DE102016218711A1 - Motor vehicle drive train - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug, umfassend eine Dauerbremseinrichtung (7), über welche Drehschwingungen reduzierbar sind. Um nun die Funktion eines Schwingungstilgers auf einfache Art und Weise darstellen zu können, kann die Dauerbremseinrichtung (7) als Schwingungstilger betrieben werden, indem die Dauerbremseinrichtung (7) über eine zwischenliegende Koppeleinrichtung (9) drehelastisch eingebunden ist.The invention relates to a motor vehicle drive train, in particular a drive train for a utility vehicle, comprising a permanent brake device (7), via which torsional vibrations can be reduced. In order to be able to depict the function of a vibration absorber in a simple manner, the permanent brake device (7) can be operated as a vibration absorber by virtue of the permanent brake device (7) being torsionally flexible connected via an intermediate coupling device (9).

Description

Die Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeugantriebsstrang, insbesondere Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug, umfassend eine Dauerbremseinrichtung, über welche Drehschwingungen reduzierbar sind.The invention relates to a motor vehicle drive train, in particular a drive train for a commercial vehicle, comprising a permanent brake device, via which torsional vibrations can be reduced.

Dauerbremseinrichtungen kommen insbesondere in Antriebsstränge von Nutzfahrzeugen zur Anwendung und dienen hier der Entlastung einer jeweiligen Betriebsbremse, insbesondere beim Befahren längerer Gefällestrecken. Zumeist weist eine Dauerbremseinrichtung dabei als verschleißfreie Dauerbremse einen hydrodynamischen Retarder auf, bei welchem die Strömungsenergie einer Flüssigkeit zur Erzeugung eines Bremsmoments genutzt wird. Die Flüssigkeit wird dazu in einem üblicherweise torusförmig gestalteten Arbeitsraum zwischen einem Stator und einem Rotor eingebracht und über eine Beschaufelung des sich drehenden Rotors mitgenommen. In der Folge wird die Flüssigkeit dann zu einer Beschaufelung des Stators gefördert, wo sich die Flüssigkeit abstützt und anschließend wiederum zu der Beschaufelung des Rotors zurückgeleitet wird. Dies hat ein verzögerndes Moment auf den Rotor zur Folge, wobei eine Höhe des Moments über die in den Arbeitsraum eingebrachte Flüssigkeitsmenge gesteuert werden kann.Durable braking devices are used in particular in drive trains of commercial vehicles and serve here to relieve a respective service brake, in particular when driving on longer inclines. In most cases, a permanent brake device as a wear-free retarder on a hydrodynamic retarder, wherein the flow energy of a liquid is used to generate a braking torque. The liquid is introduced into a usually toroidally shaped working space between a stator and a rotor and taken over a blading of the rotating rotor. As a result, the liquid is then conveyed to a blading of the stator, where the liquid is supported and then in turn is returned to the blading of the rotor. This results in a delaying moment on the rotor, whereby a height of the moment can be controlled via the amount of liquid introduced into the working space.

Des Weiteren ist in einem Kraftfahrzeugantriebsstrang häufig auch ein Schwingungstilger vorgesehen, um durch eine gezielte Verstimmung des schwingungsfähigen Systems störende Drehschwingungseigenfrequenzen in relevanten Frequenzbereichen zu vermeiden oder zumindest zu reduzieren. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen wird ein Schwingungstilger dabei vermehrt abtriebsseitig eines Kraftfahrzeuggetriebes vorgesehen. Allerdings gestaltet sich eine gleichzeitige getriebeausgangsseitige Anordnung einer Dauerbremseinrichtung und eines Schwingungstilgers teilweise aus Platzgründen schwierig.Furthermore, in a motor vehicle drive train often also a vibration damper is provided in order to avoid or at least reduce disturbing rotational vibration natural frequencies in relevant frequency ranges by a deliberate detuning of the oscillatory system. In particular, in commercial vehicles, a vibration damper is increasingly provided on the output side of a motor vehicle transmission. However, a simultaneous gear output side arrangement of a permanent brake device and a vibration damper designed partly difficult for reasons of space.

Aus der DE 601 12 243 T2 geht ein Kraftfahrzeugantriebsstrang hervor, bei welchem eine Dauerbremseinrichtung in Form eines elektrodynamischen Retarders vorgesehen ist, über den ein Bremsmoment in den Antriebsstrang verschleißfrei eingespeist werden kann. Der Retarder ist dabei einem Kraftfahrzeuggetriebe vorgeschaltet und kann zudem zur Reduzierung von Drehschwingungen genutzt werden, indem über den Retarder gezielt Bremsmomente eingespeist und damit Drehschwingungen im Antriebsstrang reduziert werden.From the DE 601 12 243 T2 is a motor vehicle drive train, in which a permanent braking device is provided in the form of an electrodynamic retarder, via which a braking torque can be fed without wear in the drive train. The retarder is connected upstream of a motor vehicle transmission and can also be used to reduce torsional vibrations by specifically fed via the retarder braking torques and thus torsional vibrations are reduced in the drive train.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kraftfahrzeugantriebsstrang zu schaffen, bei welchem die Funktion eines Schwingungstilgers auf einfache Art und Weise über eine Dauerbremseinrichtung darstellbar ist.Based on the above-described prior art, it is now the object of the present invention to provide a motor vehicle drive train in which the function of a vibration absorber in a simple manner via a permanent brake device can be displayed.

Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Kraftfahrzeug, welches einen erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugantriebsstrang aufweist, ist ferner Gegenstand von Anspruch 9.This object is achieved on the basis of the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give each advantageous embodiments of the invention. A motor vehicle having a motor vehicle drive train according to the invention is further subject of claim 9.

Gemäß der Erfindung umfasst ein Kraftfahrzeugantriebsstrang eine Dauerbremseinrichtung, über welche Drehschwingungen reduziert werden können. Im Sinne der Erfindung umfasst die Dauerbremseinrichtung dabei eine verschleißfreie Dauerbremse, welche insbesondere als Retarder vorliegt und weiter bevorzugt als hydrodynamischer Retarder gestaltet ist. Dementsprechend setzt sich der Retarder, auf dem Fachmann prinzipiell bekannte Art und Weise, aus einem Rotor und einem Stator zusammen, die jeweils mit Beschaufelungen ausgestattet sind und zwischen sich einen insbesondere torusförmig gestalteten Arbeitsraum definieren. In diesen Arbeitsraum kann dabei eine Flüssigkeit, bevorzugt in Form von Öl oder Wasser, eingebracht werden, die dann über die Beschaufelung des Rotors mitgenommen und in Richtung der Beschaufelung des Stators gefördert wird, wo sie sich abstützt und wiederum zurück zum Rotor strömt. Dies wirkt verzögernd auf den Rotor, so dass sich am Rotor ein von der eingebrachten Flüssigkeitsmenge abhängiges Bremsmoment einstellt. Allerdings kann es sich im Rahmen der Erfindung bei dem Retarder auch um einen hydrostatischen oder einen elektrodynamischen Retarder handeln.According to the invention, a motor vehicle drive train comprises a continuous braking device, via which torsional vibrations can be reduced. In the context of the invention, the permanent brake device comprises a wear-free retarder, which is present in particular as a retarder and is more preferably designed as a hydrodynamic retarder. Accordingly, the retarder, in a manner known in the art, consists of a rotor and a stator, which are each equipped with blading and define between them a working space designed in particular as a torus. In this working space can be a liquid, preferably in the form of oil or water, are introduced, which is then taken over the blading of the rotor and conveyed in the direction of blading of the stator, where it is supported and in turn flows back to the rotor. This has a delayed effect on the rotor, so that the rotor adjusts a dependent on the amount of liquid introduced braking torque. However, in the context of the invention, the retarder may also be a hydrostatic or an electrodynamic retarder.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Dauerbremseinrichtung als Schwingungstilger betrieben werden kann, indem die Dauerbremseinrichtung über eine zwischenliegende Koppeleinrichtung drehelastisch in den Kraftfahrzeugantriebsstrang eingebunden ist.The invention now includes the technical teaching that the Dauerbremseinrichtung can be operated as a vibration absorber by the Dauerbremseinrichtung is integrated via an intermediate coupling device torsionally elastic in the motor vehicle powertrain.

Eine derartige Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges hat dabei den Vorteil, dass sich hierdurch eine Tilgung von Drehschwingungen auf einfache Art und Weise realisieren lässt. Denn aufgrund der drehelastischen Einbindung der Dauerbremseinrichtung kann das Trägheitsmoment der Dauerbremseinrichtung zur Tilgung von Drehschwingungen herangezogen werden. In der Folge kann in dem Kraftfahrzeugantriebsstrang ein zusätzlicher Schwingungstilger entfallen, was den Platzbedarf entsprechend reduziert und auch den Herstellungsaufwand mindert.Such an embodiment of a motor vehicle drive train has the advantage that in this way an erosion of torsional vibrations can be realized in a simple manner. Because due to the torsionally elastic integration of the continuous braking device, the moment of inertia of the permanent brake device can be used for the eradication of torsional vibrations. As a result, an additional vibration damper can be omitted in the motor vehicle drive train, which reduces the space requirement accordingly and also reduces the production costs.

Zwar kann auch bei der DE 601 12 243 T2 eine Dämpfung von Drehschwingungen im Kraftfahrzeugantriebsstrang erreicht werden, dies gestaltet sich aber aufwendig, da eine Echtzeiterfassung von Drehschwingungen und eine gezielte Einleitung von entgegen gerichteten Bremsmomenten über den Retarder zu realisieren ist.Although can be synonymous with the DE 601 12 243 T2 a damping of torsional vibrations in the Motor vehicle drive train can be achieved, but this is complicated, since a real-time detection of torsional vibrations and a targeted introduction of opposing braking torques on the retarder can be realized.

Im Sinne der Erfindung bedeutet eine „drehelastische Einbindung”, dass die Dauerbremseinrichtung nicht starr in den Antriebsstrang eingebunden ist, sondern über die zwischenliegende Koppeleinrichtung eine in Umfangsrichtung elastisch wirkende Verbindung hergestellt wird. Die Koppeleinrichtung verbindet also die Dauerbremseinrichtung nicht starr mit dem Rest des Kraftfahrzeugantriebsstranges, sondern bindet diese mit einer im Vergleich zu einer starren Verbindung niedrigeren Steifigkeit in Umfangsrichtung ein.For the purposes of the invention, a "torsionally elastic integration" means that the permanent brake device is not rigidly integrated in the drive train, but via the intermediate coupling device a circumferentially elastic connection is made. Thus, the coupling device does not rigidly connect the permanent brake device to the rest of the motor vehicle drive train, but binds it with a stiffness in the circumferential direction that is lower than that of a rigid connection.

Die durch die Dauerbremseinrichtung dabei zu betilgende Eigenfrequenz liegt bevorzugt im Bereich einer Eigenfrequenz eines Torsionsdämpfers des Antriebsstranges, da eine störende Drehschwingungseigenfrequenz im Antriebsstrang eines Nutzfahrzeuges maßgeblich durch die Steifigkeit des Torsionsdämpfers und Trägheitsmoments eines Kraftfahrzeuggetriebes bestimmt wird. Insofern ist eine Steifigkeit kR der Koppeleinrichtung dabei so zu wählen, dass die Steifigkeit kR der Koppeleinrichtung und ein Trägheitsmoment JR der Dauerbremseinrichtung nach der Formel

Figure DE102016218711A1_0002
eine Eigenfrequenz f0R ergeben, die in der Nähe der Torsionsdämpfereigenfrequenz liegt. Der Tilger muss nicht zwingend auf die Torsionsdämpfereigenfrequenz abgestimmt sein. Er kann auch auf eine andere im Antriebsstrang gegebene Eigenfrequenz abgestimmt werden. Dementsprechend ist dann fOR zu wählen.The natural frequency to be occupied by the permanent brake device is preferably in the range of a natural frequency of a torsional damper of the drive train, since a disturbing rotational natural frequency in the drive train of a commercial vehicle is largely determined by the stiffness of the torsion damper and moment of inertia of a motor vehicle transmission. In this respect, a rigidity k R of the coupling device is to be selected such that the rigidity k R of the coupling device and an inertia J R of the permanent brake device according to the formula
Figure DE102016218711A1_0002
give a natural frequency f 0R , which is close to the Torsionsdämpfiereigenfrequenz. The absorber does not necessarily have to be matched to the torsional damping natural frequency. It can also be tuned to another natural frequency given in the powertrain. Accordingly, f OR is to be selected.

Innerhalb des Kraftfahrzeugantriebsstranges wird in einem Zugbetrieb einer Antriebsmaschine über diese ein Drehmoment erzeugt und damit auch Drehschwingungen im Kraftfahrzeugantriebsstrang hervorgerufen. Aufgrund der drehelastischen Einbindung der Dauerbremseinrichtung kann die Dauerbremseinrichtung dabei schwingen und im Zuge dessen die jeweilige Eigenfrequenz betilgen.Within the motor vehicle drive train, a torque is generated in a traction mode of a drive machine and thus also causes torsional vibrations in the motor vehicle drive train. Due to the torsionally flexible integration of the permanent braking device, the permanent brake device can oscillate and in the course of this process use the respective natural frequency.

Dagegen wird im Bremsbetrieb der Dauerbremseinrichtung kein Drehmoment über die Antriebsmaschine und damit auch nur geringe Drehschwingungen erzeugt, so dass eine Tilgungsfunktion in diesem Fall nicht benötigt wird. Da die Dauerbremseinrichtung dabei im Bremsbetrieb ein maßgebliches Bremsmoment einspeist, kommt es hierbei zu einer statischen Auslenkung in der Koppeleinrichtung, so dass sich quasi eine Überbrückung der drehelastischen Koppelung ergeben kann. Dadurch kann das Bremsmoment der Dauerbremseinrichtung starr übertragen und in den Kraftfahrzeugantriebsstrang eingespeist werden.In contrast, during braking operation of the permanent brake device, no torque is generated via the drive engine and therefore only slight torsional vibrations, so that a repayment function is not required in this case. Since the continuous braking device feeds a significant braking torque during braking operation, this results in a static deflection in the coupling device, so that a quasi bridging of the torsionally flexible coupling can result. As a result, the braking torque of the permanent brake device can be transmitted rigidly and fed into the motor vehicle drive train.

Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Koppeleinrichtung zumindest einen Federsatz. Dieser zumindest eine Federsatz sorgt dann für die drehelastische Einbindung der Dauerbremseinrichtung, indem Drehbewegungen zwischen der Dauerbremseinrichtung und dem Rest des Antriebsstranges über den zwischenliegenden Federsatz übertragen werden. In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform ist der zumindest eine Federsatz durch Schraubenfedern oder Blattfedern gebildet. Die jeweiligen Federn sind dabei so anzuordnen, dass eine Koppelung in Umfangsrichtung stattfindet.According to one embodiment of the invention, the coupling device comprises at least one spring set. This at least one spring set then ensures the torsionally elastic integration of the permanent braking device by rotational movements between the permanent brake and the rest of the drive train are transmitted via the intermediate spring set. In a further development of the aforementioned embodiment, the at least one spring set is formed by coil springs or leaf springs. The respective springs are to be arranged so that a coupling takes place in the circumferential direction.

Alternativ oder auch ergänzend zu der vorgenannten Ausführungsform umfasst die Koppeleinrichtung zumindest einen Schwingungsdämpfer. Zumindest ein Schwingungsdämpfer kann also alternativ zu zumindest einem Federsatz oder auch ergänzend dazu vorgesehen sein, um die drehelastische Koppelung der Dauerbremseinrichtung mit dem Rest des Kraftahrzeugantriebsstranges zu verwirklichen. Bei Kombination eines Schwingungsdämpfers mit einem Federsatz sind diese dabei bevorzugt parallel zueinander angeordnet.Alternatively or in addition to the aforementioned embodiment, the coupling device comprises at least one vibration damper. So at least one vibration damper can thus be provided as an alternative to at least one spring set or in addition thereto, in order to realize the torsionally elastic coupling of the permanent brake device with the rest of the motor vehicle drive train. When combining a vibration damper with a spring set these are preferably arranged parallel to each other.

Des Weiteren ist es bei einer Kombination zumindest eines Federsatzes mit zumindest einem Torsionsschwingungsdämpfer denkbar, diese nach Art eines Zweimassenschwungrades zusammenzufassen. Daneben kann auch bei einer Koppeleinrichtung mit lediglich zumindest einem Federsatz ein einem Zweimassenschwungrad nachempfundener Aufbau vorgesehen sein.Furthermore, it is conceivable in a combination of at least one spring set with at least one torsional vibration damper to summarize them in the manner of a dual-mass flywheel. In addition, a structure simulating a two-mass flywheel may also be provided in the case of a coupling device with only at least one spring set.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung weist die Koppeleinrichtung eine Steifigkeit mit einem nichtlinearen Verlauf in Abhängigkeit eines Schwingwinkels auf. Hierdurch lassen sich Eigenfrequenzen, welche aufgrund der Tilgungswirkung der Dauerbremseinrichtung neu entstehen, in ihrer Amplitude auf vorteilhafte Weise absenken oder sogar ganz vermeiden. Denn der Betrieb der Dauerbremseinrichtung als Schwingungstilger führt zwar dazu, dass eine ursprüngliche Eigenfrequenz entsprechend betilgt wird, es bilden sich aber ober- und unterhalb dieser Frequenz neue Eigenfrequenzen. Diese weiteren Eigenfrequenzen können nun durch die vorgenannte Maßnahme ebenfalls reduziert oder beseitigt werden. Gleiches kann dabei auch erreicht werden, wenn die Koppeleinrichtung eine drehzahlveränderliche Steifigkeit aufweist. Darüber hinaus kann bei Verwendung eines Federsatzes in der Koppeleinrichtung auch eine Reduzierung oder Beseitigung weiterer Eigenfrequenzen durch Vorspannen des Federsatzes erreicht werden.According to a further embodiment possibility of the invention, the coupling device has a rigidity with a non-linear course as a function of an oscillation angle. As a result, natural frequencies, which arise due to the repayment effect of the permanent braking device, can be lowered in their amplitude in an advantageous manner or even completely avoided. Because the operation of the permanent braking device as a vibration damper leads to the fact that an original natural frequency is appropriately capitalized, but above and below this frequency, new natural frequencies are formed. These other natural frequencies can now also be reduced or eliminated by the aforementioned measure. The same can also be achieved if the coupling device has a variable speed stiffness. In addition, when using a Federsatzes in the coupling device, a reduction or elimination of other natural frequencies can be achieved by biasing the spring set.

Darüber hinaus können prinzipiell auch eine oder mehrere Reibeinrichtungen und/oder ein oder mehrere viskose Dämpfungen und/oder ein oder mehrere viskoelastische Dämpfungen vorgesehen sein, mit dem Ziel, ebenfalls eine Reduzierung oder Beseitigung weiterer Eigenfrequenzen zu erreichen. Diese werden dabei zusätzlich zu den für die drehelastische Einbindung der Dauerbremseinrichtung vorgesehenen Maßnahmen angeordnet und können Teil der Koppeleinrichtung sein oder separat zu dieser vorliegen.In addition, in principle, one or more friction devices and / or one or more viscous damping and / or one or more viscoelastic damping can be provided, with the aim also to achieve a reduction or elimination of other natural frequencies. These are arranged in addition to the measures provided for the torsionally flexible integration of the permanent braking device and may be part of the coupling device or may be present separately therefrom.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Koppeleinrichtung eine Stirnradstufe, von deren Stirnrädern bei einem Stirnrad ein wellenseitiger Teil und eine Verzahnung drehelastisch miteinander gekoppelt sind. In diesem Fall wird also die drehelastische Einbindung in ein Stirnrad einer Stirnradstufe integriert, über welche die Dauerbremseinrichtung permanent eingebunden ist. Besonders bevorzugt ist dies dabei bei dem auf Seiten des restlichen Antriebstranges sitzenden Stirnrades verwirklicht, wobei alternativ dazu auch eine Integration in das seitens der Dauerbremseinrichtung sitzende Stirnrad denkbar wäre. Dabei kann dann die drehelastische Koppelung der Teile des jeweiligen Stirnrades auf eine der vorstehend beschriebenen Arten verwirklicht sein.According to a further embodiment of the invention, the coupling device comprises a spur gear, of the spur gears of a spur gear shaft side part and a toothing are rotationally coupled to each other. In this case, therefore, the torsionally elastic integration in a spur gear of a spur gear is integrated, via which the Dauerbremseinrichtung is permanently involved. This is particularly preferably realized in the case of the spur gear seated on the side of the remaining drive train, wherein alternatively integration into the spur gear seated by the permanent brake device would be conceivable. In this case, then the torsionally elastic coupling of the parts of the respective spur gear can be realized in one of the ways described above.

In Weiterbildung der Erfindung ist die Dauerbremseinrichtung abtriebsseitig eines Kraftfahrzeuggetriebes eingebunden. Die Dauerbremseinrichtung ist also nach Art eines Sekundärretarders in den Antriebsstrang integriert, was den Vorteil hat, dass ein Einspeisen eines Bremsmoments auch dann möglich ist, wenn gerade Schaltvorgänge in dem Kraftfahrzeuggetriebe vollzogen werden und eine hiermit einhergehende Zugkraftunterbrechung stattfindet. Alternativ dazu könnte die Dauerbremseinrichtung aber auch antriebsseitig des Kraftfahrzeuggetriebes sitzen und dementsprechend nach Art eines Primärretarders eingebunden sein.In a further development of the invention, the continuous brake device is integrated on the output side of a motor vehicle transmission. The continuous braking device is thus integrated in the manner of a secondary retarder in the drive train, which has the advantage that feeding a braking torque is also possible when just switching operations are performed in the motor vehicle transmission and a concomitant traction interruption takes place. Alternatively, however, the permanent brake device could also be located on the drive side of the motor vehicle transmission and accordingly be integrated in the manner of a primary retarder.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of the features of the main claim or the claims dependent thereon. It also results in ways to combine individual features, even if they emerge from the claims, the following description of a preferred embodiment of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings by use of reference numerals is not intended to limit the scope of the claims.

Eine bevorzugte Ausführungsform, welche nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:A preferred embodiment, which will be explained below, is shown in the drawings. It shows:

1 eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung; und 1 a schematic view of a motor vehicle drive train according to a preferred embodiment of the invention; and

2 ein Detail des Kraftfahrzeugantriebsstranges aus 1. 2 a detail of the motor vehicle drive train 1 ,

1 zeigt eine schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugantriebsstranges 1 entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 dabei insbesondere Teil eines Nutzfahrzeuges, beispielsweise eines LKWs, ist. Wie in 1 zu erkennen ist, umfasst der Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 dabei eine Antriebsmaschine 2, bei welcher es sich insbesondere um einen Verbrennungsmotor handelt und die abtriebsseitig über einen Torsionsdämpfer 3 mit einem Kraftfahrzeuggetriebe 4 verbunden ist. 1 shows a schematic view of a motor vehicle drive train 1 according to a preferred embodiment of the invention, wherein the motor vehicle drive train 1 This particular part of a commercial vehicle, such as a truck, is. As in 1 can be seen, includes the motor vehicle drive train 1 while a prime mover 2 , which is in particular an internal combustion engine and the output side via a torsion damper 3 with a motor vehicle transmission 4 connected is.

Bei dem Kraftfahrzeuggetriebe 4 kann es sich um ein Schaltgetriebe, ein automatisiertes Schaltgetriebe, ein Automatikgetriebe oder auch ein stufenloses Getriebe handeln. Abtriebsseitig ist das Kraftfahrzeuggetriebe 4 mit einem Querdifferenzial 5 verbunden, über das eine über das Kraftfahrzeuggetriebe 4 entsprechend übersetzte Antriebsbewegung auf Antriebsräder 6 des Nutzfahrzeuges aufgeteilt wird.In the motor vehicle transmission 4 It can be a manual transmission, an automated manual transmission, an automatic transmission or a continuously variable transmission. On the output side, the motor vehicle transmission 4 with a transverse differential 5 connected via the one about the motor vehicle transmission 4 appropriately translated drive motion on drive wheels 6 of the commercial vehicle is divided.

In das Kraftfahrzeuggetriebe 4 ist zudem eine Dauerbremseinrichtung 7 integriert, die als hydrodynamischer Retarder gestaltet und in den Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 abtriebsseitig des Kraftfahrzeuggetriebes 4 an einer Getriebeausgangswelle 8 des Kraftfahrzeuggetriebes 4 eingebunden ist. Insofern ist die Dauerbremseinrichtung 7 nach Art eines Sekundärretarders im Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 angeordnet. Die Anbindung der Dauerbremseinrichtung 7 an die Getriebeausgangswelle 8 wird dabei über eine zwischenliegende Koppeleinrichtung 9 vollzogen, die in 2 weiter im Detail dargestellt ist.In the motor vehicle transmission 4 is also a Dauerbremseinrichtung 7 integrated, designed as a hydrodynamic retarder and in the motor vehicle powertrain 1 output side of the motor vehicle transmission 4 on a transmission output shaft 8th of the motor vehicle transmission 4 is involved. In this respect, the Dauerbremseinrichtung 7 in the manner of a secondary retarder in the motor vehicle powertrain 1 arranged. The connection of the permanent brake device 7 to the transmission output shaft 8th is doing via an intermediate coupling device 9 performed in 2 is shown in more detail.

Wie in 2 zu erkennen ist, umfasst die Koppeleinrichtung 9 eine Stirnradstufe 10, die sich aus Stirnrädern 11 und 12 zusammensetzt. Dabei ist das Stirnrad 11 drehfest auf eine Antriebswelle 13 der Dauerbremseinrichtung 7 angeordnet und steht mit dem Stirnrad 12 im Zahneingriff, welches die Verbindung zur Getriebeausgangswelle 8 herstellt.As in 2 can be seen, includes the coupling device 9 a spur gear 10 made up of spur gears 11 and 12 composed. This is the spur gear 11 rotationally fixed to a drive shaft 13 the Dauerbremseinrichtung 7 arranged and stands with the spur gear 12 in meshing, which is the connection to the transmission output shaft 8th manufactures.

Als Besonderheit findet nun über die Koppeleinrichtung 9 eine drehelastische Einbindung der Dauerbremseinrichtung 7 statt, indem sich das Stirnrad 12 aus einem wellenseitigen Teil 14 und einer hiervon getrennten Verzahnung 15 zusammensetzt. Der wellenseitige Teil 14 ist drehfest auf der Getriebeausgangswelle 8 platziert und über einen Federsatz 16, sowie einen hierzu parallel angeordneten Schwingungsdämpfer 17 drehelastisch mit der Verzahnung 15 gekoppelt. Der Federsatz 16 setzt sich dabei aus Schraubenfedern zusammen, wobei alternativ dazu auch Blattfedern denkbar wären.As a special feature now finds on the coupling device 9 a torsionally elastic integration of Dauerbremseinrichtung 7 instead, by the spur gear 12 from a wave-side part 14 and a separate toothing 15 composed. The wave-side part 14 is non-rotatable on the transmission output shaft 8th placed and over a spring set 16 , as well as a parallel arranged vibration damper 17 torsionally flexible with the teeth 15 coupled. The spring set 16 is composed of coil springs, alternatively leaf springs would be conceivable.

Der Aufbau der Koppeleinrichtung 9 hat dabei eine drehelastisch Einbindung der Dauerbremseinrichtung 7 in den Kraftfahrzeugantriebsstrang 1 zur Folge. Hierdurch kann die Dauerbremseinrichtung 7 als Schwingungstilger betrieben werden, indem das Trägheitsmoment der Dauerbremseinrichtung 7 zur Tilgung von Drehschwingungen herangezogen wird. Dabei sollen insbesondere Drehschwingungen betilgt werden, welche im Bereich der Torsionsdämpfereigenfrequenz des Torsionsdämpfers 3 liegen, wobei eine Steifigkeit kR der Koppeleinrichtung 9 und ein Trägheitsmoment JR der Dauerbremseinrichtung 7 dabei entsprechend der Formel

Figure DE102016218711A1_0003
so zu wählen sind, dass die Eigenfrequenz f0R in der Nähe der Torsionsdämpfereigenfrequenz liegt.The structure of the coupling device 9 has a torsionally elastic integration of the permanent brake device 7 in the automobile powertrain 1 result. This allows the Dauerbremseinrichtung 7 be operated as a vibration absorber by the moment of inertia of the permanent brake device 7 is used for the eradication of torsional vibrations. In particular, torsional vibrations are to be used, which are in the range of the torsional damping natural frequency of the torsion damper 3 lie, wherein a stiffness k R of the coupling device 9 and an inertia moment J R of the permanent brake device 7 according to the formula
Figure DE102016218711A1_0003
are to be chosen so that the natural frequency f 0R is close to the Torsionsdämpfiereigenfrequenz.

Die Betilgung der entsprechenden Eigenfrequenz wird dabei dadurch erreicht, dass die Dauerbremseinrichtung 7 in einem Zugbetrieb der Antriebsmaschine 2 schwingen kann und damit die Tilgung bewirkt. Befindet sich das Nutzfahrzeug hingegen im Bremsbetrieb, so erzeugt die Antriebsmaschine 2 kein Antriebsmoment, wobei über die Dauerbremseinrichtung 7 ein Bremsmoment eingespeist wird. Hierbei kommt es zu einer statischen Auslenkung des Federsatzes 16, wobei mit Erreichen eines Anschlags die elastische Koppelung nicht mehr wirksam ist und somit das Bremsmoment der Dauerbremseinrichtung 7 starr eingespeist wird.The Betilgung the corresponding natural frequency is achieved in that the Dauerbremseinrichtung 7 in a Zugbetrieb the prime mover 2 can swing and thus causes the eradication. On the other hand, when the commercial vehicle is in braking mode, the prime mover generates 2 no drive torque, wherein on the Dauerbremseinrichtung 7 a braking torque is fed. This results in a static deflection of the spring set 16 , wherein upon reaching a stop, the elastic coupling is no longer effective and thus the braking torque of the permanent brake device 7 is fed rigidly.

Um abgesehen von der Torsionsdämpfereigenfrequenz weitere Eigenfrequenzen zu vermeiden oder zumindest deren Amplitude abzusenken, ist der Federsatz 16 zudem vorgespannt. Darüber hinaus könnte jedoch auch ein nichtlinearer Steifigkeitsverlauf (progressiv, degressiv oder abfallend) der Koppeleinrichtung 9 über dem Schwingwinkel oder auch eine drehzahlveränderliche Steifigkeit der Koppeleinrichtung 9 verwirklicht sein. Zudem könnte eine zusätzliche Reibeinrichtung, eine zusätzliche viskose Dämpfung, oder auch eine zusätzliche viskoelastische Dämpfung vorgesehen sein.In order to avoid other natural frequencies apart from the Torsionsdämpfereigenfrequenz or at least lower their amplitude, is the spring set 16 also biased. In addition, however, could also be a non-linear stiffness curve (progressive, degressive or declining) of the coupling device 9 over the oscillation angle or a variable speed stiffness of the coupling device 9 be realized. In addition, an additional friction device, an additional viscous damping, or an additional viscoelastic damping could be provided.

Mittels der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eines Kraftfahrzeugantriebsstranges kann eine Tilgungsfunktion über eine Dauerbremseinrichtung verwirklicht und damit Gewicht und auch Bauraum eingespart werden.By means of the embodiment according to the invention of a motor vehicle drive train, a repayment function can be realized via a permanent brake device and thus weight and space can be saved.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
KraftfahrzeugantriebsstrangMotor vehicle drive train
22
Antriebsmaschineprime mover
33
TorsionsdämpferDampers
44
KraftfahrzeuggetriebeMotor vehicle transmission
55
Querdifferentialtransverse differential
66
Antriebsräderdrive wheels
77
DauerbremseinrichtungContinuous braking device
88th
GetriebeausgangswelleTransmission output shaft
99
Koppeleinrichtungcoupling device
1010
Stirnradstufespur gear
1111
Stirnradspur gear
1212
Stirnradspur gear
1313
Antriebswelledrive shaft
1414
wellenseitiger Teilwave-side part
1515
Verzahnunggearing
1616
Federsatzspring set
1717
Schwingungsdämpfervibration

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 60112243 T2 [0004, 0010] DE 60112243 T2 [0004, 0010]

Claims (9)

Kraftfahrzeugantriebsstrang (1), insbesondere Antriebsstrang für ein Nutzfahrzeug, umfassend eine Dauerbremseinrichtung (7), über welche Drehschwingungen reduzierbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauerbremseinrichtung (7) als Schwingungstilger betreibbar ist, indem die Dauerbremseinrichtung (7) über eine zwischenliegende Koppeleinrichtung (9) drehelastisch eingebunden ist.Motor vehicle drive train ( 1 ), in particular a drive train for a commercial vehicle, comprising a permanent brake device ( 7 ), via which torsional vibrations are reducible, characterized in that the permanent brake device ( 7 ) is operable as a vibration absorber by the permanent braking device ( 7 ) via an intermediate coupling device ( 9 ) is integrated in a torsionally elastic manner. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (9) zumindest einen Federsatz (16) für die drehelastische Einbindung umfasst.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 9 ) at least one spring set ( 16 ) for the torsionally elastic integration. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Federsatz (16) durch Schraubenfedern oder Blattfedern gebildet ist.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to claim 2, characterized in that the at least one spring set ( 16 ) is formed by coil springs or leaf springs. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (9) zumindest einen Schwingungsdämpfer (17) für die drehelastische Einbindung umfasst.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coupling device ( 9 ) at least one vibration damper ( 17 ) for the torsionally elastic integration. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (9) eine Steifigkeit mit einem nichtlinearen Verlauf in Abhängigkeit eines Schwingwinkels aufweist.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 9 ) has a stiffness with a non-linear course as a function of a swing angle. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (9) eine drehzahlveränderliche Steifigkeit aufweist.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 9 ) has a variable speed stiffness. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppeleinrichtung (9) eine Stirnradstufe (10) umfasst, von deren Stirnrädern (11, 12) bei einem Stirnrad (12) ein wellenseitiger Teil (14) und eine Verzahnung (15) drehelastisch miteinander gekoppelt sind.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device ( 9 ) a spur gear stage ( 10 ), from whose spur gears ( 11 . 12 ) in a spur gear ( 12 ) a shaft-side part ( 14 ) and a gearing ( 15 ) are coupled to each other in a torsionally elastic manner. Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dauerbremseinrichtung (7) abtriebsseitig eines Kraftfahrzeuggetriebes (4) eingebunden ist.Motor vehicle drive train ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent braking device ( 7 ) on the output side of a motor vehicle transmission ( 4 ) is involved. Kraftfahrzeug, umfassend einen Kraftfahrzeugantriebsstrang (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8.Motor vehicle comprising a motor vehicle drive train ( 1 ) according to one or more of claims 1 to 8.
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