在内燃机中的辅助总成的装置的制作方法

文档序号:11195140
在内燃机中的辅助总成的装置的制造方法

本发明涉及在内燃机中的辅助总成的装置。



背景技术:

现代的内燃机具有大量的辅助总成。除了这样的直接被需要用于运行车辆的辅助总成、例如发电机、水泵或者压缩机,越来越多地采用如下辅助总成:该辅助总成改善该车辆的舒适性,例如空调压缩机、转向辅助泵等。通常,这些辅助总成紧固在车辆马达处,并且被此车辆马达经过链传动装置、带传动装置、齿轮传动装置或者它们的组合而驱动。在车辆中设置了越多的辅助总成,则在空间上越难以将这些辅助总成以合适的方式紧固在所述车辆马达处,并且所需的带传动装置越发繁琐和复杂。这样数量的辅助总成和带传动装置等不仅由于当今一般尺寸很小的马达舱而造成困难,装配和之后的保养也需要高的花费和大的心思,以便例如排除由于带盘的对准误差或由于没有按照规定所绷紧的带等的尖锐噪音或者提前的磨损。

在图1中示出了从现有技术中已知的内燃发动机的辅助总成的装置10的透视图。在这里,它指的是商用车的被实施作为柴油内燃机的内燃发动机1。曲轴箱2在下部利用油池19封闭。所述内燃发动机1的上侧利用附图标记5来指代。在所述内燃发动机1的前部的端侧4处存在着由内燃机驱动的带传动机构6,在下文简称为带传动装置。在图1的透视图中,利用附图标记6b指代所述带,并且利用附图标记6a指代传动带盘。所述带传动装置以本身公知的方式驱动24V发电机(发电机)11、水泵12和空调器的冷却介质压缩机13。水泵12和冷却介质压缩机13同样布置在在所述前部的端侧4处的风扇7的后方,但却布置在所述前部的端侧4的在图1中未示出的后部的部分上并且由此在所述前部的端侧4的对置于所述发电机11的侧部上。

此外,在所述前部的端侧4处存在着由所述内燃机驱动的前部的轮传动装置(齿轮传动机构),其齿轮由前部的控制壳51包裹并且由此在图1的示意中不可见。所述前部的轮传动装置驱动被布置在所述前部的端侧4处的风扇7、布置在所述曲轴箱2的侧向的燃料高压泵15以及油泵。此外,存在后部的轮传动装置,也即被布置在所述内燃发动机1的传动机构侧的端侧3处的轮传动装置,该轮传动装置由所述内燃机驱动。所述后部的轮传动装置同样由后部的控制壳52包裹并且因此在图1的示意中不可见。

所述后部的轮传动装置驱动也被称为空气压缩器的空气压缩机14,该空气压缩机被实施作为活塞式压缩机。所述空气压缩机14利用压缩空气供应商用车的压缩空气系统。所述空气压缩机紧固在所述曲轴箱的侧向的壁部的下部的后部的区段处。在此位置处,一个口部位于曲轴箱2中,经过该口部使得在压缩空气压缩机4和后部的轮传动装置之间实现功率流。

所述后部的轮传动装置还驱动这样的转向辅助泵:该转向辅助泵布置在所述空气压缩机14处。所述后部的轮输出装置还以公知的方式驱动所述凸轮轴驱动装置并且具有辅助输出装置(英语:Power Take-off,动力输出装置),以用于驱动例如用于该商用车的结构件的液压泵(分别未示出)。

通过这样的构造方案,可供使用的自由的结构空间几乎完全用于布置这样的辅助总成,该辅助总成被需要用于常规地配备的机动车。但是,在装备有另外的辅助总成时出现了问题,例如当该商用车应配有用于废热利用(英语:Waste Heat Recovery (WHR))的系统时,在该系统中例如要采用膨胀机(Expansionsmaschine)。



技术实现要素:

在这样的背景前,本发明所针对的任务在于,提供一种在内燃机中的辅助总成的装置,利用该装置能够避免传统的装置的缺点。本发明尤其所针对的任务在于,提供一种在内燃机中的辅助总成的装置,该装置要求较小的结构空间,利用较小的花费实现了更改内燃机以用于带有额外的辅助总成的应用,并且实现了该内燃机的更高效的、更低噪音的和更少保养的运行。

通过具有独立权利要求的特征的辅助总成的装置来解决这些任务。本发明的有利的实施方式和用途是从属权利要求的主题并且在下述说明中在部分参照附图的情况下更加详细地阐释。

按照本发明的一般想法要点,提供一种在内燃机中的辅助总成的装置,尤其是该辅助总成的驱动装置。所述内燃机能够是往复活塞式内燃机,例如被实施作为柴油内燃机的内燃发动机。所述内燃机能够是机动车的、尤其商用车的内燃发动机。所述辅助总成包括以发电机方式和优选也以马达方式能够运行的电机以及膨胀机。所述膨胀机能够是用于将内燃机或者马达排气制动系统(Motorstaubremssystem)的废热借助于蒸气回路(英语:Waste Heat Recovery(WHR)回路)转化为可用能量的、废热利用系统的膨胀机。

此外,辅助总成的装置还包括一个编组的辅助总成。为了更好地限定该辅助总成的总体,将此编组在下文称为第一编组。此第一编组能够包括水泵、冷却介质压缩机、燃料预供给泵、燃料高压泵、油泵、转向辅助泵和另外的辅助总成。例如,所述第一编组也能够没有实施有冷却介质压缩机。

本发明包括的一般的技术指导是,辅助总成的装置实施成没有带驱动装置,也即不具有带驱动装置。由此,在所述内燃机处没有设置用于驱动所述辅助总成的带驱动装置。在这里,第一编组的单个的辅助总成被电驱动和/或由与所述内燃机处于有效连接中的轮传动装置(齿轮传动机构)机械地驱动。换而言之,所述水泵能够电驱动或者由轮传动装置机械驱动。相应的情况适用于冷却介质压缩机、燃料预供给泵、燃料高压泵、油泵和转向辅助泵。换而言之,这些辅助总成要么电气化地实施,也即能够电驱动,要么不具有带驱动装置并且仅通过所述内燃机的轮传动装置能够驱动。所述轮传动装置优选指的是所述内燃机的后部的轮传动装置,也即这样的轮传动装置:其布置在所述内燃机的传动机构侧的端部处。所述电机和所述膨胀机经过所述轮传动装置与所述内燃机的曲轴处于有效连接中。所述装置还能够具有另外的辅助输出装置(英语:Power Take-Off)以及凸轮轴驱动装置,它们同样能够由轮传动装置进行机械驱动。

所述辅助总成的根据本发明的装置的优势在于,能够节省为带传动装置所需的比较大的结构空间和构件成本。此外,省去了对于带驱动装置的保养花费。通过电气化所述辅助总成的至少一个部分,对于所述辅助总成的所述装置提高了灵活性。电气化的辅助总成能够较灵活地布置在所述曲轴箱处,因为它不必布置在这样的位置处:在该处设置了与曲轴的机械的有效连接,例如以对于轮传动装置的接口的形式。电气化的辅助总成此外还不必布置在对于所述曲轴箱的紧邻附近中,而是也能够例如布置在所述车辆框架处。另外的优点是,仅一个轮传动装置足以机械地驱动非电气化的辅助总成。另外的优点是,任何被布置在风扇和所述内燃机的前部的端侧之间的带传动装置均不能够部分地封锁通过所述风扇所产生的空气流。

所述轮传动装置能够例如布置在传动机构侧的端部区域处或在机动车的行驶方向上观察的所述内燃机的后部的端部区域处。所述驱动装置能够由此这样来实施:即没有轮传动装置布置在所述内燃机的前部的端侧的或所述风扇所设置的端侧的区域中,并且只不过仅一个轮传动装置在与此对置的端侧的区域中。这一点还提供的优点是,多个辅助总成布置在所述内燃机的后部的区域中并且由此布置在所述车辆的前桥的后方,并且所述装置由此更少“使头部负载”,这尤其在拖拉机中有利。仅一个轮传动装置的一个另外的优点是所述内燃发动机的较小的摩擦力矩。

尤其有利的是,水泵、冷却介质压缩机和燃料预供给泵分别被电驱动,尤其这些辅助总成是纯电地驱动。

出于安全原因并且为了避免马达损坏,有利的是,不同地,所述燃料高压泵、转向辅助泵和/或油泵由所述轮传动装置进行机械驱动,其中,所述油泵和所述转向辅助泵作为附加方案组合式地能够被电驱动和机械驱动。所述转向辅助泵但是也能够电气化。例如,所述转向辅助泵和油泵能够分别在主供给运行中被电驱动并且在紧急运行中被机械驱动。

所述电气化的辅助总成在此能够经过车载电网或者子车载电网,例如12V、24V或者48V车载电网利用电功率来供应。所述车载电网能够是至少部分地能够电驱动的车辆的车载电网。

所述辅助总成的装置还能够具有用于马达冷却的风扇,作为另外的辅助总成。所述风扇能够尤其是机械被驱动的风扇。按照这种实施方式建议的是,将所述风扇同轴于曲轴进行布置,尤其是布置在所述内燃机的前部的端侧处。所述内燃机的前部的端侧是朝向所述车辆前侧的或对置于所述内燃机的传动机构侧的端侧。所述内燃机的传动机构侧的端侧在下文也称为后部的端侧。所述风扇能够例如紧固在所述内燃机的曲轴上或者曲轴的延长部上,并且优选地经过开关元件(粘性离合器)防止转动地与所述曲轴耦合。

尤其有利的是,所述轮传动装置用于驱动这样的辅助总成:该辅助总成被机械驱动,并且所述风扇布置在所述内燃机的对置的端部区域处。由此,任何被布置在风扇和所述内燃机的前部的端侧之间的轮传动装置或者由此轮传动装置驱动的辅助总成均不能够部分地封锁通过所述风扇产生的、用于冷却所述内燃机的空气流。

所述电气化的水泵能够紧固在所述内燃机的前部的端侧处或者在所述曲轴箱的侧向的壁部处。由此,所述水泵不要求在所述内燃机的后部的区域中的结构空间,该结构空间能够被用于把被机械驱动的辅助总成布置在所述后部的轮传动装置处并且布置在在所述车辆处的导引冷却介质的构件的附近。所述冷却介质压缩机还能够与车辆固定地进行紧固。这种布置释放了在所述曲轴箱处的结构空间,以便在该处能够布置其它的辅助总成并且不要求柔性的线路,以用于从与车辆固定的构件转移到所述空调器的与马达固定的构件上。

按照另一个优选的实施变体方案,所述以发电机方式并且优选地也以马达方式能够运行的电机被侧向地布置在所述内燃机处,尤其布置在所述曲轴箱的或者所述内燃机的控制壳的侧向的壁部处。把被紧固在所述曲轴箱的端侧的壳称为控制壳,该壳至少部分地包裹所述轮传动装置。所述曲轴箱的两个侧向的壁部在所述两个端面之间走向并且沿着垂直方向向着油池的方向导引,该油池被设置在所述曲轴箱的下部的区域处。进一步优选地,所述电机能够布置在所述内燃机的曲轴箱的传动机构侧的侧向的端部区域处,尤其布置在所述曲轴箱或者控制壳的侧向的壁部的传动机构侧的区域处。通过此装置,所述电机能够例如联接至所述内燃机的与所述后部的轮传动装置处于有效连接中的辅助传动装置处。

把概念“辅助传动装置”理解为辅助驱动装置和/或辅助输出装置。所述辅助传动装置能够作为辅助输出装置(英语:Power-Take-Off)起作用,以便驱动一个或多个辅助总成。在这里,功率流经过辅助传动装置从所述内燃机中向外指向。所述辅助传动装置也能够作为辅助驱动装置起作用,其中,功率流经过辅助驱动装置朝着所述内燃机流动。由此,辅助传动装置在本发明的意义中表现为在所述内燃机处、例如在内燃发动机处的接口,经过该接口使得辅助总成或其它的器件与所述内燃机能够机械地有效连接,以便例如由曲轴驱动或者将机械能提供给该曲轴。

按照一个尤其优选的构造方式,所述装置包括压缩机设备以用于压缩空气系统的压缩空气产生,例如为了利用压缩空气来供应所述车辆的压缩空气制动器。在此压缩机设备中,所述内燃机的至少一个缸体具有被布置在所述缸盖中的能够控制的阀,经过该阀使得在该阀的经打开的状态中能够建立所述至少一个缸体的燃烧室与压缩空气系统的连接,并且经过该阀能够把被压缩的气体从所述燃烧室中提供给所述压缩空气系统的压缩空气存储器。

这点提供的特别的优势是,经此能够省去传统的、经过所述内燃机的辅助输出装置所驱动的空气压缩机。例如能够使用这样经此变得自由的辅助输出装置和结构空间,以便在电机和曲轴之间建立有效连接。压缩机设备(其把为了产生压缩空气而压缩的空气从所述内燃机的缸体中针对性地取出)本身就从现有技术中已知并且因此在此处未被进一步说明。示例性地,参照说明了所属类型的压缩机设备的公开文件DE 199 02 052 C2、DE 197 35 822 C1、DE 101 35 363 A1、DE 43 09 860 C1或者DE 31 18 269 A1。

为了尽可能好地利用在尤其在商用车中的内燃机处的可供使用的结构空间,特定的辅助总成或组件能够布置在所述曲轴箱处的特定的有利的角范围中,其中,从所述曲轴箱的后部的端侧起,向着所述内燃机的方向观察,并且从0°的角起,在所述曲轴箱的下侧处沿着顺时针方向向上确定一个角。所述组件布置的下述的可选的角范围被在图3中展示并且这样被说明:即当从后方(传动机构侧)观察所述内燃发动机时。由此,关于与所述曲轴平行的垂直平面来确定所述角,从而0°至360°的角范围撑开了相对于此垂直平面的垂直的圆。由此,0°的角对应于在所述曲轴箱的下部和中部的布置;180°的角对应于在所述曲轴箱的中上部的布置;并且90°或者270°或-90°的角对应于在所述曲轴箱的侧向壁部处的布置。

以发电机方式和优选地也以马达方式能够运行的电机的一个有利的布置方式在所述曲轴箱的侧向的壁部处位于从110°至160°或者从200°至250°的角范围中,因为在这里,在商用车马达中的结构空间不被车辆框架或者车桥所要求,并且该布置方式也不会限制离地间隙。

所述燃料泵的一个有利的布置方式在所述曲轴箱的侧向的壁部处位于从60°至120°或从240°至300°的角范围中。所述油泵的一个有利的布置方式在于从-90°至90°的角范围中。-90°的角对应于270°。由后部的轮传动装置所驱动的、例如用于驱动用于所述商用车的结构件的液压泵的辅助输出装置(英语:Power-Take-Off)的一个有利的布置方式位于从150°至240°的范围中。

按照一个尤其优选的实施方式,在本发明的框架中存在的可行方案是,所述辅助总成的装置包括一个轴和两个轴端部、尤其两个自由的轴端部,该轴经过轮传动装置与所述内燃机的曲轴处于有效连接中。所述两个轴端部分别被构造用于与给出功率的和/或取用功率的机器进行连接,该机器尤其是布置在所述曲轴箱外部的给出功率的和/或取用功率的机器。换而言之,所述轴具有第一轴端部,该轴端部如此布置:使得它与第一布置在所述曲轴箱以外的给出功率的和/或取用功率的第一机器能够连接。所述轴还具有第二轴端部,该轴端部如此布置:使得它与布置在所述曲轴箱以外的给出功率的和/或取用功率的第二机器能够连接。所述两个机器由此能够在所述轴的对置的端部处彼此对准地与所述轴进入有效连接中。在沿着轴向方向从所述轴端部偏置地布置的位置处,所述轴处于与所述内燃机的有效连接中。经此,借助于所述轴来提供带有T形的功率分支的辅助传动装置。所述轴与所述轮传动装置的有效连接能够由此不在所述轴的端部区域处进行,而是在与所述自由的端部间隔的轴段处进行。布置在辅助传动装置接口处的带有两个自由的端部的轴提供的特别的优势是,所述辅助传动装置接口能够用于布置两个辅助总成。从而,分别根据哪些给出功率的和/或取用功率的机器被联接在所述轴处,并且是否这样的机器被联接在所述轴的两个或者仅一个自由的端部处,能够节约结构空间地灵活地关于辅助总成实现多个配备变体方案。

例如,所述轴端部之一能够与膨胀机相连,尤其与这样的膨胀机相连:该膨胀机是用于优选借助于蒸气回路将内燃机或者马达排气制动系统的废热转化为可用能量的废热利用系统的一部分。在这样的废热利用系统中,回路介质借助于蒸气回路、例如ORC过程(Organic Rankine Cycle,有机兰金循环)被带到较高的压力水平上、在蒸发器中蒸发和过度加热。此蒸气被提供给膨胀机,该膨胀机把被存储在所述蒸气中的能量转化为可用能量。在所述膨胀机后,所述蒸气再次液化并且提供给供给泵。

所述轴端部之一还能够与以马达方式和以发电机方式能够运行的电机、例如带有12 V、24 V或48 V的额定电压的车载子网的马达/发电机相连。所述自由的轴端部之一也能够保持自由,也即不被配备。两个轴端部还能够与以发电机方式和优选也以马达方式能够运行的电机相连。

如果膨胀机以及马达/发电机与所述轴相连,则这种装置提供的优势是,所述膨胀机和所述发电机彼此间地以及也分别与所述内燃发动机经过所述轴能够有效连接,以便实现所述膨胀机的能量的可选的电利用和机械利用。

由此,这种变体方案的特别的优势在于,利用根据本发明布置的轴能够实现不同的配备变体方案。从而对于车辆变体方案(其在使用蒸气回路的情况下应该配备有废热利用系统),能够给所述轴的一个端部配备膨胀机,而另一个端部配备有马达/发电机。对于车辆变体方案(其应该在不带有废热利用系统的情况中被提供)所述自由的端部之一能够保持自由(也即未配备)并且另一个端部配备有马达/发电机。对于带有较高的电流需求的应用(例如在公交车中),也能够在所述轴的每个自由的端部处联接各一个马达/发电机。在所说明的变体方案中的每个中,所述马达/发电机能够分别按照市场需求而可选地被实施作为带有12V工作电压、24V工作电压、48V工作电压的马达/发电机或者作为高伏特发电机(例如400V)。

在本发明的框架中,还能够设置至少一个离合器或者主动的或者被动的开关元件,以用于可选地建立或者分离在被联接至一个轴端部的机器和被联接至另一个轴端部的机器之间的有效连接,和/或以用于可选地建立或者分离所述轴与所述内燃发动机的有效连接。作为备选方案,不能够设置这样的离合器或者不能够设置开关元件,从而所述轴与所述内燃发动机固定地和/或不可开关地、尤其持续地有效连接,和/或被联接至两个自由的端部处的机器固定地和/或不可开关地、尤其持续地有效连接。

按照一个尤其优选的实施方式,所述轴支承在一个壳中。按照此实施方式的一个变体方案,此壳能够紧固在所述曲轴箱处尤其所述曲轴箱的外侧处,或者构造为所述曲轴箱的一部分。所述壳能够例如紧固在所述曲轴箱的侧向和外部。按照一个另外的变体方案,此壳能够紧固在控制壳处或者构造为所述控制壳的一部分。所述控制壳(如已经提到的那样)是这样的壳:在其中布置有与所述内燃机处于有效连接中的轮传动装置。所述曲轴箱通常朝着端侧敞开。所述控制壳布置在所述端侧处并且从而在端侧处封闭所述曲轴箱。所述控制壳能够是所述后部的控制壳,在其中安置有后部的、也即传动机构侧的轮传动装置。此壳还能够紧固在所述曲轴箱处以及控制壳处。由此,所述轴经过此壳紧固在所述曲轴箱和/或控制壳处。所述壳因此在下文称为中间壳。这种变体方案提供的优势是,所述曲轴箱的现有的形式和实施方案不必改变以用于布置所述轴。作为其取代方案,单独的中间壳紧固在所述曲轴箱或控制壳的外部。

但是,按照另一个实施方式,也存在的可行方案是,将所述轴支承在所述曲轴箱的壳区段中。按照一个其它的可行方案,所述轴能够支承在所述控制壳的壳区段中。所述控制壳能够是这样的控制壳:在其中支承有所述后部的、也即传动机构侧的轮传动装置,该轮传动装置与所述内燃机处于有效连接中。这些变体方案提供的优点是,能够省去单独的中间壳。

所述壳区段和所述中间壳能够在所述轴端部的区域中具有各一个口部,以便把布置在所述曲轴箱以外和/或布置在所述曲轴箱处的机器联接至所述轴端部之一处。

所述中间壳能够布置在所述内燃机的曲轴箱的侧向的壁部处或者所述内燃发动机的后部的、也即传动机构侧的端侧处。所述曲轴箱的两个侧向的壁部在所述两个端面之间走向并且沿着垂直方向向着油池的方向导引,该油池被设置在所述曲轴箱的下部的区域处。进一步优选地,所述中间壳能够布置在所述内燃机的曲轴箱的传动机构侧的侧向的端部区域处,尤其布置在所述曲轴箱或者控制壳的侧向的壁部的传动机构侧的区域处。通过这样的布置,所述轴能够例如联接至所述内燃机的与所述曲轴处于作用连接中的后部的轮传动装置处。

所述轴还能够借助于至少一个径向轴承和/或至少一个轴向轴承支承在所述中间壳或者壳区段中。所述径向轴承和/或轴向轴承承受作用到所述轴上的径向力和/或轴向力,该径向力和/或轴向力例如通过所述轴与所述轮传动装置的机械的有效连接而引起。通过这样的装置,能够减小或者避免对辅助总成的轴承的在大多情况下限定寿命的力。

按照本发明的一个另外的可行的方面,在所述壳区段的或者所述中间壳的对置的端侧处能够设置各一个紧固接口,以用于防止扭转地紧固所述给出功率的和/或取用功率的机器的壳。由此,每个紧固接口配设给一个轴端部。所述中间壳的端侧配设给所述自由的轴端部中的各一个并且基本上垂直地设立在所述轴的转动轴线上。所述中间壳或者所述壳区段(在其中支承有所述轴)能够由此实施多重功能:所述中间壳能够用于经支承地容纳所述轴并且用于紧固与所述轴处于有效连接中的机器的机器壳以及提供保护所述轴免受脏污和机械损伤,以及在同时的实施方案中作为控制壳包裹所述后部的轮传动装置和飞轮。

所述轴能够这样来布置:其转动轴线平行于或者基本上平行于曲轴轴线走向。所述自由的轴端部能够为了分别与一个给出功率的和/或取用功率的机器相连而分别具有适当地实施的联接元件。所述联接元件能够例如实施作为连接法兰、内齿部、外齿部、截锥、花键轴形件、齿轴形件或者作为任何其它的轴轮毂连接部。

按照一个另外的变体方案,所述轴布置在所述内燃机的冷侧上。这点尤其有利,当在所述轴的一个自由的轴端部处联接有膨胀机时,因为用于废热利用的回路(WHR回路)通常利用易燃的流体(例如基于乙醇)进行工作,从而在渗漏时,此流体不会直接达到马达的热侧。同样有利的是,所述燃料泵布置在所述内燃机的冷侧上。

内燃机已知具有热侧,该热侧在所述内燃机的运行中相比于冷侧具有更高的温度。所述内燃机的热侧例如是所述内燃机的这样的侧部:在该侧部处布置有废气歧管。在所述热侧上也能够布置有废气涡轮增压器。在商用车中典型地在所述冷侧处布置有增压空气线路和马达控制器。

还存在的可行方案是,所述装置具有供给泵、分配阀、旁通阀和冷凝器,它们布置在所述内燃机处并且它们优选是废热利用系统的一部分,该废热利用系统用于将内燃机或者马达排气制动系统的废热借助于蒸气回路转化为可用能量。供给泵、分配阀、旁通阀和冷凝器能够布置在所述内燃机的冷侧上,例如在冷侧上紧固在所述曲轴箱的侧向的壁部处。

本发明还涉及一种机动车、尤其商用车,其带有正如在本文件中所说明那样的辅助总成的装置。

附图说明

本发明的先前所说明的优选的实施方式和特征能够任意地彼此组合。本发明的另外的具体情况和优点在下文中参照附图进行说明。图示:

图1是从现有技术中已知的在商用车的内燃发动机处的辅助总成的装置的透视图;

图2是按照本发明的一个实施例的在商用车的内燃发动机处的辅助总成的装置的透视图;

图3是用于图解角范围的在所述内燃发动机上的后部的正视图;

图4是按照本发明的一个实施方式的辅助传动装置的细节视图;并且

图5A和5B是按照本发明的另一个实施方式的辅助传动装置的细节视图。

同样的或者功能等价的元件在所有的附图中利用相同的附图标记来指代。

具体实施方式

图2示出了按照本发明的一个实施例的在商用车的内燃发动机1处的辅助总成的装置20的透视图。所述内燃发动机1被实施作为柴油内燃机。所述内燃发动机1的上侧正如在图1中那样利用附图标记5,所述前部的端侧利用附图标记4并且后部的传动机构侧的端侧利用附图标记3进行指代。所述辅助总成的所示的装置20被实施为没有带驱动装置,也即不具有带驱动装置。同样,所述前部的轮传动装置相比于在图1中所示的装置被省去。

例如,从在图1中展示的已知的装置起,这样实现带传动装置的省去:即,到目前为止由带传动装置驱动的组件被电气化或者移动到所述后部的轮传动装置中。所述发电机24此时由后部的轮传动装置驱动,其中,所述发电机24相比于图1的发电机14也能够被实施作为带有12V、24V或者48V工作电压的马达/发电机。所述发电机24因此不仅能够以发电机方式运行也能够以马达方式运行,并且对此能够由电气的车载电网的电储能器(分别未示出)利用电能对于以马达方式的运行进行供应。所述后部的轮传动装置(其能够以本身公知的方式实施)位于所述后部的端侧3的区域中并且由控制壳52包裹并且因此在图2的示意中不可见。

所述水泵22构造为带有48V工作电压的电气化的组件并且与马达固定地布置在所述马达前侧4处。所述冷却介质压缩机(在图2中未示出)同样构造为具有48V工作电压的电气化的组件并且由此能够与框架固定地进行构造。在图2中未示出被构造在所述车辆框架处的冷却介质压缩机。所述转向辅助泵(在图2中未示出)同样构造为具有48V工作电压的电气化的组件并且由此能够与框架固定地进行构造。在图2中未示出被构造在所述车辆框架处的转向辅助泵。例如从在图1中展示的已知的装置起,这样来实现省去在图2中所示的实施变体方案中的前部的轮传动装置:即,到目前为止由所述前部的轮传动装置所驱动的组件移动到后部的轮传动装置中(除了风扇7以外),该风扇相对于所述曲轴同轴地并且防止转动地布置在曲轴末端21上。虚线18代表所述曲轴的中轴线。所述高压燃料泵15和油泵由所述后部的轮传动装置进行机械驱动。作为附加方案,所述油泵能够被电驱动并且由此部分地电气化。所述后部的轮传动装置还以本身公知的方式驱动凸轮轴驱动装置(未示出)。所述后部的轮传动装置还具有辅助输出装置(英语:Power-Take-Off)(未示出),以用于驱动例如用于商用车的结构件的液压泵。

所述装置20的特殊方面在于,图1中的活塞式空气压缩器被用于压缩空气系统的压缩空气产生的压缩机设备进行取代,在该压缩机设备中,所述内燃机的至少一个缸体具有被布置在所述缸盖中的能够控制的阀,经过该阀使得在该阀的经打开的状态中能够建立所述至少一个缸体的燃烧室与压缩空气系统的连接,并且能够把被压缩的气体从所述燃烧室中提供给所述压缩空气系统的压缩空气存储器。在由此变得自由的辅助传动装置接口处,被布置在所述内燃机的曲轴箱2的侧向和外部的轴42被设置作为辅助传动装置40的一部分。在所述轴处布置有48V马达/发电机24和膨胀机25,这在下文还更加详细地结合对于图4的说明进行说明。

图2的视图示出了内燃发动机1的冷侧31,在该冷侧上布置有马达控制器17、增压空气导送部9、燃料模块16和辅助传动装置40,在该辅助传动装置处例如布置有马达/发电机24和膨胀机25。在所述燃料模块16中集成有用于支持燃料供应的不同的组件、例如燃料过滤器和压力调节器。在所述冷侧上,除了所述膨胀机25还布置有蒸气回路的另外的本身已知的组件,也即供给泵26、分配阀27、旁通阀28以及冷凝器29,它们分别紧固在所述曲轴箱2处。

图3示出了用于图解角范围的在所述内燃发动机上的后部的正视图,在所述角范围处布置有辅助总成。为了确定角范围,从所述曲轴箱2的后部的端侧(传动机构侧)起,向着所述内燃机1的方向观察,并且从0°的角起,在所述曲轴箱的下侧处,沿着顺时针方向向上确定角α。所述组件布置的下述的可选的角范围因此被这样说明:即当从后方(传动机构侧)观察所述内燃发动机时。由此,关于与所述曲轴平行的和包含此曲轴的垂直平面30确定所述角,从而从0°至360°的角范围撑开了相对于此垂直平面的垂直的圆。在所示出的示例中,侧部31是所述内燃发动机的冷侧,侧部32是所述内燃发动机的热侧。

所述辅助传动装置40(带有例如被装接的机器:马达/发电机24和膨胀机25)在从110°至160°的角范围中在所述冷侧31上布置在所述曲轴箱的侧向的壁部处。燃料泵15在从60°至120°的角范围中布置在所述冷侧31上。油泵在从-90°至90°的角范围中布置在所述曲轴箱的下部的区域中。如果交换了冷侧和热侧,则马达/发电机相应地布置在从200°至250°的角范围中,并且所述燃料泵在从240°至300°的范围中布置在所述曲轴箱的侧向。

图4示出了按照本发明的一个实施方式的辅助传动装置40的细节视图,其中,仅在剖视图中展示了所述辅助传动装置40。上述已经提到的是,辅助传动装置接口(在其处在从现有技术中已知的内燃发动机(参见图1)中布置有空气压缩机)此时被用于布置轴42,该轴具有两个自由的轴端部42a、42b,该轴端部分别被构造用于与给出功率的和/或取用功率的机器24、25进行连接。所述轴42的转动轴线平行于曲轴转动轴线18进行走向。

所述自由的轴端部42a、42b能够为了分别与一个给出功率的和/或取用功率的机器24、25进行连接而例如具有连接法兰、内齿部、外齿部、截锥、花键轴形件、齿轴形件或者对于轴轮毂连接部的类似的接口。所述轴42在所示出的示例中被实施作为具有内齿的轴,从而所述给出功率的和/或取用功率的机器24、25分别利用外齿部46与所述轴42处于有效连接中。

所述轴42的功率的供馈和/或取用经过所述后部的轮传动装置来进行,其中,所述对于曲轴18的有效连接经过在所述曲轴箱2处的侧向的口部来进行。在这里,所述轴42防止转动地与所述后部的轮传动装置的齿轮50相连,其中,所述齿轮50从所述内燃机1的曲轴起,经过所述后部的轮传动装置的中间轮能够被驱动。利用紧固元件47、例如螺钉将所述齿轮固定在所述轴42处。

在曲轴箱处存在中间壳41,该中间壳位于侧向的口部以上并且在所述曲轴箱2的侧向的壁部处紧固在所述曲轴箱以外。所述中间壳41在从110°至160°的角范围中紧固在所述内燃发动机的冷侧上,正如上述对于马达/发电机25所说明的那样。所述中间壳41借助于紧固元件43、例如螺钉紧固在所述曲轴箱处。

所述轴42借助于径向轴承和轴向轴承被支承在所述中间壳41中。在所述中间壳41的对置的端侧48处设置有紧固法兰44、45,以用于防止扭转地紧固所述给出功率的和/或取用功率的机器24、25的壳。

所述轴42的传动机构侧的轴端部42b与所述马达/发电机24相连。所述轴的对置的轴端部42a与膨胀机25相连。当然,这种布置也能够被交换,从而所述膨胀机25会布置在所述传动机构侧的轴端部42b处。所述膨胀机25是用于借助于蒸气回路将内燃机的废热转化为可用能量的废热利用系统的一部分,该蒸气回路此外包括供给泵26、分配阀27、旁通阀28和冷凝器29,正如前述那样。

所述膨胀机25和所述马达/发电机24彼此间地以及与所述内燃发动机1的曲轴经过所述后部的轮传动装置处于有效连接中。

图5A和5B示出了按照本发明的另一个实施方式的辅助传动装置60的细节视图。图5A示出了内燃机的侧向的后部的端部区域的透视的细节视图。这种实施方式的特殊方面在于,所述辅助传动装置60的轴42支承在所述后部的控制壳52a的壳区段中。对此,也包裹所述后部的轮传动装置的所述后部的控制壳52a相比于在图2中所示的控制壳52实施得更高,从而所述轴42能够布置在所述控制壳52a的外上部的壳区段处。飞轮壳利用附图标记56来指代。

图5B在剖视图中示出了辅助传动装置60。上文已经提到的是,所述中间壳41也能够是所述后部的控制壳52a的一部分或者是控制壳本身。当前,所述中间壳41(在其中支承有轴42)被实施作为所述控制壳52a的一部分。由此,经支承的轴42和被紧固在其上的齿轮50形成了所述后部的轮传动装置的一部分。

所述中间壳41与在图2中的中间壳类似地进行实施。尤其,带有相同的附图标记的组件对应于图2的组件并且不被单独说明。齿轮50经过螺钉被固定在所述轴42处。

虽然本发明参照特定的实施例已经被说明,对于本领域技术人员可见的是,能够实施不同的更改方案,并且能够使用等价方案作为替代,而不离开本发明的范围。作为附加方案,能够实施许多变型方案,而不离开从属的范围。因而,本发明应不限于所公开的实施例,而是应该包括落在所附的权利要求的范围中的所有的实施例。尤其,不依赖于所引用的权利要求,本发明对于从属权利要求的主题和特征也要求保护。

附图标记清单

1 内燃机、尤其内燃发动机

2 曲轴箱

3 内燃发动机的传动机构侧

4 内燃发动机的前部的端侧

5 内燃发动机的上侧

6 带传动装置

6a 带盘

6b 带

7 风扇

9 增压空气导送部

10 驱动装置

11 发电机

12 水泵

13 冷却介质压缩机

14 空气压缩机

15 燃料高压泵

16 燃料服务模块

17 马达控制器

18 曲轴的中线

19 油池

20 驱动装置

21 法兰

22 水泵(电气化)

24 马达/发电机,12V、24V、48V或者高伏特(例如400V)

25 扩张器

26 供给泵

27 分配阀

28 旁通阀

29 冷凝器

30 垂直平面

31 马达的冷侧

32 马达的热侧

40 辅助传动装置

41 中间壳

42 具有内齿的轴

42a 第一端部

42b 第二端部

43 紧固元件

44 紧固法兰

45 紧固法兰

46 用于轴轮毂连接部的齿部

47 紧固元件

48 端侧

50 齿轮

51 前部的控制壳

52 后部的控制壳

52a 后部的控制壳

56 飞轮壳

60 辅助传动装置。

再多了解一些
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