DE102009057976B3

DE102009057976B3 - Drive system for e.g. electric vehicle, has motor converting energy from petrol into mechanical energy and hydraulic pump arranged on motor, where mechanical energy is utilized for driving vehicle and is originated on hydraulic motor

Info

Publication number: DE102009057976B3
Application number: DE200910057976
Authority: DE
Original assignee: SCHOEPKE SVEN; Schopke Sven
Current assignee: SCHOEPKE SVEN; Schopke Sven
Priority date: 2009-12-11
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2029-12-12

Abstract

The drive system (1) has a motor (10) converting energy from petrol into mechanical energy, and a hydraulic pump (30) arranged on the motor. A hydraulic motor (50) forwards originating force to a gear drive (60) that includes an automatic transmission. The gear drive includes a torque converter and a planetary gear train, and the mechanical energy is utilized for driving a vehicle and is originated on the hydraulic motor. A hydraulic control system (40) with a throttle pedal is arranged between the hydraulic pump and the hydraulic motor, and is designed to regulate hydraulic pressure. An independent claim is also included for a method for driving a vehicle.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Hydraulikantrieb für ein Fahrzeug, insbesondere einen Hydraulikantrieb in Kombination mit einem Motor.The present invention relates to a hydraulic drive for a vehicle, in particular a hydraulic drive in combination with a motor.

In den meisten heute gebräuchlichen Fahrzeugen wird ein Motor als Hauptkraftquelle verwendet. Als Motor kann ein Elektromotor, bei dem elektrische Energie in mechanische Energie umgewandelt wird, oder ein Verbrennungsmotor verwendet werden, bei dem chemische Energie in Bewegungsenergie umgesetzt wird. In den meisten Fällen wird eine Verbrennung als Energiequelle verwendet, indem beispielsweise Kraftstoff, wie Benzin verbrannt wird und die dabei entstehende Energie zum mechanischen Antrieb verwendet wird. Dabei sorgen die Beschleunigungskräfte von Schwungmassen des Verbrennungsmotors für kräftigen Vortrieb. Dies ist mit hohem Kraftstoffverbrauch und nur maximal 40% Energieausnutzung verbunden.In most vehicles in use today, a motor is used as the main power source. As a motor, an electric motor, in which electrical energy is converted into mechanical energy, or an internal combustion engine can be used in which chemical energy is converted into kinetic energy. In most cases, combustion is used as an energy source, for example, by burning fuel such as gasoline and using the resulting energy for mechanical propulsion. The acceleration forces of flywheels of the internal combustion engine provide for powerful propulsion. This is associated with high fuel consumption and only a maximum of 40% energy use.

Dabei hilft das Getriebe dem Fahrzeug sich in Bewegung setzen zu können. Ein Beispiel, bei dem dieses sehr deutlich wird, ist der Nutzfahrzeugbereich. Hier haben alle Fahrzeuge, ob Landmaschinen, Forstmaschinen, Flur- oder Förderfahrzeuge einen Nebenantrieb. Dieser Nebenantrieb wird jeweils von einem Verteilergetriebe geschaltet. Mit dieser Kraftflussverteilung wird in den meisten Fällen eine Hydraulikpumpe (z. B. Flügelzellenpumpe) angetrieben. Diese Hydraulikpumpe baut einen hydraulischen Druck auf, welcher auf verschiedene Weise genutzt werden kann. Dieser hydraulische Druck wird hauptsächlich zum Fördern und Heben von schweren Lasten verwendet, kann aber auch für weitere Nebenantriebe eingesetzt werden.The gearbox helps the vehicle to get moving. An example in which this becomes very clear is the commercial vehicle sector. Here all vehicles, whether agricultural machinery, forestry machines, floor or conveyor vehicles have a power take-off. This auxiliary drive is in each case switched by a transfer case. With this power flow distribution, a hydraulic pump (eg vane pump) is driven in most cases. This hydraulic pump builds up a hydraulic pressure, which can be used in various ways. This hydraulic pressure is mainly used for conveying and lifting heavy loads, but can also be used for other auxiliary drives.

Mit dem erzeugten Hydraulikdruck lässt sich ein größeres Drehmoment erzeugen als die Kraftquelle selbst leisten kann. Dieses Prinzip ist beispielsweise vom Drehmomentwandler des Automatikgetriebes bekannt, welches das Drehmoment des Motors verdreifachen kann. Diese hydrostatischen Kräfte werden in Lenkhilfen sogar verzehnfacht und können auch in Mobilkränen eingesetzt werden, welche die Kräfte bis zu verhundertfachen können. Auch werden Bagger und Kräne durch Hydraulikkräfte erfolgreich betrieben und selbst Windkrafträder könnten ohne Hydrostatik keine Megawattgeneratoren betreiben.With the generated hydraulic pressure can generate a larger torque than the power source can afford itself. This principle is known, for example, from the torque converter of the automatic transmission, which can triple the torque of the engine. These hydrostatic forces are even increased tenfold in steering aids and can also be used in mobile cranes, which can increase the forces up to hundreds of times. Also, excavators and cranes are successfully operated by hydraulic forces and even wind turbines could operate without megastat generators without hydrostatics.

Ein Vorteil der Hydraulikkraft ist, dass keine große Kraftquelle benötigt wird, um hydraulischen Druck aufzubauen.An advantage of the hydraulic power is that no large power source is needed to build up hydraulic pressure.

Das Öl muss zwar gewechselt, kann dann aber wieder aufbereitet werden. Das Öl kann auch im Fahrzeug selbst wiederaufbereitet werden, beispielsweise mittels eines Teflonfiltersystems und eines Wasserabscheiders.The oil must be changed, but can then be recycled. The oil can also be reprocessed in the vehicle itself, for example by means of a Teflon filter system and a water separator.

Als Ausweg aus der Energiekrise wird heutzutage oftmals das Elektrofahrzeug gesehen, wobei ein Fahrzeug wie beispielsweise ein Automobil durch elektrische Energie angetrieben wird. Dabei wird beispielsweise durch Solarzellen elektrischer Strom erzeugt, in Akkumulatoren zwischengespeichert oder in Brennstoffzellen aus mitgeführtem Wasserstoff oder niedermolekularem Alkohol hergestellt.As a way out of the energy crisis, the electric vehicle is often seen nowadays, wherein a vehicle such as an automobile is powered by electrical energy. In this case, for example, electricity generated by solar cells, cached in accumulators or produced in fuel cells from entrained hydrogen or low molecular weight alcohol.

Zusätzlich kennt man heute noch sog. Hybridfahrzeuge, bei denen zweierlei Antriebsarten miteinander kombiniert werden. Die am weitesten verbreitete Hybridvariante ist die Kombination aus Verbrennungsmotor als Hauptenergiequelle und elektrischer Maschine mit einem Stromspeicher in Form eines Akkumulators 30 oder Doppelschicht-Kondensators. Leider werden Hybridfahrzeuge unnötig mit Elektrik und Akkumulatoren überfrachtet. Dies bedeutet, dass im Fahrzeug unnötig Platz verschwendet wird und führt dazu, dass das Gewicht des Fahrzeugs steigt.In addition, we still know so-called hybrid vehicles, in which two types of engines are combined. The most common hybrid variant is the combination of internal combustion engine as the main energy source and electrical machine with a power storage in the form of a rechargeable battery 30 or double-layer capacitor. Unfortunately, hybrid vehicles are unnecessarily overloaded with electrics and accumulators. This means that unnecessary space is wasted in the vehicle and causes the weight of the vehicle to increase.

Elektrofahrzeuge haben zusätzlich den Nachteil, dass dabei seltene Metalle verwendet werden, welche dabei verbraucht werden. Beispielsweise werden Metalle bei Akkumulatoren oder Brennstoffzellen einfach durch Elektrolyse verbrannt bzw. zersetzt. Außerdem ist bei Elektrofahrzeugen der Wirkungsgrad auch eher gering.Electric vehicles also have the disadvantage that rare metals are used, which are consumed. For example, metals in accumulators or fuel cells are simply burned or decomposed by electrolysis. In addition, the efficiency is also rather low in electric vehicles.

Aus der DE 38 33 783 A1 ist ein hydrostatisch-mechanisches Antriebssystem für ein Fahrzeug und ein Verfahren zu dessen Betrieb bekannt. Dieses weist einen von einem Verbrennungsmotor angetriebenes, verstellbares hydrostatisches Getriebe auf, dessen Ausgangsdrehmoment auf ein mechanisches Getriebe wirkt, über das das Fahrzeug angetrieben wird.From the DE 38 33 783 A1 a hydrostatic-mechanical drive system for a vehicle and a method for its operation is known. It has an adjustable hydrostatic transmission driven by an internal combustion engine whose output torque acts on a mechanical transmission via which the vehicle is driven.

Aus der DE 103 19 252 A1 ist ein weiteres Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem Verbrennungsmotor, einer am Motor angeordneten Hydraulikpumpe und einem von der Hydraulikpumpe angetriebenen Hydraulikmotor bekannt. Die vom Hydraulikmotor über eine Welle abgegebene mechanische Energie wird über eine Abtriebswelle zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet.From the DE 103 19 252 A1 For example, another drive system for a vehicle having an internal combustion engine, a hydraulic pump disposed on the engine, and a hydraulic motor driven by the hydraulic pump is known. The mechanical energy delivered by the hydraulic motor via a shaft is used to drive the vehicle via an output shaft.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein kompaktes, einfaches und günstig herstellbares Antriebssystem bereitzustellen, welches bei kleinem Bauraum und niedrigem Gewicht einen verbrauchsgünstigen Fahrzeugbetrieb ermöglicht, sowie ein entsprechendes Verfahren zum Antreiben eines Fahrzeugs.The object of the present invention is therefore to provide a compact, simple and inexpensive producible drive system, which allows for low installation space and low weight a low-consumption vehicle operation, and a corresponding method for driving a vehicle.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein Antriebssystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. The object is achieved according to the invention by a drive system according to claim 1 and a method according to claim 11. Further developments are the subject of the dependent claims.

Mit dem hier vorgestellten Antriebssystem wird das von dem Motor gelieferte Drehmoment verstärkt und dadurch die Energieausnutzung entscheidend verbessert. Mit diesem Antriebssystem bleibt der herkömmliche Motor bestehen. Zusätzlich wird jedoch das von dem Motor erzeugte Drehmoment durch einen Hydraulikantrieb verstärkt und dann von der Kraft des hydraulischen Drucks an die Antriebsräder weiter gegeben. Dabei kann das Drehmoment des Motors verzehnfacht werden.With the drive system presented here, the torque supplied by the engine is amplified, thereby significantly improving the energy utilization. With this drive system, the conventional motor remains. In addition, however, the torque generated by the engine is amplified by a hydraulic drive and then passed from the force of the hydraulic pressure to the drive wheels. The torque of the engine can be increased tenfold.

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Antriebssystem eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dieses Antriebssystems umfasst einen Motor, welcher Energie aus einem Kraftstoff in mechanische Arbeit umwandelt und eine Hydraulikpumpe, welche an dem Motor angeordnet ist. Als Beispiel für einen Motor kann ein Ottomotor mit 12 V Startsystem gesehen werden. Die Hubraumgröße dieses Motors ist von der Fahrzeuggesamtmasse abhängig. Die Höchstdrehzahl des Motors wird nur noch bei 1200–2000 U/min liegen. Dies liefert ausreichend Drehmoment für ein Antriebssystem gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kraftstoffart kann Benzin, ein Gas oder auch reiner Kohlenwasserstoff wie Alkohol sein.According to a first aspect of the present invention, a drive system of a vehicle is provided. This drive system includes an engine that converts energy from a fuel into mechanical work and a hydraulic pump that is disposed on the engine. As an example of a motor, a gasoline engine with 12 V starting system can be seen. The capacity of this engine is dependent on the total vehicle mass. The maximum engine speed will only be at 1200-2000 rpm. This provides sufficient torque for a drive system according to the present invention. The fuel can be gasoline, a gas or pure hydrocarbon such as alcohol.

Außerdem umfasst das Antriebssystem einen Hydraulikmotor, welcher durch die Hydraulikpumpe angetrieben wird, wobei die an dem Hydraulikmotor entstehende mechanische Kraft zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird. Hierdurch können die durch den im Motor stattfindenden Verbrennungsprozess entstehenden Kräfte verzehnfacht werden. Die am Hydraulikmotor entstehende Kraft wird an ein Getriebe weitergegeben. Das Getriebe umfasst weiter einen Drehmomentwandler und einen Planetensatz.In addition, the drive system includes a hydraulic motor driven by the hydraulic pump, wherein the mechanical force generated at the hydraulic motor is used to drive the vehicle. As a result, the forces resulting from the combustion process occurring in the engine can be increased tenfold. The force generated at the hydraulic motor is transmitted to a gearbox. The transmission further includes a torque converter and a planetary gearset.

Ein Planetensatz kann beispielsweise für zwei Vorwärts- und einen Rückwärtsgang sorgen. Ein 7-Gang Automatikgetriebe kann z. B. für zügiges Vorankommen sorgen, mit dessen Untersetzungen gearbeitet werden kann.For example, a planetary gearset can provide two forward and one reverse gear. A 7-speed automatic transmission can, for. B. ensure rapid progress, can be worked with the reductions.

Vorzugsweise wird zwischen der Hydraulikpumpe und dem Hydraulikmotor eine Steuerung angeordnet, welche dafür vorgesehen ist, den hydraulischen Druck zu regeln. Diese Steuerung kann Wege-, Sperr- oder Druckbegrenzungsventile umfassen, durch welche der hydraulische Druck gesteuert wird. Druckbegrenzungsventile werden insbesondere verwendet, um einen sicheren Überlastungsschutz zu gewährleisten. Dabei verhindern diese, dass der eingestellte Höchstdruck überschritten wird.Preferably, a control is arranged between the hydraulic pump and the hydraulic motor, which is intended to regulate the hydraulic pressure. This control may include directional, check or pressure relief valves by which the hydraulic pressure is controlled. Pressure relief valves are used in particular to ensure safe overload protection. These prevent the set maximum pressure from being exceeded.

Das Getriebe kann ein Automatikgetriebe umfassen.The transmission may include an automatic transmission.

Vorzugsweise kann die Druck-Steuerung ein Fahrpedal umfassen. Das Fahrpedal kann elektronisch sowie mechanisch die hydraulische Drucksteuerung und Geschwindigkeitsregelung übernehmen. Das Fahrpedal kann außerdem der ausschlaggebende Hauptsensor bei der elektronisch überwachten Geschwindigkeitsregelung sein.Preferably, the pressure control may include an accelerator pedal. The accelerator pedal can electronically and mechanically take over the hydraulic pressure control and cruise control. The accelerator pedal may also be the primary deciding sensor in the electronically controlled cruise control.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel können die Hydraulikpumpe und der Hydraulikmotor als eine Einheit verwirklicht sein. Damit kann erreicht werden, dass der gesamte Hydraulikantrieb Platzsparend an dem Motor befestigt werden kann und ein Ein- oder Ausbau leicht verwirklicht werden kann. Außerdem kann auch die Hydraulikpumpe, die Steuerung und der Hydraulikmotor als eine Einheit verwirklicht sein. Diese Einheit kann beispielsweise aus einer Hydraulikpumpe, einem Drucksteuerblock, einem Hydraulikmotor, einem Drehmomentwandler und einem Planetensatz bestehen.In another embodiment, the hydraulic pump and the hydraulic motor may be realized as one unit. This can be achieved that the entire hydraulic drive can be attached to save space on the engine and installation or removal can be easily achieved. In addition, the hydraulic pump, the controller and the hydraulic motor can be realized as a unit. This unit may for example consist of a hydraulic pump, a pressure control block, a hydraulic motor, a torque converter and a planetary gear set.

Vorzugsweise umfasst das Antriebssystem zusätzlich einen Hydraulikflüssigkeitsvorratsbehälter bzw. Ausgleichsbehälter und/oder ein Filtersystem. In diesem Ausgleichsbehälter wird die Hydraulikflüssigkeit gespeichert, welche je nach Betriebsbedingungen aus Mineralölen mit Zusätzen oder schwerentflammbaren Flüssigkeiten bestehen kann. Außerdem kann der Behälter Leckverluste ersetzen, zur Kühlung der Flüssigkeit eingesetzt werden und als Absetzbecken für mitgerissene Schmutzteilchen dienen. Das Filtersystem dient zur Reinigung des Öls, sodass die Ölleitungen nicht durch Verschmutzungen verstopft werden. Wenn der Hydraulikantrieb als Einheit gefertigt ist, kann sich der Ausgleichsbehälter mit Filtersystem an der Außenseite der Einheit liegend befinden, er kann aber auch innerhalb der Einheit angeordnet sein.Preferably, the drive system additionally comprises a hydraulic fluid reservoir or surge tank and / or a filter system. This hydraulic reservoir stores the hydraulic fluid, which, depending on the operating conditions, can consist of mineral oils with additives or flame-retardant fluids. In addition, the container can replace leakage, be used to cool the liquid and serve as settling tank for entrained debris. The filter system cleans the oil so that the oil lines are not clogged with dirt. If the hydraulic drive is manufactured as a unit, the reservoir with filter system can be located on the outside of the unit, but it can also be arranged inside the unit.

In einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich eine Kühlung der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen. Zur Kühlung von Verbrennungsmotor und Hydrauliköl kann ein 2 in 1 Kühler verwendet werden. Bei diesem Kühler sind die Kammern für Kühlflüssigkeit und Hydrauliköl getrennt, so dass sich die beiden Flüssigkeiten nicht vermischen. Aus Umweltschutzgründen wird die Zuleitung und Ableitung von Einwegventilen im Fall eines Unfalls verschlossen. So ist sichergestellt, dass das Hydrauliköl nicht ausläuft.In a further embodiment, a cooling of the hydraulic fluid is additionally provided. To cool the combustion engine and hydraulic oil, a 2 in 1 cooler can be used. In this cooler, the chambers for cooling liquid and hydraulic oil are separated, so that the two liquids do not mix. For environmental reasons, the supply and discharge of one-way valves in the event of an accident is closed. This ensures that the hydraulic oil does not leak.

Je kompakter die Bauweise des Hydraulikantriebs ausgeführt werden kann, desto weniger Öl wird benötigt. Bei einem Mittelklasseauto würde die Füllmenge bei ca. 20 Liter liegen. Dabei ist davon auszugehen, dass man den Kraftstofftank um die Hälfte reduzieren kann, da ein Motor mit max. 1000 ccm³ Hubraum ausreichen würde. Dieser Motor würde ca. 1–2 Liter Kraftstoff pro Stunde verbrennen, da der Verbrennungsmotor in diesem System primär die Rolle als treibende Kraft spielt. Jedoch sorgt er bei nahezu konstanter Drehzahl, nur noch für den Antrieb der Hydraulikpumpe.The more compact the construction of the hydraulic drive can be carried out, the less oil is required. For a mid-range car, the capacity would be about 20 liters. It can be assumed that you can reduce the fuel tank by half, as a motor with max. 1000 cc ³ displacement would be sufficient. This engine would be approx. Burn 2 liters of fuel per hour, as the internal combustion engine in this system primarily plays the role of the driving force. However, it provides at almost constant speed, only for the drive of the hydraulic pump.

Jeder Antriebsspezialist weiß auch, dass man mit Übersetzungen und Untersetzungen hinsichtlich der Kraftübertragung spielen kann. Dem Problem einer mangelnden Dichtigkeit eines solchen Antriebs kann mit dem richtigen Wartungsprogramm zur richtigen Zeit entgegen gewirkt werden.Every drive specialist knows that you can play with power transmission ratios and ratios. The problem of lack of tightness of such a drive can be counteracted with the right maintenance program at the right time.

Außerdem kann man mit den heutigen Steuerblöcken, bei denen sich nach Belieben Drücke und Drehzahlen einstellen lassen, den Antrieb hervorragend einsteuern. Dies bewirkt eine verbesserte Manövrierfähigkeit eines Fahrzeugs mit einem solchen Antrieb.In addition, with the current control blocks, which allow you to set pressures and speeds as you like, you can control the drive perfectly. This results in an improved maneuverability of a vehicle with such a drive.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitgestellt. Dieses Verfahren umfasst ein Umwandeln von mechanischer Arbeit in hydraulische Druckenergie durch eine Hydraulikpumpe und ein Antreiben eines Hydraulikmotors durch die Hydraulikpumpe, wobei die an dem Hydraulikmotor entstehende mechanische Kraft zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet wird.In accordance with another aspect of the present invention, a method for driving a vehicle is provided. This method comprises converting mechanical work into hydraulic pressure energy by a hydraulic pump and driving a hydraulic motor by the hydraulic pump, wherein the mechanical force generated at the hydraulic motor is used to drive the vehicle.

Vorzugsweise umfasst das Verfahren weiter ein Steuern des hydraulischen Drucks. Durch diese Steuerung wird beispielsweise ein sicherer Überlastungsschutz bereitgestellt, damit ein eingestellter Höchstdruck nicht überschritten werden kann. Dadurch wird eine Beschädigung oder auch eine Beeinträchtigung des Hydraulikantriebs durch Leckverluste verhindert.Preferably, the method further comprises controlling the hydraulic pressure. By this control, for example, a secure overload protection is provided so that a set maximum pressure can not be exceeded. As a result, damage or impairment of the hydraulic drive is prevented by leakage.

Eine Ausführungsform der Vorrichtung wird nachfolgend anhand der Zeichnung detailliert erklärt. Die Figur zeigt in schematischer Darstellung:An embodiment of the device will be explained in detail below with reference to the drawing. The figure shows in a schematic representation:

1 Seitenansicht einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 Side view of an embodiment of the present invention.

1 zeigt eine Seitenansicht einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Antriebssystems 1. Das Antriebssystem 1 umfasst einen Motor, welcher zur Umwandlung von chemischer oder elektrischer Energie in mechanische Energie 2 dient. Dieser Motor 1 kann beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder ein Elektromotor sein. Vorzugsweise kann ein konstant laufender 2-Zylinder-Otto-Verbrennungsmotor verwendet werden, welcher mit unterschiedlichen Arten von Kraftstoffen wie beispielsweise Kohlenwasserstoffen oder Gasen betrieben werden kann. Dieser Verbrennungsmotor kann eine geringe Motordrehzahl haben, wodurch ein geringer Kraftstoffverbrauch resultiert. Dadurch wird eine geringere Menge an CO2 ausgestoßen und der Lambda-Wert wird besser eingehalten, was einen Einsatz eines Katalysators unnötig macht. Außerdem kommt man mit einem 20–30 Liter Kraftstofftank auf eine Reichweite von 1200–3000 Kilometer. 1 shows a side view of an embodiment of the drive system according to the invention 1 , The drive system 1 includes a motor which converts chemical or electrical energy into mechanical energy 2 serves. This engine 1 For example, it may be an internal combustion engine or an electric motor. Preferably, a constant-speed 2-cylinder Otto internal combustion engine can be used, which can be operated with different types of fuels such as hydrocarbons or gases. This internal combustion engine may have a low engine speed, resulting in low fuel consumption. As a result, a smaller amount of CO2 is emitted and the lambda value is better maintained, making a use of a catalyst unnecessary. In addition, you can reach a range of 1200-3000 kilometers with a 20-30 liter fuel tank.

Die am Motor 10 entstehende mechanische Energie wird auf eine am Motor angeordnete Schwungscheibe 20 übertragen. Diese Schwungscheibe ist in einem Schwungscheibengehäuse angeordnet. An der Schwungscheibe 20 ist eine Hydraulikpumpe 30 angeordnet. Als Hydraulikpumpen können beispielsweise Flügelzellenpumpen, Zahnradpumpen, Schraubenspindelpumpen, Axialkolbenpumpen, Radialkolbenpumpen oder Hubkolbenpumpen verwendet werden. Die Hydraulikpumpe wird durch die Schwungscheibe 20 angetrieben. Dabei saugt die Hydraulikpumpe 30 die Hydraulikflüssigkeit über die Saugleitung 35 aus dem Hydraulikvorratsbehälter 70 und leitet sie über eine Druckleitung 44 an die Hydrauliksteuerung 40 weiter. Als Hydraulikflüssigkeiten können Hydrauliköle auf Mineralölbasis oder schwerentflammbare Flüssigkeiten, wie Emulsionen, wässrige Lösungen oder wasserfreie synthetische Flüssigkeiten verwendet werden. Dadurch wird durch die Hydraulikpumpe 30 ein kontinuierlicher Volumenstrom erzeugt, wodurch im Hydrauliksystem 2 ein Druck entsteht.The at the engine 10 resulting mechanical energy is applied to a flywheel located on the engine 20 transfer. This flywheel is arranged in a flywheel housing. At the flywheel 20 is a hydraulic pump 30 arranged. As hydraulic pumps, for example, vane pumps, gear pumps, screw pumps, axial piston pumps, radial piston pumps or reciprocating pumps can be used. The hydraulic pump is powered by the flywheel 20 driven. The hydraulic pump sucks 30 the hydraulic fluid via the suction line 35 from the hydraulic reservoir 70 and directs it via a pressure line 44 to the hydraulic control 40 further. As hydraulic fluids, mineral oil based hydraulic oils or flame retardant liquids such as emulsions, aqueous solutions or anhydrous synthetic fluids may be used. This is done by the hydraulic pump 30 generates a continuous volume flow, which in the hydraulic system 2 a pressure arises.

Die Hydrauliksteuerung 40, die als Hydrauliksteuerblock ausgeführt sein kann, umfasst verschiedene Ventile wie beispielsweise Wege- und Stromventile. Außerdem kann ein Druckbegrenzungsventil vorgesehen sein. Wird der eingestellte Höchstdruck überschritten, kann dieses Druckbegrenzungsventil öffnen und die Hydraulikflüssigkeit fließt direkt in den Hydraulikflüssigkeitsvorratsbehälter 70 zurück.The hydraulic control 40 , which may be embodied as a hydraulic control block includes various valves such as directional and flow control valves. In addition, a pressure relief valve may be provided. If the set maximum pressure is exceeded, this pressure limiting valve can open and the hydraulic fluid flows directly into the hydraulic fluid reservoir 70 back.

Über die Druckleitung 46 wird die Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikpumpe 30 über die Hydrauliksteuerung 40 in einen Hydraulikmotor 50 gedrückt, Der Hydraulikmotor 50 formt die von der Hydraulikpumpe 30 an die Hydraulikflüssigkeit abgegebene Energie wieder in mechanische Dreharbeit um. Dabei treibt die Hydraulikflüssigkeit die Verdrängungselemente (Zahnräder, Flügel, Kolben) an. Durch diesen Aufbau kommt es zu einem konstant hohen Drehmomentverlauf. Beispielsweise sind 125 Nm bis über 1000 Nm bei 500–8000 Umdrehungen pro Minute möglich.Via the pressure line 46 is the hydraulic fluid from the hydraulic pump 30 via the hydraulic control 40 in a hydraulic motor 50 pressed, The hydraulic motor 50 forms the of the hydraulic pump 30 transferred to the hydraulic fluid energy back into mechanical turning around. The hydraulic fluid drives the displacement elements (gears, vanes, pistons). This structure results in a constantly high torque curve. For example, 125 Nm to over 1000 Nm at 500-8000 revolutions per minute are possible.

An dem Hydraulikmotor 50 ist ein Getriebe 60 angeordnet. Dieses Getriebe 60 kann sowohl ein Automatikgetriebe wie auch ein Schaltgetriebe sein. Vorzugsweise sollte ein Automatikgetriebe verwendet werden, welches einen Drehmomentwandler und mindestens einen Planetensatz umfasst. Die kraftschlüssige Verbindung der einzelnen Planetensätze bzw. Planetengetriebestufen mit den Ein- und Abgangswellen kann mittels Lamellenkupplungen erfolgen. Automatikgetriebe verwenden in der Regel einen Drehmomentwandler als Anfahrkupplung.On the hydraulic motor 50 is a transmission 60 arranged. This gear 60 can be both an automatic transmission as well as a manual transmission. Preferably, an automatic transmission should be used which comprises a torque converter and at least one planetary gear set. The non-positive connection of the individual planetary gear sets or planetary gear stages with the input and output shafts can be done by means of multi-plate clutches. Automatic transmissions typically use a torque converter as a starting clutch.

Vorzugsweise kann die Hydraulikpumpe 30 mit der Hydrauliksteuerung 40 und dem Hydraulikmotor 50 zu einer Einheit zusammengefasst werden. Dabei sollten auch die Druckleitung 44 und die Druckleitung 46 mit in die Einheit verbaut werden. Durch diese kompakte Bauweise wird der Ein- und Ausbau der Einheit erleichtert und die Einheit kann Platz sparend in den Antrieb eines Fahrzeugs eingebaut werden.Preferably, the hydraulic pump 30 with the hydraulic control 40 and the hydraulic motor 50 be grouped together. There should also be the pressure line 44 and the pressure line 46 to be installed in the unit. This compact design of the installation and removal of the unit is facilitated and the unit can be installed to save space in the drive of a vehicle.

Ob als einzelne Komponenten oder als Einheit verbaut, umfasst der Hydraulikantrieb eine Saugleitung 35 und eine Ablauf-Druckleitung für Hydraulikflüssigkeit 55. Die Saugleitung 35 führt zu einem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 70, aus dem die Hydraulikflüssigkeit durch die Hydraulikpumpe 30 gesaugt wird, um sie dem Hydraulikantrieb zuzuführen.Whether installed as individual components or as a unit, the hydraulic drive comprises a suction line 35 and a drain pressure line for hydraulic fluid 55 , The suction line 35 leads to a hydraulic fluid reservoir 70 from which the hydraulic fluid through the hydraulic pump 30 is sucked to supply them to the hydraulic drive.

Nach dem Hydraulikmotor 50 wird die Hydraulikflüssigkeit über die Ablauf-Druckleitung 55 in einen Kühler für Hydraulikflüssigkeit 90 geleitet. Die Ablauf-Druckleitung ist mit einem Einwegventil 100 versehen, damit im Fall eines Unfalls die Ablauf-Druckleitung 55 verschlossen wird und keine Hydraulikflüssigkeit mehr aus dem Antriebssystem 1 fließen kann. Das bewirkt, dass keine Hydraulikflüssigkeit in die Umwelt gelangen kann. Anstelle des Einwegventils können auch ein oder mehrere Sperrventile verwendet werden. Als Kühler kann eine 2 in 1 Kühler verwendet werden. Dieser Kühler weist zwei voneinander getrennte Kammern auf. Dadurch ist die Kühlflüssigkeit von der Hydraulikflüssigkeit getrennt und kann auch zur Kühlung des Motors 10, beispielsweise eines Verbrennungsmotors, verwendet werden. Anderes ausgedrückt kann die Kühlung des Motors 10 auch zur Kühlung der Hydraulikflüssigkeit des Antriebssystems 1 verwendet werden, was den Aufbau des Antriebssystems weiter vereinfachen würde.After the hydraulic motor 50 the hydraulic fluid is discharged via the discharge pressure line 55 in a cooler for hydraulic fluid 90 directed. The drain pressure line is equipped with a one-way valve 100 provided in the event of an accident, the drain-pressure line 55 is closed and no more hydraulic fluid from the drive system 1 can flow. This ensures that no hydraulic fluid can escape into the environment. Instead of the one-way valve and one or more check valves can be used. As a cooler, a 2 in 1 cooler can be used. This cooler has two separate chambers. As a result, the cooling liquid is separated from the hydraulic fluid and can also be used to cool the engine 10 , For example, an internal combustion engine can be used. Other words can be the cooling of the engine 10 also for cooling the hydraulic fluid of the drive system 1 be used, which would further simplify the structure of the drive system.

Die Hydraulikflüssigkeit fließt durch den Kühler 90, wird dort gekühlt und fließt über die Druckleitung 95 aus dem Kühler 90 heraus. Auch die Druckleitung 95 weist ein Einwegventil 110 auf, welches im Fall eines Unfalls verhindert, dass Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydraulikflüssigkeitsbehälter 70 in die Umwelt gelangt. Auch hier kann anstelle des Einwegventils ein oder mehrere Sperrventile verwendet werden.The hydraulic fluid flows through the radiator 90 , is cooled there and flows over the pressure line 95 from the cooler 90 out. Also the pressure line 95 has a one-way valve 110 on, which in the event of an accident prevents hydraulic fluid from the hydraulic fluid reservoir 70 into the environment. Again, one or more check valves can be used instead of the one-way valve.

Aus der Druckleitung 95 gelangt die Hydraulikflüssigkeit in ein Filtersystem 80, welches zur Reinigung und Filterung der Hydraulikflüssigkeit verwendet wird. Dabei kann beispielsweise ein mit Teflon beschichtetes Hydraulikfiltersystem 80 verwendet werden.From the pressure line 95 the hydraulic fluid enters a filter system 80 , which is used for cleaning and filtering the hydraulic fluid. In this case, for example, a Teflon-coated hydraulic filter system 80 be used.

Nach der Reinigung und Filterung in dem Filtersystem 80 wird die Hydraulikflüssigkeit über die Druckleitung 85 zurück in den Hydraulikflüssigkeitsbehälter 70 geleitet. Dadurch ist das Hydraulikflüssigkeitssystem des Antriebssystems 1 geschlossen.After cleaning and filtering in the filter system 80 is the hydraulic fluid through the pressure line 85 back into the hydraulic fluid reservoir 70 directed. This is the hydraulic fluid system of the drive system 1 closed.

Das erfindungsgemäße Antriebssystem ist für alle Antriebsarten wie Frontmotor mit Frontantrieb, Frontmotor mit Heckantrieb, Allradantrieb, Mittelmotor mit Heckantrieb, oder Heckmotor mit Heckantrieb geeignet.The drive system according to the invention is suitable for all types of drive such as front-wheel drive with front-wheel drive, front-wheel drive with rear-wheel drive, four-wheel drive, mid-engine with rear-wheel drive, or rear-wheel drive with rear-wheel drive.

Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass keine aufwendigen Bauart-Veränderungen der Karosserie des mit dem Hydraulikantrieb ausgestatteten Fahrzeugs nötig ist. Hierfür ist auch die kompakte Bauart des erfindungsgemäßen Antriebssystems verantwortlich.Another advantage of the present invention is that no complex structural changes of the body of the vehicle equipped with the hydraulic drive is necessary. For this purpose, the compact design of the drive system according to the invention is responsible.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Antriebssystemdrive system
22: Hydrauliksystemhydraulic system
1010: Motorengine
2020: Schwungscheibe mit SchwungscheibengehäuseFlywheel with flywheel housing
3030: Hydraulikpumpehydraulic pump
3535: Saugleitungsuction
4040: Hydrauliksteuerunghydraulic control
4444: Druckleitungpressure line
4646: Druckleitungpressure line
5050: Hydraulikmotorhydraulic motor
5555: Ablauf-DruckleitungFlow-pressure line
6060: Getriebetransmission
7070: HydraulikflüssigkeitsvorratsbehälterHydraulic fluid reservoir
8080: Filtersystemfilter system
8585: Druckleitungpressure line
9090: HydraulikflüssigkeilskühlerHydraulic fluid cooler wedge
9595: Druckleitungpressure line
100100: Einwegventilone-way valve
110110: Einwegventilone-way valve

Claims

Drive system ( 1 ) of a vehicle, comprising: • an engine ( 10 ) which converts energy from a fuel to mechanical work; • a hydraulic pump ( 30 ), which is arranged on the engine, • a hydraulic motor ( 50 ), which is driven by the hydraulic pump, wherein the hydraulic motor ( 50 ) generated force to a transmission ( 60 ), the transmission ( 60 ) comprises a torque converter and at least one planetary gear set, and wherein the on the hydraulic motor ( 50 ) mechanical force is used to drive the vehicle.

Drive system ( 1 ) according to claim 1, wherein between the hydraulic pump ( 30 ) and the Hydraulic motor ( 50 ) a controller ( 40 ) arranged to regulate the hydraulic pressure.

Drive system ( 1 ) according to claim 1, wherein the transmission ( 60 ) comprises an automatic transmission.

Drive system ( 1 ) according to claim 2, wherein the controller ( 40 ) comprises an accelerator pedal.

Drive system ( 1 ) according to claim 4, wherein the accelerator pedal can be used in addition to the speed control.

Drive system ( 1 ) according to one of the preceding claims, wherein the hydraulic pump ( 30 ) and the hydraulic motor ( 50 ) are realized as a unit.

Drive system ( 1 ) according to one of claims 2, 4 or 5, wherein the hydraulic pump ( 30 ), the control ( 40 ) and the hydraulic motor ( 50 ) are realized as one unit.

Drive system ( 1 ) according to one of the preceding claims, further comprising a hydraulic fluid reservoir ( 70 ).

Drive system ( 1 ) according to claim 8, further comprising a filter system ( 80 ).

Drive system ( 1 ) according to claim 8 or 9, further comprising a cooling ( 90 ) for the hydraulic fluid.

A method of driving a vehicle, comprising: • converting mechanical work to hydraulic pressure by a hydraulic pump ( 40 ); • driving a hydraulic motor ( 50 ) by the hydraulic pump ( 40 ), • driving a gearbox ( 60 ) by the hydraulic motor ( 50 ). the gearbox ( 60 ) comprises a torque converter and at least one planetary gear set, and wherein the on the hydraulic motor ( 50 ) mechanical force is used to drive the vehicle.

The method of claim 11, further comprising: controlling a hydraulic pressure by a controller ( 40 ).