DE2363335C3 - Regeleinrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe bestehendes Antriebsaggregat - Google Patents
Regeleinrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe bestehendes AntriebsaggregatInfo
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Description
Dabei kann in bekannter Weise der Sollwert des Steuerdruckes und damit die von der Soll-Drehzahl der
Brennkraftmaschine abhängige Kraft entweder durch eine auf den Steuerschieber wirkende Feder konstant
eingestellt werden oder gemeinsam mit dem Drehzahl-Verstellhebel der Brennkraftmaschine (Gaspedal) verstellt
werden.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung wird eine zur Änderung der Drehzahl der Brennkraftmaschine
genau proportionale Verstellung des Getriebes erreicht, indem zur Drehzahl-Änderung der Brennkraftmaschine
proportional der Steuerdruck aufgebaut wird. Es liegt eine sog. Proportional-Regelung oder P-Regelung vor.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Grenzlastregelventils ermöglicht ein schnelles Ansprechen der
Regelung, ohne daß ein Pendeln auftreten kann.
Eine beispielsweise Ausführungsform der Regeleinrichtung
nach der Erfindung wird im folgenden unhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigt:
Fig. 1 schematisch eine Regeleinrichtung für ein aus
Brennkraftmaschine und stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe bestehenden Antriebsaggregat mit
einem Grenzlastregelventil und
Fig. 2 schematisch das Grenzlastregelventil der Regeleinrichtung.
Das Antriebsaggregat umfaßt gemäß Fig. 1 ein aus
Hydropumpe 1 und Hydromotor 2 besK hendes
hydrostatisches Getriebe, wobei Hydropumpe I und Hydromotor 2 durch Arbeitsdruckleitungen .3 und 4 zu
einem geschlossenen hydrostatischen ArbeitskreisL'uf verbunden sind. Die Hydropumpe I wird von einer
Brennkraftmaschine 5 angetrieben, die gleichzeitig eine Steuerpumpe 6 zur Erzeugung von Steuer- und
Stelldruckflüssigkeit für die Einstellung der Hydropumpe I durch eine Stelleinrichtung 7 antreibt. Die
Stelleinrichtung 7 umfaßt einen Stellkolben 8, der von Federn 9 und 10 zentriert wird. |e nach gewünschter
Schwenkrichtung der Hydropumpe 1 und damit zur Förderung von Arbeitsdruckflüssigkeit hohen Druckes
in eine der Arbeitsdruckleitungen 3 oder 4 zur Festlegung der Drehrichtung des Hydromotors 2 wird
der Stellkolben 8 über Stelleitungen I 1 oder 12 jeweils von der einen oder anderen Seite von Stelldruckflüssigkeit
beaufschlagt.
Der Stellkolben 8 der Stelleinrichtung braucht nicht unmittelbar kraftschlüssig mit der Hydropumpe 1
verbunden zu sein. Es kann sich bei dem Stcllkolben auch um den Vorsteuerkolben eines Stellmotors für die
Einstellung der Hydropumpe 1 handeln.
Die Steuerpumpe 6 ist über eine Steuerdruckleitung 1.3, die über ein Grenzlastregelventil 14, das in
Verbindung mit F i g. 2 näher beschrieben wird, mit einem Drehrichtungs-Schaltventil 15 für die Festlegung
der Drehrichtung des hydrostatischen Getriebes verbunden. |e nach Stellung des Drehrichtungschaltventiles
15 wird der in Abhängigkeit von der Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 durch die Steuerpumpe 6 in der
Steuerdruckleitung 13 auftretende Druck der Stelldruckflüssigkeit auf die Stelleitung ti oder 12
übertragen und damit die Hydropumpe 1 in der gewünschten Richtung geschwenkt.
Das Grenzlaslregelventil 14 umfaßt gemäß schematischer Darstellung in F i g. 2 einen in eine Ventilbohrung
eines Ventilgehäuses angeordneten Ventilschieber 16, der einerseits von einer Feder 17 belastet ist und
andererseits an einem abgesetzten Ende verringerten Durchmessers eine Steuerfläche 18 aufweist. Die Feder
17 übt auf den Ventilschieber !6 eine Kraft aus, die der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine entspricht. Die
Feder 17 stützt sich dazu auf einem Widerlager 19 (Fig. 1) ab, das über eine Gestänge-Verbindung 20
beispielsweise mit einem Drehzahlstellhebel 21 der Brennkraftmaschine 5 verbunden ist. Ein der Steuerfläche
18 zugeordneter Steuerraum 22 in einem abgesetzten Teil der Ventilbohrung steht mit der Steuerdruckleitung
13 in ständiger Verbindung. Der Ventilschieber 16 weist drei Ventilkolben auf, zwischen denen Schaftteile
verringerten Durchmessers sind. An dem der Steuei fläche 18 nächstgelegenen Ventilkolben ist eine als
Ringfläche ausgebildete Steuerfläche 23 vorgesehen, die einen in der Ventilbohrung gebildeten Steuerraum 24
begrenzt. In der Ventilbohrung sind Ringnuten 25,27,29
und il vorgesehen. Durch eine der Steuerfläche 23 des
in den Zeichnungen linken Ventilkolbens entgegengesetzte Steuerkante 26 dieses Ventilkolbens wird die
Verbindung bzw. die Trennung der Ringnuten 25 und 27 gesteuert. Der in den Zeichnungen mittlere Venlilkolben
trennt die Ringnuten 27 und 29. Der in den Zeichnungen rechte Ventilkolben weist eine .Steuerkante
32 auf, die der Stirnfläche dieses Ventilkolbens, an der die Feder 17 sich abstützt, gegenüberliegt und durch die
die Verbindung bzw. Trennung der Ringnuten 29 und 51
gesteuert wird. Die Ringnut 25 ist wie der Steuerraum
22 mit der Sieuerdruckleitung 13 verbunden. Andererseits
ist an diese Ringnut 25 eine Verbindungsleitung 3 3 angeschlossen, die über das Drehrichtungs-Schaliveiiiil
15 mit der Stelleitung 11 oder 12 verbunden sein kann.
Der Steuerraum 24 sowie die Ringnuten 27 und 31 sind mit einer Verbindungsleitung 34 verbunden, die über das
Drehrichtungs-Schaltventil 15 mit der nicht mit der
Verbindungsleitung 33 verbundenen Stcllcitung 12 oder
11 verbunden ist. Die Ringnut 29 ist stets mit einem zum
Vorratsbehälter führenden Ablauf verbunden.
Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung mit dem proportionalen Grenzlastregclventil ist folgende:
In der Steuerdruckleitung 13 und damit in dem
Steuerraum 22 und der Ringnut 25 ist von der Steuerpumpe 6 gelieferte Druckflüssigkeit mit einem
Druck, welcher eine Funktion der Drehzahl der Brennkraftmaschine 5 ist. Druckflüssigkeit dieses
Stelldruckes wirkt auch auf die Steuerfläche 18 des Ventilschiebers 16 und damit der Kraft der Feder 17
entgegen. Der Sollwert des maximalen Stelldruckes ist entsprechend der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine
5 über die Feder 17 entweder konstant eingestellt oder er wird in Abhängigkeit vom Drehzahlstcllhebel 21
der Brennkraftmaschine eingestellt. Solange der .Stelldruck
der Druckflüssigkeit in der Steuerdruckleitung IJ und die Kraft der Feder 17 im Gleichgewicht sind,
nimmt der Ventilschieber 16 die dargestellte Lage ein. Druckflüssigkeit mit .Stelldruck wird über die Ringnut 25
und die Verbindungsleitung 33 dem Drehrichtungs-Schaltventil 15 zugeführt und durch dieses je nach
Schaltstellung desselben über die Stelleitung 11 oder 12
auf eine der beiden Seiten des Stellkolbens 8 gegeben. Die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens 8 wird
über die andere Stelleitung 12 oder 11 und das Drehrichtungs-Schaltventil 15, die Verbindungsleitung
34. die Ringnut 31, über die durch die Steuerkante 32 hergestellte Verbindung zur Ringnut 2!) mit dem Ablauf
zum Vorratsbehälter 35 verbunden. Der .Stelldruck der
Stelldruckflüssigkeit wirkt allein gegen die jeweils gegenüberliegende Feder 10 oder 9 de.- Stelleinrichtung
7 und stellt den Stellkolben 8 je nach Größe des Stelldruckes, d. h. der Amriebsdrehzahl der Brennkrafi-
maschine 5, ein. Mit steigendem Slclldruck, d. h. steigender Drehzahl der Brennkraftmaschine 5, wird die
Hydropumpe 1 durch die Stelleinrichtung 7 in Richtung größeren l'örderstroms eingestellt und damit in
Richtung größerer Drehzahl des hydrostatischen Getriebes.
Sinkt der Stclldruck infolge einer Drch/.uhl-Verminderung
der Brennkraftmaschine 5. verursacht durch zu hohe Drehmomentabnahmc am hydrostatischen Gelriebe,
so überwiegt die durch die leder 17 ausgeübte Kraft auf den Ventilschicber 16 den durch die
Steucrdriickflüssigkcii im Stcucrraum 22 auf die
Steuerfläche 18 wirkenden Druck und drückt den Vcntilschieber 16 in den Zeichnungen nach links, wobei
durch die Stcuerkantc 32 die Vcrbindungslcitung 34 Vt)Hi Ablauf getrennt wird. d.h. die Ringnut 3!
geschlossen wird und durch die Steuerkante 26 Slelldruekflüssigkcit aus der Ringnut 25 in die Ringnut
27 und damit in die Verbindungsleitung 34 als Stcuerdriickflüssigkeit gegeben wird. Gleichzeitig wirkt
der sich in Jcr Vcrbindungslcitung 34 aufbauende Steuerdruck der Stcuerdriickflüssigkeit im Sicucrraum
24 auf die Steuerfläche 23 des Veniilsehiebers 16 und
damit gegen die leder 17 und ist bestrebt, den
Veniilschicbcr 16 in schließender Richtung, d. h. nach
rechts in den Zeichnungen, /u bewegen.
ils wird sich somit in der Vcrhinduiigslcilung 34 ein
Steuerdruck der Stciierdruekflüssigkeit aufbauen, der so
groß ist. daß er gemeinsam mit dem auf die Steuerfläche 18 wirkenden Stclldruck der Stelldruckllüssigkeil den
Ventilschieber 16 gegen die Krall der Keder 17 in die
ίο gezeichnete Ausgangslage zumindest annähernd zurückdrückt.
Gleich/eilig wirkt dieser Steuerdruck in dei Verbindungsleilung 34 je nach Stellung des Drchrich
lungs-Schaltvcntiles 15 über die Stelleitiingen 12 odei
Il auf die der vom .Stelldruck der Slelldruckflüssigkeil
beaufschlagten Seile gegenüberliegenden Seite des Stcllkolbcns 8 und stell1· die Hydropumpe ! in Richtung
verminderten Förderstroms, was einer verminderten Drchmomcntaufnahme der Hydropumpe entspricht
Die Drchmomcnlaufnahme der Hydropumpe wird somit proportional zum Drehzahlabfall der Brennkraftmaschine
herabgesetzt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Regeleinrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe und gegebenenfalls weiteren Abtrieben bestehendes Antriebsaggregat, bei dem zum Einstellen des Förderstrcms der Hydropumpe und/oder des Schluckvermögens des Hydromotors eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, die einen in einem Stellzylinder verschiebbaren, beidseitig beaufschlagbaren, mit dem Stellglied der hydrostatischen Einheit verbundenen Stellkolben aufweist, wobei im Steuerkreislauf ein Grenzlastregelventil vorgesehen ist, dessen Ventilschieber in der einen Richtung von einer von der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Kraft belastet ist und in der Gegenrichtung von einer istdrehzahlabhängigen, dem Stelldruck dsr die eine Seite des Stellkolbens ständig beaufschlagenden Stelldruckflüssigkeit entsprechenden Kraft belastet wird, wodurch abhängig von der Größe der am Ventilschieber des Grenzlastregelventils auftretenden Kräfte die andere Seite des Stellkolbens mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt oder entlastet werden kann, dadurch gekennzeichne t, daß der Stcllkolben (8) der Stelleinrichtung (7) der Hydropumpe (I) bzw. des Hydromotors auf der der vom Stelldruck der Stelldruckflüssigkeit beaufschlagten Seite gegenüberliegenden Seite von einem, dem Stelldruck der Stelldruckflüssigkeit entgegenwirkenden Steuerdruck einer Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt wird, wenn die Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine (5) unterschritten wird, daß bei abfallendem Stelldruck der Stelldruckflüssigkeit der Ventilschieber (16) des Grenzlastregelvcntils (14) über eine Stcuerkante (26) eine Verbindung herstellt, durch die Stelldruckflüssigkeit als Steuerdruckflüssigkeit auf die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens (8) der Stelleinrichtung (7) strömt und über eine zweite Steuerkante (32) die Verbindung dieser Seite des Stellkolbens (8) zum Ablauf (35) entsprechend verschließt, daß die Stcuerdruckflüssigkeit gleichzeitig auf eine zweite Steuerfläche (23) des Ventilschiebers (16) des Grenzlastregelventils geleitet wird, die eine entgegen der von der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Kraft wirkende Kraft erzeugt, und daß der Stellkolben (8) der Stelleinrichtung (7) in an sich bekannter Weise beidseitig gleich große Stirnflächen aufweist, auf die die Stelldruckflüssigkeit oder die Steuerdruckflüssigkeit wirkt.Die Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung für ein aus einer Brennkraftmaschine und einem stufenlos einstellbaren hydrostatischen Getriebe und gegebenenfalls weiteren Abtrieben bestehendes Antriebsaggregat, bei dem zum Einstellen des Förderstroms der Hydropumpe und/oder des Schluckvermögens des Hydromotors eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, die einen in einem Stellzylinder verschiebbaren, beidseitig beaufschlagbareii. mit dem Stellglied der hydrostatischen Einheit verbundenen Stellkolhen aufweist, wobei im Steuerkreislauf ein Grenzlastregelventil vorgesehen ist, dessen Ventilschieber in der einen Richtung von einer von der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Kraft belastet ist und in der Gegenrichtung von einer istdrehzahlabhängigen, dem Stelldruck der die eine Seite des Stellkolbens ständig beaufschlagenden Stelldruckflüssigkeit entsprechenden Kraft belastet wird, wodurch abhängig von der Größe der am Ventilschieber des Grenzlastregelventils auftretenden Kräfte die andere Seite des Stellkolbens mit Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt oder entlastet werden kann.Eine solche Regeleinrichtung ist beispielsweise aus der DE-AS 14 55 947 bekanntgeworden. Es liegt eine drehzahlabhängige Grenziastregelung vor und sowohl Stell- als auch Steuerdruck werden von einer Hilfspumpe abgenommen. Der Stellkolben ist dabei jedoch als Differentialstellkolben ausgebildet, dessen eine Seite immer vom Stelldruck beaufschlagt ist, während im Regelungsfalle die andere Seite entlastet wird. Dies hat ein verhältnismäßig langsames Ansprechen der Regelung zur Folge.
Aus der DE-OS 317 ist eine Regeleinrichtung bekanntgeworden, bei der die Solldrehzahl der Brennkraftmaschine durch einen Drehzahlregler festgestellt wird, der bei Unterschreiten der Soll-Drehzahl über ein Schaltventil den Stelldnick auf die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens der Verstelleinrichtung der Pumpe leitet. Der Stellkolbcn der Stelleinrichtung hat dabei beidseitig gleichgroße Stirnflächen. Die Pumpe wird schnellstmöglich auf Nullhub zurückgestellt, d. h. Lias Übersetzungsverhältnis des Getriebes zurückgestellt, um die Überlastung der Brennkraftmaschine zu beseitigen, bis sich deren Drehzahl wieder auf die Soll-Drehzahl erhöht hat. Damit ist eine Regelung auf einen bestimmten Arbeitspunkt hin, d. h. eine /-Regelung, verwirklicht, bei der angestrebt ist. die einmal eingestellte Soll-Drehzahl der ßrennkraftmaschine jeweils schnellstmöglich genau wieder zu erreichen. Derartigen Regelungen haftet der Nachteil an, daß sie zum Pendeln neigen.Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten An so weiterzubilden, daß eine schnell ansprechende, ohne Pendeln bzw. ohne ein Einschwingen genau proportional zur Abweichung der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine wirkende Getriebeverstellung erreicht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Stellkoiben der Stelleinrichtung der Hydropumpe bzw. des Hydromotors auf der der vom Stelldruck der Stelldruckflüssigkeit beaufschlagten Seite gegenüberliegenden Seite von einem, dem Stelldruck der Stelldruckflüssigkeit entgegenwirkenden Steuerdruck einer Steuerdruckflüssigkeit beaufschlagt wird, wenn die Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine unterschritten wird, daß bei abfallendem Stelldruck der Stelldruckflüssigkeit der Ventilschieber des Grenzlastregelventils über eine Steuerkante eine Verbindung herstellt, durch die Stelldruckflüssigkeit als Steuerdruckflüssigkeit auf die gegenüberliegende Seite des Stellkolbens der Stelleinrichtung strömt und über eine zweite Steuerkante die Verbindung dieser Seite des Stellkolbens zum Ablauf entsprechend verschließt, daß die Steuerdruckflüssigkeit gleichzeitig auf eine zweite Steuerfläche des Ventilschiebers des Grenzlastregelventils geleitet wird, die eine entgegen der von der Soll-Drehzahl der Brennkraftmaschine abhängigen Kraft wirkende Kraft erzeugt, und daß der Stellkolben der Stelleinrichtung in an sich bekannter Weise beidseitig gleich große Stirnflächen aufweist, auf die die Stelldruckflüssigkeit oder die Steuerdruckflüssigke:t wirken.
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