Vorrichtung zum Einstellen der Fahrleistung für Fahrzeuge mit Brennkraftmaschine <B>und</B> elektrischer Leistungsübertragung. Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung der Fahrleistung für Fahr zeuge mit Brennkraftmaschine und elektri- selier Leistungsübertragung, bei welcher die Brennkraftmaschine mit Rufladung, Rege lung auf konstante Drehzahl und Einstellung der Solldrehzahl arbeitet,
während der von ihr angetriebene Generator eine steile Be- lastungschara.kteristik aufweist.
Es ist bekannt, die Belastungscharakte- ristik eines Generators eines durch eine Brennkraftmaschine mit elektrischer Lei stungsübertragung angetriebenen Fahrzeuges so auszubilden, dass die Spannung sieh mit zunehmendem Strom stark senkt, so dass die Belastung der Brennkraftmaschine sich nur wenig ändert.
Bei derartigen Steuerungen hat es sieh als zweckmässig erwiesen, zur Rege lung der Leistung der Brennkraftmaschine die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine durch Belasten der Reglerfedern einzustellen und dabei für jede eingestellte Drehzahl eine bestimmte Begrenzung der von den Brenn stoffpumpen einzuspritzenden, maximalen Brennstoffmenge zuzuordnen.
Es ist dabei bekannt, den Widerstand im Stromkreis der Nebenschlusserregung des Hauptgenerators so einzustellen, dass bezüg lich der Zuordnung von Leistung, Drehzahl und Belastung die günstigsten Verhältnisse entstehen.
Ebenso ist es bekannt, mit der Vorrich tung zur Einstellung der Solldrehzahl der Brennkraftmasehine eine solche zur unge fähren Konstanthaltung der Hilfsgenerator spannung zu kombinieren.
Wenn nun eine solche Reguliervorrichtung für eine mit Ruf ladung arbeitende Brennkraftmaschine ver wendet wird. besteht die Gefahr, dass bei einem grossen Drehzahlabfall ein einer wesentlich höheren Drehzahl entsprechendes Belastungsmoment auftritt, welches bei dem in dem Zeitpunkt herrschenden Ruflade druck nicht mehr zulässig ist. Gemäss der Erfindung wird deshalb nicht nur eine in Abhängigkeit von der Solldrehzahl arbei- tends Begrenzungsvorrichtung, sondern ausser dem eine in. Abhängigkeit vom Ruflade druck arbeitende Begrenzungsvorrichtung für die einzuspritzendeBrennstoffmenge vor gesehen.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung schematisch darge stellt.
Fig. 1 stellt eine Brennkraftmaschinen- anlage mit elektrischer Leistungsübertragung dar; Fig. 2 zeigt .eine Variante eines Details nach Fig. 1; Fig. 3 ist ein Diagramm, welches den Verlauf des Drehmomentes in Funktion der Drehzahl unter dem Einfluss der verschiede nen Begrenzungsvorrichtungen zeigt.
In Fig. 1 treibt die Brennkra±tmaschine 1 den Hauptgenerator 2, welcher die Trieb motoren 3 speist, und den Hilfsgenerator 4 an. Der Generator 4 ist durch die Wick lung 5 im Nebenschluss erregt und speist die Fremderregerwicklung 6 des Hauptgenera tors 2 über die Regelvorrichtung 7-9 und das Schütz 10.
Der Hauptgenerator 2 hat ferner noch eine Nebenschlusserregung mittels der Wicklung 11, die mit der Regelvorrichtung 12-14 geregelt wird. Der Geschwindigkeits regler 15 dient zum Konstanthalten der ein gestellten Solldrehzahl der Brennkraft- maschine 1 und stellt die von den Brenn stoffpumpen 16 zugeführte, einzuspritzende Brennstoffmenge ein. Mittels des Handrades 17, der Welle 18 und des Getriebes 19 wird der obere Federteller 20 verstellt, wodurch die Spannung der Feder 21 eingestellt wird.
Auf der Welle 18 sind nebst den Kontakt- hebeln 8 und 13 der Regelvorrichtungen 7 und 12 eine Kontaktwalze 22 zur Betäti gung des Erregerschützes 10 und ein Kon takthebel 23 der Regelvorrichtung 24 mit dem Regelwiderstand 25 für den Hilfsgene rator 4 angebracht. Im Stromkreis der Regel vorrichtung 24 ist auch ein Regler 26 zur Konstanthaltung der Spannung des Hilfs- generators 4 vorgesehen.
Mit dem Getriebe 19 des Federtellers 20 ist ein Hebel 27 gekuppelt, der über das Ge stänge 28-33 den Begrenzungsanschlag 34 für die Brennstoffregelstange 35 in Abhän gigkeit der Solldrehzahl einstellt.
Der An schlag 34 begrenzt die Verstellung der Brennstoffregelstange 35 durch den Ge- schwindigkeitsregler 15 bei ihrer Bewegung nach links im Sinne einer Erhöhung der ein gespritzten Brennstoffmenge, so dass die ein zuspritzende Brennstoffmenge nur bis zu einem bestimmten, je nach der eingestellten Solldrehzahl veränderten, maximalen Wert erhöht werden kann. Der Schalthebel 36, der Magnet 37 und die Stange 38 ermöglichen, den Begrenzungsanschlag 34 vom Federglied 39 im Gestänge 35 zwischen dem Regler 15 und den Brennstoffpumpen 16 beim Anlas sen der Brennkraftmaschine 1 abzuheben.
Der Begrenzungsanschlag 40 arbeitet in Abhängigkeit vom Druck der Aufladeluft, die im Raum 41 die Membrane 42, welche im Innern mit der Umgebung in freier Ver bindung steht, entgegen der Feder 43 be lastet. Der Anschlag 40 begrenzt ebenfalls die Bewegung der Brennstoffregelstange 35 nach links. Die Aufladeluft wird im Auf ladegebläse 44 verdichtet und über die Lei tung 45 den Brennkraftzylindern der Brenn- kraftmaschine 1 zugeführt.
Dabei kann der erhöhte Auslassgegendruck der Brennkraft- maschine 1 in einer Abgasturbine ausgenutzt werden, welche entweder zum Antrieb des Gebläses 44 dient oder ihre Leistung an die Kurbelwelle der Brennkraftmaschine 1 ab gibt.
Die Wirkungsweise ist die folgende: In Fig. 1 ist das Handrad 17 in einer mittleren Stellung eingestellt. In der Ausgangsstel lung des Handrades 17, wenn es entgegen der Richtung des Pfeils 45 zurückgedreht ist, befindet sich der Federteller 20 in der obersten Stellung.
Sobald die Brennkraft- maschine infolge der Einstellung des Schalt hebels 36 in die Anlassstellung I durch Betä tigung einiger nicht gezeichneter Anlass- organe angelaufen ist, läuft sie bei der nied rigsten Solldrehzahl im Leerlauf. Der Hilfs generator 4 erregt sich, der Widerstand 25 ist vollkommen kurzgeschlossen und der Spannungsregler 26 hält die Spannung des Hilfsgenerators 4 konstant.
Die Kontakt walze 22 ist noch nicht auf die Kontakte 46 aufgelaufen, so dass das Schütz 10 noch offen ist und der Hauptgenerator 2 noch nicht erregt wird. -Der Widerstand 14 ist kurzgeschlossen, während der Widerstand 9 vollständig eingeschaltet ist.
Beim Drehen des Handrades 17 in der Richtung des Pfeils 45 werden zunächst die Kontakte 46 geschlossen und das Schütz 10 eingeschaltet, so dass der Hauptgenerator 2 fremd erregt wird, wobei der Erreger strom durch den vollständig eingeschalteten Widerstand 9 bestimmt wird. Beim Weiter drehen des Handrades 17 senkt sich der Federteller 20, und die Drehzahl der Brenn- kraftmaschine 1 steigt. Gleichzeitig wird ein Teil des Widerstandes 25 eingeschaltet, um den Arbeitsbereich des Spannungsreglers 26 auf das Konstanthalten der Spannung bei Belastungsschwankungen zu beschränken.
Die gleichzeitig erfolgende Reduktion des Widerstandes 9 hat eine Verstärkung der Fremderregung des Generators 2 zur Folge und damit eine Erhöhung seiner Spannung. Infolgedessen steigt auch der die Triebmoto ren 3 durchfliessende Strom und die Zug kraft des Fahrzeuges. Ausserdem wird ein Teil des Widerstandes 14 eingeschaltet, wo durch der Sättigungsgrad des Generators 2 der steigenden Drehzahl angepasst wird. Mit dem Federteller 20 senkt sich auch der He bel 27 und infolgedessen dreht sich der drei armige Hebel 33 im Uhrzeigersinn, so dass der Begrenzungsanschlag 34 sich nach links bewegt und einen grösseren Regelbereich der Brennstoffregelstange 35 für die Einstel lung durch den Geschwindigkeitsregler 15 freigibt.
Auf diese Weise kann das Handrad 1.7 in der Richtung des Pfeils 45 bis in seine Endstellung gedreht werden, ohne dass sich an den beschriebenen Funktionen grundsätz lich etwas ändert.
Solange die durch die Charakteristik des Generator, 2 gegebene Belastung der Brenn- kraftmaschine 1 diejenige Leistung nicht übersteigt, bei welcher das Federgehäuse 39 den Begrenzungsanschlag 34 bei der einge stellten Solldrehzahl gerade berührt, hält der Geschwindigkeitsregler 15 die einge stellte Solldrehzahl konstant.
Die Zuord nung dieser jeweiligen maximalen Leistung der Brennkraftmaschine 1 zur jeweiligen Solldrehzahl wird durch die Ausbildung des Gestänges <B>27-33</B> usw. so vorgenommen, dass der vom Aufladegebläse 44 erzeugte Aufladedruck hoch genug ist, dass die Brenn stoffregelstange 35 nicht vor dem Anliegen des Federgliedes 39 an den Anschlag 34 zum Anliegen an den Anschlag 40 kommt.
Verschieben sich die Betriebsverhältnisse während der Fahrt so, dass der Generator 2 in einem Bereich der Charakteristik arbeitet, in welchem die Belastung grösser wird als die maximal einzustellende Leistung der Brennkraftmaschine 1, so gehen die Ge wichte des Geschwindigkeitsreglers 15 stark zusammen, und die Feder des Federgliedes 39 wird zusammengedrückt. Somit fällt die Drehzahl bei ungefähr konstant bleibendem Drehmoment stark ab und liegt in Fig. 3 zwischen den Punkten A und B bezw. Al, El usw.
Ist nun aber .die Drehzahl der Brennkraft- maschine 1 wesentlich verringert, so genügt die ebenfalls verringerte Abgasmenge nicht mehr, den Druck der Aufladeluft in der Leitung 45. aufrechtzuerhalten, der für das der Brennstoffmenge entsprechende Dreh moment Md notwendig ist. Deshalb sind die Feder 43 und der Membrankörper 42 so be messen, dass der Anschlag 40 die weitere Be wegung der Brennstoffregelstange 35 nach links begrenzt, sobald im Diagramm (Fix.
3) die Drehzahl ia bei ungefähr konstant blei bendem Drehmoment Md die Linie x er reicht. Danach nimmt bei weiterem Sinken der Drehzahl n das Drehmoment Md gemäss der Linie x bis zum Punkt C ab. Wenn nämlich die Drehzahl n die Linie x erreicht, wird die Stellung der Stange 35 nur durch den Anschlag 40 bestimmt, indem dann das Federglied 39 vom Anschlag 34 abgehoben bleibt.
Bei C ist ein Drehmoment 1@YZd erreicht. das bei einem Aufladeüberdruck 0 bei jeder beliebigen Solldrehzahl n eingehalten wer den kann. Infolgedessen verläuft das Dreh moment Md dann bei einer weiteren Ver- ringerung der Drehzahl n über ne hinaus längs der Linie y.
Beim Anlassen der Brennkraftmaschine 1 wird der Anlasshebel 36 in die Stellung für Anlassen I gebracht. In dieser Stellung wer den ausser dem Magneten 37 andere nicht ge zeichnete Organe zum Anlassen infolge des Einschaltens der Kontakte 47 betätigt. Gleichzeitig wird der Magnet 37 an die Steuerstromquelle angeschlossen und da durch die Stange 38 bis zum Anschlag an gehoben.
Die Feder 31 wird dann zusammen gedrückt, der Anschlag 30 hebt sich vom Gehäuse 29 ab und der Begrenzungsan schlag 34 gibt die Stange 35 frei, so dass der Regler 15 zum Anlassen so viel Brenn- Stoff einstellen kann, als der Anschlag 40 der Aufladeschutzvorrichtung 40-43 zulässt.
Statt der direkten Verbindung der Stange 32 und des Anschlages 34 mittels des drei armigen Hebels 33 (Fig. 1) ist in Fig. 2 eine Nockenbahn 48 vorgesehen, die mit der Rolle 49 an dem den Anschlag 34 tragenden Hebel zusammenarbeitet. Dadurchistes mög lich, die Brennstoffbegrenzung nach einem beliebigen Gesetz der eingestellten Drehzahl zuzuordnen. Der vom Anlasshebel 36 be tätigte Magnet 37 wirkt nunmehr unmittel bar auf die Stange 32.
Wird der Anlasshebel 36 betätigt, so; wird die Feder 31, wie vor her beschrieben, zusammengedrückt, bis der Anschlag 50 der Stange 32 zum Anliegen kommt und der Anschlag 34 den ganzen Regelbereich der Stange 35 freigibt.
Anstatt die weitere Vorrichtung zum Aufheben der Begrenzung des einzuspritzen den Brennstoffes, in Fig. 1 und 2 der Ma gnet 37, mit einem Anlassorgan zu kuppeln, kann diese Vorrichtung -auch mit einem Steuerorgan zum Belasten der Brennkraft- maschine gekuppelt werden.
Dies ist zum Beispiel dadurch möglich, dass das Schütz 10 mit einem Hilfskontakt versehen wird, wel cher bei ausgeschaltetem Schütz den Strom kreis für den Magneten 37 schliesst, bei ein geschaltetem Schütz ihn öffnet. Dadurch -würde der Anschlag 34 die Bewegung der Stange 35 immer dann freigeben, wenn die Brennkraftmaschine 1 nicht belastet wird.
Da das Schütz auch beim Anlassen der Brennkraftmaschine 1 ausgeschaltet ist, würde dann auch beim Anlassen die Brenn stoffbegrenzung durch den Anschlag 34 auf gehoben.