本發明涉及在內燃機中的輔助總成的裝置。
背景技術:
現代的內燃機具有大量的輔助總成。除了這樣的直接被需要用于運行車輛的輔助總成、例如發電機、水泵或者壓縮機,越來越多地采用如下輔助總成:該輔助總成改善該車輛的舒適性,例如空調壓縮機、轉向輔助泵等。通常,這些輔助總成緊固在車輛馬達處,并且被此車輛馬達經過鏈傳動裝置、帶傳動裝置、齒輪傳動裝置或者它們的組合而驅動。在車輛中設置了越多的輔助總成,則在空間上越難以將這些輔助總成以合適的方式緊固在所述車輛馬達處,并且所需的帶傳動裝置越發繁瑣和復雜。這樣數量的輔助總成和帶傳動裝置等不僅由于當今一般尺寸很小的馬達艙而造成困難,裝配和之后的保養也需要高的花費和大的心思,以便例如排除由于帶盤的對準誤差或由于沒有按照規定所繃緊的帶等的尖銳噪音或者提前的磨損。
在圖1中示出了從現有技術中已知的內燃發動機的輔助總成的裝置10的透視圖。在這里,它指的是商用車的被實施作為柴油內燃機的內燃發動機1。曲軸箱2在下部利用油池19封閉。所述內燃發動機1的上側利用附圖標記5來指代。在所述內燃發動機1的前部的端側4處存在著由內燃機驅動的帶傳動機構6,在下文簡稱為帶傳動裝置。在圖1的透視圖中,利用附圖標記6b指代所述帶,并且利用附圖標記6a指代傳動帶盤。所述帶傳動裝置以本身公知的方式驅動24v發電機(發電機)11、水泵12和空調器的冷卻介質壓縮機13。水泵12和冷卻介質壓縮機13同樣布置在在所述前部的端側4處的風扇7的后方,但卻布置在所述前部的端側4的在圖1中未示出的后部的部分上并且由此在所述前部的端側4的對置于所述發電機11的側部上。
此外,在所述前部的端側4處存在著由所述內燃機驅動的前部的輪傳動裝置(齒輪傳動機構),其齒輪由前部的控制殼51包裹并且由此在圖1的示意中不可見。所述前部的輪傳動裝置驅動被布置在所述前部的端側4處的風扇7、布置在所述曲軸箱2的側向的燃料高壓泵15以及油泵。此外,存在后部的輪傳動裝置,也即被布置在所述內燃發動機1的傳動機構側的端側3處的輪傳動裝置,該輪傳動裝置由所述內燃機驅動。所述后部的輪傳動裝置同樣由后部的控制殼52包裹并且因此在圖1的示意中不可見。
所述后部的輪傳動裝置驅動也被稱為空氣壓縮器的空氣壓縮機14,該空氣壓縮機被實施作為活塞式壓縮機。所述空氣壓縮機14利用壓縮空氣供應商用車的壓縮空氣系統。所述空氣壓縮機緊固在所述曲軸箱的側向的壁部的下部的后部的區段處。在此位置處,一個口部位于曲軸箱2中,經過該口部使得在壓縮空氣壓縮機4和后部的輪傳動裝置之間實現功率流。
所述后部的輪傳動裝置還驅動這樣的轉向輔助泵:該轉向輔助泵布置在所述空氣壓縮機14處。所述后部的輪輸出裝置還以公知的方式驅動所述凸輪軸驅動裝置并且具有輔助輸出裝置(英語:powertake-off,動力輸出裝置),以用于驅動例如用于該商用車的結構件的液壓泵(分別未示出)。
通過這樣的構造方案,可供使用的自由的結構空間幾乎完全用于布置這樣的輔助總成,該輔助總成被需要用于常規地配備的機動車。但是,在裝備有另外的輔助總成時出現了問題,例如當該商用車應配有用于廢熱利用(英語:wasteheatrecovery(whr))的系統時,在該系統中例如要采用膨脹機(expansionsmaschine)。
技術實現要素:
在這樣的背景前,本發明所針對的任務在于,提供一種在內燃機中的輔助總成的裝置,利用該裝置能夠避免傳統的裝置的缺點。本發明尤其所針對的任務在于,提供一種在內燃機中的輔助總成的裝置,該裝置要求較小的結構空間,利用較小的花費實現了更改內燃機以用于帶有額外的輔助總成的應用,并且實現了該內燃機的更高效的、更低噪音的和更少保養的運行。
通過具有獨立權利要求的特征的輔助總成的裝置來解決這些任務。本發明的有利的實施方式和用途是從屬權利要求的主題并且在下述說明中在部分參照附圖的情況下更加詳細地闡釋。
按照本發明的一般想法要點,提供一種在內燃機中的輔助總成的裝置,尤其是該輔助總成的驅動裝置。所述內燃機能夠是往復活塞式內燃機,例如被實施作為柴油內燃機的內燃發動機。所述內燃機能夠是機動車的、尤其商用車的內燃發動機。所述輔助總成包括以發電機方式和優選也以馬達方式能夠運行的電機以及膨脹機。所述膨脹機能夠是用于將內燃機或者馬達排氣制動系統(motorstaubremssystem)的廢熱借助于蒸氣回路(英語:wasteheatrecovery(whr)回路)轉化為可用能量的、廢熱利用系統的膨脹機。
此外,輔助總成的裝置還包括一個編組的輔助總成。為了更好地限定該輔助總成的總體,將此編組在下文稱為第一編組。此第一編組能夠包括水泵、冷卻介質壓縮機、燃料預供給泵、燃料高壓泵、油泵、轉向輔助泵和另外的輔助總成。例如,所述第一編組也能夠沒有實施有冷卻介質壓縮機。
本發明包括的一般的技術指導是,輔助總成的裝置實施成沒有帶驅動裝置,也即不具有帶驅動裝置。由此,在所述內燃機處沒有設置用于驅動所述輔助總成的帶驅動裝置。在這里,第一編組的單個的輔助總成被電驅動和/或由與所述內燃機處于有效連接中的輪傳動裝置(齒輪傳動機構)機械地驅動。換而言之,所述水泵能夠電驅動或者由輪傳動裝置機械驅動。相應的情況適用于冷卻介質壓縮機、燃料預供給泵、燃料高壓泵、油泵和轉向輔助泵。換而言之,這些輔助總成要么電氣化地實施,也即能夠電驅動,要么不具有帶驅動裝置并且僅通過所述內燃機的輪傳動裝置能夠驅動。所述輪傳動裝置優選指的是所述內燃機的后部的輪傳動裝置,也即這樣的輪傳動裝置:其布置在所述內燃機的傳動機構側的端部處。所述電機和所述膨脹機經過所述輪傳動裝置與所述內燃機的曲軸處于有效連接中。所述裝置還能夠具有另外的輔助輸出裝置(英語:powertake-off)以及凸輪軸驅動裝置,它們同樣能夠由輪傳動裝置進行機械驅動。
所述輔助總成的根據本發明的裝置的優勢在于,能夠節省為帶傳動裝置所需的比較大的結構空間和構件成本。此外,省去了對于帶驅動裝置的保養花費。通過電氣化所述輔助總成的至少一個部分,對于所述輔助總成的所述裝置提高了靈活性。電氣化的輔助總成能夠較靈活地布置在所述曲軸箱處,因為它不必布置在這樣的位置處:在該處設置了與曲軸的機械的有效連接,例如以對于輪傳動裝置的接口的形式。電氣化的輔助總成此外還不必布置在對于所述曲軸箱的緊鄰附近中,而是也能夠例如布置在所述車輛框架處。另外的優點是,僅一個輪傳動裝置足以機械地驅動非電氣化的輔助總成。另外的優點是,任何被布置在風扇和所述內燃機的前部的端側之間的帶傳動裝置均不能夠部分地封鎖通過所述風扇所產生的空氣流。
所述輪傳動裝置能夠例如布置在傳動機構側的端部區域處或在機動車的行駛方向上觀察的所述內燃機的后部的端部區域處。所述驅動裝置能夠由此這樣來實施:即沒有輪傳動裝置布置在所述內燃機的前部的端側的或所述風扇所設置的端側的區域中,并且只不過僅一個輪傳動裝置在與此對置的端側的區域中。這一點還提供的優點是,多個輔助總成布置在所述內燃機的后部的區域中并且由此布置在所述車輛的前橋的后方,并且所述裝置由此更少“使頭部負載”,這尤其在拖拉機中有利。僅一個輪傳動裝置的一個另外的優點是所述內燃發動機的較小的摩擦力矩。
尤其有利的是,水泵、冷卻介質壓縮機和燃料預供給泵分別被電驅動,尤其這些輔助總成是純電地驅動。
出于安全原因并且為了避免馬達損壞,有利的是,不同地,所述燃料高壓泵、轉向輔助泵和/或油泵由所述輪傳動裝置進行機械驅動,其中,所述油泵和所述轉向輔助泵作為附加方案組合式地能夠被電驅動和機械驅動。所述轉向輔助泵但是也能夠電氣化。例如,所述轉向輔助泵和油泵能夠分別在主供給運行中被電驅動并且在緊急運行中被機械驅動。
所述電氣化的輔助總成在此能夠經過車載電網或者子車載電網,例如12v、24v或者48v車載電網利用電功率來供應。所述車載電網能夠是至少部分地能夠電驅動的車輛的車載電網。
所述輔助總成的裝置還能夠具有用于馬達冷卻的風扇,作為另外的輔助總成。所述風扇能夠尤其是機械被驅動的風扇。按照這種實施方式建議的是,將所述風扇同軸于曲軸進行布置,尤其是布置在所述內燃機的前部的端側處。所述內燃機的前部的端側是朝向所述車輛前側的或對置于所述內燃機的傳動機構側的端側。所述內燃機的傳動機構側的端側在下文也稱為后部的端側。所述風扇能夠例如緊固在所述內燃機的曲軸上或者曲軸的延長部上,并且優選地經過開關元件(粘性離合器)防止轉動地與所述曲軸耦合。
尤其有利的是,所述輪傳動裝置用于驅動這樣的輔助總成:該輔助總成被機械驅動,并且所述風扇布置在所述內燃機的對置的端部區域處。由此,任何被布置在風扇和所述內燃機的前部的端側之間的輪傳動裝置或者由此輪傳動裝置驅動的輔助總成均不能夠部分地封鎖通過所述風扇產生的、用于冷卻所述內燃機的空氣流。
所述電氣化的水泵能夠緊固在所述內燃機的前部的端側處或者在所述曲軸箱的側向的壁部處。由此,所述水泵不要求在所述內燃機的后部的區域中的結構空間,該結構空間能夠被用于把被機械驅動的輔助總成布置在所述后部的輪傳動裝置處并且布置在在所述車輛處的導引冷卻介質的構件的附近。所述冷卻介質壓縮機還能夠與車輛固定地進行緊固。這種布置釋放了在所述曲軸箱處的結構空間,以便在該處能夠布置其它的輔助總成并且不要求柔性的線路,以用于從與車輛固定的構件轉移到所述空調器的與馬達固定的構件上。
按照另一個優選的實施變體方案,所述以發電機方式并且優選地也以馬達方式能夠運行的電機被側向地布置在所述內燃機處,尤其布置在所述曲軸箱的或者所述內燃機的控制殼的側向的壁部處。把被緊固在所述曲軸箱的端側的殼稱為控制殼,該殼至少部分地包裹所述輪傳動裝置。所述曲軸箱的兩個側向的壁部在所述兩個端面之間走向并且沿著垂直方向向著油池的方向導引,該油池被設置在所述曲軸箱的下部的區域處。進一步優選地,所述電機能夠布置在所述內燃機的曲軸箱的傳動機構側的側向的端部區域處,尤其布置在所述曲軸箱或者控制殼的側向的壁部的傳動機構側的區域處。通過此裝置,所述電機能夠例如聯接至所述內燃機的與所述后部的輪傳動裝置處于有效連接中的輔助傳動裝置處。
把概念“輔助傳動裝置”理解為輔助驅動裝置和/或輔助輸出裝置。所述輔助傳動裝置能夠作為輔助輸出裝置(英語:power-take-off)起作用,以便驅動一個或多個輔助總成。在這里,功率流經過輔助傳動裝置從所述內燃機中向外指向。所述輔助傳動裝置也能夠作為輔助驅動裝置起作用,其中,功率流經過輔助驅動裝置朝著所述內燃機流動。由此,輔助傳動裝置在本發明的意義中表現為在所述內燃機處、例如在內燃發動機處的接口,經過該接口使得輔助總成或其它的器件與所述內燃機能夠機械地有效連接,以便例如由曲軸驅動或者將機械能提供給該曲軸。
按照一個尤其優選的構造方式,所述裝置包括壓縮機設備以用于壓縮空氣系統的壓縮空氣產生,例如為了利用壓縮空氣來供應所述車輛的壓縮空氣制動器。在此壓縮機設備中,所述內燃機的至少一個缸體具有被布置在所述缸蓋中的能夠控制的閥,經過該閥使得在該閥的經打開的狀態中能夠建立所述至少一個缸體的燃燒室與壓縮空氣系統的連接,并且經過該閥能夠把被壓縮的氣體從所述燃燒室中提供給所述壓縮空氣系統的壓縮空氣存儲器。
這點提供的特別的優勢是,經此能夠省去傳統的、經過所述內燃機的輔助輸出裝置所驅動的空氣壓縮機。例如能夠使用這樣經此變得自由的輔助輸出裝置和結構空間,以便在電機和曲軸之間建立有效連接。壓縮機設備(其把為了產生壓縮空氣而壓縮的空氣從所述內燃機的缸體中針對性地取出)本身就從現有技術中已知并且因此在此處未被進一步說明。示例性地,參照說明了所屬類型的壓縮機設備的公開文件de19902052c2、de19735822c1、de10135363a1、de4309860c1或者de3118269a1。
為了盡可能好地利用在尤其在商用車中的內燃機處的可供使用的結構空間,特定的輔助總成或組件能夠布置在所述曲軸箱處的特定的有利的角范圍中,其中,從所述曲軸箱的后部的端側起,向著所述內燃機的方向觀察,并且從0°的角起,在所述曲軸箱的下側處沿著順時針方向向上確定一個角。所述組件布置的下述的可選的角范圍被在圖3中展示并且這樣被說明:即當從后方(傳動機構側)觀察所述內燃發動機時。由此,關于與所述曲軸平行的垂直平面來確定所述角,從而0°至360°的角范圍撐開了相對于此垂直平面的垂直的圓。由此,0°的角對應于在所述曲軸箱的下部和中部的布置;180°的角對應于在所述曲軸箱的中上部的布置;并且90°或者270°或-90°的角對應于在所述曲軸箱的側向壁部處的布置。
以發電機方式和優選地也以馬達方式能夠運行的電機的一個有利的布置方式在所述曲軸箱的側向的壁部處位于從110°至160°或者從200°至250°的角范圍中,因為在這里,在商用車馬達中的結構空間不被車輛框架或者車橋所要求,并且該布置方式也不會限制離地間隙。
所述燃料泵的一個有利的布置方式在所述曲軸箱的側向的壁部處位于從60°至120°或從240°至300°的角范圍中。所述油泵的一個有利的布置方式在于從-90°至90°的角范圍中。-90°的角對應于270°。由后部的輪傳動裝置所驅動的、例如用于驅動用于所述商用車的結構件的液壓泵的輔助輸出裝置(英語:power-take-off)的一個有利的布置方式位于從150°至240°的范圍中。
按照一個尤其優選的實施方式,在本發明的框架中存在的可行方案是,所述輔助總成的裝置包括一個軸和兩個軸端部、尤其兩個自由的軸端部,該軸經過輪傳動裝置與所述內燃機的曲軸處于有效連接中。所述兩個軸端部分別被構造用于與給出功率的和/或取用功率的機器進行連接,該機器尤其是布置在所述曲軸箱外部的給出功率的和/或取用功率的機器。換而言之,所述軸具有第一軸端部,該軸端部如此布置:使得它與第一布置在所述曲軸箱以外的給出功率的和/或取用功率的第一機器能夠連接。所述軸還具有第二軸端部,該軸端部如此布置:使得它與布置在所述曲軸箱以外的給出功率的和/或取用功率的第二機器能夠連接。所述兩個機器由此能夠在所述軸的對置的端部處彼此對準地與所述軸進入有效連接中。在沿著軸向方向從所述軸端部偏置地布置的位置處,所述軸處于與所述內燃機的有效連接中。經此,借助于所述軸來提供帶有t形的功率分支的輔助傳動裝置。所述軸與所述輪傳動裝置的有效連接能夠由此不在所述軸的端部區域處進行,而是在與所述自由的端部間隔的軸段處進行。布置在輔助傳動裝置接口處的帶有兩個自由的端部的軸提供的特別的優勢是,所述輔助傳動裝置接口能夠用于布置兩個輔助總成。從而,分別根據哪些給出功率的和/或取用功率的機器被聯接在所述軸處,并且是否這樣的機器被聯接在所述軸的兩個或者僅一個自由的端部處,能夠節約結構空間地靈活地關于輔助總成實現多個配備變體方案。
例如,所述軸端部之一能夠與膨脹機相連,尤其與這樣的膨脹機相連:該膨脹機是用于優選借助于蒸氣回路將內燃機或者馬達排氣制動系統的廢熱轉化為可用能量的廢熱利用系統的一部分。在這樣的廢熱利用系統中,回路介質借助于蒸氣回路、例如orc過程(organicrankinecycle,有機蘭金循環)被帶到較高的壓力水平上、在蒸發器中蒸發和過度加熱。此蒸氣被提供給膨脹機,該膨脹機把被存儲在所述蒸氣中的能量轉化為可用能量。在所述膨脹機后,所述蒸氣再次液化并且提供給供給泵。
所述軸端部之一還能夠與以馬達方式和以發電機方式能夠運行的電機、例如帶有12v、24v或48v的額定電壓的車載子網的馬達/發電機相連。所述自由的軸端部之一也能夠保持自由,也即不被配備。兩個軸端部還能夠與以發電機方式和優選也以馬達方式能夠運行的電機相連。
如果膨脹機以及馬達/發電機與所述軸相連,則這種裝置提供的優勢是,所述膨脹機和所述發電機彼此間地以及也分別與所述內燃發動機經過所述軸能夠有效連接,以便實現所述膨脹機的能量的可選的電利用和機械利用。
由此,這種變體方案的特別的優勢在于,利用根據本發明布置的軸能夠實現不同的配備變體方案。從而對于車輛變體方案(其在使用蒸氣回路的情況下應該配備有廢熱利用系統),能夠給所述軸的一個端部配備膨脹機,而另一個端部配備有馬達/發電機。對于車輛變體方案(其應該在不帶有廢熱利用系統的情況中被提供)所述自由的端部之一能夠保持自由(也即未配備)并且另一個端部配備有馬達/發電機。對于帶有較高的電流需求的應用(例如在公交車中),也能夠在所述軸的每個自由的端部處聯接各一個馬達/發電機。在所說明的變體方案中的每個中,所述馬達/發電機能夠分別按照市場需求而可選地被實施作為帶有12v工作電壓、24v工作電壓、48v工作電壓的馬達/發電機或者作為高伏特發電機(例如400v)。
在本發明的框架中,還能夠設置至少一個離合器或者主動的或者被動的開關元件,以用于可選地建立或者分離在被聯接至一個軸端部的機器和被聯接至另一個軸端部的機器之間的有效連接,和/或以用于可選地建立或者分離所述軸與所述內燃發動機的有效連接。作為備選方案,不能夠設置這樣的離合器或者不能夠設置開關元件,從而所述軸與所述內燃發動機固定地和/或不可開關地、尤其持續地有效連接,和/或被聯接至兩個自由的端部處的機器固定地和/或不可開關地、尤其持續地有效連接。
按照一個尤其優選的實施方式,所述軸支承在一個殼中。按照此實施方式的一個變體方案,此殼能夠緊固在所述曲軸箱處尤其所述曲軸箱的外側處,或者構造為所述曲軸箱的一部分。所述殼能夠例如緊固在所述曲軸箱的側向和外部。按照一個另外的變體方案,此殼能夠緊固在控制殼處或者構造為所述控制殼的一部分。所述控制殼(如已經提到的那樣)是這樣的殼:在其中布置有與所述內燃機處于有效連接中的輪傳動裝置。所述曲軸箱通常朝著端側敞開。所述控制殼布置在所述端側處并且從而在端側處封閉所述曲軸箱。所述控制殼能夠是所述后部的控制殼,在其中安置有后部的、也即傳動機構側的輪傳動裝置。此殼還能夠緊固在所述曲軸箱處以及控制殼處。由此,所述軸經過此殼緊固在所述曲軸箱和/或控制殼處。所述殼因此在下文稱為中間殼。這種變體方案提供的優勢是,所述曲軸箱的現有的形式和實施方案不必改變以用于布置所述軸。作為其取代方案,單獨的中間殼緊固在所述曲軸箱或控制殼的外部。
但是,按照另一個實施方式,也存在的可行方案是,將所述軸支承在所述曲軸箱的殼區段中。按照一個其它的可行方案,所述軸能夠支承在所述控制殼的殼區段中。所述控制殼能夠是這樣的控制殼:在其中支承有所述后部的、也即傳動機構側的輪傳動裝置,該輪傳動裝置與所述內燃機處于有效連接中。這些變體方案提供的優點是,能夠省去單獨的中間殼。
所述殼區段和所述中間殼能夠在所述軸端部的區域中具有各一個口部,以便把布置在所述曲軸箱以外和/或布置在所述曲軸箱處的機器聯接至所述軸端部之一處。
所述中間殼能夠布置在所述內燃機的曲軸箱的側向的壁部處或者所述內燃發動機的后部的、也即傳動機構側的端側處。所述曲軸箱的兩個側向的壁部在所述兩個端面之間走向并且沿著垂直方向向著油池的方向導引,該油池被設置在所述曲軸箱的下部的區域處。進一步優選地,所述中間殼能夠布置在所述內燃機的曲軸箱的傳動機構側的側向的端部區域處,尤其布置在所述曲軸箱或者控制殼的側向的壁部的傳動機構側的區域處。通過這樣的布置,所述軸能夠例如聯接至所述內燃機的與所述曲軸處于作用連接中的后部的輪傳動裝置處。
所述軸還能夠借助于至少一個徑向軸承和/或至少一個軸向軸承支承在所述中間殼或者殼區段中。所述徑向軸承和/或軸向軸承承受作用到所述軸上的徑向力和/或軸向力,該徑向力和/或軸向力例如通過所述軸與所述輪傳動裝置的機械的有效連接而引起。通過這樣的裝置,能夠減小或者避免對輔助總成的軸承的在大多情況下限定壽命的力。
按照本發明的一個另外的可行的方面,在所述殼區段的或者所述中間殼的對置的端側處能夠設置各一個緊固接口,以用于防止扭轉地緊固所述給出功率的和/或取用功率的機器的殼。由此,每個緊固接口配設給一個軸端部。所述中間殼的端側配設給所述自由的軸端部中的各一個并且基本上垂直地設立在所述軸的轉動軸線上。所述中間殼或者所述殼區段(在其中支承有所述軸)能夠由此實施多重功能:所述中間殼能夠用于經支承地容納所述軸并且用于緊固與所述軸處于有效連接中的機器的機器殼以及提供保護所述軸免受臟污和機械損傷,以及在同時的實施方案中作為控制殼包裹所述后部的輪傳動裝置和飛輪。
所述軸能夠這樣來布置:其轉動軸線平行于或者基本上平行于曲軸軸線走向。所述自由的軸端部能夠為了分別與一個給出功率的和/或取用功率的機器相連而分別具有適當地實施的聯接元件。所述聯接元件能夠例如實施作為連接法蘭、內齒部、外齒部、截錐、花鍵軸形件、齒軸形件或者作為任何其它的軸輪轂連接部。
按照一個另外的變體方案,所述軸布置在所述內燃機的冷側上。這點尤其有利,當在所述軸的一個自由的軸端部處聯接有膨脹機時,因為用于廢熱利用的回路(whr回路)通常利用易燃的流體(例如基于乙醇)進行工作,從而在滲漏時,此流體不會直接達到馬達的熱側。同樣有利的是,所述燃料泵布置在所述內燃機的冷側上。
內燃機已知具有熱側,該熱側在所述內燃機的運行中相比于冷側具有更高的溫度。所述內燃機的熱側例如是所述內燃機的這樣的側部:在該側部處布置有廢氣歧管。在所述熱側上也能夠布置有廢氣渦輪增壓器。在商用車中典型地在所述冷側處布置有增壓空氣線路和馬達控制器。
還存在的可行方案是,所述裝置具有供給泵、分配閥、旁通閥和冷凝器,它們布置在所述內燃機處并且它們優選是廢熱利用系統的一部分,該廢熱利用系統用于將內燃機或者馬達排氣制動系統的廢熱借助于蒸氣回路轉化為可用能量。供給泵、分配閥、旁通閥和冷凝器能夠布置在所述內燃機的冷側上,例如在冷側上緊固在所述曲軸箱的側向的壁部處。
本發明還涉及一種機動車、尤其商用車,其帶有正如在本文件中所說明那樣的輔助總成的裝置。
附圖說明
本發明的先前所說明的優選的實施方式和特征能夠任意地彼此組合。本發明的另外的具體情況和優點在下文中參照附圖進行說明。圖示:
圖1是從現有技術中已知的在商用車的內燃發動機處的輔助總成的裝置的透視圖;
圖2是按照本發明的一個實施例的在商用車的內燃發動機處的輔助總成的裝置的透視圖;
圖3是用于圖解角范圍的在所述內燃發動機上的后部的正視圖;
圖4是按照本發明的一個實施方式的輔助傳動裝置的細節視圖;并且
圖5a和5b是按照本發明的另一個實施方式的輔助傳動裝置的細節視圖。
同樣的或者功能等價的元件在所有的附圖中利用相同的附圖標記來指代。
具體實施方式
圖2示出了按照本發明的一個實施例的在商用車的內燃發動機1處的輔助總成的裝置20的透視圖。所述內燃發動機1被實施作為柴油內燃機。所述內燃發動機1的上側正如在圖1中那樣利用附圖標記5,所述前部的端側利用附圖標記4并且后部的傳動機構側的端側利用附圖標記3進行指代。所述輔助總成的所示的裝置20被實施為沒有帶驅動裝置,也即不具有帶驅動裝置。同樣,所述前部的輪傳動裝置相比于在圖1中所示的裝置被省去。
例如,從在圖1中展示的已知的裝置起,這樣實現帶傳動裝置的省去:即,到目前為止由帶傳動裝置驅動的組件被電氣化或者移動到所述后部的輪傳動裝置中。所述發電機24此時由后部的輪傳動裝置驅動,其中,所述發電機24相比于圖1的發電機14也能夠被實施作為帶有12v、24v或者48v工作電壓的馬達/發電機。所述發電機24因此不僅能夠以發電機方式運行也能夠以馬達方式運行,并且對此能夠由電氣的車載電網的電儲能器(分別未示出)利用電能對于以馬達方式的運行進行供應。所述后部的輪傳動裝置(其能夠以本身公知的方式實施)位于所述后部的端側3的區域中并且由控制殼52包裹并且因此在圖2的示意中不可見。
所述水泵22構造為帶有48v工作電壓的電氣化的組件并且與馬達固定地布置在所述馬達前側4處。所述冷卻介質壓縮機(在圖2中未示出)同樣構造為具有48v工作電壓的電氣化的組件并且由此能夠與框架固定地進行構造。在圖2中未示出被構造在所述車輛框架處的冷卻介質壓縮機。所述轉向輔助泵(在圖2中未示出)同樣構造為具有48v工作電壓的電氣化的組件并且由此能夠與框架固定地進行構造。在圖2中未示出被構造在所述車輛框架處的轉向輔助泵。例如從在圖1中展示的已知的裝置起,這樣來實現省去在圖2中所示的實施變體方案中的前部的輪傳動裝置:即,到目前為止由所述前部的輪傳動裝置所驅動的組件移動到后部的輪傳動裝置中(除了風扇7以外),該風扇相對于所述曲軸同軸地并且防止轉動地布置在曲軸末端21上。虛線18代表所述曲軸的中軸線。所述高壓燃料泵15和油泵由所述后部的輪傳動裝置進行機械驅動。作為附加方案,所述油泵能夠被電驅動并且由此部分地電氣化。所述后部的輪傳動裝置還以本身公知的方式驅動凸輪軸驅動裝置(未示出)。所述后部的輪傳動裝置還具有輔助輸出裝置(英語:power-take-off)(未示出),以用于驅動例如用于商用車的結構件的液壓泵。
所述裝置20的特殊方面在于,圖1中的活塞式空氣壓縮器被用于壓縮空氣系統的壓縮空氣產生的壓縮機設備進行取代,在該壓縮機設備中,所述內燃機的至少一個缸體具有被布置在所述缸蓋中的能夠控制的閥,經過該閥使得在該閥的經打開的狀態中能夠建立所述至少一個缸體的燃燒室與壓縮空氣系統的連接,并且能夠把被壓縮的氣體從所述燃燒室中提供給所述壓縮空氣系統的壓縮空氣存儲器。在由此變得自由的輔助傳動裝置接口處,被布置在所述內燃機的曲軸箱2的側向和外部的軸42被設置作為輔助傳動裝置40的一部分。在所述軸處布置有48v馬達/發電機24和膨脹機25,這在下文還更加詳細地結合對于圖4的說明進行說明。
圖2的視圖示出了內燃發動機1的冷側31,在該冷側上布置有馬達控制器17、增壓空氣導送部9、燃料模塊16和輔助傳動裝置40,在該輔助傳動裝置處例如布置有馬達/發電機24和膨脹機25。在所述燃料模塊16中集成有用于支持燃料供應的不同的組件、例如燃料過濾器和壓力調節器。在所述冷側上,除了所述膨脹機25還布置有蒸氣回路的另外的本身已知的組件,也即供給泵26、分配閥27、旁通閥28以及冷凝器29,它們分別緊固在所述曲軸箱2處。
圖3示出了用于圖解角范圍的在所述內燃發動機上的后部的正視圖,在所述角范圍處布置有輔助總成。為了確定角范圍,從所述曲軸箱2的后部的端側(傳動機構側)起,向著所述內燃機1的方向觀察,并且從0°的角起,在所述曲軸箱的下側處,沿著順時針方向向上確定角α。所述組件布置的下述的可選的角范圍因此被這樣說明:即當從后方(傳動機構側)觀察所述內燃發動機時。由此,關于與所述曲軸平行的和包含此曲軸的垂直平面30確定所述角,從而從0°至360°的角范圍撐開了相對于此垂直平面的垂直的圓。在所示出的示例中,側部31是所述內燃發動機的冷側,側部32是所述內燃發動機的熱側。
所述輔助傳動裝置40(帶有例如被裝接的機器:馬達/發電機24和膨脹機25)在從110°至160°的角范圍中在所述冷側31上布置在所述曲軸箱的側向的壁部處。燃料泵15在從60°至120°的角范圍中布置在所述冷側31上。油泵在從-90°至90°的角范圍中布置在所述曲軸箱的下部的區域中。如果交換了冷側和熱側,則馬達/發電機相應地布置在從200°至250°的角范圍中,并且所述燃料泵在從240°至300°的范圍中布置在所述曲軸箱的側向。
圖4示出了按照本發明的一個實施方式的輔助傳動裝置40的細節視圖,其中,僅在剖視圖中展示了所述輔助傳動裝置40。上述已經提到的是,輔助傳動裝置接口(在其處在從現有技術中已知的內燃發動機(參見圖1)中布置有空氣壓縮機)此時被用于布置軸42,該軸具有兩個自由的軸端部42a、42b,該軸端部分別被構造用于與給出功率的和/或取用功率的機器24、25進行連接。所述軸42的轉動軸線平行于曲軸轉動軸線18進行走向。
所述自由的軸端部42a、42b能夠為了分別與一個給出功率的和/或取用功率的機器24、25進行連接而例如具有連接法蘭、內齒部、外齒部、截錐、花鍵軸形件、齒軸形件或者對于軸輪轂連接部的類似的接口。所述軸42在所示出的示例中被實施作為具有內齒的軸,從而所述給出功率的和/或取用功率的機器24、25分別利用外齒部46與所述軸42處于有效連接中。
所述軸42的功率的供饋和/或取用經過所述后部的輪傳動裝置來進行,其中,所述對于曲軸18的有效連接經過在所述曲軸箱2處的側向的口部來進行。在這里,所述軸42防止轉動地與所述后部的輪傳動裝置的齒輪50相連,其中,所述齒輪50從所述內燃機1的曲軸起,經過所述后部的輪傳動裝置的中間輪能夠被驅動。利用緊固元件47、例如螺釘將所述齒輪固定在所述軸42處。
在曲軸箱處存在中間殼41,該中間殼位于側向的口部以上并且在所述曲軸箱2的側向的壁部處緊固在所述曲軸箱以外。所述中間殼41在從110°至160°的角范圍中緊固在所述內燃發動機的冷側上,正如上述對于馬達/發電機25所說明的那樣。所述中間殼41借助于緊固元件43、例如螺釘緊固在所述曲軸箱處。
所述軸42借助于徑向軸承和軸向軸承被支承在所述中間殼41中。在所述中間殼41的對置的端側48處設置有緊固法蘭44、45,以用于防止扭轉地緊固所述給出功率的和/或取用功率的機器24、25的殼。
所述軸42的傳動機構側的軸端部42b與所述馬達/發電機24相連。所述軸的對置的軸端部42a與膨脹機25相連。當然,這種布置也能夠被交換,從而所述膨脹機25會布置在所述傳動機構側的軸端部42b處。所述膨脹機25是用于借助于蒸氣回路將內燃機的廢熱轉化為可用能量的廢熱利用系統的一部分,該蒸氣回路此外包括供給泵26、分配閥27、旁通閥28和冷凝器29,正如前述那樣。
所述膨脹機25和所述馬達/發電機24彼此間地以及與所述內燃發動機1的曲軸經過所述后部的輪傳動裝置處于有效連接中。
圖5a和5b示出了按照本發明的另一個實施方式的輔助傳動裝置60的細節視圖。圖5a示出了內燃機的側向的后部的端部區域的透視的細節視圖。這種實施方式的特殊方面在于,所述輔助傳動裝置60的軸42支承在所述后部的控制殼52a的殼區段中。對此,也包裹所述后部的輪傳動裝置的所述后部的控制殼52a相比于在圖2中所示的控制殼52實施得更高,從而所述軸42能夠布置在所述控制殼52a的外上部的殼區段處。飛輪殼利用附圖標記56來指代。
圖5b在剖視圖中示出了輔助傳動裝置60。上文已經提到的是,所述中間殼41也能夠是所述后部的控制殼52a的一部分或者是控制殼本身。當前,所述中間殼41(在其中支承有軸42)被實施作為所述控制殼52a的一部分。由此,經支承的軸42和被緊固在其上的齒輪50形成了所述后部的輪傳動裝置的一部分。
所述中間殼41與在圖2中的中間殼類似地進行實施。尤其,帶有相同的附圖標記的組件對應于圖2的組件并且不被單獨說明。齒輪50經過螺釘被固定在所述軸42處。
雖然本發明參照特定的實施例已經被說明,對于本領域技術人員可見的是,能夠實施不同的更改方案,并且能夠使用等價方案作為替代,而不離開本發明的范圍。作為附加方案,能夠實施許多變型方案,而不離開從屬的范圍。因而,本發明應不限于所公開的實施例,而是應該包括落在所附的權利要求的范圍中的所有的實施例。尤其,不依賴于所引用的權利要求,本發明對于從屬權利要求的主題和特征也要求保護。
附圖標記清單
1內燃機、尤其內燃發動機
2曲軸箱
3內燃發動機的傳動機構側
4內燃發動機的前部的端側
5內燃發動機的上側
6帶傳動裝置
6a帶盤
6b帶
7風扇
9增壓空氣導送部
10驅動裝置
11發電機
12水泵
13冷卻介質壓縮機
14空氣壓縮機
15燃料高壓泵
16燃料服務模塊
17馬達控制器
18曲軸的中線
19油池
20驅動裝置
21法蘭
22水泵(電氣化)
24馬達/發電機,12v、24v、48v或者高伏特(例如400v)
25擴張器
26供給泵
27分配閥
28旁通閥
29冷凝器
30垂直平面
31馬達的冷側
32馬達的熱側
40輔助傳動裝置
41中間殼
42具有內齒的軸
42a第一端部
42b第二端部
43緊固元件
44緊固法蘭
45緊固法蘭
46用于軸輪轂連接部的齒部
47緊固元件
48端側
50齒輪
51前部的控制殼
52后部的控制殼
52a后部的控制殼
56飛輪殼
60輔助傳動裝置。