DE4208782A1

DE4208782A1 - Antriebseinrichtung eines fahrzeuges

Info

Publication number: DE4208782A1
Application number: DE4208782A
Authority: DE
Inventors: Faust Dipl Ing Hagin; Hans Dipl Ing Drewitz; Erwin Dipl Ing Stiermann
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 1992-03-19
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1993-09-23

Description

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung eines Fahrzeugs mit Merkmalen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei Nutzfahrzeugen kommen vermehrt Retarder zur Anwendung, bei einigen Fahrzeugtypen sind Retarder zusätzlich zur normalen Betriebsbremsanlage sogar vorgeschrieben. Herkömmliche, hydrodynamisch wirkende Retarder bauen aber in der Regel sehr groß, sind vergleichsweise teuer und haben nur einen begrenzten Wirkungsgrad.

Außerdem ist es bei Scania-Nutzfahrzeugen mit abgasturboaufgeladenem Diesel motor und herkömmlichem Klauen- bzw. Synchronschaltgetriebe auch schon be kannt, eine zusätzliche Nutzturbine zur Ausnutzung der Abgasrestexpansions energie vorzusehen. Dabei wirkt diese Nutzturbine über ein Untersetzungsge triebe und einen hydrodynamischen Wandler auf die Primärwelle des Klauen- bzw. Synchronschaltgetriebes. Dies bedeutet einen hohen Bauaufwand bei gleichzeitig hohem Platzbedarf für die besagten Aggregate. Die Übertragung der von der Nutzturbine anfallenden Zusatzenergie in nutzbare Zusatzantriebsenergie erfolgt systembedingt jedoch mit vergleichsweise schlechtem Wirkungsgraad. Außerdem verschlechtert dieses Zusatzsystem den Wirkungsgrad des Dieselmotors, weil ständig zumindest der Wandler mitgeschleppt werden muß.

Bei Fahrzeugen mit einer Antriebseinrichtung der gattungsgemäßen Art, also mit Antriebsaggregat und stufenlosem hydrostatisch-mechanischen Leistungsver zweigungsgetriebe, gebaut nach der Lehre der DE 29 04 572 C2, sind auch schon Vorkehrungen, z. B. ein Energiespeicherschwungrad und/oder hydraulisch beauf schlagte Energiespeicher vorhanden, um Bremsenergie nutzbringend umsetzen zu können.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Antriebseinrichtung der gattungsgemäßen Art so auszugestalten bzw. umzugestalten, daß während des Fahrbetriebs des Fahr zeugs anfallende Energie mit vergleichsweise einfachen und billigen Mitteln gün stiger, mit höherem Wirkungsgrad als bisher, nutzbringend umsetzbar ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einer Antriebseinrichtung der gattungs gemäßen Art entsprechend dem Kennzeichen des Anspruches 1 durch das Vorsehen einer Strömungsmaschine, die - für Retarder - und/oder Nutzturbinen-Funk tion - über ein zusätzliches Getriebe wirkend, durch eine schaltbare Kupplung mit dem kleinen Sonnenrad des Leistungsverzweigungsgetriebes verbindbar ist, ge löst.

Einzelheiten und unterschiedliche Ausgestaltungen dieser Lösung sind in den Un teransprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Lösung baut in allen Varianten auf dem bekannt günstigen Wirkungsgrad des gattungsgemäßen Leistungsverzweigungsgetriebes und den darin während des Betriebes gegebenen Drehzahlverhältnissen auf. Geht man davon aus, daß während des Retarderbetriebes das kleine Sonnenrad des Leistungsverzweigungsgetriebes eine Drehzahl in der Größenordnung von 8000 1/min erreicht, dann ergibt sich in Verbindung mit dem Übersetzungsverhältnis i≦6 des zusätzlichen Getriebes eine Drehzahl der als Retarder geschalteten Strö mungsmaschine in der Größenordnung von ≦48 000 1/min. In Verbindung mit einer entsprechenden Einstellung des zugehörigen Drosselventils läßt sich somit ein vergleichsweise hoher, bremsend wirkender Luftdruck rasch und mit sehr günstigem Wirkungsgrad aufbauen. Andererseits läßt sich bei Verwendung der Strö mungsmaschine als Nutzturbine insbesondere bei hohen Motordrehzahlen und gleichzeitig geringer Fahrgeschwindigkeit (Anfahren, Bergfahrten) wegen der dann hohen Drehzahl des kleinen Sonnenrades des Leistungsverzweigungsgetriebes die am Abgasturbolader anfallende Abgasrestexpansionsenergie mit sehr günstigem Wirkungsgrad in zusätzlich verfügbare Antriebsunterstützungsnergie umsetzen.

Nachstehend ist die erfindungsgemäße Lösung anhand dreier in der Zeichnung (Fig. 1 bis 3) dargestellter Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. In den Figuren sind gleiche bzw. einander entsprechende Teile mit gleichen Bezugszeichen angezogen.

Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung eignet sich besonders für Nutzfahr zeuge (Lastkraftwagen, Ommnibusse), ist jedoch auch bei Personenkraftwagen an wendbar.

Die Antriebseinrichtung des Fahrzeugs umfaßt ein Antriebsaggregat 1 und ein stufenloses hydrostatisch-mechanisches Leistungsverzweigungsgetriebe 2, nach folgend abgekürzt SHL-Getriebe bezeichnet. Letzteres besteht aus einem mecha nichen Getriebeteil und einem hydrostatischen Teil mit wenigstens zwei Hydro statmaschinen 3, 4. Die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen des mechanischen Teils des SHL-Getriebes 2 sind nur als Beispiel zu verstehen und nicht auf diese Ausgestaltungen beschränkt.

Das Antriebsaggregat 1 steht im Fall gemäß Fig. 2 und 3 über seine Trieb- bzw. Antriebswelle 5 mit der Eingangswelle 6 des SHL-Getriebes 2 in fester Antriebs verbindung.

Im Fall gemäß Fig. 2 ist das Antriebsaggregat 1 durch eine Wärmekraftmaschine und/oder eine Elektromaschine oder eine auf ein Summiergetriebe wirkende Bi- Motoren-Anlage gebildet.

Im Fall gemäß Fig. 3 ist das Antriebsaggregat 1 durch eine mittlere Abgasturbolader 41 mit Kompressor 42 und Turbine 43 aufgeladene Brennkraftmaschine, ins besondere Dieselmotor, gebildet.

Zwischen der Ausgangswelle 7, an der ein Achsantriebsstrang 8 für wenigsten eine angetriebene Fahrzeugachse angeschlossen ist, und der Eingangswelle 6 des SHL-Getriebes 2 wirkt als ein mechanischer Teil desselben ein mindestens vierwelliges Planetendifferential 9. Dieses Planetendifferential 9 umfaßt ein an der Ein gangswelle 6 angeschlossenes großes Sonnenrad 10, ein an einer koaxial zur Ein gangswelle 6 angeordneten Hohlwelle 11 angeschlossenes kleines Sonnenrad 12, einen an der Ausgangswelle 7 angeschlossenen, wenigstens ein Doppelplaneten rad 13, 14 lagernden Steg 15 und ein um Hohlwelle 11 und Ausgangswelle 7 dreh bares Hohlrad 16 mit Innenverzahnung 17. Mit dieser Innenverzahnung 17 sowie dem kleinen Sonnenrad 12 steht das Planetrad 14 in Eingriff, während das Pla netenrad 13 mit dem großen Sonnenrad 10 kämmt. Am Hohlrad 16 ist über eine Nabe 18 ein Zahnrad 19 angeschlossen, das mit einem durchmesserkleineren Zahnrad 20 kämmt, welches auf einer die mechanisch feste Verbindung zur Welle 3′ der Hydrostamaschine 3 herstellenden Nebenwellen 21 sitzt. Die getriebliche Verbindung zwischen der anderen Hydrostatmaschine 4 und dem Planetendiffe rential 9 ist über zwei wahlweise, z. B. durch die dargestellte Wechselschaltkupp lung WSK schaltbare, unterschiedlich große Übersetzungen zu einer die mecha nisch feste Verbindung zur Welle 4′ der Hydrostatmaschine 4 herstellenden wei teren Nebenwelle 22 gegeben. Hierzu ist drehfest an letzterer eine Mitnehmer scheibe 23 angeordnet, auf der mitrotierend eine axial aus einer neutralen, an triebslosen O-Stellung in eine Kupplungsstellung a oder c verschiebbare Kupp lungsmuffe 24 sitzt. In Kupplungsstellung a wird von letzterer die Verbindung zu einer Kupplungsscheibe 25 hergestellt, die über eine Nabe 26 ein Zahnrad 27 trägt, das mit einem durchmessermäßig größeren Zahnrad 28 kämmt, welches fest mit dem Steg 15 über diesen oder direkt mit der Ausgangswelle 7 verbunden ist. In Kupplungsstellung c dagegen kommt die Kupplungsmuffe 24 mit einer Kupplungsscheibe 29 in Eingriff, an der über eine Nabe 30 ein Zahnrad 31 ange schlossen ist, das mit einem an der das kleine Sonnenrad 12 tragenden Hohlwelle 11 angeschlossenen Zahnrad 32 kämmt.

Beide Hydrostatmaschinen 3, 4 können generell in beiden Drehrichtungen als Motor oder Pumpe betrieben werden. Unterschiedlich kann jedoch die Bauart bzw. der Typ der verwendeten Hydrostatmaschinen sein. Im Fall gemäß Fig. 1 und 2 gehorchen beide Hydrostatmaschinen 3, 4 der Schrägscheiben-Bauart, die eine beidseitig, von Plus-Maximum-Verschwenkwinkel über Null zum Minus- Maximum-Verschwenkwinkel und umgekehrt gehende Verstellung für eine Lei stungsregelung und Wirkrichtungsumkehr zuläßt und mit sämtlichen für den Be trieb notwendigen hydraulischen Begleitkomponenten wie Einspeiseventilen, Drucksteuer- bzw. Druckregelventilen, Druckbegrenzungsventilen und dergleichen ausgestattet ist. Es genügen daher für die Verbindung der beiden Schrägscheiben-Hydrostatmaschinen 3, 4 zwei normale Druckleitungen 33, 34. Im Fall gemäß Fig. 3 gehorchen beide Hydrostatmaschinen 3, 4 der Schrägachsen- Bauart, sind somit jeweils nur einseitig zwischen Null- und Maximum- Verschwenkwinkel für Leistungsregelung verstellbar. Demzufolge ist für deren Umsteuerung von Motor- auf Pumpenbetrieb und leitungsmäßige Verbindung ein spezieller Steuerblock SB notwendig. Dieser ermöglicht es, daß die beiden Schrägachsen-Hydrostatmaschinen 3, 4 über die Druckleitungen 33, 34 im einen Betriebsbereich, wenn die eine (3) als Motor, die andere (4) als Pumpe arbeitet, direkt miteinander zu verbinden sind, in einem anderen Betriebsbereich dagegen, wenn die eine (3) als Pumpe, die andere (4) dagegen als Motor arbeiten soll, kreuzweise miteinander zu verbinden, d. h. ihre Anschlüsse funktionell vertausch bar sind. Intern des Steuerblockes SB werden entsprechende Leitungswege mit elektrisch gesteuerten Cartridge-Ventilen auf- oder zugesteuert.

Zur Betriebssteuerung des Antriebsaggregates 1 und SHL-Getriebes 2 ist eine rechnergestützt arbeitende elektronische Regel- und Steuereinrichtung 35 vorge sehen. Diese besitzt einen Mikroprozessor, Daten- und Programmspeicher sowie eine Ein- und Ausgabeperipherie, welche Teile durch ein Daten-Bus-System mit einander verknüpft sind. Die Regel- und Steuereinrichtung 35 steht über elektrische Steuerleitungen mit allen für die Betriebsregelung und -steuerung maßgeb lichen Organen in Verbindung und gibt über diese Steuerleitungen Befehle für die Betätigung, Schaltung, Ein- oder -Verstellung der angeschlossenen Organe aus (siehe Zeichnung). Diese Befehle werden von der Regel- und Steuereinrich tung 35 anhand einer Anzahl ihr von Sensoren gemeldeter Istwerte (von Dreh zahlen, Drücken, Temperaturen und dergleichen) durch programmäßigen Ver gleich mit abgespeicherten Sollwerten berechnet und dann ausgegeben.

Das Antriebsaggregat 1 ist im Fall gemäß Fig. 1 durch eine Gasturbine mit Ver dichter 36, Brennkammer 37, Verbindungskanal 38, Turbine 39 und Abströmleitung 40 gebildet. Anders als im Fall gemäß Fig. 2 und 3 steht die Gasturbine 36, 39 mit ihrer Triebwelle 51 hier über ein zusätzliches Planetengetriebe 44 und eine Kupplung K mit dem kleinen Sonnenrad 12 des SHL-Getriebes 2 in Verbindung. Dabei ist der Steg 47 des Planetengetriebes 44 mit der Kupplung K und das Son nenrad 50 des Planetgetriebes 44 mit der Triebwelle 51 verbunden. Die am Steg 47 gelagerten Planetenträger 48 kämmen einerseits mit einer gehäusefesten Hohlradverzahnung 49 und andererseits mit dem Sonnenrad 50. Das große Son nenrad 10 des SHL-Getriebes 2 steht in diesem Fall über eine an der Eingangswelle 6 angeschlossene, durch die Kupplung K, das Planetengetriebe 44 und das Gas turbine 36, 39 führende Welle 69 und davon abgehende, nicht näher dargestellte Triebstränge mit Nebenaggregaten (wie Generator, Luftpresser und dergleichen) inklusive einem Anlasser - zusammengefaßt als Kasten 56 dargestellt - in Ver bindung.

Die Erfindung kennzeichnet sich generell durch das Vorsehen einer Strömungs maschine in Verbindung mit dem SHL-Getriebe 2, welche Strömungsmaschine für Retarder-Funktion und/oder Nutzturbinen-Funktion über ein zusätzliches Getriebe 44 wirkend durch eine schaltbare Kupplung K mit dem kleinen Sonnenrad 12 des SHL-Getriebes 2 verbindbar ist.

Im Fall gemäß Fig. 1 wird diese Funktion der Strömungsmaschine durch den Ver dichter 36 der als Antriebsaggregat 1 fungierenden Gasturbine übernommen, die bei einer Dauerbremsung des Fahrzeugs durch Befehle der Regel- und Steuerein richtung 35 als Retarder geschaltet betrieben wird. Während des Retarderbetriebes wirkt die Gasturbine mit ihrem Luft über den Kanal 45 ansaugenden Verdichter 36 unter Verdichtung der Luft auf ein für den nötigen Bremsdruck entspre chend von der Regel- und Steuereinrichtung 35 eingestelltes Drosselventil 46, von dem die durchströmende Druckluft über die Turbine 39 in die Abströmleitung 40 abgeleitet wird. Für sehr günstige Drehzahlverhältnisse auch im Retarderbetrieb sorgt das zusätzliche Planetengetriebe 44, das über die von der Regel- und Steuer einrichtung 35 geschlossene Kupplung K mit dem kleinen Sonnenrad 12 des SHL-Getriebes 2 verbunden ist. Das Planetendifferential 44 gehorcht einem Über setzungsverhältnis von beispielsweise i≦6. Dies bedeutet, da die Antriebslei stung für die Gasturbine 36, 39 im Retarderbetrieb vom sehr hochdrehenden, kleinen Sonnenrad 12 (n ca. 8000 1/min) des SHL-Getriebes 2 kommt, daß die Gas turbine mit einer Drehzahl n≦48 000 1/min angetrieben ist und somit eine relativ hohe Kompressorleistung in Verbindung mit entsprechender Einstellung des Drosselventils 46 erzielbar ist.

Das Planetengetriebe 44 und die Kupplung K sind räumlich zwischen Gasturbine 36, 39 und SHL-Getriebe 2 angeordnet.

Im Fall gemäß Fig. 2 ist für Retarderfunktion als Strömungsmaschine ein Verdichter 52 und ein zusätzliches Getriebe 44 in Form eines Planetengetriebes, das jenem gemäß Fig. 1 entspricht, sowie die Kupplung K vorgesehen. Der Verdichter 52 steht über seine hohle Triebwelle 70 mit dem Sonnenrad 50 des Planetendiffe rentials 44 in fester Verbindung. Auch in diesem Fall kämmen die am Steg 57 ge lagerten Planetenräder 48 einerseits mit der gehäusefesten Hohlradverzahnung 49 und andererseits mit dem Sonnenrad 50. Der Steg 47 des Planetendifferentials 44 steht mit der Kupplung K in Verbindung. Für Retarderbetrieb wird der Ver dichter 52 durch Schließen der Kupplung K (auf Befehl der Regel- und Steuerein richtung 35 hin) mit dem kleinen Sonnenrad 12 des SHL-Getriebes 2 verbunden und dann von diesen angetrieben. Die Drehzahl-Übersetzungsverhältnisse sind gleich wie im Fall gemäß Fig. 1, d. h., für Retarderfunktion ist der Verdichter 52 mit einer Drehzahl n≦48 000 1/min betreibbar. In Retarderfunktion wirkt der Verdichter 52 als Luftverdichter und komprimiert über einen Kanal 53 angesaugte Luft gegen ein in eine Abströmleitung 54 eingebautes, für den nötigen Brems druck von der Regel- und Steuereinrichtung 35 entsprechend eingestelltes Dros selventil 55. Aufgrund der hohen Drehzahl des Verdichters 52 ergibt sich in Ver bindung mit entsprechender Einstellung des Drosselventils 55 somit auch bei dieser Lösung eine vergleichsweise hohe Kompressor- und damit Bremsleitung. La gemäßig ist der Verdichter 52 zusammen mit dem Planetengetriebe 44 und der Kupplung K räumlich zwischen dem Antriebsaggregat 1 und dem SHL-Getriebe 2 angeordnet. Die Abtriebswelle 5 des Antriebsaggregates 1 ist über eine koaxial an ihr angeschlossene, durch das Planetendifferential 44 und die Kupplung K hin durchgehende Triebwelle 57 mit der Einigungswelle 6 des SHL-Getriebes 2 und über diese mit dessen großem Sonnenrad 10 verbunden.

Im Fall gemäß Fig. 3 ist eine Strömungsmaschine 58 vorgesehen, die dem Abgas turbolader 41 zugeordnet ist. Diese Strömungsmaschine 58 kann durch entspre chende Schaltung eines 2-Wege-Umschaltventils 59 entweder für Abgasrestex pansionsenergieumwandlung in Reihe mit der Abgasturbine 43 des Abgasturbo laders 41 über Verbindungsleitung 60 geschaltet als Nutzturbine wirken, oder, wenn nicht genügend Abgasrestenergie zur Verfügung steht, über eine vom 2-Wege-Umschaltventil 59 abzweigende und in eine Auspuffleitung 61 mündende Bypaßleitung 62 umgangen werden. Andererseits ist es auch möglich, die Strö mungsmaschine 58 für Retarderfunktion heranzuziehen, in welchem Fall sie als Verdichter betrieben wird und dann Luft über einen durch ein von der Regel- und Steuereinrichtung 35 auf Durchlaß geschaltetes Absperrventil 63 freigegebenen Ansaugkanal 64 ansaugt und unter Verdichtung derselben gegen ein für den nötigen Bremsdruck entsprechend von der Regel- und Steuereinrichtung 35 einge stelltes Drosselventil 65 in der zur Auspuffleitung 61 führenden Abströmleitung 66 wirkt.

In beiden Fällen - Nutzturbinenfunktion und Retarderfunktion - wird die Strö mungsmaschine 58 von der Regel- und Steuereinrichtung 35 durch Schließen der Kupplung K getrieben mit dem kleinen Sonnenrad 12 des SHL-Getriebes 2 ver bunden. Die getriebene Verbindung von der Kupplung K her ist dabei über das zusätzliche Getriebe 44, realisiert beispielsweise über zwei miteinander kämmende Stirnräder 67, 68 ungleichen Durchmessers (wie dargestellt), und den intern des SHL-Getriebes 2 schon gegebenen Getriebezug - Zahnrad 31, Zahnrad 32, Hohlwelle 22 - gegeben. Dieser komplette Getriebezug 67, 68, 31, 32 ist auf eine Übersetzung von beispielsweise i≦6, also gleich wie in den Fällen gemäß Fig. 1 und 2, ausgelegt.

Dies bedeutet, wenn die Strömungsmaschine 58 in Nutzturbinenfunktion ge schaltet betrieben wird, daß dann durch Umsetzung der im vom Abgasturbolader 41 her zugeführten Abgasstrom verfügbaren Abgasrestenergie in mechanische Rotationsenergie diese als zusätzliche Antriebsenergie mit günstigem Wir kungsgrad über den Triebsstrang 67, 68, 31, 32 in das SHL-Getriebe 2 einleitbar ist, demzufolge am Achsantriebsstrang insbesondere beim Anfahren und Be schleunigen und bei Bergfahrten ein höheres Moment wirksam wird.

Bei einer Dauerbremsung des Fahrzeugs dagegen, wenn die Strömungsmaschine 58 als Retarder betrieben wird, erhält diese als Verdichter ihren Antrieb dann vom kleinen, sehr hoch drehenden Sonnenrad 12 und wirkt mit hoher Drehzahl (z. B. n≦48 000 1/min) und hoher Effektivität als Luftpresser gegen das entsprechend eingestellte Drosselventil 65.

Die Strömungsmaschine 58 ist vorzugsweise koaxial zum Abgasturbolader 41 an geordnet und vorzugsweise auch mit letzterem baulich vereinigt.

Hinsichtlich der Funktion des SHL-Getriebes 2 beispielsweise Verbindung mit dem Antriebsaggregat 1 gemäß Fig. 2 und 3 ist für normalen Fahrbetrieb folgendes auszuführen: Die Drehzahl der Getriebeausgangswelle 7 summiert sich aus den Drehzahlen des großen Sonnenrades 10 und des Hohlrades 16, welche die Umlaufgeschwindigkeit der Planetenräder 13, 14 bzw. des Steges 15 festlegen. Die Hydrostatmaschine 3 bewirkt durch ihre Drehzahl und Drehrichtung über die Zahnräder 20 und 19 die Drehzahl und Drehrichtung des Hohlrades 16.

Soll nun für ein Anfahren des Fahrzeugs die Getriebeausgangswelle 7 und damit der Achsantriebsstange 8 in einem ersten Betriebsbereich des SHL-Getriebes 2 (n_{Ausgang 7}: n_{Eingang 6}≦0,5) aus dem Stillstand heraus beschleunigt werden, so arbeitet die Hydrostatmaschine 3 bei einer Drehrichtung des Hohlrades 16 umge kehrt zur Drehrichtung des großen Sonnenrades 10 als Pumpe und liefert diese umgesetzte Leistung an die als Motor arbeitende Hydrostatmaschine 4. Diese ist über die sich in Kupplungsposition a) befindliche Kupplungsmuffe 24 und die da mit wirksame Übersetzung Zahnrad 27/Zahnrad 28 mit der Ausgangswelle 7 des SHL-Getriebes 2 getrieblich verbunden und treibt die Nebenwelle 22 an, wodurch Leistung auf den Achsantriebsstrang 8 übertragen wird. Am Ende diesen ersten Betriebsbereiches steht die auf maximalen Verstellwinkel verschwenkte Hydro statmaschine 3 zumindest annähernd still. Die gesamte vom Antriebsaggregat 1 her eingespeiste Leitung wird dann praktisch vollkommen vom mechanischen Teil des SHL-Getriebes 2 übertragen.

Soll nun der Achsantriebsstrang 8 weiter beschleunigt bzw. mit höherer Ge schwindigkeit betrieben werden, was einen Übergang vom ersten in einen zweiten Betriebsbereich (n_Ausgang7: n_{Eingang 6}≧0,5) des SHL-Getriebes 2 bedeutet, dann werden von der Steuereinrichtung 35 bei steigender Drehzahl der Aus gangswelle 7 verschiedene Befehle an angeschlossene Organe ausgegeben, der gestalt, daß die Kupplung WSK von Kupplungsposition a) nach c) geschaltet und die Hydrostatmaschine 4 auf Null-Schwenkwinkel eingestellt wird. Aufgrund der sich nun in Kupplungsposition c) befindlichen Kupplung WSK steht nun das kleine Sonnenrad 12 über die Hohlwelle 11 und die Zahnräder 32, 31 sowie die Neben welle 22 in getrieblicher Verbindung mit der Hydrostatmaschine 4. Die Hydro statmaschine 3 arbeitet in diesem zweiten Betriebsbereich des SHL-Getriebes 2 bei gleicher Drehrichtung des Hohlrades 16 und des großen Sonnenrades 10 wie vorher als Motor, der seine Leistung von der nun als Pumpe arbeitenden Hydro statmaschine 4 erhält. Die Antriebsleitung für letztere wird in diesem Betriebsbe reich also vom kleinen Sonnenrad 12 her übertragen.

Claims

1. Antriebseinrichtung eines Fahrzeuges, mit einem stufenlosen hydrostatisch- mechanischen Leistungsverzweigungsgetriebe (2) zwischen Antriebsaggregat (1) und Achsantriebsstrang (8) mit einem mindestens vierwelligen Plane tendifferential (9) mit mindestens zwei Reihen von Planetenrädern (13, 14), einem großen und kleinen Sonnenrad (10, 12), einem Steg (15) und einem Hohlrad (16), ferner mit zwei den Eingang bzw. Ausgang bildenden und je weils an verschiedenen Wellen des Planetendifferentials (9) angeschlossenen Hauptwellen (6, 7), und mit zwei Hydrostatmaschinen (3, 4), die jeweils in mindestens einem Betriebsbereich an einer eigenen Welle des Planeten differentials (9) angeschlossen sind und wechselweise als Pumpe oder Motor arbeiten, wobei mindestens eine (4) der Hydrostatmaschinen bei zumindest annähernd stillstehender anderer Hydrostatmaschine (3) beim Übergang vom einen in den anderen Betriebsbereich über wenigstens eine schaltbare Kupplung (WSK) von der ausgangsseitigen Hauptwelle (7) zum kleinen Son nenrad (12) umschaltbar ist und im Zugbetrieb von Motor- auf Pumpen funktion wechselt, gekennzeichnet durch das Vorsehen einer Strömungs maschine (36, 52, 58), die - für Retarder- und/oder Nutzturbinen-Funktion - über ein zusätzliches Getriebe (44) wirkend, durch eine schaltbare Kupplung (K) mit dem kleinen Sonnenrad (12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (2) verbindbar ist.

2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmaschine der Verdichter (36) der das Antriebsaggregat (1) bil denden Gasturbine ist, die bei einer Dauerbremsung des Fahrzeugs als Re tarder geschaltet ist und dann mit ihrem Verdichter (36) auf ein für Brems druckeinstellung entsprechend verstellbares Drosselventil (46) wirkt, das die komprimierte Luft über die Turbine (39) in die Abströmleitung (40) ableitet.

3. Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmaschine ein Verdichter (52) ist, der bei einer Dauerbremsung des Fahrzeugs, als Retarder geschaltet, angesaugte Luft gegen ein in eine Abströmleitung (54) eingebautes, für Bremsdruckeinstellung entsprechend verstellbares Drosselventil (55) komprimiert.

4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Getriebe (44) ein Planetengetriebe ist, dessen Steg (47) für Retarderfunktion über die Kupplung (K) mit dem kleinen Sonnenrad (12) des Leistungsverzweigungsgetriebes (2) verbindbar ist und dessen am Steg (47) gelagerte Planetenräder (48) einerseits mit einer gehäusefesten Hohlradverzahnung (49), andererseits mit einem Sonnenrad (50) kämmen, das über eine Hohlwelle (51, 70) fest mit der Strömungsmaschine (36, 52) verbunden ist.

5. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das große Sonnenrad (10) des Leistungsverzweigungsgetriebes (2) über eine an dessen Eingangswelle (6) angeschlossene Welle (69) und davon abgehende Triebstränge mit Nebenaggregaten (56) inklusive einem Anlasser verbunden ist.

6. Antriebseinrichtung nach den Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmaschine (52) zusammen mit dem Planetengetriebe (44) und die Kupplung (K) zwischen dem durch eine Wärmekraftmaschine und/oder eine Elektromaschine oder eine auf ein Summiergetriebe wir kende Bi-Motoren-Anlage gebildeten Antriebsaggregat (1) und dem Lei stungsverzweigungsgetriebe (2) angeordnet ist, und daß die Abtriebswelle (5) des Antriebsaggregates (1) über eine koaxial an ihr angeschlossene, durch das Planetendifferential (44) und die Kupplung (K) hindurchgehende Triebwelle (57) mit dem großen Sonnenrad (10) des Leistungsverzweigungs getriebes (2) verbunden ist.

7. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsmaschine (58) dem Abgasturbolader (41) einer das Antriebs aggregat (1) bildenden Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmotor, zu geordnet ist und als Nutzturbine, gegebenenfalls auch als Verdichter be treibbar ist, daß die Strömungsmaschine (58) - wenn für Abgasrestexpansions energieausnutzung als Nutzturbine betrieben - durch ein 2-Wege- Umschaltventil (59) leitungsgemäß in Reihe mit der Abgasturbine (43) des Abgasturboladers (41) schaltbar, aber auch leitungsgemäß umgehbar ist, und daß diese Strömungsmaschine (58) - wenn für Retarderbetrieb als Luft presser betrieben - dann Luft über eine durch ein auf Durchlaß geschalte tes Absperrventil (63) freigegebenen Ansaugkanal (64) ansaugt und unter Verdichtung derselben gegen ein für den nötigen Bremsdruck entsprechend eingestellbares Drosselventil (65) wirkt.

8. Antriebseinrichtung nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Getriebe (44) durch ein Stirnradgetriebe (67, 68) ge bildet ist, das einerseits an einem intern des Leistungsverzweigungsgetriebes (2) gegebenen und dort die Herstellung der Verbindung zwischen kleinem Sonnenrad (12) und einer mit der Hydrostatmaschine (4) verbundenen Nebenwelle (22) erlaubenden Getriebezug (11, 32, 31) angeschlossen und andererseits mit der Kupplung (K) verbunden ist.

9. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Strömungsmaschine (58) koaxial zum Abgasturbolader (41) angeordnet und vorzugsweise auch baulich mit letzterem vereinigt ist.

10. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Regelung und Steuerung des Betriebes des Antriebsaggregates (1), des Leistungsverzweigungsgetriebes (2) sowie der Strömungsmaschine und zugehöriger Organe für Retarder- und/oder Nutzturbinen-Funktion eine elektronische, rechner gestützt arbeitende Regel- und Steuereinrichtung (35) vorgesehen ist.