DE69328453T2

DE69328453T2 - Aufladevorrichtung für einen Verbrennungsmotor

Info

Publication number: DE69328453T2
Application number: DE69328453T
Authority: DE
Inventors: Masao Teraoka
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 1992-02-26
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 2000-09-07
Anticipated expiration: 2013-02-26
Also published as: EP0558002B1; US5361744A; DE69328453D1; EP0558002A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Aufladevorrichtung zum Aufladen einer Brennkraftmaschine, um eine Ausgangsleistung zu erhöhen, und insbesondere eine Aufladeeinrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein konventioneller mechanischer Auflader, der bei einer Rotationsgeschwindigkeit betrieben wird, die von einem kontinuierlich variablen Getriebe (oftmals abgekürzt mit CVT) des Schwunggewichtstyps gesteuert wird, ist in der WO 89/02521 A offenbart. Bei diesem Auflader wird das kontinuierlich variable Getriebe von der Brennkraftmaschine angetrieben. Eine Läuferwelle mit einem Läufer ist drehbar in einem Gehäuse abgestützt und wird von einer sekundären Riemenscheibe (Abtriebsscheibe) des kontinuierlich variablen Getriebes über eine elektromagnetische Kupplung und einem eine Geschwindigkeit erhöhenden Getriebezug angetrieben. Auf diese Weise wird die Brennkraftmaschine aufgeladen. Die oben angegebene japanische Patent- Vorveröffentlichung enthält keine Angaben über eine primäre Riemenscheibe (Antriebsscheibe) des kontinuierlich variablen Getriebes. Eine anwendbare Anordnung von der primären Antriebsscheibe und der sekundären Antriebsscheibe ist z. B. in der japanischen Gebrauchsmuster-Vorveröffentlichung JP 1-69400 U offenbart. Bei dieser Anordnung enthält jede der Antriebsscheibe und der Abtriebsscheibe eine fixierte Scheibe (Platte) und eine bewegbare Scheibe, die aufeinanderzu gerichtet sind. Die fixierten Scheiben von der Antriebsscheibe und der Abtriebsscheibe sind auf einander entgegengesetzten Seiten angeordnet. Die bewegbare Scheibe dient dazu, um die Weiten von V-förmigen Rillen der Antriebsscheibe und der Abtriebsscheibe zu variieren. Eine der Scheiben enthält ein Gewicht zur Erzeugung einer Zentrifugalkraft und eine Feder zur Erzeugung einer treibenden Kraft gegen die Zentrifugalkraft. Innerhalb eines vorbestimmten Lastbereiches wird der konventionelle Auflader von dem kontinuierlich variablen Getriebe gesteuert, um bei einer im wesentlichen konstanten Drehgeschwindigkeit gehalten zu werden, und zwar unabhängig von der Variation der Motordrehgeschwindigkeit. Lediglich bei einer Hochlastbedingung, welche eine Aufladeoperation benötigt, wird der Auflader von einem Lastgetriebe über die elektromagnetische Kupplung betätigt, um die Leistung der Brennkraftmaschine zu verbessern.
Sobald eine bestimmte Motordrehgeschwindigkeit erreicht ist, wird der konventionelle mechanische Auflader mit dem CVT des Schwunggewichttyps gesteuert, um bei einer vorbestimmten konstanten Rotationsgeschwindigkeit gehalten zu werden, und zwar unabhängig von der Variation der auf die Brennkraftmaschine aufgebrachten Last. In diesem Zusammenhang erreicht der Auflader eine derartige Rotationsgeschwindigkeit (Hochgeschwindigkeitsrotation) selbst unter einer Teillastbedingung, welche keine Aufladeoperation benötigt. Um eine derartige Hochgeschwindigkeitsrotation anzutreiben, wird der Kraftstoffverbrauch erhöht. Dies führt zu einem Abfall der Kraftstoffeffizienz. Im Hinblick auf das Obengesagte wird die elektromagnetische Kupplung verwendet, um die Leistungsübertragung zu dem Auflader unter der Teillastbedingung abzuschalten. Allerdings ist das Antreibevermögen durch die Ein-/Aus-Operation in Abhängigkeit von der Variation der Last unvorteilhaft beeinflußt. Wenn man das Obengesagte berücksichtigt, wird ein Abschaltbereich unweigerlich klein. Nach alledem ist die Kraftstoffeffizienz gesenkt.
Des weiteren offenbart das Dokument FR 2 566 082 A eine Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine, mit einem Läufer, der Luft komprimiert, einer Abtriebsscheibe, die diesen Läufer in Rotation versetzt, einer Antriebsscheibe, die diese Abtriebsscheibe in Rotation versetzt, wobei diese Antriebsscheibe eine fixierte Scheibe und eine bewegbare Scheibe aufweist, welche in axialer Richtung bezüglich der fixierten Scheibe bewegbar ist, einem Riemen, der über diese Abtriebsscheibe und über diese Antriebsscheibe gewunden ist, und mit einer Steuereinrichtung einschließlich eines Aktuators, der diese bewegbare Scheibe in einer axialen Richtung derart bewegt, daß diese bewegbare Scheibe von dieser fixierten Scheibe unter einer Niedriglastbedingung weg bewegt wird, und daß diese bewegbare Scheibe unter einer Hochlastbedingung auf die fixierte Scheibe zu bewegt wird, wobei die Steuereinrichtung ein erstes Ventil enthält zur Förderung eines Fluiddruckes von einer fluidgespeicherten Quelle zu diesem Aktuator.
Allerdings ist diese vorgeschlagene Aufladevorrichtung nicht an spezifische Forderungen anpaßbar.
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, die es ermöglicht, einen Hochleistungspegel einer Aufladung im Fall eines Notfalles zu erhalten.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe für eine Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dieses erste Ventil ein manuell betätigbares Ventil ist zur Förderung des Fluiddruckes von dieser Quelle zu diesem Aktuator, um die bewegbare Scheibe in Richtung auf die fixierte Scheibe hin zu bewegen, wodurch ein Hochleistungspegel für die Aufladevorrichtung im Fall eines Notfalles erzielt wird.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen angegeben.
Bei der obengenannten Aufladevorrichtung wird unter der Niedriglastbedingung während eines normalen Betriebes die bewegbare Scheibe der Antriebsscheibe von der Steuereinrichtung gegen eine antreibende Kraft von Antriebseinrichtungen bewegt, um die Breite von einer V-förmigen Rinne zu vergrößern. Infolgedessen wird der Auflader auf einer Geschwindigkeit reduzierenden Seite oder einer Seite der niedrigen Rotationsgeschwindigkeit angetrieben. Dies spart Kraftstoffverbrauch ein. Auf der anderen Seite steuert unter einer Hochlastbedingung während des normalen Betriebes die Steuereinrichtung die bewegbare Scheibe der Antriebsscheibe, um die Breite der V- förmigen Rinne zu reduzieren. In diesem Fall wird der Auflader mit einer maximalen Rotationsgeschwindigkeit innerhalb eines vorbestimmten Bereiches betrieben, um eine Aufladeoperation durchzuführen. Mit dieser Struktur wird die Stabilität aufrechterhalten. Der Übergang von der Niedrigrotationsgeschwindigkeits-Seite zur Hochrotationsgeschwindigkeits-Seite und umgekehrt wird bezüglich der mittleren Rotationsgeschwindigkeit durchgeführt. Infolgedessen ist es möglich, das Auftreten von Stößen zu vermeiden, die bei der konventionellen Vorrichtung aufgrund des Leistungsabschneidens auftritt. Dies verbessert die Antriebsfähigkeit.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht einer Aufladevorrichtung für eine Brennkraftmaschine gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels von dieser Erfindung;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht von einer Antriebsscheibe, die von einem in Fig. 1 dargestellten Aktuator gesteuert wird;
Fig. 3 zeigt eine Leistungskurve zur Beschreibung eines Betriebes von der in der Fig. 1 dargestellten Aufladevorrichtung;
Fig. 4 zeigt eine Struktur einer Modifikation von einer in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung, wobei diese Modifikation nicht von den Patentansprüchen umfaßt wird;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht von einer Aufladeeinrichtung gemäß eines Ausführungsbeispiels, das nicht von den Patentansprüchen umfaßt wird;
Fig. 6 zeigt eine Leistungskurve zur Beschreibung eines Betriebes der in Fig. 5 dargestellten Aufladevorrichtung; und
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsansicht von einer Aufladevorrichtung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, das nicht von den Patentansprüchen umfaßt wird.

BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird ein erstes Ausführungsbeispiel von dieser Erfindung beschrieben werden. Die Beschreibung wird als erstes auf die Struktur gerichtet sein. Ein mechanischer Auflader 1 hat ein Gehäuse 2, das an einer Anordnung montiert ist, wie z. B. eine Brennkraftmaschine, die nicht dargestellt ist. Ein eine Geschwindigkeit erhöhender Getriebezug 3 und eine Läuferwelle 5 mit einem Läufer 4 sind in dem Gehäuse 2 aufgenommen. Das Gehäuse 2 ist integral mit einer Abdeckung 6 über einen Bolzen 7 angeschlossen. Die Abdeckung 6 enthält einen Lufteinlaß 8 in Form eines horizontalen Zylinders sowie einen Luftauslaß 9 mit einer spiralen Form.
Der Beschleunigungs-Getriebezug 3 enthält ein inneres Getriebe 11, das integral mit einer Eingangswelle 10 ausgebildet ist, ein Paar von Ritzeln 12 und ein Sonnenrad 13. Jedes von den Ritzeln 12 ist drehbar auf einer Welle 15 abgestützt. Die Welle 15 wird von einer Halterung 14 getragen, welche zwischen dem Gehäuse 2 und der Abdeckung 6 fixiert ist. Obwohl lediglich eine in den Figuren gezeigt ist, befinden sich beide von den Ritzeln 12 mit dem Sonnenrad 13 und dem inneren Getriebe 11 im Eingriff. Das Sonnenrad 13 ist einstückig mit der Läuferwelle 5 ausgebildet und wird drehbar auf der Halterung 14 mittels eines doppelreihigen, mit Winkelkontakt ausgebildeten Kugellagers 16 und eines Abstandshalters 17 getragen. Die Läuferwelle 5 ist mit einer mechanischen Dichtung 18 auf der rückwärtigen Seite des Läufers 4 versehen. Das Kugellager 16 wird mit Schmieröl über einen Weg 20 von einer Schmiermittelförderröhre 19 versorgt, die an dem oberen Teil des Gehäuses 2 ausgebildet ist.
Die Eingangsweile 10 ist drehbar an dem Gehäuse 2 über zwei Kugellager 21 und 21 an der linken Seite des Gehäuses 2 abgestützt.
Die Eingangswelle 10 ist integral mit einer Abtriebswelle 22 über eine Nuß 23 an dem linken Ende angeschlossen. Die Abtriebsscheibe 22 hat eine fixierte Scheibe 24 und eine bewegbare Scheibe 25 auf der rechten Seite bzw. auf der linken Seite. Die fixierte Scheibe 24 ist an der Eingangswelle 10 fixiert. Die bewegbare Scheibe 25 ist in einer axialen Richtung bezüglich der fixierten Scheibe 24 bewegbar. Eine V-förmige Rinne 29 ist zwischen der fixierten Scheibe 24 und der bewegbaren Scheibe 25 ausgebildet, um einen Riemen 28 aufzunehmen, der um die V-förmige Rinne 29 geschlungen ist. Ein Schwunggewicht 27 zur Erzeugung einer zentrifugalen Kraft wird zwischen einer rückwärtigen Oberfläche der bewegbaren Scheibe 25 und einer konischen Platte 26 gehalten, die fest an der Eingangswelle 10 angekoppelt ist. In der Figur stellt das Bezugszeichen 30 eine Öldichtung dar. In der Figur ist die V-förmige Rinne 29 in einem aufgeweiteten Zustand dargestellt und in einem engen Zustand oberhalb bzw. unterhalb einer strichpunktierten Linie gezeigt.
Das Gehäuse 2 hat einen Flansch 31, der sich in einer nach unten gerichteten Richtung erstreckt. Eine fixierte Welle 32 ist fest an dem Flansch 31 über einen Bolzen 33 fixiert und erstreckt sich horizontal in einer nach links weisenden Richtung. Eine Antriebsscheibe 24 ist drehbar auf der fixierten Welle 32 über Kugellager 35 und 35 abgestützt. Die Antriebsscheibe 34 enthält eine fixierte Scheibe 37 und eine bewegbare Scheibe 38 auf der linken Seite bzw. auf der rechten Seite. Eine V-förmige Rinne 39 ist zwischen der fixierten Scheibe 37 und der bewegbaren Scheibe 38 ausgebildet.
Die axiale Position der fixierten Scheibe 37 wird mit Bezug auf die fixierte Welle 32 festgelegt. Die fixierte Scheibe 37 enthält einen integralen zylinderförmigen Abschnitt 36, der äußere Spuren der Kugellager 35 und 35 derart hält, daß die fixierte Scheibe 37 in dieser Position drehbar ist.
Die bewegbare Scheibe 38 hat fünf Tellerfedern 41 zwischen ihrer rückwärtigen Oberfläche und einer Endplatte 40, die auf dem zylinderförmigen Abschnitt 36 positioniert ist. Die bewegbare Scheibe 38 ist entlang einer axialen Richtung in Abhängigkeit von einer treibenden Kraft von den Tellerfedern 41 bewegbar. An der linken Seite ist die fixierte Scheibe 37 über einen Bolzen 43 an einer Riemenscheibe 42 angeschlossen. Die Riemenscheibe 42 wird von einer Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen flachen Riemen angetrieben. Auf diese Weise ist ein kontinuierlich variables Getriebe 58 mittels einer Kombination aus der Antriebsscheibe 34 mit den Tellerfedern 41, der Abtriebsscheibe 22 mit dem Schwunggewicht 27 und dem Riemen 28 gebildet. In der Figur ist die V-förmige Rinne 39 in einem geweiteten Zustand und in einem engen Zustand oberhalb bzw. unterhalb einer strichpunktierten Linie gezeigt. Die V-förmige Rinne 39 wird von den Tellerfedern 41 gezwungen, um in den angenäherten Zustand versetzt zu werden.
Ein Aktuator 44 ist an dem Flansch 31 über einen Träger 45 und dem Bolzen 33 befestigt. Der Aktuator 44 enthält einen Kolben 46 und eine Stange 47, die einstückig mit dem Kolben 46 ausgebildet ist und sich horizontal in eine nach links gerichtete Richtung erstreckt. Die Stange 47 erstreckt sich durch ein zentrales Loch 32a der fixierten Welle 32. Die Stange 47 hat ein linkes Ende 48, das mit einem horizontalen Arm 50 über ein Drucklager 49 angeschlossen ist. Nach dem Durchführen durch eine Öffnung 51 von einem kreisförmigen Vorsprung der fixierten Scheibe 37 ist der Arm 50 integral mit der bewegbaren Scheibe 38 ausgebildet. Der Aktuator 44 hat eine linke Kammer A an der linken Seite von dem Kolben 46. Die linke Kammer A wird mit Hydraulikfluid aus einer Hydraulikquelle 54 durch einen Einlaß 53 versorgt. Der Fluß wird gesteuert durch den Öffnungsgrad von einem Ventil 55. Das Ventil 55 ist an einem Regler 57 angeschlossen zur Steuerung des Ventils 55 derart, daß der Grad der Öffnung bei einem Niedriglastzustand groß ist, der einem kleinen Grad der Öffnung eines Gaspedals 56 entspricht. Mit dem Ansteigen der Last wird weniger Hydraulikdruck zugeführt. Ein maximaler Hydraulikdruck und ein Null-Hydraulikdruck werden bei den Niedriglast- bzw. den Hochlastbedingungen zugeführt.
Der Aktuator 44 hat eine rechte Kammer B, die mit der Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikquelle 54 durch ein Einlaß 60 unter Steuerung eines manuell betätigbaren Ventiles (MV) 61 versorgt wird. Das manuell betätigbare Ventil (MV) 61 wird in einem Notfall betätigt, bei dem ein Fahrer dringend einen hohen Leistungspegel benötigt, z. B. um ein vorausfahrendes Fahrzeug zu überholen.
Die Fig. 2 zeigt die Antriebsscheibe 34 detailliert in verschiedenen Zuständen, bei denen die Hydraulikflüssigkeit der linken Kammer A und der rechten Kammer B des Aktuators 44 zugeführt wird.
In der oberen Hälfte oberhalb der strichpunktierten Linie von Fig. 2 wird die linke Kammer A mit dem Maximum an Hydraulikflüssigkeit (unter der Niedriglastbedingung) versorgt. In der unteren Hälfte unterhalb der strichpunktierten Linie wird kein Hydrauliköl zugeführt (unter der Hochlastbedingung). Die rechte Kammer B wird mit der Hydraulikflüssigkeit in der Hochleistungsbedingung in einem Notfall versorgt.
Während des normalen Betriebes und dem Hochleistungsbetrieb des Motors dient eine Kombination aus dem Aktuator 44, der Hydraulikquelle 54, dem Ventil 55, dem Regler 57 und dem manuell betätigbaren Ventil 61 dazu, die Rotationsgeschwindigkeit des Aufladers 1 durch Steuern der antreibenden Kraft der Tellerfedern 41 auf die Antriebsscheibe 34 zu steuern. Auf diese Weise bildet die Kombination dieser Komponenten eine Steuereinrichtung 59 zur Steuerung des kontinuierlich variablen Getriebes 58.
Als nächstes wird der Betrieb des oben aufgeführten Ausführungsbeispiels beschrieben werden. Während des normalen Betriebes wird das Ventil 55 von dem Regler 57 gesteuert, um unter der Niedriglastbedingung vollständig geöffnet zu sein, die einem kleinen Öffnungsgrad des Gaspedales 56 entspricht. Das Maximum der Hydraulikflüssigkeit (MAX) wird von der Hydraulikquelle 54 durch das Ventil 55 und dem Einlaß 53 in die linke Kammer A des Kolbens 46 des Aktuators 44 zugeführt. Infolgedessen bewegt sich der Kolben 46 in einer nach rechts gerichteten Richtung und zieht die Stange 47 nach rechts (was in der oberen Hälfte der Stange 47 in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist). Der Arm 50 drückt die bewegbare Scheibe 38 der Antriebsscheibe 34 in eine nach rechts gerichtete Richtung, um die Tellerfedern 41 in einer im wesentlichen vertikalen Position zusammenzudrücken. Demgemäß ist die V-förmige Rinne 39 der Antriebsscheibe 34 aufgeweitet, um einen kleineren Durchmesser zur Verfügung zu stellen, während die V-förmige Rinne 29 der Abtriebsscheibe 22 verkleinert worden ist, um einen großen Durchmesser zur Verfügung zu stellen. Auf diese Weise wird die Abtriebsscheibe 22 auf einer geschwindigkeitsreduzierten Seite oder einer Niedrigrotationsgeschwindigkeits-Seite angetrieben. In diesem Zustand folgt dem Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit der Antriebsscheibe 34 ein im wesentlichen proportionaler Anstieg der Rotationsgeschwindigkeit der Abtriebsscheibe 22, was mit einer schrägen Linie a in Fig. 3 dargestellt ist.
Da die Abtriebsscheibe 22 eine niedrige Rotationsgeschwindigkeit unter Niedriglastzustand zur Verfügung stellt, wird der Auflader 1 mit einer niedrigen Rotationsgeschwindigkeit betrieben und benötigt demzufolge nur ein geringes Antriebsdrehmoment. Auf diese Weise ist die Kraftstoffeffizienz verbessert.
Unter einem Hochlastzustand, der einem großen Öffnungsgrad des Gaspedales 56 entspricht, schließt der Regler 57 das Ventil 55 vollständig. Der Aktuator 44 wird mit keinem Hydraulikdruck versorgt. Infolgedessen bewegt sich der Kolben 46 zusammen mit dem Stab 47 nach links. Die bewegbare Scheibe 38 der Antriebsscheibe 34 bewegt sich, um die V-förmige Rinne 39 in Abhängigkeit von der antreibenden Kraft der Tellerfedern 41 zu verringern (siehe die untere Hälfte der Abtriebsscheibe 34 in Fig. 1 und 2).
Dann wird die V-förmige Rinne 29 der Abtriebsscheibe 22 aufgeweitet (siehe die obere Hälfte der Abtriebsscheibe 22 in Fig. 1). Das hat zur Folge, daß die Abtriebsscheibe 22 auf einer geschwindigkeitserhöhenden Seite oder einer Hochgeschwindigkeitsseite gesteuert wird, das von einer Linie b in Fig. 3 bei dem Null-Hydraulikdruck dargestellt ist.
Auf diese Weise lädt der Auflader 1 die Brennkraftmaschine bei einer hohen Drehgeschwindigkeit der Abtriebsscheibe 22, der Eingangsweile 10, dem Geschwindigkeit erhöhenden Getriebezug 3, dem Sonnenrad 13, der Läuferwelle 5 und dem Läufer 4, um den Leistungspegel zu erhöhen. Die hohe Rotationsgeschwindigkeit wird die Abhängigkeit von der Balance zwischen den antreibenden Kräften des Schwunggewichts 27 und den Tellerfedern 41 festgelegt, und sie wird innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten. Daher kann die hohe Rotationsgeschwindigkeit mit einer exzellenten Stabilität wiederholt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel benötigt der Übergang von dem Niedriglastzustand zu dem Hochlastzustand und umgekehrt lediglich eine Differenz H zwischen den Linien a und b in Fig. 3. Infolgedessen ist der Stoß aufgrund der Geschwindigkeitsvariation unterdrückt. Dies verbessert die Antriebsfähigkeit.
Auf der anderen Seite benötigt der konventionelle Auflader mit der elektromagnetischen Kupplung eine Differenz H&sub0; mit der Linie b in der Figur. Infolgedessen ist der Stoß spürbar groß, um die Antriebsfähigkeit nachteilig zu beeinflussen.
Wie oben beschrieben ist der normale Betrieb einschließlich der Niedriglast- und der Hochlast-Zustände mittels eines schraffierten Bereiches zwischen den Linien a und b in Fig. 3 dargestellt.
Bei dem hohen Leistungszustand über den normalen Betrieb hinaus, wie z. B. einen dringenden Überholvorgang auf einer Schnellstraße, betätigt der Fahrer das manuell betätigbare Ventil 61 mit der Hand. Dann wird die Hydraulikflüssigkeit in die rechte Kammer B des Aktuators 44 aus der Hydraulikquelle 44 durch das manuell betätigbare Ventil 61 und dem Einlaß 60 eingeführt. Wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt sich der Kolben 46 weiter nach links, um die V-förmige Rinne 39 auf ein Minimum zu verkleinern, und zwar in Kooperation mit der antreibenden Kraft der Tellerfedern 41. Auf diese Weise wird der Auflader 1 mit einer ultrahohen Geschwindigkeit in Rotation versetzt und stellt einen hohen Leistungspegel im Notfall zur Verfügung. Auf diese Weise wird die Forderung des Fahrers erfüllt. Dieser Zustand ist in Fig. 3 mit der Linie c gezeigt.
Gemäß dieser Erfindung ist es daher möglich, Kraftstoffeffizienz und Stabilität zu verbessern, um eine hohe Ausgangsleistung zu erzielen.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 wird eine Modifikation der Steuereinrichtung 59 beschrieben werden. Die Ventile 55 und 61 von Fig. 1 sind von einem einzelnen Dreiwegeventil (SV) 62 ersetzt, welches von dem Gaspedal 56 gesteuert wird.
Wenn ein Stufenbereich des Gaspedals 56 innerhalb eines normalen Betriebes zwischen den Niedriglast- und den Hochlast-Zuständen liegt, steuert das Dreiwegeventil 62 den Fluß der Hydraulikflüssigkeit durch den Einlaß 53 der linken Kammer A. Wenn das Gaspedal 56 maximal durchgetreten wird (in einem Notfall und nicht üblicherweise), wird das Dreiwegeventil 62 betätigt, um die Hydraulikflüssigkeit durch den Einlaß 60 der rechten Kammer B einzuführen. Auf diese Weise ist ein ähnlicher Effekt erreicht, wie bei dem voranstehenden Ausführungsbeispiel.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 wird ein nicht in dem Schutzumfang der Erfindung liegendes Ausführungsbeispiel von dieser Erfindung beschrieben werden.
Die Fig. 5 zeigt eine Modifizierung des unteren Teiles von Fig. 1. Ähnliche Teile werden mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet.
In Fig. 5 sind die modifizierten Teile folgende.
(a) Eine Endplatte 70, die bezüglich der rückwärtigen Oberfläche der bewegbaren Scheibe 38 und dem zylinderförmigen Abschnitt 36 positioniert ist.
(b) Eine Schraubenfeder 71 zum axialen Drücken der bewegbaren Scheibe 38.
(c) Die Stange 27 hat an ihrem linken Ende einen kreisförmigen Scheibenabschnitt 72, der über ein Drucklager 73 und einer kreisförmigen Scheibe 74 an einen sich erstreckenden Abschnitt 75 der bewegbaren Scheibe 38 angeschlossen ist.
(d) Der Einlaß 60 der rechten Kammer des Kolbens 46 des Aktuators 44.
Unter Bezugnahme auf die oben aufgeführten modifizierten Teile wird nunmehr die Struktur des Ausführungsbeispiels von Fig. 5 beschrieben werden.
Das Gehäuse 2 enthält einen Flansch 31, der sich in einer nach unten weisenden Richtung erstreckt. Die fixierte Welle 32 ist an dem Flansch 31 über den Bolzen 33 fest angeschlossen und erstreckt sich horizontal in eine nach links weisende Richtung. Die Antriebsscheibe 34 wird auf der fixierten Welle 32 über die Kugellager 35 und 35 drehbar abgestützt. Die Antriebsscheibe 34 hat eine fixierte Scheibe 37 und eine bewegbare Scheibe 38 auf der linken Seite bzw. auf der rechten Seite. Die V-förmige Rinne 39 ist zwischen der fixierten Scheibe 37 und der bewegbaren Scheibe 38 ausgebildet.
Die axiale Position der fixierten Scheibe 37 wird bezüglich der fixierten Welle 32 festgelegt. Die fixierte Scheibe 37 weist einen integralen zylindrischen Abschnitt 36 auf, welcher die äußeren Spuren der Kugellager 35 und 35 derart hält, daß die fixierte Scheibe 37 in dieser Position drehbar ist.
Die bewegbare Scheibe 38 weist eine Schraubenfeder 71 zwischen ihrer rückwärtigen Oberfläche und der Endplatte 70 auf, die auf dem zylinderförmigen Abschnitt 36 positioniert ist. Die bewegbare Scheibe 38 ist entlang der axialen Richtung in Abhängigkeit von der treibenden Kraft der Schraubenfeder 71 bewegbar. An der linken Seite ist die fixierte Scheibe 37 über den Bolzen 43 an der Riemenscheibe 42 angeschlossen. Die Riemenscheibe 42 wird von der Kurbelwelle der Brennkraftmaschine über einen flachen Riemen angetrieben. Auf diese Weise ist ein kontinuierlich variables Getriebe 58' durch eine Kombination aus der Antriebsscheibe 34 mit der Schraubenfeder 71, der Abtriebsscheibe 22 mit dem Schwunggewicht 27 und dem Riemen 28 ausgebildet.
Der Aktuator 44 ist an dem Flansch 31 über den Träger 45 und den Bolzen 33 befestigt. Der Aktuator 44 enthält den Kolben 46 und die Stange 47, die integral mit dem Kolben 46 ausgebildet ist und sich horizontal in eine nach links weisende Richtung erstreckt. Die Stange 47 hat an ihrem linken Ende einen kreisförmigen Scheibenabschnitt 72, der mit dem sich erstreckenden Abschnitt 75 der bewegbaren Scheibe 38 über das Drucklager 73 angeschlossen ist, sowie die kreisförmige Scheibe 74. Der Aktuator 44 hat eine rechte Kammer an der rechten Seite von dem Kolben 46. Die rechte Kammer wird mit Hydraulikflüssigkeit von der Hydraulikwelle 54 durch den Einlaß 60 versorgt. Der Fluß wird gesteuert mittels des Öffnungsgrades des Ventiles 55.
Das Ventil 55 ist an dem Regler 57 angeschlossen, um in einer Weise betrieben zu werden, die nunmehr beschrieben werden wird.
Auf diese Weise ist eine Steuereinrichtung 59' zur Steuerung des kontinuierlich variablen Getriebes 58' ausgebildet. Insbesondere ist das Ventil 55 während des Niedriglastzustandes vollständig geschlossen derart, daß der Einlaß 60 der rechten Kammer des Aktuators 44 nicht mit Hydraulikdruck versorgt wird. Bei diesem Zustand des Aktuators 44 wird angenommen, daß die Stange 47 nach rechts bewegt wird, was in der unteren Hälfte von Fig. 5 dargestellt ist. Die Schraubenfeder 71 ist so festgelegt, daß die V-förmige Rinne 39 der Antriebsscheibe 34 aufgeweitet ist.
Unter der Hochlastbedingung ist das Ventil 55 vollständig geöffnet, um das Maximum an Hydraulikdruck in die rechte Kammer einzuleiten. In diesem Zustand ist die V-förmige Rinne 39 verringert, wie es auf der unteren Hälfte von Fig. 5 als Gegensatz gezeigt ist.
Als nächstes wird der Betrieb dieses Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Fig. 5 und 6 beschrieben werden.
Während des Niedriglastzustandes, der in der oberen Hälfte von Fig. 5 dargestellt ist, wird die Kammer B des Aktuators 44 nicht mit Hydraulikdruck versorgt. Die Stange 47 hat sich nach rechts bewegt und die V-förmige Rinne 39 ist erweitert. Infolgedessen weist die Antriebsscheibe 34 einen reduzierten Durchmesser auf, um das kontinuierlich variable Getriebe 58' in die Niedriggeschwindigkeits-Seite zu versetzen. In diesem Zustand, wenn die Rotation der Antriebsscheibe erhöht ist, wird die Rotation der Abtriebsscheibe entlang der Linie c von Fig. 6 variiert, um einen Punkt X zu erreichen.
Unter Hochlastbedingung, was in der unteren Hälfte von Fig. 5 dargestellt ist, wird der Kammer B des Aktuators 44 der maximale Hydraulikdruck zugeführt. Die Stange 47 hat sich nach links bewegt, und die V-förmige Rinne der Antriebsscheibe 34 ist verringert. Infolgedessen weist die Antriebsscheibe 34 einen vergrößerten Durchmesser auf, um das kontinuierlich variable Getriebe 58' in die Hochgeschwindigkeits-Seite zu versetzen. Dieser Zustand ist in Fig. 6 mit einer Linie d gezeigt. Daher ist es bei diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls möglich, die Kraftstoffeffizienz und die Fahrbarkeit wie bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel zu verbessern.
In diesem Ausführungsbeispiel ist bei Hochlastzustand der Betrieb in Abhängigkeit von der Balance zwischen einer synthetischen Kraft von dem Hydraulikdruck und der antreibenden Kraft von der Schraubenfeder 71 festgelegt. Infolgedessen ist eine Schraubenfeder mit einer geringen Antriebskraft ausreichend. Zusätzlich ist kein Hydraulikdruck unter Teillastzustand notwendig, was wiederholt auftritt. Auf diese Weise ist die Struktur der Vorrichtung vereinfacht. Da eine fundamentale Zugkraft, die auf den Riemen einwirkt, klein ausgewählt werden kann, ist die Haltbarkeit des Riemens verbessert. Des weiteren kann die Feder, wie die Schraubenfeder, einfach ausgewählt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hydraulikdruck um den hohen Druck ohne kontinuierliche Variation des Hydraulikdrucks in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel gesteuert. Infolgedessen ist die Vorrichtung strukturmäßig einfach. Zusätzlich ist das Ansprechverhalten verbessert, und zwar wegen der sanften Variation des Anstieges der Rotationsgeschwindigkeit.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 wird ein weiteres Ausführungsbeispiel, das nicht in den Schutzumfang dieser Erfindung fällt, beschrieben werden.
Fig. 7 zeigt eine Modifikation des unteren Teiles von Fig. 1. Ähnliche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 1 bezeichnet.
In diesem Ausführungsbeispiel wird ein Elektromotor 81 als ein Aktuator anstelle des Aktuators 44 des Fluiddrucktyps verwandt. Der Elektromotor 81 treibt eine Stange 47 in die axiale Richtung davon durch eine Getriebebox 83 an. Die Getriebebox 83 verringert die Rotation des Elektromotors 81, konvertiert die Rotationskraft in eine Linearkraft und überträgt sie auf die Stange 47. Die Bewegung der Stange 47 in der axialen Richtung wird von einem Grenzschalter 85 geregelt, der mit dem Elektromotor 81 über Leitungen 86 verbunden ist. Der Elektromotor 81 ist an eine Stromquelle (nicht dargestellt) über einen Verbinder 87 angeschlossen. Der Elektromotor 81 wird von einem Regler gesteuert, der kooperativ an dem Gaspedal angeschlossen ist.
Zusätzlich kann ein elektromagnetischer Solenoid anstelle des Elektromotors 81 als ein Aktuator verwandt werden.

Claims

1. Eine Aufladevorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine, mit:

einem Läufer (4), der Luft komprimiert;

einer Abtriebsscheibe (22), die diesen Läufer (4) in Rotation versetzt;

einer Antriebsscheibe (34), die diese Abtriebsscheibe (22) in Rotation versetzt,

wobei diese Antriebsscheibe (34) eine fixierte Scheibe (37) und eine bewegbare Scheibe (38) aufweist, die in einer axialen Richtung bezüglich der fixierten Scheibe (37) bewegbar ist;

einem Riemen (28), der um diese Abtriebsscheibe (22) und diese Antriebsscheibe (34) geschlungen ist; und

mit einer Steuereinrichtung (59), die einen Aktuator (44) enthält, der die bewegbare Scheibe (38) in einer axialen Richtung derart bewegt, daß diese drehbare Scheibe (38) von der fixierten Scheibe (37) unter einer Niedriglastbedingung wegbewegt und daß diese bewegbare Scheibe (38) unter einer Hochlastbedingung auf diese fixierte Scheibe (37) zubewegt wird,

wobei diese Steuereinrichtung (59) ein erstes Ventil (61) zum Zuführen eines Fluiddruckes von einer Quelle (54) enthält, die Fluid für diesen Aktuator (44) speichert,

dadurch gekennzeichnet, daß

dieses erste Ventil (61) ein manuell betätigbares Ventil (61) ist zum Zuführen des Fluiddruckes aus dieser Quelle (54) zu diesem Aktuator (44), um diese bewegbare Scheibe (38) in Richtung auf die fixierte Scheibe (37) zu bewegen, um dadurch einen hohen Leistungspegel für die Aufladevorrichtung (1) in einem Notfall zu erzielen.

2. Eine Aufladeeinrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 1, worin diese Steuereinrichtung (59) des weiteren ein zweites Ventil (55) enthält, welches den Fluiddruck steuert, der von dieser Quelle (54) diesem Aktuator (44) zugeführt wird.

3. Eine Aufladeeinrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, worin dieses zweite Ventil (55) von einem Regler (57) gesteuert wird, der operativ an einem Gaspedal (56) angeschlossen ist.

4. Eine Aufladevorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 2, worin diese Steuereinrichtung (59) des weiteren antreibende Einrichtungen (41; 71) aufweist zum Antreiben dieser bewegbaren Scheibe (38) in Richtung auf die fixierte Scheibe (37), worin der dem Aktuator (44) zugeführte Fluiddruck entgegen einer antreibenden Kraft von diesen antreibenden Einrichtungen (41; 71) wirkt, worin dieses zweite Ventil (55) diesen Fluiddruck derart steuert, daß die bewegbare Scheibe (38) von dieser fixierten Scheibe (37) unter der Niedriglastbedingung wegbewegt und daß die bewegbare Scheibe (38) unter der Hochlastbedingung auf die fixierte Scheibe (37) zubewegt wird.

5. Eine Aufladevorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, worin diese antreibende Einrichtung eine Tellerfeder (41) enthält.

6. Eine Aufladevorrichtung (1) für eine Brennkraftmaschine nach Anspruch 4, worin diese antreibende Einrichtung eine Schraubenfeder (71) enthält.