DE102010032291A1 - Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung - Google Patents

Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung Download PDF

Info

Publication number
DE102010032291A1
DE102010032291A1 DE201010032291 DE102010032291A DE102010032291A1 DE 102010032291 A1 DE102010032291 A1 DE 102010032291A1 DE 201010032291 DE201010032291 DE 201010032291 DE 102010032291 A DE102010032291 A DE 102010032291A DE 102010032291 A1 DE102010032291 A1 DE 102010032291A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
control device
internal combustion
combustion engine
flow control
centrifugal force
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE201010032291
Other languages
English (en)
Inventor
Hans-Wilhelm Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE201010032291 priority Critical patent/DE102010032291A1/de
Publication of DE102010032291A1 publication Critical patent/DE102010032291A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B63/00Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices
    • F02B63/04Adaptations of engines for driving pumps, hand-held tools or electric generators; Portable combinations of engines with engine-driven devices for electric generators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02MSUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0047Layout or arrangement of systems for feeding fuel
    • F02M37/0052Details on the fuel return circuit; Arrangement of pressure regulators
    • F02M37/0058Returnless fuel systems, i.e. the fuel return lines are not entering the fuel tank

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stromerzeuger (10) mit einem Verbrennungsmotor (12), einem Generator (14), einer Flusssteuereinrichtung (16) zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor (12) und einer Fliehkraftregeleinrichtung (18) zum Regeln einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (12), wobei die Fliehkraftregeleinrichtung (18) mit dem Verbrennungsmotor (12) oder dem Generator (14) verbunden ist und derart in Wirkverbindung mit der Flusssteuereinrichtung (16) steht, dass in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) verschiedene Einstellungen der Flusssteuereinrichtung (16) erfolgen, wobei ein Stellelement (20), das dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer oder mehreren Größen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vom Stromerzeuger (10) abgegebenen Strom (I), vom Stromerzeuger (10) abgegebener Spannung (U), einer Frequenz (f) des abgegebenen Stroms (I) und der Drehzahl des Generators (14), die Einstellung der Flusssteuereinrichtung (16) zu beeinflussen. Ferner betrifft die Erfindung einen Nachrüstsatz (20; 22, 24) für einen Stromerzeuger (10) mit einem Verbrennungsmotor (12) und einer Flusssteuereinrichtung (16) zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor (12).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Stromerzeuger mit einem Verbrennungsmotor, einem Generator, einer Flusssteuereinrichtung zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor und einer Fliehkraftregeleinrichtung zum Regeln einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, wobei die Fliehkraftregeleinrichtung mit dem Verbrennungsmotor oder dem Generator verbunden ist und derart in Wirkverbindung mit der Flusssteuereinrichtung steht, dass in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors verschiedene Einstellungen der Flusssteuereinrichtung erfolgen.
  • Wenngleich die Erfindung grundsätzlich auf Stromerzeuger aller Art anwendbar ist, werden besondere Vorteile in Verbindung mit tragbaren Stromerzeugern gesehen, da hier besonders einfache und kostengünstige Lösungen benötigt werden.
  • Herkömmliche Verbrennungsmotoren – wie sie für tragbare Stromerzeuger eingesetzt werden – sind üblicherweise mit mechanischen Drehzahlreglern ausgestattet. Dabei wird über Fliehgewichte, Gegenfedern und Hebelarme eine Flusssteuereinrichtung, insbesondere eine Drosselklappe, des Verbrennungsmotors lastabhängig gesteuert.
  • Man erreicht somit eine mehr oder weniger konstante Drehzahl, die für den Stromerzeuger zur Abgabe einer gleichmäßigen Frequenz oder Spannung notwendig ist.
  • Diese mechanischen Regler haben einen entscheidenden Nachteil: Jede elektrische Lastzuschaltung wird erst verzögert an die Drosselklappe zur Lastausregelung weitergegeben und es kommt zu längeren Drehzahl(Frequenz)- ggf. auch Spannungseinbrüchen.
  • Die Regelabweichung der mechanischen Drehzahlregler ist sehr hoch. Sie beträgt im günstigen Fall ca. +/–5%. Das bedeutet beim Beispiel bei einem tragbaren Stromerzeuger – der üblicherweise mit Nenndrehzahl 3000 U/min betrieben wird ein Drehzahlabweichung von +/–50 U/min zwischen Leerlauf und Nennlast. Daraus folgend wird sich auch die Ausgangsfrequenz (Soll 50 Hz) mit +/–2,5 Hz im Lastbereich zwischen Leerlauf und Nennlast ändern.
  • Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist, das das Leistungsvermögen der verwendeten Antriebsmotoren proportional zur Drehzahl ist. Bei eine Drehzahlabweichung von –50 U/min verliert der Antriebsmotor bis 10% seiner Leistung. Fällt also bei hoher Last die Drehzahl zu weit ab, so kann der Verbrennungsmotor evtl. nicht mehr genug Leistung entwickeln, um einer fallenden Drehzahl entgegen wirken zu können. Dann lässt sich der Stromerzeuger nicht mehr ausregeln.
  • Es sind zwar vollelektronische Lösungen bekannt, doch sind diese erheblich teurer und nicht so robust wie die bekannte Technik, die auf einem mechanischen Fliehkraftregler basiert.
  • Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung das Regelsystem bei einem Stromerzeuger mit Fliehkraftregler kostengünstig zu verbessern. Dabei sollen insbesondere einer bessere Konstanz bei der Drehzahl und somit eine geringere Frequenzabweichung erzielt werden.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Stellelement, dass dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer oder mehreren Größen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vom Stromerzeuger abgegebenen Strom, vom Stromerzeuger abgegebener Spannung, einer Frequenz des abgegebenen Stroms und der Drehzahl des Generators, die Einstellung der Flusssteuereinrichtung zu beeinflussen.
  • Eine Besonderheit der Erfindung liegt darin, dass das Wirkprinzip von Stromerzeugern mit Fliehkraftregelung beibehalten werden kann, durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen aber dennoch eine bessere Regelung des Verbrennungsmotors erzielt werden kann.
  • Eine weitere Besonderheit der Erfindung ist, dass das Wirkprinzip der Fliehkraftregelung in weiten Betriebsbereichen des Verbrennungsmotors beibehalten wird und dass lediglich in solchen Situationen, die einen kritischen Zustand darstellen oder auf einen kommenden kritischen Zustand hinweisen, das zusätzliche Stellelement eine nennenswerte Wirkung entfaltet. Zwar ist es grundsätzlich möglich, dass das Stellelement in vielen oder in allen Betriebsbereichen des Verbrennungsmotors seine Wirkung entfaltet, doch wird es derzeit als vorteilhaft angesehen, das Stellelement im Normalbetrieb im Wesentlichen ohne Wirkung zu lassen.
  • Wie bereits eingangs angedeutet, ist die Fliehkraftregelung dafür ausgelegt, bei abfallender Drehzahl des Verbrennungsmotors die Flusssteuereinrichtung, insbesondere eine Drosselklappe, so einzustellen, dass mehr Kraftstoff zum Verbrennungsmotor gelangt. Durch den erhöhten Kraftstofffluss kann der Verbrennungsmotor mehr Kraftstoff verbrennen, dadurch mehr Leistung abgeben und damit wiederum seine Drehzahl erhöhen. Ebenfalls wurde eingangs erläutert, dass jedoch Lastsituationen entstehen können, in denen es, sobald die Lastsituation eingetreten ist, nicht mehr möglich ist, die Drehzahl des Verbrennungsmotors hochzuregeln.
  • Gemäß der Erfindung wird eine Größe oder werden mehrere Größen bezogen auf den Betrieb des Stromerzeugers ermittelt. In Abhängigkeit von einer oder mehreren dieser Größen beeinflusst das Stellelement die Einstellung der Flusssteuereinrichtung. Dabei werden bevorzugt eine oder mehrere der folgenden Größen berücksichtigt:
    • – Der vom Stromerzeuger abgegebene Strom I. Steigt der Strom schnell an oder befindet sich der Strom auf einem hohen Wert, deutet dies auf eine hohe Leistungsnachfrage hin, die vom Stellelement durch einen Eingriff auf die Einstellung der Flusssteuereinrichtung kompensiert werden sollte.
    • – Vom Stromerzeuger abgegebene Spannung U. Sinkt die Spannung U schnell ab oder befindet sich die Spannung auf einem niedrigen Niveau, so deutet dies ebenfalls auf eine erhöhte Leistungsnachfrage hin.
    • – Frequenz f des abgegebenen Stroms I. Sinkt die Frequenz ab, insbesondere auf einen Wert, der unterhalb einer normalen Schwankungsbreite liegt, so deutet dies auf eine hohe Leistungsnachfrage hin.
    • – Drehzahl des Generators. Sinkt die Drehzahl des Generators schnell ab oder befindet sich auf einem Wert unterhalb einer normalen Schwankungsbreite, so deutet auch dies auf eine erhöhte Leistungsnachfrage hin.
    • – Durch eine gemeinsame Auswertung des Stroms I und der Spannung U kann auch die tatsächliche Leistungsabgabe überwacht werden.
  • Ist eine erhöhte Leistungsnachfrage vorhanden, was sich üblicherweise in einer reduzierten Frequenz oder in einer reduzierten Drehzahl des Generators zeigt oder aber sich durch eine schnell abfallende Frequenz oder Drehzahl andeutet, so soll diese Abweichung gemäß dem Stand der Technik allein durch die Fliehkraftregeleinrichtung kompensiert werden. Dieser Ansatz hat die oben beschriebenen Nachteile.
  • Gemäß der Erfindung greift das Stellelement bei erhöhter Leistungsnachfrage nun derart ein, dass die Einstellung der Flusssteuereinrichtung hin zu einem erhöhten Kraftstofffluss beeinflusst wird. Dadurch kann verhindert werden, dass die Drehzahl des Verbrennungsmotors zu weit absinkt und dann aufgrund der hohen Leistungsnachfrage mittels der Fliehkraftregeleinrichtung nicht mehr zu kompensieren wäre.
  • Für die Erfassung der einen oder mehreren Größen wird vorzugsweise eine Steuerungsvorrichtung vorgesehen, die das Stellelement steuert, welches dann wiederum die Einstellung der Flusssteuereinrichtung beeinflusst.
  • Die Erfindung ermöglicht es auf einfache Weise, Werte für eine oder mehrere der genannten Größen vorzugeben, bei denen das Stellelement die Einstellung der Flusssteuereinrichtung nennenswert beeinflusst. Ebenfalls kann auf einfache Weise eingestellt werden, wie stark das Stellelement auf die Einstellung der Flusssteuereinrichtung einwirken soll.
  • Zu den Vorteilen dieser Erfindung zählen unter anderem ein geringerer Leistungsverlust, eine konstantere Ausgangsspannung und eine Verbesserung des dynamischen Verhaltens.
  • Dadurch ist die Aufgabe vollständig gelöst.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Fliehkraftregeleinrichtung eine mechanische Koppelstrecke auf, auf die das Stellelement einwirkt, insbesondere mechanisch einwirkt.
  • Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, da sich so die Beeinflussung der Einstellung der Flusssteuereinrichtung durch das Stellelement besonders einfach realisieren lässt. Die Koppelstrecke weist dabei vorteilhafterweise mindestens zwei Koppelstangen auf, die gelenkig miteinander verbunden sind. Bei einer derartigen Koppelstrecke kann das Stellelement dann bevorzugt mit einer der Koppelstangen mechanisch in Verbindung stehen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Stellelement mittels eines federnden Elements mit der Fliehkraftregeleinrichtung verbunden, wobei unterschiedliche Stellungen des Stellelements zu unterschiedlichen Vorspannungen des federnden Elements führen.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es, dass das Stellelement die Regelung durch die Fliehkraftregeleinrichtung beeinflusst, die Einstellung der Flusssteuereinrichtung aber nicht vollständig vorgibt. Erzeugt die Fliehkraftregeleinrichtung eine Kraft oder ein Drehmoment zur Einstellung der Flusssteuereinrichtung, so kommt die Wirkung des Stellelements zu dieser Kraft bzw. diesem Drehmoment hinzu. Es sei darauf hingewiesen, dass das federnde Element nicht direkt mit der Fliehkraftregeleinrichtung verbunden sein muss. Vielmehr ist es im Sinne der Erfindung ausreichend, dass das federnde Element mit der Fliehkraftregeleinrichtung wirkverbunden ist, um die Fliehkraftregeleinrichtung mit einer zusätzlichen Kraft bzw. einem zusätzlichen Drehmoment zu beaufschlagen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Fliehkraftregeleinrichtung einen Fliehkraftregler auf, der in Abhängigkeit von seiner Drehgeschwindigkeit eine verlagerbare erste Koppelstange verlagert.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders günstige und zuverlässige Realisierung der Fliehkraftregeleinrichtung.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die erste Koppelstange um einen ortsfesten Drehpunkt verlagerbar.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf besonders einfache Weise, die Verlagerung am Fliehkraftregler in Abhängigkeit von seiner Drehgeschwindigkeit auf die Koppelstrecke zu übertragen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Flusssteuereinrichtung mit einer verlagerbaren zweiten Koppelstange verbunden, wobei die Einstellung der Flusssteuereinrichtung von der Position der zweiten Koppelstange abhängig ist.
  • Bei dieser Ausgestaltung lässt sich eine Kraft bzw. ein Drehmoment, die auf die Koppelstrecke wirken, besonders einfach auf die Flusssteuereinrichtung übertragen, insbesondere, wenn es sich bei der Flusssteuereinrichtung um eine Drosselklappe handelt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die zweite Koppelstange in der Art einer Schub- bzw. Zugstange eingesetzt wird, sie also im Wesentlichen in Richtung ihrer Längserstreckung verlagerbar ist.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das federnde Element derart angeordnet, dass das federnde Element ein zusätzliches Drehmoment auf die ersten Koppelstange ausübt, wobei das zusätzliche Drehmoment insbesondere einen höheren Durchfluss an der Flusssteuereinrichtung einstellt.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es auf besonders einfache Weise, dass das Stellelement zusätzlich auf die Fliehkraftregeleinrichtung bzw. auf die Koppelstrecke einwirkt.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Stellelement einen Aktuator auf, der dafür ausgebildet ist, mittels einer verlagerbaren Zugstange eine Vorspannung des federnden Elements einzustellen.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, die Vorspannung des federnden Elements und damit die Wirkcharakteristik des Stellelements einzustellen. Während der Aktuator bevorzugt im Wesentlichen ortsfest ist, ist er dafür ausgebildet, die Zugstange relativ zu sich zu verlagern. Die Verlagerung der Zugstange relativ zum Aktuator erfolgt bevorzugt derart, dass die Zugstange als Zahnstange ausgebildet ist und von einem Zahnrad verlagert wird. Es können aber auch andere Techniken, insbesondere mittels eine Elektromagneten, vorteilhafterweise eingesetzt werden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die verlagerbare Zugstange gelenkig mit der ersten Koppelstange verbunden.
  • Dies ist eine besonders günstige und zuverlässige Möglichkeit, die Wirkung der Zugstange mit der Wirkung der Koppelstange zu verbinden.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die verlagerbare Zugstange mit einem Drehelement verbunden, auf dem ein Ende des federnden Elements angeordnet ist.
  • Die Ausgestaltung mit dem Drehelement, insbesondere als Drehscheibe, ermöglicht es auf besonders einfache Weise, mehrere Elemente, die auf die Einstellung der Flusssteuereinrichtung direkt oder indirekt einwirken sollen, zu kombinieren. Insbesondere vorteilhaft ist es dabei, dass die Befestigungspunkte auf dem Drehelement auf einem jeweils gewünschten Radius vom Drehpunkt des Drehelements angeordnet werden können.
  • Wird beispielsweise ein Aktuator gewählt, der die Zugstange zwar über eine große Strecke, aber nur mit geringer Kraft verlagern kann, so wird man den Befestigungspunkt der Zugstange bei einem großen Radius wählen. Ist der Aktuator dahingehend eher dafür ausgelegt, die Zugstange nur um eine geringe Strecke bei großer Kraft zu verlagern, so wird man die Zugstange bei einem geringen Radius befestigen. Gleiche Überlegungen kann man bezüglich des federnden Elements anstellen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Drehelement ein Ende einer Stellstange oder eines Stellseils zum Einstellen eines Standgases angeordnet.
  • Diese Ausgestaltung ermöglicht es in besonders kostengünstiger Weise das Drehelement gleichzeitig für eine Stelleinrichtung zum Einstellen des Standgases zu nutzen.
  • Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das federnde Element ein bestehendes Teil der Fliehkraftregeleinrichtung ist, das dafür ausgebildet ist, die Flusssteuereinrichtung mit einer Kraft in Richtung eines erhöhten Kraftstoffflusses zu beaufschlagen.
  • Diese Ausgestaltung ist besonders kostengünstig, da ein bestehendes Teil der Fliehkraftregeleinrichtung genutzt wird, um das federnde Element zu realisieren. Üblicherweise weist die Fliehkraftregeleinrichtung bereits ein federndes Element, insbesondere eine Feder, auf, das die Flusssteuereinrichtung mit einer Kraft in Richtung eines erhöhten Kraftstoffflusses beaufschlagt. Dem entgegen wirkt der Fliehkraftregler, der mit steigender Drehzahl eine steigende Gegenkraft erzeugt, die die Flusssteuereinrichtung mit einer Kraft in Richtung eines verringerten Kraftstoffflusses beaufschlagt. Zieht der Aktuator nun an dem federnden Element der Fliehkraftregeleinrichtung wird die vom federnden Element ausgehende Kraft vergrößert und die Flusssteuereinrichtung mit einer Kraft mehr in Richtung eines erhöhten Kraftstoffflusses beaufschlagt. So kann einem übermäßigen Drehzahlabfall entgegen gewirkt werden.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch einen Nachrüstsatz für einen Stromerzeuger mit einem Verbrennungsmotor und einer Flusssteuereinrichtung zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor, wobei der Nachrüstsatz ein Stellelement aufweist, das dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer oder mehreren Größen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vom Stromerzeuger abgegebenen Strom, vom Stromerzeuger abgegebener Spannung, einer Frequenz des abgegebenen Stroms und einer Drehzahl des Verbrennungsmotors, die Einstellung einer Flusssteuereinrichtung zu beeinflussen.
  • Mit einem solchen Nachrüstsatz ist es möglich, auch bestehende Stromerzeuger mit dem erfindungsgemäßen Stellelement nachzurüsten.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Nachrüstsatz dafür ausgebildet, mit einer ersten Koppelstange einer Fliehkraftregeleinrichtung zum Regeln einer Drehzahl des Verbrennungsmotors mechanisch verbunden zu werden.
  • Dadurch kann bei einem Nachrüsten eines Stromerzeugers die erforderliche Verbindung zwischen der vorhandenen Fliehkraftregeleinrichtung und dem neu hinzukommenden Stellelement besonders einfach realisiert werden. Bevorzugt kommt dabei eine formschlüssige oder eine kraftschlüssige Verbindung zum Einsatz.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung näher dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Prinzipskizze einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stromerzeugers;
  • 2 eine erste Ausführungsform eines Stellelements an einer Fliehkraftregeleinrichtung; und
  • 3 eine zweite Ausführungsform eines Stellelements an einer Fliehkraftregeleinrichtung.
  • 1 zeigt einen Stromerzeuger 10 mit einem Verbrennungsmotor 12, einem Generator 14, einer Flusssteuereinrichtung 16 zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor 12 und einer Fliehkraftregeleinrichtung 18 zum Regeln einer Drehzahl des Verbrennungsmotors 12, wobei die Fliehkraftregeleinrichtung 18 hier mit dem Verbrennungsmotor 12 (alternativ mit dem Generator 14) verbunden ist und derart in Wirkverbindung mit der Flusssteuereinrichtung 16 steht, dass in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors 12 verschiedene Einstellungen der Flusssteuereinrichtung 16 erfolgen, ferner mit einem Stellelement 20, das dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer oder mehreren Größen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vom Stromerzeuger abgegebenen Strom I, vom Stromerzeuger abgegebener Spannung U, einer Frequenz f des abgegebenen Stroms und der Drehzahl des Generators, die Einstellung der Flusssteuereinrichtung 16 zu beeinflussen.
  • Das Stellelement 20 weist eine Erfassungseinrichtung 22 und ein mechanisches, insbesondere elektromechanisches, Stellglied 24 auf. Die elektrischen Verbraucher werden über die am Stromerzeuger montierten Steckdosen 26 angeschlossen. Die Fliehkraftregeleinrichtung 18 weist bevorzugt einen Fliehkraftregler und eine zugehöriges gelenkige Verbindung auf.
  • Mittels der Erfassungseinrichtung 22 werden die ausgewählten Größen erfasst und ausgewertet und dann eine Einstellung für das Stellelement 20 bzw. das Stellglied 24 ermittelt. Besteht bei ansteigender Last oder bei abfallender Frequenz die Gefahr, dass der Generator 14 mittels Fliehkraftregeleinrichtung 18 alleine möglicherweise erst zu spät nachgeregelt würde, so wird das Stellglied 24 so eingestellt, dass der Kraftstofffluss durch die Flusssteuereinrichtung 16 aufgrund der Einwirkung des Stellglied 24 auf die Fliehkraftregeleinrichtung 18 höher ist, als wenn die Fliehkraftregeleinrichtung 18 alleine tätig wäre. Eine gleichartige Maßnahme kann erfolgen, wenn die Frequenz um mehr als einen bestimmten Betrag abfällt.
  • Das Stellglied 24 kann auch so eingestellt werden, dass es keine Wirkung bzw. nur eine zu vernachlässigende Wirkung auf die Fliehkraftregeleinrichtung 18 hat. Dann regelt die Fliehkraftregeleinrichtung 18 wieder alleine.
  • Mit der Erfassungseinrichtung 22 wird – bei vorher fest definierten Last- und oder Drehzahlzuständen – über das mit der Erfassungseinrichtung 22 elektrisch verbundene, elektromechanische Stellglied 24, auf die Fliehkraftregeleinrichtung 18 eingewirkt und die Regelabweichung ausgeglichen. Die Einwirkung erfolgt bevorzugt mechanisch, kann aber auch auf andere Weise, z. B. magnetisch erfolgen. Das Stellelement 20 besitzt die Eigenschaft, dass es frei parametrisierbar ist und sich an unterschiedliche Arten von Verbrennungsmotoren mit unterschiedlichen Regeleigenschaften anpassen lässt.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform eines Stellelements 20 im Zusammenspiel mit der Fliehkraftregeleinrichtung 18 und der Flusssteuereinrichtung 16, die hier einfach als Drosselklappe verstanden werden soll.
  • Eine erste Koppelstange 30 der gelenkigen Verbindung der Fliehkraftregeleinrichtung 18 ist mit einem Fliehkraftregler 32 verbunden, der hier als ortsfester Punkt 33 dargestellt ist. Bei hoher Drehzahl lenkt der Fliehkraftregler 32 die Koppelstange 30 nach rechts aus, bei niedriger Drehzahl lenkt der Fliehkraftregler 32 die Koppelstange 30 nach links aus, wie es mit den Pfeilen angedeutet ist.
  • Über eine zweite Koppelstange 34 wird die Wirkung dann auf die Flusssteuereinrichtung 16 übertragen, sprich, bei niedriger Drehzahl wird die Flusssteuereinrichtung 16 Richtung ”n+” verstellt, also der Durchfluss an Kraftstoff erhöht, und bei hoher Drehzahl wird die Flusssteuereinrichtung 16 Richtung ”n–” verstellt, also der Durchfluss an Kraftstoff verringert, wie es mit den Pfeilen angedeutet ist.
  • Das Stellelement 20, von dem hier nur das Stellglied 24 gezeigt ist, weist einen Aktuator 36 auf, der eine Zugstange 38 verlagern kann. Die Zugstange 38 ist mit einem Hebel 40 verbunden, der an einem ortsfesten Punkt 42 anliegt. Der Hebel 40 in an seinem ersten Ende 44 mit der Zugstange 38 und an seinem zweiten Ende 46 mit einer Stellstange 48 verbunden, mit der ein Grundzustand, insbesondere Standgas, mittels des Stellrads 49 eingestellt werden kann. Schließlich weist das Stellelement 20 eine Feder 50 auf, die mit der Zugstange 38 einerseits und mit der ersten Koppelstange 30 verbunden ist. Es sei darauf hingewiesen, dass die Elemente 40 bis 48 optional sind und sich die Erfindung auch ohne diese Elemente realisieren lässt.
  • Wird von der Erfassungseinrichtung 22 nun ermittelt, dass ein Betriebszustand naht, der evtl. alleine mittels der Fliehkraftregeleinrichtung 18 zu spät oder gar nicht korrigiert werden könnte, so wird der Aktuator 36 aktiviert, der die Zugstange 38 so bewegt, dass die Feder 50 gespannt wird. Dadurch ergibt sich eine Tendenz der Fliehkraftregeleinrichtung 18 hin zu ”n+” bei der Flusssteuereinrichtung 16, so dass einer hohen Last oder einen abfallenden Frequenz effizient entgegengewirkt werden kann. Besteht die Gefahr eines nicht-korrigierbaren Zustands nicht mehr, so kann der Aktuator 36 wieder deaktiviert werden.
  • Bevorzugt kann das Stellelement 20 bzw. der Aktuator 36 stufenlos eingestellt werden. Damit kann dann auch bewirkt werden, dass das Stellelement 20 stärker oder schwächer auf die Fliehkraftregeleinrichtung 18 einwirkt. Schnellt die Leistung bspw. schnell hoch oder fällt die Drehzahl schnell ab, so ist der vorteilhaft, wenn der Aktuator stark auslenkt und die Fliehkraftregeleinrichtung 18 stark unterstützt.
  • 3 ist eine weitere Ausführungsform, bei der im Wesentlichen die Ausführungen zu 2 gelten. Elemente, deren Funktion der Funktion aus 2 entspricht, wurden mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Der Hebel 40 ist hier als Drehelement 60, konkret als Drehscheibe, ausgeführt, das am ortsfesten Punkt 42 drehbar gelagert ist. Ein Zug des Aktuator 36 bewirkt, dass sich das Drehelement 60 mit dem Uhrzeigersinn dreht, die Feder 50 spannt und damit die gelenkige Verbindung der Fliehkraftregeleinrichtung 18 in Richtung ”n+” vorspannt. Die Punkte 44, 44' und 46 sind auf dem Drehelement 60 angeordnet.
  • Das Stellelement 20 kann vorteilhafterweise auch als Nachrüstsatz in bestehende Stromerzeuger 10 eingebaut werden. Dadurch lassen sich bestehende Stromerzeuger 10 kostengünstig auf die neue Technologie umrüsten.

Claims (14)

  1. Stromerzeuger (10) mit einem Verbrennungsmotor (12), einem Generator (14), einer Flusssteuereinrichtung (16) zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor (12) und einer Fliehkraftregeleinrichtung (18) zum Regeln einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (12), wobei die Fliehkraftregeleinrichtung (18) mit dem Verbrennungsmotor (12) oder dem Generator (14) verbunden ist und derart in Wirkverbindung mit der Flusssteuereinrichtung (16) steht, dass in Abhängigkeit von der Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) verschiedene Einstellungen der Flusssteuereinrichtung (16) erfolgen, gekennzeichnet durch ein Stellelement (20), das dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer oder mehreren Größen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vom Stromerzeuger (10) abgegebenen Strom (I), vom Stromerzeuger (10) abgegebener Spannung (U), einer Frequenz (f) des abgegebenen Stroms (I) und der Drehzahl des Generators (14), die Einstellung der Flusssteuereinrichtung (16) zu beeinflussen.
  2. Stromerzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftregeleinrichtung (18) eine mechanische Koppelstrecke aufweist, auf die das Stellelement (20) einwirkt, insbesondere mechanisch einwirkt.
  3. Stromerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (20) mittels eines federnden Elements (50) mit der Fliehkraftregeleinrichtung (18) verbunden ist, wobei unterschiedliche Stellungen des Stellelements (20) zu unterschiedlichen Vorspannungen des federnden Elements (50) führen.
  4. Stromerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fliehkraftregeleinrichtung (18) einen Fliehkraftregler (32) aufweist, der in Abhängigkeit von seiner Drehgeschwindigkeit eine verlagerbare erste Koppelstange (30) verlagert.
  5. Stromerzeuger nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Koppelstange (30) um einen ortsfesten Drehpunkt verlagerbar ist.
  6. Stromerzeuger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssteuereinrichtung (16) mit einer verlagerbaren zweiten Koppelstange (34) verbunden ist, wobei die Einstellung der Flusssteuereinrichtung (16) von der Position der zweiten Koppelstange (34) abhängig ist.
  7. Stromerzeuger nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element (50) derart angeordnet ist, dass das federnde Element (50) ein zusätzliches Drehmoment auf die erste Koppelstange (30) ausübt, wobei das zusätzliche Drehmoment insbesondere einen höheren Durchfluss an der Flusssteuereinrichtung (16) einstellt.
  8. Stromerzeuger nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellelement (20) einen Aktuator (36) aufweist, der dafür ausgebildet ist, mittels einer verlagerbaren Zugstange (38) eine Vorspannung des federnden Elements (50) einzustellen.
  9. Stromerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verlagerbare Zugstange (38) gelenkig mit der ersten Koppelstange (30) verbunden ist.
  10. Stromerzeuger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verlagerbare Zugstange (38) mit einem Drehelement (60) verbunden ist, auf dem ein Ende des federnden Elements (50) angeordnet ist.
  11. Stromerzeuger nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Drehelement ein Ende einer Stellstange (48) oder einen Stellseils zum Einstellen eines Standgas angeordnet ist.
  12. Stromerzeuger nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das federnde Element (50) ein bestehendes Teil der Fliehkraftregeleinrichtung (18) ist, das dafür ausgebildet ist, die Flusssteuereinrichtung (16) mit einer Kraft in Richtung eines erhöhten Kraftstoffflusses zu beaufschlagen.
  13. Nachrüstsatz (20; 22, 24) für einen Stromerzeuger (10) mit einem Verbrennungsmotor (12) und einer Flusssteuereinrichtung (16) zum Steuern eines Flusses von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor (12), wobei der Nachrüstsatz (20; 22, 24) ein Stellelement (20) aufweist, das dafür ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einer oder mehreren Größen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus vom Stromerzeuger (10) abgegebenen Strom (I), vom Stromerzeuger (10) abgegebener Spannung (U), einer Frequenz (f) des abgegebenen Stroms (I) und der Drehzahl des Verbrennungsmotors (12), die Einstellung einer Flusssteuereinrichtung (16) zu beeinflussen.
  14. Nachrüstsatz nach Anspruch 13, wobei der Nachrüstsatz (20; 22, 24) dafür ausgebildet ist, mit einer ersten Koppelstange (30) einer Fliehkraftregeleinrichtung (18) zum Regeln einer Drehzahl des Verbrennungsmotors (12) mechanisch verbunden zu werden.
DE201010032291 2010-06-07 2010-07-26 Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung Ceased DE102010032291A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE201010032291 DE102010032291A1 (de) 2010-06-07 2010-07-26 Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010022833 2010-06-07
DE102010022833.8 2010-06-07
DE201010032291 DE102010032291A1 (de) 2010-06-07 2010-07-26 Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010032291A1 true DE102010032291A1 (de) 2011-12-08

Family

ID=44973946

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010032291 Ceased DE102010032291A1 (de) 2010-06-07 2010-07-26 Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung
DE201010032290 Ceased DE102010032290A1 (de) 2010-06-07 2010-07-26 Betankungssystem für tragbare Stromerzeuger und Verfahren zum Betanken eines tragbaren Stromerzeugers

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE201010032290 Ceased DE102010032290A1 (de) 2010-06-07 2010-07-26 Betankungssystem für tragbare Stromerzeuger und Verfahren zum Betanken eines tragbaren Stromerzeugers

Country Status (1)

Country Link
DE (2) DE102010032291A1 (de)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE728879C (de) * 1941-05-28 1942-12-04 Siemens Ag Steuerung fuer verbrennungselektrische Fahrzeuge
DE1028385B (de) * 1954-08-14 1958-04-17 Schweizerische Lokomotiv Brennkraftmaschinenanlage, die starken Belastungsstoessen ausgesetzt ist
DE1513227A1 (de) * 1965-09-01 1969-08-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Drehzahlregler mit lastabhaengiger Beeinflussung der P-Abweichung
DE3529448A1 (de) * 1985-08-16 1987-02-26 Bosch Gmbh Robert Fliehkraftdrehzahlregler fuer brennkraftmaschinen
EP0470198B1 (de) * 1989-04-27 1996-06-19 Scania Cv Aktiebolag Zentrifugalregelvorrichtung
DE102004017087A1 (de) * 2004-04-07 2005-11-10 Deutz Ag Aggregat mit einer Brennkraftmaschine

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE728879C (de) * 1941-05-28 1942-12-04 Siemens Ag Steuerung fuer verbrennungselektrische Fahrzeuge
DE1028385B (de) * 1954-08-14 1958-04-17 Schweizerische Lokomotiv Brennkraftmaschinenanlage, die starken Belastungsstoessen ausgesetzt ist
DE1513227A1 (de) * 1965-09-01 1969-08-14 Kloeckner Humboldt Deutz Ag Drehzahlregler mit lastabhaengiger Beeinflussung der P-Abweichung
DE3529448A1 (de) * 1985-08-16 1987-02-26 Bosch Gmbh Robert Fliehkraftdrehzahlregler fuer brennkraftmaschinen
EP0470198B1 (de) * 1989-04-27 1996-06-19 Scania Cv Aktiebolag Zentrifugalregelvorrichtung
DE102004017087A1 (de) * 2004-04-07 2005-11-10 Deutz Ag Aggregat mit einer Brennkraftmaschine

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010032290A1 (de) 2011-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007022511B4 (de) Windenergieanlage mit einer Verstelleinrichtung für die Rotorblätter
EP2258944B1 (de) Windturbinen-Steuerungsvorrichtung einer Vertikalachsen-Windturbine
EP3735532A1 (de) Betreiben einer windenergieanlage bei sturm
EP2637792B1 (de) Antriebssystem für eine kugelmühle und verfahren zum betreiben einer kugelmühle
WO2012139816A1 (de) Ladeeinrichtung und zugehöriges betriebsverfahren
DE2526148C2 (de) Regeleinrichtung für die Kraftstoffzufuhr von Einspritzbrennkraftmaschinen
EP2872776A2 (de) Windenergieanlage mit einem pitchverstellsystem
DE2814146A1 (de) Steuereinrichtung zur begrenzung der foerdermenge einer kraftstoffeinspritzpumpe fuer brennkraftmaschinen
WO2005040578A1 (de) Verfahren zur optimierung des nutzungsgrades in einer antriebseinheit und antriebseinheit
DE3827408A1 (de) Stelleinrichtung fuer eine zumesseinrichtung einer brennkraftmaschine
EP2221476A1 (de) Verstellmechanismus für die Rotorblätter von Windkraftanlagen
DE102010032291A1 (de) Stromerzeuger mit einer verbesserten Fliehkraftregelung und Verfahren für eine verbesserte Fliehkraftregelung
DE2224756C3 (de) Fliehkraftdrehzahlregler für Einspritzbrennkraftmaschinen
DE102012019376A1 (de) Hubkolbenmaschine, insbesondere für einen Kraftwagen
EP2006514B1 (de) Stationäre Brennkraftmaschine
DE4124973A1 (de) Lastverstelleinrichtung fuer eine antriebsmaschine
DE2414293C3 (de) Last-Kompensationseinrichtung für aufgeladene Brennkraftmaschinen
WO2009090128A1 (de) Elektronischer stellantrieb zur betätigung eines ventils in einem turbolader für ein kraftfahrzeug
EP3221172B1 (de) Luftzufuhreinstellvorrichtung für ein kraftfahrzeug
EP3916219B1 (de) Verfahren zum steuern einer windenergieanlage
DE2147746A1 (de) Drehzahlregler für Brennkraftmaschinen, insbesondere Aggregatmotoren
DE3242355C1 (de) Abfangvorrichtung zur Drehzahlregelung
DE102014204034A1 (de) Abgasturbolader mit einem Wastegateventil oder einer variablen Turbinengeometrie
DE102018114507A1 (de) Stellelement für ein Luftleitelement eines Kraftfahrzeugs und Verfahren zum Betreiben eines Stellelementes für ein Luftleitelement
DE2125358A1 (de) Betätigungseinrichtung, insbesondere für das Flugsteuersystem eines Flugzeugs

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R002 Refusal decision in examination/registration proceedings
R003 Refusal decision now final

Effective date: 20140121