DE1208117B

DE1208117B - Einrichtung zur Regelung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren

Info

Publication number: DE1208117B
Application number: DEE22806A
Authority: DE
Inventors: Ludwig Menzel; Eberhard Greiner
Original assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Current assignee: ELMEG Elektro Mechanik GmbH
Priority date: 1962-04-30
Filing date: 1962-04-30
Publication date: 1965-12-30

Description

Einrichtung zur Regelung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, deren Drehzahl durch Verstellung der Regelstange der Einspritzpumpe, d. h. Ändern der Motorfüllung geregelt wird.
Die Verstellung der Einspritzpumpenregelstange erfolgt besonders bei Bahnantrieben oft durch einen Stellmotor, in dessen Steuerkreis die Kontakte von Relais liegen, deren Erregerwicklung durch die Spannungsdifferenz zwischen einem Istwert- und einem Sollwertgeber, z. B. zwei Potentiometern, erregt wird. Das Sollwertpotentiometer kann dabei z. B. über eine Fahrkurbel verstellt werden, während das Istwertpotentiometer mit dem Stellmotor gekuppelt ist. Hierbei ist eine gemeinsame Speisespannung für den Sollwert- und den Istwertgeber vorgesehen.
Einer bestimmten Stellung am Sollwertgeber entspricht eine bestimmte Stellung des Istwertgebers und damit der Einspritzpumpe, also einer bestimmten Füllung des Motors. Dies gilt, solange die Speisespannung des Sollwert- und Istwertpotentiometers konstant ist. Schwankt aber die Speisespannung, so verschiebt sich die einer bestimmten Stellung des Istwertgeberabgriffes zugeordnete Istwertspannung um einen der Spannungsschwankung proportionalen Betrag. Da die Abfallspannung der Steuerrelais konstant bleibt, läuft der Stellmotor bei schwankender Speisespannung der Potentiometer zwar immer auf einen dem abzunehmenden Sollwert gleichen Istwert ein, aber je nach Größe der Speisespannung in verschiedene (Winkel-)Stellungen, woraus sich also bei jeweils gleicher Stellung des Sollwertgebers verschiedene Regelstangenstellungen und damit verschiedene Motoffüllungen ergeben.
Die beste Genauigkeit des Einlaufs der Regeleinrichtung auf eine mit dem Sollwertgeber vorgewählte Stellung ergibt sich, wenn die Abfallspannung des Steuerrelais bei einem Fehlwinkel des Istwertpotentiometers erreicht wird, der ebenso groß ist wie der durch den Auslauf des Stellmotors nach dem Abschalten entstehende überlaufwinkel. Da jedoch der durch die Abfallspannung hervorgerufene Fehlwinkel proportional mit der Speisespannung der Potentiometer schwankt, kann eine hohe Genauigkeit der Regelstangenstellung nur durch Konstanthaltung dieser Speisespannung aufrechterhalten werden.
An sich sind Maßnahmen zur Konstanthaltung von Speisespannungen bekannt. So gehört es z. B. zum Stand der Technik, zum Kompensieren des Einflusses von Störgrößen, wie Speisespannungsschwankungen, auf den Verstärkungsgrad eines Transduktors, dessen Arbeitspunkt durch einen Vorstrom eingestellt wird, im Vorstromkreis Schaltelemente vorzusehen, die dem Einfluß der Störgröße ausgesetzt sind und abhängig von dieser ihren Leitwert ändern. Diese bekannte Maßnahme erfordert jedoch einen verhältnismäßig hohen Aufwand wegen des großen Leistungsverbrauches der Potentiometerschaltung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Einrichtung, wie eingangs geschildert, das Ziel, den Einfluß von Speisespannungsschwankungen zu kompensieren, mit geringerem Aufwand zu erreichen. Das ist möglich, wenn die Abfallspannung des Relais proportional mit der Speisespannungsschwankung geändert wird. Erfindungsgemäß wird der Einfluß von Schwankungen der Speisespannung auf Sollwert- und Istwertgeber durch auf den Relais angebrachte, von von der Speisespannung abhängigen Strömen durchflossene Gegenerregungswicklungen kompensiert, welche die Abfallspannung der Relais bei z. B. steigender Speisespannung im gleichen Maße erhöhen, wie sich der Spannungsanteil erhöht, der zu dem durch die Abfallspannung hervorgerufenen Fehlwinkel zwischen Sollwert- und Istwertgeber gehört.
Damit wird ein von Speisespannungsschwankungen unabhängiger Fehlwinkel erzielt. Wegen der sehr kleinen Erregerleistung für das Relais ist der Aufwand gering.
Besonders günstig ist eine Erweiterung des Erfindungsgedankens, bei dem die Wirksamkeit der Gegenerregung auf den Spannungsbereich beschränkt wird, in dem die Speisespannung im Betrieb schwanken kann. Durch eine Zenerdiode mit entsprechend hoher Zenerspannung wird das Einsetzen des Gegenerregungsstromes im Bereich unterhalb der kleinsten vorkommenden Speisespannung unterdrückt. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
In F i g.1 ist mit 1 ein Sollwertspannungsteiler und mit 2 ein Istwertspannungsteiler bezeichnet. Beide werden von einer an den Klemmen 3 und 4 anliegenden Gleichspannung gespeist. In der Brückenleitung zwischen den Abgriffen der beiden Spannungsteiler 1 und 2 liegt die Erregerwicklung 6 des polarisierten Relais 5, dessen Kontakte in dem nicht dargestellten Steuerstromkreis eines Stellmotors für die Regelstange der nicht dargestellten Diesel-Einspritzpumpe liegen. Parallel zu den beiden Spannungsteilern 1 und 2 ist eine Gegenerregungswicklung 7 im polarisierten Relais 5 geschaltet. In Reihe mit dieser Gegenerregungswicklung 7 liegt eine Zenerdiode B. Die Zenerdiode 8 ist so ausgelegt, daß deren Zenerspannung mit der unteren Grenze der Speisespannungsschwankungen etwa übereinstimmt. Die Gegenerregung wird also erst dann wirksam, wenn die Speisespannung über den unteren Grenzwert, z. B. 20 V, hinaus ansteigt.
In diesem Fall wird die Zenerdiode 8 durchlässig, und es fließt durch die Gegenerregungswicklung 7 des Relais 5 ein Strom, der dem Speisespannungsanstieg proportional ist. Durch diese Gegenerregung wird die auf dem Relaisanker wirksame Erregung um ein dem Speisespannungsanstieg proportionales Maß verringert, d. h., die- für den Einlauf des Stellmotors maßgebende Abfallspannung des Steuerrelais erhöht sich um einen der Speisespannungserhöhung proportionalen Betrag, so daß der Stellmotor wieder; die gleiche Winkelstellung einnimmt.
Praktisch liegt der Einsatzpunkt der Gegenerregung beim niedrigsten Wert des Bereiches der Speisespanung, so daß also, von einem mittleren Wert aus gesehen, die Einrichtung bei sinkender und bei steigender Speisespannung wirksam wird.
Auf diese Weise wird erreicht, daß Speisespannungsschwankungen keinen Einfluß mehr auf die Stellung des Stellmotors und auf die Drehzahl des Motors haben.
In der F i g.1 ist nur ein polarisiertes Relais dargestellt worden. Dieses eine Relais genügt aber nur für die Steuerung des Stellmotors in einer Richtung. Für die Steuerung des Stellmotors in zwei Richtungen, in der Aufwärts- und Abwärtsrichtung, ist ein zweites polarisiertes Relais notwendig, das genauso ausgebildet ist und entsprechend geschaltet ist wie das dargestellte. Einander entsprechende Teile sind in F i g.1 und 2 mit gleichen Bezugszählen versehen.
Zur Einstellung der Größe der Gegenerregung dient ein Vorwiderstand 9. Um die Zenerdiode in einem möglichst geradlinigen Bereich zu betreiben, wird die Schaltung zweckmäßig gemäß F i g. 2 ausgeführt.

Claims

Patentansprüche: 1: -Einrichtung zur Regelung von Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmotoren, deren Drehzahl durch Verstellung der Regelstange der Einspritzpumpe geregelt wird, wobei die Verstellung durch einen Stellmotor erfolgt, in dessen Steuerkreis die Kontakte von Relais liegen, deren Erregerwicklung durch die Spannungsdifferenz zwischen einem Istwert- und einem Sollwertgeber, z. B. zwei Potentiometern, erregt wird und eine gemeinsame Speisespannung für Sollwert- und Istwertgeber vorgesehen ist, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß der Einfluß von Schwankungen der Speisespannung auf Sollwert- und Istwertgeber durch auf den Relais angebrachte, von von der Speisespannung abhängigen Strömen durchflossene Gegenerregungswicklungen kompensiert wird, welche die Abfallspannung der Relais bei z. B. steigender Speisespannung im gleichen Maße erhöhen, wie sich der Spannungsteil erhöht, der zu dem durch die Abfallspannung hervorgerufenen Fehlwinkel zwischen Sollwert-und Istwertgeber gehört.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wirkungsbereich der Gegenerregung nach unten durch eine Zenerdiode begrenzt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 824 642, 966 234; deutsche Auslegeschrift Nr.1022 267; Regelungstechnik, 1959, S. 280.