DE10122541A1 - Antriebsvorrichtung mit einer Brennkraftmaschine - Google Patents
Antriebsvorrichtung mit einer BrennkraftmaschineInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer Brennkraftmaschine (1) mit innerer Verbrennung, mindestens einer Schwungmasse (4) und einer Kraftübertragungseinrichtung (5). Ein optimaler Drehschwingungsausgleich kann dadurch erreicht werden, dass die Brennkraftmaschine (1) über ein Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis mit der Kraftübertragungseinrichtung (5) in Verbindung steht.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung mit einer Brennkraft
maschine mit innerer Verbrennung, mindestens einer Schwungmasse und einer
Kraftübertragungseinrichtung.
Das Drehmoment, das von Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung abge
geben wird, ist im Allgemeinen periodisch schwankend. Dies hat seine Ursache
darin, dass die Gaskräfte, die auf die Kolben wirken, einen vorgegebenen zeitli
chen Verlauf haben und darin, dass durch den Kurbeltrieb je nach Stellung der
Kurbelwelle eine unterschiedliche Umsetzung der auf den Kolben wirkenden
Kräfte in ein Antriebsmoment erfolgt. Die daraus resultierende Ungleichförmig
keit der Drehbewegung ist eine wesentliche Ursache für die Geräuschentwicklung
im Getriebe und für die Belastung und Abnützung der einzelnen Komponenten
des Antriebsstranges. Um diese Probleme in Grenzen zu halten, werden übli
cherweise Systeme von Schwungmassen und Torsionsschwingungsdämpfern
vorgesehen, die gewährleisten, dass der Ungleichförmigkeitskoeffizient
δ = (ωmax - ωmin)/ωm (1)
an der Getriebeeingangswelle einen ausreichend niedrigen Wert annimmt. Dabei
bedeutet ωmin den Minimalwert der Winkelgeschwindigkeit der Welle, ωmax den
Maximalwert der Winkelgeschwindigkeit der Welle und ωm den Mittelwert der
Winkelgeschwindigkeit. Nachteilig ist dabei jedoch, dass große Schwungmassen
das dynamische Verhalten der Brennkraftmaschine beeinträchtigen und in den
Torsionsschwingungsdämpfern beträchtliche Energiemengen dissipiert werden.
Dies führt nicht nur zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauches, sondern auch
zu einer beträchtlichen Erwärmung der Bauteile, so dass aufwendige Maßnahmen
zur Abführung der Verlustwärme vorgesehen werden müssen. Die oben be
schriebenen Probleme treten insbesondere bei Antriebssystemen für Nutzfahr
zeuge auf.
Die DE 195 42 764 A zeigt eine Hubkolbenbrennkraftmaschine mit Mitteln zur
Kompensation von Drehschwingungen zweiter Ordnung. Dabei ist an dem Ende
der Brennkraftmaschine, das der Kraftübertragungseinrichtung gegenüber liegt,
eine Schwungmasse angeordnet, die über ein Getriebe mit veränderlichem Über
setzungsverhältnis mit der Brennkraftmaschine in Verbindung steht. Durch die
abwechselnde Beschleunigung und Verzögerung der Schwungmasse wird dabei
ein veränderliches Drehmoment erzeugt, das einen Ausgleich für Drehungleich
förmigkeiten der Brennkraftmaschine bieten kann. Nachteilig bei dieser Lösung
ist, dass die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durch das wechselnde Dreh
moment der Schwungmasse stark belastet wird, und dass durch die elastische
Verformung der Kurbelwelle durch dieses Drehmoment zusätzliche Effekte er
zeugt werden, die den Drehmomentausgleich stören.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obigen Nachteile zu vermeiden
und eine Antriebsvorrichtung zu schaffen, bei der die Drehmomentabgabe mög
lichst gleichförmig erfolgt. Dabei soll mit möglichst kleinen Schwungmassen und
einer geringen Energiedissipation in Schwingungsdämpfern das Auslangen ge
funden werden.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Brennkraftmaschine über ein Getriebe
mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis mit der Kraftübertra
gungseinrichtung in Verbindung steht. Wesentlich an der vorliegenden Erfindung
ist, dass die Ungleichförmigkeit des Drehmomentverlaufes der Brennkraftma
schine in Abhängigkeit vom Kurbelwinkel durch ein Getriebe kompensiert wird,
das einen ungleichförmigen Antrieb der Schwungmasse und in der Folge des An
triebsstranges gegenüber der Brennkraftmaschine bewirkt. Auf diese Weise kön
nen Torsionsschwingungen dynamisch kompensiert werden, ohne Energie zu dis
sipieren und ohne die Kurbelwelle zusätzlich zu belasten. Die Schwungmasse
kann dabei in üblicher Weise als Kupplungshälfte einer Schaltkupplung ausgebil
det sein, oder auch als getrennter Bauteil ausgeführt sein. Bei einer Antriebsvor
richtung für ein Kraftfahrzeug wird es sich bei der Kraftübertragungseinrichtung
im Allgemeinen um ein Schaltgetriebe handeln. In einer Minimalvariante wirkt
der Antriebsstrang selbst als Schwungmasse, mit der die Brennkraftmaschine in
ungleichförmiger Weise in Verbindung steht.
In einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Kraftübertragungseinrichtung direkt mit der Schwungmasse verbunden ist. In
diesem Fall erfolgt ein gleichsam kinematischer Ausgleich der ungleichförmigen
Bewegung der Brennkraftmaschine. Bei gleichmäßiger Drehung der Kraftübertra
gungseinrichtung wird auf diese Weise bewirkt, dass die Kurbelwelle der Brenn
kraftmaschine eine Drehbewegung mit periodisch schwankender Winkelge
schwindigkeit ausführt. Bei geeigneter Abstimmung des Getriebes mit periodisch
veränderlichem Übersetzungsverhältnis wird dabei durch periodische Beschleuni
gung und Verzögerung der Kurbelwelle und der mit ihr in Verbindung stehenden
beweglichen Teile der Brennkraftmaschine ein innerer Ausgleich des schwanken
den Antriebsmoments bewirkt. Da die Schwungmasse dabei zwischen der Brenn
kraftmaschine und der Kraftübertragungseinrichtung liegt, wird eine zusätzliche
Belastung der Kurbelwelle hervorgerufen.
Eine alternative Ausführungsvariante der Erfindung geht von einem gleichsam
dynamischen Massenausgleich aus, wobei die Brennkraftmaschine eine gleich
mäßige Drehbewegung ausführt und die Drehmomentschwankungen durch die
ungleichmäßige Drehbewegung der Schwungmasse aufgenommen werden. Be
vorzugt ist hierbei vorgesehen, dass die Schwungmasse und die Kraftübertra
gungseinrichtung an unterschiedlichen Enden einer Kurbelwelle der Brennkraft
maschine angeordnet sind. Bei dieser Lösung ist jedoch zu beachten, dass die
Kurbelwelle der Brennkraftmaschine durch die Ausgleichsmomente zusätzlich auf
Torsion belastet wird.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgese
hen, dass das Getriebe mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis
mindestens ein Kardangelenk aufweist. Es ist bekannt, dass ein einzelnes Kar
dangelenk eine ungleichmäßige Übertragungsfunktion aufweist, wobei der Grad
der Ungleichmäßigkeit von dem Winkel α abhängt, in dem die Antriebswelle und
die Abtriebswelle des Kardangelenks gegeneinander geneigt sind. Die Übertra
gungsfunktion ist periodisch mit zwei vollen Schwingungen pro Umdrehung und
lässt sich mathematisch folgendermaßen darstellen:
α stellt dabei den Winkel zwischen den Wellen des Kardangelenkes dar, und ϕ ist
der Drehwinkel. Für kleine Werte von α gilt näherungsweise
u = 1 - α2cos2ϕ (3).
Der Ungleichförmigkeitskoeffizient δ der Bewegung eines Kardangelenkes beträgt
Für kleine α gilt daher näherungsweise
δ = α2 (5).
Wenn es aus konstruktiven Gründen erwünscht ist, dass die Achse der Kurbel
welle der Brennkraftmaschine parallel mit der Achse der Getriebeeingangswelle
ist, ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Getriebe mit periodisch veränderli
chem Übersetzungsverhältnis zwei Kardangelenke aufweist, die über eine Kar
danwelle miteinander verbunden sind. Da im Gegensatz zu herkömmlichen Kar
danantrieben eine ungleichförmige Übertragung notwendig ist, dürften in einem
solchen Fall die Kardangelenke nicht parallel zueinander ausgerichtet sein, son
dern müssen um einen Winkel gegeneinander verdreht sein. Die höchste Un
gleichförmigkeit ergibt sich bei einem Winkel von 90°. Alternativ dazu ist es auch
möglich, dass das Getriebe mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhält
nis ein Kardangelenk und ein homokinetisches Gelenk aufweist.
Bei der Ungleichförmigkeit des Drehmomentverlaufes einer Brennkraftmaschine
mit innerer Verbrennung handelt es sich üblicherweise nicht um ein Verhalten,
das einer Sinuskurve entspricht. Im Allgemeinen jedoch dominiert ein Haupt
schwingungsanteil, demgegenüber die Oberwellen eine geringere Bedeutung
aufweisen. Bei einer Reihenbrennkraftmaschine, die im Vier-Takt-Prinzip arbeitet,
führt der Hauptschwingungsanteil der Torsionsschwingung N/2 Schwingungen
pro Umdrehung der Kurbelwelle aus, wenn N die Anzahl der Zylinder der Brenn
kraftmaschine bedeutet. Bei einer Vierzylinderbrennkraftmaschine sind dies bei
spielsweise zwei vollständige Schwingungen pro Kurbelwellenumdrehung. Da ein
Kardangelenk, wie oben beschrieben, ebenfalls zwei Schwingungen pro Kurbel
wellenumdrehung ausführt, kann in diesem Fall ein Schwingungsausgleich er
reicht werden, indem das Kardangelenk direkt an der Kurbelwelle angebracht ist.
Für eine andere Zahl von Zylindern ist es jedoch im Allgemeinen erforderlich, ein
Getriebe mit konstantem Übersetzungsverhältnis zwischen das Kardangelenk und
die Brennkraftmaschine zu schalten.
In besonders vorteilhafter Weise ist es möglich, ein verallgemeinertes Kardan
gelenk zu verwenden. Dabei ist mindestens ein Zapfen nicht in einem rechten
Winkel zur jeweiligen Achse angeordnet, so dass sich ein sphärischer Vierge
lenkmechanismus ergibt. So ist es möglich, eine Übertragungsfunktion zu reali
sieren, deren Verlauf deutlich von einer Sinusschwingung abweicht. Durch die
Auswahl der verschiedenen Winkel steht auf diese Weise eine Vielzahl von Para
metern zur Verfügung, die zu einer Optimierung des Systems variiert werden
können.
Die geringfügigen verbleibenden Torsionsschwingungen, die hauptsächlich auf
grund von Oberwellen verursacht sind, können ausgeglichen werden, indem zwi
schen der Brennkraftmaschine und einer Schwungmasse ein Torsionsschwin
gungsdämpfer vorgesehen ist. Solche Torsionsschwingungsdämpfer können je
doch im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen wesentlich kleiner ausgeführt
werden und dissipieren deutlich weniger Energie. Der Torsionsschwingungs
dämpfer kann auch zwischen der Brennkraftmaschine und der Kraftübertra
gungseinrichtung angeordnet sein, beispielsweise stromabwärts einer Schwung
masse, wenn dort eine solche vorgesehen ist.
In einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die
Schwungmasse als Ausgleichswelle zum Ausgleich von Massenkräften ausgebil
det ist. Ausgleichswelle werden in vielen Fällen vorgesehen, um die vom Kurbel
trieb resultierenden Massenkräfte auszugleichen. Wenn der Antrieb der Aus
gleichwellen mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis erfolgt, kön
nen so gleichzeitig die Torsionsschwingungen getilgt werden.
An sich ist es durch die Erfindung möglich, herkömmliche Maßnahmen zur Ver
ringerung der Torsionsschwingungen zu ersetzen. Es ist jedoch zur Erzielung op
timaler Ergebnisse auch möglich, eine Kombination mit solchen Maßnahmen
durchzuführen und beispielsweise ein Zweimassenschwungrad vorzusehen.
Eine optimale Anpassung an unterschiedliche Drehungleichförmigkeiten bei Teil
last und bei Volllast kann dadurch erreicht werden, dass das Getriebe mit perio
disch veränderlichem Übersetzungsverhältnis einen variablen Ungleichförmig
keitsgrad aufweist. Besonders günstig ist es in diesem Zusammenhang, wenn
das Getriebe mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis als Kardan
gelenk ausgebildet ist, und dass der Winkel zwischen der Achse der Eingangs
welle und der Achse der Ausgangswelle des Kardangelenks veränderlich ist. Da
bei kann die Brennkraftmaschine über eine quer zur Achse verschiebbare Zwi
schenwelle oder über eine in Axialrichtung verschiebbare Zwischenwelle mit der
Kraftübertragungseinrichtung in Verbindung stehen. Durch Erfassung der
Drehungleichförmigkeiten mit geeigneten Sensoren kann der Ungleichförmig
keitsgrad des Getriebes automatisch auf einen optimalen Wert eingestellt wer
den.
In der Folge wird die vorliegende Erfindung anhand der in den Figuren darge
stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1, 2, 3a, 3b, 3c verschiedene Ausführungsvarianten der Erfindung,
Fig. 4 und 5 Darstellungen von Kardangelenken, die für die erfindungsge
mäße Vorrichtung verwendet werden,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung,
Fig. 7 und 8 ein verallgemeinertes Kardangelenk.
Die Vorrichtung von Fig. 1 besteht aus einer Brennkraftmaschine 1 mit einer
schematisch angedeuteten Kurbelwelle 2. Die Kurbelwelle 2 der Brennkraftma
schine 1 ist über ein Kardangelenk 3 mit einer Schwungmasse 4 verbunden, die
als Schaltkupplung ausgebildet sein kann. Eine Kraftübertragungseinrichtung 5 in
der Form eines Schaltgetriebes ist mit der Schwungmasse 4 verbunden. Die in
der Fig. 1 dargestellte Antriebsvorrichtung ist typischerweise Teil eines Antriebs
stranges eines nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges. Die Achse 2a der Kur
belwelle 2 der Brennkraftmaschine 1 ist um einen Winkel α gegenüber der Achse
5a des Schaltgetriebes 5 geneigt. Daher stellt das Kardangelenk 3 ein Getriebe
mit einem periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis dar. Die Schwan
kungen dieses Übersetzungsverhältnisses steigen mit zunehmendem Winkel α.
Die in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsvariante ist besonders für Viertakt-
Brennkraftmaschinen mit vier Zylindern, die in Reihe angeordnet sind, geeignet.
Die Ausführungsvariante von Fig. 2 unterscheidet sich von der, die in der Fig. 1
dargestellt ist, dadurch, dass das Getriebe mit periodisch veränderlichem Über
setzungsverhältnis durch zwei Kardangelenke 3a, 3b gebildet ist, die durch eine
Kardanwelle 3c miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist es möglich, die
Kurbelwellenachse 2a parallel zur Getriebeachse 5a auszubilden. Direkt mit der
Kurbelwelle 2 der Brennkraftmaschine 1 ist eine Schwungmasse 6 vorgesehen,
und zwischen Schwungmasse 6 und dem ersten Kardangelenk 3a ist ein Getriebe
7 mit konstantem Übersetzungsverhältnis zwischengeschaltet. Wenn es sich bei
der Brennkraftmaschine 1 beispielsweise um eine Fünfzylinder-Brennkraftma
schine handelt, so wird das Getriebe 7 vorteilhafterweise ein Übersetzungsver
hältnis i = ω1/ω2 von 4 : 5 aufweisen, also beispielsweise aus Zahnrädern mit 25
bzw. 20 Zähnen gebildet sein. Durch diese Übersetzung ins Schnelle wird auch
der Vorteil einer geringeren Belastung des Antriebsstrangs erzielt, so dass bei
spielsweise das Schaltgetriebe kompakter ausgeführt werden kann. Auf diese
Weise wird die Hauptfrequenz der in der Brennkraftmaschine 1 erzeugten Tor
sionsschwingungen mit der durch die Kardangelenke 3a, 3b erzeugten Frequenz
synchronisiert. Wie in der Fig. 2 angedeutet, ist es wesentlich, dass die auf der
Kardanwelle angeordneten Gabeln der Kardangelenke 3a, 3b nicht parallel zu
einander ausgerichtet sind, sondern beispielsweise in einem Winkel von 90° zu
einander geneigt sind. Weiter in der Fig. 2 ersichtlich ist ein stromabwärts der
Kardangelenke 3a, 3b angeordneter Schwingungsdämpfer 8, der mit der
Schwungmasse 4 in Verbindung steht.
Den Ausführungsvarianten von Fig. 1 und von Fig. 2 ist gemeinsam, dass die pe
riodische Beschleunigung und Verzögerung der Kurbelwelle und der von ihr an
getriebenen Bauteile, wie etwa Pleuel und Kolben, einen inneren Ausgleich der
durch die Gaskräfte hervorgerufenen Ungleichmäßigkeit bewirkt.
Im Gegensatz zu der Darstellung in den obigen Figuren kann das Getriebe als
Kettentrieb mit unrunden Kettenrädern ausgeführt sein. Auf diese Weise können
auch Torsionsschwingungen höherer Ordnung getilgt werden, da das Überset
zungsverhältnis nicht notwendigerweise in der Form einer Sinuskurve schwanken
muss.
Die Ausführungsvarianten der Fig. 3a, 3b, 3c sind dadurch gekennzeichnet, dass
das Getriebe 3 mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis einen vari
ablen Ungleichförmigkeitsgrad aufweist. Bei der Ausführungsvariante von Fig. 3a
weist die Ausgangswelle 2a der Brennkraftmaschine 1 ein Axialverschiebeele
ment 25a auf, das in der Richtung des Doppelpfeils 26 verschiebbar ist. Ein wei
teres Axialverschiebeelement 25b ist auf der Kardanwelle 3c vorgesehen. Auf
diese Weise kann der Winkel α innerhalb vorbestimmter Grenzen variiert werden.
Eine ähnliche Lösung ist in der Fig. 3b dargestellt. Unterschiedlich ist dabei ledig
lich, dass die Wellen 2a und 5a koaxial sind. Die Kardangelenke 3a, 3b bilden,
wie in den obigen Ausführungsvarianten, das Getriebe 3 mit periodisch veränder
lichem Übersetzungsverhältnis während die Kardangelenke 23a, 23b in her
kömmlicher Weise ausgebildet sind und keine Drehungleichförmigkeit bewirken.
Indem nun die Zwischenwelle 20 in der Richtung des Doppelpfeils 27 senkrecht
zu ihrer Achse verschoben wird, kann der Winkel α der Kardanwelle 3c und damit
der Ungleichförmigkeitsgrad verändert werden. Um die Bewegung zu ermögli
chen, sind auch bei dieser Lösung in den Kardanwellen 3c und 23c Axialverschie
beelemente 25a, 25b vorgesehen.
Die Fig. 3c zeigt eine Lösung, die beispielsweise bei Fahrzeugen mit quer einge
bauter Brennkraftmaschine zur Anwendung gelangen kann. Dabei liegen die Ach
sen 2a und 5a im rechten Winkel zueinander. Ein Kegelradgetriebe 28 ist in der
Richtung des Doppelpfeils 29 verschiebbar, wodurch auch bei dieser Lösung die
Kardanwelle 3c verschwenkt werden kann.
In den Fig. 4 und 5 sind mögliche Ausführungsvarianten von Kardangelenken
dargestellt. Bei der Ausführungsvariante von Fig. 4 wirkt ein erstes Kardangelenk
3a über eine Kardanwelle 3c mit einem homokinetischen Gelenk 3d zusammen.
Das ungleichförmige Übertragungsverhalten wird durch das Kardangelenk 3a be
wirkt. Bei der Ausführungsvariante von Fig. 5 sind zwei Kardangelenke 3a, 3b
vorgesehen, die durch eine Kardanwelle 3c miteinander verbunden sind. Die Ga
beln der Kardangelenke 3a, 3b auf der Kardanwelle 3c sind in einem Winkel von
90° zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird die Ungleichförmigkeit der Be
wegung verdoppelt.
In der Fig. 6 ist eine weitere Variante der Erfindung dargestellt. Dabei sind die
Kardangelenke 3a und 3b mit parallelen Zapfen ausgerichtet, so dass sich von
der Brennkraftmaschine 1 zum Schaltgetriebe 5 ein konstantes Übersetzungs
verhältnis ergibt. Auf der Kardanwelle 3c ist eine Schwungmasse 4 angeordnet,
die sich ungleichförmig bewegt und damit Torsionsschwingungen kompensiert. Es
ist für den Fachmann klar, dass die oben beschriebenen Anordnungen miteinan
der kombiniert werden können, um eine optimale Wirkung zu erzielen. Insbeson
dere können mehrere Schwungmassen vorgesehen werden.
Die Fig. 7 ist ein verallgemeinertes Kardangelenk in einem vergrößerten Maßstab
axonometrisch dargestellt. Das Gelenk besteht aus einer ersten Gabel 15a, die
an einer Eingangswelle 16a befestigt ist. Die Gabel 15a trägt drehbar einen Zap
fen 17a, der in einem spitzen Winkel ψ1 zu der Achse der Eingangswelle 16a ge
neigt ist. In analoger Weise ist der Zapfen 17b der zweiten Gabel 15b in einem
spitzen Winkel ψ2 zu der Achse der Ausgangswelle 16b geneigt. Die beiden Zap
fen 17a, 17b sind fest miteinander verbunden und bilden einen kreuzförmigen
Bauteil 18. Eine weitere Verallgemeinerung erfolgt dadurch, dass die Zapfen 17a,
17b in einem spitzen Winkel ψ3 zueinander geneigt sind. Mit den Winkeln ψ1, ψ2
und ψ3 sowie dem Winkel α stehen somit vier Parameter zur Verfügung, die zur
Optimierung des Verhaltens herangezogen werden können. So können beispiels
weise asymmetrische Schwingungsformen dargestellt werden. Bei Verwendung
zweier solcher Gelenke nach der Art der Fig. 2 oder Fig. 6 stehen noch mehr
Freiheitsgrade für die Optimierung zur Verfügung. In der Fig. 8 sind die Bauteile
der Fig. 7 einzeln dargestellt. Die einzelnen Bauteile sind zur vereinfachten Dar
stellung in die Zeichenebene gedreht.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Torsionsschwingungen, die durch
Brennkraftmaschinen mit innerer Verbrennung verursacht werden, zu verringern.
Da diese Verringerung nicht durch eine Dämpfung, sondern durch eine Schwin
gungstilgung erzielt wird, wird Energie nicht vernichtet, was sich in einem verrin
gerten Kraftstoffverbrauch und der Vermeidung unnötiger Wärmeentwicklung
auswirkt. Die Effizienz der Vorrichtung ist im Wesentlichen unabhängig von der
Drehzahl der Brennkraftmaschine. Durch die vorliegende Erfindung kann insge
samt das Betriebsgeräusch und die Belastung des Antriebsstranges verringert
werden.
Claims (18)
1. Antriebsvorrichtung mit einer Brennkraftmaschine (1) mit innerer Verbren
nung, mindestens einer Schwungmasse (4) und einer Kraftübertragungs
einrichtung (5), dadurch gekennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine
(1) über ein Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Übersetzungsver
hältnis mit der Kraftübertragungseinrichtung (5) in Verbindung steht.
2. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kraftübertragungseinrichtung (5) als Schaltgetriebe ausgebildet ist.
3. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (5) direkt mit der
Schwungmasse (4) verbunden ist.
4. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (5) direkt mit der Brenn
kraftmaschine (1) verbunden ist.
5. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schwungmasse (4) und die Kraftübertragungseinrichtung (5) an unter
schiedlichen Enden einer Kurbelwelle (2) der Brennkraftmaschine (1) ange
ordnet sind.
6. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Überset
zungsverhältnis mindestens ein Kardangelenk (3a, 3b) aufweist.
7. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis zwei
Kardangelenke (3a, 3b) aufweist, die über eine Kardanwelle (3c) miteinan
der verbunden sind.
8. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das
Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis ein Kar
dangelenk (3a) und ein homokinetisches Gelenk (3d) aufweist.
9. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Überset
zungsverhältnis ein verallgemeinertes Kardangelenk (3a, 3b) aufweist, bei
dem mindestens ein Zapfen (17a, 17b) in einem spitzen Winkel (ψ1, ψ2) zur
Achse der zugehörigen Welle (16a, 16b) angeordnet ist und/oder der Winkel
(ψ3) zwischen den Zapfen (17a, 17b) ein spitzer Winkel ist.
10. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn
zeichnet, dass zwischen der Brennkraftmaschine (1) und dem Getriebe (3)
mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis ein weiteres Getriebe (7) mit
konstantem Übersetzungsverhältnis angeordnet ist.
11. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn
zeichnet, dass zwischen der Brennkraftmaschine (1) und einer Schwung
masse (4, 14) ein Torsionsschwingungsdämpfer (8) vorgesehen ist.
12. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, dass zwischen der Brennkraftmaschine (1) und der Kraftübertra
gungseinrichtung (5) ein Torsionsschwingungsdämpfer (8) vorgesehen ist.
13. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Schwungmasse (4) als Ausgleichswelle zum Ausgleich
von Massenkräften ausgebildet ist.
14. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn
zeichnet, dass eine Schwungmasse als Zweimassenschwungrad ausgebil
det ist.
15. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Überset
zungsverhältnis einen variablen Ungleichförmigkeitsgrad aufweist.
16. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,
dass das Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis als Kardangelenk (3a, 3b) ausgebildet ist, und
dass der Winkel (α) zwischen der Achse der Eingangswelle und der Achse der Ausgangswelle des Kardan gelenks veränderlich ist.
dass das Getriebe (3) mit periodisch veränderlichem Übersetzungsverhältnis als Kardangelenk (3a, 3b) ausgebildet ist, und
dass der Winkel (α) zwischen der Achse der Eingangswelle und der Achse der Ausgangswelle des Kardan gelenks veränderlich ist.
17. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) über eine quer zur Achse ver
schiebbare Zwischenwelle (20) mit der Kraftübertragungseinrichtung (5) in
Verbindung steht.
18. Antriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 15 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Brennkraftmaschine (1) über eine in Axialrichtung ver
schiebbare Zwischenwelle mit der Kraftübertragungseinrichtung (5) in Ver
bindung steht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT0034800U AT5221U1 (de) | 2000-05-11 | 2000-05-11 | Antriebsvorrichtung mit einer brennkraftmaschine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=3488215
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DE10122541A Ceased DE10122541A1 (de) | 2000-05-11 | 2001-05-09 | Antriebsvorrichtung mit einer Brennkraftmaschine |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
AT (1) | AT5221U1 (de) |
DE (1) | DE10122541A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011017548A1 (de) | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zur gezielten drehungleichförmigen Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle |
DE102013100883A1 (de) | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Avl List Gmbh | Antriebstrang für ein Fahrzeug |
US20140278016A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Dana Heavy Vehicle Systems Group, Llc | Engine torque spike cancellation device |
WO2014164845A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-09 | Dana Limited | Torsional compensator |
CN106641155A (zh) * | 2015-10-31 | 2017-05-10 | 熵零股份有限公司 | 一种利用角动量的变速方法及其角动量变速器 |
CN106641154A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 熵零股份有限公司 | 一种角动量变速器 |
CN107044520A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-08-15 | 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 | 一种角动量机构 |
US10125681B2 (en) | 2013-03-12 | 2018-11-13 | Dana Limited | Torque ripple compensating device |
-
2000
- 2000-05-11 AT AT0034800U patent/AT5221U1/de not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-05-09 DE DE10122541A patent/DE10122541A1/de not_active Ceased
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011017548A1 (de) | 2011-04-26 | 2012-10-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Vorrichtung zur gezielten drehungleichförmigen Übertragung einer Drehbewegung von einer Antriebswelle auf eine Abtriebswelle |
DE102013100883A1 (de) | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Avl List Gmbh | Antriebstrang für ein Fahrzeug |
DE102013100880A1 (de) | 2012-02-01 | 2013-08-01 | Avl List Gmbh | Antriebstrang für ein Fahrzeug |
US10125681B2 (en) | 2013-03-12 | 2018-11-13 | Dana Limited | Torque ripple compensating device |
WO2014164845A1 (en) * | 2013-03-13 | 2014-10-09 | Dana Limited | Torsional compensator |
US9360080B2 (en) | 2013-03-13 | 2016-06-07 | Dana Limited | Torsional compensator |
US20140278016A1 (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Dana Heavy Vehicle Systems Group, Llc | Engine torque spike cancellation device |
EP2778467A3 (de) * | 2013-03-15 | 2018-01-17 | Dana Heavy Vehicle Systems Group, LLC | Vorrichtung zur Unterdrückung der Motordrehmomentspitzen |
CN106641155A (zh) * | 2015-10-31 | 2017-05-10 | 熵零股份有限公司 | 一种利用角动量的变速方法及其角动量变速器 |
CN106641154A (zh) * | 2015-11-03 | 2017-05-10 | 熵零股份有限公司 | 一种角动量变速器 |
CN107044520A (zh) * | 2015-12-28 | 2017-08-15 | 熵零技术逻辑工程院集团股份有限公司 | 一种角动量机构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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AT5221U1 (de) | 2002-04-25 |
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