DE1108250B - Verfahren zum Erhoehen des Anfahrdrehmomentes eines hydrodynamischen Getriebes, insbesondere fuer Schienentriebfahrzeuge - Google Patents

Verfahren zum Erhoehen des Anfahrdrehmomentes eines hydrodynamischen Getriebes, insbesondere fuer Schienentriebfahrzeuge

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DE1108250B
DE1108250B DEK25838A DEK0025838A DE1108250B DE 1108250 B DE1108250 B DE 1108250B DE K25838 A DEK25838 A DE K25838A DE K0025838 A DEK0025838 A DE K0025838A DE 1108250 B DE1108250 B DE 1108250B
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Dipl-Ing Eduard Gautzsch
Dr-Ing Nikolaus Goessl
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    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C9/00Locomotives or motor railcars characterised by the type of transmission system used; Transmission systems specially adapted for locomotives or motor railcars
    • B61C9/08Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
    • B61C9/14Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines hydraulic, including combinations with mechanical gearing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61C9/08Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines
    • B61C9/10Transmission systems in or for locomotives or motor railcars with IC reciprocating piston engines mechanical

Description

  • Verfahren zum Erhöhen des Anfahrdrehmomentes eines hydrodynamischen Getriebes, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erhöhen des Anfahrdrehmomentes eines hydrodynamischen, bei unveränderlicher Primärdrehzahl ein konstantes Primärdrehmoment innerhalb eines Drehzahlbereiches, bei dem das Verhältnis der Sekundärdrehzahl zur Primärdrehzahl etwa 0,1 bis 1,0 beträgt, aufweisenden Getriebes, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, durch Drücken der Drehzahl einer mit diesem Getriebe verbundenen Brennkraftmaschine.
  • Ein Verfahren zum Erhöhen des Anfährdrehmomentes durch Drücken der Drehzahl einer mit diesem Getriebe verbundenen Brennkraftmaschine ist bisher bei hydrodynamischen Getrieben der Föttinger-Bauart angewendet worden, deren Wandlerkreisläufe so beschaufelt sind, daß sie ein beim Anfahren erhöhtes Primärdrehmoment aufweisen. Das gegenüber dem im Betriebszustand der Nennleistung und Nenndrehzahl erhöhte Primärdrehmoment bewirkt beim Anfahren die Drehzahldrückung der Brennkraftmaschine, die dabei in den meisten Fällen gezwungen ist, auch eine kleinere Leistung als die Nennleistung an das hydrodynamische Getriebe abzugeben. Diese verringerte Leistungsübertragung auf das Getriebe wird aber gerne in Kauf genommen, weil damit auch die im Getriebe zu vernichtende Leistung klein gehalten wird. Denn beim Anfahren, also bei noch stillstehendem oder sich langsam drehendem Sekundär- bzw. Turbinenrad des hydrodynamischen Getriebes, bei dem auch der Wirkungsgrad desselben Null ist, wird die gesamte dem Wandlerkreislauf durch die Brennkraftmaschine zugeführte Leistung in Wärme umgesetzt. Der Kühler für die Wandlerflüssigkeit, der im allgemeinen für die bei normaler Fahrgeschwindigkeit, also für die im Bereich eines guten Wirkungsgrades entstehende Wärmemenge bemessen ist, vermag die beim Anfahren entstehende Wärmemenge, die infolge der gegenüber der normalen Fahrleistung beträchtlich erhöhten Anfahrleistung wesentlich vergrößert ist, nicht abzuführen, so daß es zu einer Überhitzung des Wandlerkreislaufes kommt. Mit diesem bei konstanter Primärdrehzahl beim Anfahren bereits ein erhöhtes Primärdrehmoment aufweisenden hydrodynamischen Getriebe können somit durch die Drehzahldrückung der Brennkraftmaschine die beim Anfahren entstehenden Wärmespitzen im Wandlerkreislauf vermieden werden, ohne daß hierzu das Leistungsgewicht erhöhende Maßnahmen, beispielsweise die Vergrößerung des Kühlers, notwendig werden.
  • Trotz dieser besonders für Triebfahrzeuge vorteilhaften Eigenschaften solcher hydrodynamischer Getriebe mit einem beim Anfahren erhöhten Primärdrehmoment sind diese indessen für Triebfahrzeuge größerer Leistung, insbesondere Schienentriebfahrzeuge, als Anfahrwandler nicht geeignet, weil sie im Bereich des Verhältnisses der Sekundärdrehzahl zur Primärdrehzahl von 0,1 bis 1,0 einen schlechten Wirkungsgrad aufweisen, der ein Ansteigen des Brennstoffverbrauches der Brennkraftmaschine bedingt.
  • Insbesondere ist bei diesen hydrodynamischen Getrieben nachteilig, daß sich weder im Wandlerkreislauf noch in der Brennkraftmaschine die Zuordnung von Drehmomenten und Drehzahlen ergibt, die die gerade verlangte Leistung am günstigsten bewältigt. Es sind daher für Fahrzeuge Wandlerkreisläufe mit einer verstellbaren Pumpenbeschaufelung entwickelt worden. Durch eine Regelvorrichtung wird die Füllung der Brennstoffpumpe der Brennkraftmaschine, deren Drehzahl und die Pumpenschaufelöffnung, die von 0 bis 10011/o öffnung reicht, in gegenseitige Abhängigkeit gebracht. Hierbei besteht die Möglichkeit, die Brennkraftmaschine und das hydrodynamische Getriebe während der Marschfahrt dadurch am wirtschaftlichsten arbeiten zu lassen, daß bei dem während der Marschfahrt gegenüber dem Anfahren geringeren Leistungsbedarf die Drehzahl der Brennkraftmaschine stärker gedrückt wird, als es der Charakteristik des Wandlerkreislaufes entspricht. Durch das Drücken der Brennkraftmaschine während der Marschfahrt erhöht sich deren Füllung und kommt in ein Gebiet besseren spezifischen Brennstoffverbrauches. Bei diesen Wandlerkreisläufen werden also die Umlaufmenge der Wandlerftüssigkeit und die Komponenten der in Umfangsrichtung liegenden Absolutgeschwindigkeit geändert. Jedoch bedingt der große erforderliche Öffnungsbereich eine ungünstige Beschaufelung. Insbesondere gelingt es bei diesen Wandlerkreisläufen nicht, im Bereich eines Verhältnisses der Sekundärdrehzahl zur Primärdrehzahl von 0 bis 0,1, also im Anfahrbereich, diese günstige Zuordnung von Drehmoment und Drehzahl der Brennkraftmaschine und des Wandlerkreislaufes zu erreichen, weil die Gitter dieser einfachen Wandlerkreisläufe den Flüssigkeitsstrom nicht mehr laminar zu bewältigen vermögen. Die Folge ist daher, daß die hierbei entstehenden hohen Wirbelverluste die Erwärmung des Wandlerkreislaufes wesentlich erhöhen und das Primärdrehmoment stark absinken lassen. Dementsprechend tritt bei diesen Getrieben beim Anfahren auch kein Drehzahldrücken und somit keine Verminderung der dem Getriebe zuzuführenden Leistung bzw. der in diesem entstehenden Wärme auf, wodurch der Anfahrbetrieb des Schienentriebfahrzeuges erschwert wird. Denn durch die schnell entstehenden Wärmespitzen kann der Antrieb durch die zur Sicherung eingebauten Wärmewächter abgeschaltet werden, sofern nicht der Kühler für die beim Anfahren entstehende Wärmemenge ausgelegt ist. Auch sind diese bekannten Getriebe nicht so beschaffen, daß primärseitig eine erhöhte Drehmomentaufnahme beim Anfahren durch Drücken der Drehzahl der Brennkraftmaschine überhaupt möglich ist. Daher werden diese Wandlerkreisläufe als Anfahrwandler bei Schienentriebfahrzeugen nicht verwendet.
  • Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, bei einem hydrodynamischen, eine Drehmomentenwandlung bewirkenden Getriebe der Föttinger-Bauart mit einem innerhalb des Verhältnisses der Sekundärdrehzahl zur Primärdrehzahl von 0,1 bis 1,0 ein konstantes Primärdrehmoment aufweisenden Wandlerkreislauf Maßnahmen zum Drücken der Drehzahl der Brennkraftmaschine zu treffen mit dem Ziel, das Anfahrdrehmoment derartiger Getriebe in wirtschaftlicher Weise ohne Beeinträchtigung des Anfahrbetriebes und praktisch ohne Erschwerung der Bedienung des Fahrzeugantriebes zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß bei Vorhandensein mehrerer Wandlerkreisläufe mindestens zwei Kreisläufe gemeinsam gefüllt und dadurch gleichzeitig zur Drehmomentenerhöhung herangezogen werden, während bei Vorhandensein nur eines Kreislaufes die in dem angegebenen Drehzahlbereich übliche Schaufelstellung beim Anfahren so verändert wird, daß die Anströmrichtung zum Primärrad im Sinne einer Veränderung der Komponenten der in Umfangsrichtung liegenden Absolutgeschwindigkeit der Getriebeflüssigkeit geändert und ihr Umlauf in der Zeiteinheit damit erhöht wird.
  • Um jedoch bei beiden nach der Erfindung verwendeten Arten des hydrodynamischen Getriebes nach dem Anfahren den während der Fahrt des Triebfahrzeuges erforderlichen Normalzustand des hydrodynamischen Getriebes wiederherzustellen, wird im Fall des Vorhandenseins mehrerer Wandlerkreisläufe im Getriebe eine Vorrichtung zum Füllen und Absperren des zum Anfahren herangezogenen zweiten Wandlerkreislaufes verwendet, die eine von der Sekundärseite des Getriebes angetriebene Flüssigkeitspumpe sowie einen von dieser einseitig beaufschlagten und entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbaren Arbeitskolben aufweist, der über die Kolbenstange mit einem in einer Verbindungsleitung zwischen den beiden Wandlerkreisläufen angeordneten Sperrschieber verbunden ist.
  • Für den Fall, daß im hydrodynamischen Getriebe nur ein einziger Wandlerkeislauf mit verstellbarer Beschaufelung vorhanden ist, wird als Vorrichtung zum Zurückführen der Schaufeln aus der Anfahrstellung in die Normalstellung eine vom Sekundärrad des Getriebes angetriebene Flüssigkeitspumpe sowie ein von dieser einseitig beaufschlagter und entgegen der Wirkung einer Feder verschiebbarer Arbeitskolben vorgesehen, der über ein Übertragungsgestänge (Kolbenstange, Schubstange, Hebel, Kegelräder) mit den verstellbaren Leitschaufeln verbunden ist.
  • Zum Verändern der Beschaufelung kann mindestens ein in den Strömungsweg der Wandlerflüssigkeit einschiebbares, für eine größere Umlaufmenge oder veränderte Anströmrichtung zum Primärrad ausgebildetes Schaufelrad angeordnet werden.
  • Die Vorteile der vorgeschlagenen Maßnahmen sind darin zu erblicken, daß durch das Drehzahldrücken eine Verringerung der im hydrodynamischen Getriebe erzeugten Wärmemenge erfolgt, wodurch ein Überhitzen der Wandlerkreisläufe und damit ein Abschalten des Antriebes durch den Wärmewächter bei zu hoher Wandlertemperatur mit Sicherheit vermieden wird. Durch das Drehzahldrücken ergeben sich vielmehr nur geringe Abweichungen vom normalen Wärmebeharrungszustand, so daß keine Rücksichtnahme des Fahrzeugführers auf die Art des Anfahrens hinsichtlich der Wärmebildung im Getriebe mehr erforderlich ist. Der Fahrzeugführer kann daher seine ganze Aufmerksamkeit den Signalen und dem Anfahrvorgang widmen, wodurch die Sicherheit des Fahrbetriebes wesentlich erhöht wird. Außerdem wird auch durch das gleichzeitige Zusammenwirken mehrerer Wandlerkreisläufe bzw. durch das Verstellen der Schaufeln. eines einzigen Wandlerkreislaufes eine erhöhte Drehmomentaufnahme des Getriebes erzielt, die dem Antriebsmotor eine größere Leistung abfordert, so daß dieser in der Drehzahl gedrückt wird. Wird dabei gleichzeitig die Kraftstoffzufuhr zur Brennkraftmaschine erhöht, was bei den für schwere Triebfahrzeuge, insbesondere für Lokomotiven, in Frage kommenden leistungsstarken Brennkraftmaschinen ohne weiteres möglich ist, so wird durch diese Maßnahme auch eine erhebliche Drehmomentensteigerung erzielt. Der Fahrzeugführer braucht daher bei der Bedienung des Fahrschalters zum Anfahren des Fahrzeuges nicht auf das Vorhandensein der erforderlichen Anfahrzugkraft zu achten, sondern sich lediglich auf das schleuderfreie Anfahren zu konzentrieren.
  • Bei der Verwendung eines einzigen Wandlerkreislaufes reicht die Regelbarkeit der Schaufeln bis zu einem kleinen Öffnungswinkel aus, wodurch ein gut profiliertes Schaufelgitter verwendbar wird.
  • Durch die nach der Erfindung vorgesehene Vorrichtung erfolgt das Zurückführen der Schaufelverstellung bzw. Wandlerwirksamkeit aus dem Anfahrzustand in den während der Fahrt erforderlichen Normalzustand ohne Zutun des Fahrzeugführers, so daß dieser nicht von der Beobachtung der Fahrstrecke und der Signale abgelenkt wird. Zum besseren Verständnis sollen die Vorgänge in dem bekannten hydrodynamischen Getriebe an Hand einiger in der Zeichnung dargestellter Diagramme erläutert werden. Es zeigt Abb. 1 den Drehmomenten- und Wirkungsgradverlauf eines Wandlers mit und ohne Anstieg des Primärdrehmomentes im Anfahrbereich, Abb. 2 den Drehmoment- und Leistungsverlauf der Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine, Abb. 3 die Zusammenarbeit eines einzigen Wandlers mit einer Brennkraftmaschine mit und ohne Drehzahldrücken beim Anfahren und Abb. 4 das Zusammenwirken eines einzigen Wandlers mit einer Brennkraftmaschine ohne Drehzahldrücken beim Anfahren und das Zusammenwirken zweier Wandler mit Drehzahldrücken der Brennkraftmaschine.
  • In Abb. 1 ist der Wirkungsgrad- und Drehmomentenverlauf eines Wandlers unter Annahme einer konstanten Primärdrehzahl innerhalb eines Verhältnisses der Sekundär- zur Primärdrehzahl von 0,1 bis 1,0 dargestellt, wobei der Wirkungsgrad und die Drehmomente über dem Verhältnis der Sekundär- zur Primärdrehzahl aufgetragen sind. Wie aus dem. Drehmomentenverlauf hervorgeht, weisen die Wandler die Eigenschaft auf, daß bei gleichbleibender Primärdrehzahl, somit bei gleichbleibender Drehmomentaufnahme des Primär- bzw. Pumpenrades (Kurve a), das an das Sekundär- bzw. Turbinenrad abgegebene Drehmoment (Kurve b) bei sinkender Drehzahl ansteigt. Beim Anfahren, somit bei einem Verhältnis der Sekundär- zur Primärdrehzahl von 0 bis 0,1, sinkt bei diesem Wandlerkreislauf das Primärdrehmoment ab. Zum Anfahren steht daher ein Sekundärdrehmoment und somit eine Anfahrzugkraft zur Verfügung, die sich nur durch Erhöhen des Primärdrehmomentes vergrößern läßt, was aber bei den bekannten Wandlern nicht ohne weiteres möglich ist. Dazu kommt noch, daß bei denn parabolischen Verlauf des Wirkungsgrades (Kurve c) dieser im Anfahrpunkt Null ist, so daß die ganze dem Wandler zugeführte Leistung in diesem in Wärme umgesetzt wird. Durch die nach der Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen, nämlich durch das gleichzeitige Zusammenwirken mehrerer Wandler bzw. Wandlerkreisläufe oder durch das Schaufelverstellen eines einzigen Wandlers, gelingt es, die mit diesen bzw. diesem verbundene Brennkraftmaschine im Anfahrzustand, d. h. im Bereich des Verhältnisses der Sekundär- zur Primärdrehzahl von 0 bis 0,1 in der Drehzahl zu drücken, wodurch sie eine geringere Leistung bei erhöhtem Sekundärdrehmoment an das Getriebe abgibt, so daß dementsprechend auch die im Wandler entstehende Wärmemenge verringert wird.
  • Das Diagramm in Abb. 2 zeigt den Drehmomentenverlauf (Kurve d) und Leistungsverlauf (Kurve e) einer zum Antrieb des Schienentriebfahrzeuges dienenden Brennkraftmaschine in Abhängigkeit von deren Drehzahl. Hierbei wird bei der Nenndrehzahl n. im Anfahrpunkt ein Drehmoment M" und eine Leistung Na auf den Wandler übertragen. Durch das Drücken der Drehzahl der als Antrieb des Schienenfahrzeuges dienenden Brennkraftmaschine auf die Drehzahl n1 erhöht sich das Drehmoment auf den Wert Ml. während sich die an den Wandlerkeislauf abgegebene Leistung N, auf Ni vermindert, so daß dementsprechend auch die in diesem gebildete Wärme verringert wird. Außer dieser günstigen Auswirkung des Drehzahldrückens auf die Erwärmung des Wandlerkreislaufes hat es noch den Vorzug, daß es dem Wandler ein im Bereich kleiner Sekundärdrehzahlen (beim Anfahren) ansteigendes Primär und Sekundärdrehmoment aufzwingt, wie in Abb. 1 die in gestrichelten Linien dargestellten Kurven f zeigen. Die sich aus dieser Eigenschaft derartig angeordneter bzw. ausgebildeter Wandler ergebenden Auswirkungen auf die Drehmomentenaufnahrne derselben gehen aus den Abb. 3 und 4 hervor.
  • Im Diagramm I der Abb. 3 sind die Primär- und Sekundärdrehmomente zweier gleichzeitig zur Wirkung gebrachter Wandlerkreisläufe aufgetragen, wobei die gestrichelten Kurven g' und h' die um die Drehmomente des zweiten Wandlerkreislaufes (voll ausgezogene Linien g, h) vergrößerten Primär- bzw. Sekundärdrehmomente Ml und Mi des ersten Wandlerkreislaufes als Ordinaten über dem Verhältnis der Sekundärdrehzahl n, zur Primärdrehzahl n" als Abszisse aufgetragen sind. Im zugehörigen Diagramm 11 sind die Drehmomente (Kurve i) der als Antriebsmotor des Triebfahrzeuges dienenden Brennkraftmaschine sowie die Primär- und Sekundärdrehmomente (Kurven j und k) der Wandler in Abhängig= keit von der Drehzahl n der Brennkraftmaschine aufgezeichnet. Aus diesen Diagrammen ist zu ersehen, daß sich beim Drücken der Drehzahl der Brennkraftmaschine von der Nenndrehzahl n. auf die kleinere Drehzahl n1 Primär- bzw. Sekundärdrehmomente M bzw. M' ergeben, die größer als die Primär= bzw. Sekundärdrehmomente M, und Ml' eines einzigen Wandlers sind.
  • In Abb. 4 Diagramm 111 sind die Primär und Sekundärdrehmomente in Abhängigkeit des Verhältnisses der Sekundärdrehzahl n. zur Primärdrehzahl n" Kurven d und »z) eines Wandlerkreislaufes dargestellt, bei dem durch eine Schaufelverstellung des Leitrades eine Erhöhung dieser Drehmomente zum Anfahrpunkt hin, bei dem n$/np=kleiner als 0,1 ist, erzielt wird (gestrichelte Kurven t und o). In dem nebenstehenden Diagramm IV ist der Verlauf der Primär-und Sekundärdrehmomente (Kurven p und r) des Wandlerkreislaufes und der Drehmomentenverlauf der Brennkraftmaschine (Kurve s) in Abhängigkeit von deren Drehzahl aufgezeichnet. Wie aus diesem Diagramm hervorgeht, ergeben sich durch das Drehzahldrücken der Brennkraftmaschine von der Nenndrehzahl n. auf eine kleinere Drehzahl n1 Drehmomente M und M' des Wandlers, die größer sind als das Primärdrehmoment M1 bzw. das Sekundärdrehmoment M1'.
  • In der Zeichnung sind des weiteren zwei Ausführungsbeispiele der Vorrichtung nach der Erfindung zum Zurückführen der Wandlerkreisläufe in den normalen Betriebszustand schematisch dargestellt. Es zeigt Abb.5 die Vorrichtung zum Entleeren des zum Anfahren herangezogenen zweiten Wandlerkreislaufes und Abb. 6 die Vorrichtung zum Zurückführen der Schaufeln des Leitrades aus der Anfahrstellung in die Normalstellung bei Verwendung nur eines Wandlers.
  • An die Pumpenwelle 1 der Wandlerkreisläufe 2 und 3 eines für Schienentriebfahrzeuge dienenden hydrodynamischen Getriebes der Föttinger-Bauart ist die in Abb. 5 nicht dargestellte, als Antriebsquelle vorgesehene Brennkraftmaschine unmittelbar oder über ein Zahnradvorgelege angeschlossen. Die Wandlerkreisläufe 2 und 3 bestehen in bekannter Weise aus den an die Pumpenwelle 1 angeschlossenen Primär-bzw. Pumpenrädern 4, den mit den Turbinenwellen 5 verbundenen Sekundär- bzw. Turbinenrädern 6 und den zwischen diesen Rädern angeordneten Leitschaufelrädern 7. Die Sekundärräder 6 sind über je eine Zahnräderübersetzung 8 mittels der Welle 9 miteinander verbunden. Erfindungsgemäß ist zum gleichzeitigen Füllen der Wandlerkreisläufe 2 und 3 eine Flüssigkeitspumpe 10 über ein Kegelräderpaar 10 a an die Pumpenwelle 1 angeschlossen. Um nach beendigtem Anfahrvorgang den Wandlerkreislauf 3 entleeren und den während der Fahrt des Schienentriebfahrzeuges erforderlichen Normalzustand herstellen zu können, bei dem jeweils immer nur ein Wandler in Wirksamkeit ist, wird die Flüssigkeitspumpe 10 über ein Schieberventil 11 mittels der Verbindungsleitung 12 mit beiden Kreisläufen verbunden. Ferner ist eine weitere Flüssigkeitspumpe 13 an die Welle 9 gleichfalls über ein Kegelräderpaar 9 a angeschlossen, von der aus die Leitung 14 zum Zuführen eines Druckmittels zum Druckraum 15 eines Druckzylinders 16 führt, dessen Kolben 17 unter dem Druck einer in dem dem Druckraum 15 gegenüberliegenden Raum 18 des Druckzylinders 16 angeordneten Schraubenfeder 19 steht und mit dem Sperrschieber 20 des Schieberventils 11 durch die Kolbenstange 21 verbunden ist. Beim Anfahren der Brennkraftmaschine werden beide Wandlerkreisläufe durch die Flüssigkeitspumpe 10 mit Flüssigkeit gefüllt und hierdurch eine Drehzahldrückung der Brennkraftmaschine hervorgerufen. Da beim Anfahren der Brennkraftmaschine die Sekundärräder 6 und somit auch die Flüssigkeitspumpe 13 stillstehen, wird der Kolben 17 mit dem Druckmittel nicht beaufschlagt, so daß die Schraubenfeder 19 den Schieber 20 in der Offenstellung hält. Sobald jedoch die Sekundärräder 6 angelaufen sind und die Flüssigkeitspumpe 13 durch die Welle 9 angetrieben wird, steigt der Flüssigkeitsdruck im Druckraum 15 des Druckzylinders 16 über den Gegendruck der Schraubenfeder 19 hinaus, wodurch der Kolben 17 sich entgegen der Kraft der Schraubenfeder 19 bewegt und das Schieberventil 11 in der Verbindungsleitung 12 durch den Schieber 20 schließt. Die Leistungsübertragung erfolgt nunmehr nur über den Wandlerkreislauf 2, wodurch die Drehzahldrückung der Brennkraftmaschine aufgehoben ist. Selbstverständlich muß der Wandlerkreislauf 3 nach dem Abschluß der Flüssigkeitszufuhr entleert werden. Die hierzu dienende Vorrichtung ist in der Zeichnung nicht dargestellt, weil sie zu der Fahrregeleinrichtung gehört.
  • Das in Abb. 6 dargestellte hydrodynamische Getriebe für ein Schienentriebfahrzeug weist nur einen einzigen Wandlerkreislauf auf, der sich von den Wandlerkreisläufen nach der Abb. 5 dadurch unterscheidet, daß das Leitschaufelrad 22 mit einer teilweise oder ganz verstellbaren Beschaufelung versehen ist. In der Zeichnung ist nur eine verstellbare, und zwar verdrehbare Leitschaufel 23 gezeichnet. Zum Verstellen dieser Schaufel ist ein Übertragungsgestänge vorgesehen, dessen Kegelradpaar 24 mittels eines Hebels 25, einer Schubstange 26 und einer Kolbenstange 27 mit dem Kolben 28 eines Druckzylinders 29 verbunden ist. Der Kolben 28 steht unter dem Druck einer Schraubenfeder 30, durch die die Leitschaufel 23 in einer solchen Stellung gehalten wird, daß das Anströmen der Wandlerflüssigkeit zum Primärrad 31 eine Drallverkleinerung hervorruft, die die DrehzahldrÜckung der Brennkraftmaschine bewirkt, wie sie zur Erhöhung der Anfahrzugkraft des Schienentriebfahrzeuges benötigt wird. Die Verstellung der Wandlerbeschaufelung kann auch in der Weise erfolgen, daß die Umlaufmenge der Wandlerflüssigkeit verändert wird. Die Wandlerbeschaufelung ist hierbei in der gleichen Weise wie der verstellbare Schaufelkranz von Francisturbinen zur Leistungsregelung ausgebildet. Dieser Regelung sind jedoch durch die Wirkungsgradbeeinflussung Grenzen gesetzt. Es hat sich indessen herausgestellt, daß bei einer nach den Gesetzen der Strömungslehre richtig ausgelegten Beschaufelung die Umlaufmenge der Wandlerflüssigkeit um etwa 20 % erhöht werden kann, ohne daß die hierbei auftretenden Verluste untragbar hoch werden. Der Druckraum 32 des Druckzylinders 29 ist über eine Leitung 33 mit einer von der Turbinenwelle 34 angetriebenen Flüssigkeitspumpe 35 verbunden. Sobald bei anlaufendem Sekundärrad 36 und damit auch der Flüssigkeitspumpe 35 der Druck der von ihr in den Druckraum 32 geförderten Flüssigkeit über den Gegendruck der Schraubenfeder 30 gestiegen ist, wird die Leitschaufel 23 durch den entgegen der Druckrichtung der Schraubenfeder 30 angehobenen Kolben 28 mittels der Übertragungsglieder 24 bis 27 im Sinne der Drallvergrößerung verstellt und hierdurch die im Anfahrzustand des Triebfahrzeuges bestehende Drehzahldrückung der Brennkraftmaschine aufgehoben. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß Wandlerkreisläufe mit verstellbarer Beschaufelung bereits bekannt sind, jedoch handelt es sich bei dieser bekannten Verstellbarkeit um eine Leistungsregelung zwischen der Nennleistung und den sich während des Fahrbetriebes ergebenden Teillasten derart, daß hierbei ein möglichst guter Wirkungsgrad auftritt, während es bei der Erfindung auf die Drehmomenterhöhung des hydrodynamischen Getriebes und damit der Zugkraftsteigerung beim Anfahren des Triebfahrzeuges sowie dabei gleichzeitig auf das Beseitigen der Wärmespitzen im Getriebe ohne Rücksicht auf den sich ergebenden Wirkungsgrad ankommt.
  • Die Ansprüche 2 bis 4 sind echte Unteransprüche und gelten nur im Zusammenhang mit dem Anspruch 1.

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum Erhöhen des Anfahrdrehmomentes eines hydrodynamischen, bei unveränderlicher Primärdrehzahl ein konstantes Primärdrehmoment innerhalb eines Drehzahlbereiches, bei dem das Verhältnis der Sekundärzur Primärdrehzahl etwa 0,1 bis 1,0 beträgt, aufweisenden Getriebes, insbesondere für Schienentriebfahrzeuge, durch Drücken der Drehzahl einer mit diesem Getriebe verbundenen Brennkraftmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorhandensein mehrerer Wandlerkreisläufe mindestens zwei Kreisläufe gemeinsam gefüllt und dadurch gleichzeitig zur Drehmomentenerhöhung herangezogen werden, während bei Vorhandensein nur eines Kreislaufes die in dem angegebenen Drehzahlbereich übliche Schaufelstellung beim Anfahren so verändert wird, daß die Anströmrichtung zum Primärrad im Sinne einer Veränderung der Komponenten der in Umfangsrichtung liegenden Absolutgeschwindigkeit der Getriebeflüssigkeit geändert und ihr Umlauf in der Zeiteinheit damit erhöht wird.
  2. 2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verändern der Beschaufelung mindestens ein in den Strömungsweg der Wandlerflüssigkeit einschiebbares, für eine größere Umlaufmenge oder veränderte Anströmrichtung zum Primärrad ausgebildetes Schaufelrad vorgesehen ist.
  3. 3. Vorrichtung zum Zurückführen der Schaufeln aus der Anfahrstellung nach Anspruch 1 in die Normalstellung, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung eine vom Sekundärrad (36) des Getriebes angetriebene Flüssigkeitspumpe (35) sowie ein von dieser einseitig beaufschlagter und entgegen der Wirkung einer Schraubenfeder (30) verschiebbarer Kolben (28) vorgesehen ist, der über ein Übertragungsgestänge (Kolbenstange 27, Schubstange 26, Hebel 25, Kegelräder 24) mit den verstellbaren Leitschaufeln. (23) verbunden ist.
  4. 4. Vorrichtung zum Füllen und Absperren des zum Anfahren gemäß Anspruch 1 herangezogenen zweiten Wandlerkreislaufes, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorrichtung eine von den Sekundärrädern (6) des Getriebes angetriebene Flüssigkeitspumpe (13) sowie ein von dieser einseitig beaufschlagter und entgegen der Wirkung einer Schraubenfeder (19) verschiebbarer Kolben (17) vorgesehen ist, der über die Kolbenstange (21) mit einem in. einer Verbindungsleitung (12) zwischen den beiden Wandlerkreisläufen (2 und 3) angeordneten Sperrschieber (20) verbunden ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 900 703, 882163, 881910; H. Reichenbächer, »Gestaltung von Fahrzeuggetrieben«, Springer-Verlag, Januar 1955, S. 138.
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