets- loppet sätts igång.

Eftersom den nödvändiga kretsloppvolymen uppgår till ca 10-15% av hela volymen, kan uppnås en relativt snabb temperaturhöjning av arbetsmediet och därmed en snabbt verkande bromsanordning.

Sammanfattning av fördelarna: - kortare reaktionstid, eftersom termiskt och därmed i tiden begränsat relativt lite kretsloppvolym skall fyllas upp.

- Verkan av första inbromsningen med kallt arbetsmedium vid minimerad krets- loppvolym ökas avsevärt genom stor upphettningsgradient och i tiden förkortad reaktionstid. - driftspunkter med max inbromsningseffekt kan med ökad fyllning utnyttjas bättre med ökat volymflöde under utnyttjande av befintliga möjligheter hos bromsanordningsrotom som pump.

Uppñnningen och teknikens ståndpunkt förklaras närmare med hänvisning till rit- ningen. På denna visas i detalj följande: Fig 1 visar styrschemat för en hydrodynarnisk broms enligt teknikens ståndpunkt.

Fig 2 visar kopplingsschemat för en bromsanordning enligt en första utföringsforrn.

Fig 3 visar kopplingsschemat för en bromsanordning enligt en andra utföringsforrn.

Fig 1 visar huset 7, rotom 11 och statom 12 till en hydrodynamisk broms 10. Fyllning av bromsen sker medelst en påfyllningspump 13 via en påfyllningsventil 14 och en på- fyllningsledning 15. Vid bromssignal, utlöst genom nedtrampning av en bromspedal 9, öppnas omedelbart påfyllningsventilen 14 helt.

Tömningen av bromsen 10 sker via en utloppsledning 18, 19, i vilken är anordnad en överströmningsventil 16. Genom en styrledning 20 visas symboliskt, att på den ena gavelsidan av överströmningsventilens 16 rörliga ventilkropp, verkar det i delen 18 av 10 15 20 25 30 35 508 656 4 utloppsledningen rådande vätsketrycket och närmare bestämt i riktning "öppna". Den motsatta gavelsidan påverkas med en motkraft i riktning "stäng" genom ett via styrled- ningen 21 tillfört tryckrnedium och vid behov genom en fjäder 22. I verkligheten finns i området kring denna gavelsida en tryckkammare mellan ventilkroppen och ventilhuset.

Matningen av styrledningen 21 (och därmed tryckkammaren) med tryckmedium sker antingen medelst en hjälppump 23 via en ledning 24 med en strypning 25, eller från utloppsledningen 18 via en backventil 26 och en ledning 27 med en strypning 28. Överströmningsventilen 16 styrs genom en till styrledningen 21 ansluten reglerventil 30 enligt följ ande: med bromspedalen 9 förutbestäms genom dess nedtryckning ett bestämt börvärde. Denna nedtryckning omvandlas genom en på reglerventilen 30 i riktning "öppna" verkande fjäder 31 till en börvärdeskraft. Vid en bromsorder håller fjädern 31 reglerventilen 30 först stängd; därigenom förblir också överströmningsventilen 16 stängd, eftersom motkraften, bildad genom trycket i styrledning 21 och genom fjädem 22, den av vätsketrycket i utloppsledningen 18 (styrledning 20) bildade kraften över- väger. Sålunda ökar fyllningsgraden i bromsen 10 och trycken i bromsen ökar. En mät- tryckledning 32 leder ett tryck, som skall hållas konstant, ur bromsen 10 till reglerven- tilen 30, på vars rörliga ventilkropp detta tryck verkar mot ijädems 31 kraft. I beroende av hur mycket den av detta tryck bildade kraften överstiger den genom bromspedalen 9 inställda kraften från tjädem 31, avlastas styrledningen 21 mer eller mindre, dvs för- binds mer eller mindre med avlastningsledningen 33, vilken mynnar i ett lågtrycks- område, t ex i en reservoar 8. Härigenom minskas den på överströmningsventilens 16 ventilkropp verkande motkraften så mycket, att genom en reglerad öppning av över- strömningsventilen 16, ställs i bromsutloppsledningen 18 in det tryck, som är nödvän- digt, för att uppnå det önskade mättrycket i ledningen 32 och därmed det önskade bromsmomentet.

Mättrycksledningen 32 kan vara ansluten till bromsens 10 hus eller - som vid 34 antyds med en punktstreckad linje - i statoms 12 område omedelbart vid bromsens torusfor- miga arbetskammare.

De båda strypningarna 25 och 28 tjänar till att göra det möjligt för reglerventilen 30 att i nödvändig omfattning återta trycket i styrledningen 21 -trots den kontinuerliga efterin- matnin gen av tryckrnedel genom ledningarna 24 och 27.

Figurema 2 resp 3 visar en bromsanordning 10, ett kylkretslopp omfattande en ledning 51, en energilagringskapacitans 32, en värmeväxlare 53 samt en ledning 54. 10 15 20 25 508 656 5 Vid bromsanordningen enligt ñg 2 rör det sig om en dylik med tryckstyming.

Här används en steglöst reglerbar 3/2-vägsventil, som delar arbetskretsens volymflöde efter förutbestämd temperatur så, att vid låga temperaturer hos arbetsmediet tillförs detta åter i shuntledningen (biflöde) okylt direkt till arbetskretsloppet och först efter det börtemperatur uppnåtts, leds det helt eller delvis i kylkretsloppet. Som man ser, finns en shuntledning 55 mellan 3/2-vägsventilen 50 och ledningen 54.

Vid bromsanordningen enligt fig 3 rör det sig om en dylik med en tryckoberoende momentreglering. Härvid finns en steglöst reglerbar 2/2-vägventil. Shuntledningen enligt fig 3 fattas härvid. Vid denna lösning räcker till följd av den tryckberoende M- regleringen en steglöst reglerbar 2/2-vägventil. Vid stor regleravvikelse från börvärdet till följd av för låg temperatur, spärras bromsanordningens utlopp för att bromsanord- ningens kretsloppvolym snabbt skall nå börtemperatur, för att sedan helt eller delvis ledas vidare i kylkretsloppet för energibortförsel.

Manövreringen av reglerventilema kan ske pneumatiskt, mekaniskt eller elektromeka- niskt. Med en här ej visad snabb temperaturgivare, som mäter temperaturen i arbets- kretsloppet, regleras medelst utvärderingselektronik temperaturen i arbetskretsloppet till ett förutbestärnt maximalt temperaturvärde.

För fullständighets skull skall nämnas, att temperaturvärdet ej nödvändigtvis måste vara fast inställt och därmed förlöpa konstant med tiden, utan kan varieras på ett fömufti gt sätt i beroende av bromssteg eller genom bromsanordningens varvtal (körhastighet) eller enligt andra parametrar.

Claims (4)

10 15 20 25 30 35 508 656 6 Patentkrav

1. Hydrodynarnisk bromsanordning, 1.1 med en primärdel, vars ingångssida är förbindbar med ett fordons växelutgångsaxel och vars utgångssida är förbindbar med fordonets drivaxel; 1.2 med en stillastående sekundärdel, vilken relativt primärdelen är avtätad mot vätskeutlopp; 1.3 primärdelen och sekundärdelen bildar ett arbetskretslopp, i vilket arbetsmedium leds; 1.4 till arbetskretsloppet är tillordnat åtminstone en tilloppsledning och en avloppsledning; 1.5 till arbetskretsloppet är tillordnat ett kylkretslopp, vilket leder kylvolymflödet; 1.6 kylkretsloppet ornfattar åtminstone en värmeväxlare (53); 1.7 med en reglerventil för reglering av volymflödet i avloppsledningen, samt med en temperaturgivare för att känna av temperaturen hos det i arbetskretsloppet befintliga arbetsmediumet; k ä n n e t e c k n a d genom följande utmärkande drag: 1.8 1.9 reglerventilen i avloppsledningen (50) tjänar som volymflödesdelare med möjlighet att dela upp volymflödet i ett kylvolymflöde och/eller ett medelst en bypassledning till arbetskretsloppet direkt till arbetskrets- loppet tillförbart flöde; det finns en regleranordning, vilken är tillordnad reglerventilen (50) för att vid början av bromsförloppet medelst det från värmeväxlaren (53) avgivna kylvolymflödet reglera in ett bestämt ett börvärde represente- rande temperaturvärde hos det i arbetskretsloppet kvarvarande arbets- mediumet, varvid börvärdets temperatur väljes så, att det motsvarar ett bestämt, önskat bromsmoment.

2. Hydrodynamisk bromsanordning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att reglerventilen är en steglös reglerbar 3/2-vägsventil.

3. Hydrodynarnisk bromsanordning, 10 15 20 25 30

4. 508 656 7 3.1 med en primärdel, vars ingångssida är förbindbar med ett fordons växelutgångsaxel och vars utgångssida är förbindbar med fordonets drivaxel; 3.2 med en stillastående sekundärdel, vilken relativt primärdelen är avtätad mot vätskeutlopp; 3.3 primärdelen och sekundärdelen bildar ett arbetskretslopp, i vilket arbetsmedium leds; 3.4 till arbetskretsloppet är tillordnat åtminstone en tilloppsledning och en avloppsledning; 3.5 till arbetskretsloppet är tillordnat ett kylkretslopp, vilket leder kylvolymflödet; 3.6 kylkretsloppet omfattar åtminstone en till bromsanordningens arbetskretslopp tillordnad avloppsledning, en till bromsanordningens arbetskretslopp tillordnad tilloppsledning och en värmeväxlare; 3.7 med en reglerventil för reglering av volymflödet i avloppsledningen, samt med en temperaturgivare för att känna av temperaturen hos det i arbetskretsloppet befintliga arbetsmediumet; k ä n n e t e c k n a d genom följande utmärkande drag: 3.8 reglerventilen (50.l) uppvisar åtminstone ett ändläge, i vilket avloppsledningen (51) är fullständigt stängd och ett flertal mellanlägen, i vilka avloppsledningens tvärsnitt är helt eller delvis frilagt; 3.9 det finns en regleranordning, vilken är tillordnad reglerventilen (50) för att vid början av bromsförloppet medelst det från värmeväxlaren (53) avgivna kylvolymflödet reglera in ett bestämt, ett börvärde represente- rande temperaturvärde hos det i arbetskretsloppet kvarvarande arbets- mediumet, varvid börvärdets temperatur väljes så att det motsvarar ett bestämt, önskat bromsmoment. Hydrodynarnisk bromsanordning enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att reglerventilen (50. 1) är en steglöst reglerbar 2/2-vägsventil.