DE2926426A1

DE2926426A1 - Antriebsaggregat, insbesondere fuer ein kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE2926426A1
Application number: DE19792926426
Authority: DE
Inventors: Fritz Kirstenpfad
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1979-06-28
Filing date: 1979-06-28
Publication date: 1981-01-08

Description

Die Erfindung betrifft ein Antriebsaggregat gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein normaler Pkw-kotor wird bei der Fahrt in der Ebene nur et v/a zu 40 % seines Leistungsvermögens ausgenutzt. Der Rest steht für Beschleunigung und Bergfahrt zur Verfügung. Dieser für die Normalfahrt in der Ebene relativ groi3e Motor hat somit bei Normal betrieb, d.h. bei der etwa 40 %igen Auslastung, wegen des dann vorliegenden großen Luftüberschusses einen schlechteren Wirkungsgrad.

Das Antriebsaggregat gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1, d.h. mit einem fest an die Drehzahl des Verbrennungsmotors gekuppelten Laders ergibt, wenn man bei Normalfahrt die gleiche Leistung erzielen will, einen kleineren Motor, wobei aber hier der Luftüberschuß bei nicht angestrengter Fahrt noch zu groS ist und damit der Wirkungsgrad nicht optimal sein kann. Beianpestrengter Fahrt mit sinkender Motordrehzahl wird die Aufladung entsprechend dem Drehzahl abfall geringer, die Brennstoffzufuhr dagegen größer, woraus sich gegenüber dem nicht auf geladenen Motor üblicher Größe eine Verschlechterung der Abgase und des Wirkungsgrades ergibt.

Auch die Verwendung eines durch den Abgasstrom angetriebenen Turboladers zur Aufladung des Verbrennungsmotors gibt nicht das gewünschte betriebliche Verhalten des Antriebs: bei hoher Drehzahl des Verbrennungsmotors ist die Aufladung groß und umgekehrt. Erwünscht ist gegenteilige Charakteristik.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Antriebsaggregat mit Aufladegebläse derart zu gestalten, daß die Aufladung mit der Brennstoffzufuhr kuppelbar und damit bei jedem Betriebszustand über das Maß der Aufladung mit dem für die Verbrennung günstigsten Luftüberschuß betreibbar ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentansprüche? 1.

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Durch die Erfindung wird erreicht, daß das Antriebsaggregat bei jedem Betriebszustand mit konstantem Luftüberschuß betrieben werden kann, woraus sich eine Vergleich.na'ßigung und damit Verbesserung des Wirkungsgrades und letztlich eine Einsparung an Brennstoff ergibt.

Die bei den meisten Betriebszuständen vorhandene Aufladung hat eine erhöhte Verbrennungstemperatur und damit einen besseren Wirkungsgrad zur Folge. Bei Anordnung des Aufladegebläses beim Otto-Motor vor dem Vergaser wirkt sich die bessere Brennstoffverwirbelung ebenfalls günstig auf den Wirkungsgrad aus. Aus der durch das Aufladagebläse erzielten besseren Leistungsanpassung folgt eine elastischere Fahrweise mit weniger Gangwechsel. Ein Schaltgetriebe mit weniger als der üblichen Gangzahl ist möglich.

Auf Ausgestaltungen der Erfindung gemäß Unteransprüchen wird verwiesen.

Die beigefügten Figuren zeigen in schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigt

Fig. 1 ein Antriebsaggregat mit mechanischer Drehzahlregelung des Aufladegebläses

Fig. 2 ein Antriebsaggregat mit hydrostatischer Regelung der Drehzahl des Aufladegebläses

Fig. 3 ein Antriebsaggregat mit elektrischer Regelung der Drehzahl des Aufladegebläses

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Beschreibung der Abbildungen

In Fig. 1 ist das Grundprinzip der Erfindung anhand einer mechanischen Drehzahlregelung dargestellt. Fig. 1 zeigt in Andeutung einen Verbrennungsmotor 1, auf dessen einer Seite ein Schaltgetriebe 10 und auf dessen anderer Seite ein weiteres Getriebe 2 angeordnet ist. Das Getriebe 2 dient dem Antrieb eines Auf!adeqebläses 3, welches in der Verbrennungsluftzufuhr 9 angeordnet ist. Eine Benzinpumpe 4 versorgt den Verbrennungsmotor 1 über eine Kraftstoffleitung 8 mit Kraftstoff. Die Kraftstoffmenge wird über ein Gaspedal 5 und ein Gestänge 6,7 beeinflußt. Mit dem Gestänge 6 und damit über die Betätigung des Gaspedals 5 ist die Abtriebswelle 13 des Getriebes 2 längsverschiebbar. Die Abtriebswelle 13 trägt ein Reibrad 12,"welches durch die Verschiebung der Abtriebswelle 13 an entsprechenden durch die Verschiebung variierbaren Teilkreisen eines Gegenrades 11 zur Anlage kommt. Dadurch TaiJt sich die Abtriebsdrehzahl der Abtriebswelle 13 im Verhältnis zur Kotordrehzahl, jedoch in Abhängigkeit von dieser, zusätzlich variieren. Die Mechanik und die Übersetzungsverhältnisse sind dabei so eingestellt, daß bei allen auftretenden Betriebszuständen mit einem konstanten Luftüberschuß gefahren v/erden kann.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Antriebsaggregat treibt der Verbrennungsmotor 1 über eine Räderkette 14,15,16 einmal das Getriebe 2, zum anderen eine verstellbare hydrostatische Pumpe 17. Das Getriebe 2 ist als Planetengetriebe ausgeführt, vom Zahnrad 16. wird der Planetensteg 23 desselben angetrieben. Das Sonnenrad 20 des Getriebes 2 sitzt auf der Abtriebswelle 13 des Getriebes 2 und treibt das Aufladegebläse 3 an. Das Hohlrad 22, welches mit Planetenrädern 21 im Zahneingriff steht, ist fest mit einem weiteren Zahnrad 24 verbunden, mit dem ein Ritzel auf der Welle eines hydrostatischen Motors 18 kämmt. Der hydrostatische Motor 18 wird über Leitungen 19 von der hydrostatischen Pumpe 17 gespeist. Die Einstellung der Pumpe 17, d.h. ihr Fördervolumen, v/ird wiederum in Abhängigkeit von der

* oder ein Vergaser 4 ^:

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Stellung des Gaspedals 5 über ein entsprechendes Gestänge 26 so reguliert, daß bei jedem Betriebzustand des Verbrennungsmotors 1 das Aufladegebläse 3 die vorgesehene Luftnienge zu liefern vermag. Zweckmäßigerweise wird eine hydrostatische Pumpe 17 eingesetzt, die durch die Null-Lage schwenkbar ist, wodurch eine Drehrichtungsumkehr des hydrostatischen fiotors 18 bewirkt v/erden kann. Ein mittleres übersetzungsverhältnis zwischen den Planetenrädern 21 und dem Sonnenrad 20 läßt sich so je nach der Stellung der hydrostatischen Pumpe 17 bzw. der daraus resultierenden Drehrichtung des Hohlrades 22 entweder weiter herabsetzen oder weiter erhöhen.

In Fig. 3 ist die elektrische Losung der Erfindung dargestellt, wobei auch hier ein als Planetengetriebe ausgebildetes Getriebe 2 vorgesehen ist. Gleiche Elemente sind mit den gleichen Bezugszahlen versehen wie in Fitj. 2. Anstelle der hydrostatischen Pumpe 17 ist jedoch ein Generator bzw. in alternativer Parallelschaltung dazu eine Batterie'3O vorgesehen. Die Drehzahl eines Elektonnotors 31 wird hier über ein mittels Gestänge 27 mit dem Gaspedal 5 gekuppeltes Steuerorgan 28 gesteuert. Dabei steht der Elektromotor 31 über eine Leitung 33 mit dem Generator 29 bzw. der Batterie 30 und über eine weitere Leitung 32 mit dem Steuerorgan 28 und über dieses wiederum mit dem Generator 29 und der Batterie 30 in Verbindung.

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Im nachfolgenden wird nun die Arbeitsweise der Erfindung anhand der schematisehen Darstellung nach Fig. 1 für einen Verbrennungsmotor mit 2.000 cvß Hubraun beschrieben. Bei einer !'!otordrehzahl von 4.000/inin ist das Fördervolumen bezogen auf den 4-Takt-Motor 4.000 χ 1Cr cm 7min. Bei Kleinster Belastung soll das Aufladegebläse diese Menge bei 1 ata fördern. Die Abtriebswelle 13 des Getriebes 2 hat damit die kleinste Abtriebsdrehzahl. Steigt die Belastung bei gleicher Motordrehzahl, so wird die Drehzahl des Aufladegebläses erhöht, wodurch das Fördervolumen bezogen auf das Aufladegebläse 3 entsprechend der größeren Brennstoffmenge größer wird. Der Ladedruck wird größer, so daß das Luftgewicht je Hubvolumen ebenfalls größer wird und der LuftÜberschuß konstant bleibt.

Wird bei gleicher Brennstoffzufuhr, d.h. bei gleicher Untersetzung des Getriebes 2 das Fahrzeug langsamer, ein Zustand, der bei Bergfahrten eintritt, so sinkt auch die Motordrehzahl und damit tiie Drehzahl dar Abtriebswelle 13 des Getriebes 2 und das Fördervolumen des Aufladegebläses 3 wird ebenfalls geringer. Der Ladedruck selbst aber bleibt bestehen, so daß das gleiche Luftgewicht je Hubvolumen zugeführt ward und der Luftüberschuß auch bei diesem Betriebszustand konstant bleibt.

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Claims

Patentansprüche

Antriebsaggregat, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus einem drehzahl regelbaren Verbrennungsmotor, einem Aufladegebläse in der Verbrennungsluftzufuhr und einem Getriebe, über das das Aufladegebläse an den Verbrennungsmotor angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsdrehzahl des Getriebes (2) zusätzlich zu Drehzahl Veränderungen des Verbrennungsmotors (1) regelbar ist.
2. Antriebsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß das Getriebe (2) als überlagerungsgetriebe ausgebildet ist, an dessen Überlagerungseingang ein drehzahl regelbarer Hilfsmotor angeschlossen ist. ■
3. Antriebsaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Hilfsmotor ein Elektromotor (31) ist, der in an sich bekannter Weise von einer Batterie (30) und/oder einem Generator (29) gespeist ist. :

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•Zweigstelle (§ 28 P»O) TELEX: TELEGRAMM: TELEFON:

München: 1-85844 INVENTION BERLIN

St. ANNASTR. 11 |_NVEN d BERLIN 030/891 60

8000 MÖNCHEN 22 030/8S223

TEL.: 068/228644

BANKKONTO: BERLINER BANK AG. BERLIN 31 8686716000

POSTSCHECKKONTO: W. MEISSNER, BLN-W 122 82-108
4. Antriebsaggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsmotor ein hydrostatischer Motor (18) ist, der von einer vom Verbrennungsmotor (1) angetriebenen hydrostatischen Pumpe (17) gespeist ist.
5. Antriebsaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

- das überlagerungsgetriebe (2) ein Planetengetriebe ist,

- dessen Planetensteg (23) kinematisch mit der Motorwelle des Verbrennungsmotors (1) verbunden ist,

- dessen Sonnenrad (20) mit dem Aufladegebläse (3) verbunden ist

- und dessen Hohlrad (22) durch den Hilfsmotor angetrieben ist.
6. Antriebsaggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahlsteuerung des Hilfsmotors mit Brennstoffzufuhr gekoppelt ist.

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