DE2750727A1 - Gear between IC engine and auxiliaries - has stepless adjustable transmission using speed governor - Google Patents

Gear between IC engine and auxiliaries - has stepless adjustable transmission using speed governor

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DE2750727A1 DE19772750727 DE2750727A DE2750727A1 DE 2750727 A1 DE2750727 A1 DE 2750727A1 DE 19772750727 DE19772750727 DE 19772750727 DE 2750727 A DE2750727 A DE 2750727A DE 2750727 A1 DE2750727 A1 DE 2750727A1
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Abstract

The drive unit uses an i.c. engine and at least one auxiliary set driven by it, as in automotive applications. Between the engine (1) and the auxiliary unit (12, 13, 14) a gear is arranged which has variable transmission dependent upon engine speed. The gear (3) in order to maintain a very constant independent auxiliary unit (12, 13, 14) speed, has a transmission which is stepless adjustable by means of a speed governor (6). Several auxiliary units (12, 13, 14) are arranged in a series, module fashion, on a common shaft (8) which passes through all of them.

Description

AUDI NSU AUTO UNION 8O7O Ingolstadt, O9.II.1977AUDI NSU AUTO UNION 8O7O Ingolstadt, O9.II.1977

Aktiengesellschaft IP 1497 Neu/LAktiengesellschaft IP 1497 New / L

Postfach 220
8O7O IngolstadtP.O. Box 220
8O7O Ingolstadt

Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und antreibbaren HilfsaggregatenDrive unit with an internal combustion engine and drivable auxiliary units

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und wenigstens einem von dieser drehantreibbaren Hilfsaggregat, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge .The invention relates to a drive unit with an internal combustion engine and at least one of this which can be driven in rotation Auxiliary unit, preferably for motor vehicles.

Bei herkömmlichen Brennkraftmaschinen v/erden die für den Betrieb der Brennkraftmaschine und z. B. eines Kraftfahrzeuges erforderlichen Hilfsaggregate, wie Lichtmaschine, ölpumpe, Wasserpumpe, Klimakompressor, Servopumpe etc., direkt über Keilriemen, Zahnriemen oder Zahnradgetriebe angetrieben. Insbesondere Brennkraftmaschinen in Kraftfahrzeugen werden mit sehrIn conventional internal combustion engines v / ground for the operation of the internal combustion engine and z. B. one Motor vehicle required auxiliary units, such as alternator, oil pump, water pump, air conditioning compressor, Servo pump etc., driven directly via V-belts, toothed belts or gear drives. In particular internal combustion engines in motor vehicles will be with very

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unterschiedlichen Drehzahlen von ca. 900 bis 7000 U/min betrieben. Bei der direkten Ankupplung an die Brennkraftmaschine schwanken die Drehzahlen der Hilfsaggregate im gleichen Verhältnis wie die der Brennkraftmaschine. Die meisten Hxlfsaggregate haben in mittleren Drehzahlbereichen ein Wirkungsmaximum. Das hat nachteilig zur Folge, daß bei einem Antrieb mit unterschiedlichen Drehzahlen die Hilfsaggregate in weiten Drehzahlbereichen unwirtschaftlich arbeiten. Bei hohen Drehzahlen steigt zusätzlich die mechanische Belastung und der Verschleiß der Hilfsaggregate .operated at different speeds from approx. 900 to 7000 rpm. With direct coupling to the internal combustion engine the speeds of the auxiliary units fluctuate in the same ratio as that of the internal combustion engine. Most auxiliary units have a maximum effect in the medium speed ranges. That has disadvantageous with a drive with different speeds, the auxiliary units in wide Speed ranges work uneconomically. At high speeds, the mechanical load also increases and the wear and tear of the auxiliary equipment.

Ss ist bekannt (OS 14 76 110) Hilfsaggregate mit konstanter Drehzahl zu betreiben. Dabei wird durch eine von der Brennkraftmaschine direkt angetriebene Lichtmaschine ein Elektromotor gespeist, der mit konstanter Drehzahl eine für die Hilfsaggregate gemeinsame Welle antreibt.Ss is known (OS 14 76 110) auxiliary units with constant Speed to operate. This is done by an alternator driven directly by the internal combustion engine an electric motor is fed, which has a shaft common to the auxiliary units at constant speed drives.

Eine Eigenheit dieser Anordnung ist, daß die Lichtmaschine direkt von der Brennkraftmaschine angetrieben wird und deren Drehzahländerungen mitmacht. Der Wirkungsgrad einer Lichtmaschine ist jedoch stark drehzahlabhängig und hat bei üblicher Auslegung im unte-A peculiarity of this arrangement is that the alternator is driven directly by the internal combustion engine and participates in their speed changes. However, the efficiency of an alternator is strongly dependent on the speed and, with the usual interpretation, has

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ren bis mittleren Drehzahlbereich ein Haximum. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine auiüarhalb des Maximumbereiches wird der verschlechterte Wirkungsgrad der Lichtmaschine auf alle Hilfsaggregate übertragen, wobei der für die Umsetzung der elektrischen Leistung aus der Lichtmaschine in mechanische Drehbewegung erforderliche Elektromotor zusätzliche Leistungsverluste bringt. Daher hat die gesamte Antriebseinheit in weiten Drehzahlbereichen nur einen geringen Wirlcunggrad.A maximum up to the middle speed range. During operation of the internal combustion engine outside the maximum range the deteriorated efficiency of the alternator is transferred to all auxiliary units, whereby the Electric motor required to convert the electrical power from the alternator into mechanical rotary motion brings additional performance losses. Therefore, the entire drive unit has a wide speed range only a low degree of efficiency.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin eine Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und wenigstens einem von dieser drehantreibbaren Hilfsaggregat, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, zu schaffen, die bei einfachem kostengünstigem Aufbau besonders wirtschaftlich arbeitet.The object of the invention is a drive unit with an internal combustion engine and at least one of these rotatably drivable auxiliary unit, preferably for motor vehicles, to create the simple inexpensive construction works particularly economically.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß zwischen der Brennkraftmaschine und dem Hilfsaggregat ein Getriebe mit in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine veränderbarer übersetzung angeordnet ist.The object of the invention is achieved in that between the internal combustion engine and the auxiliary unit Gear is arranged with a variable ratio depending on the speed of the internal combustion engine.

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Hit einen solchen Getriebe ist es möglich, die Drehzahl der Hilfsaggregate einschließlich der Lichtmaschine bei hohen Drehzahlen der Brennkraftmaschine zu vermindern und/oder die Drehzahl der Hilfsaggregate bei niederen Drehzahlen der Brennkraftmaschine zu erhöhen, um die Hilfsaggregate ständig mit einer Drehzahl zu betreiben, die einen guten Wirkungsgrad ergibt. Es hat sich gezeigt, daß bei Einsatz der erfindungsgemäßen Antriebseinheit in Kraftfahrzeugen mit komfortabler Ausstattung (Servosystemen, Klimaanlage etc.) in hohen Drehzahlbereichen bis zu 1Ϊ7 % der Leistung der Brennkraftmaschine für den Betrieb der Hilfsaggregate eingespart werden kann und somit für den Antrieb des Fahrzeuges zur 1^.:- fügung steht.Hit such a transmission, it is possible to reduce the speed of the auxiliary units including the alternator at high engine speeds and / or to increase the speed of the auxiliary units at low engine speeds in order to continuously operate the auxiliary units at a speed that is good Efficiency results. It has been shown that when the drive unit according to the invention is used in motor vehicles with comfortable equipment (servo systems, air conditioning, etc.) in high speed ranges, up to 17 % of the power of the internal combustion engine can be saved for the operation of the auxiliary units and thus for driving the vehicle 1 ^.: - fortune stands.

Die einfachste Ausführungsform enthält ein schaltendes Getriebe, das bei hohen Drehzahlen von Hand geschaltet wird und die Drehzahl der Hilfsaggregate vermindert. Dadurch wird zusätzliche Leistung, z. B. zur Steigerung der Höchstgeschwindigkeit eines Kraftfahrzeuges, frei. Die Standzeiten der Hilfsaggregate werden durch den geringeren Verschleiß bei niederen Drehzahlen höher. InThe simplest embodiment contains a shifting transmission that shifts by hand at high speeds and the speed of the auxiliary equipment is reduced. This means additional power, e.g. B. to increase the maximum speed of a motor vehicle, free. The service lives of the auxiliary units are reduced by the shorter Wear at lower speeds is higher. In

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einen besseren Ausführungsform wird durch einen Hegler, z. B. einen Fliehkraftregler das Getriebe in
Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine verstellt. a better embodiment is provided by a Hegler, e.g. B. a centrifugal governor in the transmission
Adjusted depending on the speed of the internal combustion engine.

Vorteilhaft wird ein Getriebe mit stufenlos verstellbarer übersetzung verv/endet und die Drehzahl der Hilfsaggregate weitgehend konstant gehalten. Dabei können
die Hilfsaggregate auf die konstante Drehzahl in Wirkungsgrad und mechanisch optimal ausgelegt werden.Advantageously, a gear with continuously variable ratio is used / ends and the speed of the auxiliary units is kept largely constant. Here you can
the auxiliary units are designed for the constant speed in terms of efficiency and mechanically optimally.

Vorteilhaft wird als stufenlos verstellbares Getriebe ein drehzahlgeregeltes Umhiillungs- oder Umschlingungsgetriebe verwendet, das sich als Variotrieb im Kraftfahrzeugbau bereits "bewährt hat und preisgünstig herstellbar ist (Zeitschrift: ATZ, Automobiltechnische
Zeitschrift, 66. Jahrgang, Heft 10, Oktober 196A-, Seite 306 "Stufenlose automatische Fahrzeuggetriebe").Advantageously, the continuously variable transmission used is a speed-controlled belt or belt transmission which has already proven itself as a vario drive in motor vehicle construction and can be manufactured inexpensively (magazine: ATZ, Automobiltechnische
Journal, Volume 66, Issue 10, October 196A-, Page 306 "Continuously variable automatic vehicle transmissions").

In Kraftfahrzeugen eignen sich insbesondere die Lichtmaschinen, die Servopumpe für die Lenkung, der Klimakompressor, die ITiveauregelungspumpe, bei verschiedenenIn motor vehicles, the alternators, the servo pump for the steering, the air conditioning compressor, the level control pump, with different

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Kraftstoffeinspritzvorrichtungen die Kraftstoffpumpe und je nach Ausführung der Brennkraftmaschine auch ein thernostatgesteuerter Kühlventilator, die ölpumpe und die Wasserpumpe für den Antrieb mit weitgehend konstanter Drehzahl.Fuel injection devices, the fuel pump and, depending on the design of the internal combustion engine, also a thermostat-controlled cooling fan, the oil pump and the water pump for the drive with largely constant speed.

Sin vorteilhafter Aufbau der Antriebseinheit ergibt sich, wenn die Hilfsaggregate auf der gemeinsamen Antriebswelle oder einem Aggregateträger in Modulbauweise aufsteck- und aufreihbar sind und miteinander fest verbunden eine Hilfsaggregatebaugruppe bilden. Dabei werden je nach Ausstattung z. B. eines Fahrzeuges mehr oder weniger Hilfsaggregate aneinandergereiht. Bei einer solchen Anordnung können unterschiedliche Ausführungsformen von Fahrzeugen am Kontageband einfach und montagezeitverkürzend berücksichtigt v/erden oder die Hilfsaggregatebaugruppe kann getrennt vom Endmontageband vorgefertigt werden. Zusätzlich ergibt sich ein übersichtlicher, service- und reparaturfreundlicher Aufbau.An advantageous structure of the drive unit results when the auxiliary units are on the common drive shaft or a subframe in modular design. and can be lined up and firmly connected to one another to form an auxiliary unit assembly. In doing so, each according to equipment z. B. a vehicle more or less auxiliary units lined up. With such a Different embodiments of vehicles on the contour belt can be arranged in a simple manner and shortens the assembly time taken into account or the auxiliary unit assembly can be prefabricated separately from the final assembly line will. In addition, there is a clear, service and repair-friendly structure.

Da in der oben beschriebenen Ausführungsform die Länge der Antriebswelle die maximale Bestückung mit angereihtenSince in the embodiment described above, the length of the drive shaft has the maximum equipment with lined up

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Hilfsaggregaten bestimmt, wird vorteilhaft die './eile geteilt in der ?orra,daß jedes Hilfsaggregat ein wellenteil enthält und mit einen vorgeordneten Hilfsaggregat gekuppelt ist.Auxiliary units determined, the './eile divided in the orra that every auxiliary unit is a part of the shaft contains and with an upstream auxiliary unit is coupled.

Es ist vorteilhaft jedes Wellenteil in einem Hilxsaggregat nur einmal in der Ilähe der Ankuppelstelle zu lagern. Die zweite Lagerung des './ellenteiles übernimmt das anschließend angereihte Hilf saggregat, wobei das letzte Hilfsaggregat in der Reihe entweder z\je± Lagerstellen benötigt oder ein Lagerbaustein den Abschluß der Heihe bildet.It is advantageous to store each shaft part in a Hilxsaggregat only once in the area of the coupling point. The second storage of the './elleeiles is taken over by the subsequently lined-up auxiliary unit, the last auxiliary unit in the series either requiring z \ each ± bearing points or a bearing block to complete the Heihe.

Der Aufbau der Hilfsaggregate als Hilfsaggregatebaugruppe in Reihenform und Hodulbauweise läßt sich vorteilhaft auch in Anordnungen ohne Getriebe zwischen Brennkraftmaschine und Hilfsaggregaten ausführen.The structure of the auxiliary units as an auxiliary unit assembly in row form and modular construction can be advantageous also run in arrangements without a gearbox between the internal combustion engine and auxiliary units.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und näher beschrieben.An embodiment of the invention is shown in the drawing shown and described in more detail.

Die Figur zeigt in schematischer Darstellung eine Brennkraftmaschine, einen Variotrieb und eine Hilfsaggregatebaugruppe. The figure shows a schematic representation of an internal combustion engine, a Vario drive and an auxiliary unit assembly.

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Ein Variotrieb 3, bestehend aus Kegelscheiben 4, Kegelscheiben 5> einem Drehzahlregler 6 und einem Keilriemen 7, ist über eine Brennkraftmaschine 1 mit einer Kurbelwelle 2 antreibbar. Die Kegelscheiben 5 sind mit einer Welle 8 mit Vellenteilen 9, 10, 11 in Hilfsaggregaten 12, 13, 14 verbunden. Die Hilfsaggregate sind mit Schrauben 15 zu einer Hilfsaggregatebaugruppe 1S zusammengeschraubt und auf einem Hilfsaggregateträger 29 befestigt. Die Wellenteile 9, 10, 11 sind in Lagern 17,18, 19 und in einem Lagerbaustein 20 mit Lager 21 gelagert und über Kupplungen 22, 23, 24, 25 bewegungsübertragend verbunden. Sin Kühlerventilator 26 wird durch einen Thermostat 27 über eine Kupplung 28 gesteuert.A Vario drive 3, consisting of conical disks 4, conical disks 5> a speed controller 6 and a V-belt 7 is via an internal combustion engine 1 with a crankshaft 2 drivable. The conical disks 5 are with a shaft 8 with shaft parts 9, 10, 11 in auxiliary units 12, 13, 14 connected. The auxiliary units are with screws 15 screwed together to form an auxiliary unit assembly 1S and attached to an auxiliary unit support 29. The shaft parts 9, 10, 11 are in bearings 17, 18, 19 and mounted in a bearing module 20 with bearing 21 and connected in a movement-transmitting manner via clutches 22, 23, 24, 25. Sin radiator fan 26 is controlled by a thermostat 27 controlled via a clutch 28.

Je nach Betrieb der Brennkraftmaschine 1 überträgt die Kurbelwelle 2 unterschiedliche Drehzahlen auf die Kegelscheiben 4 des Variotriebes 3· Die insgesamt vier Kegelscheiben 4, 5 werden von einem umschlingenden Übertragungsmittel, einem Keilriemen 7» umhüllt. Durch AbStandsveränderungen oder durch axiale Verschiebung der Kegelscheiben 3, 4, durch den Regler 6 werden die jeweils wirksamen Umlaufradien der Kegelscheiben so verändert, daß die Abtriebsdrehzahl an den Kegelscheiben 5 weitgehend konstant gehalten wird.Depending on the operation of the internal combustion engine 1, the crankshaft 2 transmits different speeds to the conical disks 4 of the vario drive 3 a V-belt 7 »enveloped. By changing the distance or by axial displacement of the conical disks 3, 4, through the controller 6, the respective effective circumferential radii of the conical disks are so changed so that the output speed at the conical pulleys 5 is kept largely constant.

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Die Hilfsaggregate 12, 13, 14 werden, sonit nit weitgehend konstanter Geschwindigkeit über die !Jelle 8 angetrieben. Die einzelnen Hilfsaggregate 12, 13, 14 und der Lagerbaustein 20 werden auf dem Hilfsaggregateträger 29 aufgereiht und die Wellenteile 9» 10, 11 über die Kupplungen 22, 23, 24, 25 bewegungsübertragend
verbunden. Jedes Hilfsaggregat wird mit Schrauben 15 an dem weiter in Richtung Getriebe liegenden Hilfsaggregat zu einer Baugruppe verschraubt.The auxiliary units 12, 13, 14 are, so nit largely constant speed over the ! Jelle 8 powered. The individual auxiliary units 12, 13, 14 and the bearing block 20 are lined up on the auxiliary unit carrier 29 and the shaft parts 9 »10, 11 transmit movement via the clutches 22, 23, 24, 25
tied together. Each auxiliary unit is screwed with screws 15 to the auxiliary unit lying further in the direction of the transmission to form an assembly.

Ein Kühlventilator wird über eine von dem Thermostat 27 gesteuerte Kupplung 23 bei "Überschreitung einer
Solltemperatur an die V/elle 8 angekuppelt.A cooling fan is activated by a clutch 23 controlled by the thermostat 27 when a
Target temperature coupled to V / elle 8.

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Claims (7)

AUDI NSU AUTO UNION 80?0 Ingolstadt, 09.11.1977AUDI NSU AUTO UNION 80? 0 Ingolstadt, November 9th, 1977 Aktiengesellschaft IP 1497 Neu/LAktiengesellschaft IP 1497 New / L Postfach 220
8070 IngolstadtP.O. Box 220
8070 Ingolstadt Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine
und antreibbaren HilfsaggregatenDrive unit with an internal combustion engine
and drivable auxiliary units PatentansOrüchePatent claims ,1^,Antriebseinheit mit einer Brennkraftmaschine und wenigstens einem von dieser drehantreibbaren Hilfsaggregat, vorzugsweise für Kraftfahrzeuge, dadurch
gekennzeichnet, daß zwischen der Brennkraftmaschine (1) und dem Hilfsaggregat (12, 13, 14) ein Getriebe (3) mit in Abhängigkeit der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) veränderbarer Übersetzung angeordnet
ist., 1 ^, drive unit with an internal combustion engine and at least one of this rotationally driven auxiliary unit, preferably for motor vehicles, thereby
characterized in that between the internal combustion engine (1) and the auxiliary unit (12, 13, 14) a gear (3) is arranged with a gear ratio that can be changed as a function of the speed of the internal combustion engine (1)
is. 909820/0253909820/0253 -2--2- ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED 2. Antriebseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Getriebe (3) zur Aufrechterhaltung einer weitgehend konstanten, von der Drehzahl der Brennkraftmaschine (1) weitgehend unabhängigen Drehzahl des Hilfsaggregates (12, 13, 14) eine durch einen Drehzahlregler (6) geregelte stufenlos verstellbare Übersetzung aufweist. 2. Drive unit according to claim 1, characterized in that the transmission (3) to maintain a largely constant, from the speed of the internal combustion engine (1) largely independent speed of the auxiliary unit (12, 13, 14) is regulated by a speed controller (6) Has continuously adjustable translation. 3. Antriebseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das stufenlos verstellbare Getriebe (3) ein an sich bekanntes ünhüllungs- oder Umschlingungsgetriebe (Variotrieb) ist.3. Drive unit according to claim 2, characterized in that the continuously variable transmission (3) is a known wrapping or looping gear (Vario drive). 4. Antriebseinheit nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hilfsaggregate (12, 13, 14·) auf einer gemeinsamen durchgehenden Welle (8) in Modulbauweise aufgereiht sind.4. Drive unit according to claim 1 to 3 »characterized in that that several auxiliary units (12, 13, 14 ·) are lined up on a common continuous shaft (8) in modular design. 5· Antriebseinheit nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Welle (8) geteilt ist und jedes Hilfsaggregat (12, 13, 14-) über einen ihm zugeordneten Wellenteil (9, 10, 11) mit einem vorgeordneten Hilfsaggregat gekuppelt ist.5 · Drive unit according to claim 4, characterized in that that the common shaft (8) is divided and each auxiliary unit (12, 13, 14-) over one of them associated shaft part (9, 10, 11) is coupled to an upstream auxiliary unit. 909820/0253909820/0253 -3--3- 6. Antriebseinheit nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Wellenteile (9, 10, 11) an dem jeweils zugehörigen Hilfsaggregat nur ein Lager (17» 18, 19) aufweisen und ein zweites Lager für das jeweilige Wellenteil durch ein benachbartes Hilfsaggregat (12, 13, 14) gebildet ist.6. Drive unit according to claim 5 »characterized in that that one or more shaft parts (9, 10, 11) on the respective associated auxiliary unit only one bearing (17 »18, 19) and a second bearing for the respective shaft part by an adjacent auxiliary unit (12, 13, 14) is formed. 7. Antriebseinheit nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an dem letzten Hilfsaggregat (14) in der Reihe, ein Lagerbaustein (20) angereiht ist.7. Drive unit according to claim 6, characterized in that on the last auxiliary unit (14) in the row, a bearing block (20) is lined up. 909820/0253909820/0253
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3409605A1 (en) * 1984-03-15 1985-09-19 Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln Cooling-liquid pump jointly driven with the lubricant pump
DE3524072A1 (en) * 1985-07-05 1987-01-15 Audi Ag Drive device for the auxiliary units of internal combustion engines, especially of motor vehicle internal combustion engines

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