DE102010009951A1 - Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Wasserfahrzeugs, weiterhin insbesondere eines Schiffes, mit einem ersten und einem zweiten Hauptantriebsstrang (12, 14), wobei der erste Hauptantriebsstrang (12) eine erste Verbrennungskraftmaschine (16), eine erste Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen ersten Propeller (24) und eine erste elektrische Maschine (18) aufweist und der zweite Hauptantriebsstrang (14) eine zweite Verbrennungskraftmaschine (26), eine zweite Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen zweiten Propeller (34) und eine zweite elektrische Maschine (28) aufweist, wobei in einer bestimmten Betriebsart die erste Vortriebsvorrichtung und die erste elektrische Maschine (18) und die zweite Vortriebsvorrichtung und die zweite elektrische Maschine (28) jeweils kraftschlüssig miteinander in Wirkeingriff gebracht werden, wobei die erste Verbrennungskraftmaschine mit der ersten Vortriebsvorrichtung und der ersten elektrischen Maschine (18) und/oder die zweite Verbrennungskraftmaschine mit der zweiten Vortriebsvorrichtung und der zweiten elektrischen Maschine (28) kraftschlüssig in Wirkeingriff gebracht wird, und wobei die erste elektrische Maschine (18) und die zweite elektrische Maschine (28) elektrisch miteinander gekoppelt werden, so dass eine elektrische Maschine als Generator und die andere elektrische Maschine als Elektromotor fungiert, sowie entsprechende Antriebsvorrichtung (10) und entsprechendes Fahrzeug.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Wasserfahrzeugs, weiterhin insbesondere eines Schiffes gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Wasserfahrzeug, weiterhin insbesondere ein Schiff gemäß Anspruch 6, sowie ein entsprechendes Fahrzeug gemäß Anspruch 8.
- Moderne Schiffe, insbesondere seegehende Schiffe weisen üblicherweise mindestens zwei Antriebsanlagen bzw. Hauptantriebsstränge mit jeweils einem Motor, einem Getriebe und einem Propeller auf. Eine derartige Antriebsanordnung ist beispielsweise aus der
DE 10 2006 041 031 B4 bekannt. Der Antrieb gemäß der DE 10 2006 041 031 B4 weist zwei Elektromotoren auf, welche über eine Wellenanlage jeweils an einen ihnen zugeordneten Propeller gekuppelt sind. Zum Erreichen der höchsten Antriebsleistung kann der Antriebsanordnung eine Verbrennungskraftmaschine hinzugeschaltet werden. - Ferner sind Schiffe bekannt, welche zwei Dieselmotoren aufweisen, mittels derer zwei Propeller angetrieben werden.
- Für eine Fahrt mit einer Geschwindigkeit von ca. 80% der Maximalgeschwindigkeit, welche wirtschaftlich zu bevorzugen ist, da der Leistungsbedarf von Schiffen näherungsweise in der dritten Potenz von der Geschwindigkeit abhängt, gelangen die Motoren in einen Bereich eines erhöhten spezifischen Kraftstoffverbrauchs (in diesem Geschwindigkeitsbereich werden ca. 50% der maximalen Motorleistung zum Antrieb der Propeller benötigt).
- Ähnliche Gesetzmäßigkeiten gelten für andere Kraftfahrzeuge, beispielsweise für Züge, die ebenfalls bei einer Geschwindigkeit, welche unterhalb der Maximalgeschwindigkeit liegt, am wirtschaftlichsten zu betreiben sind. Auch hier ist jedoch darauf zu achten, dass zwar der Luftwiderstand bei geringerer Geschwindigkeit deutlich niedriger ist, dass aber gleichzeitig die Motoren in einen Leistungsbereich mit einem erhöhten spezifischen Kraftstoffbedarf gelangen.
- Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Wasserfahrzeugs, weiterhin insbesondere eines Schiffes anzugeben, bei welchem das Fahrzeug möglichst wirtschaftlich betrieben werden kann. Ferner ist es Aufgabe eine entsprechende Antriebsvorrichtung sowie ein entsprechendes Fahrzeug anzugeben.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Der Vorrichtungsaspekt der Aufgabe wird durch eine Antriebsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 6, sowie ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
- Das Fahrzeug, das einen ersten und einen zweiten Hauptantriebsstrang aufweist, wobei der erste Hauptantriebsstrang eine erste Verbrennungskraftmaschine, eine erste Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen ersten Propeller und eine erste elektrische Maschine aufweist und der zweite Hauptantriebsstrang eine zweite Verbrennungskraftmaschine, eine zweite Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen zweiten Propeller und eine zweite elektrische Maschine aufweist, kann dadurch in einer besonders wirtschaftlichen Weise betrieben werden,
- – dass die erste Vortriebsvorrichtung und die erste elektrische Maschine und die zweite Vortriebsvorrichtung und die zweite elektrische Maschine jeweils kraftschlüssig miteinander in Wirkeingriff gebracht werden,
- – dass zusätzlich die erste Verbrennungskraftmaschine mit der ersten Vortriebsvorrichtung und der ersten elektrischen Maschine und/oder die zweite Verbrennungskraftmaschine mit der zweiten Vortriebsvorrichtung und der zweiten elektrischen Maschine kraftschlüssig in Wirkeingriff gebracht werden und
- – dass zusätzlich die erste elektrische Maschine und die zweite elektrische Maschine elektrisch miteinander gekoppelt werden, so dass eine elektrische Maschine als Generator und die andere elektrische Maschine als Elektromotor fungiert.
- Dadurch wird es ermöglicht, beide Vortriebsvorrichtungen bis zu einer Geschwindigkeit von in etwa 80% der Maximalgeschwindigkeit mit nur einer Verbrennungskraftmaschine zu betreiben, welche in dem von ihr geforderten Leistungsbereich einen geringen spezifischen Kraftstoffverbrauch aufweist.
- Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass in der Terminologie der vorliegenden Anmeldung unter ”kraftschlüssig” jeglicher Zustand zu subsumieren ist, bei dem ein Kraftübertrag stattfindet. Dies kann beispielsweise durch eine mechanische Verbindung (beispielsweise Stoffschluß, Formschluß oder aufgrund von Reibungskräften, die einen Kraftübertrag zwischen zwei oder mehreren Bauteilen ermöglichen), aber auch berührungslos (z. B. berührungslose Magnetkupplung) realisiert sein.
- Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von möglichen Ausführungsformen der Erfindung und anhand der beigefügten Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine Antriebsvorrichtung eines Schiffes, welche für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. - Aus
1 kann entnommen werden, dass eine Antriebsvorrichtung10 eines Schiffes, die für ein erfindungsgemäßes Verfahren geeignet ist, einen ersten Hauptantriebsstrang12 und einen zweiten Hauptantriebsstrang14 aufweist. Der erste Hauptantriebsstrang12 weist eine ihm zugeordnete erste Verbrennungskraftmaschine in Form eines ersten Dieselmotors16 , eine erste elektrische Maschine18 , ein erstes Getriebe20 , eine erste Wellenanlage22 und einen ersten Propeller24 auf, während der zweite Hauptantriebsstrang14 eine ihm zugeordnete zweite Verbrennungskraftmaschine in Form eines zweiten Dieselmotors26 , eine zweite elektrische Maschine28 , ein zweites Getriebe30 , eine zweite Wellenanlage32 , sowie einen zweiten Propeller34 aufweist. In der beschriebenen Antriebsvorrichtung10 sind die vorstehend beschriebenen Komponenten des ersten Hauptantriebsstranges12 baugleich mit denjenigen des zweiten Hauptantriebsstranges14 . - Sowohl die erste elektrische Maschine
18 als auch die zweite elektrische Maschine28 kann je nach Betriebsart als Generator, insbesondere als Kurbelweliengenerator oder als Elektromotor betrieben werden. Die erste elektrische Maschine18 und die zweite elektrische Maschine28 sind durch eine elektrische Kopplung, insbesondere in Form einer elektrischen Welle35 , welche in der beschriebenen Ausführungsform als dreiphasige elektrische Leitung ausgebildet ist, miteinander, insbesondere z. B. zum Betrieb mit synchroner Drehzahl, verbunden. In alternativen Ausführungsformen können elektrische Kopplungen oder elektrische Wellen35 mit beliebiger Phasenanzahl realisiert sein. In der elektrischen Welle35 (die keine Leistungselektronik aufweist, wohingegen eine anderweitig realisierte elektrische Kopplung eine Leistungselektronik aufweisen kann) ist ein Wellenkopplungsschalter36 angeordnet, mittels welchem die elektrische Verbindung der ersten elektrischen Maschine18 und der zweiten elektrischen Maschine28 hergestellt oder unterbrochen werden kann. Wenn eine direkte Kopplung der beiden Inverter48 und50 nicht zulässig oder wünschenswert ist, sind die die Schalter44 und46 gegenüber36 zu verriegeln, so dass36 nur geschlossen sein kann, wenn44 und/oder46 offen sind. - Die erste elektrische Maschine
18 ist weiterhin über eine erste Bordnetzleitung38 und die zweite elektrische Maschine28 über eine zweite Bordnetzleitung40 mit einem Bordnetz42 verbunden, wobei in der ersten Bordnetzleitung38 ein erster Trennschalter44 angeordnet ist, mittels welchem die elektrische Verbindung der ersten elektrischen Maschine18 mit dem Bordnetz42 hergestellt oder unterbrochen werden kann, während in der zweiten Bordnetzleitung40 ein zweiter Trennschalter46 angeordnet ist, mittels welchem die elektrische Verbindung der zweiten elektrischen Maschine18 mit dem Bordnetz42 hergestellt oder unterbrochen werden kann. In der ersten Bordnetzleitung38 ist ferner ein erster Inverter (Umrichter)48 angeordnet, in der zweiten Bordnetzleitung40 ein zweiter Inverter (Umrichter)50 . - Sowohl die erste Bordnetzleitung
38 als auch die zweite Bordnetzleitung40 stehen mit einer Bordnetzstammleitung52 in elektrischem Kontakt, welche weiterhin mit einer Batterieleitung54 und einer Generatorleitung56 in elektrischem Kontakt steht. Die Batterieleitung54 verbindet die Bordnetzstammleitung52 über einen zwischengeschalteten optionalen Umrichter58 mit einer aus mehreren Akkumulatoren bestehenden Batterie60 . - Die Bordnetzstammleitung
52 steht ferner über die Generatorleitung56 , in der ein Inverter62 angeordnet ist, mit einer ersten Generatorableitung64 und einer zweiten Generatorableitung66 elektrisch in Verbindung. Die erste Generatorableitung64 wird von einem ersten Generator68 , welcher durch eine erste Generatorverbrennungskraftmaschine in Form eines dritten Dieselmotors70 angetrieben wird, mit elektrischer Energie gespeist, während die zweite Generatorableitung66 von einem zweiten Generator72 , welcher durch eine zweite Generatorverbrennungskraftmaschine in Form eines vierten Dieselmotors74 angetrieben wird, mit elektrischer Energie gespeist wird. Über eine Verbraucherleitung76 steht die Generatorleitung56 ferner mit weiteren an Bord befindlichen elektrischen Verbrauchern in elektrischer Verbindung. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass auch jegliche andere Zahl von Generatoren zur Bordstromerzeugung denkbar ist (von einem Generator bis zu beliebig vielen Generatoren hin). - Die erste Wellenanlage
22 weist eine erste Motorwelle78 , eine erste Kupplungsvorrichtung80 (in1 durch einen Spalt angedeutet), sowie eine erste Abtriebswelle82 auf, wobei die erste Motorwelle78 die erste Verbrennungskraftmaschine (erster Dieselmotor16 ) mit der ersten Kupplungsvorrichtung80 in Wirkeingriff bringt (durch eine kraftschlüssige Verbindung) und wobei die erste Abtriebswelle82 die erste Kupplungsvorrichtung80 mit der ersten elektrischen Maschine18 , dem ersten Getriebe20 und dem ersten Propeller24 in Wirkeingriff bringt (durch eine kraftschlüssige Verbindung). Analog hierzu weist die zweite Wellenanlage32 eine zweite Motorwelle84 , eine zweite Kupplungsvorrichtung86 (in1 wiederum durch einen Spalt angedeutet), sowie eine zweite Abtriebswelle88 auf, wobei die zweite Motorwelle84 die zweite Verbrennungskraftmaschine (zweiter Dieselmotor26 ) mit der zweiten Kupplungsvorrichtung86 und die zweite Abtriebswelle88 die zweite Kupplungsvorrichtung86 mit der zweiten elektrischen Maschine28 , dem zweiten Getriebe30 und dem zweiten Propeller34 wiederum kraftschlüssig in Wirkeingriff bringt. - Durch die erste Kupplungsvorrichtung
80 kann die erste Motorwelle78 kraftschlüssig mit der ersten Abtriebswelle82 in Wirkeingriff gebracht oder von dieser getrennt werden. Analog hierzu kann durch die zweite Kupplungsvorrichtung86 die zweite Motorwelle84 kraftschlüssig mit der zweiten Abtriebswelle88 in Wirkeingriff gebracht oder von dieser getrennt werden. In anderen Worten ausgedrückt heißt dies, dass durch die erste Kupplungsvorrichtung80 der erste Dieselmotor16 mit den restlichen wesentlichen Komponenten des ersten Hauptantriebsstranges12 kraftschlüssig verbunden oder von diesen getrennt werden kann. Analoges gilt für den zweiten Dieselmotor26 und die wesentlichen restlichen Komponenten des zweiten Hauptantriebsstranges14 . - Erfindungsgemäß werden in einer ersten Betriebsart, die in der beschriebenen Ausführungsform der Marschfahrt des Schiffes entspricht, die erste Vortriebsvorrichtung in Form des ersten Propellers
24 mit der ersten elektrischen Maschine18 und die zweite Vortriebsvorrichtung in Form des zweiten Propellers34 mit der zweiten elektrischen Maschine28 mittels der ersten Abtriebswelle82 und der zweiten Abtriebswelle88 jeweils kraftschlüssig in Wirkeingriff gebracht. Weiterhin werden die erste Verbrennungskraftmaschine in Form des ersten Dieselmotors16 mittels der ersten Kupplungsvorrichtung80 mit der ersten Vortriebsvorrichtung (erster Propeller24 ) und der ersten elektrischen Maschine18 und/oder die zweite Verbrennungskraftmaschine in Form des zweiten Dieselmotors26 mittels der zweiten Kupplungsvorrichtung86 mit der zweiten Vortriebsvorrichtung (zweiter Propeller34 ) und der zweiten elektrischen Maschine28 kraftschlüssig in Wirkeingriff gebracht. Die erste elektrische Maschine18 und die zweite elektrische Maschine28 werden zusätzlich über die elektrische Kopplung (geschlossener Wellenkopplungsschalter36 ) elektrisch miteinander gekoppelt, so dass eine elektrische Maschine als Generator und die andere elektrische Maschine als Elektromotor fungiert. Dadurch wird es ermöglicht, sowohl den ersten Propeller24 als auch den zweiten Propeller34 entweder mit nur einer Verbrennungskraftmaschine anzutreiben (in diesem Fall wird um das Schleppmoment der Verbrennungskraftmaschine zu vermeiden vorteilhafterweise eine Kupplung80 oder86 geöffnet und es kann die elektrische Kopplung wie in1 dargestellt als elektrische Welle35 , welche keine Leistungselektronik aufweist, ausgebildet sein), was für eine verringerte Betriebsstundenzahl und somit für einen geringeren Verschleiß der anderen Verbrennungskraftmaschine sorgt oder die zweite Verbrennungskraftmaschine mit einer erniedrigten Leistung zu fahren (in diesem Falle wird bei ungleichen Drehzahlen eine elektrische Kopplung mit Leistungselektronik benötigt, bei gleichen Drehzahlen kann mittels Schalter36 auch direkt gekoppelt werden). Bei direkter Kopplung der beiden E-Maschinen laufen diese nicht nur von der Drehzahl, sondern auch von der Phasenlage synchron, was bedeutet, dass auch die Propeller phasensynchron laufen. Das kann zur Optimierung des Geräusch- und Vibrationsverhaltens verwendet werden. - Die erste elektrische Maschine
18 und die zweite elektrische Maschine28 sind in der beschriebenen Ausführungsform derart ausgelegt, dass durch die als Generator fungierende elektrische Maschine in etwa 50% der durch die ihr zugeordnete Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Leistung in elektrische Energie umgewandelt wird, während die restliche Leistung der Verbrennungskraftmaschine der ihr zugeordneten Vortriebsvorrichtung zugeführt wird. - In alternativen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es aber auch denkbar, einen geringeren Prozentsatz der Leistung der Verbrennungskraftmaschine in elektrische Energie umzuwandeln und die restliche benötigte Energie zum Betrieb der durch die elektrische Maschine betriebenen Vortriebsvorrichtung aus dem Bordnetz (über die erste oder zweite Bordnetzleitung
38 ,40 bei geschlossenem ersten oder zweiten Trennschalter44 ,46 ) oder durch eine Zuschaltung der weiteren Verbrennungskraftmaschine zuzuführen. Es ist auch möglich, elektrische Energie, die nicht für den Antrieb benötigt wird, (wiederum über die erste oder zweite Bordnetzleitung38 ,40 bei geschlossenem ersten oder zweiten Trennschalter44 ,46 ) in das Bordnetz einzuspeisen. - Die beiden elektrischen Maschinen
18 ,28 sind vorzugsweise synchron fest miteinander verschaltet (gekoppelt), so dass die elektrische Kopplung als elektrische Welle35 ausgebildet werden kann und keine Leistungselektronik nötig ist. In dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt der Antrieb bei der Betriebsart Marschfahrt immer über einen einzigen Dieselmotor16 ,26 . - In der beschriebenen Ausführungsform ist eine Überwachung des Leistungsflusses im ”elektrische Welle-Betrieb” zum Schutz der beiden E-Maschinen vorgesehen. Im gekoppelten Betrieb mit einer Verbrennungskraftmaschine sollte die Drehzahl nämlich soweit begrenzt sein, dass die beiden E-Maschinen nicht überlastet werden. Mit beiden Verbrennungskraftmaschinen in Betrieb muss die Regelung auf die Leistung bzw. Solldrehzahl der beiden Verbrennungskraftmaschinen wirken, um sowohl eine Überlastung als auch ein Pendeln der E-Maschinen zu verhindern. Die Regelung kann auch die vom Energiespeicher bzw. Bordnetz verfügbare elektrische Leistung zum Ausgleich und Dämpfen von Regelvorgängen nutzen.
- In einer alternativen Betriebsart (zweite Betriebsart, für Manöver oder Langsamfahrt) ist es möglich, den ersten Dieselmotor
16 mittels der ersten Kupplungsvorrichtung80 von der ersten elektrischen Maschine18 und dem ersten Propeller24 und den zweiten Dieselmotor26 mittels der zweiten Kupplungsvorrichtung86 von der zweiten elektrischen Maschine28 und dem zweiten Propeller34 zu trennen und (bei geschlossenem ersten und zweiten Trennschalter44 ,46 ) den ersten Propeller24 mittels der ersten (in diesem Falle als Elektromotor fungierenden) elektrischen Maschine18 und den zweiten Propeller34 mittels der zweiten (in diesem Falle ebenfalls als Elektromotor fungierenden) elektrischen Maschine28 anzutreiben. - In einer weiteren alternativen (dritten) Betriebsart (schnelle Fahrt) ist es möglich, den ersten Dieselmotor
16 mittels der ersten Kupplungsvorrichtung80 mit der ersten elektrischen Maschine18 und dem ersten Propeller24 und den zweiten Dieselmotor26 mittels der zweiten Kupplungsvorrichtung86 mit der zweiten elektrischen Maschine28 und dem zweiten Propeller34 jeweils kraftschlüssig in Wirkeingriff zu bringen und somit den ersten Propeller24 mittels des ersten Dieselmotors16 und den zweiten Propeller34 mittels des zweiten Dieselmotors26 anzutreiben. In dieser Betriebsart können der erste und der zweite Trennschalter44 ,46 geöffnet sein, so dass die gesamte Leistung des jeweiligen Dieselmotors16 ,26 auf den ihm zugeordneten Propeller24 ,34 übertragen wird. Alternativ hierzu können der erste und der zweite Trennschalter44 ,46 auch geschlossen sein, so dass Teile der Leistung des jeweiligen Dieselmotors16 ,26 jeweils durch die ihm zugeordnete elektrische Maschine18 ,28 (welche in diesem Fall entweder als Generator oder als Motor fungiert) in elektrische Energie umgewandelt und in das Bordnetz eingespeist oder aus dem Energiespeicher60 geholt werden. Damit ist selbst bei vorzugsweise konstanter Drehzahl (entsprechend konstanter Geschwindigkeit) eine Verschiebung des Lastpunktes der Verbrennungskraftmaschinen in Bereiche optimalen Kraftstoffverbrauchs möglich. Werden die beiden Antriebsstränge durch Schließen des Kopplungsschalters36 zwangsweise synchron gehalten, gleichen die beiden E-Maschinen die Lastunterschiede zwischen den beiden Verbrennungskraftmaschinen aus. Das führt zu einem Synchronlauf der Propeller und damit zu einer Möglichkeit für die Optimierung des akustischen und Vibrationsverhaltens. - Um eine schnelle Beschleunigung erreichen zu können, ist eine vierte alternative Betriebsart vorgesehen, bei der der erste Dieselmotor
16 mittels der ersten Kupplungsvorrichtung80 mit der ersten elektrischen Maschine18 und dem ersten Propeller24 und der zweiten Dieselmotor26 mittels der zweiten Kupplungsvorrichtung86 mit der zweiten elektrischen Maschine28 und dem zweiten Propeller34 jeweils kraftschlüssig in Wirkeingriff gebracht sind. In dieser Betriebsart sind der erste und der zweite Trennschalter44 ,46 jeweils geschlossen, wobei die jeweilige elektrische Maschine18 ,28 als Elektromotor fungiert (die Energieversorgung erfolgt über das Bordnetz) und dem jeweiligen Propeller24 ,34 zusätzliche Leistung zuführt. - Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass im Gedanken der Erfindung auch eine Antriebsvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Wasserfahrzeug oder Schiff und ein Fahrzeug, insbesondere ein Wasserfahrzeug oder Schiff, welche für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet sind, eingeschlossen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf ein Schiff beschränkt; als weitere Einsatzgebiete ist beispielsweise der Bereich von Kraft- oder Schienenfahrzeugen denkbar, bei welchen ein Hauptantriebsstrang beispielsweise einem einzelnen Rad, einer Achse oder einem Drehgestell zugeordnet sein kann. Neben Dieselmotoren sind auch andere Kraftmaschinen oder Energiewandler wie beispielsweise Gasturbinen, Stirlingmotoren, usw. denkbar. Bei den elektrischen Maschinen kann es sich beispielsweise um Drehstrommaschinen wie z. B. Asynchronmaschinen, Synchronmaschinen oder PSM-Maschinen handeln, z. B. um Kurbelwellen-Startergeneratoren, wobei auch jegliche anderweitige elektrische Maschine zum Einsatz kommen könnte, welche in den jeweiligen Hauptantriebsstrang bzw. die jeweilige Wellenanlage integriert sein kann oder auch nicht.
- Ferner sei angemerkt, dass die Anordnung der Komponenten der Hauptantriebsstränge
12 ,14 beliebig abgeändert werden kann. So ist beispielsweise alternativ zu der Darstellung in1 eine Bauart denkbar, in der die Getriebe20 ,30 zwischen den Dieselmotoren16 ,26 und den elektrischen Maschinen18 ,28 angeordnet sind. - Obwohl die Erfindung anhand einer Ausführungsform mit festen Merkmalskombinationen beschrieben wird, umfasst sie jedoch auch die denkbaren weiteren vorteilhaften Kombinationen, wie sie insbesondere, aber nicht erschöpfend, durch die Unteransprüche angegeben sind. Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102006041031 B4 [0002]
Claims (8)
- Verfahren zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere Wasserfahrzeugs, weiterhin insbesondere eines Schiffes, mit einem ersten und einem zweiten Hauptantriebsstrang (
12 ,14 ), wobei der erste Hauptantriebsstrang (12 ) eine erste Verbrennungskraftmaschine (16 ), eine erste Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen ersten Propeller (24 ) und eine erste elektrische Maschine (18 ) aufweist und der zweite Hauptantriebsstrang (14 ) eine zweite Verbrennungskraftmaschine (26 ), eine zweite Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen zweiten Propeller (34 ) und eine zweite elektrische Maschine (28 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer bestimmten Betriebsart die erste Vortriebsvorrichtung und die erste elektrische Maschine (18 ) und die zweite Vortriebsvorrichtung und die zweite elektrische Maschine (28 ) jeweils kraftschlüssig miteinander in Wirkeingriff gebracht werden, dass die erste Verbrennungskraftmaschine mit der ersten Vortriebsvorrichtung und der ersten elektrischen Maschine (18 ) und/oder die zweite Verbrennungskraftmaschine mit der zweiten Vortriebsvorrichtung und der zweiten elektrischen Maschine (28 ) kraftschlüssig in Wirkeingriff gebracht wird, wobei die erste elektrische Maschine (18 ) und die zweite elektrische Maschine (28 ) elektrisch miteinander gekoppelt werden, so dass eine elektrische Maschine als Generator und die andere elektrische Maschine als Elektromotor fungiert. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die als Generator fungierende elektrische Maschine in etwa 50% der durch die ihr zugeordnete Verbrennungskraftmaschine abgegebenen Leistung in elektrische Energie umgewandelt wird, während die restliche Leistung der Verbrennungskraftmaschine der ihr zugeordneten Vortriebsvorrichtung zugeführt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte von dem Hauptantriebsstrang, in dem die als Elektromotor fungierende elektrische Maschine angeordnet ist, benötigte Leistung durch die als Generator fungierende elektrische Maschine zur Verfügung gestellt wird und dass die diesem Hauptantriebsstrang zugeordnete Verbrennungskraftmaschine von der ihr zugeordneten Vortriebsvorrichtung abgekoppelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der von dem Hauptantriebsstrang, in dem die als Elektromotor fungierende elektrische Maschine angeordnet ist, benötigten Leistung durch die als Generator fungierende elektrische Maschine zur Verfügung gestellt werden und dass die restlichen benötigten Teile der Leistung von der dem Hauptantriebsstrang, in dem die als Elektromotor fungierende elektrische Maschine angeordnet ist, zugeordneten Verbrennungskraftmaschine zur Verfügung gestellt werden, wozu die dem Hauptantriebsstrang, in dem die als Elektromotor fungierende elektrische Maschine angeordnet ist, zugeordnete Verbrennungskraftmaschine kraftschlüssig mit der ihr zugeordneten Vortriebsvorrichtung in Wirkeingriff gebracht wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite elektrische Maschine synchron miteinander gekoppelt werden.
- Antriebsvorrichtung (
10 ) eines Fahrzeugs, insbesondere Wasserfahrzeugs, weiterhin insbesondere eines Schiffes, zur Durchführung eines Antriebsverfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem ersten und einem zweiten Hauptantriebsstrang (12 ,14 ), wobei der erste Hauptantriebsstrang (12 ) eine erste Verbrennungskraftmaschine (16 ), eine erste Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen ersten Propeller (24 ) und eine erste elektrische Maschine (18 ) aufweist und der zweite Hauptantriebsstrang (14 ) eine zweite Verbrennungskraftmaschine (26 ), eine zweite Vortriebsvorrichtung, insbesondere einen zweiten Propeller (34 ) und eine zweite elektrische Maschine (28 ) aufweist und wobei ferner die erste elektrische Maschine (18 ) und die zweite elektrische Maschine (28 ) durch eine elektrische Kopplung, insbesondere elektrische Welle (35 ) miteinander verbunden sind und der erste Hauptantriebsstrang (12 ) eine erste Kupplungsvorrichtung (80 ) und der zweite Hauptantriebsstrang (14 ) eine zweite Kupplungsvorrichtung (86 ) aufweist. - Antriebsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Hauptantriebsstrang (
12 ,14 ) ein Getriebe (20 ,30 ) angeordnet ist. - Fahrzeug, insbesondere Wasserfahrzeug, weiterhin insbesondere ein Schiff mit einer Antriebsvorrichtung (
10 ) gemäß Anspruch 6 oder Anspruch 7.
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