DE2146507A1

DE2146507A1 - Regeleinrichtung für Dieselmotoren

Info

Publication number: DE2146507A1
Application number: DE19712146507
Authority: DE
Inventors: Y Ohtani
Original assignee: Diesel Kiki Co Ltd
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-17
Publication date: 1972-05-25
Also published as: SE376044B; DE2146507B2; US3757750A; FR2108264A5; DE2146507C3

Description

R. DE 7
16.7.1971

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

Diesel Kiki Kabushiki Kaisha, 7-6 iShibuya, 3-choine,. Shibuya-Ku,

^o' (JapanJ

Regeleinrichtung für Dieselmotoren

Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung für Dieselmotoren, insbesondere für Dieselmotoren von Aggregaten, zur Konstanthaltung der Drehzahl des Dieselmotors unabhängig von seiner Belastung durch Beeinflussung eines Stellgliedes, das zum Einstellen der pro Arbeitszyklus einzuspritzenden Kraftstoff menge vorgesehen ist.

Bekannte Regeleinrichtungen für Dieselmotoren, insbesondere für Aggregate, dienen der Drehzahlregelung des Dieselmotors. Einrichtungen,

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mit denen nur eine Drehzahlregelung erfolgt arbeiten jedoch häufig ungenau oder aufwendige Maßnahmen zur "Verbesserung der Genauigkeit der Regelung verteuern die Regeleinrichtung in einem unverhältnismäßig hohem Maße.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung zu schaffen, die einerseits eine Drehzahlregelung beinhaltet, und die andererseits jedoch auch eine Beeinflussung der Drehzahl nämlich die sich ändernde Last an dem Dieselmotor berücksichtigt. Durch Hinzunahme der Last zur Beeinflussung des Regelkreises kann die Regeleinrichtung erheblich vereinfacht werden und die Genauigkeit der Regelung gesteigert werden.

Zweckmäßig*erweise kann das angesprochene Problem dadurch gelöst werden, daß gemäß der Erfindung eine Drehzahländerung des Dieselmotors einen Steuerstrom zur Betätigung eines das Stellglied (Regelstange) beeinflussenden Elektromagneten hervorruft, wobei ein die Stellung des Stellgliedes charakterisierendes Signal zur Rückkopplung der Stellgliedstellung auf die Regeleinrichtung dient und daß die in Abhängigkeit von der Last sich ändernde Stellung des Stellgliedes zur Beeinflussung des Sollwertgebers der Regeleinrichtung dient.

Weitere zweckmäßige Ausführungen und Weitergestaltungen der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit den Unteransprüchen aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und aus den zugehörigen Zeichnungen.

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Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der Regeleinrichtung, Pig. 2 einen Stromlaufplan der Regeleinrichtung, Fig. 3 eine Einrichtung zur Verstellung des Stellgliedes und zur

Erfassung der Stellung des Stellgliedes, Fig. 4 einen Impulsplan zur Erläuterung von Fig. 2 und Fig. 5 und- 6 Diagramme zur Erläuterung der Regeleinrichtung nach Fig. 1 und 2.

In Fig. 1 ist die gesamte Regeleinrichtung als Blockschaltbild dargestellt. Ein Drehzahlgeber 10, der mit Motordrehzahl angetrieben wird, erzeugt Ausgangsimpulse, die in einem Verstärker 11 verstärkt werden. Dieser Verstärker 11 ist mit einem monostabilen Multivibrator 12 verbunden, der eine erste monostabile Schaltstufe 13 triggert. Die monostabile Schaltstufe 13 ist mit einer zweiten monostabilen Schaltstufe 14 verbunden, die wiederum von der ersten monostabilen Schaltstufe 13 getriggert wird. Der Ausgang der monostabilen Schaltstufe 14 ist an einen zweiten Eingang eines UND-Gliedes 15 angeschlossen, dessen erster Eingang mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden ist. Der Ausgang des UKD-Gliedes 15 ist über einen Integrator 16 an einen Verstärker 17 angeschlossen. Dieser Verstärker 17 kann auch von einer Startschalteinrichtung 18 beeinflusst werden. Mi t dem Ausgang der Verstärkerschaltung 17 ist ein Leistungsverstärker 19 verbunden, der ein Stellglied 20 steuert. Der Verstärker 17 ist weiterhin mit einem Integrator 21 verbunden, der an eine Schalteinrichtung 22 angeschlossen ist, die Impulse liefert, deren Impulsbreite abhängig von der Stellung des Stellgliedes

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ist. Die Schalteinrichtung 22 ist einerseits mit einem Oszillator 23 verbunden, der die Schalteinrichtung 22 triggert. Andererseits ist die Schalteinrichtung 22 mit einem Einstellglied 24 verbunden, das zur Einstellung des Proportionalitätsfaktors der Segeleinrichtung dient. Diese Einstellvorrichtung 24 zur Einstellung des Proportionalitätsfaktors ist wiederum mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden.

Im einzelnen ist die Schaltung wie folgt aufgebaut. Auf einer Welle, die mit der Drehzahl der Kurbelwelle des Dieselmotors umläuft, ist eine Scheibe 25 befestigt, die Leitstücke 26 trägt. Diese Leitstücke werden an einer Spule 27 vorbeibewegt, die auf einen Kern 28, der beispielsweise ein Dauermagnet sein kann, aufgebracht ist. Der Spule ist ein Kondensator 29 parallel ge-schaltet. Weiterhin ist an den ersten Anschluß der Spule 27 eine gemeinsame Versorgungsleitung 30 angeschlossen, die mit Masse bzw. dem Minuspol einer weiter nicht dargestellten Betriebsspannungsquelle verbunden ist. Der Drehzahlgeber ist über einen Koppelkondensator 31 mit dem Verstärker 11 verbunden, der einen Transistor 32 aufweist, dessen Emitter mit der gemeinsamen Minuszuleitung 11 und dessen Kollektor über einen Arbeitswiderstand 33 nit einer gemeinsamen Plusleitung 34 verbunden ist. Der Basis des Transistors 32 ist ein Basisspannungsteiler aus Widerständen 35 und 36 vorgeschaltet. Der Verstärker 11 ist mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden. Dieser monostabile Multivibrator ist über einen Kondensator 37 Jßit dem Kollektor des Transistors 32 verbunden. Von dem Kondensator 37 führt ein Widerstand 38 zur gemeinsamen Pluszuleitung und eine Diode 39 zu dem

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Kollektor eines Transistprs 40, dessen Emitter mit der gemeinsamen Minussuleitung verbunden ist und dessen Basis über einen Widerstand 41 ebenfalls mit der gemeinsamen Minuszuleitung 12 verbunden ist. Die Basis des Transistors 40 ist außerdem über einen Widerstand 42 mit dem Kollektor eines Transistors 43 verbunden, dessen Emitter an die gemeinsame Minuszuleitung angeschlossen ist und dessen Basis über eine Diode 44 und einen mit dieser Diode in Heihe geschalteten Kondensator 45 mit der Anode der Mode 39 verbunden ist. An dem Verbindungspunkt der Diode 39 des Kondensators 45 und des Kollektors des Transistors 40 ist ein Widerstand 46 angeschlossen, der mit seinem anderen Ende an die gemeinsame Pluszuleitung 34 angeschlossen ist. An dem Verbindungspunkt der Diode 44 und des Kondensators 45 ist ein einstellbarer Widerstand 47, der als Sollwertgeber dienen soll angeschlossen. Dieser einstellbare Widerstand 47 ist weiterhin mit seinem anderen Ende an einen Widerstand48 angeschlossen, der mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 Verbindung hat. Schließlich ist der Kollektor des Transistors 43 mit dem Widerstand 42 und einem weiteren Widerstand 49 verbunden. Dem monostabilen Multivibrator 12 ist die monostabile Schaltstufe 13 nachgeschaltet. Dabei ist der Kollektor des Transistors 43 über die Reihenschaltung eines Widerstandes 50 eines Kondensators 51 einer Diode 52 und eines Widerstandes 53 mit der Basis eines Transistors 54 verbunden. Am Verbindungspunkt des Kondensators 51 und des Widerstandes 52 ist dabei ein mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 verbundener Widerstand 55 und am Verbindungspunkt der Basis des Transistors 54 und des Widerstandes 53 ein mit der gemeinsamen Minusleitung 30 verbundener Widerstand 56 angeschlossen. Am Ausgang dieser ersten monostabilen

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Schaltstufe 13 ist die zweite monostabile Schaitstufe 14 angeschlossen. Diese zweite monostabile Schaltstufe 14- ist ebenso wie die erste monostabile Schaltstufe aufgebaut, das heißt mit dem Kollektor des Transistors 54- ist die Eeihenschaltung eines Kondensators 57 an die Diode 58 eines Widerstandes 59 angeschlossen, wobei der Widerstand 59 einerseits mit der Basis eines Transistors 16 und andererseits mit einem an die gemeinsame Minuszuleitung JO angeschlossenen Widerstand 56 verbunden. Am Kollektor des Transistors 60 ist ein Widerstand 62 angeschlossen, der an der gemeinsamen Pluszuleitung 34 liegt. Dieser Kollektorwiderstand des Transistors 60 entspricht einem Kollektorwiderstand 63 der ersten monostabilen Schaltstufe 14. Zwischen den Kondensator 57 und die Diode 58 ist entsprechend der ersten mono stabilen Schaltstufe 13 ein einseitig mit der Plusleitung 34 verbundener Widerstand 64 angeschlossen.

Der zweiten mono stabilen Schaltstufe 14 ist gemäß Fig. 1 das

15 UND-Glied 15 nachgeschaltet. Dieses UND-Glied*weist zwei Dioden 65 und 66 auf, die mit ihren Anoden verbunden sind. An diesen Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 65 und 66 ist ein Widerstand 67 angeschlossen. Die Kathode der Diode 65, die den ersten Eingang des UND-Gliedes 15 bildet,ist dabei mit dem Kollektor des Ausgangstransistors der monostabilen Schaltstufe 14 vex^- bunden und die Kathode der Diode 66, die den zweiten Eingang des UND-Gliedes 15 bildet, ist mit dem monostabilen Multivibrator 12 verbunden. Dort ist die Verbindungsleitung zu der Diode 66 an den Kollektor des Transistors 40 angeschlossen. Dem UND-Glied 15 ist der Integrator 16 nachgeschaltet. Dieser Integrator weist

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einen Widerstand 68 und einen Kondensator 69 auf. Der Widerstand 63 ist dabei an den Verbindungspunkt der Anoden der Dioden 65 und 66 angeschlossen und der Kondensator 69 ist einseitig mit der gemeinsamen Ilxnussuleitung 30 verbunden.

An den Verbindungspunkt des Widerstandes 68 und des Kondensators 69 ist der Verstärker 17 angeschlossen, der einen Widerstand 70 aufweist, der mit einem zu der Startschalteinrichtung 18 verbundene Widerstand 71 Verbindung hat und der weiterhin an einen einseitig mit der Plusleitung 3'+ angeschlossene Widerstand 72 und die Basis eines Transistors 73 angeschlossen ist. Dieser Verstärkertransistor hat in seinem Emitterkreis einen Widerstand 74 und in seinem Kollektorkreiß einen Widerstand 75· Dabei ist der Emitterwiderstand mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 und der Kollektorwiderstand mit der gemeinsamen Pluszuleitung 3^ verbunden. Kit dem Emitter des Transistors 73 ist ein Kondensator 76 verbunden, der mit dem Differenzierglied 21 aus einem Widerstand 77 und einem Kondensator 78 Verbindung hat.

Der Kollektor des Transistors 73 ist mit dem Leistungsverstärker 19 verbunden. Dieser Leistungsverstärker hat eine Diode 79 als ein Eingangsdiode, deren Anode mit einem Transistor 80 verbunden ist. Der Emitter des Transistors 80 ist mit der gemeinsamen Pluszuleitung 3^ und der Kollektor des Transistors über einen Widerstand 81 mit der gemeinsamen Kinuszuleitung 3^ verbunden. An den Kollektor des Transistors 80 ist weiterhin eine Diode 82 und in Reihe zu dieser Diode ein Widerstand 83 angeschlossen, der mit der Basis eines Transistors 84- verbunden ist. Zwischen die

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Basis des Transistors 84- und die gemeinsame Minus zuleitung 30 ist eine Referenzdiode 85 geschaltet. Der Kollektor des Transistors 84- ist mit· der gemeinsamen Plus zuleitung und der Emitter des Transistors 84- über eine Diode 86 und über einen Widerstand 87 mit der gemeinsamen Minus zuleitung 30 verbunden. An den Verbindungspunkt der Diode 86 und des Widerstandes 87 ist die Basis eines Leistungstransistors 88 angeschlossen, dessen Kollektor mit der gemeinsamen Plus zuleitung 34 und dessen Emitter mit einer Arbeitswicklung 89 des Stellgliedes 20 Verbindung hat. Parallel zu der Arbeitsitficklung des Stellgliedes ist ein Widerstand 90 und eine Freilaufdiode 91 angeschlossen.

Weiterhin weist die Regeleinrichtung die Schalteinrichtung 22 auf, die dazu dient Impulse zu erzeugen, deren Impulsbreite abhängig von der Stellung der Regelstange ist. Der Abgreifmechanismus und das Stellglied sind in Fig. t> besonders deutlich herausgestellt. Dort ist die Regelstange 92 einer weiter nicht dargestellten Einspritzpumpe, die den Dieselmotor zugeordnet ist über Hebel 93 und 94-mit einem beweglichen Teil 95 verbunden. Dieses bewegliche Teil 95 trägt eine Spule 96, die über einen Dauermagneten 97 geschoben ist. Um die Spule 96 und den Dauermagneten 97 ist ein sylinderförmiges Joch 98 angeordnet. Die Spule 96 ist dabei über eine Feder 99 mit einem feststehenden Lager 100 verbunden und ver sucht die Spule von dem Dauermagneten 97 wegzuziehen. Gleichzeitig ist mit dem beweglichen Teil 95 ein Metallstift 101 verbunden, der mehr oder weniger in eine Spule 102 eintaucht. Die Wirkungsweise dieser Anordnung wird in einem späteren Teil dor Beschreibung ausführlich erläutert.

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Die Spule 102 ist Bestandteil der Schalteinrichtung 22. Sie ist einerseits mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34- verbunden und ist andererseits an den Verbindungspunkt zweier Widerstände und 104 angeschlossen. Der Widerstand 103 ist mit einem Widerstand 1 35 verbunden, der einseitig an der gemeinsamen Pluszuleitung 34 liegt. Weiterhin ist der Widerstand 103 mit dem Kollektor eines Transistors 105 verbunden, dessen Emitter mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 Verbindung hat und dessen Basis einerseits an einem Widerstand 106 angeschlossen ist, der Verbindung zu der Plusleitung 3^- hat und andererseits ist die Basis an einen Koppelkondensator 107 angeschlossen, der mit dem Ausgang des Oszillators 23 verbunden ist. Dieser Oszillator weist eine Doppelbasisdiode 108 und Widerstände 109, 110 sowie 111 und einen Kondensator auf. Die Basis des Transistors 105 ist mit dem Kollektor eines Transistors 113 über einen Widerstand 114 verbunden, wobei der Verbindungspunkt des Kollektors des Transistors 113 und des Widerstandes 114 mit einem Widerstand 115 Verbindung hat, der einseitig mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 verbunden ist.

Der Ausgang des Transistors 105, also dessen Kollektor über einen Widerstand 116 mit der Basis eines Transistors 117 verbunden, dessen Kollektor über einen Widerstand 118 mit der gemeinsamen Plusuleitung und dessen Emitter direkt mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 verbunden ist. An den Kollektor des Transistors int weiterhin ein Widerstand 119 angeschlossen, der in Reihe mit einem Widerstand 120 liegt, der wiederum an die Basis eines Transistors 121 angeschlossen ist. An den Verbindungspunkt der Widerstände 119 und 120 ist ein Kondensator 122 angeschlossen, der einseitig mit der gemeinsamen Minuszuleitung 30 Verbindung hat.

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An den Verbindungspunkt des Widerstandes 120 und der Basis des Transistors 121 ist ein Basisspannungsteiler aus Widerständen 123 und 124 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 121 ist mit dem Kondensator 78 des Differenziergliedes 21 und mit einem veränderlichen Widerstand 125 verbunden, der wiederum zu einem Transistor 126 führt. Diesem Transistor 126 ist ein Basisspannungsteiler aus Widerständen 127 und 128 vorgeschaltet, und der Kollektor des Transistors 126 ist mit der gemeinsamen Pluszuleitung 34 und der Emitter des Transistors 126 ist über einen Widerstand 129 mit dem Verbindungspunkt der Widerstände 47 und 48 verbunden. Der Kollektor des Transistors 121 ist weiterhin über einen Widerstand 130 mit der gemeinsamen Minus zuleitung 30 verbunden.

Die Wirkungsweise der eben beschriebenen Schaltanordnung ist folgende: Bei Vorbeibewegung der Scheibe 25 mit den Leitstücken 26 wird in der Spule 27 eine Spannung induziert, die dem in Pig. 4a dargestellter Wellenzug entspricht. Die über den Koppelkondensator 31 zu dem Verstärker 11 gelangenden Signale werden dort verstärkt und an den monostabilen Multivibrator 12 angelegt. Diese Spannung ist in Fig. 4 durch den Kurvensug b angedeutet. Aus der sinusförmigen Spannung, die in der Spule 27 indiziert wird ist somit durch den Verstärker eine rechteckförmige Spannung erzeugt worden, Wenn beispielsweise nun der Transistor 32 in den stromleitenden Zustand gelangt und eine Spannung an dem Widerstand 33 abfällig dann v/ird diese Spannung durch das aus dem Kondensator 37 und dem Widerstand 38 bestehende Differenzierglied differenziert ur.d über die Diode 39 und den Kondensator 45 cn die Basis des Transistors 43 anbiegt. Durch diese an die Basis des Transistors 43 gelangende Spannung wird der vorher sich im

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leitendem Zustand befindende Transistor 43 gesperrt, wobei gleichzeitig über den Widerstand 48 und den einstellbaren Widerstand 4-9 der Kondensator 4-5 aufgeladen wird. Durch entsprechende Aufladung des Kondensators 45 wird das Potential an der linken Elektrode des Kondensators 45 immer positiver, so daß nach Umladung des Kondensators 45 der gesperrte Transistor 43 wieder in seinen leitenden Zustand geschaltet wird. Auf diese Weise wird der monostabile Multivibrator, der mit Hilfe der am Ausgang des Verstärkers 11 anliegenden Signale getriggert wird so betrieben, daß am Kollektor des Transistors 43 die in Fig. 4 bei d dargestellte Impulsfolge auftritt. Der Transistor 40, der sich jeweils im umgekehrten Schaltzustand wie der Transistor 43 befindet tritt demnach die in Fig. 4 bei c dargestellte Impulsfolge auf.

Die Impulsbreite dieser an den Kollektoren der Transistoren und 40 auftretenden Impulse wird dabei durch die Einstellung des Widerstandes 47 bestimmt.

Der monostabile Multivibrator 12 triggert nunmehr die erste monostabile .Schaltstufe 13 und diese triggert wiederum die zweite monostabile Schaltstufe 14. An dem Ausgang der ersten monostabilen Schaltstufe 13 liegt eine Impulsfolge an, die in Fig. 4 bei e dargestellt ist und die Impulsfolge am Ausgang der zweiten monostabilen Schaltstufe 14 ist in Fig. 4 bei f dargestellt.

An die beiden Eingänge des UND-Gliedes 15 ist einerseits der Ausgang der zweiten monostabilen Schaltstufe 14 und andererseits ein Ausgang des monostabilen Multivibrators 12 angeschlossen.

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Dabei ist das UND-Glied dann durchlässig, wenn sich die Impulse, die am Ausgang des mono stabilen Multivibrators 12 und am Ausgang der zweiten monostabilen Schaltstufe 14 anliegen ,überschneiden. Deshalb wird am Ausgang des UND-Gliedes 15 eine Impulsfolge auftreten, die in Pig. 4- bei g dargestellt ist.

Die Impulsbreiten des monostabilen Multivibrators 14 und der monostabilen Schaltstufen 13 und 14 sind dabei so festgelegt, daß folgende Beziehung gELt. Die Impulsbreiten ti + t2 + t3 sollen dabei größer sein als eine Periode des monostabilen Multivibrators 12. Dies bedeutet, daß Qe mehr sich die Motordrehzahl des Dieselmotors einer bestimmten festgelegten Drehzahl, nämlich der Solldrehzahl nähert, die Überlagerungsperiode der Impulse des monostabilen Multivibrators 12 und der zweiten monostabilen.Schaltstufe 14 immer kleiner wird.

In dem Integrator 16 wird nun das Ausgangssignal des IHTD-G-liedes 15 integriert und auf den Verstärker 17 gegeben.Hier soll das Ausgangssignal des Integrators 16 verstärkt werden. Der Verstärkungsgrad des Verstärkers 1? ist dabei abhängig von der Stellung des Stellgliedes, wobei die Stellung des Stellgliedes mit Hilfe der Spule 102 abgetastet wird. Der Ausgang des Verstärkers 17 ist mit dem Leistungsverstärker 19 verbunden, der nun das Ausgangssignal des Transistors 73 verstärkt und auf die Arbeitswicklung 89 der Spule des Stellgliedes 20 gibt. Der in der beweglichen Spule 89 fließende Strom wird dabei um so höher, je größer die Überlagerung der Ausgangsimpulse des monostabilen Multivibrators 12 und der Ausgangsimpulse der monostabilen Schaltstufe 14 ist..

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BAD ORtOINAL

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Dies bedeutet, daß der überdsn Leistungstransistor 88 fließende Strom um so größer wird, je weiter sich die Motordrehzahl von durch den einstellbaren Widerstand 4-7 festgelegten Solldrehzahl des Dieselmotors entfernt.

Die Wirkung des Stellgliedes und des mit dem Stellglied verbundenen Stellungsgebers ist folgende: Wenn in der beweglichen Spule 89 ein Strom fließt, so wird in dieser Spule ein Hagnetfeld erzeugt, das eine zu diesem Strom proportionale Kraft hervorruft. Durch diesen Strom, d.h. durch diese Kraft wird die Spule mehr oder weniger über den Dauermagneten 97 gezogen, und damit die Kraftstoffregelstange 92 der weiter nicht dargestellte Einspritzpumpe verstellt. Gleichzeitig mit dieser Verstellbewegung wird auch der Metallstift 101 mehr oder weniger in die Spule 102 eingetaucht.

Zur Auswertung der Regelstangenstellung dient die Schalteinrichtung 22, die von dem Oszillator 23 getriggert wird. Die Schalteinrichtung 22 erzeugt nun Impulse, deren Impulsbreite die Stellung der Regelstange 92 kennzeichnen. Wenn über den Kondensator 107 die Triggerimpulse des Oszillators 23 auf die Basis des Transistors 105 gelangen, dann wird dieser Transistor 105 stromleitend. Ebenso wird der Transistor 113 in seinen leitenden Zustand gesteuert. Das Potential am Kollektor des Transistors 105 nimmt jedoch nach einer ' / e-Punktion zu, wobei diese Verschiebung des Kollektorpotentials von einem Strom herrührt, der über die Spule 102 fließt, llähert sich nun das Potential an der Basis des Transistors 113 dem Emitterpotential, so bedeutet dies, daß der Transistor 113 und auch

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der Transistor 105 in den Sperr zustand gesteuert werden. Das Ausgansssignal dieser Schalteinrichtung, wird nun über den Widerstand 116 auf die Basis des Transistors 117 gegeben. Dabei weisen die Ausgangsimpulse, die an die Basis des Transistors 117 gelangen eine Breite auf-, die abhängig von der Stellung der Regelstange 92 ist, d.h. die von dem über die Spule 102 fließenden Strom abhängt. Das Ausgangs signal am Kollektor des Transistors 117 wird durch das Integrierglied aus dem Widerstand 119 und dem Kondensator 122 integriert und an die Basis des Transistors 121 über den Widerstand 120 angelegt. Das Ausgangs signal am Kollektor des Transistors 121 gelangt nun über das Differenzierglied aus dem Kondensator 78 und dem Widerstand 77 und über den Kondensator 76 zu dem Emitter des Transistors 73 und bestimmt den Verstärkungsgrad dieses Transistors 73· '

Wenn nun die Eingangsdrehzahl der Regeleinrichtung ansteigt, dann wird/wie aus Pig. 5 ersichtlich, der Leistungsverstärker 19 immer weniger auf ge steuert. Damit nimmt auch der Strom durch den Leistungßtransistor 88 ab. Auf der Abszisse in i"ig. 5 ist die Drehzahlnaufgetragen und auf der Ordinate ist der durch den Leistungstransistor 88 fließende Strom i aufgetragen. ITimmt nun der durch den Leistungstransdstor 88 fließende Strom ab, dann wird , der durch die Spule 89 fließende Strom ebenfalls kleiner und die Stellkraft der Spule 89 nimmt ebenfalls ab. Dadurch wird die Kraftstoffregelstange 92 durch die Rückholfeder 99 in Richtung einer Kraftstoffmengenverminderung verschoben. Hierbei wird jedoch die Induktivität der Spule 101 wieder größer. An die Basis des Ausgangs transistors 121 der Schalteinrichtung 22 wird deshalb eine Vorspannung angelegt, die diesen Transistor 121 sperrt. Das hierbei

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auftretende Ausgangssignal wird mit Hilfe des Differenziergliedes 21 differenziert und über den Kondensator 76 an den Emitter des Transistors 73 angelegt. Durch dieses Signal d.h. durch eine Potentialverschiebung am Emitter des Transistors 73 wird der Leistungsverstärker 19 so gesteuert, daß der Strom durch den Leistungetransistor 88 sofort zunimmt und damit auch der über die Spule 89 fließende Steuerstrom anwächst.

Ist dagegen die Eingangsdrehzahl der Regeleinrichtung abgefallen dann wird ein entgegengesetzter Effekt erzielt. Es ist somit auch möglich, wenn kleine prozentuale Schwankungen hinsichtlich der Drehzahl des Motors auftreten eine stabile Drehzahl des Motors aufrechtzuerhalten.

Der Ausgang der Schalteinrichtung 22 ist weiterhin mit einer Einstelleinrichtung mit einem Transistor 126 verbunden. Diese Einstelleinrichtung weist einen veränderlichen Widerstand 125 auf. Mit dieser· Widerstand 125 kann der Proportionalitatsfaktor der Regeleinrichtung festgelegt werden. Der Ausgang dieses der Einstellung des Proportionalitätsfaktors dienenden Stromkreises ist mit dem zur Sollwerteinstellung dienenden Widerstand 47 verbunden. Damit ergibt sich die in Fig. 6 dargestellte Drehzahlregelcharakteristik. In 3?ig. 6 ist ein Diagramm dargestellt, auf dessen Abszisse die Drehzahl aufgetragen ist und auf dessen Ordinate, der Strom i durch den LeistunEstransistor aufgetragen ist. Wenn also beispielsweise die Last am Dieselmotor zunimmt, dann fällt die Motordrehzahl, die vorher einen Wert entsprechend A in Pig. 6 gehabt hat auf Punkt B ab. Dabei nimmt aber der in der Spule 89 fließende Strom zu und die Kraftstoffregelstange wird

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in Richtung einer Zunahme der Kraftstoffmenge verschoben. Dadurch gelangt aber der Transistor 121 der Schalteinrichtung 22 in seinen leitenden Zustand und der durch die Ausgangssignale der Schalteinrichtung 22 gesteuerte Transistor 126 kommt ebenfalls in den stromleitenden Zustand. Damit wird jedoch über eine Parallelschaltung des Widerstandes 48 des mono stabilen HuI ti vibrato rs 12 und des Transistors 126 sowie dessen Emitterwiderstand 129 das Potential an dem einstellbaren Widerstand 47 verändert, wodurch ein erhöhter Sollwert vorgetäuscht wird. Aufgrund dieses vorgetäuschten erhöhten Sollwertes stellt sich die Drehzahl bei Punkt C ein, d.h. sie wird gemäß Fig. 6 konstant gehalten. Damit hat der Drehzahlregler bei geeigneter Einstellung des veränderlichen Widerstandes 125 eine Charakteristik, bei der die Regelabweichung zu Null gemacht werden kann.

Die Startschalteinrichtung ist über den Widerstand 71 mit der Regeleinrichtung verbunden. Die Startschalteinrichtung weist einen nicht dargestellten Motoranlaßschalter auf. Wenn dieser riotoranlaßschalter betätigt wird und wenn sich daraufhin der ebenfalls nicht dargestellte Anlasser dreht, dann wird an die Basis des Transistors 73 des Verstärkers 17 eine positive Vorspannung gelegt, die den Transistor 73 in. seinen leitenden Zustand steuert. Da bei leitendem Transistor 73 die Transistoren' 80,84- und 88 ebenfalls leitend sind, kann ein großer Steuerstrom durch die Spule 89 des Stellgliedes fließen. Dadurch wird ein sicheres Anlaufen des Motors gewährleistet.

Im folgenden soll noch einmal die Wirkungsweise der ganzen Anlage

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im Zusammenhang mit der Wirkung des Dieselmotors zusammenfassend erläutert werden. Wenn der weiter nicht dargestellte Anlaßschalter eingelegt wird, dann dreht sich der ebenfalls nicht dargestellte Anlasser des Dieselmotors. In der Spule 89 des Stellgliedes fließt ein großer Strom und die Kraftstoffregelstange wird in eine Lage verschoben in' der eine maximale Kraftstoffzufuhr zu dem Motor erfolgt. Der Dieselmotor läuft also leicht an. Nach dem Anlaufen des Dieselmotors steigt die Drehzahl an und nimmt mindestens den durch den veränderlichen Widerstand 47 eingestellten Sollwert an.Der Steuerstrom in der wirklichen Spule 89 nimmt nun ab und es stellt sich ein Gleichgewicht ein, d.h. bei einer bestimmten Teillast erhält man eine konstante Drehzahl. Wenn in diesem Pail die Last größer wird und die Drehzahl damit absinkt, dann wird die Überlagerung der Impulse am Ausgang des UND-Gliedes größer und der Stromfluß durch den Leistungstransistor 88 wird erhöht. Damit nimmt die Stellkraft der Spule 89 zu und die Kraftstoffregelstange wird in Richtung einer Kraftstoffmehrmenge verschoben. Dabei wird über den der Einstellung des Proportionalitätsfaktors dienenden veränderlichen Widerstand 125 unabhängig von dem mit dem veränderlichen Widerstand 4-7 eingestellten Sollwert ein erhöhter Sollwert vorgetäuscht und dadurch die Kraftstoffmenge wieder erhöht. Dadurch tritt wieder ein Gleichgewicht zwischen Ausgangsdrehzahl des Dieselmotors und der Last an dem Dieselmotor ein. Wenn im umgekehrten Fall die Last abnimmt, dann wird der gerade beschriebene Vorgang mit entgegengesetzter Wirkung ablaufen d.h. es wird ein geringer Sollwert vorgetäuscht werden und die Kraftstoffmenge wird verringert, so daß sich wieder Gleichgewicht zwischen Drehzahl und Last einstellt.

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Als besonders vorteilhaft hat sich bei der bescnriebenen Regeleinrichtung herausgestellt, daß sie zur Verhütung übermäßig hoher Drehzahlen des Notors, i\^rie sie von irgendeiner Störung in der

Ist

Schaltung herrühren können, geeignet ist.jsum Beispiel ein Störungsfall eingetreten ist, welcher beispielsweise durch eine Leitungsunterbrechung auftritt, dann wird,da in dem SteuerStromkreis die Kraftstoffzufuhr proportional zur Impulsbreite.ist, '-. bei einem solchen Störungsfall kein Kraftstoff zugeführt und dadurch der Dieselmotor und die daran angeschlossene Anlage stillgesetzt.

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Claims

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Ansprüche

/i.JRegeleinrichtung für Dieselmotoren, insbesondere für Dieselmotoren von Aggregaten, zur Konstanthaltung der Drehzahl des Dieselmotors unabhängig von seiner Belastung durch Beeinflussung eines Stellgliedes, das zum Einstellen der pro Arbeitszyklus einzuspritzenden Kraftstoffmenge vorgesehen ist, dad.urch gekennzeichnet, daß eine Drehsahländerung des Dieselmotors einen Steuerstrom zur Betätigung eines das Stellglied (Regelstange) (92) beeinflussenden Elektromagneten (69) hervorruft, wobei ein die Stellung des Stellgliedes (92) charakterisierendes Signal zur Rückkopplung der Stellgliedstellung auf die Regeleinrichtung dient und daß die in Abhängigkeit von der Last sich ändernde Stellung des Stellgliedes (92) zur Beeinflussung des Sollwertgebers (4?) der Regeleinrichtung dient.
2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein monostabiler Multivibrator (12) vorgesehen ist, der Impulse liefert, deren Tastverhältnis von einem Drehzahlgeber (10) bestimmt ist und deren Impulsbreite von einem als Sollwertgeber dienenden Widerstand beeinflußbar ist, wobei bei einer Differenz zwischen einer Zeitmarke der Impulsfolge des monostabilen Multivibrators und einer Zeitmarke einer Impulsfolge, die durch

(12) Triggerung des monostabilen Multivibrators hervorgerufen ist, über einen Verstärker das Stellglied (89) angesteuert wird.

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- PO -

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3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der monostabile Multivibrator (12) eine erste monostabile Schaltstufe (13) triggert, die eine zweite mono-

(14)
stabile Schaltstufe trigßert, wobei die Impulsbreiten der ersten und der zweiten mono stabilen Schalt stufe fä^f) konstant sind und wobei die Summe der Impulsbreiten von Ausgangsimpulsen des mono-

(12) (13,14-)

stabilen !Multivibrators und der beiden monostabilen Schaltstufen bei Istdrehzahl des Dieselmotors = Solldrehzahl des Dieselmotors gleich der Periodendauer der Ausgangsimpulse des monostabilen HuItivibrators 1st.
4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlgeber (10) über einen. Verstärker (11 ) und ein Differenzierglied Qf,3$ mit dem mono stabilen Multivibrator (12) verbunden ist und diesen triggert, wobei ein erster Ausgang des monostabilen Multivibrators (12 ) mit einem ersten Eingang eines Ul¹TD-Gliedes (15) und ein zweiter Ausgang des monostabilen Multivibrators (12 ) mit der ersten monostabilen Schaltstufe (13 ) verbunden ist, deren Ausgang an die zweite monostabile Schaltstufe (14) angeschlossen ist, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang des UND-Gliedes (15 ) verbunden ist.
5· Regeleinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der /mcgong des UND-Gliedes (15 ) mit einem Integrator (16 ) verbunden irrt, der an den lüiüigang eines Verstärkers (19 ) angeschlossen i;.;1,, dessen Verstärkungsfaktor von der Stellung des Stellgliedes

BAOORIQINAL
6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 ois 5_t dadurch

gekennzeichnet, daß der Verstärker (17) insbesondere über einen

(89,92) Leistungsverstärker 09) das Stellglied ansteuert.
7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Stellglied ein Elektromagnet vorgesehen ist,

(92)

der mit einer Regelstange der dem Dieselmotor zugeordneten Einspritzpumpe in Wirkverbindung steht und diese in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung des Leistungsverstärkers (19) verschiebt.
8. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch ge-

(92) kennzeichnet, daß zur Bestimmung der Stellung des Stellgliedes

ein an sich bekannter induktiver Geber vorgesehen ist, der einen mit dem Stellglied verbundenen Metallstift (1O1) aufweist, der je nach Stellung des Stellgliedes (92) mehr oder weniger in eine Spule eintaucht.
9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge~

(101,10?) kennzeichnet, daß der induktive Geber zur Erfassung der Stellung

des Stellgliedes . eine von einem Oszillator (23) getriggerte

(?2)
Schalteinrichtung zur Erzeugung von Impulsen beeinflußt, wobei .

(22) sich die Impulsbreite der Ausgangsimpulse der Schalteinrichtung

(89 9B) in Abhängigkeit von der Stellung des Stellgliedes ändert.
10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9₅ dadurch ge-

(22) kennzeichnet, daß der Ausgang der Schalteinrichtung über ein

(17) Differenzierglied (21) mit dem Verstärker verbunden ist und den

Verstärkungsfaktor dieses Verstärkers beeinflußt.

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2U6507
11. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang der Schalteinrichtung¹¹"über einen den Proportionalitätsfaktor festlegenden Widerstand (125) und

(12G) ' W)

einen Verstärker mit dem Sollwertgeber der Regeleinrichtung verbunden ist.

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