-
Die Erfindung betrifft einen Antriebsstrang eines Fahrzeugs, insbesondere einer mobilen Arbeitsmaschine, mit einem Antriebsmotor, insbesondere einem Verbrennungsmotor, und einem von dem Antriebsmotor angetriebenen Fahrantrieb, wobei der Fahrantrieb eine von dem Antriebsmotor angetriebene Primäreinheit aufweist, sowie mit einem von dem Antriebsmotor angetriebenen Arbeitshydrauliksystem, wobei das Arbeitshydrauliksystem mindestens eine von dem Antriebsmotor angetriebene Hydraulikpumpe aufweist, wobei in einem Bremsbetrieb des Fahrzeugs zur Energierückgewinnung die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystem in einen hydraulischen Druckspeicher fördert.
-
Mobile selbstfahrende Arbeitsmaschinen, insbesondere Flurförderzeuge, Landmaschinen, Forstmaschinen und Baumaschinen, beispielsweise Bagger, Rad- und Teleskoplader, Schlepper, Mähdrescher, Feldhäcksler, Zuckerrüben- oder Kartoffelroder, weisen einen Antriebsstrang mit einem in der Regel als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor auf, der einen Fahrantrieb und ein Arbeitshydrauliksystem für die Arbeitsfunktionen der Arbeitsmaschine antreibt. Zur Versorgung des Arbeitshydrauliksystems ist mindestens eine von der Antriebsmaschine angetriebene Hydraulikpumpe vorgesehen.
-
Es ist bereits bekannt, einen derartigen Antriebsstrang mit einem hydraulischen Druckspeicher und einer mit dem Druckspeicher in Verbindung stehenden Hydromaschineneinheit zur Drehmomentabgabe in den Antriebsstrang bzw. zur Drehmomentaufnahme aus dem Antriebsstrang zu versehen. Durch das Laden des Druckspeichers während eines Bremsbetriebs des Fahrantriebs und/oder beim Nutzsenken einer Last kann eine Rekuperation von kinetischer Energie des Fahrzeugs bzw. potentieller Energie einer angehobenen Last erfolgen. Durch einen Motorbetrieb der Hydromaschineneinheit mit dem Druckmittel aus dem Druckspeicher kann zusätzlich zu dem Verbrennungsmotor ein Drehmoment als Booster-Antrieb in den Antriebsstrang abgegeben werden. Die von dem Druckspeicher angetriebene Hydromaschineneinheit bildet somit einen hydrostatischen Zusatzantrieb des Antriebsstranges und ermöglicht insbesondere einen Booster-Antrieb, in dem bei einer Leistungsanforderung eine Unterstützung des Antriebsmotor durch ein zusätzliches von der Hydromaschineneinheit in den Antriebsstrang abgegebenes Drehmoment erzielt wird. Die beim Abbremsen des Fahrzeugs in dem Druckspeicher zurückgewonnene Energie kann beispielweise bei einem erneuten Beschleunigen der Arbeitsmaschine von der Hydromaschineneinheit dem Antriebsstrang zur Verfügung gestellt werden, so dass die Energie zum Beschleunigen der Arbeitsmaschine nicht mehr ausschließlich von dem Antriebsmotor zur Verfügung gestellt werden muss.
-
Der von dem Druckspeicher und der Hydromaschineneinheit gebildete hydrostatische Zusatzantrieb ermöglicht es somit, den Kraftstoffverbrauch des Verbrennungsmotors zu senken. Zudem kann durch den hydrostatischen Zusatzantrieb der Verbrennungsmotor in seiner Leistung verringert werden. Ein derartiges Downsizing des Verbrennungsmotors führt insbesondere bei der Einhaltung von gesetzlichen Abgasvorschriften des Verbrennungsmotors zu Vorteilen.
-
Der von dem Druckspeicher und der Hydromaschineneinheit gebildete hydrostatische Zusatzantrieb kann zudem als hydraulischer Starter bzw. Anlasser einer als Verbrennungsmotors ausgebildeten Antriebsmaschine verwendet werden, um in Verbindung mit einer Start-Stop Funktion für den Verbrennungsmotor durch Abstellen des unbelasteten Verbrennungsmotors während Arbeitspausen oder Arbeitsunterbrechungen den Kraftstoffverbrauch zu verringern und bei einer Drehmomentanforderung durch eine Arbeitsfunktion oder den Fahrantrieb automatisch wieder zu starten.
-
Aus der
DE 10 2008 028 547 A1 ist ein gattungsgemäßer Antriebsstrang einer mobilen Arbeitsmaschine bekannt, bei dem beim Abbremsen eine Energierückgewinnung durch Befüllen eines hydraulischen Druckspeichers erfolgt. Die mit dem hydraulischen Druckspeicher in Verbindung stehende Hydromaschineneinheit kann als Booster-Antrieb und als hydraulischer Starter des Verbrennungsmotors verwendet werden. Die mit dem Druckspeicher verbundene Hydromaschineneinheit der
DE 10 2008 028 547 A1 ist als im offenen Kreislauf betriebene, in axialer Richtung einen geringen Bauraum aufweisende Radialkolbenpumpe ausgebildet, die im Antriebsstrang zwischen der Antriebsmaschine und der Primäreinheit des Fahrantriebs angeordnet ist und gleichzeitig zur Versorgung des Arbeitshydrauliksystems dient. Beim Abbremsen der Arbeitsmaschine arbeitet die zur Versorgung des Arbeitshydrauliksystems dienende Radialkolbenmaschine als Pumpe und befüllt den Druckspeicher. Im Motorbetrieb der Radialkolbenmaschine wird diese von dem Druckmittel aus dem Druckspeicher angetrieben, so dass der Antriebsmotor unterstützt werden kann oder die Radialkolbenmaschine als Starter/Anlasser des als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors eingesetzt werden kann. Bei der
DE 10 2008 028 547 A1 ist die Radialkolbenmaschine mit einer ersten Seite an den Druckspeicher und mit der zweiten Seite an den Behälter angeschlossen. Eine derartige, als Pumpe und Motor im offenen Kreislauf betreibbare Radialkolbenmaschine zur Versorgung des Arbeitshydrauliksystem weist jedoch einen hohen Bauaufwand auf, um einen Pumpen- und Motorbetrieb zu ermöglichen, da die Radialkolbenmaschine über Null in beide Richtungen verstellbar sein muss, um für den Pumpen- und Motorbetrieb die Förderrichtungsumkehr zu erzielen. Die spezielle Ausführung der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems als beidseitig verstellbare Radialkolbenmaschine und deren gleichzeitige Nutzung als Hydromaschine des hydrostatischen Zusatzantriebs führt somit zu einem hohen Bauaufwand des Antriebssystems.
-
Aus der
DE 32 47 335 A1 ist ein gattungsgemäßer Antriebsstrang mit einem hydrostatischen Zusatzantrieb bekannt, der von einem hydraulischen Druckspeicher und einer im offenen Kreislauf betriebenen Arbeitshydraulikpumpe gebildet ist. Über die Arbeitshydraulikpumpe kann beim Abbremsen der Arbeitsmaschine der Druckspeicher mit Druckmittel befüllt werden und eine Energierückgewinnung erfolgen. Zum Einspeisen eines Zusatzdrehmoments in den Antriebsstrang ist der Druckspeicher mit der Saugseite der Arbeitshydraulikpumpe verbunden, so dass die Arbeitshydraulikpumpe als Motor arbeitet. Eine derartige, im offenen Kreislauf betriebene Arbeitshydraulikpumpe, beispielsweise eine Axialkolbenpumpe mit konstantem oder verstellbarem Fördervolumen, die mit dem Ansauganschluss mit dem Behälter in Verbindung steht, ist in der Regel auf eine hohe Sauggrenzdrehzahlen ausgelegt. Der Ansauganschluss mit dem Ansaugkanal weist hierbei einen entsprechend großen Querschnitt auf, wobei in einem Motorbetrieb, bei dem der Druckspeicher mit dem Ansauganschluss der Arbeitshydraulikpumpe verbunden wird, in der Regel das Gehäuse nicht über eine ausreichende Festigkeit für Drücke verfügt, um das gewünschte Zusatzdrehmoment in dem Antriebsstrang zu erreichen. Zudem ist es bei einer Verbindung des Ansauganschlusses der Arbeitshydraulikpumpe mit dem Druckspeicher während eines Motorbetriebs der Arbeitshydraulikpumpe erforderlich, den Ansauganschluss und den Ansaugkanal hochdruckfest auszubilden, wodurch der Bauaufwand weiter erhöht wird.
-
Bei der
DE 10 2008 028 547 A1 und der
DE 32 47 335 A1 wird im Bremsbetrieb der Arbeitsmaschine, in dem die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems in den Druckspeicher fördert, die Bremsleitung und somit die im Druckspeicher auszunehmende kinetische Energie von dem Fördervolumenstrom der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems und dem Druck im Druckspeicher bestimmt. Bei einer Antriebsmaschine mit einem hydrostatischen Fahrantrieb im geschlossenen Kreislauf stellt sich im Bremsbetrieb ein Druckwechsel im hydrostatischen Fahrantrieb ein, wodurch die Antriebsmaschine, in der Regel ein Verbrennungsmotor, von dem Fahrantrieb angetrieben wird und sich dessen Drehzahl im Schleppbetrieb erhöht. Der von der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems im Bremsbetrieb geförderte Fördervolumenstrom entspricht hierbei der eingestellten Fördermenge und der Drehzahl der Antriebsmaschine im Schleppbetrieb. Bei derartigen Arbeitsmaschinen ist die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems auf den Mitteldruckbereich begrenzt und ist das maximale Fördervolumen der Hydraulikpumpe an die Anforderungen des Arbeitshydrauliksystems angepasst und ausgelegt.
-
Insbesondere bei Arbeitsmaschinen mit einem hohen Einsatzgewicht kann bei den aus der
DE 10 2008 028 547 A1 und der
DE 32 47 335 A1 bekannten Arbeitsmaschinen die an der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems installierte maximale Leistung jedoch nicht mehr ausreichend sein, um die kinetische Energie bei einem Bremsbetrieb der Arbeitsmaschine aufzunehmen und eine gewünschte Verzögerung zu erzielen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsstrang der eingangs genannten Gattung zur Verfügung zu stellen, der hinsichtlich des Bauaufwandes verringert ist und mit dem ein verbesserter Bremsbetrieb der Arbeitsmaschine erzielbar ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Antriebsstrang mit einer zur Drehmomentabgabe in den Antriebsstrang und/oder zur Drehmomentaufnahme aus dem Antriebsstrang vorgesehenen zusätzlichen Hydromaschineneinheit versehen ist, die mit dem hydraulischen Druckspeicher und einem Behälter in Verbindung bringbar ist und als mindestens eine in gleicher Drehrichtung als Pumpe und Motor betreibbare Hydromaschine ausgebildet ist, wobei die Hydromaschine einen Einlassanschluss und einen Auslassanschluss aufweist und zur Steuerung der Verbindung des Einlassanschlusses und des Auslassanschlusses mit dem Druckspeicher oder dem Behälter eine Umschaltventileinrichtung vorgesehen ist.
-
Der erfindungswesentliche Gedanke besteht somit darin, für den hydrostatischen Zusatzantrieb zusätzlich zu der im Antriebsstrang vorhandenen Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems mindestens eine weitere in gleichbleibender Drehrichtung als Pumpe und Motor betreibbare Hydromaschine als Hydromaschineneinheit vorzusehen, die mit dem Druckspeicher und einem Behälter verbindbar ist und im Motorbetrieb eine Drehmomentabgabe in den Antriebsstrang ermöglicht, beispielsweise als Booster-Antrieb zur Unterstützung der Antriebsmaschine in einem Beschleunigungsvorgang der Arbeitsmaschine und/oder als hydraulischer Starter bzw. Anlasser der Antriebsmaschine, sowie im Pumpenbetrieb durch eine Drehmomentaufnahme aus dem Antriebsstrang ein zusätzliches Bremsmoment und somit eine zusätzliche Bremsleistung erzeugen kann. Um an dieser Hydromaschine für den Motor- und Pumpenbetrieb bei gleicher Drehrichtung die Umkehr der Förderrichtung zu erzielen, ist erfindungsgemäß eine Umschaltventileinrichtung vorgesehen, mit der die Verbindung eines Einlassanschlusses und eines Auslassanschlusses Jeweils mit dem Druckspeicher oder dem Behälter steuerbar ist. Eine derartige, für den Pumpen- und Motorbetrieb durch eine Umschaltventileinrichtung steuerbare Hydromaschine weist einen geringen Bauaufwand auf. Da bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang keine Änderungen und Anpassungen der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems erforderlich sind, führt daher die zusätzliche Integration einer erfindungsgemäßen Hydromaschine zu einem geringen Zusatzaufwand, um einen hydrostatischen Zusatzantrieb vorzusehen, der in Verbindung mit einer Energierückgewinnung der Bremsenergie einen Booster-Antrieb und/oder eine hydraulischen Starter der Antriebsmaschine ermöglicht. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass mit der erfindungsgemäßen zusätzlichen Hydromaschine in einem Bremsbetrieb der Arbeitsmaschine durch einen Pumpenbetrieb die Hydromaschine als hydraulischer Retarder eingesetzt werden kann, so dass in dem Antriebsstrang zusätzlich zu der Bremsleistung der Hydraulikpumpe der Arbeitshydrauliksystems mit der Hydromaschine ein zusätzliches Bremsmoment im Antriebsstrang aufgebaut und somit eine zusätzliche Bremsleistung erzielt werden kann. Bei einem erfindungsgemäßen Antriebsstrang mit einem hydrostatischen Fahrantrieb im geschlossenen Kreislauf kann somit mit der erfindungsgemäßen zusätzlichen Hydromaschine insbesondere bei Arbeitsmaschinen mit einem hohen Einsatzgewicht auf einfache Weise im Bremsbetrieb zusätzliche kinetische Energie aufgenommen werden, um eine gewünschte Verzögerung des Fahrzeugs ohne Anpassungen der Hydraulikpumpe der Arbeitshydrauliksystems zu erzielen.
-
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist die Umschaltventileinrichtung eine Motorbetriebsstellung zur Drehmomentabgabe der Hydromaschine in den Antriebsstrang auf, in der der Einlassanschluss mit dem Druckspeicher und der Auslassanschluss mit dem Behälter verbunden ist. In einer derartigen Motorbetriebsstellung der Umschaltventileinrichtung kann auf einfache Weise eine Verbindung des Einlassanschlusses der Hydromaschine mit dem Druckspeicher und des Auslassanschlusses der Hydromaschine mit dem Behälter hergestellt werden, um einen Druckmittelstrom von dem Druckspeicher auf die Hydromaschine zu schalten und einen Antrieb der Hydromaschine mit Druckmittel aus dem Druckspeicher zu erzielen. In einem derartigen Motorbetrieb der Hydromaschine kann auf einfache Weise mit der Hydromaschine ein unterstützendes Drehmoment in den Antriebsstrang abgegeben werden, um mit der Hydromaschine beispielsweise einen Boost-Antrieb während einer Beschleunigung der Arbeitsmaschine und/oder einen hydraulischen Starter einer als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmaschine zu erzielen.
-
Sofern die Umschaltventileinrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine Pumpenbetriebsstellung zur Drehmomentaufnahme der Hydromaschine aus dem Antriebsstrang aufweist, in der der Einlassanschluss mit dem Behälter und der Auslassanschluss mit dem Druckspeicher verbunden ist, kann auf einfache Weise bei gleichbleibender Drehrichtung der Hydromaschine für einen Pumpenbetrieb eine Verbindung des Einlassanschlusses der Hydromaschine mit dem Behälter und des Auslassanschlusses der Hydromaschine mit dem Druckspeicher hergestellt werden. In einem derartiges Pumpenbetrieb stellt die Hydromaschine im Bremsbetrieb des Fahrzeugs einen hydraulischen Retarder dar und fördert Druckmittel gegen den aktuell im Druckspeicher anstehenden Speicherdruck in den Druckspeicher. Dabei wird die Hydromaschine von dem Antriebsstrang angetrieben, so dass die Hydromaschine aus denn Antriebsstrang ein Drehmoment aufnimmt und am Antriebsstrang ein zusätzliches Bremsmoment ermöglicht.
-
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Umschaltventileinrichtung eine Neutralumlaufstellung auf, in der der Einlassanschluss mit dem Auslassanschluss in einem drucklosen Umlauf verbunden ist. Bei laufendem Antriebsmotor wird die Hydromaschine von dem Antriebsmotor angetrieben. Sofern die Hydromaschine nicht als Motor oder Pumpe betrieben werden soll, beispielsweise während eines Fahrbetriebs der Arbeitsmaschine oder eines Betriebs der Arbeitshydraulik, können durch den drucklosen und somit verlustarmen Umlauf in der Neutralumlaufstellung der Umlaufventileinrichtung geringe Verluste durch den Antrieb der Hydromaschine erzielt werden. Zudem kann über den drucklosen Umlauf an der Hydromaschine ein Druckmittelumlauf zur Kühlung und Schmierung des bei laufendem Antriebsmotor angetriebenen Hydromaschine erzielt werden.
-
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltungsform der Erfindung ist die Umschaltventileinrichtung als Steuerventil, insbesondere Längsschieberventil, ausgebildet, das an eine mit dem Druckspeicher in Verbindung stehende Verbindungsleitung, an eine mit dem Behälter verbundene Behälterleitung, an eine mit dem Einlassanschluss der Hydromaschine in Verbindung stehende Einlassleitung und an eine mit der Auslassseite der Hydromaschine in Verbindung stehende Auslassleitung angeschlossen ist. Mit einem derartigen, bevorzugt als Vieranschluss-Dreistellungsventil ausgebildeten Steuerventil kann auf einfache Weise und mit geringem Bauaufwand in den entsprechenden Steuerstellung der Einlassanschluss mit dem Druckspeicher bzw. dem Behälter und der Auslassanschluss mit dem Behälter bzw. dem Druckspeicher verbunden werden, um einen Motorbetrieb bzw. einen Pumpenbetrieb der Hydromaschine bei gleichbleibender Drehrichtung zu erzielen, sowie ein druckloser Umlauf an der Hydromaschine erzielt werden. Das Steuerventil kann hierbei als Schaltventil oder als in Zwischenstellungen drosselnden Steuerventil ausgebildet werden. Mit einem in Zwischenstellungen drosselnden Steuerventil kann auf einfache Weise im Motorbetrieb der Hydromaschine das in den Antriebsstrang abgegebene Drehmoment gesteuert werden und im Pumpenbetrieb das zusätzliche Bremsmoment der Hydromaschine im Antriebstrang gesteuert werden.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang wird im Bremsbetrieb der Arbeitsmaschine, wobei die Primäreinheit des Fahrantriebs als Motor wirkt und die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems von der Primäreinheit des Fahrantriebs angetrieben wird, durch die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems der Druckspeicher befüllt, um eine Rekuperation von Bremsenergie zu erzielen.
-
Zusätzlich kann über die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems auf einfache Weise bei einem Antrieb durch den Antriebsmotor der Druckspeicher mit Druckmittel aufgeladen werden. Bei einem primärseitigen Antrieb der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems durch den Antriebsmotor zum Laden des Druckspeichers kann ein Laden des Druckspeichers auch außerhalb derartiger Rekuperationszeiträume erfolgen, beispielsweise im Fahrbetrieb, bei stehender Arbeitsmaschine oder während des Arbeitsbetriebs, so dass Zeiträume zum Befüllen des Druckspeichers genutzt werden können, in denen der Antriebsmotor mehr Leistung liefert als die Verbraucher abnehmen. Zudem ermöglicht es ein derartiger Ladebetrieb, dass der Druckspeicher mit geringen Ladeströmen über einen längeren Zeitraum aufgeladen werden kann, so dass sich ein energetisch günstiger Ladebetrieb des Druckspeichers erzielen lässt.
-
Zweckmäßigerweise ist die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems im offenen Kreislauf betrieben und als im Fördervolumen verstellbare Hydraulikpumpe oder als im Fördervolumen konstante Hydraulikpumpe ausgebildet. Eine bevorzugt im Fördervolumen verstellbare Arbeitshydraulikpumpe ermöglicht es auf einfache Weise, den Druckspeicher gezielt bei einem Energieüberschuss, beispielsweise beim Abbremsen des Fahrzeugs durch eine Rekuperation von kinetischer Energie bzw. je nach Betriebszustand durch einen Antrieb durch den Antriebsmotor zu laden.
-
Zur Steuerung des Ladebetriebs des Druckspeichers durch die Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems und des Entladebetrieb des Druckspeichers, in dem der Druckspeicher mit der zusätzlichen Hydromaschine zu deren Antrieb in Verbindung steht, ist gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung dem Druckspeicher ein Lade-Entladeventil zugeordnet, das eine Ladestellung aufweist, in der eine Förderleitung der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems mit einer zu dem Druckspeicher geführten Speicherleitung verbunden ist, und eine Entladestellung aufweist, in der die Speicherleitung mit einer zu der Umschaltventileinrichtung geführten Verbindungsleitung verbunden ist. Ein einfacher Aufbau mit geringem Bauaufwand ist für das Lade-Entladeventil erzielbar, wenn dieses als Längsschieberventil ausgebildet ist. Das Lade-Entladeventil kann hierbei als Schaltventil oder als in Zwischenstellungen drosselndes Steuerventil ausgebildet werden.
-
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn von der Verbindungsleitung eine zu der Förderleitung geführte Zweigleitung abzweigt, in der eine Sperrventileinrichtung, insbesondere ein in Richtung zur Förderleitung öffnendes Rückschlagventil, angeordnet ist. Über eine derartige Zweigleitung kann auf einfache Weise in der Ladestellung des Lade-Entladeventil der Druckspeicher von dem mittels der Hydromaschine im Pumpenbetrieb geförderten Druckmittel aufgeladen werden. Das Sperrventil in der Zweigleitung verhindert auf einfache Weise, dass beim Laden des Druckspeichers von der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems gefördertes Druckmittel an die Hydromaschine strömen kann.
-
Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist in der Förderleitung stromauf des Anschlusses der Zweigleitung eine Sperrventileinrichtung, insbesondere ein in Richtung zum Lade-Entladeventil öffnendes Rückschlagventil, angeordnet. Ein derartiges Sperrventil verhindert auf einfache Weise, dass das von der Hydromaschine im Pumpenbetrieb zum Druckspeicher geförderte Druckmittel zu der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems strömen kann.
-
Die Hydromaschine kann als einseitig im Verdrängervolumen verstellbare Verstelleinheit ausgebildet werden. Eine derartige Hydromaschine, beispielsweise eine einseitig verstellbare, im offenen Kreislauf betriebene Axialkolbenmaschine, ermöglicht es mit geringem Bauaufwand, durch Verstellen der Fördermenge eine Anpassung des von der Hydromaschine im Pumpenbetrieb erzeugten bzw. im Motorbetrieb aufgenommene Drehmoment zu steuern.
-
Besondere Vorteile hinsichtlich eines geringen Bauaufwands ergeben sich, wenn die Hydromaschine als im Verdrängervolumen konstante Konstanteinheit ausgebildet ist. Eine derartige Konstanteinheit weist einen geringen Bauraumbedarf auf, wodurch die Hydromaschine auf einfache Weise in den Antriebsstrang ergänzt und integriert werden kann.
-
Die erfindungsgemäße Hydromaschine kann als einhubige oder mehrhubige Radialkolbenmaschine ausgebildet werden. Ebenfalls kann die erfindungsgemäße Hydromaschine als Flügelzellenmotor ausgebildet werden.
-
Hinsichtlich eines geringen Bauaufwands und Herstellaufwand ergeben sich besondere Vorteile, wenn die erfindungsgemäße Hydromaschine als Zahnradmaschine, insbesondere Zahnradmotor, ausgebildet ist. Derartige Zahnradmaschinen können als Innenzahnradmaschinen (Sichelmaschine) oder Außenzahnradmaschine oder G-Rotormaschinen (Zahnringmaschinen) ausgebildet sein. Derartige Zahnradmaschinen können auf einfache Weise in gleicher Drehrichtung als Pumpe und Motor betrieben werden. Zudem weisen derartige Zahnradmaschinen ein geringen Bauraumbedarf in axialer Richtung auf, wodurch derartige Zahnradmaschinen als erfindungsgemäße Hydromaschinen auf einfache Weise in den Antriebstrang integriert werden können, bevorzugt zwischen der Primäreinheit des Fahrantrieb und der Hydraulikpumpe des Arbeitshydrauliksystems eingebaut werden können.
-
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand des in der schematischen Figur dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
-
In der Figur ist ein Schaltplan eines erfindungsgemäßen Antriebsstrangs 1 einer nicht näher dargestellten mobilen Arbeitsmaschine, beispielsweise eines Flurförderzeugs, in einer Prinzipdarstellung dargestellt.
-
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang 1 besteht aus einem als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotor 2, beispielsweise einem Dieselmotor, einem von dem Antriebsmotor 2 angetriebenen Fahrantrieb 3 sowie einem von dem Antriebsmotor 2 angetriebenen Arbeitshydrauliksystem 4. Der Fahrantrieb 3 ist im Antriebsstrang 1 an erster Stelle hinter dem Antriebsmotor 2 angeordnet. Im Antriebsstrang 1 hinter dem Fahrantrieb 3 ist das Arbeitshydrauliksystem 4 angeordnet.
-
Der Fahrantrieb 3 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als hydrostatischer Fahrantrieb ausgebildet, der aus einer im Fördervolumen verstellbaren Fahrpumpe 5 als Primäreinheit P besteht, die zum Antrieb mittels einer Antriebswelle 6 des Antriebsstrangs 1 mit der Abtriebwelle des Antriebsmotor 2 trieblich verbunden ist. Die Fahrpumpe 5 steht mit einem oder mehreren im Schluckvolumen festen oder verstellbaren, nicht näher dargestellten Hydromotoren als Sekundäreinheit im geschlossenen Kreislauf in Verbindung, die auf nicht mehr dargestellte Weise mit den angetriebenen Rädern der Arbeitsmaschine in Wirkverbindung stehen.
-
Der Fahrantrieb 3 kann alternativ als elektrischer Fahrantrieb mit einem von dem Verbrennungsmotor 2 angetriebenen elektrischen Generator als Primäreinheit und einem oder mehreren elektrischen Fahrmotoren als Sekundäreinheit gebildet werden. Zudem kann als Fahrantrieb ein mechanischer Fahrantrieb mit einem mechanischen Getriebe, beispielsweise einem Stufenschaltgetriebe oder einem Leistungsverzweigungsgetriebe oder einem Drehmomentwandlergetriebe vorgesehen werden.
-
Das Arbeitshydrauliksystem 4 umfasst Arbeitsfunktionen der Arbeitsmaschine, beispielsweise bei einem Flurförderzeug eine Arbeitshydraulik zum Betätigen eines Lastaufnahmemittels an einem Hubmast, die in der Regel einen Hubantrieb, einen Neigeantrieb des Hubmastes und gegebenenfalls einen oder mehrere Zusatzverbraucher umfasst, beispielsweise eine Seitenschiebereinrichtung des Lastaufnahmemittels.
-
Das Arbeitshydrauliksystem 4 umfasst im dargestellten Ausführungsbeispiel mindestens eine im offenen Kreislauf betriebene Hydraulikpumpe 7, die zum Antrieb mit der Antriebswelle 6 verbunden ist. Die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 kann als im Fördervolumen konstante Pumpe oder als im Fördervolumen verstellbare Pumpe ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 als einseitig im Fördervolumen verstellbare Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenbauweise ausgebildet.
-
Die Hydraulikpumpe 7 steht eingangsseitig mit der Saugseite mittels einer Ansaugleitung 8 mit einem Behälter 9 in Verbindung. Eine ausgangsseitig an die Förderseite der Hydraulikpumpe 7 angeschlossene Förderleitung 10 ist an eine Steuerventileinrichtung 11 angeschlossen, mittels der die nicht näher dargestellten hydraulischen Verbraucher des Arbeitshydrauliksystems 4 steuerbar sind. Die Steuerventileinrichtung 11 umfasst bevorzugt ein oder mehrere Wegeventile zur Betätigung der Verbraucher. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist weiterhin ein Prioritätsventil 12 dargestellt, mit dem bevorzugte Versorgung eines von der Hydraulikpumpe 7 versorgten Verbrauchers, beispielsweise einer hydraulischen Lenkungseinrichtung, sichergestellt werden kann.
-
Der Antriebsstrang 1 umfasst weiterhin eine als Speisepumpe ausgebildete Zusatzpumpe 13, die im Antriebsstrang 1 an der Antriebswelle 6 hinter der Hydraulikpumpe 7 an letzter Stelle angeordnet ist. Die Zusatzpumpe 13 ist als im Fördervolumen feste Konstantpumpe ausgebildet, die im offenen Kreislauf betrieben ist. Die Zusatzpumpe 13 steht hierzu mit der Eingangsseite über eine Ansaugleitung mit dem Behälter 9 in Verbindung und fordert in eine Speisedruckleitung 14, an die die entsprechenden Verbraucher des Speisekreislauf angeschlossen sind, beispielsweise Verstelleinrichtungen der Fahrpumpe 5 und der Hydraulikpumpe 7 sowie eine Einspeisevorrichtung des hydrostatischen Fahrantriebs und Vorsteuerventile für die Steuerventile des Arbeitshydrauliksystems und weiterer Steuerventile.
-
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang 1 umfasst weiterhin einen hydraulischen Zusatzantrieb, der aus einem hydraulischen Druckspeicher 20 und einer mit dem Antriebsstrang 1 in Wirkverbindung stehenden zusätzlichen Hydromaschineneinheit 21 besteht.
-
In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hydromaschineneinheit 21 als Einzelmaschine ausgebildet, die aus einer einzelnen Hydromaschine 22 besteht.
-
Es ist ebenfalls denkbar, als Hydromaschineneinheit 21 mehrere Hydromaschinen vorzusehen, beispielsweise die Hydromaschineneinheit 21 als Doppelmaschine auszubilden die aus einer ersten Hydromaschine und einer zweiten Hydromaschine besteht.
-
Die Hydromaschine 22 ist erfindungsgemäß als eine in einer und somit in gleicher Drehrichtung als Pumpe und Motor betreibbare Hydromaschine ausgebildet, die im Pumpenbetrieb zur Drehmomentabgabe in den Antriebsstrang 1 dient und im Motorbetrieb ein Drehmoment aus dem Antriebsstrang 1 aufnimmt.
-
Die Hydromaschine 22 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel als Konstanteinheit mit einem festen Verdrängungsvolumen ausgebildet und als Zahnradmaschine, beispielsweise Zahnradmotor, ausgebildet.
-
Die Hydromaschine 22 weist einen im Motorbetrieb und Pumpenbetrieb gleichbleibenden Einlassanschluss E und einen im Motorbetrieb und Pumpenbetrieb gleichbleibenden Auslassanschluss A auf. Die Hydromaschine 22 ist im offenen Kreislauf betrieben und kann für den Motorbetrieb bzw. den Pumpenbetrieb mit dem Druckspeicher 20 und dem Behälter 9 in Verbindung gebracht werden. Um die jeweilige Verbindung des Einlassanschlusses E und des Auslassanschlusses A mit dem Druckspeicher 20 bzw. dem Behälter 9 für den Pumpen- bzw. Motorbetrieb zu steuern, ist erfindungsgemäß eine Umschaltventileinrichtung 50 vorgesehen.
-
Die Umschaltventileinrichtung 50 ist als Steuerventil, beispielsweise Längsschieberventil, ausgebildet, das an eine mit dem Druckspeicher 20 verbindbare Verbindungsleitung 23 und an eine zu dem Behälter 9 geführte Behälterleitung 24 angeschlossen ist. Weiterhin ist an die Umschaltventileinrichtung 50 eine zu dem Einlassanschluss E der Hydromaschine 22 geführte Einlassleitung 51a und eine an den Auslassanschluss A der Hydromaschine 22 angeschlossene Auslassleitung 51b angeschlossen.
-
Die Umschaltventileinrichtung 50 weist eine Motorbetriebsstellung 50a auf, in der die Hydromaschine 22 als Motor zur Drehmomentabgabe in den Antriebsstrang 1 betrieben wird. In der Motorbetriebsstellung 50a ist die Einlassleitung 51a an die Verbindungsleitung 23 und somit den Druckspeicher 20 angeschlossen und die Auslassleitung 51b mit der Behälterleitung 24 verbunden. In der Motorbetriebsstellung 50a wird somit ein Druckmittelvolumenstrom von dem Druckspeicher 20 auf die Einlassseite E der Hydromaschine 22 geschaltet, so dass diese mit dem Druckmittel aus dem Druckspeicher 20 als Motor betrieben wird und zusätzlich zu der Antriebsmaschine 2 ein unterstützendes Drehmoment an die Antriebswelle 6 abgibt.
-
Die Umschaltventileinrichtung 50 weist weiterhin eine Pumpenbetriebsstellung 50b auf, in der die Hydromaschine 22 als Pumpe betrieben wird, die von der Antriebswelle 6 angetrieben wird, so dass die Hydromaschine ein Drehmoment aus dem Antriebsstrang 1 aufnimmt. In der Pumpenbetriebsstellung 50b ist die Einlassleitung 51a an die Behälterleitung 24 und somit den Behälter 9 angeschlossen und die Auslassleitung 51b an die zu dem Druckspeicher 20 anschließbare Verbindungsleitung 23 angeschlossen. In der Pumpenbetriebsstellung 51b saugt die über die Antriebswelle 6 angetriebene Hydromaschine 22 an der Einlassseite E Druckmittel aus dem Behälter 9 an und fördert dieses über die Verbindungsleitung 23 in den Druckseicher 20.
-
Weiterhin ist die Umschaltventileinrichtung 50 mit einer als Neutralstellung ausgebildeten Neutralumlaufstellung 50c ausgebildet, in der die Einlassleitung 51a mit der Auslassleitung 51b verbunden und somit kurzgeschlossen ist und somit die Hydromaschine 22 im drucklosen Umlauf betrieben wird. In der Neutralumlaufstellung 50c kann eine Verbindung mit der Verbindungsleitung 23 hergestellt sein.
-
Die Umschaltventileinrichtung 50 ist mittels Federeinrichtungen 52a, 52b in die als Neutralstellung ausgebildeten Neutralumlaufstellung 50c beaufschlagt und kann mittels Betätigungseinrichtungen 53a, 53b in Richtung der Motorbetriebsstellung 50a sowie der Pumpenbetriebsstellung 50b betätigt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Umschaltventileinrichtung 50 elektrisch ansteuerbar, wozu eine elektronische Steuereinrichtung 55 vorgesehen ist.
-
Bei dem dargestellten Antriebsstrang 1 bildet die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 eine Ladeeinrichtung des Druckspeichers 20. Zur Steuerung des Ladevorgangs des Druckspeichers 20 ist ein Lade-Entladeventil 30 vorgesehen, das eine Ladestellung 30a aufweist, in der die Förderleitung 10 der Hydraulikpumpe 7 mit einer zu dem Druckspeicher 20 geführten Speicherleitung 31 verbindbar ist. Das Lade-Entladeventil 30 weist weiterhin eine Sperrstellung 30b auf, in der die Verbindung der Förderleitung 10 mit der Speicherleitung 31 abgesperrt ist. Zur Absicherung des Druckspeichers 20 kann der Speicherleitung 31 eine nicht näher dargestellte Druckbegrenzungseinrichtung, beispielsweise ein Druckbegrenzungsventil, zugeordnet sein.
-
Zum Antrieb der Hydromaschine 22 mit Druckmittel aus dem Druckspeicher 20 ist das Lade- und Entladeventil 30 mit einer Entladestellung 30c versehen, in der die Speicherleitung 31 an die Verbindungsleitung 23 angeschlossen ist. In der Sperrstellung 30b und der Ladestellung 30a des Lade-Entladeventils 30 ist die Verbindung der Speicherleitung 31 mit der Verbindungsleitung 23 abgesperrt.
-
Das Lade-Entladeventil 30 ist elektrisch ansteuerbar. Ausgehend von der als Mittelstellung ausgebildeten Sperrstellung 30b ist das Lade-Entladeventils 30 mittels einer ersten Betätigungseinrichtung 33a in Richtung der Ladestellung 30a und mittels einer zweiten Betätigungseinrichtung 33b in Richtung der Endladestellung 30c betätigbar. Zur Ansteuerung stehen die Betätigungseinrichtung 33a, 33b mit der elektronischen Steuereinrichtung 55 in Verbindung.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 kann zusätzlich zu einem Laden des Druckspeichers 20 mittels der Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 der Druckspeicher 20 im Pumpenbetrieb der zusätzlichen Hydromaschine 22 mit Druckmittel aufgeladen werden. Hierzu zweigt von der Verbindungsleitung 23 eine zu der Förderleitung 10 geführte Zweigleitung 40 ab. In der Zweigleitung 40 ist eine Sperrventileinrichtung 41 angeordnet, die im dargestellten Ausführungsbeispiel als in Richtung zu der Förderleitung 10 öffnendes Rückschlagventil ausgebildet ist. In der Förderleitung 10 ist stromauf des Anschlusses der Zweigleitung 40 eine weitere Sperrventileinrichtung 42 angeordnet, die die im dargestellten Ausführungsbeispiel als in Richtung zu dem Lade-Entladeventil 30 öffnendes Rückschlagventil ausgebildet ist.
-
Zur Überwachung des Speicherladedruckes und somit des Speicherzustandes ist eine den Speicherladedruck des Druckspeichers 20 erfassende Drucksensoreinrichtung 60 vorgesehen, die mit der elektronischen Steuereinrichtung 55 in Verbindung steht.
-
Weiterhin ist zur Erfassung der Drehzahl des Verbrennungsmotors 2 eine Drehzahlsensoreinrichtung 61 vorgesehen, die mit der elektronischen Steuereinrichtung 55 in Verbindung steht.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 sind die von der Hydromaschine 22 gebildete Hydromaschineneinheit 21, die von der Pumpe 5 gebildete Primäreinheit P des Fahrantriebs 3 und die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 sowie die gegebenenfalls vorhandene Zusatzpumpe 13 koaxial auf der Antriebwelle 6 angeordnet. Die von der Fahrpumpe 5 gebildete Primäreinheit P des Fahrantriebs 3 ist als Verbraucher mit der höchsten Leistungsanforderung und dem höchsten Drehmomentbedarf direkt mit der Abtriebswelle des Antriebsmotors 2 verbunden und direkt an dem Antriebsmotor 2 in erster Stelle des Antriebsstranges 1 angebaut. Die Hydromaschine 22 der Hydromaschineneinheit 21 ist zwischen der als Primäreinheit P des Fahrantriebs 3 ausgebildeten Fahrpumpe 5 und der Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 im Antriebsstrang 1 an zweiter Stelle integriert. An dritter Stelle des Antriebsstranges 1 ist im Antriebsstrang 1 die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 angeordnet. An vierter Stelle des Antriebsstrangs 1 ist nach der Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 die gegebenenfalls vorhandene Zusatzpumpe 13 angeordnet, die die kleinste Leistungsanforderung und den kleinsten Drehmomentbedarf aufweist. Bevorzugt ist die Primäreinheit P des Fahrantriebs 3 mit der Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 durch eine Flanschverbindung verbunden, wobei die bevorzugt als Zahnradmaschine ausgebildete Hydromaschine 22 im Bereich der Flanschverbindung zwischen der Primäreinheit P des Fahrantriebs 3 und der Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 integriert und eingebaut ist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 erfolgt das Laden des Druckspeichers während eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs. Beim Abbremsen des Fahrzeugs über den Fahrantrieb 3 arbeitet die von der Fahrpumpe 5 gebildete Primäreinheit P als Motor, der die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 antreibt, so dass über das in die Ladestellung 30a angesteuerte Lade-Entladeventil 30 der Druckspeicher 20 mit Druckmittel aufgeladen werden kann. Die Hydraulikpumpe 7 arbeitet somit als hydraulischer Retarder, die ein Bremsmoment an der Antriebswelle 6 erzeugt und eine Rekuperation vor kinetischer Bremsenergie in den Druckspeicher 20 ermöglicht. Die vom Druckspeicher 20 aufzunehmende kinetische Energie während einer Verzögerung des Fahrzeugs stellt sich als Volumenstrom der Hydraulikpumpe 7 und dem aktuell im Druckspeicher 20 herrschenden Speicherdruck dar. Der Volumenstrom der Hydraulikpumpe 7 ist proportional zu der Drehzahl der Antriebswelle 6 und somit der Drehzahl des im Schleppbetrieb betriebenen, als Verbrennungsmotor ausgebildeten Antriebsmotors 2 und der eingestellten Fördermenge der Hydraulikpumpe 7.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 kann während eins Bremsvorgangs durch ein Betätigung der Umschaltventileinrichtung 50 in die eine Retarderstellung bildenden Pumpenbetriebstellung 50b weiterhin die zusätzliche Hydromaschine 22 als hydraulischer Retarder betrieben werden, um an der Antriebswelle 6 ein zusätzliches Bremsmoment zu erzeugen. In der Pumpenbetriebsstellung 50b der Umschaltventileinrichtung 50 fördert die als Pumpe über die Antriebswelle 6 angetriebene Hydromaschine 22 über das Sperrventil 41 in der Zweigleitung 40 und dem in der Ladestellung 30a befindlichen Lade-Entladeventils 30 einen zusätzlichen Volumenstrom mit dem aktuellen Speicherdruck aus dem Behälter 9 in den Druckspeicher 20.
-
Mit der Hydromaschine 22 kann somit zusätzlich zu der installierten und auf das Arbeitshydrauliksystem 4 ausgelegten Leistung der Hydraulikpumpe 7 eine zusätzliche Bremsleistung erzeugt werden, wobei insbesondere Fahrzeuge mit einem hohen Einsatzgewicht mit einer gewünschten Verzögerung ohne Vergrößerung der Fördermenge der Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems verzögert und abgebremst werden können.
-
Alternativ oder zusätzlich zu einer derartigen Rekuperation von kinetischer Energie während eines Bremsvorgangs durch Betrieb der Hydraulikpumpe 7 und/oder der Hydromaschine 22 kann das Laden des Druckspeichers 20 ebenfalls bei einer von dem Verbrennungsmotor 2 angetriebenen Hydraulikpumpe 7 außerhalb eines Rekuperationszeitraums erfolgen.
-
Das in dem Druckspeicher 20 bei einem Bremsvorgang von der Hydraulikpumpe 7 und der Hydromaschine 22 geförderte Druckmittel kann im Motorbetrieb der Hydromaschine 22 zur Unterstützung des Antriebsmotors 2 beispielsweise während einer Beschleunigungsphase des Fahrzeugs oder bei einem Betrieb des Arbeitshydrauliksystems 4 genutzt werden. Für den Motorbetrieb der Hydromaschine 22 wird das Lade-Entladeventil 30 in die Entladestellung 30c und die Umschaltventileinrichtung 50 in die Motorbetriebsstellung 50a betätigt, so dass die Hydromaschine 22 an der Einlassseite E Druckmittel aus dem Druckspeicher 20 zuströmt und diesen antreibt. Die als Motor betriebene Hydromaschine 22 fördert hierbei in den an die Auslassseite A angeschlossenen Behälter 9. Im Motorbetrieb der Hydromaschine 22 kann somit am Abtrieb der Hydromaschine 22 ein Zusatzdrehmoment in den Antriebsstrang 1 für einen Boost-Antrieb eingeleitet werden. Sofern am Ende des Beschleunigungsvorgangs des Fahrzeugs noch ausreichend Druckmittel im Druckspeicher 20 vorhanden ist, kann im stationären Fahrbetrieb bei Endgeschwindigkeit die Hydromaschine 22 weiter betrieben werden und das von der als Motor betriebenen Hydromaschine 22 erzeugte Drehmoment im Fahrbetrieb genutzt werden.
-
Die erfindungsgemäße Hydromaschine 22 kann weiterhin als hydraulischer Starter des als Verbrennungsmotors ausgebildeten Antriebsmotors 2 in einer Start-Stop Funktion des Verbrennungsmotors 2 eingesetzt werden.
-
Im normalen Betrieb des Antriebsstrang 1 befindet sich das nicht angesteuerte Lade-Endladeventil 30 in der Sperrstellung 30b und die nicht angesteuerte Umlaufventileinrichtung 50 in der Neutralumlaufstellung 50c. Durch den Kurzschluss der Einlassseite E mit der Auslassseite A der Hydromaschine 22 in der Neutralumlaufstellung 50c der Umlaufventileinrichtung 50 wird ein druckloser Umlauf an der Hydromaschine 22 erzielt, so dass bei von dem Antriebsmotor 2 angetriebener Hydromaschine 22 und in der Sperrstellung 30b befindlichem Ladeventil 30 ein verlustarmer Betrieb der mit angetriebenen Hydromaschine 22 erzielt wird und eine Druckmittelumlaufmenge zur Kühlung und Schmierung der von dem laufenden Verbrennungsmotor 2 angetriebenen Hydromaschine 22 Verfügung gestellt werden kann.
-
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang 1 ermöglicht mit der Hydromaschine 22 und dem Druckspeicher 20 eine Energierückgewinnung beim Abbremsen des Fahrzeugs und einen hydraulischen Zusatzantrieb des Antriebsmotors 2 für den Beschleunigungsvorgang gegebenenfalls in Verbindung mit einem hydraulischen Starter für einen Start-Stop Funktion des Verbrennungsmotors 2.
-
Zudem kann mit der zusätzlichen Hydromaschine 22 im Pumpenbetrieb auf einfache Weise ein zusätzliches Bremsmoment zur Erhöhung der Bremsleistung zur Verfügung gestellt werden. Mit dem Retarderbetrieb der Hydromaschine 22 im Pumpenbetrieb kann die Verzögerung des Fahrzeugs auf einfache Weise erhöht und das zur Verfügung stehende Bremsmoment erhöht werden. Insbesondere bei einem nicht ausreichenden Bremsmoment der als Retarder dienenden Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 kann somit auf einfache Weise mit der Hydromaschine 22 ein zusätzliches Bremsmoment im Antriebsstrang 1 erzeugt werden.
-
Durch die als Zusatz-Retarder wirkende zusätzliche Hydromaschine 22 besteht somit die Möglichkeit, mit einer im Fördervolumen kleineren Hydraulikpumpe 7 zur Versorgung des Arbeitshydrauliksystems 4 ein im Verhältnis schweres Fahrzeug durch Laden des Druckspeichers 20 rekuperierend abzubremsen.
-
Zudem wird durch die als Zusatz-Retarder im Pumpenbetrieb betriebene zusätzliche Hydromaschine 22 ermöglicht, bei einem Bremsvorgang die in den Druckspeicher 20 geförderte Druckmittelmenge gegenüber einem alleinigen Retarderbetrieb der Hydraulikpumpe 7 zu vergrößern, so dass der Zeitraum, in dem mit der als Motor betriebenen Hydromaschine 22 ein Zusatzdrehmoment in den Antriebsstrang 1 eingeleitet wird, verlängert werden kann. Hierdurch kann eine deutliche Senkung des Kraftstoffverbrauchs eines Fahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang 1 erzielt werden.
-
Das von der Hydromaschine 22 im Motorbetrieb im Antriebsstrang 1 erzeugte Zusatzdrehmoment kann zum Downsizing des Verbrennungsmotor 2 genutzt werden oder zu einer Erhöhung der Fahrleistung des Fahrantriebs 3 und/oder der Umschlagleitung des Arbeitshydrauliksystems 4 genutzt werden.
-
Die erfindungsgemäße, in gleichbleibender Drehrichtung als Motor und Pumpe betreibbare Hydromaschine 22 weist einen geringen Bauaufwand und Herstellkosten auf, wobei in Verbindung mit einem als Dreistellungs-Vieranschlussventil ausgebildeten Umschaltventileinrichtung 50 auf einfache Weise ein Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Hydromaschine 22 erzielt wird.
-
Der erfindungsgemäße Antriebsstrang 1 ermöglicht mit der erfindungsgemäßen, mit der Umschaltventileinrichtung 50 als Pumpe und Motor betreibbaren Hydromaschine 22 in Verbindung mit dem Druckspeicher 20 eine Energierückgewinnung beim Abbremsen des Fahrzeugs und einen hydraulischen Zusatzantrieb des Verbrennungsmotors 2 als Booster-Antrieb für den Beschleunigungsvorgang und/oder einen hydraulischen Starter für einen Start-Stop Funktion des Verbrennungsmotors 2 in stabiler, robuster sowie kostengünstiger Bauweise.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang kann für die Hydraulikpumpe 7 des Arbeitshydrauliksystems 4 eine übliche Hydraulikpumpe für den offenen Kreislauf eingesetzt werden. Im Falle einer als Verstellpumpe ausgebildeten Hydraulikpumpe 7 kann beispielsweise eine einseitig im Fördervolumen verstellbare Axialkolbenpumpe eingesetzt werden.
-
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt.
-
Das Lade-Entladeventil 30 und die Umschaltventileinrichtung 50 zur Steuerung des Pumpen- und Motorbetriebs der Hydromaschine 22 können als Schaltventile oder als in Zwischenstellungen drosselnde Steuerventile ausgebildet sein.
-
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 102008028547 A1 [0006, 0006, 0006, 0008, 0009]
- DE 3247335 A1 [0007, 0008, 0009]
