DE2949608A1

DE2949608A1 - Antriebssystem fuer stadtlinienbusse

Info

Publication number: DE2949608A1
Application number: DE19792949608
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Prof. Dr.-Ing. 1000 Berlin Willumeit
Original assignee: WILLUMEIT HANS PETER PROF DR I
Current assignee: WILLUMEIT HANS PETER PROF DR I
Priority date: 1979-12-10
Filing date: 1979-12-10
Publication date: 1981-06-11

Description

Antriebssystem für Stadtlinienbusse
Die Erfindung betrifft ein Antriebssystem für Autobusse, die zumeist im Rahmen kommunaler Verkehrsbetriebe den städtischen Linienverkehr bedienen.
Der typische Fahrbetrieb eines Stadtlinienbusses ist gekennzeichnet durch ständig wechselnde Betriebszustände, d.h. einander abwechselnde Stillstände und Fahrtperioden sowie durch stark schwankende Fahrgeschwindigkeiten, da der Bus einerseits zum Fahrgastwechsel an Haltestellen anhalten muß, andererseits auch durch verkehrsbedingte Ursachen, wie Verkehrssignalanlagen oder den Verkehr selbst, zum Stillstand bzw. zu stark reduzierter Fahrgeschwindigkeit gezwungen wird. Um eine hohe Transportleistung zu erreichen, besteht gleichzeitig die Forderung nach einer hohen mittleren Reisegeschwindigkeit, was durch eine hohe Beschleunigungsfähigkeit des Antriebssystems sichergestellt werden muß.
Zur Erfüllung dieser im Vergleich zu überlandbussen sehr dynamischen Fahrbetriebsweise werden Otto- bzw. Dieselmotoren eingesetzt, die den zeitlich stark schwankenden Spitzen-Leistungsanforderungen nachkommen können. Ublicherweise müssen diese Verbrennungsmotoren eine Spitzenleistung erbringen, die durch die hohe Anfahr- bzw. Beschleunigungsfähigkeit des Fahrzeugs bestimmt ist, während die mittlere Fahrwiderstandsleistung durch Roll- und Luftwiderstände nur verhältnismäßig gering ist. Außerdem muß diese Spitzenleistung zum Beschleunigen innerhalb sehr kurzer Zeit nach einem Halt an Haltestellen oder Lichtsignalanlagen abgegeben werden können.
Diese Anforderungen an den Antriebsmotor durch die im Stadtlinienbetrieb typische Fahrbetriebsweise schließen Antriebsmotore aus, die trotz sonst günstiger Eigenschaften keine schnelle Regelbarkeit in ihrer abgebbaren mechanischen Leistung aufweisen oder deren günstige mechanische Leistungseigenschaften nur in einem eng begrenzten Drehzahlbereich auftreten. Solche Antriebsmotoren sind z.B. Gasturbinen, Stirlingmotoren, Dampfkraftmaschinen usw., die vorliegend wegen ihrer vorerwähnten, für sie charakteristischen Eigenschaften als träge Antriebsmotoren bezeichnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die unter dem vorstehend definierten Begriff der trägen Antriebsmotoren fallenden Antriebsmaschinen speziell für den Antrieb von Stadtlinienbussen verwenden zu können, um die diesen Maschinen eigenen Vorteile für den vorgesehenen Zweck nutzen zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, das Antriebssystem für Stadtlinienbusse, die mit sogenannten trägen Antriebsmotoren ausgerüstet sind, in der Weise auszubilden, daß zwischen der Abtriebswelle des Antriebsmotors und den das Fahrzeug antreibenden Rädern ein Energiespeichersystem angeordnet ist, welches aus zwei der Energieumwandlung.dienenden hydrostatischen Hilfsmaschinen und einem zwischen diesen angeordneten hydrostatischen Energiespeicher sowie vorzugsweise einem Flüssigkeitsreservebehälter besteht, wobei die vom Antriebsmotor im Betrieb laufend abgegebene Leistung konstant und etwas höher als die zur Deckung der auftretenden maximalen Widerstandsverluste erforderliche Leistung ist.
Der Antriebsmotor gibt seine Energie im wesentlichen an das Energiespeichersystem ab, während die für den Fahrbetrieb des Autobusses stark schwankende Antriebsleistung eine schnell regelbare Hilfsmaschine dem Energiespeicher entnimmt. Diese Hilfsmaschine ist mit den Antriebsrädern verbunden; sie kann unmittelbar ein Antriebsrad des Fahrzeugs antreiben, was bedeutet, daß dann mehrere Hilfsmaschinen dieser Art je nach der Anzahl der angetriebenen Räder vorgesehen sind.
Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten, bevorzugten Ausführungsbeispiels für ein Antriebssystem für Stadtlinienbusse mit trägen Antriebsmotoren hervor.
Wie aus der Zeichnungsskizze hervorgeht, ist die Abtriebswelle des Antriebsmotors 11 über ein Getriebe 12 mit der Antriebswelle 13 einer ersten Hilfsmaschine, nämlich einer im Durchsatz verstellbaren Hydropumpe 14, gekuppelt.
Zwischen dem Getriebe 12 und der Antriebswelle 13 der Hydropumpe 14 ist eine abschaltbare Freilaufeinrichtung 15 vorgesehen. Abflußseitig ist die Hydropumpe 14 einerseits mit einem Energiespeicher 16 und andererseits mit einer zweiten Hilfsmaschine, nämlich einem im Durchsatz verstellbaren Hydrowandler 17, über die Druckleitungen 18 verbunden.
Zuflußseitig ist die Hydropumpe 14 über die Leitung 19 und abflußseitig der Hydrowandler 17 über die Leitung 20 mit dem Flüssigkeitsreservebehälter 21 verbunden. Die Abtriebswelle 22 der zweiten Hilfsmaschine, des Hydrowandlers, ist entweder, wie dargestellt, über ein Getriebe 23 mit der Kardanwelle 24 des Fahrzeugs gekuppelt, oder direkt mit einem Antriebsrad des Fahrzeugs verbunden.
Der mit in etwa konstanter Leistung laufende träge Hauptantriebsmotor 11 gibt seine Leistung über das der Drehzahlanpassung dienendes Getriebe 12 und die Hydropumpe 14 an den Energiespeicher ab und füllt diesen laufend mit Energie. Der schnell in seiner Leistungsabgabe regelbare Hydrowandler 17 entnimmt die für die Beschleunigung des Fahrzeugs beim Anfahren und für das Fahren mit konstanter Geschwindigkeit notwendige Energie dem Energiespeicher 16 und treibt über seine Abtriebswelle 22 und das der Dreh -zahlanpassung dienende Getriebe 23 die Kardanwelle 24 des Fahrzeugs.
Die Hydropumpe 14 ist insbesondere deshalb regelbar, um einen nahezu zeitlich konstanten Betrieb des Hauptantriebsmotors 11 unabhängig vom Füllungsgrad des Energiespeichers zu sichern. Der zwischen dem Getriebe 12 und der Antriebswelle 13 der Hydropumpe 14 vorgesehene schaltbare Freilauf 15 dient dazu, daß bei ausfallender oder zu geringer Leistung des Hauptantriebsmotors 11 dieser nicht von der Hydropumpe angetrieben wird. Die Sperrung des Freilaufs muß dann aufgehoben werden, wenn der Hauptantriebsmotor 11 mit Hilfe der zu diesem Zweck umsteuerbaren Hydropumpe 14 gestartet werden soll. Der Energiespeicher 16 ist vorzugsweise ein hydropneumatischer Hochdruckspeicher mit einem Energieinhalt von mindestens der Größe, um das Fahrzeug aus dem Stillstand auf dessen Höchstgeschwindigkeit zu beschleunigen, wobei Roll-, Luft- und leichte Steigungswiderstände mit gedeckt sein sollen. Die zweite Hilfsmaschine, der Hydrowandler 17, ist vorzugsweise ein in seiner Leistungsabgabe rasch regelbarer hydrostatischer Motor, der zum Zwecke der Bremsenergierückgewinnung in einen Pumpenbetrieb umsteuerbar ist.
Mit Hilfe des Fahrpedals des Fahrzeugs wird der direkt oder indirekt der die Leistungsabgabe des Hydrowandlers 17 regelnde Verstellmechanismus beeinflußt. Zum Abbremsen des Fahrzeugs kann das Bremspedal in bekannter Weise die mechanischen Radbremsen oder andere bekannte Bremseinrichtungen betätigen oder zum Zwecke der Bremsenergierückgewinnung den Hydrowandler 17 umsteuern, so daß dieser als Pumpe arbeitet, wobei die gewünschte Fahrzeugverzögerung über einen dem Wandler 17 zugeordneten Regelmechanismus bewirkt wird.
L e e r s e i t e

Claims

Ansprüche 1. Antriebssystem für Stadtlinienbusse mit einem sog. trägen Antriebsmotor und einem der Drehzahlanspassung dienenden Getriebe, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle des Antriebsmotors (11) und den das Fahrzeug antreibenden Rädern ein Energiespeichersystem angeordnet ist, welches aus zwei, der Energieumwandlung dienenden hydraulischen Hilfsmaschinen (14,17) und einem zwischen diesen angeordneten hydrostatischen Energiespeicher (16) besteht, wobei die vom Antriebsmotor 11 im Betrieb laufend abgegebene Leistung konstant und etwas höher als die zur Deckung der auftretenden maximalen Fahrwiderstandsverluste erforderliche Leistung ist.
2. Antriebssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsleitungen (19,20) zwischen dem Hydrowandler (17) und der Hydropumpe (14) mit einem Flüssigkeitsreservebehälter (21) verbunden sind.
3. Antriebssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Abtriebswelle des Antriebsmotors (11) oder des Getriebes (12) und der Antriebswelle (13) der zwecks Betriebs als Antriebsmotor umsteuerbaren Hydropumpe 14 ein schaltbarer Freilauf (15) angeordnet ist.
4. Antriebssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrowandler (17) über ein Getriebe (22) mit der Kardanwelle oder einem Differentialgetriebe der Antriebsräder des Fahrzeugs gekuppelt ist.
5. Antriebssystem nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Hydrowandler (17) zueinander parallel geschaltet und als hydraulische Nabenmotore mit je einem Antriebsrad des Fahrzeugs verbunden sind.