CN102256822A - 混合驱动系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种混合驱动系统，具有用来自燃料箱(20)的燃料(21)工作的内燃机(11)及具有与液力储能器(38)相互配合的液力机(12)。为了得到结构空间比传统混合驱动系统的结构空间小的混合驱动系统，该液力机(12)用与该内燃机(11)工作所使用的燃料相同的燃料(21)工作。

Description

混合驱动系统
技术领域
本发明涉及一个具有用来自一个燃料箱的燃料工作的内燃机及一个与液力储能器相互配合的液力机的混合驱动系统。本发明还涉及用于运行一个上述混合驱动系统的方法。
发明内容
本发明的任务在于：给出一种具有用来自一个燃料箱的燃料工作的内燃机及一个与液力储能器相互配合的液力机的混合驱动系统，该混合驱动系统需要比传统的混合驱动系统少的部件。
该任务在一个具有用来自一个燃料箱的燃料工作的内燃机及一个与液力储能器相互配合的液力机的混合驱动系统上这样来解决：液力机用与内燃机工作所使用的燃料相同的燃料工作。该液力机可选择地代替内燃机作为驱动发动机或作为用于液力储能器的压力泵来工作。通过内燃机工作时的燃料消耗可用简单的方式方法保证作为液力流体使用的燃料的足够更新。因此可取消一个单独的用于液力流体的补偿容器。
该混合驱动系统的一个优选实施例的特征在于：液力机与内燃机的燃料箱及与液力储能器液力连接。根据本发明的另一方面燃料箱被用作液力驱动部分的补偿容器。液力机可被设计及构造成自己抽吸的。于是液力机可在泵运行中直接由燃料箱进行供给。
该混合驱动系统的另一优选实施例的特征在于：在燃料箱与液力机之间连接着一个预输送泵。根据本发明的另一方面使用燃料喷射系统的一个已有的预输送泵来对液力机供给燃料。
该混合驱动系统的另一优选实施例的特征在于：在液力机与液力储能器之间连接着一个控制单元。该控制单元最好涉及一个控制阀装置，通过它可使液力机与液力储能器和/或燃料箱这样地连接，即液力机不是作为液压泵就是作为液力发动机来工作。该控制阀装置也可仅用来切换功率。泵/发动机工况可自行地在工作机上进行调节。
该混合驱动系统的另一优选实施例的特征在于：控制单元与一个离合器液力连接，该离合器被连接在内燃机与液力机之间。通过在液力驱动部分中组合离合器操作装置可超过传统的电控制装置的性能。
该混合驱动系统的另一优选实施例的特征在于：控制单元与一个液力马达液力连接，该液力马达在驱动方面与燃料喷射系统的一个燃料高压泵相连接。由此用于燃料喷射系统中喷射压力产生的总效率虽然变差，但也意外地得到好处。例如通过取消一个抽吸节流装置可降低对燃料高压泵的要求。此外燃料高压泵的安装位置可自由选择，因为燃料高压泵不再需要安装在内燃机上。此外燃料高压泵可与内燃机分开地起动。
该混合驱动系统的另一优选实施例的特征在于：控制单元与一个燃料高压泵或该燃料高压泵的一个输入端液力连接。由此可作到：根据需要对燃料高压泵供给由液力机加载压力的燃料。这在内燃机的快速起动方面带来好处。通过来自液力驱动部分的燃料的减压在需要时也可取消燃料高压泵的预输送。
该混合驱动系统的另一优选实施例的特征在于：液力储能器包括一个装有燃料的气体压力存储器，该气体压力存储器与燃料箱形成连接或可形成连接。液力储能器最好通过液力机在泵运行中加载压力。
对于用于运行一个上述混合驱动系统的方法将这样来解决上面给出的任务：液力机用与内燃机工作所使用的燃料相同的燃料工作。在内燃机运行时液力机作为压力泵工作。液力机在发动机工况时通过液力储能器来驱动。
该方法的一个优选实施例的特征在于：燃料喷射系统的燃料高压泵根据需要被供给通过液力机加载或已加载压力的燃料。这主要在内燃机的快速起动方面带来了好处。
本发明的优点，特征及细节可从以下参照附图对各个实施例的描述的说明中得到。
附图说明
图1：根据本发明的混合驱动系统的一个极其简化的概图，及
图2：一个笛卡儿坐标图，其中记录了图1中所示的混合驱动系统的内燃机转速及轨压相对时间变化的一个示范曲线图。
具体实施例
图1中纯示范地并极其简化概要地表示一个机动车的驱动系1。驱动系1包括一个具有两个车轮3，4的驱动轴2，这些车轮由驱动轴2驱动。驱动轴2在中间连接一个变速器5的情况下在机械上可与一个内燃机11耦合，通过该内燃机可驱动驱动轴2。变换地驱动轴2可通过一个液力机12来驱动，该液力机可选择地作为液力发动机或作为液压泵来工作。在内燃机11与液力机之间连接了一个离合器14，通过该离合器可使内燃机11与驱动系1的其余部分分离。
此外混合驱动系统1包括一个燃料箱20，它被注入燃料21。该燃料最好涉及柴油燃料，根据本发明的一个基本方面该燃料不仅用来供给内燃机11，而且还作为用于液力机12的工作流体、尤其液压流体来使用。
燃料21借助一个例如设置在燃料箱20中的预输送泵22通过一个燃料管路24输送给一个燃料高压泵25。但该燃料高压泵25也可被作成自抽吸的。
燃料高压泵25是一个燃料喷射系统的一部分，尤其为柴油喷射系统的一部分。在燃料高压泵25中对从燃料箱20抽吸的或输送来的燃料加载压力及通过一个燃料高压管路27输送给一个中央燃料高压存储器26，该燃料存储器也被称为共轨。被加载高压的燃料由中央燃料高压存储器26通过燃料喷射阀28被喷射到内燃机11的燃烧室中，该燃料喷射阀也被称为喷射器。
燃料21由燃料箱20通过一个过滤装置31及一个液力管路20还输送给液力机12。由于压力降最好仅在发动机工作中燃料减压时使其流过过滤装置31。液力管路30也如上述燃料管路24及27以及下面将描述的其它液力管路那样被作成单独的管路或作成至少部分地通过一个壳体延伸的通道。液力机12通过另一液力管路34与一个控制单元35形成连接。控制单元35最好涉及一个液压控制阀装置，它通过另一液力管路36与一个液力储能器38形成连接。
在图1所示的结构中当离合器14闭合时液力机12的转速相应于内燃机11的转速，由此在设计时应考虑相应的效率范围。变换地内燃机11的转速也可通过一个中间连接的变速器来增速变换或减速变换。
在泵运行中液力机12由内燃机11驱动，以致燃料21借助液力机12由燃料箱20通过控制单元35输送到储能器38中。视液力机12的实施方式而定可借助控制单元35实现不同的线路系统。一种是在泵运行中液力机12可被作成自抽吸的。液力机12的流体供给则直接由燃料箱20来实现。变换地液力机12也可被作成非自抽吸的。则根据本发明的另一方面液力机12可与燃料喷射系统的预输送泵22连接，如通过虚线39所示。预输送泵22最好是电驱动的。在此情况下也是在燃料进入液力机12以前进行过滤。然而在通过虚线39所示方案的技术变换的情况下可出现问题，因为对于电预输送系统所出现的容积流相对地大。
当液力机12被作成非自抽吸时，最好使用所述的预输送方案。但此外在一定情况下燃料高压泵25可由来自液力驱动部分的燃料压力加载，如通过虚线画出的液力管路41及43所示。两个液力管路41，43通过一个分支点42相互连接。控制单元35通过两个液力管路41，43与燃料高压泵25的输入侧连接。与液力驱动部分的该连接在内燃机的快速起动时带来了好处。除了曲轴角度与凸轮轴及本身的转数上升的同步时间外用于触发喷射的最低的轨压也确定起动时间。为了缩短该起动时间，可类似轨排气地使一个设置在燃料高压泵25中的高压阀被来自液力驱动部分的压力施加跨接及由此预施加足够的轨压。
除了上述的压力加载外也可在内燃机停机时通过简单地调节将轨压稳定在液力驱动部分的工作压力附近。在此情况下当负载集体中的高压部件负荷时可得到一个优点，尤其具有较少的压应力对。此外在自抽吸的液力机12的情况下还可通过来自液力驱动部分的燃料的相应减压进行燃料高压泵25的常规预输送。由此可取消燃料高压泵25上的一个传统的用于预输送压力调节的溢流阀。
燃料高压泵25的驱动可机械地通过内燃机11来实现。通过根据本发明的液力驱动部分的组合该驱动也可通过液力驱动部分本身由液力来实现。由此用于喷射压力产生的总效率虽然变差，但通过取消抽吸节流部分可降低对燃料高压泵的要求。在此情况下尤其可降低压力负荷及转矩峰值。在相应数目的输送部件的情况下燃料高压泵的泵转速及泵尺寸可自由选择。
由分支点42接出一个液力管路44，它使液力驱动部分与一个液力马达45连接，该液力马达与燃料高压泵25以驱动方式相连接，如线段46所示。因此燃料高压泵25借助液力马达45通过液力驱动部分、即通过液力机12和/或液力储能器38来驱动。在该驱动方案中燃料高压泵25不再必要安装在内燃机11上。因此可取消相应的燃料高压泵安装位置的预给定。
液力储能器38用于：在适当的机动车工作状态中储存由液力驱动部分、即液力机12产生的能量。在本发明的范围内为此目的气体压力存储器被证实是特别有利的。气体压力存储器主要提供这样的优点，即由液力机12在泵功况中提供的压力能量既对于存储也对于接着的利用均不需要转换。由此得到通过液力驱动部分对其它部件的控制的简单组合。此外可实现快速的装载梯度/卸载梯度。此外该气体压力存储器具有很小的重量及需要很少的维护。在此情况下该气体压力存储器可实现足够的存储持续时间，以适合起动-停止工况。
借助控制单元35来控制液力驱动部分中的能量流。根据工作状态及储能器38的存储内容作为泵来调节液力机12的工作及协调能量存储或其它的液力操作部件的工作。
离合器14通过另一液力管路40连接在控制单元35上。并且在这方面液力驱动部分中的组合提供了大的潜力。对于储能器38空状态的起动过程离合器14必需无操作地闭合。接着通过液力机12可对选择地打开离合器14提供位能。
图2中用一个笛卡儿坐标图记录了内燃机的转速n及燃料喷射系统的中央燃料高压存储器中轨压p相对时间t的变化。直到内燃机的停止时刻51转速n及轨压p相对时间t为恒定的。在停止时刻51后无论转速n还是轨压p相对时间t线性地下降。在此情况下转速的下降比轨压的下降更陡。在时间间隔54期间无论转速还是轨压均下降到一个最小值或零值。在内燃机的起动时刻52上转速线性地上升，直到它又达到其在先的值为止。轨压通过根据本发明与液力储能器的液压连接在转速上升前就已以比转速大的斜率上升。

Claims (10)

1.混合驱动系统，具有用来自燃料箱(20)的燃料(21)工作的内燃机(11)及具有与液力储能器(38)相互配合的液力机(12)，其特征在于：该液力机(12)用与该内燃机(11)工作所使用的燃料相同的燃料(21)工作。
2.根据权利要求1的混合驱动系统，其特征在于：所述液力机(12)与所述内燃机(11)的所述燃料箱(20)及与所述液力储能器(38)液力连接。
3.根据权利要求2的混合驱动系统，其特征在于：在所述燃料箱(20)与所述液力机(12)之间连接预输送泵(22)。
4.根据以上权利要求中任一项的混合驱动系统，其特征在于：在所述液力机(12)与所述液力储能器(38)之间连接控制单元(35)。
5.根据权利要求4的混合驱动系统，其特征在于：所述控制单元(35)与离合器(14)液力连接，该离合器被连接在所述内燃机(11)与所述液力机(12)之间。
6.根据权利要求4或5的混合驱动系统，其特征在于：所述控制单元(35)与液力马达(45)液力连接，该液力马达在驱动方面与燃料喷射系统的燃料高压泵(25)相连接。
7.根据权利要求4至6中任一项的混合驱动系统，其特征在于：所述控制单元(35)与一个或所述燃料高压泵(25)的输入端液力连接。
8.根据以上权利要求中任一项的混合驱动系统，其特征在于：所述液力储能器(38)包括注有燃料的气体压力存储器，该气体压力存储器与所述燃料箱(20)连接或可连接。
9.用于运行根据以上权利要求中任一项的混合驱动系统的方法，其特征在于：所述液力机(12)用与所述内燃机(11)工作所使用的燃料相同的燃料(21)工作。
10.用于运行一个根据权利要求7或8的混合驱动系统的方法，其特征在于：所述燃料喷射系统的所述燃料高压泵(25)根据需要被供给通过所述液力机(12)加载压力的燃料。
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PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20111123