DE3611171C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE3611171C2
DE3611171C2 DE3611171A DE3611171A DE3611171C2 DE 3611171 C2 DE3611171 C2 DE 3611171C2 DE 3611171 A DE3611171 A DE 3611171A DE 3611171 A DE3611171 A DE 3611171A DE 3611171 C2 DE3611171 C2 DE 3611171C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
drive arrangement
arrangement according
engine
charge air
vacuum chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3611171A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3611171A1 (de
Inventor
Guenter 1000 Berlin De Mehnert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19863611171 priority Critical patent/DE3611171A1/de
Priority to PCT/DE1987/000021 priority patent/WO1987004490A1/de
Priority to EP87900796A priority patent/EP0253856A1/de
Priority to DE19873720236 priority patent/DE3720236A1/de
Publication of DE3611171A1 publication Critical patent/DE3611171A1/de
Priority to US07/117,204 priority patent/US4825839A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE3611171C2 publication Critical patent/DE3611171C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B39/00Component parts, details, or accessories relating to, driven charging or scavenging pumps, not provided for in groups F02B33/00 - F02B37/00
    • F02B39/02Drives of pumps; Varying pump drive gear ratio
    • F02B39/04Mechanical drives; Variable-gear-ratio drives
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B33/00Engines characterised by provision of pumps for charging or scavenging
    • F02B33/44Passages conducting the charge from the pump to the engine inlet, e.g. reservoirs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Supercharger (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Verbrennungsmotor mit mechanischem Ladeluftverdichter der Verdrängerbauart, einer Vorrichtung zur Ladeluftkühlung, einem dem Verbrennungsmotor nachgeordneten Umlaufrädergetriebe und mit Steuer- und Regelorganen zur Einstellung und Erhaltung vorbetimmbarer Betriebszustände, wobei die Antriebskraft des Motors im Getriebe in zwei Komponenten teilbar ist, wovon die eine auf die Abtriebswelle der Antriebsanordnung übertragbar ist und die andere zum Antreiben des Ladeluftverdichters dient, der Ladeluftverdichter mit Hilfe von Drosselventilen steuer- bzw. regelbar ist und eine Erhöhung der auf einen Ausgang des Umlaufrädergetriebes rückwirkenden Kraft in Richtung einer Drehzahlerhöhung am anderen Getriebeausgang wirkt.
Derartige Antriebssysteme, insbesondere mit den aufgeführten Komponenten, sind bekannt und in vielen Variationen praktisch erprobt. Dies gilt für stufenlose Getriebe-Arten ebenso wie für die verschiedenen Verfahren zur Motor-Aufladung. Jede der bekannten Ausführungen hat jedoch auch spezifische Nachteile.
Stufenlose Getriebe mit dem Vorteil, beispielsweise den Bereich des maximalen Antriebs-Drehmomentes oder des minimalen Kraftstoff-Verbrauchs dauerhaft nutzbar zu halten, stehen dem grundsätzlichen Problem gegenüber, daß eine Änderung des Drehzahlverhältnisses zweier Wellen prinzipiell nur mit einer zeitweisen oder permanent-teilweisen Aufhebung der Kraftübertragung zwischen ihnen möglich ist. Form und zeitlicher Verlauf des system-bedingten Schlupfes bei Übersetzungs- Änderungen ergeben letztlich auch die spezifischen Nachteile der mechanischen und hydraulischen Arten und Ausführungen stufenloser Getriebe nach dem Stand der Technik, seien es definierte oder undefinierte Schlupf-Intervalle mechanischer oder hydraulischer Art. Auch pneumatische Getriebe ließen sich in diese Gliederung leicht einfügen.
Mit Verdränger-Wirkung sind spezielle Druckluft-Getriebe, z. B. für Werkzeuge oder für Hebezeuge, bekanntgeworden, die mit Druckluft angetrieben werden. Sie spielen für Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren keine Rolle. Andererseits wird ein pneumatisches Getriebe mit mehreren Propellern, einer Turbine und zirkulierender Luftströmung zur Kraftübertragung in der DE-OS 19 45 905 vorgeschlagen. Mit undefiniertem, permanentem Schlupf sind dessen Wirkungsgrad und maximal übertragbares Drehmoment jedoch gering.
Ferner wird beispielsweise in der DE-PS 9 20 220 ein Aggregat vorgeschlagen, das Druckluft zur Aufladung des Motors erzeugt, vor allem mit dem Zweck, den Luft-Durchsatz in den Verbrennungsräumen zu erhöhen und damit die Leistung zu steigern bzw. den Kraftstoff-Verbrauch zu senken. Der Einsatz solcher Aggregate ist allerdings auch mit spezifischen Nachteilen verbunden. So zweigen mechanische Lader mit Verdichtern der Verdränger-Bauart, direkt angetrieben durch die Kurbelwelle, einen relativ hohen Teil der Nutzleistung unmittelbar ab, und Abgas-Lader, beispielsweise Druckwellen- und Turbo-Lader, die mit der Energie des Abgases betrieben werden, arbeiten unter erheblicher thermischer Belastung und erzielen ihre Wirkung in starker Abhängigkeit von der Motordrehzahl. In der DE-PS 9 24 000 wird ferner vorgeschlagen, den Überschuß an Ladeluft wieder zur Beschickung einer Turbine zu verwenden. Alle bekannten Lader-Systeme haben gemeinsam, daß sie Energie verbrauchen und unabhängig von der Kraftübertragung betrieben werden oder thermisch nicht stabil sind. Das Problem der Antriebssysteme mit Verbrennungsmotoren, den begrenzten Bereich der günstigsten Motor-Drehzahl auf einen größeren Drehzahlbereich der Antriebswelle umzusetzen, wird davon nicht tangiert bzw. damit nicht gelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Getriebe und Lader so zu integrieren, daß sie sich in ihrer Wirkung ergänzen, wobei die aufgeführten Nachteile der bekannten stufenlosen Getriebe-Arten vermieden werden sollen und die konzipierte Antriebsanordnung gegenüber den bekannten Systemen bei vergleichbarem Wirkungsgrad einfacher aufgebaut und thermisch beherrschbar sein sollen.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß dem Ladeluftverdichter ansaugseitig eine Unterdruckkammer vorgelagert und motorseitig eine Überdruckkammer nachgelagert ist, die Unter- und die Überdruckkammer durch einen mit mindestens einem Drosselventil ausgestatteten Rückstromkanal verbunden sind, die Unterdruckkammer ein weiteres Drosselventil aufweist, das der Steuerung des Unterdrucks in der Unterdruckkammer und damit der (indirekten) Beeinflussung der Verdichterleistung dient, die auf den Getriebeausgang von Seiten des Ladeluftverdichters rückwirkende Kraft proportional zur Druckdifferenz in der Über- und der Unterdruckkammer ist und die Vorrichtung zur Ladeluftkühlung die in der Überdruckkammer freigesetzte Wärme auf die Unterdruckkammer überträgt.
Durch diese Maßnahmen wird eine Antriebsanordnung aus Kraftübertragung, Drehzahl-Änderung und Luft-Verdichtung zur Aufladung des Motors - in einer mechanisch und pneumatisch wirkenden Funktionseinheit - geschaffen, die mit einer autonom wirkenden Kühlung versehen ist und mit Hilfe einfacher Drosselventile stufenlos steuerbar ist.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben; es zeigt
Fig. 1 das Wirkungsgefüge der Antriebsanordnung,
Fig. 2 eine bevorzugte Ausführung des system-spezifischen Verteilergetriebes als Systemkomponente in einfachster Form,
Fig. 3 die Struktur der pneumatischen Einrichtung und deren Wechselwirkung mit der in Fig. 2 dargestellten Systemkomponente, wobei der mechanische Kraftfluß durch Doppel-Linien, der Luftstrom durch einfache Linien und der Kraftstoff- und Abgasstrom durch Strich-Punkt-Linien dargestellt sind,
Fig. 4 die schematische Darstellung eines dreistufigen Ausführungsbeispiels für eine zuschaltbare Drehmoment- Verstärkung mit Überlagerung der Stufen und selbsttätigem Phasenwechsel, als Erweiterung der in der Fig. 2 dargestellten Systemkomponente, in Wechselwirkung mit der in Fig. 3 dargestellten Systemkomponente, mit Antrieb an einem Sonnenrad und Abtrieb zum nicht dargestellten Wendegetriebe vom zugehörigen Planetensteg.
Die in der Fig. 1 dargestellte Systemkomponente ist ein herkömmlicher Verbrennungsmotor als Antriebsquelle, mit Kraftstoff- und Luft-Zufuhr. Im Sinne der Erfindung kann die benötigte Luft je nach baulicher Ausführung und Einsatz des Fahrzeugs auf verschiedene Weise in die Verbrennungsräume gefördert werden, nämlich über den system-spezifischen Verdichter der pneumatischen Einrichtung 3 und nur darüber oder zusätzlich, im Bypass-Betrieb, über ein Saugventil 5 von außen oder zusätzlich bzw. ausschließlich über einen weiteren Lader 4, der vorteilhaft durch die Systemkomponente 2 angetrieben wird.
Die Rotationsenergie der Kurbelwelle wird zunächst formschlüssig auf die Systemkomponente 2 übertragen. Die Systemkomponente 2, bestehend aus mindestens einem Verteilergetriebe, kann ebenfalls in verschiedener Ausführung eingesetzt werden. In Fig. 2 ist ein einfaches Umlaufräder-Zahnradgetriebe mit Stirnrädern und einem innen-verzahnten Rad schematisch dargestellt.
Der Antrieb erfolgt in diesem Fall über den Planetensteg 21. Die Planetenräder verteilen somit die Antriebskraft in eine Komponente, die über das innenverzahnte Rad 23, zum Beispiel für den Abtrieb, zur Verfügung steht, und in eine Komponente, die über das Sonnenrad 22 auf die Einrichtung 3 einwirkt.
Im Prinzip ist auch die umgekehrte Verteilung möglich. Soweit konstruktiv möglich, ist es jedoch vorteilhaft, die höhere Drehzahl über das innere Zentralrad zu führen. Die Kinematik des Umlaufräder-Getriebes ist bekannt: Sei q das (variable) Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten w (22) zu w (21). Dann gibt es für jedes Größenverhältnis der im Eingriff befindlichen Zahnräder jeweils genau ein Verhältnis q* mit q*<1 derart, daß das Abtriebsrad 23 stillsteht (Leerlauf-Konstallation). Bei q=1, d. h., im Fall w (22) =w (21), sind Antriebs- und Abtriebsdrehzahl gleich (direkte Übersetzung).
Mit Hilfe der Systemkomponente 3 kann dieses Verhältnis q im laufenden Betrieb stufenlos verändert und auf den optimalen Wert gestellt werden. Eine Kupplung als Anfahr- oder Schalthilfe ist damit nicht erforderlich.
Die in derFig. 3 dargestellte Systemkomponente 3 besteht aus mindestens einem mechanischen Verdichter 32 mit Verdränger- Wirkung, vorzugsweise einem Roots-Lader oder einem Halbwalzen-Verdichter, und zwar mit besonderer Abdichtung gegen eindringendes Öl, einer vorgelagerten Unterdruck- Kammer 31 auf der Ansaugseite, einer nachgelagerten Überdruck- Kammer 33 auf der Motorseite sowie Rückstrom-Kanälen 34 und den zugehörigen Drosselventilen D 1, D 2, D 3.
Mit diesem einfachen Aufbau, ergänzt um Steuer-Einrichtungen, auf die Ventile D 1, D 2, D 3 wirkend, ist das System technisch funktionsfähig. Die Komponenten 2 und 3 wirken im Prinzip als pneumatisch regelbare Überlagerungsgetriebe mit besonders geringen Reibungsverlusten und mit teilweiser Rückgewinnung der für die Drehzahl-Änderung aufgewendeten Energie. Anderseits kann die Kombination auch als Einrichtung zur mechanischen Aufladung des Motors mit dem Nebeneffekt einer stufenlosen Änderung des Drehzahlverhältnisses bei der Kraftübertragung betrachtet werden.
Welcher Aspekt dominiert, hängt vor allem vom Verwendungszweck bzw. von der Situation des angetriebenen Fahrzeugs ab. Soll zum Beispiel das Fahrzeug bei konstanter Antriebs- Drehzahl, insbesondere bei maximalem Drehmoment des Motors, beschleunigt werden, so muß die Winkelgeschwindigkeit w (23) um einen Betrag Δ w (23)<0 erhöht werden. Erfindungsgemäß wird das Ergebnis bei w (21)=const.<0 mittels einfacher Reduzierung des Massenstroms
an den Drosselventilen D 1 oder D 2 erzielt. Die Rückstrom- Ventile D 3 werden vor allem für den Leerlauf und den Teillast- Betrieb benötigt; sie seien während des Beschleunigungsvorganges geschlossen. Für die Luftmasse, die pro Zeiteinheit, beispielsweise durch das Ventil D 1 einströmen kann, gibt es nach der Strömungslehre (bei monoton sich verjüngender Düse) einen Maximalwert * mit der Beziehung
* = S * · a₁ ,
wobei a₁ der Austrittsquerschnitt der Düse an D 1 und S * der maximal mögliche Wert der Stromdichte S=p · u ist, mit der Luftdichte ρ und der Strömungsgeschwindigkeit u.
S * ist für den vorliegenden Strömungsvorgang als eine für Luft spezifische Konstante zu betrachten; denn es gilt
mit
der maximalen Einström-Geschwindigkeit, sowie
ρ₀= Dichte der Außenluft, T₀= Außentemperatur, c p = c v + R, mit c v = spez. Wärme (Luft), K= c p /c v .
(vgl. Becker, Technische Strömungslehre, Teubner-Verlag 1977, Seiten 134-145).
Daraus folgt, daß die maximale Stromdichte *, unabhängig vom Unterdruck p₁, mit Δ a₁, d. h. mit dem Drosselventil D 1, zwingend variiert werden kann.
Die Beziehungen gelten analog auch für die Überdruck-Kammer 33, hier allerdings auch in Abhängigkeit von der variablen Dichte und Temperatur. Bei Reduzierung der Drosselventile D 1 oder D 2 wird die Fördermenge des Verdichters (32) stetig verringert. Es entsteht ein Unterdruck p₁ in der ansaugseitigen Unterdruckkammer 31 und ein Überdruck p₂ in der motorseitigen Überdruckkammer 33, und zwar wirkt auf die Drehkolben des Verdichters 32 insgesamt der Druck
Δ p = (p₀-p₁) + (p₂-p₀) = p₂-p₁ .
Dabei wird die Druckkraft F p =Δ p · A (32) gegen die Querschnittsfläche A des Verdichters 32 aufgebaut, und die Winkelgeschwindigkeit w (32) wird um den Betrag Δ w (32) verringert.
Die mechanische Koppelung der Drehkolben-Achsen mit dem Umlaufräder-Getriebe 2 ergibt mithin zwangsweise eine Reduzierung bzw. Begrenzung der Sonnenrad-Drehzahl w (22); und über die Planetenräder wird schließlich der Antrieb auf das innen-verzahnte Rad (23) übertragen, und zwar je nach Ventilstellung D 1, D 2, D 3 mit der Abtriebs-Drehzahl 0 bis zur Übersetzung 1 : 1 oder darüber.
Der Leerlauf bei laufendem Motor ergibt sich in dieser einfachen Ausführung, wie mit der Systemkomponente 2 beschrieben, aus der Kinematik des Umlaufräder-Getriebes, und zwar als Grenzfall der Relation q=w (22)/w (21), mit w (22)<w (21)<0; und für die Richtungsumkehr des Antriebes ist ein Wendegetriebe vorgesehen, vorzugsweise ein nachgeschaltetes Planetenrad-Wendegetriebe mit umschaltbaren Arretier-Vorrichtungen.
Der qualitative Zusammenhang ist dabei;
w (21) < 0 → w (22) → w (32) → (3);
Δ a (3) → Δ (3) → Δ p (3) → Fp (3)Δ w (32);
Δ w (32) → Δ w (22) → Δ w (23) < 0.
Die Maschine arbeitet mit permanentem, aber definiertem Schlupf und mit geringer Reibung. Darin besteht ihr spezifischer Vorteil. In jeder Phase kann das volle Antriebs- Drehmoment übertragen werden.
Die Thermik des Systems bleibt dabei stets regulierbar; denn die Unterdruck-Kammer 31 dient u. a. als Kühl-Einrichtung gegenüber der Temperatur-Erhöhung in der Überdruck- Kammer 33 bei Aufladung des Motors. Vorteilhaft ist diese autonome Kühlung außerdem bei geringer externer Kühlmöglichkeit, z. B. bei niedriger Fahrzeug-Geschwindigkeit. Darüber hinaus läßt sich sowohl dieser Unterdruck als auch der Überdruck der Luftkammer 33 für Servo-Aggregate außerhalb des Antriebssystems nutzen.
Der Ladedruck pp₂ entsteht je nach Drehzahl des Verdichters 32 und je nach Ventileinstellung D 1, D 2, D 3. Die optimale Öffnung der einzelnen Ventile je nach Fahrsituation zu ermitteln und zu steuern, ist technisch problemlos, insbesondere mit Hilfe eines Mikroprozessors und durch Erweiterung einer ohnehin vorhandenen Motor-Elektronik.
Der Wirkungsgrad des Antriebssystems wird lediglich durch den Wärmestrom zwischen den Luftkammern 33 und 31 negativ beeinflußt - genauer: durch den Teil der in 33 freigesetzten Wärme, der sich nicht auf die Kammer 31 ableiten läßt. Durch eine geeignete Form und Anordnung der in Fig. 3 schematisch nebeneinander dargestellten Druckkammern 31 und 33, insbesondere durch eine räumliche Durchdringung, z. B. mit einer Anzahl druckfester, in den Luftstrom integrierter Röhren, kann dieser Teil mit den konstruktiven Mitteln zusätzlich eingeschränkt werden.
Der bauliche Aufwand bleibt insgesamt gering. Da die Fördermenge des system-spezifischen Verdichters nicht unbedingt maximiert werden muß, bleiben dessen Drehzahl, Baugröße und Spaltverluste unkritisch. Hochleistungs-Fahrzeuge können unabhängig davon mit einer zusätzlichen, separaten Motor-Aufladung betrieben werden.
Zur Verstärkung des Antriebs-Drehmomentes können mechanische Untersetzungsstufen, insbesondere Planetenradsätze, zugeschaltet werden, die in die Funktion, beispielsweise mit Bremsen und Kupplungen, bekannt sind.
Für das Antriebssystem nach der Erfindung kann jedoch auch eine Anordnung von Planetenradsätzen verwendet werden, die sich - als Erweiterung der Systemkomponente 2 - mit der pneumatischen Einrichtung 3 vorteilhaft kombinieren läßt, und die zum Wechsel der einzelnen Drehmoment-Phasen keine Schaltelemente wie Bremsen, Kupplungen und dgl. und keine separate Schalt-Steuerung benötigt. Eine solche Anordnung wird im wesentlichen mit einem oder mehreren koaxial zugeschalteten Sammelgetrieben realisiert, deren Hohlrad sich über je einen Freilauf am Gehäuse abstützt, und zwar vorzugsweise nach dem in Fig. 4 dargestellten Schema.
Darin sind die einzelnen Planetenradsätze über das Sonnenrad 442 des system-spezifischen Verteilergetriebes 44 und übereine Hohlwelle mit der pneumatischen Einrichtung 3 verbunden. Der Antrieb durch die Kurbelwelle des Motors wird über das Sonnenrad 421 in das Sammelgetriebe 42 geführt, das mit dem vorgelagerten Sammelgetriebe 41 gekoppelt ist.
Das Hohlrad 413 ist durch den Freilauf 461 gegen den Rückwärtslauf gesperrt, so daß der Antrieb zunächst nur über den Planetensteg 422 weitergeleitet wird, und zwar untersetzt.
Die Art der Koppelung und die konstruktiv wählbare Auslegung der Planetenradsätze 41 und 42 beeinflussen den Untersetzungsgrad und den Stellbereich der einzelnen Untersetzungs- Phasen. Das Rad 422 leitet die entsprechend verstärkte Kraft über das Sonnenrad 431 in ein weiteres Sammelgetriebe 43, dessen Hohlrad 433 dem Antriebsmoment ebenfalls nicht ausweichen kann, bedingt durch den Freilauf 463. Die resultierende, wiederum verstärkte Kraft wird somit auf den Planetensteg 441 des Verteilergetriebes 44 und auf das Sonnenrad 451 des inneren Sammelgetriebes 45 übertragen. Die Kraftübertragung geschieht im Leerlauf, solange das Hohlrad 453 und das damit fest verbundene Hohlrad 443 rückwärts ausweichen können.
Bei einem Betriebszustand, bei dem die Motor-Drehzahl konstant ist, wird mit der Abbremsung des Sonnenrades 442 durch die pneumatische Einrichtung 3 auch der Rückwärtslauf der Hohlräder 443, 453 gedrosselt, mit der Folge, daß das verstärkte Antriebsmoment über 441 schließlich auf das Abtriebsrad 452 und das nicht dargestellte Wendegetriebe übertragen wird. Sobald die Winkelgeschwindigkeit w (443)=0 ist, schaltet der Freilauf 464 ein, und das Hohlrad 433 wird mitgeführt. Dabei wird die Abtriebsdrehzahl weiter erhöht.
Bei weiterer Abbremsung des Sonnenrades 442 - synchron zur Beschleunigung des Fahrzeugs -, und zwar von dem Punkt an, in dem w (433)=w (423)<0 ist, wird über den dann eingeschalteten Freilauf 462 und über den Planetenradsatz 42 das Hohlrad 413 aus der Sperre des Freilaufs 461 gelöst und ebenfalls angetrieben.
Im Fall w (441)=w (442) ist auch w (441)=w (443), und wegen der nunmehr eingeschalteten wirksamen Verbindung aller äußeren Zentralräder ist somit auch w (421)=w (423) usw., analog für alle Räder; d. h., alle Planetenradsätze rotieren wie eine geschlossene Welle (Übersetzung 1 : 1).
Im Prinzip können beliebig viele, insbesondere auch weniger Untersetzungsstufen kombiniert werden. Ein 2stufiges Ausführungsbeispiel ergibt sich z. B. aus dem Schema der Fig. 4 ohne die Planetenradsätze 41 und 42. Dabei werden zwar jeweils mehr Planetenradsätze benötigt als bei Verwendung von Bremsen und Kupplungen, d. h. bei alternativer Schaltung einzelner Stufen, aber dafür ist - mit Ausnahme des Sonnenrades 442, das den Verdichter 32 antreibt - die Drehzahl aller Zentralräder, vor allem der äußeren, masse-reichsten Zentralräder, und der Planetenträger bis zur Übersetzung 1 : 1 stets kleiner als die Motor-Drehzahl; die Relativgeschwindigkeit der einzelnen Räder verschwindet im Zuge der Fahrzeug-Beschleunigung, und die Aktivierung bzw. Deaktivierung der einzelnen Untersetzungsstufen erfolgt autonom, d. h. ohne äußere Hilfsmittel, allein abhängig vom Drehzahlverhältnis zwischen Kurbelwelle und Verdichter je nach Stellung der Drosselventile D 1, D 2, D 3.
Die phasenweise Überlagerung der einzelnen Untersetzungsstufen ergibt gegenüber der Schaltung alternativer Stufen darüber hinaus den Vorteil, daß ein Phasenwechsel zusätzliche Aktivierung oder Deaktivierung einer Stufe bei stetigem, insbesondere bei konstantem Verlauf der Motor-Drehzahl möglich ist.
Unabhängig von der Drehmoment-Verstärkung ist ein anderer wesentlicher Punkt für den Einsatz in der Praxis zu berücksichtigen. Der Antrieb des Verdichters 32 über ein Verteilergetriebe, z. B. 2 oder 44, setzt grundsätzlich die Bremswirkung des Abtriebs voraus; und die ist dann, wenn das Fahrzeug angetrieben werden soll, auch immer vorhanden. Soll jedoch das Fahrzeug abgebremst werden, insbesondere bergab, wechseln Antrieb und Abtrieb insofern die Seiten. Um die Bremskraft des Motors im laufenden Betrieb und im Stillstand trotzdem nutzen zu können, muß die Ausweichbewegung des Getriebes für diesen Fall mit konstruktiven Mitteln begrenzt werden.
Am einfachsten geschieht dies mit einem speziellen Freilauf, z. B. 47, der den Vorlauf der äußeren Zentralräder und somit der Abtriebswelle verhindert.
Damit das Fahrzeug anderseits auch mit einer Übersetzung größer als 1 : 1 bzw. bei stehendem Motor bewegt werden kann, z. B. zum Abschleppen oder Starten durch Anschieben, wird dieser Freilauf mit einem von außen lösbaren Sperrelement, z. B. 48, versehen. Eine separate Parksperre ist damit nicht erforderlich.

Claims (11)

1. Antriebsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einem Verbrennungsmotor mit mechanischem Ladeluftverdichter der Verdrängerbauart, einer Vorrichtung zur Ladeluftkühlung, einem dem Verbrennungsmotor nachgeordneten Umlaufrädergetriebe und mit Steuer- und Regelorganen zur Einstellung und Erhaltung vorbestimmbarer Betriebszustände, wobei die Antriebskraft des Motors im Getriebe in zwei Komponenten teilbar ist, wovon die eine auf die Abtriebswelle der Antriebsanordnung übertragbar ist und die andere zum Antreiben des Ladeluftverdichters dient, der Ladeluftverdichter mit Hilfe von Drosselventilen steuer- bzw. regelbar ist und eine Erhöhung der auf einen Ausgang des Umlaufrädergetriebes rückwirkenden Kraft in Richtung einer Drehzahlerhöhung am anderen Getriebeausgang wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Ladeluftverdichter (32) ansaugseitig eine Unterdruckkammer (31) vorgelagert und motorseitig eine Überdruckkammer (33) nachgelagert ist, die Unter- und die Überdruckkammer durch einen mit mindestens einem Drosselventil (D 3) ausgestatteten Rückstromkanal (34) verbunden sind, die Unterdruckkammer (31) ein weiteres Drosselventil (D 1) aufweist, das der Steuerung des Unterdrucks in der Unterdruckkammer (31) und damit der (indirekten) Beeinflussung der Verdichterleistung dient, die auf den Getriebeausgang von Seiten des Ladeluftverdichters (32) rückwirkende Kraft proportional zur Druckdifferenz in der Über- und der Unterdruckkammer ist und die Vorrichtung zur Ladeluftkühlung die in der Überdruckkammer freigesetzte Wärme auf die Unterdruckkammer (31) überträgt.
2. Antriebsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Einrichtung ohne äußere Mittel insgesamt stabil gehalten ist.
3. Antriebsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Temperatur-Ausgleich zwischen der Überdruckkammer (33) und der Unterdruckkammer (31) mit Hilfe von Drosselventilen (D 1, D 2, D 3) steuerbar ist.
4. Antriebsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckkammer (31) mit Anschlußstellen für mit Unterdruck betriebene Servo- Aggregate versehen ist.
5. Antriebsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüceh 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselventile (D 1, D 2) mit Düsen versehen sind, die sich in Richtung des Luftstroms monoton verjüngen, so daß am jeweiligen Düsenende eine maximale Stromdichte auftritt.
6. Antriebsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Rückstromkanal (34) vorgesehen ist, der in beiden Richtungen der Luftströmung im Verdichter (32) bei Vorwärtslauf und bei Rückwärtslauf benutzbar ist.
7. Antriebsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Untersetzungsstufen motorleistungsabhängig mittels koaxial gelagerter Planetenradsätze zuschaltbar sind.
8. Antriebsanordnung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Untersetzungsstufen sich in ihrer Wirkung phasenweise überlagern, nacheinander aktivierbar bzw. deaktivierbar sind.
9. Antriebsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel der einzelnen Untersetzungsphasen vom Drehzahlverhältnis zwischen der Kurbelwelle des Verbrennungsmotors und dem Verdichter (32) abhängig ohne äußere Schaltelemente erfolgt.
10. Antriebsanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Freilauf vorgesehen ist, der den Vorlauf der Abtriebswelle gegenüber der Antriebswelle sperrt und dieser Freilauf einem der verwendeten Planetenradsätze zugeordnet ist.
11. Antriebsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Freilauf über ein Sperrelement (48) einschaltbar ist und diese Sperre durch äußeren Eingriff bei stehendem Motor lösbar ist.
DE19863611171 1986-01-20 1986-04-01 Antriebssystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge Granted DE3611171A1 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19863611171 DE3611171A1 (de) 1986-01-20 1986-04-01 Antriebssystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
PCT/DE1987/000021 WO1987004490A1 (en) 1986-01-20 1987-01-15 Drive system for supercharged internal combustion engines
EP87900796A EP0253856A1 (de) 1986-01-20 1987-01-15 Antriebssystem für aufgeladene verbrennungsmotoren
DE19873720236 DE3720236A1 (de) 1986-04-01 1987-06-12 Antriebssystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
US07/117,204 US4825839A (en) 1986-01-20 1987-11-20 Supercharged internal combustion engine driving system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3601836 1986-01-20
DE19863611171 DE3611171A1 (de) 1986-01-20 1986-04-01 Antriebssystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3611171A1 DE3611171A1 (de) 1987-07-30
DE3611171C2 true DE3611171C2 (de) 1988-05-05

Family

ID=25840336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19863611171 Granted DE3611171A1 (de) 1986-01-20 1986-04-01 Antriebssystem, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4825839A (de)
EP (1) EP0253856A1 (de)
DE (1) DE3611171A1 (de)
WO (1) WO1987004490A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4032851C1 (en) * 1990-10-12 1991-10-24 Guenter 1000 Berlin De Mehnert Power transmission system for heavy duty motor vehicle - forms integrated mechano-pneumatic assembly with stepless speed-torque control including braking and reverse motion
DE4019021A1 (de) * 1990-06-14 1991-12-19 Gardena Kress & Kastner Gmbh Fahrzeug, insbesondere kleinfahrzeug
DE4214635A1 (de) * 1992-04-24 1992-09-24 Guenter Mehnert Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE102017004338A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Wabco Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Druckregelanlage in einem Fahrzeug sowie Druckregelanlage

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4314057A1 (de) * 1993-04-29 1994-11-03 Bayerische Motoren Werke Ag Umlaufrädergetriebe für ein automatisch schaltendes Kraftfahrzeuggetriebe
JP2007222989A (ja) * 2006-02-23 2007-09-06 Max Co Ltd ガスネイラにおける打撃ピストン保持構造
WO2013049439A2 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Eaton Corporation Supercharger assembly with two rotor sets
US9856781B2 (en) 2011-09-30 2018-01-02 Eaton Corporation Supercharger assembly with independent superchargers and motor/generator
WO2013049435A1 (en) 2011-09-30 2013-04-04 Eaton Corporation Supercharger assembly for regeneration of throttling losses and method of control
KR20140141657A (ko) 2012-03-29 2014-12-10 이턴 코포레이션 가변 스피드 하이브리드 전기적 과급기 어셈블리 및 이를 갖는 차량의 제어 방법
JP2014062498A (ja) * 2012-09-21 2014-04-10 Hitachi Automotive Systems Ltd 内燃機関の制御装置
WO2014165233A1 (en) 2013-03-12 2014-10-09 Eaton Corporation Adaptive state of charge regulation and control of variable speed hybrid electric supercharger assembly for efficient vehicle operation

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1732405A (en) * 1925-07-20 1929-10-22 Invernizzi Pietro Motor and transmission unit
US1984013A (en) * 1931-04-09 1934-12-11 Gen Motors Corp Two-stroke cycle engine
FR973267A (fr) * 1941-08-09 1951-02-09 Mathis Commande hydraulique de compresseur à vitesse variable
US2390626A (en) * 1942-11-18 1945-12-11 Szekely Company Inc Aircraft supercharger drive
GB619978A (en) * 1945-09-07 1949-03-17 Citroen Sa Improvements in or relating to the driving of supercharging compressors for internalcombustioin engines
FR1013437A (fr) * 1950-03-02 1952-07-29 Citroen Sa Andre Moteur à explosion avec compresseur volumétrique monté en différentiel, combiné avec une pompe d'injection
DE920220C (de) * 1950-05-25 1954-11-15 Wilhelm Dr-Ing Glamann Verbrennungsmotor
DE924000C (de) * 1951-03-22 1955-02-24 Wilhelm Dr-Ing Glamann Verbrennungsmotor
US2949902A (en) * 1957-05-28 1960-08-23 Calovolo Mario Angelo Engine transmission unit involving variable supercharging
DE1966223A1 (de) * 1968-02-07 1971-12-30 Vehicule Ind Et D Equipements Brennkraftmaschine mit Selbstzuendung und Aufladung
CH479803A (de) * 1968-03-25 1969-10-15 Voith Getriebe Kg Antriebsanlage mit einer Brennkraftmaschine mit Aufladung
DE1945905A1 (de) * 1969-09-11 1971-03-18 Ulrich Padberg Automatische stufenlose Kraftuebertragung,insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
US4098148A (en) * 1976-12-08 1978-07-04 Borg-Warner Corporation Transmission controls
US4188918A (en) * 1978-06-26 1980-02-19 Robbins Urban G Jr Internal combustion engine having inducted charge control means driven by engine through variable speed hydraulic transmission
DE3027000A1 (de) * 1980-07-17 1982-02-25 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Brennkraftmaschine mit einem von ihr angetriebenen ladeluft-kompressor
GB2095328B (en) * 1981-02-06 1984-08-30 Honda Motor Co Ltd Controlling supercharged ic engine intake systems
IT1137820B (it) * 1981-08-06 1986-09-10 Alfa Romeo Auto Spa Sistema per la sovralimentazione di motori a combustione interna per autoveicoli

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4019021A1 (de) * 1990-06-14 1991-12-19 Gardena Kress & Kastner Gmbh Fahrzeug, insbesondere kleinfahrzeug
DE4032851C1 (en) * 1990-10-12 1991-10-24 Guenter 1000 Berlin De Mehnert Power transmission system for heavy duty motor vehicle - forms integrated mechano-pneumatic assembly with stepless speed-torque control including braking and reverse motion
DE4214635A1 (de) * 1992-04-24 1992-09-24 Guenter Mehnert Antriebsanordnung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE102017004338A1 (de) * 2017-05-05 2018-11-08 Wabco Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Druckregelanlage in einem Fahrzeug sowie Druckregelanlage
US11975587B2 (en) 2017-05-05 2024-05-07 Zf Cv Systems Europe Bv Method for operating a pressure-regulating system in a vehicle and pressure-regulating system

Also Published As

Publication number Publication date
DE3611171A1 (de) 1987-07-30
WO1987004490A1 (en) 1987-07-30
US4825839A (en) 1989-05-02
EP0253856A1 (de) 1988-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3419958C2 (de)
DE69528078T2 (de) Hydraulikmotorsystem
DE3611171C2 (de)
DE3204296A1 (de) Energiesparende automatische kraftuebertragung, insbesondere fuer kraftfahrzeuge
DE976055C (de) Hydrostatisches Getriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE19751776A1 (de) Retarder für Getriebe von Nutzfahrzeugen
DE2904019A1 (de) Schaltbare transmission fuer manuellen, halbautomatischen oder vollautomatischen betrieb, insbesondere fuer schwer- und schwerstfahrzeuge
DE10255048C5 (de) Hydrostatischer Mehrmotorenantrieb
DE2716531C2 (de) Hydraulische Steuervorrichtung für Wechsel-Wendegetriebe
EP0659248B1 (de) Antriebsaggregat mit variator, insbesondere für fahrzeuge
DE1933792C3 (de) Gasturbinenwerk, insbesondere für Kraftfahrzeuge
DE2010581A1 (de) Gasturbinenaggregat zum Antrieb von Fahrzeugen
DE3303881A1 (de) Hydrostatisches differentialgetriebe mit einrichtung zur bremsenergie-rueckgewinnung fuer fahrzeuge
DE4214635C2 (de)
DE19503923C2 (de) Hydrostatisch-mechanisches Getriebe mit Leistungsverzweigung
DE4321755A1 (de) Vegetative Antriebskonzeption mit Hilfe eines stufenlosen servomechanischen Getriebes
DE2354280A1 (de) Fahrzeuggetriebe
DE4032851C1 (en) Power transmission system for heavy duty motor vehicle - forms integrated mechano-pneumatic assembly with stepless speed-torque control including braking and reverse motion
DE848603C (de) Kraftuebertragungsgetriebe fuer Motorfahrzeuge
DE3720236C2 (de)
AT151203B (de) Selbsttätig schaltendes Stufengetriebe, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
DE953494C (de) Stufenloses, selbsttaetig regelndes Getriebe, insbesondere fuer Kraftfahrzeuge
DE868389C (de) Mechanischer, automatischer Drehmomentwandler, ausgebildet als stufenlos geregeltes Freilaufschaltwerkgetriebe mit hubveraenderlichem Kurven- oder Kurbeltrieb, insbesondere fuer Fahrzeuge
DE1480383C (de) Hydraulische Steuervorrichtung mit Mitteln zum selbsttätigen Umschalten eines Wechselgetriebes, insbesondere fur Kraftfahrzeuge
AT231284B (de) Kraftübertragungsanlage zum gleichzeitigen Antrieb eines Fahrzeuges und einer Arbeitsmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3720236

Format of ref document f/p: P

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 3720236

Format of ref document f/p: P

8339 Ceased/non-payment of the annual fee