188568. lajstromszámú szabadalom • Hajtóberendezés több energiaforrásról hajtott munkagépekhez, elsősorban járművekhez
1 188 568 2 áramforrások azonban mechanikus fokozatmentes hajtást, példaképpen ékszíjas vagy más végtelenített hajtóelemes variátort is tartalmazhatnak fokozatmentesen változta tható áttételű hajtáságként. Munkagépként gépjármű tengelyhajtáshoz kialakított találmány szerinti berendezések egyik előnyös csoportját azon megoldások képezik, amelyeknél a primer energiaforrás erőgépe, és a fokozatmentes hajtáságban alkalmazott hajtóegységek egyaránt egyenáramú villamos forgógépek. Ilyenkor ugyanis a primer energiaforrás is fokozatmentesen változtatható fordulatszámot és teljesítményt szolgáltat, és igen ritkák, illetve villamos kapcsolásokkal elkerülhetők az olyan üzemmódok, amelyekben a teljesítményelágazásban belső, meddő energiavisszaáramlás valósulna meg. A hasznos teljesítmény ezen kiviteleknél túlnyomórészt nem a villamos úton, hanem a fogaskerekes bolygóművön keresztül terelhető a lendkerék és a jármű tengelyhajtás között mindkét irányban. A gépjármű tengelyhajtást munkagépként tartalmazó találmány szerinti hajtóberendezések másik fő csoportját képezik azon megoldások, amelyeknek a primer energiaforrás hajtóművének kimenőtengelyét, vagy egy, az utóbbival nyomatékátvivő módon összeköthető közbenső tengelyt, illetve egyéb hajtóelemet, és a szekunder energiaforrás kimenőtengelyét kinematikailag mereven összekötő, és a gépjármű tengelyhajtás bemenetéhez közvetve vagy közvetlenül kapcsolódó közlőműve van. Ezen belül az egyik, első alcsoportba sorolható hajtóberendezéseknél a közlőmű kimenete és a tengelyhajtás bemeneté közé oldható tengelykapcsoló van beiktatva. Az ilyen hajtásláncok egyszerűbb, olcsóbb szerkezetek kialakítását teszik lehetővé, főleg kisebb teljesítményű berendezésekhez és akkor, ha a primer energiaforrás erőgépe Otto-motor, amely mellé egyébként is fokozatmentes hajtást célszerű hajtóműként illeszteni. A tengelykapcsoló nyitott állásában a lendkereket a primer energiaforrással a jármű akár álló, akár szabadon gördülő állapotában fel lehet gyorsítani. Zárt kapcsolóállásban a lendkerék és a primer energiaforrás együttesen hajthatja a járművet. Energiavisszatápláló lassításkor a primer energiaforrás állhat vagy töltheti szintén a lendkereket. A tengelykapcsoló egyben a nyomatékhatároló biztonsági elem szerepét is betöltheti. Némileg hátrányos, hogy lassításkor a lendkerékbe betáplálható teljesítményt az ilyenkor adott esetben a motorból is a lendkerék felé haladó teljesítmény korlátozza, illetve csökkenti. Ezen említett hiányosságtól mentesek azon második alcsoportot alkotó közlőműves találmány szerinti hajtóberendezések, amelyeknél a primer energiaforrás kimenőtengelye és a közlőmű közé egy nyomatékátvivő alternatív átkapcsolószerv van beiktatva, amelynek közös bemenetére a primer energiaforrás kimenő tengelye, egyik alternatív kimenetére a közlőműhöz vezető hajtóág, míg másik alternatív kimenetére a szekunder energiaforrás lendkereke van közvetve vagy közvetlenül csatlakoztatva. Az átkapcsolószervnek célszerűen semleges középállása is van, amely a primer energiaforrást a rendszerről leválasztott állapotba hozza. Ez utóbbi alcsoportot képező hajtóberendezések ugyan némileg bonyolultabbak, de előnyösen alkalmazhatók akkor, ha a primer energiaforrás erőgépe olyan, amely tetszőleges fordulatszámon képes jó hatásfokkal részteljesítményt leadni. Ilyen pl. a villamos motor, a Diesel-motor vagy a gázturbina. így a primer energiaforráshoz jó hatásfokú többfokozatú sebességváltó is elégséges lehet hajtóműként, vagy ez akár el is hagyható. Előnyös továbbá, hogy a primer energiaforrásból a lendkerék felé haladó teljesítmény az átkapcsolószerv első végállásába nem megy át a szckvnder energiaforrás fokozatmentes hajtáságán. A másik végállásban viszont a tengelyhajtás felé haladva kerüli ki a fokozatmentes hajtáságat. Lehetőséget nyújt azonbar ez az elrendezés arra is, hogy a tengelyhajtást a primer energiaforrással a fokozatmentes hajtáságon keresztit! hajtsuk. Amennyiben pl. a primer energiaforrás erőgépe villamos motor sebességváltó nélkül, vagy a primer energiaforrás erőgépének hajtóműve kevés fokozatú, surlódó tengelykapcsolós sebességváltó, úgy ezt a szekunder energiaforrás hajtóműve helyettesítheti, illetve kiegész theti. Egyik átkapcsolószerv-állásban nagy nyomatékkai, a másikban lágyan, kényelmesen lehet a járművet indítani. A választás a vezetőre bízható, de jobb programvezérléssel automatizálni. Az átkapcsolószerv kénysz rrszinkronizálandó. A technika állásából ismert, hogy a tárgyi hajtóberendezésekben — amennyiben a mozgási energia átmeneti tárolás ira lendkereket alkalmazunk - szekunder energiaforrásként ezen lendkerékből, egy fogaskerekes bolygóműből és ezek közé teljesítményelágazásba iktatott fokozatmentesen változtatható áttételi viszonyú hajtáságból álló kiegyenlítő energiatárolót kell alkalmazni. Vizsgálataink és felismerésünk szerint azonban igen nagy jelentősége van a gazdaságosság, tehát a költségek és a veszteségek, valamint az előnyös hatások szempontjából annak, hogy egyrészt a fogaskerekes bolygómű melyik elemét milyen funkcióra használjuk, tehát hogy teljesítménykiadó illetve teljesítménybevezető elemként a bolygómű karját, napkerekét vagy gyűrűkerekét alkalmazzuk-e, továbná annak, hogy a teljesítményelágazásba iktatott fokozatmentes hajtást a felsorolt bolygóműelemek közül melyek közé kapcsoljuk. Az ezzel kapcsolatos mérlegelési s; empontok, hátrányok és előnyök jelentősebbjeire a részletes példaismertetés során térünk ki. Részben ezekt >1, részben az átviendő teljesítmények nagyságától függően lehet és kell azt megválasztani, hogy a fokozatmentesen változtatható áttételi viszonyú hajtáságban milyen jellegű hajtást, azaz villamos, hidrosztatikus vagy mechanikus hajtást alkalmazunk-e. A találmány szerinti hajtóberendezésekben, különösen ha a hajtáslánc kizárólag mechanikus hajtóelemeket tartalmaz, előnyösnek bizonyult fokozatmentes hajtásként ékszíjas (vagy egyéb végtelenített hevederszerű hajtőé.eines) variátorok alkalmaz! sa. Az ilyen variátorok esetenként és ugyancsak a minél kisebb veszteségekre való törekvés jegyében olyan különleges állító- és szíjfeszítő-szerkezettel is elláthatók, amely a szíjfeszítést nagyobb teljesítmény, illetve teljesítmény átvitele esetén időlegesen növelő értelemben befolyásolja. Nagyobb teljesítményre méretezett hajtóberendezésekben előnyös hidrosztatikus forgógépekből álló iokozatmentes hajtás alkalmazása. \ hidrosztatikus forgógépek lökettérfogatát motorüzemben általában 1:3,4 arányban lehet változtatni, míg szivattyúüzemben a lökt ttérfogat akár nullára is csökkenthető. Minthogy azonban a berendezés fokozatmentes hajtásaiban a forgóg^pek szerepe váltakozik, így a lökettérfogat mindkét gépen csak 1: 3,4 arányban változhat. A rendeltetésszerű működéshez elegendő lenne csupán egy változtatható és egy állandó lökettérfogatú forgógép alkalmazása hajtáságanként, hiszen a teljesítményelágazás egyik előnye éppen a módosítási tartomány kiszélesítése. így a szabá5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
