DE4135233A1

DE4135233A1 - Secondary power source for commercial vehicle - consists of engine using liquefied petroleum gas or compressed natural gas as fuel

Info

Publication number: DE4135233A1
Application number: DE19914135233
Authority: DE
Inventors: Faust Dipl Ing Hagin
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1991-10-25
Filing date: 1991-10-25
Publication date: 1993-04-29

Abstract

The goods vehicle or an omnibus is equipped with the usual type of drive which consists of a Diesel-engine (1) a clutch (2) and a gearbox. The gearbox is connected to the road wheels by a shaft (4). The vehicle is provided with a secondary drive (19) which is connected to the gearbox (3). The secondary drive system consists of a second engine (11) which is fuelled by liquefied petroleum gas (LPG) or compressed natural gas (CNG). The power output of this second engine is low compared with the output of the diesel engine. USE/ADVANTAGE - Secondary power source for a motor vehicle. The gas engine is lighter and cheaper than an electric motor and battery.

Description

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeug, insbesondere Lastwagen und Omnibus, mit einer herkömmlichen Antriebseinrichtung bestehend aus Dieselmotor, Kupp lung und Schaltgetriebe, an dem ein Achsantriebsstrang angeschlossen ist, und mit einer einen Motor anderer Gattung umfassenden Alternativ-Antriebsquelle, die über einen Sekundärtriebstrang mit dem Schaltgetriebe verbindbar ist und über letzteres ebenfalls auf den Achsantriebsstrang wirkt.The invention relates to a commercial vehicle, in particular trucks and buses, with a conventional drive device consisting of a diesel engine, clutch development and manual transmission, to which an axle drive train is connected, and with an alternative drive source comprising a motor of a different type, which can be connected to the manual transmission via a secondary drive train and also acts on the final drive train via the latter.

Ein Nutzfahrzeug mit einer derartigen Hybrid-Antriebseinrichtung ist aus der DE-OS 28 05 594 bekannt. Die dort vorgesehene Alternativ-Antriebsquelle umfaßt einen Elektromotor, der seine Energie aus einer Batterie entnimmt. Solche Elek troantriebe sind verhältnismäßig teuer und benötigen, um ein Nutzfahrzeug mit einer ausreichenden Geschwindigkeit betreiben zu können, eine Batterie, die ebenfalls extrem teuer und außerdem extrem schwer ist. Darüber hinaus stehen solche Elektroantriebe derzeit nur für Pkw-Antriebe zur Verfügung, dort aber ebenfalls unter Inkaufnahme der bereits erwähnten Nachteile.A commercial vehicle with such a hybrid drive device is from the DE-OS 28 05 594 known. The alternative drive source provided there includes an electric motor that takes its energy from a battery. Such elec Tro drives are relatively expensive and need to be used with a commercial vehicle to operate at a sufficient speed, a battery that is also extremely expensive and also extremely heavy. Beyond that such electric drives are currently only available for car drives, but there also accepting the disadvantages already mentioned.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Nutzfahrzeug der eingangs genannten Art mit einer Alternativ-Antriebsquelle auszustatten, die derzeit bereits verfüg bar ist und die geschilderten Nachteile des bekannten Elektroantriebes vermei det.It is therefore an object of the invention, a commercial vehicle of the type mentioned Type to provide an alternative power source that is currently available bar and avoids the disadvantages of the known electric drive det.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch ein Nutzfahrzeug mit den im An spruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.This object is achieved by a commercial vehicle with the in the solved claim 1 specified features.

Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Unteransprüchen ange geben.Advantageous embodiments of this solution are set out in the subclaims give.

Dabei kommt als Alternativ-Antriebsquelle ein nur mit Gas wie CNG, LPG betreib barer Gasmotor zum Einsatz, der eine gegenüber jener des Dieselmotors erheb lich schwächere Leistung aufweist und vorzugsweise aus einem serienmäßigen Pkw stammt. Ein solcher Gasmotor ist samt zugehöriger Kupplung oder zugehöri gem Automatik- bzw. automatisiert schaltbaren Getriebe sowie zugehöriger Gas versorgung wesentlich billiger als ein Elektromotor vergleichbarer Leistung samt zugehöriger Batterie. Im übrigen ist auch der Regel- und Steueraufwand für den Betrieb des Gasmotors geringer als jener für einen Elektromotor.As an alternative drive source comes only gas such as CNG, LPG barable gas engine is used, which increases one compared to that of the diesel engine Lich weaker performance and preferably from a standard Car comes. Such a gas engine is, together with the associated clutch or associated according to automatic or automatically switchable transmission and associated gas supply much cheaper than an electric motor of comparable performance including associated battery. Incidentally, the standard and tax expense for the Operation of the gas engine less than that for an electric motor.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Lösung anhand zweier in Fig. 1 und 2 dar gestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert.The solution according to the invention is explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments shown in FIGS. 1 and 2.

Die herkömmliche Antriebseinrichtung eines Nutzfahrzeuges wie Lastkraftwagen und Omnibus besteht aus einem Dieselmotor 1, Kupplung 2 und Schaltgetriebe 3, an dem ein Achsantriebsstrang 4 angeschlossen ist. Vorzugsweise sind die Kupp lung 2 und das Schaltgetriebe 3 automatisiert schaltbar, die entsprechenden Schaltorgane sind mit 5 und 6 bezeichnet. Diese erhalten ebenso wie die Ein spritzpumpe 7 des Dieselmotors die Steuerbefehle von einer elektronischen Regel- und Steuereinrichtung 8, die für das gesamte Antriebsmanagement ver antwortlich zeichnet. Mit 9 ist der Diesel-Kraftstofftank bezeichnet.The conventional drive device of a commercial vehicle such as trucks and buses consists of a diesel engine 1 , clutch 2 and manual transmission 3 , to which an axle drive train 4 is connected. Preferably, the hitch be 2 and the manual transmission 3 can be switched automatically, the corresponding switching elements are designated 5 and 6 . Just like the injection pump 7 of the diesel engine, these receive the control commands from an electronic regulating and control device 8 , which is responsible for the entire drive management. With 9 the diesel fuel tank is designated.

Dieser herkömmlichen Antriebseinrichtung ist eine Alternativ-Antriebsquelle 10 zugeordnet. Diese weist einen nur mit Gas wie CNG (compressed natural gas) oder LPG (liquid petrol gas) betreibbaren Gasmotor 11 auf, der entweder - wie aus Fig. 1 ersichtlich - mit einer über ein Betätigungsorgan 12 automatisiert schaltbaren Kupplung 13, oder - wie aus Fig. 2 ersichtlich - mit einem über ein Steuerorgan 14 betätigbaren Automatik - oder automatisiert schaltbaren Getrie be 15 vereinigt ist. Mit 16 sind Gasvorratsspeicher bezeichnet. Mit 17 ist die Ge mischaufbereitungsanlage und mit 18 die Anlaßeinrichtung des Gasmotors 11 bezeichnet. Der Betrieb des Gasmotors 11 wird ebenfalls von der Regel- und Steu ereinrichtung 8 aus gesteuert, wozu entsprechende Steuerbefehle an die ange schlossenen Organe 12, 14, 17, 18 ausgegeben werden.An alternative drive source 10 is assigned to this conventional drive device. This has a gas engine 11 which can only be operated with gas such as CNG (compressed natural gas) or LPG (liquid petrol gas) and which either - as can be seen in FIG. 1 - has a clutch 13 which can be switched automatically via an actuating member 12 , or - as from Fig. 2 can be seen - with an actuatable via a control member 14 automatic - or automatically switchable transmission 15 be united. With 16 gas stores are designated. At 17 , the Ge mixing processing system and 18, the starting device of the gas engine 11 is designated. The operation of the gas engine 11 is also controlled by the regulating and control device 8 , for which purpose corresponding control commands are issued to the connected organs 12 , 14 , 17 , 18 .

Der Gasmotor 11 ist auf etwa 1/5 bis 1/10 der Leistung des Dieselmotors 1 ausge legt.The gas engine 11 is about 1/5 to 1/10 of the power of the diesel engine 1 puts out.

Die Alternativ-Antriebsquelle 10 ist über einen Sekundärtriebstrang 19 mit dem Schaltgetriebe 3 verbindbar und wirkt über letzteres ebenfalls auf den Achsan triebsstrang 4. Der Sekundärtriebstrang 19 ist z. B. durch ein eingangs mit der Kupplung 13 bzw. dem Getriebe 15 verbundenes Transfergetriebe 20, eine am Ausgang des letzteren angeschlossene Transferwelle 21 und einen an letzterem angeschlossenen Zahnradtrieb 22 gebildet. Vorzugsweise besteht letzterer ledig lich aus einem einzigen Zahnrad, das mit einem intern des Schaltgetriebes 3 vor handenen Zahnrad kämmt, bei dem es sich insbesondere um eines der beiden, den größten Gang darstellenden Zahnradpaares handelt.The alternative drive source 10 can be connected to the manual transmission 3 via a secondary drive train 19 and also acts on the Achsan drive train 4 via the latter. The secondary drive train 19 is, for. B. formed by an input connected to the clutch 13 or the transmission 15 transfer gear 20 , a transfer shaft 21 connected to the output of the latter and a gear drive 22 connected to the latter. Preferably, the latter consists only of a single gearwheel that meshes with an internal gearbox 3 in front of the existing gearwheel, which is in particular one of the two gear pairs that represent the largest gear.

Der Gasmotor 11 samt zugehöriger Kupplung 13 oder zugehörigem Getriebe 15 stammt vorzugsweise aus einem serienmäßigen Personenkraftwagen.The gas engine 11 together with the associated clutch 13 or associated transmission 15 preferably comes from a standard passenger car.

Der Fahrbetrieb eines mit einer solchen Hybrid-Antriebseinrichtung ausgestatte ten Nutzfahrzeuges stellt sich wie folgt dar:The driving operation equipped with such a hybrid drive device The commercial vehicle is as follows:

Normalerweise wird das Fahrzeug über die herkömmliche Antriebseinrichtung 1, 2, 3 betrieben. Für Fahrten im niedrigen Geschwindigkeitsbereich, in abgasge fährdeten, insbesondere innerörtlichen Bereichen und zum Rangieren wird je doch die Alternativ-Antriebsquelle aktiviert, wobei während deren Betrieb der Dieselmotor 1 ganz stillgesetzt oder nur im Leerlauf betrieben wird und über die Kupplung 2 vom Schaltgetriebe 3 abgekuppelt ist. Die Alternativ-Antriebsquelle wirkt dann alleine über den Sekundärtriebstrang 19 und das Getriebe 3 auf den Achsantriebsstrang 4. Insbesondere die Ausführungsform gemäß Fig. 2 ermög licht dann wegen der Überlagerungen der Funktionen der beiden Getriebe 3 und 15 eine sehr günstige Fahrbetriebssteuerung, bei reduziertem Kraftstoffver brauch und umweltverträglicheren Abgas-Emissionen.The vehicle is normally operated via the conventional drive device 1 , 2 , 3 . For journeys in the low speed range, in hazardous areas, particularly in inner-city areas and for maneuvering, the alternative drive source is activated, during which operation the diesel engine 1 is stopped or operated only at idle and is uncoupled from the transmission 3 via the clutch 2 . The alternative drive source then acts solely on the axle drive train 4 via the secondary drive train 19 and the transmission 3 . In particular, the embodiment according to FIG. 2 then enables light due to the overlapping of the functions of the two transmissions 3 and 15, a very favorable driving control, with reduced fuel consumption and more environmentally friendly exhaust emissions.

Claims

1. Nutzfahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen und Omnibus, mit einer her kömmlichen Antriebseinrichtung, bestehend aus Dieselmotor (1), Kupp lung (2) und Schaltgetriebe (3), an dem ein Achsantriebsstrang (4) ange schlossen ist, und mit einer einen Motor anderer Gattung umfassenden Alternativ-Antriebsquelle (10), die über einen Sekundärtriebstrang (19) mit dem Schaltgetriebe (3) verbindbar ist und über letzteres ebenfalls auf den Achsantriebsstrang (4) wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Alternativ- Antriebsquelle (10) einen nur mit Gas wie CNG, LPG betreibbaren Gasmo tor (11) mit einer gegenüber jener des Dieselmotors (1) erheblich schwäche ren Leistung aufweist.1. Commercial vehicle, in particular trucks and buses, with a conventional drive device, consisting of a diesel engine ( 1 ), hitch be ( 2 ) and manual transmission ( 3 ), to which an axle drive train ( 4 ) is connected, and with a motor another Generic alternative drive source ( 10 ) which can be connected to the manual transmission ( 3 ) via a secondary drive train ( 19 ) and also acts on the axle drive train ( 4 ) via the latter, characterized in that the alternative drive source ( 10 ) only has one Gas such as CNG, LPG operable gas engine ( 11 ) with a significantly weaker than that of the diesel engine ( 1 ) has ren performance.

2. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasmo tor (11) auf etwa 1/5 bis 1/10 der Leistung des Dieselmotors (1) ausgelegt ist.2. Commercial vehicle according to claim 1, characterized in that the Gasmo gate ( 11 ) is designed for about 1/5 to 1/10 of the power of the diesel engine ( 1 ).

3. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasmo tor (11) mit einer Schaltkupplung (13) vereinigt und über diese an den Se kundärtriebstrang (19) anschließbar bzw. von diesem abkuppelbar ist.3. Commercial vehicle according to claim 1, characterized in that the Gasmo gate ( 11 ) with a clutch ( 13 ) and via this to the Se secondary drive train ( 19 ) can be connected or disconnected from this.

4. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasmo tor (11) mit einem Automatik- bzw. automatisiert schaltbaren Getriebe (15) vereinigt ist, dessen Schaltung jener des Schaltgetriebes (3) überlagert ist.4. Commercial vehicle according to claim 1, characterized in that the Gasmo gate ( 11 ) with an automatic or automated switchable transmission ( 15 ) is combined, the circuit of which is superimposed on that of the manual transmission ( 3 ).

5. Nutzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sekundärtriebstrang (19) durch ein eingangs mit der Kupplung (13) bzw. dem Getriebe (15) verbundenes Transfergetriebe (20), eine mit dem Ausgang des letzteren verbundene Transferwelle (21) und ei nen mit letzterer verbundenen Zahnradtrieb (22) gebildet ist, der mit einem intern des Schaltgetriebes (3) vorhandenen Zahnrad eines insbesondere den größten Gang darstellenden Zahnradpaares verbunden ist.5. Commercial vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the secondary drive train ( 19 ) through an input with the clutch ( 13 ) or the transmission ( 15 ) connected transfer gear ( 20 ), a connected to the output of the latter transfer shaft ( 21 ) and egg nen with the latter connected gear drive ( 22 ) is formed, which is connected to an internal of the gearbox ( 3 ) existing gear of a gear pair, in particular representing the largest gear.

6. Nutzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß als Gasmotor (11) ein solcher aus einem herkömmlichen Personenkraftwagen verwendet wird. 6. Commercial vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that the gas engine ( 11 ) is used from a conventional passenger car.

7. Nutzfahrzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine alleinige Ver wendung der Alternativ-Antriebsquelle (10) für Fahrten im niedrigen Ge schwindigkeitsbereich, in abgasgefährdeten, insbesondere innerörtlichen Bereichen und zum Rangieren.7. Commercial vehicle according to claim 1, characterized by a sole use of the alternative drive source ( 10 ) for journeys in the low speed range, in exhaust gas-prone, in particular inner-city areas and for maneuvering.

8. Nutzfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, daß es eine elektronische Regel- und Steuereinrichtung (8) für das Betriebsmanagement sowohl der herkömmlichen Antriebseinrich tung (1, 2, 3) als auch der Alternativ-Antriebsquelle (10) aufweist.8. Commercial vehicle according to one of the preceding claims, characterized in that it has an electronic regulating and control device ( 8 ) for the operational management of both the conventional Antriebseinrich device ( 1 , 2 , 3 ) and the alternative drive source ( 10 ).