DE2230910A1 - Regeleinrichtung fuer brennkraftmaschinen - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung für Brennkraftmaschinen Vorschläge, das Stillsetzen bzw. Abwürgen einer eine Last über ein drehzahlveränderliches Getriebe antreibenden Brennkraftmaschine zu vermeiden, haben sich als unzureichenderwiesen, da man hiermit eine unstabile Drehzahlregelung erhält. Dabei wurde durch eine die Drehzahl der Brennkraftmaschine abtastende Einrichtung der Brennstoffzufluß eingestellt, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine konstant zu halten, und wurde abhängig von der die Drehzahl abtastenden Einrichtung über eine Steuereinrichtung zur Anderung des Übersetzungsverhältnisses des Getriebes eine Verringerung dieses übersetzungsverhältnisses eingeleitet, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter einen vorbestimmten Wert abfiel.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Regeleinrichtung für ein von einer Brennkraftmaschine angetriebenes drehzahlveränderliches Getriebe zu schaffen, die eine stabile Einstellung sowohl der Brennkraftmaschine als auch des Getriebes ermöglicht, um einem ungewollten Stillsetzen der Brennkraftmaschine bei Überlastung entgegenzuwirken'.
• Zu diesem Zweck ist bei der Erfindung ein von der Brennkraftmaschinendrehzahl abhängiges Regelglied vorgesehen, das den Brennstoffzufluß zur Brennkraftmaschine so einstellt, daß bei sinkender Drehzahl der Brennstoffzufluß erhöht wird, während bei steigender Drehzahl der Brennstoffzufluß verringert wird, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten Bereich zu halten, wobei das drehzahlabhängige Regelglied ferner so angeordnet ist, daß das Drehzahlverhältnis des Getriebes verringert wird, wenn die Drehzahl der Brennkraftmaschine unter eine vorbestimmte Drehzahl fällt, wobei zu jeder Drehzahl unterhalb der vorbestimmten ,Drehzahl ein eigenes entsprechendes Drehzahlverhältnis gehört, und' das Drehzahlverhältnis für Drehzahlen innerhalb des vorbestimmten Bereiches und oberhalb der vorbestimmten Drehzahl konstant gehalten wird. Die vorbestimmte Drehzahl liegt vorzugsweise bei oder nahe der niedrigsten Drehzahl des vorbestimmten Bereiches.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung der Regeleinrichtung für ein gleiskettengetriebenes Zugfahrzeug, Fig. 2 eine Seitenansicht der Steuereinrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 3 einen Schnitt durch das in Fig. 1 dargestellte Steuerventil Fig. 4 einen Schnitt längs der in Fig. 3 dargestellten Schnittlinie, und Fig. 5 einen Schnitt durch den Ventilkörper in Fig. 3 im vergrößerten zu größerten Maßstab.
• In den Figuren 1 und 2 ist ein Dieselmotor 1 zum Antrieb eines Zugfahrzeuges vorgesehen, der zwei hydraulische Pumpen 3 und 4 mit veränderliches positiver Verdrängung über ein Getriebe 2 antreibt.l Die Verdrängung der Pumpen 3 und 4 ist über Hebel 5 und 6 einstellbar, die aus einer Neutrallage entweder in vorwärts oder Rückwärtsrichtung schwenkbar sind. Die Pumpen 3 und 4 sind jeweils in einem geschlossenen Kreislauf mit Motoren 7 und 8 mit fester Verdrängung verbunden, die mechanisch-zum Antrieb der Gleisketten des Zugfahrzeuges verbunden sind.
• Auf diese Weise sind zwei drehzahlveränderliche Getriebe 3, 4 bzw. 8,9 vorgesehen, deren Drehzahlverhältnis jeweils unmittelbar von der Pumpenverdrängung abhängig ist.
• Zwei Steuerhebel II und 12 für Handbedienung sind in festen Lagern 13 schwenkbar um eine Achse A-A angeordnet. .Jeder Steuerhebel 11 und 12 ist mit einem Verlängerungshebel 14 bzw. 15 versehen, an denen Schieber 16 und 17 angeordnet sind. Zwischen dem Schieber 16 und dem Einstellhebel 5 Aer Pumpe 3 ist eine Stange 18 gelenkig angeordnet, während mit dem Einstellhebel 6 der Pumpe 4 und dem Schieber 17 eine Stange 19 gelenkig verbunden ist. Die Stangen 18 und 19 sind im Vergleich zu den Hebeln 14 und 15 lang; in der Neutralstellung der Einstellhebel erstrecken sich die Stangen im wesentlichem im rechten Winkel zu den Hebeln 5, 6, 14 und 15, wie insbesondere aus Fig. 2 ersichtlich ist.
• Die Lage jedes Schiebers an dem Hebel 14 bzw. 15 ist mittels zweier Gestängeteile 21 einstellbar, die mit einer Kolbenstange 22 verbunden sind. Ein mit der Kolbenstange 22 verbundener Kolben in einem Zylinder 24 ist von einer Feder 25 beaufschlagt, die den Kolben und damit die Schieber 16 und 17 auf die Achse A-A zu zu bewegen sucht. Gelangt andererseits Druckmittel in den der Feder 25 abgekehrten Zylinderraum, so werden die Schieber von der Achse A-A weggedrückt. Mit der Kolbenstange 22 kann ein Servo-Motor verbunden sein, um die von dem Kolben 24 zum Verschieben der Einstellglieder 21 erzeugte Kraft zu verstärken.
• Der Dieselmotor 1 ist ferner mit einer an sich bekannten Brennstoff einspritzpumpe 26 versehen, die durch eine Stange 27 geregelt wird Ein von dem Motor angetriebener Fliehkraftregler 28 beaufschlagt einen schwenkbar gelagerten Hebel 29, der somit die Drehzahl abtastende Einrichtung bzw. ein drehzahlabhängiges Regelglied bildet. Der Hebel 29 ist über eine einstellbar gespannte Feder 31 mit eint handbetätigten Drehzahleinstellglied 32 verbunden.
• Von dem Hebel 29 wird zur Regelung des Brennstoffzuflusses die Regelstange 27 der Einspritzpumpe betätigt.
• Ein von dem Hebel 29, einer Stange 53 und einem Einstellhebel 34 betätigbares veränderliches Drosselventil 33 steuert einen Flüssigkeitsstrom aus einer Quelle 35 konstanten Drucks über eine fest eingestellte Drossel 36 in einen Abfluß. Die die Drossel 36 mit dem Ventil 33 verbindende,Leitung 37 ist ferner über eine Leitung 38 an den Zylinder 24 angeschlossen. In der Leitung 38 ist zu einem Rückschlagventil eine Drossel parallel geschaltet, wie bei 39 angedeutet.
• In den Figuren 3, 4 und 5 ist der Aufbau des Ventils 33 näher dargestellt. Das Ventil besteht aus einem Gehäuse 41 mit einer Bohrung 42, in der eine Hülse 43 mittels Einstellschrauben 44 einstellbar befestigt ist, die in Eingriff mit einem an einem Ende der Hülse angeformten sich diametral erstreckenden Flansch 40 sind. In der Hülse 43 ist ein drehbarer Ventilkörper 45 angeordnet, dessen Winkelstellung durch einen Hebel 34 einstellbar ist Die Leitung 37 ist mit dem Anschluß 46 im Gehäuse 41 verbunden, der mit einander entgegengesetzt angeordneten Kanälen 47 in der Hülse 43 in Verbindung steht. Das Ende des mit den Kanälen 47 zusammenwirkenden Ventilkörpers 45 weist zwei Längsschlitze 48 aufl die in dem Ventilkörper 45 eingearbeitet sind, und die jeweils von einer konischen Nut 49 durchkreuzt sind. Aus den Kanälen 47 austretende Flüssigkeit gelangt somit durch die Nuten 49 und Schlitze 48 durch das Ende der Bohrung 43 in einen Anschluß 51 und zum Abfluß. Der in den Kanälen 47 anstehende Druck wirkt auf entgegengesetzte Abschnitte des Ventilkörpers 45, so daß der Ventilkörper in radialer Richtung in Gleichgewichtslage ist.
• Der Drosseleffekt des Ventils ist durch den Hebel 34 einstellbar.
• Die Stellung, in der da-s Ventil zu öffnen beginnt, kannr,durch entsprechende Voreinstellung der Hülse 43 durch Einstellen der Schrauben 44 ausgewählt werden. Die Schrauben 44 weisen innere sechseckige Angriffsflächen zur Einstellung durch einen Sechskant auf, der durch Gewindebohrungen 52 einführbar ist. Nach erfolgter Einstellung werden die Enden der Gewindebohrungen 52 durch passende Schraubverschlüsse verschlossen. Der Ventilkörper 45 wird ferner durch eine Blattfeder 53 leicht in seiner Lage gehalten.
• Der Dieselmotor 1 ist ferner mit einer fest eingestellten Hilfspumpe 52 verbunden, die zur Druckbeaufschlagung von einer oder mehreren Hilfseinrichtungen des Zugfahrzeuges aient, beispielsweise zum Antrieb einer Ladeschaufel.
• -im Betrieb treibt der Dieselmotor die drei Pumpen 3, 4 und 52.
• Der Drehzahlbereich wird durch den Handhebel 32 eingestellt.
• Innerhalb dieses eingestellten Bereiches regelt der Drehzahlregler' 28 über den Hebel 29 den Brennstoffzufluß zwischen einem Minimalwert für höchste Drehzahl bis zu einem Maximalwert für die niedrig ste Drehzahl. Dabei ist die Stellung der Regelstange 27 für die maximale Brennstoffmenge unabhängig von der Drehzahl stets gleich, und will bei dieser Stellung des Hebels 29 das Ventil 33 gerade öffnen. Für Drehzahlen innerhalb des vom Handhebel 32 vorgewählten vorbestimmten Bereiches ist das Drosselventil 33 geschlossen; dabei gelangt der maximale Druck von der Druckquelle 35 in den Zylinder 94, um die Schieber 16 und 17 an die oberen Enden der Hebel 14 und 15 zu bewegen. Man kann dann die beiden Pumpen 3 und 4 in ihrem gesamten Regelbereich durch Verschwenken der Handhebel 11 und 12 zur Drehzahleinstellung und zur Richtungssteuerung des Zugfahrzeuges verstellen. Steigt das vom Dieselrnotor abgegebene Drehmoment an und sinkt die Drehzahl bis auf die vorbe- 'stimmte Drehzahl, so öffnet das Ventil 33 und verringert den Druck in den Leitungen 37 und 38, so daß die Feder 25 die Schieber 16 und 17 in Richtung auf die Achse A-A verschiebt, und damit die eingestellte Verdrängung der Pumpen 3 und 4 verringert, wodurch die Belastung des Dieselmotors verringert und ein ungewolltes Stillsetzen vermieden wird. Die Fahrtrichtungssteuerung des' Zugfahrzeuges ist durch die jeweiligen Winkelstellungen der Handhebel 11 und 12 bestimmt; da die Schieber 16 und 17 jeweils in gleicher Weise gegen die Achse A-A durch den Kolben 23 verschoben werden, bleibt bei der Verringerung der Fördermengen der Pumpen 3 und 4 das gegenseitige Verhältnis der'Pumpen unverändert. Damit bleibt die Fahrtrichtung für das Zugfahrzeug unverändert, auch wenn das Ventil 33 eine Verringerung des Getriebedrehzahlverhältnisses hervorruft.
• Die Form der Nut 49 ist so gewählt, daß der Druckabfall in der Leitung 37 proportional dem Drehzahlabfall des Dieselmotors und die vorbestimmte Drehzahl ist. Dieser Druckabfall wird in den Zylinder 24 übertragen, und die Feder 25 bewegt infolge ihrer Federcharakteristik den Kolben 43 proportional zum Drehzahlabfall des Dieselmotors unter die vorbestimmte Drehzahl. Für beide Getriebe 3, 7 bzw. 4,8 weist somit jede Brennkraftmaschinendrehzahl unterhalb der vorbestimmten Drehzahl ein eigenes entsprechendes Drehzahlverhältnis auf. Diese Drehzahlverhältnisse sind ferner abhängig von den Einstellungen der Handhebel 11 und 12 Während in dem erläuterten Ausführungsbeispiel das Getriebe aus einer Pumpe mit veränderlicher Fördermenge und einem Motor von festem Schluckvermögen besteht,schließt die Erfindung auch andere Ausführungsformen der Getriebe ein. So kann sowohl die Pumpe als auch der Motor für veränderliche Verdrängung vorgesehen sein. Ferner kann eine Pumpe mit fester Fördermenge mit einem Motor mit veränderlichen Schluckvermögen verbunden sein oder kann auch eine andere Ausführungsform für ein drehzahlveränderliches' Getriebe beispielsweise ein Reibgetriebe vorgesehen sein.
• In dem geschilderten Ausführungsbeispiel ist für die vorbestimmte Drehzahl die niedrigste Drehzahl innerhalb des vorbestimmen Drehzahlbereiches vorgesehen worden. Die Erfindung schließt auch eine Ausführung ein, bei der die vorbestimmte Drehzahl entweder innerhalb oder gerade unterhalb des vorbestimmt Drehzahlbereiches auftritt. Der vorbestimmte Drehzahlbereich kann durch den Einstellhebel 32 ausgewählt werden. Die vorbestimmte Drehzahl selbst in dem vorbestimmten Drehzahlbereich wird durch entsprechendes Einstellen der Hülse 43 im Ventil 33 bestimmt.

Claims (8)

Patentansprüche

1. Regelung für Brennkraftmaschinen mit einem Getriebe zur Einstellung veränderlicher Drehzahlverhältnisse, bei der ein von der Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängiges Regelglied vorgesehen ist, durch das bei Drehzahlabfall die der Brenn -kraftmaschine zugeführte Brennstoffmenge vergrößert wird und umgekehrt, um die Drehzahl der Brennkraftmaschine in einem vorbestimmten-Bereich einzur-egeln, dadurch gekennzeichnet, daß das ürehzahlabhängige Regelglied (29) das Drehzahlverhältnis der Getriebe (3, 7 bzw. 4,8) verringert, wenn die Brennkraftmaschinendrehzahl unter einen vorbestimmten Wert absinkt, derart, daß zu jeder Drehzahl unterhalb der vorbestimmten Drehzahl ein eigenes entsprechendes Drehzahlverhältnis gehört, das für Drehzahlen oberhalb der vorbestinuhten Drehzahl konstant gehalten wird.

2. Regeleinrichtung nach' Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine von Hand, beispielsweise durch ein Stellglied (32)einstellbar ist.

13. Regeleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Drehzahl der Brennkraftmaschine im Verhältnis zum vorbestimmten Drehzahlbereich der Brennkraftmaschine einstellbar ist (Hülse 43).

4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das für das Getriebe auswählbare konstante Drehzahlverhältnis einstellbar ist (Hebel 14, 15 und Schieber 16, 17).

5. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das drehzahlabhängige Regelglied (29) durch einen FlieWkraftregler (28) gegen die Kraft einer Feder (31) einstellbar ist, wobei durch die Bewegung des Regelgliedes (29) entsprechend einer Drehzahlverringerung der Brennkraftmaschine unter die vorbestimmte Drehzahl ein Drosselventil (33) geöffnet wird, durch das der Zustrom aug' einer Druckquelle (35) konstanten Druckes durch eine Drosselstelle (36) verAnderbar ist, um an der Verbindungsstelle des Ventils (33) und der festen Drosselstelle einen Druck zu erzeugen, der abhängig von der Drehzahlverringerung der Brennkraftmaschine unter die vorbestimmte Drehzahl veränderlich ist, und daß eine Kolbenzylindereinrichtung (23, 24) vorgesehen ist, die von einer Feder (25) entgegen dem veränderlichen Druck beaufschlagt ist, um das Drehzahlverhältnis des Getriebes abhängig von dem veränderlichen Druck einzustellen.

16. Regeleinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an einem handbetätigten Einstellhebel ein Schieber angeordnet ist, ist, der über eine sich etwa rechtwinklig zu dem Hebel erstreckende Stange mit einem Einstellhebel des Übersetzungsgetriebes verbunden ist, und daß der Schieber über ein Gestänge1 glied (21) mit dem Kolben 23 derart verbunden ist, daß bei Druckveränderung im Zylinder (24) infolge eines Drehzahlabfalls unter die vorbestimmte Drehzahl der Schieber in Richtung auf die' Schwenkachse A-A des Hebels entsprechend dem Drehzahlabfall unter die vorbestimmte Drehzahl bewegbar ist, wodurch das für das Getriebe durch den handbetätigten Hebel eingestellte Drehzahlverhältnis verringert wird.

7. Regeleinrichtung nach Anspruch 6 , in Verbindung mit zwei von einer Bremskraftmaschine angetriebenen.Untersetzungsgetrieben, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Getriebe ein handbetätigt r Hebel (14, 15) , ein Schieber (16, 17) und eine Stange (18, 19) sowie eine gemeinsame Kolben-Zylinderanordnung (23, 24) und eine Feder (25) vorgesehen sind, die gemeinsam mit beiden Schiebern (16, 17) verbunden sind, wobei die'Schieber in Richtung auf die gemeinsamer. Hebelschwenkachse bei einem Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine unter die vorbestimmte Drehzahl bewegbar sind, und das Verhältnis zwischen den eingestellten Getriebedrehzahlen bei Verringerung der Drehzahlverhältnisse konstant gehalten wird.

8. Regelvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das einstellbare Drosselventil (33) aus einer Hülse (43) besteht, die in einer vorbestimmten Lage in einer Bohrung (42) des Ventilgehäuses (41) eingesetzt ist, und daß ein innerhalb der Hülse drehbar angeordneter Ventilkörper (45) vorgesehen ist, der mit Druckmittel von einer Drosselstelle (36) aus diametral entgegengesetzten Richtungen beaufschlagbar und zur Reibungsverminderung in einem hydraulischen Gleichgewicht gehalten ist.