DE2503804A1

DE2503804A1 - Antriebsvorrichtung

Info

Publication number: DE2503804A1
Application number: DE19752503804
Authority: DE
Inventors: Noel Runnels-Moss
Original assignee: RUNNELS MOSS NOEL
Current assignee: RUNNELS MOSS NOEL
Priority date: 1974-01-31
Filing date: 1975-01-30
Publication date: 1975-08-07

Description

"Antriebsvorrichtung" Die Erfindung betrifft einen Antrieb für Straßen- und andere Fahrzeuge und insbesondere ein vcrbessertes System, wobei die Energie, die normalerweise verloren ist, wenn ein Fahrzeug bremst, wiedergewonnen und gespeichert wird, so daß eine wirksamere Verwendung der Leistung von der Antriebsmaschine des Fahrzeuges erzielt wird.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein solches Antriebssystem, bei welchen die Antriebsmaschine mit einer konstanten optimalen Geschwindigkeit betrieben werden kann, so daß ein noch größerer Wirkungsgrad erzielt werden kann.
Die Erfindung ist insbesondere anwendbar bei Fahrzeugen der Art, welche häufig gestoppt und gestartet werden müssen, wie beispielsweise Züge, Omnibusse, Taxis, Auslieferungsfahrzeuge, Gabelstapler u.dgl. und besonders für Fahrzeuge, bei denen die Antriebsmaschine ein batteriebetriebener Elektromotor oder - Motoren ist.
Die Erfindung schafft eine hydraulische Transmission zwischen einem Fahrzeugantriebsmotor und einem Straßenrad oder -rädern, welche eine variable, hydraulische Motor/Pumpeneinheit umfaßt, die mit dem Rad oder Rädern verbunden ist und angeordnet ist, um sie anzutreiben und ebenfalls ein Bremsen des Fahrzeuges zu bewirken, indem sie von dem Rad oder den Rädern getrieben wird, um hydraulische Flüssigkeit unter Druck zu einem Hochdruck-Hydraulikspeicher zu pumpen.
Bei einer besonderen Ausführungsform umfaßt ein Fahrzeugantriebssystem gemäß der Erfindung eine Antriebsmaschine, die so angeordnet ist, um eine hydraulische Pumpe zu betreiben, einen im Betrieb mit der Pumpe verbundenen Hochdruckhydraulikspeicher, eine hydraulische Motor/Pumpe variabler Förderung, welche von der Druckflüssigkeit aus dem Speicher antreibbar ist, um ein Fahrzeugrad oder -räder eines Fahrzeuges anzutreiben oder davon angetrieben zu werden, einen Behälter zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu der hydraulischen Pumpe und zum Aufnehmen von Flüssigkeit aus der hydraulischen Motor/Pumpe, eine Beschleunigungssteuerung zum Variieren der Geschwindigkeit der hydraulischen Motor/Pumpe während des Antreibens und eine Bremsensteuerung, welche die Motor/ Pumpe steuert, während sie als Pumpe arbeitet und von dem Fahrzeugrad oder den -rädern angetrieben wird.
Zweckmäßig ist Motor/Pumpe von der Art einer Taumelscheibe und die Beschleunigersteuerung, beispielsweise ein herkömmliches Pedal ist angeordnet, um den Winkel der Taumelscheibe von neutraler zu voller Antriebslage zu variieren. Die Bremsensteuerung, beispielsweise ein Bremspedal ist angeordnet, um den Taumelscheibenwinkel von einer neutralen Lage zu einer maximalen Abgabepumpenlage zu steuern. Alternativ kann die Motor/Pumpe variabler Geschwindigkeit ventilgesteuert sein.
Die Anordnung ist so, daß wenn die Beschleunigersteuerung betätigt wird, um ein Bewegen und ein Beschleunigen des Fahrzeuges einzuleiten, Arbeitsflüssigkeit von dem Hochdruchspeicher oder der hydraulischen Pumpe zu der Motor/Pumpeneinheit geliefert wird, welche als Motor arbeitet und das 'Fahreug antreibt Wenn eine geforderte beständige Bewegung erreicht ist, treibt die Antriebsmaschine und ihre Pumpe die Motor/Pumpe (als ein Motor) an, um einen Antrieb aufrecht zu erhalten. Wenn die Bremssteuerung betätigt wird, wird die Funktion von Motor/Pumpe umgekehrt, so daß sie von dem Straßenrad oder den Rädern des Fahrzeuges getrieben wird und Druckflüssigkeit zurück in den Hochdruckspeicher aus dem Druchflüssigkeitsbehälter pumpt. Die Bremskraft steht im Verhältnis zu der Pumpenleistung.
Die Antriebsmaschine kann so angeordnet sein, daß sie mit einer konstanten optimalen Geschwindigkeit betrieben wird, so daß eine maximale Kraftstoffleistung zu jeder Zeit erhalten wird. Alle hohen Energieforderungen, die beim Starten und Beschleunigen vorkommen, können durch den Hochdruckhydraulikspeicher kompensiert werden. Die durch Bremsen erzeugte Energie wird in dem Speicher gespeichert.
Weiterhin schafft das System eine endlos variable Geschwindigkeitssteuerung ohne die Notwendigkeit, Getriebegehäuse oder eine Kupplung zu verwenden.
Bei einer anderen Ausführungsform kann die zuerst erwähnte Hydraulikpumpe fortgelassen werden, die Antriebsmaschine die hydraulische Motor/Pumpeneinheit über eine Kupplungseinrichtung antreiben und die Motor/Pumpeneinheit angeordnet sein, um das Fahrzeugrad oder die Räder durch eine Kupplungseinrichtung anzutreiben. oder davongetrieben zu werden.
Steuerungen, die automatisch oder halbautomatisch im Betrieb sein können, sind bezüglich den Kupplungen vorgesehen, so daß sie wahlweise betätigt werden können, in Abhängigkeit davon, ob das Fahrzeug angetrieben oder abgebremst wird.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung ist das Fahrzeugantriebssystem gezeigt und umfaßt einen Elektromotor 10, eine Reihe uon Batterien 11 zum Zuführen von elektrischer Energie zu dem Motor über Leitungen 12, eine Hydraulikpumpe 13 und einen Hochdruchhydraulikspeicher 14. Es sei selbstverständlich hervorgehoben, daß elektrische Energie für den Motor 10 von einer Einrichtung anders als einer Reihe von Batterien abgeleitet werden kann. Beispielsweise kann ein Elektro zug Energie von einer Stromschiene oder Oberleitungen ableiten. Ein Behälter 15 für Druckflüssigkeit ist vorzugsweise auf atmosphärischem Druck gehalten, und eine hydraulische Motor/Pumpeneinheit 16 ist undlos variabel zwischen vollem Antrieb und vollem Pumpen. Ein Pahrzeugstraßenrad 17 ist im Betrieb mit einer Antriebswelle 16a der Einheit 16 verbunden. 18 und 19 bezeichnen entsprechend die Beschleuniger- und Bremssteuerungen des Fahrzeuges, welche iiber ein Gelcnlr oder Steuerkabel 20 mit einer Ventil- ode Taumelscheibensteuereinrichtung 16b der Einheit 16 verbunden sind. Der Hydraulikkreis umfaßt eine Leitung oder Leitungen 21, welche die hydraulische Pumpe 13 mit dem Speicher 14 verbinden, eine Leitung oder Leitungen 22 zum Zuführen von Arbeitsflüssigkeit zu der Motor/Pumpeneinheit 16, eine Leitung oder Leitungen 23 zum Rückführen von Druchflüssigkeit aus der Einheit 16 zu dem Behälter 15 und umgekehrt und eine Leitung 24 zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu dem Motor 13. Wie es erkennbar ist, kann der Elektromotor 10 mit einer konstanten optimalen Geschwindigkeit betrieben werden, wobei gespeicherte Energie aus dem Speicher 14 verwendet werden kann, um eine Bewegung und ein Beschleunigen des Pahrzeuges einzuleiten. Alle Bremsoperationen dienen dazu, die Motor/ Pumpeneinheit 16 wnzukehren, so daß Flüssigkeit aus dem Behälter 15 unter Druck zu dem Speicher 14 gepumpt wird.
Die Motor/Pumpe 16, wenn sie pumpt, arbeitet wirksam, um das Fahrzeug abzubremsen. Druckbegrenzungs- und Regelventile sind selbstverständlich vorgesehen, wenn sie, in dem hydraulischen Kreis notwendig sind.
Obwohl die Erfindung insbesondere in Bezug auf ein Antriebssystem beschrieben ist, wobei ein Elektromotor als seine Antriebsmaschine verwendet wird, soll die Erfindung nicht hierauf beschränkt sein, da jede andere Art einer Antriebsmaschine verwendet werden kann, beispielsweise ein Verbrennungsmotor.
Die Erfindung schafft ein Antriebs system, welches ermöglicht, daß eine Antriebsmaschine zu jeder Zeit mit ihrer optimalen, wirksamsten Geschwindigkeit läuft, während gleichzeitig die Energie wiedergewonnen und gespeichert wird, die normalerweise verloren geht, wenn das Fahrzeug bremst. Es sei hervorgehoben, daß eine beträchtliche Energiewirtschaftlichkeit somit erzielbar ist und daß kleinere Energie einheiten verwendet werden können, als sie gewöhnlicherweise notwendig sind. Beispielsweise benötigt ein Hochleistungspassagierfahrzeug zweckmässig ungefähr 100 Bremspferdestärken, um zu starten und zu beschleunigen und benötigt demzufolge eine Antriebsmaschine, welche diese Kapazität hat. Bei dem erfindungsgemässen System kann eine Antriebsmaschine, welche kontinuierlich lediglich ungefähr 20 Bremspferdestärken liefern kann, verwendet werden, wobei die hohe Leistung, die zum Starten und zum Beschleunigen erforderlich ist, von.dem Hochdruckspeicher geliefert wird, in welchem Energie jedesmal gespeichert wird, wenn das Fahrzeug abgebremst wird.

Claims

Ansprüche

1.) Antreibsvorrichtung in oder für ein Fahrzeug, mit einem hydraulischen Übertragungssystem zwischen der Pahrzeugantriebsmaschine und einem Straßenrad oder Rädern, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungssystem eine hydraulische Motor/Pumpeneinheit variabler Abgabe und einen Hochdruckhydraulikspeicher umfaßt, daß die Motor/Pum peneinheit-in ihrer Betriebsart als Motor angeschlossen und angeordnet ist, um das Rad oder die Räder anzutreiben, um das Fahrzeug anzutreiben und in ihrer Betriebsart als Pumpe ein Bremsen des Fahrzeuges bewirkt, indem sie von dem Rad oder den Rädern angetrieben wird, wobei bei der letzteren Be-triebsart die Motor/Pumpeneinheit hydraulische Flüssigkeit unter Druck zu dem Hochdruckspeicher pumpt.

2.) Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebsmaschine zum Antreiben einer hydraulischen Pumpe vorgesehen ist, daß der Hochdruckspeicher im Betrieb mit der Pumpe verbunden ist, daß die hydraulische Motor/Pumpeneinheit variabler Abgabe angeordnet ist, um von Druckflüssigkeit aus dem Speicher oder aus der Hydraulikpumpe angetrieben zu werden und ein Straßenrad oder Straßenräder des Fahrzeuges anzutreiben oder davon angetrieben zu werden, daß ein Behälter zum Zuführen von Druckflüssigkeit zu der hydraulischen Pumpe und zum Aufnehmen von Flüssigkeit aus der hydraulischen Motor/Pumpe vorgesehen ist, daß eine Beschleunigersteuerung zum Variieren der Geschwindigkeit der Motor/Pumpe während des Antreibens und eine Bremssteuerung vorgesehen ist, welche cie Motor/Pumpe steuert, während sie als Pumpe arbeitet und von dem Fahrzeugrad oder den Rädern angetrieben wird.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Motor/Pumpe von der Art einer Taumelscheibe ist, daß die Beschleunigersteuerung angeordnet ist, um den Winkel der Taumelscheibe von neutraler zu voller Antriebs lage zu variieren, und daß die Bremssteuerung angeordnet ist, um den Taumelscheibenwinkel von neutraler Lage zu maximaler Abgabe-Pumpenlage zu steuern.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hydraulische Motor/Pumpeneinheit ventilgesteuert ist.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine angeordnet ist, um die hydraulische Motor/Pumpe über eine Kupplungseinrichtung anzutreiben, daß die Motor/Pumpe angeordnet ist, um ein Straßenrad oder Räder eines Fahrzeuges über eine Kupplungseinrichtung anzutreiben oder davon angetrieben zu werden, und daß eine automatische oder halbautomatische Steuereinheit bezüglich den Kupplungen vorgesehen ist, so daß sie wahlweise in Abhängigkeit davon betätigt werden, ob das Fahrzeug angetrieben oder abgebremst wird.

6.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine ein Elektromotor ist.

7.) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine ein Verbrennungsmotor ist.