DE3121193A1 - Motor vehicle driven by an internal combustion engine - Google Patents
Motor vehicle driven by an internal combustion engineInfo
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Description
2 7. Mai 19812 May 7, 1981
WpI. Ing. H. WefckMM, Dipl.- Php; fr. K. Finde Dipl. Ing. F. A. Weidtnun, Dipl. Cfx*. & HuberWpI. Ing. H. WefckMM, Dipl.-Php; fr. K. Find Dipl. Ing. F. A. Weidtnun, Dipl. Cfx *. & Huber
Dr.-Ing. H. Uski Wa M&hlsfnfie 22, 8000 MOndwn MDr.-Ing. H. Uski Wa M & hlsfnfie 22, 8000 MOndwn M
FA.107FA.107
FIAT AUTO S.p.A.FIAT AUTO S.p.A.
Corso Giovanni Agnelli 200Corso Giovanni Agnelli 200
Turin, ItalienTurin, Italy
Die Erfindung betrifft ein von einem Verbrennungsmotor angetriebenes Motorfahrzeug mit mechanischen Hilfsaggregaten.The invention relates to an engine driven by an internal combustion engine Motor vehicle with mechanical auxiliary units.
In modernen Motorfahrzeugen treibt der Verbrennungsmotor eine Reihe mechanischer Hilfsaggregate an. Zu diesen gehören beispielsweise In modern motor vehicles, the internal combustion engine drives a number of mechanical auxiliaries. These include, for example
- die Wasserpumpe für die Motorkühlung,- the water pump for engine cooling,
- die Schmierölpumpe,- the lubricating oil pump,
- die Ölpumpe für die Servolenkung- the oil pump for the power steering
- und der Kompressor für die Klimaanlage des Fahrzeuges.- and the compressor for the vehicle's air conditioning system.
Diese Aggregate werden im allgemeinen von der Welle des Verbrennungsmotors mit Hilfe von Riemen, Zahnradgetrieben und Transmissionen angetrieben, die in den meisten Fällen sperrig, kompliziert und nicht genügend zuverlässig sind.These aggregates are generally driven by the shaft of the internal combustion engine driven with the help of belts, gear drives and transmissions, which in most cases are bulky, are complicated and not reliable enough.
Der direkte Antrieb diener Hilfsaggregate durch den Motor führt auch zu einem beträchtlichen Leistungsentzug und zu einem größeren Kraftstoffverbrauch.The direct drive of the auxiliary units by the engine also leads to a considerable loss of power and to greater fuel consumption.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Motorfahrzeug mit mechanischen Hilfsaggregaten so auszubilden, daß die vorerwähnten Nachteile vermieden sind.The invention is based on the object of designing a motor vehicle with mechanical auxiliary units so that the aforementioned Disadvantages are avoided.
Dies wird gemäß der Erfindung erreicht durchThis is achieved according to the invention by
- eine von den Abgasen des Verbrennungsmotors antreibbare Turbine,- One that can be driven by the exhaust gases of the internal combustion engine Turbine,
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- einen mit der Turbine gekuppelten elektrischen Generator- an electric generator coupled to the turbine
- sowie wenigstens einem Elektromotor, der mit einem der mechanischen Hilfsaggregate gekuppelt und mit Mitteln zu seinem Anschluß an den Generator ausgestattet ist.- As well as at least one electric motor, which is coupled to one of the mechanical auxiliary units and with means its connection to the generator is equipped.
Dadurch entfallen komplizierte übertragungsmechanismen zum Antrieb der Hilfsaggregate. Außerdem werden die Hilfsaggregate des Motorfahrzeuges von der in den Abgasen enthaltenen Restenergie angetrieben, wodurch der thermodynamische Gesamtwirkungsgrad verbessert und der Kraftstoffverbrauch verringert werden.This eliminates the need for complicated transmission mechanisms to Drive the auxiliary units. In addition, the auxiliary units of the motor vehicle driven by the residual energy contained in the exhaust gases, which increases the overall thermodynamic efficiency improved and fuel consumption reduced.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung beinhaltet das Motorfahrzeug fernerAccording to a preferred embodiment of the invention the motor vehicle further includes
- einen Aufladeverdichter für den Verbrennungsmotor- a supercharging compressor for the internal combustion engine
- sowie einen mit diesem gekuppelten Elektromotor, der mit Mitteln zu seinem Anschluß an den Generator ausgestattet ist.- as well as an electric motor coupled with this, which with Means is equipped for its connection to the generator.
Aufgrund dieser Merkmale ist der Betrieb des Verdichters von dem der Turbine unabhängig. Der Verbrennungsmotor für den Antrieb des Fahrzeuges kann somit auf der Grundlage wesentlich elastischerer Kriterien aufgeladen werden, als dies bei der Aufladung von Turbomotoren herkömmlicher Art der Fall ist, bei denen die Turbinen und der Kompressor direkt und mechanisch miteinander verbunden, indem sie auf der gleichen Welle aufgekeilt sind.Because of these features, the operation of the compressor is independent of that of the turbine. The internal combustion engine for the drive of the vehicle can thus be charged on the basis of much more elastic criteria than this is the case with the supercharging of turbo engines of the conventional type, in which the turbines and the compressor are direct and mechanically linked by being keyed on the same shaft.
Die Erfindung sei im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the drawing:
Die einzige Zeichnung zeigt eine schematische Aufsicht auf die Frontpartie eines Motorfahrzeuges A. Eine Turbine 1 bekannter Bauart ist mittels eines offenen Flansches 2 mit der Abgasleitung eines (nicht dargestellten) Verbrennungsmotors verbunden.The single drawing shows a schematic plan view of the front section of a motor vehicle A. A turbine 1 is known The design is by means of an open flange 2 with the exhaust line of an internal combustion engine (not shown) tied together.
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Die Turbine 1 besitzt eine tangentiale schneckenförmige Leitung 3, einen Rotor 4 sowie eine axiale Leitung 5 für den Ausstoß der Abgase.The turbine 1 has a tangential helical line 3, a rotor 4 and an axial line 5 for the Emission of the exhaust gases.
Der Rotor 4 ist auf eine Welle 6 aufgekeilt, die drehfest mit dem Rotor eines Wechselstromgenerators 7 verbunden ist. Letzterer beinhaltet Gleichrichter und kann sich mit sehr hoher Geschwindigkeit drehen.The rotor 4 is keyed onto a shaft 6 which is non-rotatable is connected to the rotor of an alternator 7. The latter includes rectifiers and can deal with a lot rotate at high speed.
Der positive Pol 16 des Wechselstromgenerators 7 ist über ein Kabel 17 mit Elektromotoren 9 verbunden, von denen jeder ein zugeordnetes mechanisches Hilfsaggregat antreibt.The positive pole 16 of the alternator 7 is connected by a cable 17 to electric motors 9, each of which drives an associated mechanical auxiliary unit.
Der Pol 16 des Wechselstromgenerators 7 ist ferner mit einem elektronischen Prozessor 10 verbunden, der über ein Kabel einen Elektromotor 11 steuert, welcher mit einem Aufladeverdichter 1? gekuppelt ist. Der Aufladeverdichter 12 besitzt einen auf die Welle 15 des Motors 11 aufgekeilten Rotor 13 sowie eine mit dem Einlaßkrümmer des Verbrennungsmotors des Fahrzeuges verbundene axiale Leitung 19.The pole 16 of the alternator 7 is also connected to an electronic processor 10 via a cable an electric motor 11 controls which is connected to a supercharging compressor 1? is coupled. The supercharging compressor 12 has a rotor 13 keyed onto the shaft 15 of the motor 11 and an axial conduit 19 connected to the intake manifold of the vehicle's internal combustion engine.
Die Abgase des Verbrennungsmotors treiben die Turbine 1 an und werden durch die axiale Leitung 5 ausgetrieben.The exhaust gases from the internal combustion engine drive the turbine 1 and are expelled through the axial line 5.
Die Turbine 1 treibt den über die Welle 6 mit ihr gekuppelten Wechselstromgenerator 7.The turbine 1 drives the alternating current generator 7 coupled to it via the shaft 6.
Die von dem Wechselstromgenerator 7 erzeugte elektrische Energie wird über das Kabel 17 zu den Elektromotoren 9 für die mechanischen Hilfsaggregate (Wasserpumpe, Ölpumpe usw.) sowie zu anderen (nicht dargestellten) elektrischen Einrichtungen, z.B. Scheinwerfern, Scheibenwischern und der Heckscheibenheizung übertragen.The electrical energy generated by the alternator 7 is sent via the cable 17 to the electric motors 9 for the mechanical auxiliary units (water pump, oil pump, etc.) as well as to other electrical equipment (not shown), e.g. headlights, windshield wipers and the rear window heater transfer.
In herkömmlichen Motorfahrzeugen werden diese elektrischen Verbraucher von einem Generator gespeist, der über einen Riemen von der Welle des Fahrzeugmotors angetrieben wird.In conventional motor vehicles, these electrical consumers are fed by a generator that is powered by a Belt is driven by the shaft of the vehicle engine.
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Dieser Generator ist bei dem Motorfahrzeug gemäß der Erfindung überflüssig, da der Wechselstromgenerator 7 so dimensioniert sein kann, daß er alle für die Motoren 7 der mechanischen Hilfsaggregate und die normalerweise in dem Motorfahrzeug vorhandenen elektrischen Verbraucher mit elektrischer Energie versorgen kann.This generator is superfluous in the motor vehicle according to the invention, since the alternator 7 is so dimensioned may be that it is all for the engines 7 of the mechanical auxiliary units and those normally in the motor vehicle can supply existing electrical consumers with electrical energy.
Wie herkömmliche Motorfahrzeuge besitzt das Fahrzeug gemäß der Erfindung ebenfalls eine mit dem Wechselstromgenerator 7 verbundene Batterie 8 zur Speicherung der ihr zugeführten elektrischen Energie und zur Speisung der betreffenden Verbraucher, wenn die Speisung durch den Wechselstromgenerator 7 nicht ausreichend ist.Like conventional motor vehicles, the vehicle according to according to the invention also a battery 8 connected to the alternator 7 for storing the supplied to it electrical energy and for supplying the relevant consumer when supplied by the alternator 7 is not sufficient.
Der Prozessor 10 dient zur Steuerung des Motors 11 in Abhängigkeit von dem Laufzustand des Fahrzeuges.The processor 10 is used to control the motor 11 as a function the running condition of the vehicle.
Die Verbindung zwischen der Turbine 1 und dem Aufladeverdichter 12 ist eine elektrische Verbindung. Hierdurch können verschiedene nicht unbeträchtliche Nachteile vermieden werden, die dann auftreten, wenn zwischen der Turbine und dem Aufladeverdichter eine mechanische Verbindung besteht, wie dies bei den derzeit gebräuchlichen Turbomotoren üblich ist.The connection between the turbine 1 and the supercharging compressor 12 is an electrical connection. This allows various not inconsiderable disadvantages are avoided that occur when between the turbine and there is a mechanical connection to the supercharging compressor, as is usual with the currently used turbo engines is.
Insbesondere erlaubt der elektrische Betrieb des Aufladeverdichters 12, der über den Prozessor 10 mit der Batterie 8 verbunden ist, einen hohen Motorladedruck auch dann, wenn - wie beispielsweise nach einer raschen Verzögerung - die von der Turbine gelieferte Leistung wegen der Verringerung des von dem Verbrennungsmotor abgegebenen Abgasstromes beträchtlich reduziert ist.In particular, the electric operation of the supercharger allows 12, which is connected to the battery 8 via the processor 10, a high engine boost pressure even if - such as after a rapid delay - the power delivered by the turbine because of the decrease the exhaust gas flow emitted by the internal combustion engine is considerably reduced.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das vorangehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise die elektrische Verbindung zwischen der Turbine 1 und dem Aufladeverdichter 12 auch in MotorfahrzeugenThe invention is of course not restricted to the exemplary embodiment described above. So can for example the electrical connection between the turbine 1 and the supercharging compressor 12 also in motor vehicles
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verwendet werden, bei denen die mechanischen Hilfsaggregate durch die Welle des Verbrennungsmotors in herkömmlicher Weise über mechanische Transmissionen angetrieben werden.be used in which the mechanical auxiliaries are driven by the shaft of the internal combustion engine in a conventional manner driven by mechanical transmissions.
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Claims (3)
gekennzeichnet durch.j Vehicle powered by an internal combustion engine with mechanical auxiliary units,
marked by
gekennzeichnet durch2. Motor vehicle according to claim 1,
marked by
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