DE1209358B

DE1209358B - Einrichtung zur Anpassung eines mit einem Dieselmotor gekuppelten Drehmomentwandlers an die Dieselmotorleistung

Info

Publication number: DE1209358B
Application number: DES79237A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Alfred Lichtenberg; Dipl-Ing Claus Schendel; Dipl-Ing Alexander Wolski
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-03-28
Filing date: 1962-03-28
Publication date: 1966-01-20
Also published as: CH402042A; GB1029616A

Description

Einrichtung zur Anpassung eines mit einem Dieselmotor gekuppelten Drehmomentwandlers an die Dieselmotorleistung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Anpassung eines mit einem Dieselmotor gekuppelten Drehmomentwandlers an die durch den Grad der Füllung vorgegebene Dieselmotorleistung, insbesondere für Zugförderung, wobei mit der Einstellung des Füllungsgrades eine Solldrehzahl einstellbar ist, und in Abhängigkeit von der willkürlich einstellbaren Füllung der Drehmomentwandler unter Verwendung eines auf die Drehzahl des Dieselmotors ansprechenden Reglers auf die dieser Istdrehzahl entsprechende zu übertragene Leistung einstellbar ist.
Es ist bekannt, bei Triebfahrzeugen mit einem von einer Wärmekraftmaschine angetriebenen Generator und einer ebenfalls von der Wärmekraftmaschine angetriebenen, die Erregerwicklung des Generators speisenden Erregermaschine durch den Fahrschalter gleichzeitig die Brennstoffzufuhr der Kraftmaschine und die Erregung des Generators zu beeinflussen, so daß beim Anfahren und bei Fahrten in Steigungen eine Überlastung der Wärmekraftmaschine vermieden wird. Bei einer bekannten Ausführung trägt die das Generatorfeld speisende Erregermaschine eine vom Hauptstrom des Generators durchflossene und in Reihe mit den Triebmotoren liegende Gegenkompoundwicklung, wodurch der von der Erregermaschine gelieferte Strom für die Feldwicklung des Generators selbsttätig etwa im umgekehrten Verhältnis zur Strombelastung des Generators geändert wird. Hiermit ist ein besonderer Aufwand für Generatorzusatzwicklungen oder Erregermaschinen verbunden.
Eine andere bekannte Einrichtung zur Regelung eines Dieselgeneratorsatzes macht von einem dem Dieselmotor zugeordneten, entsprechend dem gewünschten Füllungsgrad, also der abzugebenden Leistung, vorspannbaren mechanischen Drehzahlregler Gebrauch. Bei auftretenden Laststößen wird mit Hilfe dieses Reglers nicht nur der Füllungsgrad entsprechend nachgesteuert, sondern gleichzeitig auch über ein mit diesem Drehzahlregler gekuppeltes Element die Erregung des Generators auf eine der Leistungsfähigkeit des Diesels abgestimmte Leistung nachgesteuert. Diese Anordnung ist nicht frei von Pendelungen, weil Schwankungen in der vom Generator erzeugten Leistung Belastungsspitzen in den Antrieben der Treibachsen bewirken. Auch hierbei sind mehrere Wicklungen im Traktionsgenerator erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Anpassung des Drehmomentwandiers an die Leistung eines Dieselmotors anzugeben, die unter Vermeidung mechanisch wirkender Regelglieder, insbesondere unter Vermeidung von mechanisch unmittelbar auf den Diesel wirkenden Elementen, arbeitet und bei erhöhter Regelempfindlichkeit weitgehend unempfindlich gegen Stoß- und andere Betriebsbeeinflussungen ist. Ferner soll die Einrichtung nach der Erfindung den Einsatz von normalen Generatoren mit einer Erregerwicklung ermöglichen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in an sich bekannter Weise der Grad der Füllung ohne Berücksichtigung der Istdrehzahl einstellbar ist und daß die Differenz zwischen der Istdrehzahl und der Solldrehzahl auf den den Drehmomentwandler beeinflussenden Regler wirkt.
Besonders vorteilhaft ist es, bei Verwendung einer bekannten Motor-Generatoreinrichtung die Erregung des Generators auf die zu übertragende Leistung einzuregeln. Auch kann es vorteilhaft sein, an Stelle eines elektrischen Generators zur Übertragung der Leistung einen an sich vorbekannten hydraulischen Drehmomentwandler einzusetzen, dessen Füllung z. B. durch elektromagnetische Ventile beeinflußt wird.
In vorteilhafter Weiterbildung dieses Erfindungsgedankens ist von dem Grad der Füllung ein elektrischer Funktionsgeber beeinflußt, der aus dem Grad der Füllung die der jeweiligen Füllung entsprechende Solldrehzahl ermittelt.
Durch die Anwendung einer Regeleinrichtung nach der Erfindung an Stelle der bisher üblich-.n Steuereinrichtungen ist es möglich, insbesondere unter Verwendung kontaktloser Elemente, sehr kurze Regelzeiten zu erzielen. Die Vorgabe einer Solldrehzahl in Abhängigkeit von der Füllung erlaubt es, mit Hilfe der Regeleinrichtung einen sehr weiten Leistungsbereich zu erfassen. Ferner ist es ohne zusätzliche Einrichtungen möglich, die Generatorleistung beispielsweise an einen geringeren atmosphärischen Druck anzupassen. Außerdem wird eine überlastung des Diesels auch bei Ausfall von Zylindern sicher vermieden. Auch ein Wechsel in der Kraftstoffqualität erfordert keine besonderen Eingriffe in die Regelstrecke. Bei Verwendung eines Motorgenerators als Wandler ist die Erregeranordnung des Generators in der Lage, einen so weiten Leistungsbereich erfassen zu können, daß auf eine sonst übliche zusätzliche Gegenkompoundierung im Generator verzichtet werden kann. Dies stellt einen weiteren Vorteil der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung dar.
Nachstehend sei ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; das sich auf einen dieselelektrischen Antrieb für ein Triebfahrzeug bezieht, an Hand der Zeichnung beschrieben.
Von einem Dieselmotor 1 ist ein Generator 2 angetrieben, an den die Fahrmotoren 4, 5, 6 und 7 angeschlossen sind. Der Generator 2 wird mit Hilfe der Feldwicklung 8 fremderregt.
Für die Einstellung der gewünschten Leistung des dieselelektrischen Aggregates bzw. für die Vorgabe der der jeweiligen Leistung entsprechenden Solldrehzahl dient der Fahrschalter 9, durch den über die Leitung 10 der Grad der Füllung des Diesels 1 beeinflußt wird und gleichzeitig ein Sollwertgeber 12 im Sinne einer Vorgabe eines Drehzahlsollwertes gesteuert wird. Durch die Wirkung des Sollwertgebers 12 wird die Drehzahl-Füllungs-Kennlinie des Diesels an die weiter unten noch zu beschreibende Regelstrecke für die Beeinflussung der Generatorerregung angepaßt. Selbst für den Fall, daß der Dieselmotor 1 gegen einen anderen Dieselmotor gleicher Leistung ausgetauscht werden muß - wobei der neue Diesel ohne weiteres eine andere Drehzahl-Füllungs-Kennlinie haben kann als der bisher verwendete Diesel -ist es möglich, mit wenigen Handgriffen am Sollwertgeber 12 die Drehzahl-Füllungs-Kennliriie des neuen Dieselmotors einzustellen. Von dem Sollwertgeber 12 erhält der Drehzahlregler 14 über die Leitung 13 einen Drehzahlsollwert n*. Als Istwert wird dem Drehzahlregler 14 der Istwert der Generatordrehzahl n über die Leitung 15 zugeführt. Für die Abgabe des Istwertes der Generatordrehzahl n dient die Tachomaschine 16, die von der Welle des Generators 2 angetrieben ist.
Der Drehzahlregler 14 wird in vorteilhafter Weise als Integral-Proportional-Regler (IP-Regler) ausgeführt. Bei einfachen Proportnional-Reglern würden sich geringe Ungenauigkeiten ergeben.
Auf den Drehzahlregler 14, der den Sollwert 1e* der Generatorerregung liefert, folgt im Regelkreis ein Feldstromregler 17, dem als Istwert die Größe des Erregerstromes 1e zugeführt wird. Der Feldstromregler 17 ist in vorteilhafter Weise als Proportional-Differential-Regler (PD-Regler) ausgeführt. Er dient dazu, den Einfluß der auf den PD-Regler folgenden Zeitkonstanten auszugleichen. Außerdem wird im Feldstromregler 17 der Einfluß der Kennlinienkrümmung infolge der Sättigung der Erregerwicklung 8 durch eine besondere Schaltung z. B. mit Zenerdioden und Beschaltungswiderständen kompensiert. Die Erregerleistung des Generators 2 wird durch einen Verstärker, z. B. einen Transduktor, gewonnen.
Die Regeleinrichtung kann noch ergänzt werden durch Einrichtungen zur Begrenzung der Generatorspannung und des Generatorstr_omes sowie der Dieseldrehzahl.
Sofern gewünscht ist, daß die Fahrmotoren während des Bremsbetriebes als Generatoren auf einen Bremswiderstand arbeiten sollen, kann mit Hilfe des Feldstromreglers 17 über den Verstärker 18 den Feldern der Fahrmotoren 4 bis 7 eine solche Erregung zugeführt werden, daß die für den Bremsbetrieb gewünschte Kennlinie, z. B. ein konstanter Bremsstrom oder ein konstantes Bremsmoment, eingehalten wird.
Wenn an Stelle des Generators an den Dieselmotor ein hydraulischer Drehmomentwandler angeschlossen ist, so beeinflußt das die Auslegung der Regelstrecke nur unwesentlich. An Stelle der Erre-, gung für die Feldwicklung 8 des Generators 2 tritt dann z. B. ein Ventil, das den Grad der Füllung dieses Wandlers beeinflußt. Entsprechend den dem hydraulischen Wandler eigentümlichen Zeitkonstanten sind die verwendeten Regler anzupassen.

Claims

Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Anpassung eines mit einem Dieselmotor gekuppelten Drehmomentwandlers an die durch den Grad der Füllung vorgegebene Dieselmotorleistung, insbesondere für Zugförderung, wobei mit der Einstellung des Füllungsgrades eine Solldrehzahl einstellbar ist und m Abhängigkeit von der willkürlich einstellbaren Füllung der Drehmomentwandler unter Verwen-. Jung eines auf die Drehzahl des Dieselmotors ansprechenden Reglers auf die dieser Istdrehzahl entsprechende zu übertragende Leistung einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise der Grad der Füllung ohne Berücksichtigung der Istdrehzahl einstellbar ist und daß die Differenz zwischen der Istdrehzahl und der Solldrehzahl auf den den Drehmomentwandler beeinflussenden Regler wirkt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß von dem Grad der Füllung ein elektrischer Funktionsgeber beeinflußt ist, der aus dem Grad der Füllung die der jeweiligen Füllung entsprechende Solldrehzahl ermittelt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler als Integral-Proportions-Regler ausgelegt ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausgleich der Zeitkonstanten in die Regelstrecke zusätzlich ein Proportional-Differential-Regler eingefügt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Proportional-Differential-Regler bei generatorischem Bremsbetrieb die Motorerregung im Sinne einer Einhaltung der gewünschten Bremskennlinie beeinflußt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 466 450, 824 642; deutsche Auslegeschrift Nr.1057 458; USA.-Patentschrift Nr. 2 303 951.