[發明專利]包括流體促動的離合器機構和自由輪的原動機裝置

無效

• 申請號: 201380014781.3
• 申請日: 2013-03-19
• 公開（公告）號: CN104204583A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: N·艾森門格爾;A·溫格特;F·維德曼
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: F16D25/0635
• 分類號: F16D25/0635
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

技術領域

本發明涉及一種原動機裝置，包括內燃機和蒸汽機，所述內燃機用于驅動第一軸，所述蒸汽機利用離合器機構連接所述第一軸，用于驅動第二軸，其中在第一軸和第二軸之間布置一與離合器機構相互作用的自由輪，以在第一工作模式中，將第二軸的旋轉運動傳遞給第一軸；在第二工作模式中，在第一軸和第二軸之間實現空轉。

本發明的應用領域延伸到汽車的驅動技術，尤其是具有內燃機和用于支持內燃機的蒸汽機的驅動技術。

背景技術

隨著內燃機的發展，降低燃料消耗具有重要意義。為了驅動汽車，內燃機將一部分化學能轉換成機械能。此時更大部分的化學能被作為廢熱通過冷卻系統排出或者未經使用地導入內燃機廢氣中。為了利用這部分熱能，可設想內燃機與蒸汽機聯接。在這里，來自內燃機的熱能用于產生蒸汽，這些蒸汽在膨脹機中降壓，因而提供更多的能量來驅動汽車。

內燃機和蒸汽機的結合尤其適用于載貨汽車情形下廢熱利用，因為內燃機必須提供大的功率，因而提供大量的用于產生蒸汽的熱能。

從通常熟知的現有技術可知，蒸汽機和內燃機可通過剛性聯接進行連接。從內燃機啟動后，內燃機就已經與蒸汽機聯動，盡管沒有對蒸汽機提供足夠的蒸汽力。由此帶來的缺點是：特別是在內燃機啟動時和在內燃機適度放熱期間，對應蒸汽機摩擦的總系統效率變差。

還已知所述蒸汽機和內燃機通過置于其間的自由輪相互連接。由此，當沒有對蒸汽機足夠的蒸汽力時，所述內燃機空轉。因而在內燃機的這種情形下，沒有增加蒸汽機的附加的摩擦功率。這個技術方案的缺點是：內燃機不再拖著啟動蒸汽機，由此在蒸汽機的不適宜的靜止位置，蒸汽機或許不再能獨自開動。

從DE?10?2010?031?498?A1已知一種電磁開關離合器，其中蒸汽機與內燃機相連接。在這里，第一軸可由蒸汽機驅動，且第二軸可由內燃機驅動。此外，中間輪與第一軸相連接，且離合器鐘與第二軸至少間接連接，其中在中間輪和離合器鐘之間布置自由輪。自由輪的任務是將與第一軸連接的中間輪的旋轉運動傳遞到所述離合器鐘上，并且離合器鐘的空轉也可傳遞給中間輪。通過電磁操縱力至少間接生成中間輪和離合器鐘之間的摩擦力或者形狀鎖合，所述電磁操縱力通過控制電磁鐵，利用操縱設備激活。

發明內容

從上述現有技術出發，本發明的任務是提供一種原動機裝置，所述原動機裝置包括內燃機和蒸汽機，所述蒸汽機通過自由輪連接到內燃機上，所述蒸汽機應通過內燃機生成的旋轉運動進行促進啟動。

這個任務從根據權利要求1前序部分的原動機裝置出發，結合其特征部分的特征來完成。本發明的有利改進方案從后面的從屬權利要求得知。

根據本發明，所述離合器機構構造為可在高壓或低壓下運行的、流體操縱的離合器機構，并且以摩擦鎖合或形狀鎖合的方式跨接所述自由輪，以便將所述內燃機的旋轉運動經由布置在第一軸上的法蘭傳遞到第二軸上。

所述操縱離合器的液壓或氣動操縱能夠實現可靠且簡單的操縱。所述自由輪的跨接尤其有利，這是因為內燃機能夠在沒有附加阻力的情形下通過蒸汽機開始啟動，所述流體操縱的離合器機構被閉合，并且所述蒸汽機被拖著啟動。這提高了所述系統的效率，并且能夠在更小的燃料消耗時提供更大的發動機功率。

優選地，套在所述第二軸上的自由輪支座通過用于軸向且轉動地固定的結構固定在所述第二軸的軸肩的端面上，從而所述第二軸的旋轉運動可傳遞到所述自由輪支座上。這種結構優選可以是螺栓或銷釘。但也可設想在所述第二軸中引入槽，以防止所述自由輪支座在第二軸上旋轉。所述軸向固定則優選能夠通過軸環和/或軸螺母實現。

還優選的是，所述自由輪的內圓周布置在所述自由輪支座的被構造為環形面的外圓周上，并且所述自由輪的外圓周布置在所述法蘭的被構造為環形面的內圓周上。這種結構能夠在第一運行模式中將所述第二軸的旋轉運動傳遞到所述第一軸上，并且在第二運行模式中，使所述第一軸相對于第二軸空轉。

當所述第二軸的旋轉運動傳遞到第一軸上時，實現所述第二軸的旋轉運動的正傳遞，從而所述第一軸卸載，由此所述內燃機也被卸載。內燃機通過蒸汽機卸載，相應地引起燃料節省，所述蒸汽機將散布到周圍的熱能轉變成機械能。

本發明還提出，布置在第一軸上的法蘭在外圓周上具有離合器摩擦片，所述離合器摩擦片延伸到所述外圓周上，在所述法蘭的外圓周上軸向運動，所述離合器摩擦片具有沿軸線方向成形的造型，所述造型平行于所述法蘭的端面延伸并且不貼靠在法蘭上。此外，所述自由輪支座具有平行于法蘭端面形成的摩擦面，所述摩擦面布置在所述法蘭的端面和離合器摩擦片的造型之間。