DE3708679A1 - Hydrodynamischer stroemungskreislauf mit einer einrichtung zur aktiv-adaptiven leerlaufmoment-minimierung - Google Patents
Hydrodynamischer stroemungskreislauf mit einer einrichtung zur aktiv-adaptiven leerlaufmoment-minimierungInfo
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- F16D33/00—Rotary fluid couplings or clutches of the hydrokinetic type
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Description
Die Erfindung betrifft einen hydrodynamischen Strömungskreislauf
mit einer Einrichtung zur aktiv-adaptiven Leerlaufmoment-Minimie
rung und steht im Zusatzverhältnis zu P 35 45 660.
In der DE-PS 35 45 660 wird vorgeschlagen, zur Verringerung
der durch Luftventilation in hydrodynamischen Strömungskreisläufen,
insbesondere in hydrodynamischen Bremsen entstehende Leistungsver
luste und Erwärmung im entleerten Zustand in den Arbeitsraum
eine bestimmte Menge eines Sperrmediums einzublasen. Dieses
Sperrmedium kann Betriebsflüssigkeit, Luft oder ein Gemisch
aus beiden sein und kann von radial innen oder von außen zugeführt
werden. Durch die Rotation des Rotorschaufelrades bildet das
Sperrmedium einen Sperrschleier, der die Zirkulation der Luft
von einem Schaufelrad zum anderen weitgehend unterbindet.
Ausgehend von dem in der DE-PS 35 45 660 beschriebenen hydrodyna
mischen Strömungskreislauf liegt der vorliegenden Erfindung
die Aufgabe zugrunde, eine derartige Einrichtung so weiterzubil
den, daß die Verlustleistung durch Regelung des Leerlaufmoments
auf ein Minimum noch weiter reduziert wird.
Bei der gattungsgemäßen Einrichtung wird diese Aufgabe gelöst
durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen gekennzeichnet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand
der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein schematisiertes Blockschaltbild eines Ausführungsbei
spiels der erfindungsgemäßen Einrichtung;
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel eines Reglers zur Verwendung
in der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte hydrodynamische Strömungs
kreislauf mit einer Einrichtung zur aktiv-adaptiven Leerlaufmoment-
Minimierung enthält eine hydrodynamische Bremse (3). Im entleerten
Zustand treten in der hydrodynamischen Bremse (3) bei großen
Drehzahlunterschieden Leistungsverluste durch Luftzirkulation
zwischen den beiden Schaufelradkränzen auf. Zur Verminderung
der Leistungsverluste wird eine Störung der Luftzirkulation
dadurch herbeigeführt, daß aus einem Sumpf (S) eine bestimmte
kleine Menge des Sperrmediums, die zum Füllen des Arbeitsraums
nicht ausreicht, über einen Nebenkreislauf dem Arbeitsraum
der hydrodynamischen Bremse (3) zu und von dieser wieder in
den Sumpf (S) abgeführt wird. Bei dem dargestellten Ausführungsbei
spiel ist zur Förderung des Sperrmediums aus dem Sumpf (S)
eine Pumpe (1) vorgesehen, bei bestimmten Ausführungsformen
von hydrodynamischen Bremsen (3) ist es jedoch möglich, auf
eine derartige Pumpe zu verzichten, indem die Zirkulation des
Sperrmediums anstelle durch die Pumpe durch die Energie der
Strömung im Arbeitsraum selbst herbeigeführt wird. Der Strom
des Sperrmediums im Nebenkreislauf wird durch eine Stelleinrichtung
(2) gesteuert. Bei dieser Stelleinrichtung (2) handelt es sich
um ein geeignetes Ventil, z. B. um ein kontinuierlich betriebe
nes Proportionalventil oder aber um ein intermittierend betriebenes
Ein/Aus-Ventil. Ist eine Pumpe (1) mit einem drehzahlveränderlichen
Antrieb vorgesehen, so wird anstelle eines Ventils als Stellvor
richtung (2) eine die Drehzahl des Pumpenantriebs steuernde
Einrichtung vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist mit dem Arbeitsraum der hydrodynamischen Bremse (3)
ein Meßwertgeber (4) gekoppelt. Dieser Meßwertgeber (4) verändert
sein Ausgangssignal in Abhängigkeit von einem Parameter, dem
mit dem Leerlaufmoment der hydrodynamischen Bremse, also mit
deren Verlustleistung, korreliert ist. Ein derartiger Parameter
kann z. B. eine Temperatur oder ein Druck sein. Das Ausgangssignal
des Meßwertgebers (4) wird einem Regler (5) zugeführt, der
in Abhängigkeit von der Größe des Meßwerts ein Steuersignal
erzeugt, welches der Stelleinrichtung (2) zugeführt wird. Das
Regelverhalten des Reglers (5) wird derart eingestellt, daß
das Leerlaufmoment ein Minimum annimmt.
Fig. 2 zeigt eine auf elektronischem Weg arbeitende Ausführungs
form des Reglers (5). Der dargestellte Regler (5) weist einen
Eingang für das vom Meßwertgeber abgegebene Signal und einen
Ausgang für das der Stelleinrichtung zuzuführende Steuersignal
auf. Weiter ist in Fig. 2 ein Eingang für ein in seiner Funktion
noch weiter unten zu beschreibendes Inaktivierungssignal darge
stellt. Der Regler (5) enthält eine Regeleinheit (6) mit einem
Eingang für ein Reglereingangssignal (xd) und einem Ausgang
für das der Stelleinrichtung (2) zuzuführende Steuersignal.
Der Eingang der Regeleinheit (6) fur das Regeleingangssignal
(xd) ist mit dem Meßwertgeber (4) verbunden, von welcher der
Reglereinheit (6) das Meßwertsignal (x) zugeführt wird. Weiter
ist der Eingang der Regeleinheit (6) für das Reglereingangssignal
(xd) mit einer Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit
(7) verbunden, von der der Regeleinheit (6) wahlweise anstelle
des Meßwertsignals (x) ein Sollwertsignal (w) zuführbar ist.
Ein Detektorsignaleingang der Extremwertdetektor- und Sollwertgeber
einheit (7) ist zur Zuführung des Meßwertsignals mit dem Meßwertge
ber (4) verbunden. Weiter enthält der Regler (5) einen Funktions
generator (8), eine Logikeinheit (9) und einen Zeitgeber (10).
Der Funktionsgenerator (8) hat einen Funktionssignalausgang,
von dem der Stelleinrichtung (2) wahlweise anstatt des Steuersig
nals der Regeleinheit (6) ein Funktionsgeneratorausgangssignal
zugeführt werden kann. Ein Eingang des Funktionsgenerators
(8) ist mit einem Ausgang der Logikeinheit (9) zur Zuführung
eines Funktionsgeneratorstartsignals verbunden. Ein weiterer
Ausgang der Logikeinheit (9) ist mit der Regeleinheit (6) verbun
den, durch den der Reglereinheit (6) von der Logikeinheit (9)
ein Reglersperrsignal zugeführt wird, durch das die Funktion
der Regeleinheit (6) blockierbar ist. Ein weiterer Ausgang
der Logikeinheit (9) ist mit einem Eingang der Extremwertdetektor-
und Sollwertgebereinheit (7) zur Zuführung eines Sample- und
Hold-Signal verbunden, durch das die Funktion der Extremwertdetek
tor- und Sollwertgebereinheit (7) von der Logikeinheit (9)
aktiviert wird. Ein Zeitgebereingang der Logikeinheit (9) ist
mit dem Ausgang des Zeitgebers (10) zur Zuführung eines Zeitgeber
signals verbunden. Schließlich weist die Logikeinheit (9) einen
Eingang für das oben bereits angesprochene Inaktivierungssignal
auf.
Beim Betrieb der Einrichtung zur aktiv-adaptiven Leerlaufmoment-Mi
nimierung wird dem Regler (5) vom Meßwertgeber (4) ein Meßwertsig
nal zugeführt. Unter Steuerung des Zeitgebers (10) löst die
Logikeinheit (9) periodisch ein Funktionsstart- und ein Sample
und Hold-Signal aus, welches jeweils dem Funktionsgenerator
(8) bzw. der Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit (7)
zugeführt wird. Durch das Funktionsstartsignal wird der Funktionsge
nerator (8) veranlaßt, sein Ausgangssignal an die Stelleinrichtung
(2) abzugeben, wodurch diese in einer vorgegebenen Zeit in
Abhängigkeit vom Funktionsgeneratorausgangssignal einen vorgege
benen Teil des Stellbereichs durchläuft. Während dieses Vorgangs
wird die Regeleinheit (6) durch das von der Logikeinheit (9)
zugeführte Reglersperrsignal in seiner Funktion blockiert.
Durch die Veränderung der Stellung der Stelleinrichtung (2)
aufgrund des Funktionsgeneratorausgangssignals verändert sich
der Betriebszustand in der hydrodynamischen Bremse (3) und
damit die Größe des Leerlaufmoments und des mit dem Leerlaufmo
ment korrelierten Parameter. Der Parameter und seine Veränderung
wird vom Meßwertgeber (4) erfaßt und als Meßwertsignal dem
Regler (5) zugeführt. Durch das Sample- und Hold-Signal der
Logikeinheit (9) ist die Extremwertdetektor- und Sollwertgeberein
heit (7) in Betriebszustand versetzt. Beim Durchlaufen des
Stellbereichs durch das Funktionsgeneratorausgangssignal detektiert
die Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit (7) den Extremwert
des Meßwertgebersignals, der dem geringsten Leerlaufmoment
und damit der geringsten Verlustleistung der hydrodynamischen
Bremse (3) entspricht und speichert diesen Wert als Sollwert
ab. Nachdem das Funktionsgeneratorausgangssignal den gesamten
Stellbereich durchlaufen hat, schaltet die Logikeinheit (9)
den Regler (5) in den Regelzustand um, d.h. das Reglersperrsignal
wird nicht mehr an die Regeleinheit (6) abgegeben, so daß diese
in den Betriebszustand übergehen kann. Zur Regelung des minimalen
Leerlaufmoments wird der Regeleinheit (6) das dem aktuellen
Betriebszustand entsprechende Meßwertsignal des Meßwertgebers
(4) und das Sollwertsignal der Extremwertdetektor- und Sollwertge
bereinheit (7) zugeführt. Durch Vergleich des Sollwertsignals
und des Meßwertsignals verändert die Regeleinheit (6) das Steuersig
nal (y), welches der Stelleinrichtung (2) zugeführt wird derart,
daß das Meßwertsignal den Wert des Sollwertsignals annimmt
oder diesem möglichst nahe kommt. Nach einer gewissen vorgegebe
nen Zeit wird der vorstehend beschriebene durch den Zeitgeber
(10) gesteuerte Vorgang periodisch wiederholt, so daß sich
die Einrichtung zur Leerlaufmoment-Minimierung adaptiv an möglicher
weise veränderte Betriebsbedingungen der hydrodynamischen Bremse
anpassen kann. Bei einem Bremsvorgang, wenn der Arbeitsraum
der hydrodynamischen Bremse (3) mit dem Arbeitsmedium gefüllt
wird, wird der Regler (5) durch das der Logikeinheit (9) zugeführte
Inaktivierungssignal außer Betrieb gesetzt bis nach Abschluß
des Bremsvorgangs der Arbeitsraum wieder vom Arbeitsmedium
entleert ist und der Regler (5) durch Verschwinden des Inak
tivierungssignals wieder auf Leerlaufmoment-Minimierung zurückge
schaltet wird.
Claims (11)
1. Hydrodynamischer Strömungskreislauf, insbesondere hydrodynamische
Bremse, bestehend aus mindestens zwei mit Schaufeln versehenen
Rädern, die gemeinsam einen torusförmigen Arbeitsraum bilden,
der über einen Hauptkreislauf zum Einschalten wenigstens teilweise
mit einem Arbeitsmedium füllbar und zum Ausschalten entleerbar
ist, ferner Mittel zur Verminderung der Luftventilationsleistung
im entleerten Zustand aufweist, bei dem das zur Unterbrechung
der Luftventilation zwischen den Schaufelrädern eine im Vergleich
zum Rauminhalt des Arbeitsraumes geringe Menge eines strömungs
fähigen Sperrmediums in einem Nebenkreislauf durch den Arbeitsraum
hindurchführbar ist,
gekennzeichnet durch
einen mit dem Strömungskreislauf gekoppelten Meßwertgeber (4), der in Abhängigkeit eines mit dem Leerlaufmoment korrelierten Parameters einen Meßwert erzeugt,
eine auf ein Steuersignal ansprechende Stelleinrichtung (2), durch die der Strom des durch den Arbeitsraum hindurchgeführten Sperrmediums einstellbar ist,
einen auf den Meßwert ansprechenden und das Steuersignal erzeugen den Regler (5), durch den der Strom des Sperrmediums so geregelt wird, daß das Leerlaufmoment ein Minimum annimmt.
einen mit dem Strömungskreislauf gekoppelten Meßwertgeber (4), der in Abhängigkeit eines mit dem Leerlaufmoment korrelierten Parameters einen Meßwert erzeugt,
eine auf ein Steuersignal ansprechende Stelleinrichtung (2), durch die der Strom des durch den Arbeitsraum hindurchgeführten Sperrmediums einstellbar ist,
einen auf den Meßwert ansprechenden und das Steuersignal erzeugen den Regler (5), durch den der Strom des Sperrmediums so geregelt wird, daß das Leerlaufmoment ein Minimum annimmt.
2. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß als Parameter eine Temperatur im Strömungskreis
lauf gemessen wird.
3. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach Anspruch 1 oder
2, dadurch gekennzeichnet, daß als Parameter ein Druck im Strömungs
kreislauf gemessen wird.
4. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Regler (5) hydropneumatisch arbeitet.
5. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach einem der Ansprüche
1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler elektronisch
arbeitet.
6. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach Anspruch 4 oder
5, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (5) eine mit dem
Meßwertgeber (4) und der Stelleinrichtung (2) verbundene Regelein
heit (6) enthält, die auf ein von einem Sollwertgeber (7) erzeug
tes, dem minimalen Leerlaufmoment entsprechendes Sollwertsignal
anspricht, auf das der Parameter geregelt wird.
7. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Regler (5) folgendes enthält:
eine mit dem Meßwertgeber (4) und der Stelleinrichtung (2) verbundene Regeleinheit (6),
eine mit dem Meßwertgeber (4) verbundene Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit (7), die beim Durchlaufen des Reglerstell bereiches einen dem minimalen Leerlaufmoment entsprechenden Extremwert des Parameters detektiert und als Sollwert speichert,
einen Funktionsgenerator (8), welcher der Stelleinrichtung (2) ein dem Reglerstellbereich entsprechendes zeitabhängiges Ausgangssignal zuführt,
einen Zeitgeber (10) und
eine durch den Zeitgeber (10) periodisch gesteuerte Logikeinheit (9), die den Funktionsgenerator (8) und der Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit (7) deren Funktionsabläufe auslösende Aktivierungssignale und der Reglereinheit (6) ein deren Funktion währenddessen blockierendes Sperrsignal zuführt, wobei die Logikeinheit (9) auf ein externes Steuersignal anspricht, durch das der Regler (5) inaktivierbar ist.
eine mit dem Meßwertgeber (4) und der Stelleinrichtung (2) verbundene Regeleinheit (6),
eine mit dem Meßwertgeber (4) verbundene Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit (7), die beim Durchlaufen des Reglerstell bereiches einen dem minimalen Leerlaufmoment entsprechenden Extremwert des Parameters detektiert und als Sollwert speichert,
einen Funktionsgenerator (8), welcher der Stelleinrichtung (2) ein dem Reglerstellbereich entsprechendes zeitabhängiges Ausgangssignal zuführt,
einen Zeitgeber (10) und
eine durch den Zeitgeber (10) periodisch gesteuerte Logikeinheit (9), die den Funktionsgenerator (8) und der Extremwertdetektor- und Sollwertgebereinheit (7) deren Funktionsabläufe auslösende Aktivierungssignale und der Reglereinheit (6) ein deren Funktion währenddessen blockierendes Sperrsignal zuführt, wobei die Logikeinheit (9) auf ein externes Steuersignal anspricht, durch das der Regler (5) inaktivierbar ist.
8. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Funktionsgenerator (8) ein Rampensignal
erzeugt.
9. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung
(2) ein kontinuierlich betriebenes Proportionalventil enthält.
10. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach einem der vorherge
henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung
(2) ein intermittierend betriebenes Ein/Aus-Ventil enthält.
11. Hydrodynamischer Strömungskreislauf nach einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung
(2) eine in ihrer Drehzahl regelbare Pumpe enthält.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873708679 DE3708679A1 (de) | 1985-12-21 | 1987-03-17 | Hydrodynamischer stroemungskreislauf mit einer einrichtung zur aktiv-adaptiven leerlaufmoment-minimierung |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3545660A DE3545660C1 (de) | 1985-12-21 | 1985-12-21 | Hydrodynamischer Stroemungskreislauf mit einer Einrichtung zur Reduktion der Luftventilationsleistung |
DE19873708679 DE3708679A1 (de) | 1985-12-21 | 1987-03-17 | Hydrodynamischer stroemungskreislauf mit einer einrichtung zur aktiv-adaptiven leerlaufmoment-minimierung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3708679A1 true DE3708679A1 (de) | 1988-10-13 |
Family
ID=25839245
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873708679 Withdrawn DE3708679A1 (de) | 1985-12-21 | 1987-03-17 | Hydrodynamischer stroemungskreislauf mit einer einrichtung zur aktiv-adaptiven leerlaufmoment-minimierung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3708679A1 (de) |
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- 1987-03-17 DE DE19873708679 patent/DE3708679A1/de not_active Withdrawn
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Legal Events
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