Приводной механизм автомобиля с гидротормозом-замедлителем

Изобретение относится к области автомобилестроения, а именно к приводному механизму автомобиля. Приводной механизм содержит контур охлаждающей жидкости с охлаждающим веществом, насос, тормоз-замедлитель с ротором и статором. Ротор и статор образуют тороидальный рабочий объем. Рабочее вещество тормоза-замедлителя является охлаждающим веществом. Тормоз-замедлитель имеет впуск для подвода рабочего вещества из контура охлаждающей жидкости и выпускное отверстие для выведения рабочего вещества в контур охлаждающей жидкости. Тормоз-замедлитель имеет дополнительное спускное отверстие для проведения рабочего вещества в контур охлаждающей жидкости. В соединение между спускным отверстием и контуром охлаждающей жидкости подключен лекажный насос, который предусмотрен дополнительно к насосу для перекачивания охлаждающего вещества в контуре охлаждающей жидкости. Способ регулировки оптимальной остаточной массы рабочего вещества в тормозе-замедлителе заключается в откачивании массы рабочего вещества посредством лекажного насоса в нетормозном режиме из рабочего объема тормоза-замедлителя в контур охлаждающей жидкости. Достигается улучшение технических характеристик устройства, а также возможность установки оптимальной остаточной массы рабочего вещества в рабочем объеме тормоза-замедлителя в нетормозном режиме. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Данное изобретение касается приводного механизма автомобиля с гидротормозом-замедлителем, это значит - с тормозом-замедлителем, который интегрирован в циркуляцию охлаждающей жидкости автомобиля, и рабочее вещество которого - это охлаждающее вещество автомобиля. Изобретение касается, в частности, способа регулировки оптимальной остаточной массы рабочего вещества в рабочем объеме тормоза-замедлителя в нетормозном режиме.

Тормоза-замедлители известны давно и широко. В то время как обычные тормоза-замедлители эксплуатировались, как правило, с маслом как рабочим веществом, в последнее время все больше и больше переходят к тому, чтобы размещать тормоз-замедлитель непосредственно в контуре охлаждающей жидкости транспортного средства и использовать охлаждающее вещество транспортного средства одновременно как рабочее вещество тормоза-замедлителя. Это влечет за собой то преимущество, что можно отказаться от отдельного масляного контура для эксплуатации тормоза-замедлителя. Выделяющееся в тормозном замедлителе тепло может непосредственно отводиться через контур охлаждающей жидкости транспортного средства.

В нетормозном режиме теряемая мощность тормоза-замедлителя должна оказываться, по возможности, небольшой. Для этого тормоз-замедлитель при переходе от тормозного режима к нетормозному режиму в значительной мере опоражнивают. Тем не менее, оптимальным образом в рабочем объеме тормоза-замедлителя остается заданная остаточная масса рабочего вещества. До сих пор было принято выгружать рабочее вещество до заданной остаточной массы произведенным в тормозе-замедлителе давлением или, при необходимости, дополнительными, сообщаемыми снаружи импульсами давления. Из-за абсолютной герметичности уплотняющих рабочий объем уплотнительных элементов предотвращался поток утечки в рабочий объем тормоза-замедлителя и, таким образом, постоянно поддерживалась оптимальная остаточная масса рабочего вещества в рабочем объеме в нетормозном режиме.

Тем не менее, необходимость абсолютной герметичности всех уплотняющих рабочий объем элементов, как, например, сальников или расположенных в контуре охлаждающей жидкости клапанов, которые закрывают ветвь контура охлаждающей жидкости, в которой расположен тормоз-замедлитель, в нетормозном режиме по отношению к остающемуся контуру охлаждающей жидкости, имеет свои недостатки. Так, могут использоваться исключительно высококачественные, прецизионно изготовленные элементы, которые дороги. Кроме того, уже незначительный износ, после короткой продолжительности эксплуатации, ведет к тому, что эти элементы должны заменяться.

В DE 100 54 078 A описывается приводной механизм автомобиля с тормозом-замедлителем в контуре охлаждающей жидкости автомобиля, у которого к тормозу-замедлителю присоединяется трубопровод утечки, посредством которого какая-либо остаточная масса рабочего вещества или воздуха удаляется из рабочего объема тормоза-замедлителя в нетормозном режиме. Известные согласно этому документу признаки отражены в ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

В основе изобретения лежит задача представить приводной механизм автомобиля с тормозом-замедлителем в контуре охлаждающей жидкости автомобиля, который усовершенствован относительно уровня техники и лишен, в частности, вышеназванных недостатков. Далее должен быть представлен способ, который надежно устанавливает оптимальную остаточную массу рабочего вещества в рабочем объеме такого тормоза-замедлителя в нетормозном режиме.

Стоящая перед изобретением задача решается с помощью приводного механизма автомобиля и посредством способа согласно независимым пунктам формулы изобретения. Зависимые пункты описывают особенно выгодные дальнейшие проработки изобретения.

Соответствующий изобретению приводной механизм автомобиля, согласно пункту 1 формулы изобретения содержит тормоз-замедлитель, рабочее вещество которого - это охлаждающее вещество транспортного средства. Рабочее вещество подводится из контура охлаждающей жидкости транспортного средства через впуск в тормоз-замедлитель, устремляется в рабочий объем тормоза-замедлителя, который образуется лопастной звездочкой ротора и лопастной звездочкой статора тормоза-замедлителя, и возвращается через выпускное отверстие снова в контур охлаждающей жидкости. Согласно изобретению тормоз-замедлитель имеет дополнительное выпускное отверстие для вывода лишней остаточной массы охлаждающего вещества из рабочего объема тормоза-замедлителя в нетормозном режиме. Это дополнительное выпускное отверстие обозначается в последующем как спускное отверстие. Спускное отверстие выводит лишнее рабочее вещество или, соответственно, охлаждающее вещество также в контур охлаждающей жидкости транспортного средства и связано поэтому с контуром охлаждающей жидкости, с возможностью пропуска рабочего вещества. Чтобы устанавливать оптимальную остаточную массу рабочего вещества в нетормозном режиме в рабочем объеме тормоза-замедлителя, к спускному отверстию присоединяется лекажный насос, который откачивает рабочее вещество из рабочего объема через спускное отверстие в контур охлаждающей жидкости.

Чтобы простым образом обеспечивать, чтобы в объеме тормоза-замедлителя оставалась оптимальная остаточная масса рабочего вещества, место отвода лекажного насоса является выгодно расположенным так, что откачивается только излишняя масса рабочего вещества. Место отвода выгодно расположено в направлении потока, за выполненным в статоре тормоза-замедлителя выпускным отверстием. Особенно выгодно перед местом отвода, в направлении потока, может быть предусмотрена перепускная кромка, так что откачивается только «переливающееся» рабочее вещество.

При расположенном согласно изобретению лекажном насосе теперь нет необходимости выполнять абсолютно герметично уплотнения и, при необходимости, клапаны, которые уплотняют рабочий объем тормозного замедлителя. Это касается, в частности, таких уплотнений и клапанов, на которые с двух сторон воздействует охлаждающее вещество контура охлаждающей жидкости. Например, такие уплотнения - это сальники ротора тормоза-замедлителя, которые смазываются и/или охлаждаются охлаждающей средой транспортного средства. Упомянутые клапаны являются, в частности, теми, которые отделяют ветвь контура охлаждающей жидкости, в которой расположен тормоз-замедлитель, от остального контура охлаждающей жидкости транспортного средства.

С помощью заданной целевым образом негерметичности, например, подвергающихся воздействию охлаждающего вещества уплотнений ротора, может даже выгодно устанавливаться заданный поток утечки в рабочий объем тормоза-замедлителя в нетормозном режиме, который снова отводится расположенным согласно изобретению лекажным насосом. Тормоз-замедлитель и сальник или сальники эффективно охлаждаются этим потоком утечки, так как тепло с помощью этого потока утечки отводится в контур охлаждающей жидкости автомобиля. Так как на основе расположенного согласно изобретению лекажного насоса одновременно поддерживается оптимальная остаточная масса рабочего вещества, в нетормозном режиме, в рабочем объеме тормоза-замедлителя, то, несмотря на негерметичность уплотнений рабочего объема, надежно предотвращается подъем потерь мощности на холостом ходу тормоза-замедлителя.

Сальники, которые уплотняют тормоз-замедлитель по отношению к окружающей среде, выполнены предпочтительно абсолютно плотно, чтобы избегать неконтролируемого выхода охлаждающего вещества, или, соответственно, рабочего вещества из тормоза-замедлителя в окружающую среду.

Расположенный согласно изобретению лекажный насос предпочтительно приводится в действие электродвигателем, валом тормоза-замедлителя или за счет обеспечения сжатым воздухом от транспортного средства. Особенно выгодно расположить лекажный насос непосредственно на валу тормоза-замедлителя, так что можно отказаться от промежуточно подключенных, передающих приводной момент элементов. Вследствие этого, лекажный насос приводится в действие с особенно малыми потерями. В особенно выгодном выполнении можно отказаться от дополнительного приводного механизма для лекажного насоса посредством того, что лекажный насос выполнен как водоструйный насос, который интегрирован в контур охлаждающей жидкости транспортного средства. В таком исполнении работа приводного механизма лекажного насоса выполняется опосредованно, расположенным в контуре охлаждающей жидкости транспортного средства водяным насосом. Особенно выгодно предусмотреть байпас, чтобы обходить лекажный насос в тормозном режиме тормоза-замедлителя, так как тогда рабочее вещество может отводиться из рабочего объема тормоза-замедлителя исключительно через упомянутое выпускное отверстие для вывода рабочего вещества.

Далее, лекажный насос может быть выполнен как плунжерный насос, как мембранный насос или как центробежный насос. Однако возможны также другие виды выполнения.

В последующем изобретение описывается более подробно, на примере выполнения и с привлечением приложенных чертежей.

Они показывают:

Фиг.1 - схематическое представление примера выполнения оборудованной согласно изобретению трансмиссии автомобиля;

Фиг.2 - конструктивное выполнение места отвода лекажного насоса, согласно примеру выполнения.

На фиг.1 можно видеть сначала контур 20 охлаждающей жидкости автомобиля и, соответственно, приводного механизма автомобиля. Охлаждающее вещество, в данном случае, вода или водяная смесь гликоля, циркулирует посредством водяного насоса 1 в контуре охлаждающей жидкости. Посредством охлаждающего вещества охлаждается двигатель 2 и, в тормозном режиме, одновременно приводится в действие тормоз-замедлитель 21. Охлаждающее вещество, в свою очередь, охлаждается посредством радиатора 10, который выполнен как обыкновенный радиатор автомобиля. В направлении движения потока (см. стрелки) в контуре охлаждающей жидкости перед радиатором 10 расположен термостат или, соответственно, клапан термостата 8, который разделяет поток охлаждающего вещества на линию к радиатору 10 и линию в обход него. В зависимости от необходимого охлаждения, является возможным разделение охлаждения общего потока средства охлаждения, это значит, все охлаждающее вещество проводится через радиатор 10 и, возможно проведение всего потока средства охлаждения мимо радиатора 10.

Колебания в потоке средства охлаждения выравниваются посредством уравнительного резервуара 9. Нежелательное избыточное давление в контуре охлаждающей жидкости, например, при быстром опорожнении тормоза-замедлителя при переходе от тормозного режима к нетормозному режиму, можно выравнивать через клапан 12 ограничения давления и впадающий в уравнительный резервуар 9 трубопровод.

Посредством трехлинейного двухпозиционного распределителя 3 ветвь контура охлаждающей жидкости, в которой расположен тормоз-замедлитель 21, может подключаться к остальной части контура 20 охлаждающей жидкости или отключаться от нее. В тормозном режиме охлаждающее вещество через показанный трубопровод (DN 50) поступает ко впуску 21.1. Через каналы в статоре 23 охлаждающее вещество поступает в рабочий объем 24 тормоза-замедлителя, где оно «притормаживает» ротор 22. Через выпускные отверстия в статоре 23 охлаждающее/рабочее вещество проводится в выпускной канал, который выполнен в корпусе статора, и отводится через выпускное отверстие 21.2 из тормоза-замедлителя. Затем оно поступает через регулирующий клапан 7 назад, в контур охлаждающей жидкости транспортного средства, где оно охлаждается, при необходимости, посредством радиатора 10.

Представленный тормоз-замедлитель выполнен, как можно видеть, как тормоз-замедлитель с передвижным по оси ротором 22. Для этого ротор 22 установлен на валу 26 ротора посредством крутой резьбы. В тормозном режиме ротор 22 может подъезжать, таким образом, плотно к статору 23, и в нетормозном режиме, для минимизирования потерь мощности, - отъезжать в удаленную по оси позицию. Этот подъезд и отъезд происходит, предпочтительно, автоматически.

Тормоз-замедлитель с односторонней опорой установлен на роторном валу 26, который проведен в коробку передач 27. Уплотняющий рабочий объем 24 по отношению к окружающей среде сальник выполнен из двух частей. Он состоит, как представлено, из абсолютно герметичного внешнего торцевого уплотнения 6 и из проницаемого для рабочего вещества, специального уплотнения 5. В пространство между обоими уплотнениями 5, 6 посредством трубопровода 28 подается охлаждающее вещество, которое поступает через специальное уплотнение - вдоль ротора 26 - к позиции дросселя, который выполнен как щелевое уплотнение 4, а затем дальше, в рабочий объем 24 тормоза-замедлителя 21. Далее, охлаждающее вещество может отводиться обратно также через трубопровод 29, который, как отводящая линия, связывает пространство между уплотнениями 5, 6 с контуром 20 охлаждающей жидкости, непосредственно в контур 20 охлаждающей жидкости.

Дополнительно к выпускному отверстию 21.2, тормоз-замедлитель содержит спускное отверстие 25 для вывода рабочей жидкости из тормоза-замедлителя в нетормозном режиме в контур 20 охлаждающей жидкости. Спускное отверстие 25 связано через трубопровод 30 с контуром 20 охлаждающей жидкости в том месте, которое лежит, в направлении движения потока, перед трехлинейным двухпозиционным распределителем. В трубопровод 30 подключен лекажный насос 13 для целенаправленного откачивания излишнего рабочего вещества в нетормозном режиме из рабочего объема тормоза-замедлителя.

Посредством этого лекажного насоса 13 в контур 20 охлаждающей жидкости может откачиваться, например, рабочее вещество, которое поступает в нетормозном режиме через сальник 5 в рабочий объем тормоза-замедлителя, так что потери мощности тормоза-замедлителя 21 поддерживаются оптимально незначительными в нетормозном режиме. Далее, неплотности между контуром 20 охлаждающей жидкости и ветвью контура, в которой расположен тормоз-замедлитель 21, могут выравниваться, например, распределителем 3 или клапаном 7, в то время как потоки утечек откачиваются посредством лекажного насоса 13.

На фиг.2 показано конструктивное выполнение перепускной кромки 14 в статоре 23 тормоза-замедлителя 21 более подробно.

Вновь показаны ротор 22 и статор 23, которые образуют друг с другом рабочий объем 24. Оба окружены корпусом 16.

В корпусе со стороны статора выполнен выпускной канал 11. Рабочее вещество в выпускной канал 11 подается из рабочего объема 24 через выпускные отверстия (не показаны) в статоре 23. Между выпускным каналом 11 и статором 23, т.е. между выпускным каналом и стенкой или вкладышем статора 23, который снабжен упомянутыми выпускными отверстиями, выполнена перепускная кромка 14.

В показанном примере выполнения перепускная кромка 14 имеет вид кольцевой шайбы 17, которая укреплена в корпусе 16 и снабжена множеством отверстий 15 в осевом направлении тормоза-замедлителя. В данном примере кольцевая шайба с торцевой стороны, в осевом направлении опирается на два выступа на корпусе 16 и ограничивает выпускной канал 11 в осевом направлении. С помощью отверстий 15, с одной стороны, образуется перепускная кромка 14, и, с другой стороны, они представляют собой дроссель выпускного отверстия, дросселирующий эффект которого устанавливается поперечным сечением и количеством отверстий 15.

Вместо показанных отверстий 15 также могли бы быть предусмотрены пазы или щели, например, проходящий по кругу зазор.

Как представлено выше, приводной механизм лекажного насоса 13 может выполняться разнообразно. Выгодно, например, лекажный насос 13 расположить на валу ротора 26 тормоза-замедлителя 21, или опосредованно приводить в действие валом ротора 26. Включение лекажного насоса 13 необходимо только в нетормозном режиме. Тем не менее, также можно приводить в действие лекажный насос 13 и в тормозном режиме тормоза-замедлителя от вала ротора 26, чтобы дополнительно отводить энергию приводного механизма из тормоза-замедлителя 21 и при этом повышать тормозной момент.

Перечень ссылочных обозначений

1. Водяной насос;

2. Двигатель;

3. Трехлинейный двухпозиционный распределитель;

4. Кольцевое уплотнение зазора;

5. Специальное уплотнение;

6. Торцевое уплотнение;

7. Регулирующий клапан;

8. Термостат;

9. Уравнительный резервуар;

10. Радиатор;

11. Выпускной канал;

12. Клапан ограничения давления;

13. Лекажный насос;

14. Перепускная кромка;

15. Отверстия;

16. Корпус;

17. Кольцевая шайба;

18. Контур охлаждающей жидкости;

19. Тормоз-замедлитель;

20. Впуск;

21. Выпускное отверстие;

22. Ротор;

23. Статор;

24. Рабочий объем;

25. Спускное отверстие;

26. Вал ротора;

27. Коробка передач;

28. Трубопровод;

29. Трубопровод;

30. Трубопровод.

1. Приводной механизм автомобиля, содержащий контур (20) охлаждающей жидкости с охлаждающим веществом, причем циркуляция охлаждающего вещества в контуре охлаждающей жидкости обеспечивается насосом (1), тормоз-замедлитель (21) с ротором (22) и статором (23), которые образуют друг с другом тороидальный рабочий объем (24), причем рабочее вещество тормоза-замедлителя (21) является охлаждающим веществом, причем тормоз-замедлитель (21) имеет впуск (21.1) для подвода рабочего вещества из контура (20) охлаждающей жидкости и выпускное отверстие (21.2) для выведения рабочего вещества в контур (20) охлаждающей жидкости, тормоз-замедлитель имеет дополнительное спускное отверстие (25) для проведения рабочего вещества в контур (20) охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что в соединение между спускным отверстием (25) и контуром (20) охлаждающей жидкости подключен лекажный насос (13), который предусмотрен дополнительно к насосу (1) для перекачивания охлаждающего вещества в контуре (20) охлаждающей жидкости.

2. Приводной механизм автомобиля по п.1, отличающийся тем, что спускное отверстие (25) имеет место отвода для рабочего вещества, которое позиционировано за выполненным в статоре (23) выпускным отверстием так, что в рабочем объеме (24) всегда остается предварительно установленная остаточная масса рабочего вещества.

3. Приводной механизм автомобиля по п.2, отличающийся тем, что перед местом отвода предусмотрена перепускная кромка (14).

4. Приводной механизм автомобиля по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что тормоз-замедлитель (21) содержит вал (26) ротора, который уплотнен по отношению к корпусу тормоза-замедлителя посредством, по меньшей мере, одного уплотнения (5, 6), причем уплотнение (5, 6) так подсоединено к контуру (20) охлаждающей жидкости, что оно подвержено воздействию подведенного охлаждающего вещества, уплотнение вала (26) ротора по отношению к корпусу тормоза-замедлителя посредством уплотнения (5, 6), по существу, полностью герметично по отношению к окружающей среде и проницаемо по отношению к рабочему объему (24) тормозного замедлителя (21) в пределах заданного размера перетока.

5. Приводной механизм автомобиля по п.4, отличающийся тем, что лекажный насос (13) снабжен электродвигателем как механизмом привода, или приводится в действие валом (26) ротора тормоза-замедлителя (21), в частности, непосредственно, или приводится в действие подачей сжатого воздуха от транспортного средства.

6. Приводной механизм автомобиля по п.1, отличающийся тем, что лекажный насос (13) выполнен как плунжерный насос, мембранный насос или центробежный насос.

7. Приводной механизм автомобиля по п.1, отличающийся тем, что лекажный насос (13) выполнен как водоструйный насос, который интегрирован в контуре (20) охлаждающей жидкости так, что он приводится в действие циркулирующим в контуре (20) охлаждающей жидкости охлаждающим веществом.

8. Способ регулировки оптимальной остаточной массы рабочего вещества в тормозе-замедлителе (21), который расположен в контуре (20) охлаждающей жидкости приводного механизма автомобиля по любому из пп.1-7, охватывающий следующий этап:

а) посредством лекажного насоса (13), который предусмотрен дополнительно к насосу (1), перекачивающему охлаждающее вещество в контуре (20) охлаждающей жидкости, массу рабочего вещества, которая превосходит заданную массу рабочего вещества в рабочем объеме (24) тормоза-замедлителя (21), откачивают в нетормозном режиме из рабочего объема тормоза-замедлителя в контур (20) охлаждающей жидкости.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что лекажный насос (13) установлен непосредственно на валу (26) ротора тормоза-замедлителя (21), или опосредованно приводится им в действие, и что лекажный насос (13) приводится в действие также в тормозном режиме тормоза-замедлителя (21).