DE2502221A1

DE2502221A1 - Vorrichtung zur regelung der drehzahl eines motors, insbesondere eines dieselmotors, in einem erdbaugeraet

Info

Publication number: DE2502221A1
Application number: DE19752502221
Authority: DE
Inventors: Bertil Norlin; Karl Oscar Olsson
Original assignee: Akermans Verkstad AB
Current assignee: Akermans Verkstad AB
Priority date: 1974-01-23
Filing date: 1975-01-21
Publication date: 1975-08-14
Also published as: US3982508A; DE2502221C3; SE7400846L; DE2502221B2; SE394903B; GB1495822A; FR2258529B3; FR2258529A1

Description

Äkermans Verkstad AB₁. Päjrly&t&n 5, 2 41 OC ESLÖV, Schweden

Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Dieselmotors, in einem Erdbaugerät

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl eines Motors, insbesondere eines Dieselmotors, in einem Erdbaugerät, z.B. einem Bagger, mit einem Betätigungsglied, das an das die Brennstoffzufuhr regelnde.Glied des Motors zur Betätigung des Gliedes gekuppelt ist und das aus einer Kolben- und Zylindereinheit besteht, .die in das Lenkgestänge zwischen dem die Brennstoffzufuhr regelnden Glied und einem von Hand einstellbaren Hebel eingeschaltet ist.

Ein Dieselmotor hat normalerweise einen Regler, mit dem man über einen Hebel an der Brennstoffeinspritzpumpe- diejenige Menge Brennstoff regelt, die der Brennkammer des Motors zugeführt wird, um den Motor mit einer bestimmten Drehzahl anzutreiben. In einem Bagger ist der Motor üblicherweise in der hinteren Partie des drehbaren Baggeroberteils untergebracht, während der Fahrer in einem gesonderten Fahrerhaus in der Vorderpartie des Baggeroberteils sitzt, weshalb die Drehzahlregelung vom Fahrerplatz aus mit Hilfe eines Hebels erfolgt, welcher über ein Lenkgestänge die Bewegungen mechanisch auf den Hebel der Einspritzpumpe überträgt. Bei der Baggerarbeit soll der Motor mit voller Drehzahl arbeiten können, um die Höchstleistung liefern zu können. Der Fahrer stellt dabei vor Beginn der Baggerarbeit seinen Steuerhebel auf volle Drehzahl, die sogenannte Durchgehdrehzahl ein. Die Durchgehdrehzahl ist etwas höher als die Höchstleistungsdrehzahl, da der Motor im grossen unbelastet ist. Sobald der Fahrer seine Steuerhebel betätigt, um Baggerarbeit auszuführen, wird die Menge eingespritzten Brennstoffes automatisch erhöht oder erniedrigt, wobei die Motordrehzahl bei Belastung auf einen Wert etwas unter der Durchgehdrehzahl sinkt. Falls der Fahrer die Motordrehzahl zu regeln wünscht, muss dies mit Hilfe des Steuerhebels folgen, damit der Hebel der Einspritzpumpe betätigt wird.

Der Brennstoffverbrauch schwankt sehr und ist selbstverständlich von der entnommenen Leistung abhängig. Bei den meisten Maschinen dieser Art treibt der Motor die mit ihm verbundenen Hydropumpen an. Dabei hat der Fahrer die Möglichkeit, bei Bedarf

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die Drehzahl mittels des Steuerhebels zu ändern, dies kann jedoch nicht gleichzeitig damit geschehen, wie der Bagger zum Baggern manövriert wird, weshalb er das unter Bewegung erfolgende Baggern während der Drehzahlregelung einstellen muss. In einem Arbeitstag hat er eine grosse Anzahl derartiger Drehzeihlregelungen auszuführen, was sehr ermüdend und zeitraubend ist.

Die Drehzahlregelungsvorrichtung v/eist zwei Grenzlagen auf, und zwar die sog. Durchgehdrehzahl, die die höchste Drehzahl ergibt, und die sog. Leerlaufdrehzahl, die die niedricjste Drehzahl ergibt.

Bei der Leerlaufdrehzahl beträgt der Brennstoffverbrauch etwa 1/6 bis 1/8 des Brennstoffverbrauches bei der Durchgehdrehzahl. Eine'Herabsetzung des Brennstoffverbrauches würde sich selbstverständlich erzielen lassen, falls man eine niedrigere Drehzahl einhalten könnte als die Durchgehdrehzahl. Weiterhin würde der Lärmpegel des Baggers durch eine solche Massnahme beträchlich niedriger v/erden.

Die.Erfindung hat die Aufgabe, die oben erwähnten Nachteile zu beseitigen und eine automatisch wirkende, Brennstoff ■ersparende und den Lärmpegel herabsetzende Drehzahlregelung des Motors zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsmässig dadurch gelöst, dass die Speise- und Austrittsleitung der Kolben- und Zylindereinheit an einen Steuerkreis angeschlossen ist, welcher mit dem Bedienungssystem für die Arbeitswerkzeuge des Erdbaugeräts verbunden ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der

Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Ausführung der erfindungsrnässigen Vorrichtung teilweise in der Form eines hydraulischen Schaltschemas,

Fig. 2 einen Schnitt eines in Fig. 1 angedeuteten Hydrozylinders,

Fig. 3 in ähnlicher Weise wie Fig. 1 eine abgeänderte Ausführung der Vorrichtung, und

Fig. 4 verschiedene wählbare Drehzahlen.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Hydrozylinder, dessen eines Ende an einem mit der Brennstoffeinspritzpumpe

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eines Dieselmotors verbundenen Regulierhebel 2. befestigt ist. Der Hydrozylindei: kann vorzugsweise an verschiedenen Punkten des Hebels befestigt werden, so dass sich die Hebellänge nach Bedarf regeln lässt. Das andere Ende des Hydrozylinders 1 ist an einer Regelstange 4 befestigt, die an ihrem unteren Ende gelagert ist. 'Ein Gelenk oder ein Seil 3 ist mit dem oberen Ende dieser Stange 4 verbunden, während das andere Ende des Gelenks oder Seils mit einem an dem Fahrersitz vorgesehenen Steuerhebel verbunden ist. Die Regelstange 4 ist an einer Konsole 5 gelagert, die an dem Motor befestigt ist. Wenn sich der Hydrozylinder 1 in einer be- stimmten Lage befindet, kann man, wie aus Fig. 1 ersichtlich, durch Betätigung des Gelenks oder Seils 3 die Stange 4 und somit den Hebel 2 der Einspritzpumpe über den Hydrozylinder 1 zwischen einer Stellung ganz links in Fig. 1, in v/elcher der Motor mit der Leerlaufdrehzahl läuft, und einer Stellung ganz rechts wippen, in welcher der Motor mit der Durchgehdrehzahl läuft» Die Leer'lauf- und Durchgehdrehzahleinstellung wird an der Einspritzpumpe durchgeführt.

Der Hydrozylinder 1 ist im Schnitt in Fig. 2 gezeigt und besteht aus einem Mantelrohr 19 mit Stirnendstücken 22, 23. Im Mantelrohr ist ein Kolben 13 hin und her verschiebbar und über eine Kolbenstange 20, die sich durch eine öffnung im Endstück 22 erstreckt, mit dem Hebel 2 der Einspritzpumpe verbunden. Das Endstück 23 am entgegengesetzten· Ende des Mantelrohres hat ein Ohr 24,das mit der Stange 4 verbunden ist. Um die Kolbenstange ist eine Druckfeder 14 gewickelt, welche, wenn kein hydraulischer Druck herrscht, den Kolben 13 in eine Endlage drückt, in welcher die Kolbenstange -20 um den höchsten Betrag in das Mantelrohr 19 hineingezogen ist. ....'.

Zur Bedienung des Hydrozylinders 1 ist eine Speiseleitung 12 an den Zylinder angeschlossen. Die Speiseleitung erstreckt sich zu einem Sammelkasten 9, wo sie sich in acht Zweigleitungen 25 verzweigt, welche je ein Rückschlagventil 11 aufweisen, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Zweigleitungen 25 sind an je eine der Rohrleitungen 10 angeschlossen, die sich zwischen der an die Bedienungshebel 7, 8 zum Regeln der Arbeitsbewegungen des Baggers angeschlossenen Ventileinrichtung und den Vorrichtungen zum Zustandebringen der Arbeitsbewegungen des

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Baggers erstrecken. Zum Zuntandebringen einer Arbeitsbewegung wird in üblicher Weise einer der Bedienungshebel 7, 8 betätigt, so dass die zugehörige Leitung 10 an die Pumpe 21 angeschlossen wird, "wobei gleichzeitig die an diese Leitung 2.0 angeschlossene Zweigleitung 25 ähnlich wie die Speiseleitung 12 unter Druck gesetzt wird. An den llydrozylinder 1 ist auch eine Austrittsleitung 15 angeschlossen, die zu einem Behälter 18 führt. Zwischen der Speiseleitung 12 und der Austrittsleitung 15 ist eine Abflussleitung 17 mit Drosselventil 16 eingeschaltet, um das über die Leitung 12 auf den Kolben wirkende Druckmittel abzuleiten, wenn die Verbindung zwischen den Leitungen 10 und der Pumpe 21 dadurch unterbrochen wird, dass die Bedienungshebel oder einer dieser Hebel in neutrale Stellung gebracht wird. Die Konstruktion kann als Alternative auch so ausgebildet werden, dass das auf den Kolben v/irkende Druckmittel über einen in geeigneter Weise ausgebildeten, den' Kolben umgebenden Spalt abgeleitet wird, wobei sich die Abflussleitung 17 und das Drosselventil 16 erübrigen.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in folgender Weise. Nachdem die Motordrehzahl auf die mittels der Schraube im vorhinein eingestellte Ruhedrehzahl erhöht worden ist, kann beispielsweise die Baggerarbeit angefangen v/erden, indem irgendeiner der Bedienungshebel 7, 8"oder beide Hebel·betätigt werden, da der Speiseleitung 12 Druckmittel im selben Augenblick zugeführt wird, wie eine Arbeitsbewegung ihren Anfang nimmt, indem eine oder mehrere Leitungen 10 mit der Pumpe 21 verbunden werden, wodurch der Kolben 13 entgegen der Wirkung der Feder 14 verschoben wird und der Hydrozylinder 1 verlängert wird. Hierdurch wird der Hebel der Einspritzpumpe 2 nach rechts in bezug auf Fig. 1 gekippt und die Motordrehzahl erhöht. Im selben Augenblick wie der Druck in der Leitung oder den Leitungen 10 aufgehoben wird, wird der Druck in der Speiseleitung 12 aufgehoben, wodurch der Kolben 13 unter der Wirkung der Feder 14 in seine Ruhestellung zurückzukehren beginnt, wobei das Druckmittel über die Leitung und das Drosselventil 16 in den Behälter 18 strömt. Der Hebel 2 der Einspritzpumpe wird mittels des Hydrozylinders 1 sehr schnell in die Durchgehdrehzahlstellung geführt, während er, falls erwünscht, durch Einstellung des Drosselventils 16 bedeutend langsamer in die Ruhedrehzahlstellung zurückkehrt.

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Fig. 3 zeigt eine Ausbildung mit abgeänderter

Steuerung des Hydrozylinders. In dieser Figur sind diejenigen Teile, die denen in Fig. 1 dargestellten entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Zur Betätigung des Hydrocylinders 1 ist gemäss Fig. 3 eine Speiseleitung 12 an den Zylinder angeschlossen. Die Speise-'leitung führt zu einem Drosselrückschlagventil 16 und von dort zu einem Magnetventil 27. Ferner geht die Speiseleitung durch ein Steuerventil 28 und kann abhängig von der Einstellung des Steuerventils entweder an eine Behälterleitung 29 oder an eine Purapenleitung 30 angeschlossen werden. Leitungen 10, die sich zwischen den Bedienungshebeln 7, 8 zur Regelung der Arbeitsbewegungen des Baggers erstrecken, zweigen sich alle zum Bedienungsteil des Steuerventils 28 ab. Zum Zustandebringen einer -Arbeitsbewegung des Baggers wird in üblicher Weise irgendeiner der Bedienungshebel 7, 8 oder beide Hebel betätigt, so dass die zugehörige Leitung 10 an eine Pumpe 21 angeschlossen wird, wobei gleichrzeitig die mit dieser Leitung 10 verbundene und zum Steuerventil 28 führende Zweigleitung unter Druck gesetzt wird und das Steuerventil 28 betätigt, so dass der Pumpendruck in der Leitung 30 den Hydrozylinder 1 über das Steuerventil, das Magnetventil 27, das Drosselrückschlagventil 16' und die Speiseleitung 12 betätigt. Mit dem Hydrozylinder 1 ist auch eine Austrittsleitung 15 verbunden, die zum Behälter 18 führt. Wenn die Bedienungshebel 7, 8 in die neutrale Stellung zurückgeführt werden, kehrt das Steuerventil 28 in die in Fig. 3 dargestellte Lage zurück und verbindet den Hydrozylinder mit der Behälterleitung 29 über das Magnetventil 27 und das Drosselrückschlagventil 16. Mit Hilfe der Feder 14 wird der Kolben 13 in seine untere Stellung zurückgeführt, wenn das Druckmittel durch das Drosselrückschlagventil 16 abgeleitet wird.

Bei manueller Drehzahlregelung wird ein Schalter 26 geschlossen und der Hydrozylinder von dem übrigen Hydrosystem mittels des Magnetventils 28 getrennt, welches dabei den Hydro- . zylinder mit dem Behälter 18 verbindet. Der Motor kann über seinen ganzen Drehzahlbereich mit der Drosselsteuerung 3 geregelt werden. . · . . .

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In Fig. 4 sind die verschiedenen Möglichkeiten zur Drehzahlregelung gezeigt, die vorkommen können. Es leuchtet ein, dass die Regelung der Drehzahl im vorliegenden Fall entweder von Hand oder automatisch erfolgen kann, wobei die automatische Regelung zwischen einem einstellbaren unteren Wert innerhalb des von der Leerlaufdrehzahl und der höchsten Ruhedrehzahl begrenzten Bereiches und einem einstellbaren oberen Wert innerhalb des von der- Drehzahl, entsprechend 3/4 Leistung, und der Durchgehdrehzahl begrenzten Bereiches stattfinden kann.

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Claims

PATENTZiHSPRUECHE

(l.JVorrichtung zur Regelung der Drehzahl eines Motors in einem Erdbaugerät, mit einem Betätigungsglied, das an das die Brennstoffzufuhr regelnde Glied des Motors zur Betätigung des Gliedes gekuppelt ist und das aus einer Kolben- und Zylindereinhe.it besteht, die in das Lenkgestänge zwischen dem die Brennstoffzufuhr regelnden Glied und einem von Hand einstellbaren Hebel eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Speise- und Austrittsleitung (12 bzw. 15) der Kolben-"und ■ Zylindereinheit an einen Steuerkreis (12, 15, 17, 16, 11, 25) angeschlossen ist, welcher mit dem Bedienungssystern (10) für die Arbeitswerkzeuge des Erdbaugeräts verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseleitung (12) der Kolben- und Zylindereinheit über mit Rückschlagventilen (11) versehenen Zweigleitungen (25) an je einen der Bedienungskreise (10) für die Arbeitswerkzeuge des Erdbaugeräts angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Speiseleitung (12) der Kolben- und Zylindereinheit an ein Steuerventil (28) angeschlossen ist, dessen Bedienungsteil mittels Zweigleitungen an je einen der Bedienungskreise (10) für die Arbeitswerkzeuge des Erdbaugeräts angeschlossen ist, wodurch das Steuerventil dazu gebracht wird, die Speiseleitung (12) mit einer Pumpe in Verbindung zu setzen, wenn die Bedienungskreise unter Druck gesetzt werden, und mit einem Behälter (18), wenn der Druck in den Kreisen aufgehoben wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (13) der Kolben- und Zylindereinheit durch Druckmittelzufuhr über die Speiseleitung (12) in eine Stellung, entsprechend der Stellung des die Brennstoffzufuhr regelnden Gliedes bei voller Drehzahl, entgegen der Wirkung einer Feder (14) betätigbar ist, welche dazu dient, den Kolben (13) in eine der Leerlaufstellung des die Brennstoffzufuhr regelnden Gliedes entsprechende Ruhestellung zurückzuführen, wenn die

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Druckmittelzufuhr über die Speiseleitung (12) aufhört, wobei das Druckmittel über ein Drosselventil in die Austrittsleitung (15) abgeleitet vzird.

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