SE523101C2 - Tempereringssystem - Google Patents

Description

25 30 35 523 101 un" u 0 v ~ 2 Denna konstruktion är exempelvis fördelaktig vid kallstart av förbränningsmotorn. Laddluftkylaren kyler laddluften sà snart förbränningsmotorn startas, vilket medför en snabb uppvärmning av hydrauloljan via den första värmeväxl aren .

Vid drift av skopan kan hydrauloljan bli alltför varm för att verka effektivt som arbetsfluid.

Tempereringssystemet är inrättat att känna av detta och i sådant fall kyls oljan. Detta åstadkommer man genom att en ytterligare värmeväxlare, nämligen fordonets kylare, är anordnad i kretsen för kylmedlet. I denna ytterligare värmeväxlare kyls i sàdant fall kylmedlet.

I WO 99/43931 beskrivs också att tempereringssystemet kan innefatta en andra hydraulanordning för att förse fordonets transmission med olja. Kylanordningen är dä kopplad till denna andra hydraulanordning via en andra värmeväxlare .

I WO 99/43931 beskrivs vidare att tempereringssystemet kan innefatta en tredje hydraulanordning för att förse fordonets axlar med olja. Kylanordningen är då kopplad hydraulanordning via en tredje till denna tredje värmeväxl are .

I olika driftslägen belastas de olika delarna som kräver hydrauloljeförsörjning olika mycket. Ett exempel pá driftsläge är sá kallad kortcykellast, vid vilken fordonets transmission är varm och axlarna kalla. Ett annat exempel pá driftsläge är transportkörning, vid vilken fordonets axlar är varma och transmissionen kall. Vid byte av driftsläge krävs en uppvärmning av hydrauloljan som skall försörjas till den i det avsedda driftsläget innan denna fungerar utnyttjade delen .nn- ~ - 10 15 20 25 30 523 101 optimalt. Det vore därför önskvärt att åstadkomma ett fordon med ett förbättrat energiutnyttjande.

SAMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett första syfte med uppfinningen är att åstadkomma ett till ett vilket förutsättningar för en i förhållande till tidigare tempereringssystem fordon, skapar teknik mer effektiv drift av fordonet med avseende pá verkningsgrad. Ett ytterligare syfte är att åstadkomma ett i förhållande till teknik slitage på rotation tidigare reducerat för avsedda komponenter hos fordonet, vilka kyls och/eller smörjs. Ett ytterligare syfte är att tempereringssystemet skall skapa förutsättningar för en mer kostnadseffektiv framställning av fordonet. Tempereringssytemet avses dessutom skapa förutsättningar för ett enkelt och tidseffektivt underhåll av detsamma.

Dessa syften uppnås genom att tempereringssystemet innefattar en hydraulisk anordning som är inrättad att förse för rotation avsedda komponenter i. en växellåda hos fordonet och i åtminstone en av fordonets axlar med fràn behållare. Med rotationskomponenter avses exempelvis kugghjul, hydraulolja samma nämnda axlar och lamellskivor i bromsar.

Genom att en och samma hydraulolja utnyttjas för att värma/kyla och smörja nämnda roterande komponenter hos växellådan och axlarna kommer vid ändring av driftsläge hydrauloljan som tillförs en av dessa som varit väsentligen obelastad under det första driftslåget vara varm redan från start av efterföljande driftsläge. ,.;»a 10 15 20 25 30 35 523 101 .- ~ n u a n 4 Man kan givetvis även vid behov kyla en vid drift uppvärmd del genmn att kyla oljan som tillförs denna del tack vare detta arrangemang. teknik innefattar var och en av Enligt tidigare hydraulanordningarna för axlarna, växellådan och hydraulcylindrarna en separat hydraultank. Genom att man enligt uppfinningen utnyttjar en och samma behållare för hydrauloljan. till sàväl fordonets växellåda som axlar erfordrades enligt kan antalet hydraultankar som tidigare teknik reduceras till enbart en.

Eftersom. växellådan och axlarna förses med olja frán samma tank erfordras en totalt mindre hydrauloljemängd.

Vidare skapas förutsättningar för en mer utrymmeseffektiv hydraulanordning. Uppfinningen är tack vare den mindre hydrauloljemängden även fördelaktig ur miljösynpunkt. Genom att man utnyttjar enbart en behållare sker pàfyllnad/utbyte enbart ett ställe, vilket är tidseffektivt. av hydrauloljan pà Enligt ett utförande innefattar hydraulanordningen àtminstone en första. pump för pumpning av' olja fràn behållaren till växellådan och till fordonsaxeln.

Hydraulanordningen innefattar àtminstone tvá andra pumpar, nämligen en för sugning av olja fràn växellådan och en för sugning av olja från respektive fordonsaxel.

Tack vare att nämnda tvá andra pumpar, sä kallade dräneringspumpar, är anordnade kommer oavsett en eventuell inbördes skillnad i oljemängd hos växellådan och axeln var och en av dessa att drâneras pá olja.

Enligt ett annat utförande har var och en av de andra pumparna för avlägsnande av olja frán växellàdan respektive axeln àtminstone lika stor och företrädesvis »|;;o 10 15 20 25 30 större pumpkapacitet än den till växellådan respektive axeln anslutna första pumpen för tillförsel av olja.

Vid försörjning av exempelvis fordonets bakaxel med hydraulolja kommer vid lämpligt val av storlek pà den andra pumpen samt placering och drift av denna därför tillförd hydraulolja. bakaxelkápan kontinuerligt att drâneras pá Enligt ett annat utförande är behällaren inrättad ätskild frán komponenter och frán nämnda i växellädan ingående nämnda i axeln ingående roterande roterande komponenter. Härigenom kan effektförluster relaterade till att komponenter roterar i oljebad reduceras. Dessa förluster benämns vanligtvis draggförluster.

Enligt ett annat utförande innefattar tempereringssystemet en anordning för temperering av oljan i hydraulanordningen via ett värmeväxlaraggregat.

Denna tempereringsanordning är även inrättad att kyla fordonets motor. En fördel med detta arrangemang är vid sä kallade kallstarter. Vid start av fordonet sätts motorn igáng under det att växellådan är i neutralläge.

Detta motorn snabbare än medför att värms upp växellådan. Tack vare anordningen av värmeväxlaraggregatet kan värme överföras fràn motorns kylvätska till hydrauloljan och pá sá sätt värms denna upp snabbt.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande, med hänvisning till den utföringsform som visas pä den bifogade ritningen. »;|»» 10 15 20 25 30 523 101 I figur l visas ett hydraulolje- och kylvätskeschema för tempereringssystemet i schematisk form.

I figur 2 visas ett i ett blockschema en styranordning enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING Av EN FÖREDRAGEN UTFöRINGsFoRM AV UPPFINNINGEN I figur 1 visas ett hydraulolje- och kylvätskeschema för ett temperereringssystem 1 till ett fordon i form av en hjullastare. Hjullastaren innefattar en bakaxel 2, en framaxel 3, en dieselmotor 4 och en till motorn kopplad växellåda 5. Mellan växellådan 5 och bak- respektive framaxeln är en fördelningsväxellàda (ej visad) kopplad i syfte att dela upp kraften till bak- och framaxeln.

Med bak- respektive framaxel 2,3 avses här hela den mekaniska konstruktion som överför drivkraften till drivhjul pà höger och vänster sida om axeln. Bakaxeln 2 innesluter en innefattar en bakaxelkàpa som centrumväxel 14,15 med vars hjälp drivkraften vinklas 90°. Från centrumväxeln överförs drivkraften via drivaxlar till drivhjulen. Centrumväxeln innefattar en differential. Vid pinjong, ett kronhjul och en respektive hjul är vidare en navreduktion i form av en anordnad. Med hjälp av planetväxel (ej visad) navreduktionen åstadkommer man en nedväxling av hastigheten till drivhjulen. De i centrumväxeln och navreduktionen ingående kugghjulen erfordrar smörjning.

I bakaxelkàpan är dessutom en vid respektive hjul anordnad broms 35,36 innesluten. Bromsen är en sä kallad vát paket av broms och innefattar ett .s -v~ .. »|»:| 10 15 20 25 30 35 a u un a o n» a u of H I' 0 u o u u u o v o v. u u u c o v I 2 " n o o I o O I i I I i 0 0 :Ü l nu uu q u u a a u u n n . u n. ' n o v .n n ø n I I u o u u u nu H O' : n c ; wo 7 lamellbromsskivor inneslutna i ett hus. Lamellskivorna kyls med en olja.

Tempereringssystemet 1 innefattar en hydraulanordning 6 som är inrättad att förse för rotation avsedda komponenter hos fordonets axlar 2,3 med hydraulolja fràn en behállare 7 via en hydrauloljekrets. Med benämningen ”för rotation avsedda komponenter” avses exempelvis nämnda kugghjul i centrumväxeln 14,15 och navreduktionen samt lamellskivorna i respektive broms 35,36. Med andra smörja ord utnyttjas en och samma olja för att kugghjulen och kyla lamellskivorna. Ledningar för hydrauloljan är i figur l illustrerade med streckade linjer.

Oljans uppgifter är att smörja lager och kuggingrepp, skapa friktion i lamellkopplingar och -bromsar samt transportera värme och kyla. Den utnyttjade hydrauloljan är alltsà avsedd dels för temperering, dvs kylning, samt smörjning av värmning respektive roterande komponenter.

En första del 9 av hydrauloljekretsen är ansluten till bakaxeln 2 och en andra del 10 av hydrauloljekretsen är ansluten till framaxeln 3.

Växellàdan 5 innefattar ett antal axlar. Pà var och en av dessa är ett flertal kugghjul anordnade. Kugghjulen beroende av valt kopplas in och ur växelläge.

Hydraulanordningen 6 är även inrättad att förse kugghjulen i fordonets växellåda 5 med hydraulolja från nämnda behållare 7. En tredje del ll av hydrauloljekretsen är för detta ändamål ansluten till växellàdans (5) växellådan 5. Lamellskivor hos kopplingsorgan kan även förses med hydrauloljan. :lean 10 15 20 25 30 Hydraulanordningen 6 innefattar nämnda behållare 7 för hydrauloljan och en första pump 8 för sugning av oljan via en för hydrauloljekretsdelarna 9,l0,1l gemensam ledning 12 från behållaren 7. Den gemensamma ledningen 12 delar upp sig i hydrauloljekretsdelarna 9,10,1l till växellådan 5 och till axlarna 2,3. En flödesventil 16 är anordnad pà ledningen 12 för att fördela oljan till axlarna 2,3.

Hydraulanordningen 6 innefattar vidare två 17.18 för tillförts bakaxeln 2 respektive framaxeln 3 tillbaka dräneringspumpar pumpning av oljan som till behållaren 7. Ledningarna från dräneringspumparna 17,18 är sammanförda i en punkt 19.

Hydraulanordningen innefattar dessutom en dräneringspump 20 för pumpning av oljan som tillförts växellådan 5 tillbaka till behållaren 7. En ledning fràn dräneringspumpen 20 är sammanförd med ledningen från axlarnas dräneringsumpar 17,18 i punkten 34. En gemensam ledning 34 leder från sammanföringspunkten 19 till ett värmeväxlaraggregat 21.

Ett reningsaggregat i form av ett filter, eller en sil, 33 är anslutet på en ledning' mellan axlarna 2,3 och behållaren 7. Filtret 33 är anordnat pà ledningen 34 17,18,20 och värmeväxlaraggregatet 21. Vid ett eventuellt haveri i en mellan dräneringspumparna av axlarna kommer oönskade partiklar att filtreras och härigenom inte hamna i och förorena hydrauloljebehállaren 7. .vu- 10 15 20 25 30 35 9 Pumparna 8,17,18,20 är anordnade pà en vevaxel 13 fràn dieselmotorn 4. Oljeflödet från pumparna svarar därmed mot motorns varvtal.

Tempereringssystemet 1 innefattar en anordning 22 för temperering av oljan i hydraulanordningen 6 via Värmeväxlaraggregatet 21. Tempereringsanordningen 22 är även inrättad att kyla fordonets motor 4.

Värmeväxlaraggregatet 21 är närmare bestämt inrättad för värmeväxling mellan oljan som pumpats frán växellådan 5 och axlarna 2,3 och kylvätska frán dieselmotorn 4.

Värmeväxlaraggregatet 21 är anordnat före behållaren 7 i hydrauloljans flödesriktning. Ledningar för kylvätskan är i figur 1 illustrerade med heldragna linjer.

Tempereringsanordningen 22 innefattar en kylvätskepump 9 som pumpar kylvätskan i. en kylvätskekrets. Kylvätskan pumpas närmare bestämt genom kylkanaler i motorns 4 motorblock och cylinderhuvud och i en första del 26 av kylvätskekretsen vidare till en kylare 23. En fläkt 24 som drivs av en separat hydraulisk motor 25 bláser luft på kylaren 23 och därmed kyls kylvätskan pà ett i och för sig känt sätt. Kylvätskan pumpas från kylaren 23 till Värmeväxlaraggregatet 21 och vidare tillbaka till motorn 4. En andra del 27 av kylvätskekretsen är kopplad parallellt med kylaren 23. Dä kylvätskan leds genom denna andra del 27 kyls den alltsà inte av kylaren 23.

Tempereringsanordningen innefattar en riktningsventil 30 för styrning av kylvätskan till kylvätskekretsdelarna 26,27.

Tempereringssystemet 1 innefattar en sensor 28, se figur 2, för avkänning av oljans temperatur och en till sensorn ansluten styrenhet 29. Styrenheten 29 är även ansluten till riktningsventilen 30 för styrning av 10 15 20 25 30 523 101 1 10 dennas läge. kyla oljetemperatur.

Tempereringsanordningen är inrättad att respektive värma oljan beroende på avkänd Tempereringssystemet innefattar vidare en sensor 31 för avkänning av motorns kylvätskas temperatur och ytterligare en riktningsventil 32 inrättad att styra kylvätskan i en ledning till värmeväxlaraggregatet 21 respektive förbi detta.

Sensorn 31 och riktningsventilen 32 är anslutna till styrenheten 29. Styrenheten 29 innefattar i sin tur ett minne, vilket inbegriper mjukvarusegment, för att beroende pá av givarna 28, 31 avkända temperaturer pà hydrauloljan respektive kylvätskan styra hydraulmotorn 25 och riktningsventilerna 30,32.

Vid kallstart av fordonet är hydrauloljan kall. Motorns kylvätska leds i ledningen 27 parallellt med kylaren 23 till värmeväxlaraggregatet 21 för att värma oljan. Vid en förbestämd oljetemperatur, exempelvis 65°C, slås riktningsventilen 30 om sä att kylvätska leds genom kylaren 23. Denna kylvätska kyls nu ned av' kylaren.

Riktningsventilen 32 är inrättad i ett sådant läge att kylda leds värmeväxlaraggregatet 21, dvs inte genom detta. Vid en den i kylaren 23 vätskan förbi andra förbestämd oljetemperatur, exempelvis 87°C, slås riktningsventilen 32 om sá att den i kylaren 23 kylda leds Oljan vätskan genom värmeväxlaraggregatet 21. kommer nu att kylas. När hydrauloljan har nätt en lämplig arbetstemperatur kommer med andra ord kylvätskan istället att leda fràn hydrauloljan i syfte att hälla hydrauloljetemperaturen bort överflödig värme pà en lämplig nivà. »av nu n - nu. anv: -1 a s vnu~ 10 15 20 25 30 35 0 I QIO c I :I I II I' I. , .p g o u . m v o» u I Q ao o . o 1 n n r o I II tan nu p: o I 0 0 ß v I c u u: n I o u; ll Oljetemperatursensorn 28 är exempelvis anordnad i hydrauloljebehållaren 7. Kylvätskesensorn 31 är exempelvis anordnad i kylaren 23.

Hydrauloljebehállaren 7 är placerad åtskild från såväl axlarna 2,3 som 'växellådan 5 och. hydrauloljan. pumpas till respektive del. Enligt tidigare teknik har bakaxelkápan fungerat som en behållare för hydrauloljan.

Kugghjulen i centrumväxeln har då roterat i ett oljebad.

Genom nämnda placering av hydrauloljebehállaren 7 kan de effektförluster i form av så kallade dragg- eller plaskförluster som uppkommer då komponenter roterar i oljebadet att reduceras. Oljan sprutas nu istället på de komponenter som erfordrar smörjning respektive kylning och oljan sugs därefter bort från axelkåpan. Eftersom axelkåpan inte kommer att fungera som en behållare för hydrauloljan kan dessutom kåpan göras mindre, vilket är kostnadseffektivt ur framställningssynpunkt.

Pumparna 8,l7,l8,2O är inrättade för pumpning på sådant sätt att hydraulolja väsentligen kontinuerligt pumpas till respektive från växellådan 5 respektive axlarna 2,3.

Pumpen 20 för pumpning av hydraulolja från växellådan 5 är inrättad att väsentligen kontinuerligt pumpa olja fràn ett hos växellådan befintligt kärl för uppsamling av oljan som tillförts växellådans kugghjul.

Fordonet utgörs av en transportmaskin. Med transportmaskin. avses till exempel en lastmaskin för transport av material eller föremål, såsom en lastbil, hjullastare, ett midje- eller ramstyrt fordon (en så kallad dumper), samt fordon för transport av människor, såsom en buss. an on c ||||1 10 523 101 a n n ø n . an o o » - o u 12 Uppfinningen skall inte anses vara begränsad till den ovan beskrivna utföringformen, utan en rad ytterligare varianter och modifikationer är tänkbara inom ramen för efterföljande patentkrav.

Enligt ett alternativ till den ovan beskrivna utföringsformen kyls bromsarna 35,36 separat. Med andra ord pumpas inte hydrauloljan från tempereringssystemet till hjulbromsarna.

Enligt en ytterligare utföringsform är den hydrauliska anordningen även inrättad att förse fordonets fördelningsväxelláda med hydraulolja från behållaren 7.

Claims (13)

10 15 20 25 30 523 10 .ii- 13 PATENTKRAV

1. Tempereringssystem till ett fordon, varvid det innefattar en hydraulisk anordning (6) som är inrättad att förse för rotation avsedda växellåda (5) hos komponenter i en fordonet och i åtminstone (2,3) kännetecknatav,att drift en av axlar från (7), hydraulanordningen är fordonets behållare med hydraulolja samma inrättad för en under kontinuerlig hydrauloljedränering av det utrymme i vilket nämnda komponenter är anordnade på sådant sätt att de vid drift inte roterar i något oljebad.

2. Tempereringssystem enligt kravet l, k ä n n e t e c k n a t av, att hydraulanordningen (6) innefattar åtminstone en första pump (8) för pumpning av olja från behållaren (7) till växellådan (5) och till fordonsaxeln (2,3).

3. Tempereringssystem enligt något av kraven l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av, att hydraulanordningen (6) innefattar åtminstone två andra pumpar (l7,l8,20), nämligen en (20) för sugning av olja från växellådan (5) och en (l7,l8) för sugning av olja från fordonsaxeln (2,3).

4. Tempereringssystem enligt kraven 2 och 3, k ä n n e t e c k n a t av, att var och en av de andra (l7,l8,20) för avlägsnande av från (2,3) lika stor och företrädesvis större pumpkapacitet än den pumparna olja växellådan (5) respektive axeln har åtminstone till växellådan respektive axeln anslutna första pumpen (8) för tillförsel av olja. 10 15 20 25 30 35 523 101¿;gg;¿;;@1 14

5. Tempereringssystem enligt något av de föregående att behållaren (7) är inrättad åtskild från det utrymme där nämnda i axeln kraven, k ä n n e t e c k n a t av, (2,3) ingående roterande komponenter är anordnade.

6. Tempereringssystem. enligt något av de föregående k ä n n e t e c k n a t av, att behållaren (7) åtskild från det kraven, är inrättad utrymme där nämnda i växellådan (5) ingående roterande komponenter är anordnade.

7. Tempereringssystem enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att nämnda för rotation avsedda komponenter i fordonets axlar (2,3) innefattar dels lamellskivor i en våt broms (35,36) och dels kugghjul i en växel (l4,15).

8. Tempereringssystem, enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att tempereringssystemet (1) innefattar en anordning (22) för temperering av oljan i hydraulanordningen (6) via ett värmeväxlaraggregat (21).

9. Tempereringssystem enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a t av, att (22) tempereringsanordningen även är inrättad att kyla fordonets motor (4).

10. Tempereringssystem enligt kravet 8 eller 9, k ä n n e t e c k n a t av, att tempereringsanordningen (22) (28) temperatur och en till sensorn ansluten styrenhet för avkänning av oljans (29), inrättad att kyla innefattar en sensor och att tempereringsanordningen är respektive värma oljan beroende på avkänd oljetemperatur. 10 15 523 101 15

11. Tempereringssystem enligt kravet 10, k ä n n e t e c k n a t av, att tempereringsanordningen (22) innefattar en till styrenheten (29) ansluten sensor (31) för avkänning av motorns kylvätskas temperatur.

12. Tempereringssysteml enligt. något av' de föregáende kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att fordonet utgörs av en transportmaskin.

13. Tempereringssysten1 enligt nágot av' de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a t av, att fordonet utgörs av en anläggningsmaskin.