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DE2462059A1 - Engine-driven vehicle hydraulic transmission - uses hydraulic system to start engine also - Google Patents

Engine-driven vehicle hydraulic transmission - uses hydraulic system to start engine also

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Publication number
DE2462059A1
DE2462059A1 DE19742462059 DE2462059A DE2462059A1 DE 2462059 A1 DE2462059 A1 DE 2462059A1 DE 19742462059 DE19742462059 DE 19742462059 DE 2462059 A DE2462059 A DE 2462059A DE 2462059 A1 DE2462059 A1 DE 2462059A1
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DE
Germany
Prior art keywords
hydraulic
engine
internal combustion
combustion engine
pressure side
Prior art date
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Pending
Application number
DE19742462059
Other languages
German (de)
Inventor
Frank Hoogeveen
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.)
MAN AG
Original Assignee
MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Filing date
Publication date
Application filed by MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG filed Critical MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N7/00—Starting apparatus having fluid-driven auxiliary engines or apparatus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines
    • B60K6/08—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means
    • B60K6/12—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator
    • B60K2006/126—Prime-movers comprising combustion engines and mechanical or fluid energy storing means by means of a chargeable fluidic accumulator the hydraulic accumulator starts the engine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)

Abstract

The transmission is for a vehicle driven by an internal combustion engine, having a converter unit with a hydraulic system and a power accumulator. The system is also used to start the engine (5). The latter can be equipped with its own hydraulic pump (9a) driven by the engine and also usable as a starter motor, with changeover valves (22, 23) on both high-and low-pressure sides. The one on the high-pressure side (22) is connected to a high-pressure accumulator (2) and that on the low-pressure side (23) to a compensator vessel (3), the valves being operated together via a control cable from a regulator unit (4).

Description

Volhydaulischer Antrieb für ein mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstetes Fahrzeug oder dgl. Full hydraulic drive for a combustion engine equipped Vehicle or the like.

Die Erfindung bezieht sich auf einen vollhydraulischen Antrieb für ein mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstetes Fahrzeug oder dgl., wobei ein Wandleraggregat mit einem hydraulischen System und mit einem Energiespeicher vorgesehen ist.The invention relates to a fully hydraulic drive for a vehicle equipped with an internal combustion engine or the like, with a converter unit is provided with a hydraulic system and with an energy store.

Verbrauch und Schadstoffemission von Verbrennungskraftmaschinen hängen von Drehzahl und Belastung der Motoren ab; so ist es möglich, für Schadstoffemission oder für Verbrauch jeweils ein Optimum zu finden, d.h. bei einer bestimmten Drehzahl und bei einer bestimmten Belastung können Schadstoffemission bzw. Verbrauch ein Minimum erreichen.Consumption and pollutant emissions from internal combustion engines depend on the speed and load of the engines; so it is possible for pollutant emission or to find an optimum for consumption, i.e. at a certain speed and at a certain load, pollutant emissions or consumption can decrease Reach minimum.

Wird eine Verbrennungskraftmaschine unter völlig gleichbleibenden Betriebsbedingungen betrieben, kann unschwer ein Motor gewählt werden, dessen geringste Schadstoffemission bzw. dessen geringster Verbrauch genau in dem geforderten Betriebsbereich liegt; anders ist der Fall bei Verbrennungskraftmaschinen die ständig wechselnden Betriebsbereichen ausgesetzt sind, sei es ständig wechselnder Drehzahl, wie z.B. im Fahrzeugbetrieb.Becomes an internal combustion engine under completely constant Operating conditions operated, it is easy to choose a motor, its least Pollutant emission or its lowest consumption exactly in the required operating range lies; the case is different with internal combustion engines, which are constantly changing Operating areas are exposed, be it constantly changing speed, such as in vehicle operation.

Es sind bereits elektrohydraulische und verbrennungshydraulische Hybridantriebe bekannt, bei denen als Energiespeicher ein Hydrospeicher verwendet wird, der als Beschleunigungselement dient.There are already electro-hydraulic and combustion-hydraulic hybrid drives known, in which a hydraulic accumulator is used as an energy store, which as Accelerating element is used.

So ist z.B. ein elektrohydraulischer Hybridantrieb bekannt, der mit einem Hydrospeicher in Verbindung mit einem verstellbaren Hydromotor ausgestattet ist und bei dem die Fahrlei¢ung zum beschleunigten und unbeschleunigten Fahren über diesen Hydromotor übertragen wird, während der Elektromotor intermittierend bei optimalem Wirkungsgrad arbeitet und die Energie an den Hydrokreis abgibt. Ferner kann durch Nutzbremsung über den verstellbaren Hydromotor kinetische Energie des Fahrzeugs im Hydrospeicher zurückgewonnen werden.For example, an electrohydraulic hybrid drive is known that is equipped with a hydraulic accumulator in connection with an adjustable hydraulic motor is and in which the Fahrlei ¢ ung to accelerated and non-accelerated driving this hydraulic motor is transmitted while the electric motor is intermittent works at optimum efficiency and transfers the energy to the hydraulic circuit. Further kinetic energy can be generated by regenerative braking via the adjustable hydraulic motor Vehicle can be recovered in the hydraulic accumulator.

Bei einem verbrennungshydraulischen Hybridantrieb, wie er bereits vorbeschrieben ist,. liefert der Verbrennungsmotor die Leistung zum unbeschleunigten Fahren, während der Hydrospeicher in Verbindung mit dem Hydromotor die spezifisch hohe Leistung beim beschleunigten Fahren aufbringt, Hierdurch soll eine Verminderung der Schadstoffemission und zugleich eine Verbrauchssenkung ermöglicht werden (Ölbydraulik und Pneumatik", 1971, Seiten 427 -429).With a combustion-hydraulic hybrid drive, as he already did is described above. the combustion engine delivers the power to the unaccelerated Driving while the hydraulic accumulator in connection with the hydraulic motor the specific generates high performance when driving at accelerated speed, this is intended to reduce pollutant emissions and at the same time a reduction in consumption are made possible (oil hydraulics and Pneumatics ", 1971, pages 427-429).

Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen vollhydraulischen Antrieb der eingangs genannten Art noch weiter zu verbessern. Dies gelingt erfindungsgemäß dadurch, daß das hydraulische System des Wandleraggregats auch zum Anlassen des Verbrennungsmotors verwendbar ist.The present invention is based on the object of a fully hydraulic Drive of the type mentioned to improve even further. This is achieved according to the invention in that the hydraulic system of the converter unit is also used to start the Internal combustion engine is used.

Hierbei ist es entweder möglich, mit dem Motor einen eigenen hydraulischen Anlasser zu koppeln, oder eine vom Motor betriebene Hydropumpe ihrerseits als Hydromotor zum Anlassen zu verwenden.It is either possible to use its own hydraulic motor with the motor To couple the starter, or a hydraulic pump operated by the engine in turn as a hydraulic motor to use for tempering.

Hierbei ergibt sich insbesondere der Vorteil, daß die vom Anlassvorgang verbrauchte Energie innerhalb kürzester Zeit wieder in den Energiespeicher (z.B. in einen hydraulischen Speicher oder in einen Schwungmassenspeicher) zurückgeführt werden kann; somit ist es möglich, daß ein Fahrzeug, das mit dem erfindungsgemäßen Wanleraggregat ausgestattet ist, selbst bei haufigem Anfahren nach jedem Anhalten den Motor abstellen kann, was insbesondere in Ballungsgebieten und bei hoher Verkehrsdichte dazu führt, die Emissionswerte des Motors pro Zeiteinheit entscheidend zu reduzieren.This has the particular advantage that the starting process Used energy back into the energy storage device within a very short time (e.g. fed back into a hydraulic accumulator or a flywheel mass accumulator) can be; thus it is possible that a vehicle that is equipped with the invention Converter unit is equipped, even with frequent starts after every stop can turn off the engine, which is especially true in metropolitan areas and with high traffic density leads to a decisive reduction in the emission values of the engine per unit of time.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Hydropumpe, die normalerweise vom Verbrennungsmotor antreibbar ist, sowohl hochdruckseitig als auch niederdruckseitig jeweils ein Umschaltventil zugeordnet, wobei das hochdruckseitige Umschaltventil mit einem Hochdruckspeicher und das niederdruckseitige Umschaltventil mit einem Ausgleichsbehälter verbunden ist. Diese Umschaltventile sind vorzugsweise gemeinsam über eine Steuerleitung von einer besonderen Regeleinrichtung ansteuerbar. Eine solche Regeleinrichtung ist im übrigen zum Konstanthalten von Drehzahl und Leistung des Verbrennungsmotors vorgesehen.According to a further development of the invention, the hydraulic pump is normally can be driven by the internal combustion engine, both on the high-pressure side and on the low-pressure side each assigned a switchover valve, the switchover valve on the high-pressure side with a high pressure accumulator and the low pressure side switchover valve with a Expansion tank is connected. These switching valves are preferably common Can be controlled by a special control device via a control line. One Such a control device is also used to keep the speed and power constant of the internal combustion engine provided.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung dient die teigefügte Zeichnung, in der ein vollhydraulischer Antrieb in Verbindung mit dem Fahrgestell eines Lastkraftwagens schematisch im Rahmen eines Auführungsbeispiels dargestellt ist.The attached drawing serves to explain the invention in more detail, in which a fully hydraulic drive in connection with the chassis of a truck is shown schematically in the context of an exemplary embodiment.

Ein Verbrennungsmotor 5 treibt eine Hydropumpe 9a mit konstanter Leistung. Je nach Bedarf bzw. Fahrzeugstand wird die Leistung der Hydropumpe 9a direkt an einen Hydromotor 9b und somit an eine Abtriebswelle 6 abgegeben, oder über ein Ventil lo an einen Hochdruckspeicher 2. Der Hydromotor b ist verstellbar, so daß er je nach Geschwindigkeits- oder Leistungsbedarf verstellt werden kann; es ist auch möglich, mittels dieses Hydromotors Vor- und Rücklauf zu wählen. Schließlich kann der Hydromotor 9b auch noch auf Leerlauf eingestellt werden. Um den Motor 5 unter ständig gleichen Betriebsbedingungen zu halten, ist auch die Hydropumpe 9a verstellbar, wobei sie Je nach den Druckverhältnissen im hydraulischen System derart verstellt wird, daß ihre Drehzahl und Leistungsabnahme immer gleichbleibt.An internal combustion engine 5 drives a hydraulic pump 9a with constant power. Depending on the requirements or the vehicle position, the output of the hydraulic pump 9a is activated directly a hydraulic motor 9b and thus delivered to an output shaft 6, or via a valve lo to a high-pressure accumulator 2. The hydraulic motor b is adjustable so that it ever can be adjusted according to speed or power requirements; it is also possible, using this hydraulic motor to select flow and return. Finally, the hydraulic motor can 9b can also be set to idle. To the engine 5 under constantly the same To keep operating conditions, the hydraulic pump 9a is adjustable, whereby it Depending on the pressure conditions in the hydraulic system, it is adjusted in such a way that their speed and decrease in power always remain the same.

Im hydraulischen Kreis ist dem Hydromotor 9b ein Sperrventil 16 vor- oder nachgeschaltet, das einen Fluß von Druckmedium durch den Hydromotor 9b vollkommen unterbindet und das somit als Feststellbremse dient.A shut-off valve 16 is in front of the hydraulic motor 9b in the hydraulic circuit. or downstream that a flow of pressure medium through the hydraulic motor 9b completely prevents and thus serves as a parking brake.

Es ist ferner eine verstellbare Drossel 11 vorgesehen, die im Bremsbereich durch ein überdruckventil 17 automatisch beaufschlagt wird, wenn der Druck im Hochdruckspeicher 2 sein Maximum erreicht hat und somit anzeigt, daß der Hochdruckspeicher 2 gefüllt ist.There is also an adjustable throttle 11 is provided in the braking area automatically acted upon by a pressure relief valve 17 will when the pressure in the high pressure accumulator 2 has reached its maximum and thus indicates that the high pressure accumulator 2 is filled.

Außerdem ist die Drossel 11 über eine Steuer- oder Kommandoleitung mit einer Regeleinrichtung 4 verbunden.In addition, the throttle 11 is via a control or command line connected to a control device 4.

Nit der Regeleinrichtung 4 ist ein Fahrtrichtungswähler 14, das Fahrpedal 8, das Bremspedal 12 und ein Füllstandsanzeiger 15 verbunden, der die Druckverhältnisse im hydraulischen System bzw.With the control device 4 is a travel direction selector 14, the accelerator pedal 8, the brake pedal 12 and a level indicator 15 connected, which shows the pressure conditions in the hydraulic system or

den Hochdruckspeicher und somit seinen Füllzustand anzeigt. Ferner sind mit der Regel einrichtung 4 noch der Verbrennungsmotor 5, die Hydropumpe 9a und der Hydromotor 9b über Signal- oder Stelleitungen verbunden, ebenso wie das Ventil lo, das die Druckanzeige für den Hochdruckspeicher 2 liefert und dsa bei Energiebedarf Druckmedium aus dem Hochdruckspeicher 2 in das hydraulische System austreten läßt.shows the high-pressure accumulator and thus its filling level. Further are with the control device 4 still the internal combustion engine 5, the hydraulic pump 9a and the hydraulic motor 9b connected via signal or control lines, as well as that Valve lo, which supplies the pressure indicator for the high-pressure accumulator 2 and dsa at Energy requirement pressure medium from the high pressure accumulator 2 into the hydraulic system can leak.

Erfindungsgemäß dient der gezeigte Antrieb zusätzlich noch zum Anlassen des Motors 5. Hierzu ist vom Hochdruckspeicher'2 zu einem Umschaltventil 22 eine Druckleitung verlegt, durch die die hydraulische Pumpe 9a betätigt werden kann. Hinter dem hydraulischen Motor 9a ist ein- weiteres Umschaltventil 2) angeordnet, das das verbrauchte Arbeitsmedium dem Niederdruckspeicher bzw.According to the invention, the drive shown is also used for starting of the motor 5. For this purpose, a switch valve 22 is connected from the high pressure accumulator 2 to a switchover valve 22 Released pressure line through which the hydraulic pump 9a can be operated. Another switching valve 2) is arranged behind the hydraulic motor 9a, that the used working medium is transferred to the low-pressure accumulator or

Ausgleichsbehälter 3 zuführt. Die beiden Ventile 22 und 25 können gemeinsam über eine Steuerleitung von der Steuer- und Regeleinrichtung 4 angesteuert werden.Expansion tank 3 supplies. The two valves 22 and 25 can controlled jointly by the control and regulating device 4 via a control line will.

Claims (5)

Patentansprüche Claims ( 4 Vollhydraulischer Antrieb für ein mit einem Verbrennungsmotor ausgerüstetes Fahrzeug oder dgl., wobei ein Wandleraggregat mit einem hydraulischen System und einem Energiespeicher vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das hydraulische System auch zum Anlassen des Verbrennungsmotors (5) verwendbar ist.(4 fully hydraulic drive for one with an internal combustion engine Equipped vehicle or the like., With a converter unit with a hydraulic System and an energy store is provided, characterized in that the hydraulic system can also be used to start the internal combustion engine (5). 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (5) mit einem eigenen hydraulischen Anlasser gekoppelt ist. 2. Drive according to claim 1, characterized in that the internal combustion engine (5) is coupled with its own hydraulic starter. 3. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandleraggregat eine vom Verbrennungsmotor (5) antreibbare Hydropumpe (9a) aufweist, die auch als Hydromotor zum Anlassen des Motors (5) verwendbar ist. 3. Drive according to claim 1, characterized in that the converter unit has a hydraulic pump (9a) which can be driven by the internal combustion engine (5) and which is also known as Hydraulic motor for starting the engine (5) can be used. 4. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydropumpe (9a) sowohl hochdruckseitig als auch niederdruckseitig jeweils ein Umschaltventil (22, 23) -zugeordnet ist, wobei das hochdruckseitige Umschaltventil (22) mit einem Hochdruckspeicher (2) und das niederdruckseitige Umschaltventil (23) mit einem Ausgleichsbehälter (3) verbunden ist.4. Drive according to claim 5, characterized in that the hydraulic pump (9a) a changeover valve each on both the high-pressure side and the low-pressure side (22, 23) -assigned, wherein the high-pressure side switch valve (22) with a High pressure accumulator (2) and the switching valve (23) on the low pressure side with an expansion tank (3) is connected. 5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltventile (22, 2)) gemeinsam über eine Steuerleitung von einer Regeleinrichtung (4) ansteuerbar sind. L e e r s e i t e5. Drive according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the switching valves (22, 2)) together via a control line from a control device (4) are controllable. L e r s e i t e
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