DE10054078A1

DE10054078A1 - Restentleerung

Info

Publication number: DE10054078A1
Application number: DE2000154078
Authority: DE
Inventors: Klaus Vogelsang; Peter Heilinger
Original assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Current assignee: Voith Turbo GmbH and Co KG
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-16
Anticipated expiration: 2020-11-01
Also published as: DE10054078B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanlage für ein Fahrzeug; DOLLAR A - mit einem Motor; DOLLAR A - mit einem hydrodynamischen Retarder; DOLLAR A - mit einem Kreislaufsystem zum Führen eines Mediums, das als Arbeitsmittel des Retarders und zugleich als Kühlmittel für den Motor dient; DOLLAR A - mit einer im Kreilaufsystem enthaltenen Umwälzpumpe. DOLLAR A Gemäß der Erfindung ist eine solche Antriebsanlage weiterhin mit den folgenden Merkmalen ausgestattet: DOLLAR A - mit einem Druckausgleichsbehälter; DOLLAR A - mit einer Verbindungsleitung, die eine leitende Verbindung zwischen dem Arbeitsraum des Retarders und einem in Strömungsrichtung des Mediums vor der Umwälzpumpe im Kreislaufsystem befindlichen Anschlußstelle herstellt; DOLLAR A - mit einem Druckregelventil zum Regeln des Innendruckes im Ausgleichsbehälter.

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebsanlage für ein Fahrzeug, umfassend einen Motor, einen hydrodynamischen Retarder, ein Kreislaufsystem zum Führen eines Mediums, das als Arbeitsmittel des Retarders und zugleich als Kühlmittel für den Motor dient.

Eine solche Anlage ist beispielsweise aus DE 196 41 558 A1 bekanntgeworden. Dabei ist in den Kühlkreislauf eine Kühlmittelpumpe geschaltet, die für eine Umwälzung des Kühlmittels sorgt und die zum Einstellen der Motortemperatur dient.

PCT/SE93/00478 beschreibt eine Anlage ähnlicher Art, mit einem Retarder, dessen Wärme ebenfalls mit Hilfe des Motorkühlmittels abgeführt wird. Dabei geht es um die maximale Ausnutzung der Bremsleistung des Retarders.

Es ist bekannt, daß Retarder im Nicht-Bremsbetrieb ungewollt eine Bremsleistung aufbringen. Diese geht auf die im Arbeitsraum vorhandene Luft zurück, sowie auf einen im Arbeitsraum verbliebenen Rest des Arbeitsmittels. Man spricht hierbei allgemein von Ventilationsverlusten. Zum Beseitigen solcher Ventilationsverluste hat man bisher verschiedene Wege beschritten. So wurden beispielsweise Rotor und Stator in axialer Richtung auseinandergefahren - siehe DE 197 04 407 A. Diese Bauweise bedingt einen größeren Bauraum. Auch wurden schon Blenden vorgesehen, die in den Arbeitsraum nach dessen Entleeren eingefahren werden können, um zu verhindern, daß die Luft bzw. ein Rest an Arbeitsmittel oder ein Gemisch aus diesen beiden noch Bremsarbeit leistet. Diese Ausführungsformen sind baulich relativ aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsanlage der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß sich die Ventilationsverluste noch weiter absenken lassen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Die Erfinder haben dies in geschickter Weise durch Vorsehen eines Regelventils an einem Ausgleichsbehälter erreicht, in Kombination mit dem Vorsehen einer Leckageleitung zwischen dem Retarder und der Umwälzpumpe. Diese Maßnahmen sind baulich sehr einfach und außerdem sehr kostengünstig. Damit läßt sich zum einen erreichen, daß eine im Arbeitsraum verbliebene Restmenge an Arbeitsmittel bzw. an Gemisch aus Arbeitsmittel und Luft entfernt wird, und zum anderen läßt sich verhindern, daß es zu einem Sieden des Arbeitsmittels im Kühlmittelkreislauf oder zu Kavitation im Bereich der Umwälzpumpe und des Retarders kommt.

Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt

Fig. 1 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine Antriebsanlage.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Anlage wie Fig. 1 mit ausführlicherer Darstellung von Einzelteilen.

Die in Fig. 1 dargestellte Antriebsanlage dient zum Antreiben eines Fahrzeugs. Sie weist u. a. die folgenden Bauteile auf: einen Motor 1, eine Umwälzpumpe 2, einen Retarder 3, einen Kühler 4, einen dem Kühler 4 zugeordneten Lüfter 5, einen Ausgleichsbehälter 6 sowie einen Thermostaten 7.

Alle diese Aggregate sind Bestandteil eines Kreislaufsystems 8. Die Pfeile deuten die Strömungsrichtung des darin strömenden Mediums an. Dabei sind Pumpe 2, Retarder 3 und Motor 1 in Reihe geschaltet. Nach dem Durchtritt durch die entsprechenden Teile von Motor 1 gelangt das Kühlmittel in Teil 8.1 des Kreislaufsystems.

Man erkennt ferner eine Leitung 8.2, die eine leitende Verbindung zwischen der Pumpe 2 und dem Thermostaten 7 herstellt.

Wichtige Bestandteile der Erfindung sind die folgenden:
Es ist eine Leckageleitung 8.3 vorgesehen. Diese ist an den Arbeitsraum des Retarders 3 angeschlossen und stellt eine leitende Verbindung her zu einem Leitungszweig 8.4. Die Leckageleitung 8,3 ist an den Leitungszweig 8.4 vorzugsweise unmittelbar vor der Pumpe 2 angeschlossen - siehe Anschlußstelle 8.5.

Der weitere wichtige Bestandteil ist ein Regelventil 6.1. Dieses ist Bestandteil des Ausgleichsbehälters 6. Man erkennt einen Flüssigkeitsspiegel 6.2 - den Spiegel, den das im Kreislaufsystem 8 geführte Medium in Abhängigkeit seiner Temperatur im genannten Ausgleichsbehälter 6 bildet. Das Regelventil 6.1 befindet sich über dem Spiegel 6.2.

Wie man sieht, befindet sich am Ausgleichsbehälter 6 noch ein weiteres Ventil, nämlich das Ventil 6.3. Dieses dient als Sicherheitsventil. Es ist für die Verwirklichung der Erfindung nicht unbedingt erforderlich.

Die Anlage bzw. das Kreislaufsystem arbeitet wie folgt:
Im Bremsbetrieb ist der Druck im Ausgleichsbehälter 6 relativ hoch, um ein Sieden des Mediums im Kreislaufsystem zu vermeiden. Dies wird durch Einstellen des Regelventils 6.1 auf einen entsprechenden Wert erreicht. Dieser Wert liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 0,5 bis 0,7 bar.

Das Sicherheitsventil 6.3 öffnet im Notfall, d. h. wenn das Regelventil 6.1 wider Erwarten nicht einwandfrei arbeitet. Das Sicherheitsventil 6.3 öffnet sodann. Dies wird in der Regel bei zwischen 1 und 1,2 bar eintreten.

Die Leckageleitung 8.3 ist im Bremsbetrieb größtenteils abgesperrt. Sie bietet in diesem Zustand nur eine relativ kleine Verbindungsöffnung und somit findet auch nur ein relativ geringes Überströmen vom Arbeitsraum des Retarders 3 zur Anschlußstelle 8.5 statt.

Im Nicht-Bremsbetrieb liegen die Verhältnisse wie folgt:
Der Druck im Ausgleichsbehälter 6 wird relativ gering gehalten. Genauer gesagt wird der Druckwert einerseits derart abgesenkt, daß es nicht zu einem Sieden des Mediums im Kreislaufsystem kommt und daß auch keine Kavitation auftritt. Zum anderen wird aber erreicht, daß - in Strömungsrichtung gesehen - vor der Pumpe 2 ein sehr geringer Druck, vorzugsweise ein Unterdruck entsteht. Über die Leckageleitung 8.3 wird derselbe Druck auch im Arbeitsraum des Retarders 3 erzeugt. Dies bedeutet, daß jegliche Restmenge von Arbeitsmittel bzw. Luft bzw. einem Gemisch aus diesen beiden aus dem Arbeitsraum des Retarders 3 abgezogen, über die Leckageleitung 8.3 weitergeleitet und an der Anschlußstelle 8.5 in den Leitungszweig 8.4 eingeleitet wird.

Die Folge davon ist, daß im Nicht-Bremsbetrieb die Verlustleistung außerordentlich stark minimiert wird. Dies wirkt sich auf den Kraftstoffverbrauch des Motors aus. Bekanntlich ist der Anteil des Nicht- Bremsbetriebs wesentlich größer als der Anteil des Bremsbetriebs an der gesamten Betriebsdauer eines Fahrzeuges. Die Einsparungen sind schon aus diesem Grunde bedeutend. In der Praxis läßt sich damit der Kraftstoffverbrauch um einen Wert absenken, dessen Größenordnung signifikant ist. Beispielsweise sind Kraftstoffeinsparungen im Prozentbereich möglich.

Claims

1. Antriebsanlage für ein Fahrzeug

1. 1.1 mit einem Motor (1):
2. 1.2 mit einem hydrodynamischen Retarder (3);
3. 1.3 mit einem Kreislaufsystem zum Führen eines Mediums, das als Arbeitsmittel des Retarders (3) und zugleich als Kühlmittel für den Motor dient;
4. 1.4 mit einer im Kreislaufsystem (8) enthaltenen Umwälzpumpe (2)
5. 1.5 mit einem Druckausgleichsbehälter;
6. 1.6 mit einer Verbindungsleitung, die eine leitende Verbindung zwischen dem Arbeitsraum des Retarders und einem in Strömungsrichtung des Mediums vor der Umwälzpumpe (2) im Kreislaufsystem (8) befindlichen Anschlußstelle (8.5) herstellt;
7. 1.7 mit einem Druckregelventil (6.1) zum Regeln des Innendruckes im Ausgleichsbehälter (6).

2. Antriebsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstelle (8.5) unmittelbar vor der Umwälzpumpe (2) oder an deren Einlaßstutzen angeordnet ist.

3. Antriebsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leckageleitung (8.3) durch ein Ventil, vorzugsweise ein Regelventil, absperrbar ist.

4. Antriebsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an den Innenraum des Ausgleichsbehälters (6) ein Sicherheitsventil (6.3) angeschlossen ist.