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Einrichtung zur Vermeidung von Betriebsstörungen bei Verbrennungsmotoren
Es ist eine häufig zu beobachtende Tatsache, daß beim Betrieb von Verbrennungsmotoren,
z. B. in Kraftfahrzeugen, bei Langsamlauf, wie er im dichten Großstadtverkehr oder
an sonstigen Verkehrsschwerpunkten beim Bremsen oder Schalten erforderlich ist,
der Antriebsmotor »abstirbt«. Diese Erscheinung, die eine lästige Betriebsbeeinträchtigung
darstellt, kann auch dem geübtesten Fahrer zustoßen, da sie nicht allein von seiner
Bedienungsfertigkeit, sondern auch von willkürlichen und nicht laufend überwachbaren
Verhältnissen im Kraftfahrzeug, wie z. B. Leerlaufeinstellung, Betriebsstoffbeschaffenheit,
Düsenverschmutzung, Kerzenausfall und anderen mehr abhängig ist.
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Findet der Antriebsausfall statt, solange das Fahrzeug noch genügend
Bewegungsenergie besitzt, ist es erfahrungsgemäß möglich, durch Einkuppeln den Motor
wieder anzuwerfen. Bekanntlich ist aber diese Art des Wiederstartens für Motor und
Fahrzeug schädlich, es sei denn, daß die Rollgeschwindigkeit des Fahrzeuges noch
genügend groß ist und der Fahrer trotz der psychologischen Belastung in der gegebenen
Situation die notwendige Anpassungsfähigkeit besitzt, entsprechend weich einzukuppeln.
Ist nun aber die Fahrgeschwindigkeit sehr klein oder sogar Null, so kann die Fahrunfähigkeit
bis zum neuen Starten, vor allem an Kreuzungen und Verkehrsschwerpunkten, für die
gesamte Verkehrsabwicklung sehr hinderlich sein. Dieses ist besonders bei modernen,
mit sehr ruhig laufenden Motoren ausgerüsteten Fahrzeugen der Fall, da der Fahrer
im allgemeinen erst im Augenblick des beabsichtigten Anfahrens den Stillstand des
Motors bemerken wird.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zu schaffen,
durch die in derartigen Fahrsituationen der Motor vollautomatisch wiederangeworfen
wird. Es gibt dagegen Situationen, in welchen das automatische Anlassen des Motors
nicht erwünscht ist, wie z. B. bei Ausfall des Motors während des Fahrbetriebes
auf Grund von Brennstoffinangel oder einer Störung, die sein Wiederingangsetzen
nicht möglich machen, ebenfalls beim Abstellen des Motors. Es muß daher an eine
derartige Einrichtung die Forderung gestellt werden, daß sie nur unter ganz bestimmten
Bedingungen, bei denen das automatische Wiederanlassen des Motors erwünscht ist.
in Funktion tritt. Ebenfalls ist es notwendig, daß die Automatik die Anlassertätigkeit
bei zwecklosem Startbemühen, wie es z. B. hei Betriebsstoffmangel vorliegt, automatisch
einstellt, um die Autobatterie nicht unnötig zu belasten.
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Es sind bereits Sicherheitsschaltanordnungen, die im Falle einer unerwünschten
Betriebsunterbrechung einer Brennkraftmaschine diese selbsttätig wieder anlassen,
bekannt. Dabei kann bei einer erwünschten Betriebsunterbrechung das selbsttätige
Wiederanlassen durch Öffnen des Anlaßschalters verhindert werden. Es sind ferner
Mittel bekannt, mit denen verhindert werden kann, daß eine Brennkraftmaschine angelassen
wird, wenn sie nicht betriebsbereit ist.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Verineidung von Betriebsstörungen
bei Verbrennungsinotoren, in.zhesc»adere bei Kraftfahrzeugen, wobei im Falle unerwünschter
Betriebsunterbrechung des Motors ein automatisches Wiederanlassen bewirkt und im
Falle erwünschter Betriebsunterbrechung das automatische Wiederanlassen verhindert
und wobei dann, wenn der Motor nicht mehr bet -iebsbereit ist, ein automatisches
Wiederanlassen ver'h.ndert oder der bereits eingeleitete Wiederanlaßvorgang abgestellt
wird uiic' bei der eine Relaisanordnung, insbesondere bestehend aus einem mit zwei
Wicklungen versehenen polarisierten Relais finit einem Urnschaltekontakt und aus
einem mit einem verzögerten Abfall arbeitenden Relais mit einem Arbeitskontakt vorgesehen
ist.
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Gemäß der Erfindung ist die eine Wicklung des polarisierten Relais
zwischen dem spannungsführenden Pluspol der Anlasserbatterie und dem Arbeitskontakt
des Relais des Anlassers und die andere Wicklung zwischen Masse, also Minuspol der
Anlasserbatterie und den Regler der Lichtmaschine eingeschaltet und die Wicklung
des Verzögerungsrelais zwischen Masse, also Minuspol der Anlasserbatterie und der
Arbeitsseite des Umschaltekontaktes des polarisierten Relais eingeschaltet, wobei
der Anker des Umschaltekontaktes mit dem Pluspol der Anlasserbatterie
und
sein Ruhekontakt mit dem Anker des Verzögerungsrelais verbunden ist, während der
Arbeitskontakt zum nicht an Masse liegenden Wicklungsende des Relais am Anlasser
führt.
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Die so aufgebaute Einrichtung zur Vermeidung von Betriebsstörungen
bei Verbrennungsmotoren zeichnet sich durch besondere Einfachheit und universelle
Wirkungsweise aus.
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Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
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Mit 1 ist die Fahrzeughatterie bezeichnet, die in bekannter
Weise über den Anlaßschalter 6 auf das Relais 8 des Andrehmotors
7 wirkt und von der Lichtmaschine 4 über den Regler 3 bei Betrieb der Brennkraftmaschine
geladen wird. Die Relaisanordnung 2 besteht aus dem mit zwei Wicklungen I und 11
versehenen polarisierten Relais Rl und dein Verzögerungsrelais R,. Ferner sind unter
Fortlassung der sonstigen autoelektrischen Einrichtungen noch der Zündschalter 5,
der Lichtschalter 9 und die Ladelampe 10 dargestellt. Die Schaltung und Wirkungsweise
der autoelektrischen Anlage, wie sie in der Figur dargestellt ist, ist bis auf die
Relaisanordnung 2
und dessen Einschaltung in die autoelektrische Anlage an
sich bekannt. Die Anordnung und Bemessung der beiden Wicklungen I und 1I des polarisierten
Relais R, sind in Verbindung mit der polarisierten Ausführungsform des Relais R1
so gewählt, daß der Anker r, nur dann angezogen wird, wenn ein Strom durch die Wicklung
1I in Richtung von Wicklungsanfang nach Wicklungsende, also in der in der Figur
mittels Pfeil angedeuteten Richtung fließt. Fließt dagegen durch die Wicklung I
ein Strom in Richtung von Wicklungsende nach Wicklungsanfang, wie ebenfalls durch
Pfeil angedeutet, also in der entgegengesetzten Richtung wie in Wicklung II, so
erfolgt, da es sich um ein polarisiertes Relais handelt, keine Anziehung des Ankers
r1. Fließen nun die beiden entgegengesetzten Ströme durch die Wicklungen I und II
gleichzeitig. so wird der Relaisanker r, nur dann angezogen, wenn das Magnetfeld
der Wicklung II überwiegt. Der Relaisanker rl arbeitet über den Ruhekontakt kl oder
den Arbeitskontakt k2. Das Verzögerungsrelais R2 arbeitet mit einer Abfallverzögerung
von beispielsweise einigen Sekunden. Dies ist in der Figur durch die Umrahmung der
Wicklung und durch das Parallelschalten des Elektrolytkondensators 15 angedeutet.
Hierfür kann aber auch jede andere bekannte Ausführungsform, wie z. B. Thermoverzögerung,
unter anderem Verwendung finden. Der Relaisanker r._, betätigt den Arbeitskontakt
k3.
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Das Relaisaggregat 2 ist in die autoelektrische Anlage so eingeschaltet,
daß es drei verschiedene Funktionen erfüllt. Wenn das Fahrzeug erstmalig starten
soll, ist dafür Sorge getragen, daß der Motor nur durch Starterbetätigung angelassen
werden kann. Stirbt dagegen der Fahrzeugmotor während des Fahrbetriebes ab, so wird
mit Hilfe der Relaiseinrichtung 2 der Motor automatisch wieder angelassen. Anders
verhält es sich dagegen, wenn der Fahrzeugmotor während des Fahrbetriebes auf Grund
von Betriebsstoffmangel oder einer sonstigen Störung, welche ein erneutes Ingangsetzen
des Motors unmöglich macht, ausfällt. In diesem Falle wird der automatische Anlaßvorgang
nach kurzzeitigem vergeblichem Startbemühen außer Betrieb gesetzt.
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Die Inbetriebnahme der gesamten autoelektrischen Anlage erfolgt, wie
üblich, dadurch, daß der Zündschlüssel in das Zündschloß 5 eingeführt wird. Der
Anlasser 7 erhält seinen Hauptbetriebsstrom über die zur Batterie 1 führende stark
ausgezogene Leitung 12, welche über die Wicklung 1I des Relais R, führt. Das Anlasserrelais
8 wird über den Anlaßschalter 6, der ebenfalls mit der Autobatterie
verbunden ist, betätigt. Parallel zum Anlaßschalter 6 liegen die Relaiskontakte
k3 (R.,) und 1l (R,) des Relaisaggregats 2. Da im Normalzustand der Relaiskontakt
k3 geöffnet ist, kann der Motor nur über den Alilaßschalter 6 angelassen
werden. In diesem Augenblick liefert die Lichtmaschine 4 über die Leitung 13 bereits
einen geringen Strom, der in der angegebenen Richtung durch die Wicklung I1 des
Relais Rl fließt. Gleichzeitig fließt aber auch ein Gegenstrom über die Wicklung
I des gleichen Relais. Solange der Andrehmotor 7 die Arbeit des Motorantriebs leisten
muß, überwiegt das von Wicklung I erzeugte Magnetfeld, und das Relais R1 verharrt
in seinem Ausgangszustand. Erst wenn der Motor angesprungen, ist sinkt der über
die Wicklung I fließende Anlaßstrom ab, wodurch das Magnetfeld der Wicklung II überwiegt
und der Anker r1 angezogen wird. Hierbei wird der Ruhekontakt k1 geöffnet und der
Arbeitskontakt k, geschlossen. Als Folge davon gelangt die Spannung der Autobatterie
über den Arbeitskontakt k, an die Wicklung des Relais R- Der Anker r, wird nun ebenfalls
angezogen. wodurch der Kontakt k3 geschlossen wird. Während des -Motorlaufes ist
also der Kontakt kl geöffnet, wodurch ein Anlassen über das Relaisaggregat
2 verhindert wird. Stirbt nun der Motor ab, so bleibt der Kontakt k3 auf
Grund der Abfallverzögerung des Relais R, weiterhin geschlossen. während der Anker
r, des Relais R, sofort abfällt und somit der Kontakt k, geschlossen wird. Hierdurch
wird der Anlaßschalter 6
durch die beiden in Reihe liegenden Relaiskontakte
kl und kl, überbrückt, was zu einer automatischen Betätigung des Andrehmotors 7
führt. Erst wenn der Motor angesprungen ist, sinkt der über die Wicklung I bereits
beschrieben, angezogen, wodurch der Kontakt kl aufgetrennt und der Anlaßmotor über
sein Relais 8 automatisch außer Betrieb gesetzt wird.
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Fällt nun der Motor während des Fahrbetriebs beispielsweise durch
Betriebsstoffmangel aus, so treten ebenfalls die vorhergehend beschriebenen Relaisfunktionen
des Aggregats 2 ein. Da jedoch während des erfolglosen Anlassens das Relais
R2 keine Betriebsspannung erhält, öffnet der Anker r2 nach Ablauf der entsprechend
gewählten Verzögerungszeit den Arbeitskontakt k3 und unterbricht somit den automatischen
Startvorgang.
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Die Erfindung ist zwar am Beispiel eines Fahrzeugmotors erläutert
worden, sie soll jedoch nicht auf die Anwendung für Fahrzeugmotore beschränkt sein.
Sie kann überall erfolgreich angewendet werden, wo ein automatisches Wiederanlassen
von Verbrennungsmotoren vorteilhaft ist.