DE1099266B - Method and device for displaying excessive slip in internal combustion engines with power output via a hydrodynamic unit - Google Patents
Method and device for displaying excessive slip in internal combustion engines with power output via a hydrodynamic unitInfo
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Description
Verfahren und Gerät zum Anzeigen von übermäßigem Schlupf bei Brennkraftmaschinen mit Leistungsabgabe über ein hydrodynamisches Aggregat Die Erfindung betrifft den Betrieb von Kraftanlagen, worin Brennkraftmaschinen mit hydrodynamischen Leistungsübertragungsaggregaten zusammenarbeiten, z. B. hydraulischen Kupplungen oder Drehmomentwandlern, insbesondere für Ackerschlepper. Method and apparatus for indicating excessive slip in internal combustion engines with power output via a hydrodynamic unit The invention relates to the Operation of power plants, in which internal combustion engines with hydrodynamic power transmission units work together, e.g. B. hydraulic clutches or torque converters, in particular for agricultural tractors.
Es ist üblich, Motorfahrzeuge mit hydraulischen Drehmomentwandlern oder hydraulischen Kupplungen auszurüsten. Solche Kupplungen sind natürlich auch an Ackerschleppern anwendbar; indessen begegnet ihre Anwendung hier einer ernsten Schwierigkeit. Die Schleppermotoren sind gewöhnlich so ausgelegt, daß sie mit ziemlich konstanter Antriebsdrehzahl arbeiten und mit Vielganggetrieben zusammenwirken, die die Motordrehzahl auf eine von verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten herabsetzen, wie sie zu den verschiedenen zu verrichtenden Arbeiten paßt. Außerdem arbeiten Schlepper unter stark verschiedenen Belastungen, je nach der Arbeit, die zu verrichten ist, aber in fast allen Fällen ist die Fahrgeschwindigkeit des Schleppers niedrig. It is common on motor vehicles to have hydraulic torque converters or to equip hydraulic couplings. Such couplings are of course also applicable to agricultural tractors; however, its application here meets a serious one Difficulty. The tractor engines are usually designed so that they can with pretty work at a constant drive speed and interact with multi-speed transmissions that reduce the engine speed to one of different driving speeds, how it fits the various work to be done. There are also tugs at work under very different loads, depending on the work to be done, but in almost all cases the driving speed of the tractor is low.
Wenn im Kraftabtrieb eines Schleppermotors eine hydraulische Kupplung verwendet wird, so hat man festgestellt, daß die normale langsame Bewegung des Schleppers und die ziemlich konstante Motordrehzahl es dem Schlepperfahrer schwer machen, zu merken, wann die Kupplung übermäßig zu rutschen beginnt, beispielsweise dadurch, daß die Belastung für den gerade eingestellten Getriebegang zu hoch ist. Ein solcher Schlupf würde nicht bloß einen nennenswerten Leistungsverlust darstellen, sondern auch gefährlich sein, da sich die Flüssigkeit in der Kupplung über die Kapazität der Kühleinrichtung hinaus erwärmen kann. If there is a hydraulic clutch in the power take-off of a tractor engine is used, it has been found that the normal slow movement of the tractor and the fairly constant engine speed make it difficult for the tractor operator to notice when the clutch begins to slip excessively, for example by that the load is too high for the gear currently selected. Such a Slippage would not just represent a significant loss of performance, but rather Also dangerous as the fluid in the clutch is over capacity the cooling device can also heat up.
Es ist daher wünschenswert, den Schlepper mit irgendeiner Anzeigevorrichtung für den Schlupf auszurüsten, so daß der Fahrer weiß, wann er auf einen kleineren Gang umschalten muß. It is therefore desirable to equip the tractor with some kind of display device to equip for the slip so that the driver knows when to hit a smaller one Must change gear.
Es ist ein Gerät für ein von einer Verbrennungskraftmaschine getriebenes Fahrzeug bekannt, das dem Fahrer anzeigt, ob die Maschine mit einem Wirkungsgrad arbeitet, der innerhalb eines gewünschten Bereiches liegt. Das Gerät ist dem Unterdruck in der Ansaugleitung des Motors ausgesetzt. Wenn der Druck einen vorher bestimmten Wert übersteigt, leuchtet eine Warnlampe auf, die den Fahrer mahnt, eine geeignete Verstellung, z. B. eine Änderung des Ubersetzungsverhältnisses, vorzunehmen. It is a device for an internal combustion engine driven Vehicle known that shows the driver whether the machine is with an efficiency works that is within a desired range. The device is the negative pressure exposed in the intake pipe of the engine. When the pressure dictates you beforehand If this exceeds the value, a warning lamp lights up to warn the driver to choose a suitable one Adjustment, e.g. B. to make a change in the transmission ratio.
Ziel der Erfindung ist die Entwicklung eines wirksamen Verfahrens, um den Schlupf in einer vom Motor angetriebenen hydraulischen Kupplung anzuzeigen. The aim of the invention is to develop an effective method to indicate the slip in a hydraulic clutch driven by the engine.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Gerätes zur Schlupfmessung, das von dem erfindungsgemäßen neuartigen Verfahren Gebrauch macht, ein Instrument, das einfach herzustellen und zuverlässig im Gebrauch ist und auch von Leuten ohne besondere Fachkenntnisse mit einem Blick abgelesen werden kann. Another object of the invention is to provide an apparatus for slip measurement, the use of the novel method according to the invention makes an instrument that is easy to manufacture and reliable to use and also from people without special expertise can be read at a glance can.
Ein solches Schlupfanzeigegerät soll kompakt und unauffällig sein und sich bequem in das Armaturenbrett eines Schleppers einbauen lassen, und man soll es auch mit einen Kleinstmaß an baulicher Änderung und an Kosten zusätzlich an einem Schlepper anbringen können. Such a slip indicator should be compact and inconspicuous and can be easily installed in the dashboard of a tractor, and you it should also with a minimum of structural change and additional costs attach to a tractor.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß man die Motordrehzahl und den Druck im Ansaugrohr des Motors mißt und die Messung des Druckes mit der Drehzahlmessung vergleicht, indem übermäßiger Schlupf durch einen höheren absoluten Druck angezeigt wird, als er zuvor empirisch als für die gegebene Motordrehzahl zulässig ermittelt worden ist. The inventive method consists in that one the engine speed and the pressure in the intake manifold of the engine measures and the measurement of the pressure with the Speed measurement compares by dividing excessive slip by a higher absolute Pressure is displayed as it was previously empirically as for the given engine speed permissible has been determined.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist ein Schlupfanzeigegerät mit einem mit dem Motor gekuppelten Drehzahlmesser mit einem Zeiger sowie mit einem Manometer, das an das Ansaugrohr des Motors anzuschließen ist und das ein Anzeigeelement aufweist, das sich bei abnehmendem Ansaugunterdruck in derselben Richtung bewegt wie der Zeiger des Drehzahlmessers bei Drehzahlerhöhung. The device according to the invention for carrying out the method is a slip indicator with a tachometer coupled to the engine a pointer as well as a pressure gauge that connect to the intake pipe of the engine and which has a display element that changes when the suction negative pressure decreases moves in the same direction as the tachometer pointer when the engine speed increases.
Die beiden Anzeigevorrichtungen sind dabei so aufeinander abgestimmt, daß sie eine bestimmte relative Stellung zueinander einnehmen, wenn die hydraulische Kupplung für eine bestimmte Motordrehzahl mit dem kleinsten noch zulässigen Wirkungsgrad arbeitet.The two display devices are coordinated so that that they occupy a certain relative position to each other when the hydraulic Coupling for a specific engine speed with the lowest possible efficiency is working.
Schließlich sind nach der Erfindung noch Mittel vorgesehen, um den Drehzahlmesser-Zeiger und das Druck-Anzeigeelement so anzuordnen, daß sich eine leicht übersehbare Anzeige der Abweichungen von der richtigen relativen Stellung zueinander ergibt.Finally, means are also provided according to the invention to the Tachometer pointer and that To arrange pressure display element in such a way that that there is an easily overlooked display of the deviations from the correct relative Position to each other results.
Es ist bekannt, daß man das Ausgangs drehmoment einer Brennkraftmaschine mit hinlänglicher Genauigkeit dadurch bestimmen kann, daß man den Ansaugrohrdruck des Motors mißt. It is known that the output torque of an internal combustion engine can be determined with sufficient accuracy by the intake manifold pressure of the engine.
Man kann daher schädlichen Schlupf in der hydraulischen Kupplung des Motors dadurch feststellen, daß man die Motordrehzahl mit dem Ansaugdruck des Motors vergleicht, indem unzulässiger Schlupf bei einer gegebenen Motordrehzahl durch einen höheren absoluten Druck im Ansaugrohr angezeigt wird, als es für die gewählte Drehzahl als zulässig ermittelt worden ist. There can therefore be harmful slippage in the hydraulic clutch of the engine by comparing the engine speed with the intake pressure of the Motor compares by adding impermissible slip at a given motor speed is indicated by a higher absolute pressure in the suction pipe than it is for the selected speed has been determined as permissible.
Messungen an einer Schlepperkraftanlage, in deren Kraftübertragung ein hydraulischer Drehmomentwandler eingebaut ist, zeigen an, daß ein zu beanstandender Schlupf im Drehmomentwandler nur in einem begrenzten Bereich von Motordrehzahlen auftritt. Bei niedrigen Motordrehzahlen wird normalerweise nur sehr leichte Arbeit verrichtet; obwohl also der Drehmomentwandler bei niedrigen Drehzahlen mit schlechtem Wirkungsgrad arbeitet, d. h. der Schlupf beträchtlich ist, entsteht doch keine nennenswerte Erwärmung in der Wandlerflüssigkeit. Bei hohen Motordrehzahlen bewirkt der Wandler ein nahezu schlupffreies »Ankuppeln«; daher entsteht selbst bei hohem Drehmoment wenig oder kein Schlupf in der Kraftübertragung. Es ist also nur der mittlere Drehzahlbereich kritisch. Measurements on a tractor power plant, in its power transmission A hydraulic torque converter is installed, indicating that an objectionable Torque converter slip only in a limited range of engine speeds occurs. At low engine speeds it is usually very easy work performed; So although the torque converter at low speeds with bad Efficiency works, d. H. the slip is considerable, there is none of that worth mentioning Heating in the converter fluid. At high engine speeds, the converter causes an almost slip-free »coupling«; therefore, arises even at high torque little or no slippage in power transmission. So it's just the middle speed range critical.
Es wurden Untersuchungen an einer Schlepper-Kraftanlage angestellt, die einen Benzinmotor von etwa 35 Brems-PS Nennleistung enthielt, der mit einem hydraulischen Drehmomentwandler ausgerüstet war. Die Anordnung war also so getroffen, daß der rotierende Eingangsläufer des Wandlers mit der Drehzahl der Motorkurbelwelle angetrieben wurde. Es wurde ermittelt, daß ein Wandlerwirkungsgrad von weniger als 70o unzulässig ist; es durften also durch Schlupf nicht mehr als 30°/o der Mototantriebsleistung unter Umwandlung in Wärme verlorengehen. Man fand, daß unterhalb einer Motordrehzahl von 1000U/min der entstehende Schlupf und Wärmeverlust nicht zu beanstanden war. Außerdem bemerkte man, daß bei Motordrehzahlen über 1600 U/Min der Wandler nahezu schlupffrei kuppelt, so daß selbst bei hoher Belastung des Wandlerausganges nur geringer Schlupf eintritt. Investigations were carried out on a tractor power plant, which contained a gasoline engine of about 35 brake horsepower rated power, the one with a hydraulic torque converter. So the arrangement was made that the rotating input rotor of the converter with the speed of the engine crankshaft was driven. It has been found that a converter efficiency of less than 70o is not permitted; so no more than 30 per cent of the engine drive power was allowed due to slippage are lost with conversion to heat. It was found to be below an engine speed of 1000 rpm the resulting slip and heat loss were not objectionable. In addition, it was noticed that at engine speeds above 1600 rpm the converter almost Coupling without slip, so that even with a high load on the converter output only low slip occurs.
Die Drehzahl wurde durch den ganzen kritischen Bereich von 1600 bis 1000 U/min stufenweise vermindert, während die Belastung eingeregelt wurde, um den Drehmomentwandler bei etwa 70°/o Wirkungsgrad zu halten; dabei ging man so yor, daß der Ansaugrohrunterdruck stufenweise vergrößert wurde. The speed was through the whole critical range from 1600 to 1000 rpm gradually decreased while the load was adjusted by the Keep torque converter at about 70% efficiency; you went so yor, that the intake manifold vacuum was gradually increased.
Für jede Zunahme an Unterdruck wurde die Motordrehzahl festgestellt
wie folgt:
Die das vorstehend beschriebene Verfahren nutzbar machende Vorrichtung ist in den Zeichnungen veranschaulicht. The device utilizing the method described above is illustrated in the drawings.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines erfindungsgemäßen Schlupfmessers; Fig. 2 veranschaulicht in einer teilweise schematischen Darstellung eineVorderansicht des Mechanismus des geöffneten Instrumentes; Fig. 3 ist eine Vorderansicht des Anzeigeelementes des Manometers; Fig. 4 ist eine auseinandergezogene perspektivische Teilansicht der in dem Mechanismus verwendeten Verzahnungen; Fig. 5 deutet eine typische gegenseitige Eichung des Zeigers und der Scheibe an. Fig. 1 is a front view of a slip knife according to the invention; Figure 2 illustrates, in a partially schematic representation, a front view the mechanism of the opened instrument; Fig. 3 is a front view of the display element of the manometer; Figure 4 is a partial exploded perspective view the teeth used in the mechanism; Fig. 5 indicates a typical mutual Calibration of the pointer and the disk.
Der erfindungsgemäße Schlupfmesser 10 enthält einen normalen Drehzahlmesser 11, der durch eine biegsame Welle 12 mit der Motorkurbelwelle gekuppelt ist und ein Ausgangselementlia aufweist, das bei zunehmender Drehzahl nach links wandert. Mit dem Element 11 a ist ein Hebel 13 gekoppelt, der ein Zahnsegment 13 a trägt und etwa in seiner Mitte auf einem Zapfen 13 b gelagert ist. Mit dem Segment 13a kämmt ein Ritzel 14 a auf einer Welle 14, die den Zeiger 15 des Drehzahlmessers trägt. Der Zeiger 15 bewegt sich über einem Zifferblatt 16, und zwar zunehmender Drehzahl im Uhrzeigersinn. The slip meter 10 according to the invention contains a normal tachometer 11 coupled to the engine crankshaft by a flexible shaft 12 and having an output element which migrates to the left as the speed increases. With the element 11 a, a lever 13 is coupled, which carries a toothed segment 13 a and is mounted approximately in its center on a pin 13 b. With the segment 13a meshes a pinion 14 a on a shaft 14 which the pointer 15 of the tachometer wearing. The pointer 15 moves over a dial 16, and that increasing Speed clockwise.
Das Zifferblatt 16 ist in eine untere und eine obere Hälfte geteilt. Die Zahlen der unteren Hälfte 17 zeigen nach Multiplikation mit 100 die Drehzahlen in der Minute (U/min), die obere Hälfte 18 zeigt für die sechs Gänge des Getriebes die zugehörigen Fahrgeschwindigkeiten des Schleppers in Kilometer pro Stunde. Das Zifferblatt trägt dazu für die kleinen Gänge die Skalen 1 L, 2 L und 3 L (für die Bereiche bis ungefähr 2, 3 und 6 Kilometer je Stunde) und für die großen Gänge die Skalen 1H, 2H und 3H (für Fahrgeschwindigkeiten bis ungefähr 9, 16 und 25 Kilometer je Stunde). Die Stellung des Zeigers 15 wird immer durch die Motordrehzahl bestimmt. The dial 16 is divided into a lower and an upper half. The numbers in the lower half 17 show the speeds after multiplication by 100 in the minute (rpm), the upper half 18 shows for the six gears of the transmission the associated driving speeds of the tractor in kilometers per hour. That The dial has the scales 1 L, 2 L and 3 L for the small gears (for the Ranges up to about 2, 3 and 6 kilometers per hour) and for the large corridors the Scales 1H, 2H and 3H (for driving speeds up to approximately 9, 16 and 25 kilometers per hour). The position of the pointer 15 is always determined by the engine speed.
Das Schlupfanzeigegerät enthält weiter ein Manométert2i, das durch ein biegsames Rohr 22 mit der Ansaugleitung des Motors verbunden ist und in einer Kammer 21 a einen luftdicht verschlossenen Balgen 23 enthält. An der oberen Endwand 21 a des Balgens ist eine Stange 24 befestigt, die durch ein Loch in der oberen Wand der Kammer hindurchtritt. Bei Veränderungen des Ansaugrohrunterdrucks bewegt sich diese Stange auf und nieder, und zwar so, daß sie sich bei Zunahme des Unterdruckes hebt. The slip indicator also contains a Manométert2i, which by a flexible tube 22 is connected to the intake manifold of the engine and in a Chamber 21 a contains a hermetically sealed bellows 23. On the upper end wall 21 a of the bellows is a rod 24 attached through a hole in the upper Wall of the chamber passes through it. Moved when the intake manifold vacuum changes this rod up and down, in such a way that it moves when the negative pressure increases lifts.
Das Manometer ist mit einem Anzeigeelement in Form einer Scheibe 25-- gekoppelt, die sich in einer Ebene dicht hinter dem Zeiger 15 bewegt und einen Index 26 trägt, der mit dem Zeiger 15 vergleichbar angeordnet ist. Die Scheibe 25 mit dem Index 26 bewegt sich bei abnehmendem Ansaugunterdruck gleichsinnig mit dem Zeigerausschlag bei zunehmender Motordrehzahl. Genauer gesagt ist das Manometer so geeicht, daß der index 26 mit dem Zeiger 15 übereinstimmt, wenn die Drehmomentbelastung des Motors bei einer gegebenen Motordrehzahl den Drehmomentwandler gerade mit dem kleinsten zulässigen Wirkungsgrad arbeiten läßt. Ein unzulässig hoher Schlupf im Wandler wird dadurch angezeigt, daß der Ausschlag des Index 26 größer wird als der Ausschlag des Zeigers 15. Im Beispiel ist die Manometerstange 24 durch den Hebel 31, der in seiner Mitte auf einem Zapfen 31 b gelagert ist, mit einem Zahnsegment 31 a gekoppelt, das mit einem Ritzel 32 a, das mit einer Hülse 32 ein Stück bildet, im Eingriff steht. Die den Index 26 tragende Scheibe 25 ist mit der Hülse 32 fest verbunden. Die Hülse 32 umgibt die Drehzahlmesserwelle 14 gleichachsig. The manometer has a display element in the form of a disk 25-- coupled, which moves in a plane close behind the pointer 15 and a Index 26 carries, which is arranged comparable to the pointer 15. The disk 25 with index 26 moves in the same direction with decreasing intake vacuum Pointer deflection with increasing engine speed. More precisely, it is the pressure gauge calibrated so that the index 26 coincides with the pointer 15 when the torque load of the engine at a given engine speed just interfere with the torque converter lowest permissible efficiency lets work. An inadmissible high slip in the converter is indicated by the fact that the deflection of the index 26 becomes greater than the deflection of the pointer 15. In the example is the manometer rod 24 through the lever 31, which is mounted in its center on a pin 31 b with a toothed segment 31 a coupled with a pinion 32 a with a sleeve 32 forms one piece, is engaged. The disk 25 bearing the index 26 is firmly connected to the sleeve 32. The sleeve 32 surrounds the tachometer shaft 14 equiaxed.
Die flache Indexscheibe 25 sitzt dicht unter dem Zifferblatt 16. Ein Indexsektor 35 wird auf ihr zweckmäßig in einer auffallenden, z. B. roten Farbe markiert, während der Rest der Scheibe 25 die Farbe des Zifferblattes 16 bekommt. The flat index disk 25 sits close under the dial 16. An index sector 35 is expediently on it in a conspicuous, z. B. red color marked, while the rest of the disk 25 gets the color of the dial 16.
Um die Stellungen des Index 26 und des Zeigers 15 über den mittleren Drehzahlbereich zu vergleichen, ist das Zifferblatt mit einem bogenförmigen Sichtschlitz 37 versehen (Fig. 1). Wenn das Instrument 10 auf die spezielle Schlepper-Kraftanlage eingestellt wird, deren empirisch ermittelte Kennwerte der oben aufgeführten Tabelle entsprechen, dann erstreckt sich der Bogenschlitz 37 über einen Zeigerbereich, der den Motordrehzahlen von 1000 bis 1600 U/min entspricht. To the positions of the index 26 and the pointer 15 over the middle To compare the speed range is the dial with an arched viewing slot 37 provided (Fig. 1). When the instrument 10 on the special tractor power plant is set, the empirically determined characteristic values of which are shown in the table above correspond, then the arc slot 37 extends over a pointer area that corresponds to engine speeds of 1000 to 1600 rpm.
Das Manometer ist so geeicht, daß der Index 26 für jede Motordrehzahl und den zugehörigen Ansaugunterdruck in Übereinstimmung mit dem Zeiger 15 um die gemeinsame Drehachse schwingt, wie es oben in der Tabelle niedergelegt war. Typische Eichpunkte sind in Fig. 5 wiedergegeben. Schlägt der Index 26, wenn er hinter dem Sichtschlitz 37 steht, nach rechts über den Zeiger 15 hinaus aus, so zeigt das Instrument unzulässig hohen Schlupf an. Der Schlepperfahrer wird so gemahnt, einen kleineren Gang einzuschalten.The pressure gauge is calibrated so that the index is 26 for every engine speed and the associated suction negative pressure in accordance with the pointer 15 by the common axis of rotation swings, as it was laid down in the table above. Typical Calibration points are shown in FIG. 5. If the index hits 26 if it is behind the Viewing slot 37 stands out to the right beyond pointer 15, so the instrument shows impermissibly high slip. The tractor driver is reminded to take a smaller one Engage gear.
Man kann auf dem Zifferblatt nahe dem Sichtschlitz 37 eine in die Augen fallende Mahnung für den Fahrer vorsehen, etwa als Vorschrift: »Der Zeiger muß immer rechts vom roten Warnfeld stehen.« Das Instrument läßt so mit einem Blick erkennen. wenn der Drehmomentwandler übermäßigen Schlupf hat; um es abzulesen, sind keine besonderen Fachkenntnisse erforderlich.You can on the dial near the viewing slot 37 in the Provide a falling warning for the driver, for example as a rule: “The pointer must always be to the right of the red warning field. ”The instrument lets you look at it recognize. when the torque converter has excessive slip; to read it are no special knowledge required.
Claims (5)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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US1099266X | 1957-11-12 |
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ID=600030
Family Applications (1)
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DE1958M0037198 Pending DE1099266B (en) | 1957-11-12 | 1958-03-29 | Method and device for displaying excessive slip in internal combustion engines with power output via a hydrodynamic unit |
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Citations (1)
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---|---|---|---|---|
US2738404A (en) * | 1952-11-21 | 1956-03-13 | Archie L Fitzsimmons | Electric indicator |
-
1958
- 1958-03-29 DE DE1958M0037198 patent/DE1099266B/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US2738404A (en) * | 1952-11-21 | 1956-03-13 | Archie L Fitzsimmons | Electric indicator |
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