ES2377832T3 - Aparato propulsor para vehículo. - Google Patents
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Abstract
Aparato propulsor para vehículo que se dispone en un vehículo que tiene una cubierta lateral (8) en un lado del suelo inferior de un cuerpo de vehículo (1) y que pone en marcha el vehículo, con un motor eléctrico como fuente motriz, accionando giratoriamente un eje (3a, 3b) dispuesto en un chasis (2) del vehículo y una rueda (4a, 4b) fijada al eje (3a, 3b), el aparato propulsor para vehículo comprendiendo: un motor eléctrico totalmente encerrado (5) que se dispone fuera de un marco del chasis (2) colocado bajo un suelo del cuerpo de vehículo (1), que incluye un respiradero de ventilación con aire del exterior (55) por el que se succiona aire exterior desde una entrada de succión (58) colocada en el lado opuesto de un lado del chasis (2), se hace circular y se expulsa desde una salida de escape (59), y que utiliza el respiradero de ventilación con aire del exterior (55) para soltar el calor generado internamente hacia el exterior; un árbol (6) que transmite una fuerza motriz giratoria del motor eléctrico totalmente encerrado (5) al eje (3a, 3b); un conducto de ventilación (9) que se conecta entre la entrada de succión (58) y una abertura (10, 18a; 18b, 31) formada en la cubierta lateral (8) a través de una parte de conexión (11), caracterizado por el hecho de que la parte de conexión (11) tiene retractilidad y flexibilidad y se conecta a la entrada de succión (58) de tal manera que una dirección de retracción de la parte de conexión (11) sea idéntica a una dirección longitudinal del árbol (6) vista desde el lado del suelo inferior del cuerpo de vehículo (1).
Description
Aparato propulsor para vehículo.
La presente invención se refiere a un aparato
para propulsar un vehículo para propulsar el vehículo de un tren o
similar, y se refiere particularmente a un aparato para propulsar un
vehículo que utiliza un motor eléctrico totalmente encerrado.
\vskip1.000000\baselineskip
Un aparato propulsor de vehículo para accionar
un vehículo de un tren eléctrico o similar utiliza, como fuente
motriz, un motor eléctrico que está dispuesto debajo del suelo del
cuerpo del vehículo y hace funcionar el vehículo transfiriendo el
momento de torsión del motor eléctrico a las ruedas del vehículo a
través de dispositivos y ejes engranados dispuestos en un chasis.
Con el aumento de la velocidad a la que van los vehículos, hay una
demanda de reducir adicionalmente el tamaño y el peso así como de
aumentar aún más la capacidad de los motores eléctricos.
Convencionalmente, como motor eléctrico de esta
clase, se dispone un motor eléctrico de tipo abierto en cuyo
exterior se succiona aire que se utiliza como corriente de aire de
refrigeración. Como se succiona aire que contiene polvo en un motor
eléctrico de tipo abierto, es necesario realizar tareas de
mantenimiento, como la sustitución de filtros para evitar averías al
motor eléctrico producidas por la contaminación, y el desmontaje del
motor eléctrico para la limpieza periódica de las piezas internas,
específicas de una estructura de tipo abierta. Al mismo tiempo, con
el objetivo de aumentar la comodidad, hay una demanda de reducir el
ruido ambiente de los vehículos; y la reducción del ruido de los
motores eléctricos es un asunto de especial preocupación entre los
problemas que conciernen a los motores eléctricos de tipo
abierto.
Así, en respuesta a la búsqueda de un menor
mantenimiento y las medidas para reducir el ruido interno y externo
de los vehículos, se han desarrollado los motores eléctricos
totalmente encerrados. A causa de su estructura, la capacidad de
liberar calor de un motor eléctrico totalmente encerrado es
substancialmente baja en comparación con un motor eléctrico de tipo
abierto. Por lo tanto, es necesario aumentar la eficiencia de
refrigeración. Como ejemplo de un sistema de refrigeración para un
motor eléctrico totalmente encerrado, se dispone un respiradero de
ventilación con aire del exterior en el motor eléctrico aislado del
interior del motor eléctrico. Entonces, el aire del exterior se
ventila a través del respiradero de ventilación de aire exterior.
Debido a ello, el intercambio de calor ocurre entre el aire sellado
que circula dentro del motor eléctrico y el aire del exterior que
fluye por el respiradero de ventilación con aire del exterior. Como
resultado, el calor generado dentro del motor eléctrico es liberado
al exterior (por ejemplo, véase la documentación en materia de
patentes 1).
Documentación de patentes 1: Solicitud de
patente japonesa abierta a consulta por el público nº
2004-194407.
Documentación de patentes 1: Solicitud de
patente japonesa abierta a consulta por el público No.
S58-129194.
Se considera que los documentos de patente US
5.735.215; DE 10118219 A1; US 5.789.833; y US 1.481.888 componen el
estado de la técnica anterior más pertinente. Estos documentos se
resumen como sigue.
La patente US 5.735.215 describe una unidad
ferroviaria para transportar pasajeros. La unidad ferroviaria es un
vehículo de suelo bajo en el que una parte central del cuerpo del
vagón está más baja con respeto a sus partes finales. La unidad es
accionada selectivamente por al menos un motor diésel mecánico, o un
motor dieseleléctrico, o un motor estrictamente eléctrico, o un
motor con varios sistemas formado por una combinación de los
anteriores. Un motor eléctrico acciona por lo menos un eje de uno de
los trenes de rodadura.
La patente alemana DE 10118219 A1 divulga un
vehículo ferroviario con una unidad propulsora debajo del suelo, la
unidad propulsora comprendiendo un compartimiento de máquina con una
carcasa aislante de sonido y conductos insonorizantes hacia y desde
un ventilador de ventilación interno. La unidad propulsora incluye
un ventilador que ventila el compartimiento, para lo que se
proporcionan unas aberturas de entrada y salida en la pared externa
de la carcasa. Las aberturas son transversales al eje longitudinal
del vehículo.
La patente US 5.789.833 divulga un motor de
tracción totalmente encerrado para un automotor eléctrico
incluyendo: una estructura de marco de forma cilíndrica que encierra
totalmente el motor pero está provisto de una ventana, un árbol
rotor giratoriamente soportado por la estructura de marco y coaxial
con la estructura de marco, un rotor de forma cilíndrica fijado
coaxialmente al árbol del rotor que gira con el árbol del rotor, un
estátor de forma cilíndrica fijado a una superficie interna de la
estructura de marco coaxialmente con el árbol del rotor con un
espacio entre una superficie interior del estátor y una superficie
exterior del rotor, y un cuerpo de refrigeración montado en la
estructura del marco para cubrir la ventana y provisto de una
pluralidad de aletas de absorción de calor fijadas al cuerpo de
refrigeración desde el interior y una pluralidad de aletas de
radiación fijadas al cuerpo de refrigeración desde el exterior.
\newpage
La patente US 1.481.888 divulga un conductor de
aire flexible y extensible para motores de ferrocarril, estando el
conductor de aire formado de un material flexible que es pegado o
cosido en un esqueleto de marcos separados de manera que la cubierta
de aire tenga una superficie interior regular y lisa cuando se
hincha.
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Sin embargo, se encontraron los siguientes
problemas en un aparato propulsor de vehículo que utiliza un motor
eléctrico, totalmente encerrado y convencional.
Últimamente, desde la perspectiva de la estética
externa o con el objetivo de reducir la resistencia durante el viaje
de los vehículos ferroviarios, es una práctica muy extendida
disponer cubiertas laterales en los lados del suelo inferior del
cuerpo de un vehículo. Si se dispone un motor eléctrico totalmente
encerrado bajo el suelo de un vehículo que tenga cubiertas
laterales, entonces el aire que tiene su temperatura elevada debido
a la liberación de calor del motor eléctrico se estanca en la región
rodeada por las cubiertas laterales. Por consiguiente, el aire con
la temperatura elevada recircula al respiradero de ventilación con
aire del exterior como corriente de aire de refrigeración. Esto
causa una degradación substancial en la eficiencia de refrigeración
del motor eléctrico. Como se ha descrito arriba, la eficiencia de
refrigeración en un motor eléctrico totalmente encerrado es
originalmente baja en comparación con un motor eléctrico de
estructura abierta. Además, la fijación de las cubiertas laterales
al vehículo provoca una degradación adicional en la eficiencia de
refrigeración.
Normalmente, un motor eléctrico propulsor de un
vehículo es conectado a un chasis que se dispone en la parte
inferior de un cuerpo del vehículo. Debido a ello, las dimensiones
del motor eléctrico están limitadas por el rango de un ancho de raíl
estándar. Esto obliga a restringir el aumento de capacidad del motor
eléctrico. Especialmente, en el caso de un motor eléctrico
totalmente encerrado, es necesario proporcionar adicionalmente un
mecanismo de refrigeración para aumentar la capacidad de
refrigeración. Como resultado, el tamaño del motor eléctrico
totalmente encerrado aumenta en comparación con un motor eléctrico
de tipo abierto capaz de dar un rendimiento idéntico. Esto hace
difícil instalar un motor eléctrico totalmente encerrado de alta
capacidad en un vehículo. Así, si la capacidad necesaria es alta,
resulta que la tarea de instalar un motor eléctrico totalmente
encerrado en un chasis es a veces inviable.
La presente invención se ha hecho para resolver
los problemas antes mencionados en la tecnología convencional y es
un objeto de la presente invención proporcionar un aparato para
propulsar un vehículo que permita lograr una mejora de la eficiencia
de refrigeración y permita la instalación de un motor eléctrico
totalmente encerrado de alta capacidad.
\vskip1.000000\baselineskip
Para resolver el problema ya mencionado y lograr
el objeto, se proporciona un aparato para propulsar un vehículo
según la presente invención que se dispone en un vehículo que tiene
una cubierta lateral en un lado del suelo inferior de un cuerpo de
vehículo y que propulsa el vehículo, con un motor eléctrico como
fuente motriz, accionando giratoriamente un eje dispuesto en un
chasis del vehículo y una rueda fijada al eje, el aparato propulsor
del vehículo incluyendo un motor eléctrico totalmente encerrado que
se dispone fuera de un marco del chasis colocado debajo de un suelo
del cuerpo de vehículo, que incluye un respiradero de ventilación
con aire del exterior a través del cual se succiona aire del
exterior desde un conducto de entrada de succión, que se hace
circular y se expulsa por un conducto de escape, y que usa el
respiradero de ventilación con aire del exterior para liberar el
calor generado internamente hacia el exterior; un árbol que
transmite una fuerza del motor eléctrico totalmente encerrado al
eje; y un conducto de ventilación que se conecta entre el conducto
de entrada y una abertura formada en dicha cubierta lateral. La
presente invención proporciona un aparato según la reivindicación
independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se dan otras
formas de realización preferidas. La invención reivindicada puede
comprenderse mejor con la lectura de las formas de realización
descritas a continuación. En general, las formas de realización
descritas describen las formas de realización preferidas de la
invención. El lector atento observará sin embargo que algunos
aspectos de las formas de realización descritas se extienden más
allá del alcance de las reivindicaciones. Si las formas de
realización descritas se extendieran verdaderamente más allá del
alcance de las reivindicaciones, las formas de realización descritas
deben ser consideradas información complementaria de fondo y no
constituyen definiciones de la invención per se. Lo mismo
ocurre para las siguientes secciones "Breve descripción de los
dibujos" y "Mejores modos de realizar la
invención".
\vskip1.000000\baselineskip
Según un aspecto de la presente invención, se
dispone un conducto de ventilación para conectar una entrada de
succión de un motor eléctrico totalmente encerrado a una abertura
formada en una cubierta lateral. Por lo tanto, se hace posible
suministrar aire exterior del exterior del vehículo como corriente
de aire de refrigeración al motor eléctrico totalmente encerrado.
Esto elimina la posibilidad de un problema convencional de que se
alimente al motor eléctrico totalmente encerrado aire a elevada
temperatura afectado por el calor de los gases de escape de
alrededor. Como resultado, la eficiencia de refrigeración del motor
eléctrico totalmente encerrado puede mantenerse constantemente a un
nivel alto.
Según otro aspecto de la presente invención, la
corriente de aire de refrigeración del exterior del vehículo es
suministrado a través del conducto de ventilación con el uso de una
característica de un respiradero de ventilación con aire del
exterior que se dispone en el motor eléctrico totalmente encerrado.
Esto elimina la necesidad de disponer nuevamente un dispositivo para
producir un tiro forzado. Además, a diferencia de la tecnología
convencional, no se usa la corriente de aire generada cuando el
vehículo circula. Así, incluso si no es posible obtener una
corriente de aire suficiente de la marcha del vehículo cuando el
vehículo va más despacio o cuando el motor eléctrico está
funcionando después de que el vehículo se pare, es todavía posible
mantener una eficiencia alta de refrigeración.
Según otro aspecto más de la presente invención,
el motor eléctrico totalmente encerrado se dispone fuera del marco
de un chasis. Esto elimina las limitaciones dimensionales reguladas
por el chasis al instalar el motor eléctrico totalmente encerrado.
Así, se hace posible disponer de un motor eléctrico totalmente
encerrado de alta capacidad. Esto es, al cargar el motor eléctrico
totalmente encerrado en la parte del cuerpo del vehículo en lugar de
en el chasis, se puede garantizar un espacio suficiente y así
aumentar la capacidad del motor eléctrico totalmente encerrado.
Además, como el motor eléctrico totalmente
encerrado se dispone fuera del marco del chasis, se dispone un árbol
para conectar el motor eléctrico totalmente encerrado a un eje.
Además de su función principal de transmitir la fuerza de
transmisión giratoria del motor eléctrico totalmente encerrado al
eje, el árbol tiene una buena conductividad de calor gracias a su
material metálico. Así, al ayudar a liberar calor del motor
eléctrico totalmente encerrado, el árbol contribuye al efecto de
refrigeración. Esto permite conseguir una mejora substancial en la
eficiencia de refrigeración del motor eléctrico totalmente
encerrado.
De esta manera, según un aspecto de la presente
invención, además de conseguir las ventajas convencionales, tales
como un menor mantenimiento y ruido del vehículo, de un motor
eléctrico totalmente encerrado, es posible proporcionar un aparato
propulsor de vehículo que incluye un motor eléctrico totalmente
encerrado que tiene una capacidad alta así como una eficiencia de
refrigeración mejorada.
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La Fig. 1 es una vista lateral esquemática que
ilustra una configuración de un aparato propulsor para vehículo
según una primera forma de realización.
La Fig. 2 es una vista en planta esquemática que
ilustra la configuración de un aparato propulsor para vehículo según
la primera forma de realización con la parte inferior del
correspondiente vehículo vista desde abajo.
La Fig. 3 es una vista de detalle que ilustra
una parte de empalme entre un eje y un árbol ilustrado en la Fig.
1.
La Fig. 4 es una vista en sección transversal
que ilustra una configuración ilustrativa de un motor principal
encerrado según la primera forma de realización.
La Fig. 5 es una vista en planta esquemática que
ilustra una configuración del aparato propulsor para vehículo según
una segunda forma de realización con la parte inferior del
correspondiente vehículo vista desde abajo.
La Fig. 6 es una vista en planta esquemática que
ilustra una modificación de la configuración del aparato propulsor
para vehículo según una tercera forma de realización con la parte
inferior del correspondiente vehículo vista desde abajo.
La Fig. 7 es una vista en planta esquemática que
ilustra una configuración del aparato propulsor para vehículo según
la tercera forma de realización con la parte inferior del
correspondiente vehículo vista desde abajo.
La Fig. 8 es una vista lateral esquemática que
ilustra una configuración de un aparato propulsor para vehículo que
no incluye un conducto de ventilación.
La Fig. 9 es una vista en planta esquemática que
ilustra la configuración del aparato propulsor para vehículo
ilustrado en la Fig. 8 con la parte inferior del correspondiente
vehículo vista desde abajo.
La Fig. 10 es una vista en planta que ilustra
una configuración de un aparato propulsor convencional de un
vehículo.
vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
- 1
- cuerpo de vehículo.
- 2
- chasis.
- 3a, 3b
- eje.
- 4a, 4b
- rueda.
- 5
- motor principal totalmente encerrado.
- 6
- eje.
- 8
- cubierta lateral.
- 9
- conducto de ventilación.
- 10, 18a, 18b, 31
- abertura.
- 11
- parte de conexión.
- 12
- parte de empalme.
- 13, 14
- engranaje.
- 17, 20a, 20b
- filtro de recogida de polvo.
- 19
- conducto de ventilación.
- 30
- conducto de ventilación.
- 51
- estátor.
- 52
- bobina del estátor.
- 53
- rotor.
- 54
- respiradero de ventilación de aire interior.
- 55
- respiradero de ventilación de aire exterior.
- 56
- ventilador interior.
- 57
- ventilador exterior.
- 58
- entrada de succión.
- 59
- salida de escape.
- 101a, 101b
- motor principal.
- 102a, 102b
- dispositivo de engranaje.
- 103a, 103b
- empalme flexible de tipo engranaje.
- 104
- marco del chasis.
- 105a, 105b
- eje.
- 106
- rueda.
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se describirán detalladamente
unas formas de realización ilustrativas de un aparato propulsor para
vehículo según la presente invención con referencia a los dibujos
adjuntos. La presente invención no está limitada a las formas de
realización descritas abajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Primera forma de
realización
La Fig. 1 es una vista lateral esquemática que
ilustra una configuración de un aparato propulsor para vehículo
según la presente forma de realización. La Fig. 2 es una vista en
planta esquemática que ilustra la configuración de un aparato
propulsor para vehículo según la presente forma de realización con
la parte inferior del correspondiente vehículo vista desde abajo. El
aparato propulsor para vehículo según la presente forma de
realización se dispone en un vehículo tipo tren o similar, y pone en
marcha al vehículo correspondiente convirtiendo energía eléctrica en
momento de torsión con el uso de un motor eléctrico de tipo motor
eléctrico totalmente encerrado (llamado de ahora en adelante motor
eléctrico totalmente encerrado).
En la parte inferior de un cuerpo de vehículo 1,
que es la parte principal del vehículo de tipo tren, se disponen
unos chasis 2. En cada chasis 2 se disponen unos ejes 3a y 3b. Una
rueda 4a es fijada mediante impactos en cada extremo del eje 3a,
mientras una rueda 4b es fijada mediante impactos en cada extremo
del eje 3b. En el ejemplo ilustrado en la Fig. 1, se disponen dos
chasis 2 en un solo vehículo y cada chasis 2 tiene dos ejes. Sin
embargo, en la Fig. 2, los chasis 2 son omitidos para simplificar.
Además, los ejes y las ruedas dispuestos en sólo un chasis están
ilustrados en la Fig. 2. Esto es, se omiten los ejes y las ruedas
dispuestos en el otro chasis para simplificar.
Desde el punto de vista estético o con el
objetivo de proteger los equipos y reducir la resistencia durante el
viaje, las cubiertas laterales 8 se disponen en los lados bajo el
suelo del cuerpo de vehículo 1. Las cubiertas laterales 8 son, por
ejemplo, faldones o similares dispuestos a ambos lados del suelo
inferior del cuerpo de vehículo 1.
Fuera del marco de los chasis 2, que están
situados en la parte inferior del cuerpo de vehículo 1, se dispone
un motor principal totalmente encerrado 5. En la presente forma de
realización, la disposición del motor principal totalmente encerrado
5 fuera del marco del chasis 2 permite un mayor grado de libertad
con respecto al espacio de instalación. Así, es posible proveer al
motor principal totalmente encerrado 5 de una capacidad alta.
Mientras tanto, se ofrece posteriormente una comparación detallada
con un ejemplo de instalación con motores principales
convencionales. El motor principal totalmente encerrado 5 es
instalado bajo el suelo, por ejemplo, suspendiéndolo utilizando un
dispositivo de suspensión.
Un árbol 6 que transmite la fuerza de
transmisión giratoria al eje 3a es conectado a un extremo del motor
principal totalmente encerrado 5 y es conectado en el otro extremo
al eje 3a. La Fig. 3 es una vista de detalle que ilustra una parte
de empalme 12 entre el eje 3a y el árbol 6. Como se ilustra en la
Fig. 3, se utiliza un sistema de cardán rectangular como método de
conexión ilustrativo en la presente forma de realización. Esto es,
el árbol 6 y el eje 3a son colocados ortogonales el uno con respecto
al otro, y un engranaje 13 conectado a la punta del árbol 6 se
acopla a un engranaje 14 unido en la parte central a lo largo de la
dirección longitudinal del eje 3a. Con esto, las rotaciones del
árbol 6 se transforman en las rotaciones del eje 3a. En la presente
forma de realización, la fuerza motriz del motor principal
totalmente encerrado 5 es transmitida directamente sólo al eje 3a,
que está dispuesto más cerca del motor principal totalmente
encerrado 5 que el eje 3b. Esto es, en la presente forma de
realización, el motor principal totalmente encerrado 5 es asociado
con sólo uno de los dos ejes que están conectados al mismo
chasis.
La Fig. 4 es una vista en sección transversal
que ilustra una configuración ilustrativa del motor principal
encerrado 5. Como componentes esenciales del motor principal
totalmente encerrado 5; en la Fig. 4 se ilustra un estátor 51, una
bobina de estátor 52 que se enrolla alrededor del estátor 51, y un
rotor 53 indicados con los números de referencia correspondientes.
Además, se dispone como mecanismo de refrigeración del motor
principal totalmente encerrado 5, un respiradero de ventilación con
aire interior 54 dentro del cual circula el aire sellado en el motor
principal y un respiradero de ventilación con aire del exterior 55
por el que el fluye aire del exterior succionado desde una entrada
de succión 58 y sale por la salida de escape 59. Además, en el
respiradero de ventilación de aire interior 54 se dispone un
ventilador interior 56 que permite que el aire interior circule.
Asimismo, en el respiradero de ventilación con aire del exterior 55
se dispone un ventilador exterior 57 que permite que el aire del
exterior entre por la entrada de succión 58.
Debido al funcionamiento del motor principal
totalmente encerrado 5, se genera calor internamente con lo cual se
produce una subida de la temperatura del aire en el respiradero de
ventilación de aire interior 54. Sin embargo, como el aire interior
que tiene su temperatura elevada circula en el respiradero de
ventilación de aire interior 54, el calor es liberado al exterior a
través de una aleta de radiación o similar. Además, como el
intercambio de calor se produce alrededor del estátor 51 a través de
las superficies de pared del respiradero de ventilación de aire
interior 54 y el respiradero de ventilación con aire del exterior
55, el calor es liberado al exterior junto con el aire del exterior
que fluye por el respiradero de ventilación con aire del exterior
55. Además, como no hay un intercambio de aire directo entre el
respiradero de ventilación de aire interior 54 y el respiradero de
ventilación con aire del exterior 55, aunque el aire del exterior
contenga polvo, se evita que el polvo entre en el interior del motor
principal.
Como se muestra en las Figs. 1 y 2, se conecta
un conducto de ventilación 9, que se usa para succionar aire del
exterior, al motor principal totalmente encerrado 5. El conducto de
ventilación 9 se abre hacia el exterior del vehículo en las
cubiertas laterales 8. Más especialmente, el conducto de ventilación
9 tienen dos extremos abiertos, un extremo abierto estando conectado
a la entrada de succión 58 del motor principal totalmente encerrado
5 y el otro extremo abierto guiándose hasta una abertura 10 que se
forma en las cubiertas laterales 8. El otro extremo abierto del
conducto de ventilación 9 y la abertura 10 se conectan mutuamente de
una manera coincidente. De esta manera, en la presente forma de
realización, la abertura 10 se forma en la cubierta lateral 8 que se
dispone en un lado del vehículo y el conducto de ventilación 9 se
dispone para conectar la entrada de succión 58 a la abertura 10.
Esto permite suministrar aire exterior del exterior del vehículo
directamente al respiradero de ventilación con aire del exterior 55.
Mientras tanto, la abertura 10 tiene, por ejemplo, forma
rectangular.
En el motor principal totalmente encerrado 5, la
salida de escape 59 se coloca en el lado en que se conecta el chasis
2 al motor principal totalmente encerrado 5 a través del árbol 6;
mientras que la entrada de succión 58 se coloca en el lado opuesto
del lado en el que se conecta el chasis 2 al motor principal
totalmente encerrado 5 a través del árbol 6. El conducto de
ventilación 9 se prolonga desde el motor principal totalmente
encerrado 5 a lo largo de la dirección del vehículo, entonces se
dobla en un ángulo sustancialmente recto y se prolonga linealmente
hasta la abertura 10 formada en una de las cubiertas laterales 8.
Particularmente, el conducto de ventilación 9 se dispone de tal
manera que queda perpendicular con respecto a la cubierta lateral 8
en la abertura 10. Mientras tanto, en la Fig. 2, el flujo del aire
del exterior está ilustrado mediante unas flechas. El aire del
exterior del vehículo es suministrado al motor principal totalmente
encerrado 5 a través del conducto de ventilación 9 y expulsado del
motor principal totalmente encerrado 5 hacia el lado en el que está
el chasis 2.
La parte de conexión del conducto de ventilación
9 con respecto al motor principal totalmente encerrado 5 es, por
ejemplo, una parte de conexión 11 que tiene una forma de fuelle con
retractilidad y flexibilidad. Incluso si la parte de empalme entre
el motor principal totalmente encerrado 5 y el conducto de
ventilación 9 es sometido a tensión producida por las vibraciones o
el movimiento generados con la marcha del vehículo, la parte de
conexión 11 se alarga o contrae, o se deforma flexiblemente en la
dirección longitudinal del vehículo y reduce las vibraciones o el
movimiento de una manera flexible. Por lo tanto, la fiabilidad de la
conexión entre el motor principal totalmente encerrado 5 y el
conducto de ventilación 9 se asegura de una manera estable.
Mientras tanto, es deseable disponer, por
ejemplo, un filtro 17 de recogida de polvo en la abertura 10 que
permita recoger el polvo contenido en el aire que fluye en el
conducto de ventilación 9 desde el exterior de la cobertura lateral
8. Así, se puede evitar que el polvo entre en el conducto de
ventilación 9 y el respiradero de ventilación con aire del exterior
55. El filtro 17 de recogida de polvo puede disponerse en la
abertura 10 o en el extremo abierto del conducto de ventilación
9.
A continuación se da la descripción con
referencia a las Figs. 1 a 4 del comportamiento de la configuración
anterior según la presente forma de realización. Debido al
funcionamiento del motor principal totalmente encerrado 5, se genera
calor en el mismo. El calor generado provoca una subida en la
temperatura del aire sellado en el respiradero de ventilación de
aire interior 54. El movimiento del ventilador interior 56 permite
que el aire que tiene su temperatura elevada circule en el
respiradero de ventilación de aire interior 54. Mientras tanto, como
el respiradero de ventilación con aire del exterior 55 está
comunicado con el conducto de ventilación 9 y como un extremo del
conducto de ventilación 9 se abre hacia el exterior del vehículo en
la abertura 10, se succiona aire con una temperatura relativamente
baja del exterior del vehículo al respiradero de ventilación con
aire del exterior 55 mediante el funcionamiento del ventilador
exterior 57. El aire succionado de una temperatura relativamente
baja fluye entonces por el respiradero de ventilación con aire del
exterior 55. Posteriormente, se produce el intercambio de calor
entre el aire de temperatura elevada que circula en el respiradero
de ventilación de aire interior 54 y el aire de temperatura
relativamente baja que fluye por el respiradero de ventilación con
aire del exterior 55. Como resultado, el calor es liberado hacia el
exterior.
A continuación se explica el efecto de la
presente forma de realización. Según la presente forma de
realización, como el conducto de ventilación 9 se dispone para
conectar la entrada de succión 58 del motor principal totalmente
encerrado 5 a la abertura 10 que se proporciona en una de las
cubiertas laterales 8, se suministra el aire de una temperatura
relativamente baja constantemente del exterior del vehículo al
respiradero de ventilación con aire del exte-
rior 55. Esto permite conseguir la mejora en la eficiencia de refrigeración del motor principal totalmente encerrado 5.
rior 55. Esto permite conseguir la mejora en la eficiencia de refrigeración del motor principal totalmente encerrado 5.
Abajo se expone la descripción con referencia a
las Figs. 8 y 9 sobre un caso en el que no se dispone el conducto de
ventilación 9. La Fig. 8 es una vista lateral esquemática que
ilustra una configuración de un aparato propulsor para vehículo que
no incluye un conducto de ventilación. La Fig. 9 es una vista en
planta esquemática que ilustra la configuración del aparato
propulsor para vehículo ilustrado en la Fig. 8 con la parte inferior
del correspondiente vehículo vista desde abajo. En la presente
memoria, los componentes idénticos a los ilustrados en las Figs. 1 y
2 están indicados con los mismos números de referencia.
Haciendo referencia a la Fig. 8 y 9, el motor
principal totalmente encerrado 5 succiona aire del exterior
alrededor de la posición de instalación de la entrada de succión 58
y entonces expulsa aire a elevada temperatura que tiene una
temperatura más alta que la temperatura en el momento de succionar
el aire del exterior. Como las cubiertas laterales 8 se disponen en
los lados del suelo inferior del cuerpo de vehículo 1, el aire a
elevada temperatura expulsado por el motor principal totalmente
encerrado 5 tiende a estancarse en la región rodeada por las
cubiertas laterales 8. A causa de esto, el motor principal
totalmente encerrado 5 llega a succionar el aire a elevada
temperatura de alrededor de la posición de instalación y guía el
aire succionado en el respiradero de ventilación con aire del
exterior 55. Como el motor principal totalmente encerrado 5 continúa
en funcionamiento, la diferencia de temperatura del aire que fluye
por el respiradero de ventilación con aire del exterior 55 y la
temperatura del aire que circula por el respiradero de ventilación
de aire interior 54 se reduce gradualmente. Esto causa una
degradación substancial en la eficiencia de refrigeración del motor
eléctrico. En comparación, en la presente forma de realización, el
aire exterior del exterior del vehículo es suministrado de forma
segura a través del conducto de ventilación 9 como corriente de aire
de refrigeración que no es afectada por el calor de escape del motor
principal totalmente encerrado 5. Esto permite conseguir una alta
eficiencia de refrigeración.
Además, en la presente forma de realización, al
succionar el aire con el funcionamiento del ventilador exterior 57,
la corriente de aire de refrigeración del exterior del vehículo es
suministrada al motor principal totalmente encerrado 5 a través del
conducto de ventilación 9. Esto es, se succiona el aire del exterior
utilizando efectivamente las características ya establecidas del
motor principal totalmente encerrado 5. Esto elimina la necesidad de
disponer nuevamente un dispositivo para producir una ventilación
forzada. Además, por ejemplo, el aparato de transferencia de calor
de un vehículo descrito en la documentación sobre patentes 2 utiliza
la corriente de aire de la marcha del vehículo generada como
corriente de aire de refrigeración cuando el vehículo está
circulando. Por el contrario, en la presente forma de realización,
el aire puede succionarse utilizando el ventilador exterior 57
incluso cuando no sea posible obtener suficiente corriente de aire
del vehículo en marcha cuando el vehículo va más despacio o cuando
el motor principal está funcionando después de que el vehículo se
pare. Así, se hace posible mantener una eficiencia alta de
refrigeración. Además, el objeto de la documentación sobre patentes
2 es realizar la refrigeración de un equipo eléctrico como un
transformador o un reactor. Este objeto es diferente del objeto de
la presente forma de realización, que es realizar la refrigeración
de un motor principal totalmente encerrado.
En la presente forma de realización, la entrada
de succión 58 y la salida de escape 59 proporcionadas en el motor
principal totalmente encerrado 5 están suficientemente separadas.
Más particularmente, la salida de escape 59 se coloca en el lado en
que se conecta el chasis 2 al motor principal totalmente encerrado
5; mientras que la entrada de succión 58 se coloca en el lado
opuesto del lado en el que se conecta el chasis 2 al motor principal
totalmente encerrado 5. Como el lado de entrada y el lado de escape
están lo suficientemente separados, el lado de entrada no es
afectado fácilmente por el calor del aire de escape. Esto contribuye
a mejorar la eficiencia de refrigeración. Además, esta disposición
también facilita una instalación fácil del conducto de ventilación
9.
En la presente forma de realización, el conducto
de ventilación 9 queda perpendicular con respecto a las cubiertas
laterales 8 en la abertura 10. Por consiguiente, el aire que entra
en el conducto de ventilación 9 desde la abertura 10 fluye
perpendicular con respecto a las cubiertas laterales 8. Esta
configuración es posible a causa de la característica mencionada
antes de succionar la corriente de aire de refrigeración sin tener
que utilizar la corriente de aire del vehículo en marcha. Así, a
diferencia del caso de tener que utilizar la corriente de aire del
vehículo en marcha, no hay necesidad de disponer el conducto de
ventilación 9 en una inclinación con respecto a la cubierta lateral
8. Esto hace la configuración más sencilla y la instalación más
fácil. Además, la longitud del conducto de ventilación 9 también
disminuye con lo cual permite una reducción de coste. Sin embargo,
de forma idéntica a la configuración convencional, obviamente es
posible disponer el conducto de ventilación 9 en una inclinación con
respecto a las cubiertas
laterales 8.
laterales 8.
Como el filtro 17 de recogida de polvo se
dispone en la abertura 10, se evita que el polvo contenido en el
aire del exterior del vehículo entre en el conducto de ventilación
9. Por consiguiente, también se evita el problema para el
respiradero de ventilación con aire del exterior 55 de que entre
polvo en el mismo. Esto facilita realizar el mantenimiento del motor
principal totalmente encerrado 5.
Además, como la parte de conexión 11
proporcionada entre la entrada de succión 58 y el conducto de
ventilación 9 tiene retractilidad y flexibilidad, es posible
absorber las vibraciones o el movimiento generados con la marcha del
vehículo. Eso mejora la fiabilidad de la conexión entre el motor
principal totalmente encerrado 5 y el conducto de ventilación 9.
Además, según la presente forma de realización,
el motor principal totalmente encerrado 5 se dispone fuera del marco
del chasis 2. Esto elimina las limitaciones dimensionales reguladas
por el chasis 2 al instalar el motor eléctrico totalmente encerrado
5. Así, es posible proveer al motor principal totalmente encerrado 5
de una capacidad alta. Esto es, al cargar el motor principal
totalmente encerrado 5 en la parte del cuerpo del vehículo en lugar
de en el chasis 2, se hace posible garantizar un espacio suficiente
y así aumentar la capacidad del motor principal totalmente encerrado
5.
A continuación se da la descripción con
referencia a la Fig. 10 de una configuración ilustrativa en la se
disponen unos motores principales en un chasis. La Fig. 10 es una
vista en planta que ilustra una configuración de un aparato
propulsor convencional de un vehículo. En la Fig. 10, los motores
principales 101a y 101b se disponen en diagonal en un marco 104 del
chasis. En el marco 104 del chasis se disponen unos ejes 105a y
105b. Una rueda 106 se fija mediante impactos a ambos extremos de
cada uno de los ejes 105a y 105b. Se conecta un dispositivo de
engranaje 102a al eje 105a, mientras que se conecta un dispositivo
de engranaje 102b al eje 105b. El árbol giratorio del motor
principal 101a y el árbol de piñón del dispositivo de engranaje 102a
se acoplan flexiblemente mediante un empalme 103a flexible de tipo
engranaje. De forma similar, el árbol giratorio del motor principal
101b y el árbol de piñón del dispositivo de engranaje 102b se
acoplan flexiblemente mediante un empalme 103b flexible de tipo
engranaje. Los árboles giratorios de los motores principales 101a y
101b están paralelos a los ejes 105a y 105b.
En este tipo de aparato propulsor para vehículo,
puede verse que las dimensiones de los motores principales 101a y
101b están limitadas por el marco del chasis. Esto es, puede verse
que las limitaciones dimensionales por el ancho de la vía y las
limitaciones por una distancia 300 entre el eje y el piñón de
engranaje (distancia central) hace difícil disponer motores
principales de alta capacidad.
En la presente forma de realización, si el motor
principal totalmente encerrado 5 fuera, por ejemplo, un motor de
inducción; se ha descubierto que la capacidad del motor principal
totalmente encerrado 5 podría aumentarse hasta cerca de dos veces la
capacidad convencional. Así, a diferencia del ejemplo de la Fig. 10
en el que se disponen dos motores principales 101a y 101b con
respecto al mismo marco 104 del chasis; se dispone un solo motor
principal totalmente encerrado 5 con respecto a un solo chasis 2.
Esto permite conseguir una mejora substancial en la eficiencia de
refrigeración mientras se mantiene el rendimiento de la marcha como
antes.
Como el motor principal totalmente encerrado 5
se dispone fuera del marco del chasis 2, se dispone el árbol 6 para
conectar el motor principal totalmente encerrado 5 al eje 3a. Además
de su función principal de transmitir la fuerza de transmisión
giratoria del motor principal totalmente encerrado 5 al eje 3a, el
árbol 6 tiene una buena conductividad de calor gracias a su material
metálico. Así, al ayudar a libera calor del motor principal
totalmente encerrado 5, el árbol 6 contribuye al efecto de
refrigeración. Esto permite conseguir la mejora en la eficiencia de
refrigeración del motor principal totalmente encerrado 5.
Como se ha descrito arriba, según la presente
forma de realización, además de conseguir un menor mantenimiento y
ruido, es posible proporcionar un aparato propulsor para vehículo
que incluya el motor principal totalmente encerrado 5 que tenga una
capacidad alta así como una eficiencia de refrigeración
mejorada.
\vskip1.000000\baselineskip
Segunda forma de
realización
La Fig. 5 es una vista en planta esquemática que
ilustra una configuración del aparato propulsor para vehículo según
la presente forma de realización con la parte inferior del
correspondiente vehículo vista desde abajo. En la presente forma de
realización, la estructura de un conducto de ventilación 19 es
diferente de la estructura del conducto de ventilación 9 de la
primera forma de realización. Además, en la Fig. 5, los componentes
idénticos a los ilustrados en la Fig. 2 están indicados con los
mismos números de referencia por lo que se omite su descripción
detallada.
Como se ilustra en la Fig. 5, el conducto de
ventilación 19 es un conducto en forma de T que tiene tres extremos
abiertos. Uno de los tres extremos abiertos se conecta a la entrada
de succión 58 del motor principal totalmente encerrado 5. Uno de los
dos extremos abiertos restantes se conecta a una abertura 18a que se
forma en las cubiertas laterales 8 dispuesta en un lado del
vehículo, mientras que el otro de los dos extremos abiertos
restantes se conecta a una abertura 18b que se forma en las
cubiertas laterales 8 dispuesta en el otro lado del vehículo. De
esta manera, en la presente forma de realización, las aberturas 18a
y 18b se forman en las cubiertas laterales 8 que se disponen en los
lados mutuamente opuestos. Además, se dispone un filtro 20a de
recogida de polvo en la abertura 18a y se dispone un filtro 20b de
recogida del polvo en la abertura 18b.
Según la presente forma de realización, por
ejemplo, incluso si la abertura 18a formada en una de las cubiertas
laterales 8 se obstruye con partícula extrañas, es posible utilizar
la otra abertura 18b para succionar el aire del exterior del
vehículo. Así, se puede obtener un flujo estable de la corriente de
aire de refrigeración por el conducto de ventilación 19. Por otro
lado, aunque se forman dos aberturas en las cubiertas laterales
según la presente forma de realización, el número de aberturas no se
limita a dos y es generalmente posible formar más de dos aberturas.
Aparte de la descripción anterior, la configuración, el
comportamiento, y el efecto de la presente forma de realización son
idénticos a los de la primera forma de realización.
\vskip1.000000\baselineskip
Tercera forma de
realización
La Fig. 7 es una vista en planta esquemática que
ilustra una configuración del aparato propulsor para vehículo según
la presente forma de realización con la parte inferior del
correspondiente vehículo vista desde abajo. La Fig. 6 es una vista
en planta esquemática que ilustra una modificación de la
configuración del aparato propulsor para vehículo según la presente
forma de realización con la parte inferior del correspondiente
vehículo vista desde abajo. Además, en las Figs. 6 y 7, los
componentes idénticos a los ilustrados en la Fig. 2 están indicados
con los mismos números de referencia por lo que se omite su
descripción detallada.
Como se ilustra en la Fig. 7, en la presente
forma de realización, se dispone un conducto de ventilación 30 para
el aire de escape en la configuración según la segunda forma de
realización ilustrada en la Fig. 5. Más particularmente, un extremo
del conducto de ventilación 30 se conecta a la salida de escape 59
del motor principal totalmente encerrado 5 y el otro extremo del
conducto de ventilación 30 se conecta a una abertura 31 formada en
las cubiertas laterales 8.
Debido al conducto de ventilación 30 para el
aire de escape, el aire a alta temperatura expulsado del respiradero
de ventilación con aire del exterior 55 del motor principal
totalmente encerrado 5 puede ser expulsado de forma segura al
exterior del vehículo. Esto es, el aire que tiene su temperatura
elevada debido a la liberación de calor en el motor principal
totalmente encerrado 5 no se estanca alrededor del motor principal
totalmente encerrado 5. Esto permite conseguir una eficiencia mucho
mejor de la eficacia de refrigeración.
Además, en el motor principal totalmente
encerrado 5, la entrada de succión 58 y la salida de escape 59 están
lo suficientemente separadas. Particularmente, la salida de escape
59 se coloca en el lado del chasis 2 al que se conecta el motor
principal totalmente encerrado 5, mientras que la entrada de succión
58 se coloca en el lado opuesto del chasis 2 al que se conecta el
motor principal totalmente encerrado 5. El conducto de ventilación
30 para el aire de escape se conecta a la salida de escape 59. El
conducto de ventilación 30 se prolonga a lo largo de la dirección de
conexión, entonces se dobla en un ángulo recto con respecto a la
dirección de la marcha del vehículo, y se conecta a la abertura 31
formada en las cubiertas laterales 8. Por lo tanto, la posición de
la abertura 31 utilizada para expulsar aire está lo suficientemente
separada de las posiciones de las aberturas 18a y 18b utilizadas
para succionar aire. Así, el lado de entrada no es afectado
fácilmente por el calor del aire de escape.
Por otro lado, la expulsión del aire a través
del conducto de ventilación 30 se realiza mediante el funcionamiento
del ventilador exterior 57 que se dispone en el respiradero de
ventilación con aire del exterior 55 del motor principal totalmente
encerrado 5. Esto elimina la necesidad de disponer nuevamente un
dispositivo para producir un tiro forzado Además, tampoco es
necesario utilizar la marcha del vehículo como es el caso en la
tecnología convencional.
La forma del conducto de ventilación 30 para el
aire de escape no se limita a la forma según la presente forma de
realización y puede configurarse, por ejemplo, en forma de T, que es
idéntica al conducto de ventilación 19 utilizado para succionar
aire. Además, la parte de conexión del conducto de ventilación 30
con respecto al motor principal totalmente encerrado 5 puede
configurarse para tener una retractilidad y flexibilidad idénticas a
la parte de conexión 11. Aparte de la descripción anterior, la
configuración, el comportamiento, y el efecto de la presente forma
de realización son idénticos a los de la segunda forma de
realización.
A continuación se da la descripción con
referencia a la Fig. 6 de una modificación ilustrativa de la
presente forma de realización. Como se ilustra en la Fig. 6, en la
presente modificación, el conducto de ventilación 19 usado para
succionar aire se elimina de la configuración ilustrada en la Fig.
7. Esto es, con respecto al aire de succión, se utiliza el aire que
rodea la entrada de succión 58. Entonces, al descargar el aire a
alta temperatura que ha sido expulsado de la salida de escape 59 al
exterior del vehículo de una manera segura, se limita la subida de
temperatura alrededor de la entrada de succión 58 como una medida
para aumentar la eficiencia de refrigeración del motor principal
totalmente encerrado 5. Así, la tercera forma de realización tiene
un efecto combinado de la segunda forma de realización y la presente
modificación.
\vskip1.000000\baselineskip
De esta manera, la presente invención es
adecuada para un vehículo de alta velocidad en el que se dispongan
cubiertas laterales en los lados de la parte inferior del
vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
Esta lista de referencias citadas por el
solicitante se ha elaborado únicamente como ayuda para el lector. No
forma parte del documento de Patente Europea. Aunque se ha prestado
mucha atención en la compilación de las mismas no se puede evitar
incurrir en errores u omisiones, declinando la OEP toda
responsabilidad a este respecto.
- \bullet JP 2004194407 A [0005]
- \bullet DE 10118219 A1 [0005]
- \bullet JP S58129194 B [0005]
- \bullet US 5789833 A [0005]
- \bullet US 5735215 A [0005]
- \bullet US 1481888 A [0005]
Claims (5)
1. Aparato propulsor para vehículo que se
dispone en un vehículo que tiene una cubierta lateral (8) en un lado
del suelo inferior de un cuerpo de vehículo (1) y que pone en marcha
el vehículo, con un motor eléctrico como fuente motriz, accionando
giratoriamente un eje (3a, 3b) dispuesto en un chasis (2) del
vehículo y una rueda (4a, 4b) fijada al eje (3a, 3b), el aparato
propulsor para vehículo comprendiendo:
- un motor eléctrico totalmente encerrado (5) que se dispone fuera de un marco del chasis (2) colocado bajo un suelo del cuerpo de vehículo (1), que incluye un respiradero de ventilación con aire del exterior (55) por el que se succiona aire exterior desde una entrada de succión (58) colocada en el lado opuesto de un lado del chasis (2), se hace circular y se expulsa desde una salida de escape (59), y que utiliza el respiradero de ventilación con aire del exterior (55) para soltar el calor generado internamente hacia el exterior;
- un árbol (6) que transmite una fuerza motriz giratoria del motor eléctrico totalmente encerrado (5) al eje (3a, 3b);
- un conducto de ventilación (9) que se conecta entre la entrada de succión (58) y una abertura (10, 18a; 18b, 31) formada en la cubierta lateral (8) a través de una parte de conexión (11),
- caracterizado por el hecho de que la parte de conexión (11) tiene retractilidad y flexibilidad y se conecta a la entrada de succión (58) de tal manera que una dirección de retracción de la parte de conexión (11) sea idéntica a una dirección longitudinal del árbol (6) vista desde el lado del suelo inferior del cuerpo de vehículo (1).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Aparato propulsor para vehículo según la
reivindicación 1, en el que la abertura de succión (58) del motor
eléctrico totalmente encerrado (5) se dispone en un lado opuesto del
chasis (2) al que se conecta el motor eléctrico totalmente encerrado
(5), y la salida de escape (59) del motor eléctrico totalmente
encerrado (5) se dispone en un lado del chasis (2) al que se conecta
el motor eléctrico totalmente encerrado (5).
3. Aparato propulsor para vehículo según la
reivindicación 2, en el que, el conducto de ventilación (9) se
dispone de manera que quede perpendicular a la cubierta lateral (8)
en la abertura (10, 18a; 18b, 31).
4. Aparato propulsor para vehículo según la
reivindicación 3, en el que el conducto de ventilación (9) tiene
forma de T con un primer extremo abierto, un segundo extremo
abierto, y un tercer extremo abierto, el primer extremo abierto
conectándose a la entrada de succión (58), el segundo extremo
abierto conectándose a una abertura (10, 18a; 18b, 31) formada en la
cubierta lateral (8) dispuesta en un lado del vehículo, y el tercer
extremo abierto conectándose a una abertura (10, 18a; 18b, 31)
formada en la cubierta lateral (8) dispuesta en el otro lado opuesto
al lado del vehículo.
5. Aparato propulsor para vehículo según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que se proporciona
un filtro (17; 20a, 20b) de recogida de polvo en la abertura
(10,18a; 18b, 31).
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