ПРИВОДНОЙ АГРЕГАТ С ДВИГАТЕЛЕМ И ЗАМЕДЛИТЕЛЕМ Российский патент 1999 года по МПК F01P5/10 

Изобретение касается приводного агрегата с двигателем и замедлителем. Такой приводной агрегат известен из заявки Германии 3713580.

В известном агрегате замедлитель используется для рециркуляции внутри контура хладоносителя транспортной охлаждающей установки как в нормальном тяговом режиме, так и в режиме длительного торможения ("замедлитель водяных насосов"). При этом управление замедлителем производится за счет соответствующего расположения клапана таким образом, что при необходимости он способен выполнять и работу торможения. В режиме "насоса" потребление мощности должно быть по возможности незначительным, в режиме же "тормоза" оно должно быть по возможности большим. Следовательно, технические требования весьма противоречивы. И это приводит к тому, что работа в режиме "насоса" недостаточно эффективна, поскольку в этом случае слишком большое потребление мощности.

В случае разделения этих обоих режимов посредством конструктивного решения, при котором помимо замедлителя предусматривается наличие отдельного насоса, замедлитель и насос могут быть выполнены таким образом, что указанные функции осуществляются оптимально. Однако такая система для своего размещения требует большого пространства. В этом и недостаток, так как в автомобиле пространство на соответствующем участке как раз ограничено.

Для полноты изложения необходимо также упомянуть и другие материалы.

Известный из патента США 3720372 замедлитель объединен с приводным двигателем, постоянно связан с коленчатым валом и непрерывно омывается хладоносителем охлаждающего устройства. При этом ротор замедлителя используется в качестве циркуляционного насоса, заменяя собой специальный насос для подачи хладоносителя. Назначение такого устройства состоит в том, чтобы посредством замедлителя обеспечить нагрев хладоносителя и обогревать внутри пассажирский салон. Для этой цели используется установленное на замедлителе управляющее устройство, распределяющее хладоноситель в зависимости от температуры внутри байпасной магистрали и направляющее его в охладитель.

Из патента Германии 3301560 известен также замедлитель, связанный через переключаемую муфту с коленчатым валом приводного двигателя и с ведущими колесами автомобиля. Однако целью применения замедлителя здесь не является восприятие и преобразование большой кинетической энергии торможения автомобиля в тепловую. Замедлитель используется исключительно в качестве нагревательного устройства, при этом мощность нагрева необходимо задавать с учетом мощности привода. Хладоноситель двигателя является одновременно и рабочей жидкостью замедлителя.

Известный из выложенного описания акцептированной заявки Германии 1946167 (описание изобретения по патенту США 3650358) замедлитель непосредственно связан с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания, хладоноситель которого также используется в качестве рабочей жидкости замедлителя. Преимуществом такого режима работы является непосредственное выделение образующегося тепла в хладоноситель, подаваемый в охладитель, и отсутствие необходимости в теплообменнике между обеими жидкостями.

В основу изобретения была положена задача создать приводной агрегат согласно ограничительной части таким образом, чтобы потребное пространство для агрегатов для выполнения функция "насоса" и "тормоза" по возможности было малым и чтобы одновременно эти обе функции осуществлялись оптимально.

Данная задача решена за счет признаков, изложенных в отличительной части п.1 формулы изобретения.

Следовательно, предложено решение, предусматривающее использование замедлителя и ротора насоса. Оба они расположены соосно друг к другу, за счет чего соосно располагаются между собой вал лопастного колеса замедлителя и вал ротора насоса. За счет этого достигаются относительная компактность конструкции, а также раздельное выполнение функций "насосный режим" и "торможение", в результате чего обеспечивается оптимальное выполнение обеих этих функций. Замедлитель может оптимально использоваться для выполнения функций торможения, а ротор насоса - оптимально для насосного режима.

Более подробно изобретение поясняется с помощью чертежей.

На фиг. 1 в общем виде показано расположение замедлителя в положении перед редуктором согласно изобретению. Приводной агрегат 1 содержит в себе двигатель 2, редуктор, подробно не показанный здесь, и гидродинамический замедлитель 4. Последний находится в постоянной кинематической связи с двигателем 2, в частности с коленчатым валом. Согласно изображению, с замедлителем через контрпривод 5 постоянно обеспечивается связь при вращении. Замедлитель 4 и двигатель 2 подключены к общему контуру 6 хладоносителя. Хладоноситель 7 контура 6 служит одновременно рабочей средой замедлителя 4. Последний рассчитан на постоянное полное заполнение рабочей средой. Ввиду расположения замедлителя 4 в направлении силового потока перед контрприводом, замедлитель остается постоянно связанным при любых режимах с двигателем, вследствие чего он может использоваться и в качестве насоса для циркуляции хладоносителя 7 и в нем отсутствует снижение мощности и тепла при вентиляции в режиме холостого хода. В контуре хладоносителя предусмотрено наличие охладителя 8 с вентилятором 3. Привод вентилятора 3 может осуществляться от двигателя 2 или от замедлителя 4. При этом выходное отверстие 10 охладителя 8 связано с входным отверстием 11 для жидкости в замедлителе 4 посредством магистрали 9, а выходное отверстие 13 для жидкости в замедлителе 4 связано с входным отверстием 14 для жидкости, проходящей через двигатель 2, магистралью 12. В магистрали 12 имеется клапан 15, обеспечивающий возможность плавно изменять сечение этой магистрали в 7-0,5 раза по отношению к магистрали 9. В тяговом режиме, т.е. в нерабочем состоянии замедлителя, последний используется в качестве циркуляционного насоса для хладоносителя 7 контура 6. Сечение магистрали 9 в этом случае предпочтительно равно сечению магистрали 12, т.е. клапан 15 в режиме отсутствия торможения имеет большое свободное пропускное сечение, при котором подаваемый хладоноситель 7 перемещается в контуре 6 приводного агрегата 1 при наличии слабого противодавления.

На фиг. 2, также в схематическом изображении, показан замедлитель 4 в его окружении, преимущественно с относящимися к нему магистралями. Далее показаны в отдельности лопастное колесо 4.1 ротора и лопастное колесо 4.2 статора. Магистраль 10 хладоносителя подведена от охладителя 5. Показан также первый двухходовой клапан 11, обеспечивающий возможность реверса. При необходимости только перекачки хладоносителя последний поступает по магистрали 10.1 к комбинированному роторно-насосному лопастному колесу 4.1, где он перетекает по насосному каналу 10.2. В заключение по магистрали 10.3 он поступает в двигатель 6.

При необходимости обеспечить только торможение хладоноситель поступает в магистраль 12.1 и оттуда по каналу 12.2 лопастного колеса 4.2 статора - в рабочий объем замедлителя 4.

Поток хладоносителя при чистом насосном режиме проходит, следовательно, лишь через насосную часть ротора, в режиме же торможения - только через замедлитель.

Вариант исполнения согласно фиг.3 представляет собой особо интересное решение. Здесь в режиме торможения поток движется сначала через насосный канал. После этого поток рабочей среды может совершать обратное движение благодаря еще одному двух/двухходовому клапану 13 и поступать в замедлитель. Это обеспечивает то преимущество, что при отсутствии наружного давления, т. е. при наложении наружного давления, насосная часть комбинированного роторно-насосного лопастного колеса используется для придания более высокого давления рабочей среде, в результате чего достигается более выраженный эффект торможения.

На фиг. 4 представлен вариант исполнения изобретения, в котором комбинированное роторно-насосное лопастное колесо состоит практически из одной стенки. При этом на фиг. 4.1 показано комбинированное лопастное колесо ротора, на фиг. 4.2 - насосная часть комбинированного лопастного колеса.

На фиг. 5.1 и 5.2 показан дополнительный вариант исполнения комбинированного лопастного колеса. При этом на фиг. 5.1 изображена насосная часть.

На фиг. 6.1 и 6.2 изображен еще один вариант исполнения.

Изобретение относится к приводным агрегатам с двигателем и замедлителем. Согласно изобретению для перемещения хладоносителя используется ротор насоса, расположенный соосно с лопастным колесом ротора замедлителя. Изобретение обеспечивает улучшения массогабаритных характеристик приводного агрегата. 6 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Приводной агрегат, содержащий двигатель и редуктор, гидродинамический замедлитель, который включает в себя лопастное колесо ротора, лопастное колесо статора и корпус, охватывающий оба эти колеса, контур хладоносителя, причем последний является одновременно рабочей средой замедлителя, отличающийся тем, что для перемещения хладоносителя предусмотрен ротор насоса, расположенный соосно с лопастным колесом ротора замедлителя. 2. Агрегат по п.1, отличающийся тем, что лопастное колесо ротора и ротор насоса расположены на одном валу. 3. Агрегат по п.1 или 2, отличающийся тем, что ротор насоса расположен в корпусе замедлителя. 4. Агрегат по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что лопастное колесо статора расположено между лопастным колесом ротора и ротором насоса. 5. Агрегат по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что лопастное колесо ротора и ротор насоса конструктивно объединены между собой. 6. Агрегат по п.5, отличающийся тем, что лопасти насоса расположены на задней стороне лопастного колеса ротора. 7. Агрегат по п.5 или 6, отличающийся тем, что лопатки ротора и лопатки насоса образованы единой стенкой.