機動車傳動系的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種機動車傳動系，尤其是用于載貨車或軌行機車的機動車傳動系，其具有帶驅動軸并且產生廢氣流的驅動發動機；具有定位在廢氣流中的用于將廢氣能量轉化成驅動功率的動力渦輪機；其中，動力渦輪機能切換成與驅動軸驅動連接，用于以動力渦輪機的驅動功率驅動所述驅動軸或者在驅動功率流中接在驅動軸之后的機組；具有液力緩行器，包括驅動的裝有葉片的主輪和固定的或者在裝有葉片的主輪的反向方向上的驅動的裝有葉片的副輪，它們共同地形成可填充以工作介質的工作空間，用于通過借助工作介質回路從主輪傳遞到副輪的扭矩傳遞液力地制動主輪。按本發明的機動車傳動系的特征在于，設有機械分離離合器，借助該機械分離離合器能將動力渦輪機和液力緩行器的主輪與機動車傳動系中的驅動功率流斷開連接。
【專利說明】機動車傳動系
[0001]本發明涉及一種尤其是用于載貨車如載重汽車、施工機械、農業車輛或者特種車輛的機動車傳動系或者用于軌行機車的機動車傳動系。
[0002]在按本發明類型的機動車動力系統中使用驅動發動機，尤其是內燃機，例如柴油發動機，該驅動發動機具有驅動軸并且產生廢氣流，用于將驅動功率饋送到機動車傳動系中，其中，為了提高效率，例如在用于驅動發動機渦輪增壓的廢氣渦輪增壓器旁邊設置所謂的廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統。這種廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統具有定位在驅動發動機的廢氣流中的動力渦輪機，該動力渦輪機將廢氣能量轉化成驅動功率，可將動力渦輪機切換為與驅動軸驅動連接，因此通過動力渦輪機從廢氣能量獲得的驅動功率可以與用于驅動機動車傳動系的驅動發動機的驅動功率相加，以便驅動驅動輪和/或機動車傳動系的其它機組。
[0003]雖然廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統在驅動發動機的額定工作點中導致效率提高，方式為例如在相同的消耗下有多于百分之十的驅動功率可供使用或者在相同的驅動功率中可以相應實現節約消耗，但在驅動發動機的部分負載工作中存在這樣的狀態，其中由于很少存在的廢氣能量幾乎不會產生附加的驅動功率。由于在廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統中、例如廢氣動力渦輪機的軸承中以及機械式驅動連接裝置(通過該驅動連接裝置將動力渦輪機連接到機動車傳動系上)中的不可避免的機械損失，甚至會出現驅動發動機的效率相對不帶廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統的相應驅動發動機變差的工作狀態。
[0004]因此，本發明所要解決的技術問題是，提供一種帶有廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統的機動車傳動系，其使得總效率得到改善。
[0005]按本發明的技術問題通過一種具有權利要求1的特征的機動車傳動系解決。在各從屬權利要求中給出有利且特別適宜的本發明設計方案。
[0006]按本發明的尤其是用于載貨車或軌行機車的機動車傳動系，如開頭所述，包括具有驅動軸并且產生廢氣流的驅動發動機以及定位在廢氣流中的用于將廢氣能量轉化成驅動功率的動力渦輪機。動力渦輪機可切換成與驅動軸驅動連接，以便以動力渦輪機的驅動功率驅動所述驅動軸或者在驅動功率流中位于驅動軸下游的機組。對于其它可能的詳情和功能參照按本發明類型的機動車傳動系在開頭部分的描述。
[0007]按本發明，還設置液力或者說流體動力學的緩行器，包括驅動的裝有葉片的主輪(也稱為轉子)和固定的裝有葉片的副輪(也稱為定子)，其中，兩個葉輪共同地形成可填充以工作介質的工作空間。在工作空間中可引入工作介質，例如水或油或具有這些物質的混合物，以便通過主輪的驅動形成在工作空間中的工作介質回路，借助該工作介質回路將扭矩從主輪傳遞到副輪上，由此液力地制動主輪。代替固定的副輪，即使對于所謂的反向緩行器也可以尤其通過液力緩行器的共同輸入軸與主輪反向地驅動副輪。
[0008]按本發明，設置機械分離離合器，借助該機械分離離合器，動力渦輪機和液力緩行器的裝有葉片的主輪均能夠與機動車傳動系中的驅動功率流脫耦。
[0009]通過按本發明的設計方案，不僅避免了開頭所述的在廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統中的機械損失，也就是在與動力渦輪機驅動連接中并且在動力渦輪機中的所選工作狀態下，即當動力渦輪機與驅動功率流斷開耦連時的機械損失，而且相應地適用于在其它情況下在液力緩行器的非制動工作中由于緩行器產生的剩余制動力矩和/或同樣由于例如軸承中的機械損失而出現的不希望的損失。通過按本發明的設計方案，同時使附加設計耗費和制造成本中的附加費用通過以下方式減少，即，將同一個機械分離離合器有利地用于機動車傳動系的迄今僅在確定的工作狀態中產生不希望的損失的兩個完全不同的機組。
[0010]液力緩行器和廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統的動力渦輪機與機動車傳動系中的驅動功率流借助共同的機械分離離合器的可選的機械脫耦是特別有利的，因為兩個系統在機動車傳動系的互補的工作狀態下是主動的或者說激活的，即，液力緩行器在機動車制動時并且因此通常在驅動發動機的慣性行駛中，和廢氣渦輪增壓及冷卻機組系統在機動車的牽引工作中，亦即在將驅動發動機的驅動功率主動地饋送到機動車傳動系中時是主動的，以便用驅動發動機驅動所述驅動輪和/或另一個機組。因此，機械分離離合器特別有利地具有至少兩個切換位置，其包括動力渦輪機在驅動連接中與驅動軸耦連并且同時液力緩行器的主輪與機動車傳動系中的驅動功率流斷開耦連的第一切換位置和動力渦輪機與機動車傳動系中的驅動功率流斷開耦連并且液力緩行器的主輪在機動車傳動系的驅動功率流中耦連的第二切換位置，以便用來自機動車傳動系的驅動功率驅動主輪并且在反向或逆轉式緩行器中尤其也驅動副輪。
[0011 ]按本發明的一種特別有利的擴展設計，機械分離離合器還具有第三切換位置，在該第三切換位置中，動力渦輪機和液力緩行器的的主輪均與機動車傳動系中的驅動功率流斷開耦連，因此也就是說既不驅動液力緩行器的主輪，由于太少的廢氣能量也不會通過驅動發動機不希望地帶動動力渦輪機。
[0012]按本發明的一個實施例，機械分離離合器設計成爪形離合器，或者設計成不同步的爪形離合器，但特別有利地設計成同步的爪形離合器。
[0013]按一種實施形式規定，動力渦輪機和液力緩行器的裝有葉片的主輪通過機械分離離合器連接在驅動發動機的輔助驅動器上，亦即在所謂的PT0(POWer Take Off)上。當前稱作驅動軸的驅動發動機軸可以例如形成輔助驅動器或者驅動軸是內燃機的曲軸并且輔助驅動器通過在驅動發動機內部的齒輪傳動與曲軸驅動連接。其它設計方案是可行的。
[0014]為了保護廢氣動力渦輪機不產生扭振，在機械分離離合器和動力渦輪機之間的驅動連接裝置中有利地設有扭振阻尼元件，該扭振阻尼元件特別有利地設計成液力離合器。這種液力離合器同樣具有兩個裝有葉片的輪，但這兩個輪都旋轉。尤其是沒有像在液力轉換器中那樣設置第三輪。兩個葉輪又共同地形成可填充以工作介質的工作空間，用于將驅動功率液力地從一個輪傳遞到另一個輪上。因此，液力離合器具有通向液力緩行器的工作空間的第二工作空間，也就是說相對于液力緩行器附加地設置。
[0015]液力離合器可以與液力緩行器在空間上分離地定位。例如，液力離合器在軸向方向上看定位在機械分離離合器的第一側上，而液力緩行器定位在機械分離離合器的相反的一側上。另一個實施形式規定，液力離合器與液力緩行器共軸地定位，其中，尤其是液力離合器和液力緩行器的旋轉軸線相互對齊。另一個實施形式還規定，液力離合器在徑向方向上定位在液力緩行器旁邊，也就是說液力離合器和液力緩行器的旋轉軸線相互平行，其中，葉輪在共同的平面的區域內并排地定位。
[0016]若液力離合器和液力緩行器以相同的工作介質運行，則可以有利地為兩個液力機組設有一個共同的工作介質供給裝置，尤其是油供給裝置，從這一個共同的工作介質供給裝置中向兩個工作空間供給工作介質。工作介質供給既可以理解為填充來自工作介質供給裝置的工作介質儲備中的工作介質并且將工作空間的工作介質清空到工作介質儲備中，也可以在不清空或完全清空至少液力離合器和/或緩行器的工作空間的另一個實施形式中理解為位于工作空間中的工作介質與來自工作介質供給裝置的工作介質的交換，尤其是連續的交換，以便將熱量從液力機組中排出。尤其如果兩個液力機組靠近驅動發動機定位或定位在驅動發動機中或驅動發動機上，例如因為通過驅動發動機的所述輔助驅動器進行驅動或者動力渦輪機的驅動功率被饋送到驅動發動機的輔助驅動器中，則也可以使用驅動發動機的機油供給裝置來向液力機器供給工作介質，即油。這種油供給裝置尤其用于潤滑驅動發動機。
[0017]按本發明的一種有利的設計方案，動力渦輪機和液力緩行器的主輪分別通過至少一個，尤其是多個圓柱齒輪級連接在驅動發動機的驅動軸上。例如在液力緩行器的主輪和驅動軸之間設置唯一的圓柱齒輪級或者設置兩個圓柱齒輪級，而在動力渦輪機和驅動軸之間的驅動連接中一般設置兩個或更多的圓柱齒輪級。從驅動軸觀察，通過這些圓柱齒輪級可以分別形成轉換成快速的變速裝置(增速器或增速齒輪箱)，使得液力緩行器的主輪和動力渦輪機均在驅動連接被接通時借助分離離合器分別比驅動發動機的驅動軸更快地旋轉。
[0018]以下根據實施例示例性地描述本發明。
[0019]在圖1中示出按本發明的機動車傳動系，其具有爪形離合器形式的分離離合器I，該分離離合器具有三個切換狀態。詳細地可以看到，從驅動發動機3的驅動軸2通過(至少)一個圓柱齒輪級4純機械地驅動連接到分離離合器I的輸入端5，通過分離離合器I的第一輸出端6和(至少)一個第二圓柱齒輪級7純機械地驅動連接到液力緩行器9的主輪8。所述主輪8與副輪10形成液力緩行器9的工作空間11。
[0020]分離離合器I的第二輸出端12通過(至少)一個圓柱齒輪級13與液力離合器15的渦輪14機械驅動連接。液力離合器15的與渦輪14共同形成工作空間17的栗輪16通過至少一個圓柱齒輪級18與廢氣動力渦輪機19機械驅動連接，該廢氣動力渦輪機19定位在驅動發動機3的廢氣流20中。
[0021]機械分離離合器I具有接合套21，借助該接合套21將離合器輸入端5可選地要么與第一離合器輸出端6機械地連接要么與第二離合器輸出端12機械地連接，以便相應地要么在驅動軸2和液力緩行器9的主輪8之間建立純機械驅動連接，從而液力地制動驅動軸2，要么建立驅動軸2與廢氣動力渦輪機19的液力驅動連接，從而用動力渦輪機19驅動所述驅動軸2 ο
[0022]在機械分離離合器I的(當前所示的)第三切換狀態中，離合器輸入端5既不與第一離合器輸出端6連接，也不與第二離合器輸出端12連接，因此不會在離合器輸入端5和兩個離合器輸出端6、12之一之間發生驅動功率傳遞。
【主權項】
1.一種機動車傳動系，尤其是用于載貨車或者軌行機車的機動車傳動系， I.I具有驅動發動機(3)，所述驅動發動機(3)具有驅動軸(2)并且產生廢氣流(20); 1.2具有定位在廢氣流(20)中的用于將廢氣能量轉化成驅動功率的動力渦輪機(19);其中， 1.3所述動力渦輪機(19)能切換到與所述驅動軸(2)驅動連接，用于以所述動力渦輪機(19)的驅動功率驅動所述驅動軸(2)或者在驅動功率流中接在所述驅動軸之后的機組； 1.4具有液力緩行器(9)，所述液力緩行器(9)包括被驅動的裝有葉片的主輪(8)和固定的或者與所述主輪(8)反向地被驅動的裝有葉片的副輪(10)，它們共同地形成能夠用工作介質填充的工作空間(11)，以便通過借助工作介質回路從主輪(8)到副輪(10)的扭矩傳遞液力地制動所述主輪(8)，其特征在于， 1.5設置機械分離離合器(I)，借助所述機械分離離合器(I)能將所述動力渦輪機(19)和所述液力緩行器(9)的主輪(8)與機動車傳動系中的驅動功率流斷開耦連。2.按權利要求1所述的機動車傳動系，其特征在于，所述機械分離離合器(I)具有至少兩個切換位置，所述至少兩個切換位置包括第一切換位置和第二切換位置，在第一切換位置中，所述動力渦輪機(19)與所述驅動軸(2)驅動連接地耦連并且所述液力緩行器(9)的主輪(8)與機動車傳動系中的驅動功率流斷開耦連，在所述第二切換位置中，所述動力渦輪機(19)與所述機動車傳動系中的驅動功率流斷開耦連并且所述液力緩行器(9)的主輪(8)被耦連在所述機動車傳動系的驅動功率流中以便驅動所述主輪(8)。3.按權利要求2所述的機動車傳動系，其特征在于，所述機械分離離合器(I)還具有第三切換位置，在所述第三切換位置中，所述動力渦輪機(19)和所述液力緩行器(9)的主輪(8)與所述機動車傳動系中的驅動功率流斷開親連。4.按權利要求1至3之一所述的機動車傳動系，其特征在于，所述機械分離離合器(I)設計成爪形離合器，尤其是同步的爪形離合器。5.按權利要求1至4之一所述的機動車傳動系，其特征在于，所述動力渦輪機(19)和所述液力緩行器(9)的主輪(8)通過機械分離離合器(I)連接在所述驅動發動機(3)的輔助驅動器上。6.按權利要求1至5之一所述的機動車傳動系，其特征在于，在所述機械分離離合器(I)和所述動力渦輪機(19)之間的驅動連接中設有扭振阻尼元件。7.按權利要求6所述的機動車傳動系，其特征在于，所述扭振阻尼元件設計成帶有第二工作空間(17)的液力離合器(15)。8.按權利要求7所述的機動車傳動系，其特征在于，所述液力離合器(15)與液力緩行器(9)在空間上分離地定位，尤其是定位在機械分離離合器(I)的相反側上。9.按權利要求7所述的機動車傳動系，其特征在于，所述液力離合器(15)共軸地或者在徑向方向上定位在所述液力緩行器(9)的旁邊。10.按權利要求7至9之一所述的機動車傳動系，其特征在于，所述液力離合器(15)和所述液力緩行器(8)具有共同的工作介質供給裝置，尤其是油供給裝置，從所述共同的工作介質供給裝置中向所述工作空間(11、17)供給工作介質，其中，尤其是所述驅動發動機(3)用相同的工作介質潤滑。11.按權利要求1至10之一所述的機動車傳動系，其特征在于，所述動力渦輪機(19)和所述液力緩行器(9)的主輪(8)分別通過至少一個、尤其是多個圓柱齒輪級(4、7、13、18)連接在所述驅動發動機(3)的驅動軸(2)上，尤其是這樣連接，使得在所述驅動軸(2)和所述動力渦輪機(19)之間并且在所述驅動軸(2)和所述主輪(8)之間分別形成從驅動軸(2)轉換成快速的變速裝置。
【文檔編號】F02B41/10GK105899832SQ201480072304
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年12月9日
【發明人】K.卡莫薩, K.阿德萊夫
【申請人】福伊特專利有限公司