Von einer Verbrennungskraftmaschine angetriebenes Fahrzeug. Es sind Verbrennungskraftmaschinenan- lagen. für den direkten, Antrieb von Schiffs schrauben bekannt, bei denen die Schiffs welle an einer Stelle durch eine ausrückbare Kupplung geteilt ist und dort ein Generator und ein Motor angeordnet sind, welche als Übertragungsorgane zwischen der Verbren nungskraftmaschine und der Schiffsschraube in Aktion treten, wenn der Kurs oder die Geschwindigkeit des Schiffes verändert wer den muss.
Bei der Einführung dieser An triebsart ist man davon ausgegangen, dass, da die elektrische Übertragung lediglich wäh rend des Manövrierens erfolgt, die bei dieser verhältnismässig kurzen Zeit dauernden Über tragung sich ergebenden Verluste weniger fühlbar sind. Der Antrieb hat aber den Nachteil, dass nicht nur der Raumbedarf und das Gewicht der beiden elektrischen Maschi nen gross ausfallen, sondern dass diese auch hoch zu stehen kommen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein im normalen Betrieb von einer Verbrennungs kraftmaschine direkt angetriebenes Fahrzeug mit einer Einrichtung zur Kraftübertragung mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis und bezweckt, den erwähnten Nachteil zu vermeiden. Gemäss der Erfindung ist der treibende Teil der Einrichtung für die Kraft- überträgung mit veränderlichem Überset zungsverhältnis nur für einen Bruchteil der normalen Drehzahl und der vollen Leistung der Verbrennungskraftmaschine dimensio niert, derart, dass sie für das Anfahren, lang sames Fahren und Manövrieren genügt.
Als Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in Fig. 2 ein Dieselelek trisch angetriebenes. Schienenfahrzeug sche matisch dargestellt.
Mit der Welle 1 des Dieselmotors 2 ist ein Generator 3 durch eine ausrückbare Kupplung 4 verbunden. Das andere Ende der Welle 1 ist ebenfalls durch eine aus. rückbare Kupplung 4' mit der Treibwelle 8 eines Kegelradgetriebes 5 mit zwei getrie benen Rädern verbunden, die auf der Blind welle 6 drehbar gelagert sind und mit. ihr mittelst nicht gezeichneten Kupplungen, je nach der Fahrrichtung das eine oder das an dere, gekuppelt werden. An der Blindwelle 6 greifen die Kuppelstangen 7 an. Auf die Treibwelle 8 des Kegelradgetriebes 5 wirkt mittelst eines Übersetzungsgetriebes, ein ebenfalls durch eine Kupplung 9 einrück barer Elektromotor 10, der seinen Strom vom Generator 3 erhält.
Die Umsteuerung erfolgt am besten durch Ein- und Ausrücken von Kupplungen in den .grossen Kegelrädern des Kegelrad getriebes 5.
Da ein Dieselmotor sein volles Drehmo ment bis auf die Hälfte seiner Drehzahl ab geben kann, erfolgt der Antrieb des Fahr zeuges von dieser Grenze an direkt und erst nur unter dieser Grenze durch eine. Kraft übertragung mit veränderlichem Überset zungsverhältnis, die nur auf einen Bruch teil der Drehzahl und der Leistung der Ver brennungskraftmaschine (zum Beispiel auf die Hälfte) dimensioniert ist.
In Fig. 1 sind beispielsweise die Verhält nisse wie sie beim Anfahren auftreten, sche matisch anhand eines Diagrammes darge stellt, in welchem die Linie n den Verlauf der Drehzahl der Verbrennungskraftmaschine, die Linie N den Verlauf der Nutzleistung der Antriebsmaschine und die Linie Z den Verlauf der Zugkraft als Funktion der Fahr geschwindigkeit V zeigt. Es ist angenom men, dass die Verbrennungskraftmaschine bei einer Drehzahl von n, T/Min. eine Leistung N, PS entwickelt und damit eine Fahrge schwindigkeit von v, Km/Std. erreicht wird.
Daraus ergibt sich am Radumfang des Fahr zeuges eine Zugkraft
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und dass sie mittelst der Kraftübertragungseinrichtung die der Adhäsion des Fahrzeuges entspre chend höhere Zugkraft Z, mit einer Leistung von PS bis zu einer Drehzahl von
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T/Min.
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erzeugen kann, welcher eine Fahr geschwindigkeit v2 km/Std. entspricht.
Zum Anfahren des Fahrzeuges ist die vom Generator 3, dem Elektromotor 10 mit einem Übersetzungsgetriebe und den Kupp lungen 4 und 9 gebildete Einrichtung für die Kraftübertragung mit veränderlichem Über setzungsverhältnis eingeschaltet, das heisst die Kupplung 4; ist aus- und die Kupplungen 4 und 9 sind eingerückt, so dass der Antrieb, nachdem die Verbrennungskraftmaschine 2 und der Generator 3 in Betrieb gesetzt wor den sind und mit der Drehzahl
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laufen, durch den Elektromotor 10 erfolgt.
Zunächst wird beispielsweise durch entsprechendes Regulieren der Generatorspannung bewirkt, dass der Elektromotor 10 das der Zugkraft Z2 entsprechende Drehmoment entwickelt, bis das Fahrzeug die Geschwindigkeit v2 .er reicht hat. Dabei ist die Verbrennungskraft maschine 2 bei der Drehzahl
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allmählich voll belastet worden.
Ihre Leistung ist auf
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gestiegen und wird nun mit ihrer Dreh zahl konstant gehalten, bis das Fahrzeug auf die für den direkten Antrieb des Fahrzeu ges durch die Verbrennungskraftmaschine 2 geeignete Fahrgeschwindigkeit
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beschleu nigt worden ist, wobei die Zugkraft Z all mählich auf Z, gesunken ist. Dann wird die Kupplung 4' eingerückt, die Kupplung 9 ausgerückt und damit der Motor 1 ausge schaltet.
Das Fahrzeug wird nun bei voller Belastung der Verbrennungskraftmaschine 2 und unveränderlicher Zugkraft Z = Z, wei ter beschleunigt, wobei die Drehzahl und die Leistung der Verbren:nungskraftmaschine 2 proportional der Fahrgeschwindigkeit bis auf den doppelten. Betrag steigen, wo der Fahr zeugwiderstand gleich der Zugkraft Z, ge worden ist.
Das Ausrücken der Kupplung 9 bei der Fahrgeschwindigkeit
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ermöglicht trotz der praktisch verhältnismässig starken Zahnrad- übersetzung 9, welche die Verwendung eines relativen kleinen, leichten und billigen Eektro- motors gestattet, ein zu rasches Laufen des letzteren zu vermeiden. Auch die Kupplung 4 wird zweckmässig bei der Fahrgeschwindig keit ausgeschaltet und damit der Generator 3 stillgesetzt,
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sofern kein elektrischer Strom für .einen Hilfsbetrieb benötigt wird.
Der Generator 3 kann natürlich auch un lösbar mit der Verbrennungskraftmaschine verbunden sein, zum Beispiel wenn er Hilfs maschinen mit Strom versorgen muss. Oft ist es aber zweckmässiger, den Generator auszuschalten und die Hilfsmaschine direkt von der Verbrennungskraftmaschine aus oder von einer Speicherkraftanlage anzutreiben.
Der Elektromotor 10 kann auch mittelst einer Freilaufeinrichtung mit der Welle 8 verbunden werden, derart, dass er beim Über schreiten einer für den direkten Antrieb mit- telst der Verbrennungskraftmaschine geeig neten Geschwindigkeit zurückbleibt und nachher stillgesetzt werden kann.
Das Fahrzeug kann auch mit mehreren Verbrennungskraftmaschinen und den zuge hörigen Übertragungen ausgerüstet werden, gegebenenfalls unter Anwendung des Einzel achsantriebes. Ferner können die Elektro motoren auf andere Achsen wirken als die Verbrennungskraftmaschinen beim direkten Antrieb. o Als Kraftübertragung mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis kommt in erster Linie die elektrische mittelst Generatoren und Motoren in Frage; es. können aber auch andere, wie zum Beispiel hydraulische oder pneumatische Übersetzungen verwendet wer den.
PATENTANSPRUCH: Von einer Verbrennungskraftmaschine im normalen Betrieb direkt angetriebenes Fahr zeug mit einer Einrichtung zur Kraftüber tragung mit veränderlichem Übersetzunus- verhältnis, dadurch gekennzeichnet, dass der treibende Teil der Einrichtung für die Kraft übertragung mit veränderlichem Überset zungsverhältnis nur für einen Bruchteil der normalen Drehzahl und der vollen Leistung der Verbrennungskraftmaschine dimensio niert ist, derart, dass er für das Anfahren, langsames Fahren. und Manövrieren genügt.
Vehicle powered by an internal combustion engine. They are internal combustion engine systems. known for the direct drive of marine propellers, in which the ship's shaft is divided at one point by a disengageable clutch and there a generator and a motor are arranged, which as transmission organs between the internal combustion engine and the propeller come into action when the The course or the speed of the ship must be changed.
When this type of drive was introduced, it was assumed that, since the electrical transmission only takes place during maneuvering, the losses resulting from this relatively short time transmission are less noticeable. The drive has the disadvantage, however, that not only are the space requirements and the weight of the two electrical machines large, but that they are also tall.
The invention relates to a vehicle which is directly driven in normal operation by an internal combustion engine and has a device for power transmission with a variable gear ratio and aims to avoid the disadvantage mentioned. According to the invention, the driving part of the device for power transmission with a variable transmission ratio is only dimensioned for a fraction of the normal speed and the full power of the internal combustion engine, so that it is sufficient for starting, slow driving and maneuvering.
As an embodiment of the subject invention, a Dieselelek is trically driven in Fig. 2. Rail vehicle shown schematically.
A generator 3 is connected to the shaft 1 of the diesel engine 2 by a disengageable clutch 4. The other end of the shaft 1 is also made through one. releasable clutch 4 'connected to the drive shaft 8 of a bevel gear 5 with two gears enclosed wheels, which are rotatably mounted on the blind shaft 6 and with. You can be coupled by means of couplings not shown, depending on the direction of travel, one or the other. The coupling rods 7 engage the jackshaft 6. The drive shaft 8 of the bevel gear mechanism 5 acts by means of a transmission gear, an also engageable by a clutch 9 ble electric motor 10, which receives its current from the generator 3.
The reversal is best done by engaging and disengaging clutches in the large bevel gears of the bevel gearbox 5.
Since a diesel engine can deliver its full torque down to half its speed, the vehicle is driven directly from this limit on and only below this limit by a. Power transmission with a variable transmission ratio that is only dimensioned for a fraction of the speed and the output of the internal combustion engine (for example, half).
In Fig. 1, for example, the ratios as they occur when starting, cal matically based on a diagram Darge provides, in which the line n is the course of the speed of the internal combustion engine, the line N the course of the useful power of the drive machine and the line Z the course the tractive force as a function of the driving speed V shows. It is assumed that the internal combustion engine at a speed of n, T / min. a power N, PS developed and thus a Fahrge speed of v, Km / h. is achieved.
This results in a tensile force on the wheel circumference of the vehicle
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and that by means of the power transmission device, the traction force Z corresponding to the adhesion of the vehicle, with a power of PS up to a speed of
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T / min.
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can generate, which a driving speed v2 km / h. corresponds.
To start the vehicle is the generator 3, the electric motor 10 with a transmission and the hitch lungs 4 and 9 formed device for power transmission with a variable ratio is turned on, that is, the clutch 4; is off and the clutches 4 and 9 are engaged, so that the drive after the internal combustion engine 2 and the generator 3 have been put into operation and with the speed
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run by the electric motor 10.
First, for example, by appropriately regulating the generator voltage, the electric motor 10 develops the torque corresponding to the tensile force Z2 until the vehicle has reached the speed v2 .er. The internal combustion engine is 2 at the speed
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gradually been fully charged.
Your performance is on
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increased and is now kept constant with their speed until the vehicle is at the speed suitable for the direct drive of the Fahrzeu sat by the internal combustion engine 2
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has been accelerated, the tensile force Z gradually decreased to Z i. Then the clutch 4 'is engaged, the clutch 9 is disengaged and thus the engine 1 is switched off.
The vehicle is now accelerated with full load of the internal combustion engine 2 and unchangeable tractive force Z = Z, wei ter, the speed and the power of the internal combustion engine 2 proportional to the driving speed up to double. The amount increase where the vehicle resistance is equal to the tensile force Z, ge.
The disengagement of the clutch 9 at the driving speed
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enables, despite the practically relatively strong gear ratio 9, which allows the use of a relatively small, light and cheap electric motor, to avoid the latter running too quickly. The clutch 4 is expediently switched off at the Fahrgeschwindig speed and thus the generator 3 is stopped,
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provided that no electrical power is required for an auxiliary operation.
The generator 3 can of course also be connected to the internal combustion engine in a non-detachable manner, for example if it has to supply auxiliary machines with power. However, it is often more expedient to switch off the generator and drive the auxiliary machine directly from the internal combustion engine or from a storage power plant.
The electric motor 10 can also be connected to the shaft 8 by means of a freewheel device, in such a way that it remains behind when a speed suitable for direct drive by means of the internal combustion engine is exceeded and can then be stopped.
The vehicle can also be equipped with several internal combustion engines and the associated transmissions, if necessary using the single axle drive. Furthermore, the electric motors can act on different axes than the internal combustion engines with direct drive. o As a power transmission with a variable gear ratio, the electrical means of generators and motors are primarily used; it. but others, such as hydraulic or pneumatic translations, can also be used.
PATENT CLAIM: A vehicle directly driven by an internal combustion engine in normal operation with a device for power transmission with a variable gear ratio, characterized in that the driving part of the device for power transmission with a variable gear ratio only works for a fraction of the normal speed and the full power of the internal combustion engine is dimensioned such that it is suitable for starting, slow driving. and maneuvering is enough.