DE3937846A1 - SPEED CONTROL ARRANGEMENT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents

SPEED CONTROL ARRANGEMENT FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES

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Abstract

In order to maintain or even increase a constant speed, even at high on-load torques, a first embodiment comprises, in addition to the existing mechanical governor (6), a governor (7) which replaces the conventional adjusting screw for basic speed setting and changes the basic speed setting permanently when the load changes. A second embodiment comprises an electronic governor which has an electrically, hydraulically or pneumatically operated control element that acts directly on the carburettor. The control element is controlled by a governor which controls the carburettor in function of a manually preset speed and the actual speed.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf auf Drehzahlregelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Rasenmähern, mit einem auf die Drosselklappe wirkenden Zentrifugalregler.The invention relates to speed control arrangement for Internal combustion engines, in particular for internal combustion engines for Drive lawnmowers, with one on the throttle acting centrifugal controller.

Derartige Fliehkraftregler haben die Aufgabe, auch bei veränderlicher Belastung die Drehzahl konstant zu halten, damit der Rasenmäher mit optimalem Wirkungs­ grad arbeiten kann. Diese erwünschte Konstanthaltung der Dreh­ zahl läßt sich bei Kraftmaschinen mit stark wechselnder Last mit einfachen Mitteln nicht realisieren. Insbesondere sind die bei Rasenmähern eingesetzten Brennkraftmaschinen mit Flieh­ kraftregler nicht in der Lage, die gewünschte Drehzahl bis in die oberen Lastbereiche zu halten und beim Auftreten hoher Wiederstandsmomente sinkt die Drehzahl drastisch ab, was zur Stillsetzung der Maschine führen kann.Such centrifugal governors have the task, even with variable loads, the speed to keep constant, so that the lawn mower with optimal effectiveness can work right now. This desired constant rotation number can be used in engines with a strongly changing load not realizing with simple means. In particular, they are Internal combustion engines with centrifuges used in lawnmowers power regulator unable to get the desired speed up to to keep the upper load ranges and when high occur Resistance moments, the speed drops drastically, which leads to Machine shutdown.

Beim Antrieb eines Rasenmähers durch eine Brennkraftmaschine ist die Konstanthaltung der Drehzahl auch im Hinblick auf die Lärmbelastung von erheblicher Bedeutung. Die Umfangsgeschwindig­ keit des Messers liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 45-55 m/sec, um ein optimales Schnittergebnis zu erreichen. Diese Drehzahl sollte nicht überschritten werden, um den Lärm­ pegel möglichst gering zu halten.When driving a lawnmower by an internal combustion engine is keeping the speed constant also with regard to the Noise pollution of considerable importance. The circumferential speed speed of the knife is advantageously in a range of 45-55 m / sec to achieve an optimal cutting result. This speed should not be exceeded to reduce the noise to keep the level as low as possible.

Bisher waren bei Rasenmähermotoren Windfahnenregler und Flieh­ kraftregler üblich, die jedoch sehr träge auf Lastveränderungen reagieren. Hierbei wird die Drehzahleinstellung am Messerbalken über ein Stangen- und Federsystem bewirkt, das nur einen Einstellbereich hat und die Drosselklappe am Vergaser bewegt. Diese schlechte Regelung bewirkt, daß das maximale Drehmoment nur unter starkem Drehzahlabfall zu erreichen ist. Bei herkömmlicher Regelung liegt die Reaktionsdrehzahl zum Erreichen des maximalen Drehmoments bei ca. 100 bis 300 u/min. So far, there have been wind vane regulators and flees in lawnmower engines Force regulator common, but very sluggish on load changes react. Here, the speed setting on the cutter bar via a rod and spring system that only does one Adjustment range and the throttle valve on the carburetor moves. This poor regulation causes the maximum torque can only be achieved with a sharp drop in speed. At Conventional control is the reaction speed to reach of the maximum torque at approx. 100 to 300 rpm.  

Die Folge davon ist, daß ein herkömmlicher Rasenmähermotor eine Leerlaufdrehzahl haben muß, die um 100 bis 300 u/min über der physikalisch erforderlichen Drehzahl liegen muß, was eine erhebliche Lärmbelastung bedingt.The result of this is that a conventional lawn mower motor is a Must have idle speed, the 100 to 300 rpm above the physically required speed must be what a considerable noise pollution.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahl­ regelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere solche die dem Antrieb von Rasenmähern dienen, zu schaffen, die auf einfache Weise eine Drehzahlkonstanthaltung auch im hohen Lastbereich gewährleistet und damit unnötig hohe Drehzahlen bei geringer Last oder im Leerlauf vermeidet, so daß die Lärm­ belastung erheblich verringert wird.The invention is therefore based on the object of a speed Control arrangement for internal combustion engines, especially those which are used to drive lawn mowers, to create those on simple way to keep the speed constant even in high Guaranteed load range and thus unnecessarily high speeds avoids low load or idle, so that the noise burden is significantly reduced.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen mechanischen Doppelregler gemäß den Merkma­ len des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Dieser wei­ tere, beliebig aufgebaute Regler ersetzt die herkömmliche Ver­ stellschraube zur Grundeinstellung und ist derart ausgebildet, daß er bei Lastwechsel permanent die Grunddrehzahleinstellung verändert. Die Charakteristik dieses weiteren Reglers kann durch Einsatz von Federn und Dämpfern verändert werden.According to a first embodiment of the invention, this is Task by a mechanical double controller according to the characteristics len the labeling part of claim 1 solved. This knows tter, arbitrarily constructed controller replaces the conventional Ver set screw for basic setting and is designed such that he permanently the basic speed setting when the load changes changed. The characteristic of this further controller can can be changed by using springs and dampers.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Kennzeichnungs­ teils des Anspruchs 3. Die Steuerung dieses Verstellgliedes erfolgt über einen Regler, der aufgrund einer manuellen Dreh­ zahlvorgabe und einem Meßwert der Ist-Drehzahl die Einstellung des Vergasers vornimmt. Die Charakteristik dieses Reglers ist durch Veränderung der PID-Anteile individuell anpaßbar.According to a second embodiment of the invention, the task solved by the characteristics of the labeling part of claim 3. The control of this actuator is done via a controller that due to a manual rotation number setting and a measured value of the actual speed the setting of the carburetor. The characteristic of this controller is individually adaptable by changing the PID proportions.

Durch die Erfindung wird eine Optimierung der Drehmoment-Dreh­ zahlkurve (Regelkurve) einer Brennkraftmaschine erreicht.The invention optimizes the torque rotation Number curve (control curve) of an internal combustion engine reached.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:Exemplary embodiments of the invention are described below the drawing. The drawing shows:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mechanischen Doppelreglers; Figure 1 is a schematic representation of a mechanical double regulator.

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektronischen Doppelreglers; Fig. 2 is a schematic representation of an electronic double regulator;

Fig. 3 zeigt eine Drehmoment-Drehzahlkurve eines herkömmlichen Rasenmähermotors mit Fliehkraftregler. Es ist erkennbar, daß ein hohes Drehmoment nur bei einem unter der Nenndrehzahl liegenden Wert erreicht werden kann. Fig. 3 shows a torque-speed curve of a conventional lawn mower motor with a centrifugal governor. It can be seen that a high torque can only be achieved at a value below the nominal speed.

Fig. 4 zeigt eine ideale Drehzahlkurve, die unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Reglers erreicht werden kann und bei der die Drehzahl trotz schwankender Last ideal gleich bleibt. Fig. 4 shows an ideal speed curve, which can be achieved using a controller according to the invention and in which the speed remains ideally the same despite fluctuating load.

Fig. 5 zeigt eine Regelkurve, bei der eine negative Einstellung erhalten werden kann, d. h. bei Erhöhung der Last erfolgt eine Erhöhung der Drehzahl. Fig. 5 shows a control curve in which a negative setting can be obtained, ie when the load increases, the speed increases.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei denkbare Ausführungsbeispiele schematisch in Verbindung mit einem Motor dargestellt, der einen Zylinder (1), einen Kolben (2), eine Kurbelwelle (3), ein Einlaßventil (4) und eine Drosselklappe (5) im Einlaßkanal aufweist.In Figs. 1 and 2, two possible embodiments are shown schematically in connection with an engine having a cylinder (1), a piston (2), a crankshaft (3), an inlet valve (4) and a throttle valve (5) in the Has inlet channel.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Drosselklappe mechanisch durch zwei Fliehkraftregler (6 und 7) eingestellt, deren Sensor auf der Kurbelwelle (3) sitzt.According to the embodiment of FIG. 1, the throttle valve is set mechanically by two centrifugal regulators ( 6 and 7 ), the sensor of which is located on the crankshaft ( 3 ).

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die Drosselklappe durch ein elektronisches oder mechanisches Stellglied (8) eingestellt, welches von einem Regler (9) gemäß der vom Drehzahlsensor (10) festgestellten Drehzahl eine Regelung vornimmt.In the exemplary embodiment according to FIG. 2, the throttle valve is set by an electronic or mechanical actuator ( 8 ) which regulates a controller ( 9 ) in accordance with the speed determined by the speed sensor ( 10 ).

Bei einem bekannten Rasenmäher liefert die Brennkraftmaschine eine Leerlaufdrehzahl von 2900 u/min. Das maximale Drehmoment von 7 Nm wird bei 2600 u/min erreicht. Die hohe Leerlaufdrehzahl ergibt eine Schalleistung von 96 dB (A), sie ist jedoch notwendig, da bei normalem Betrieb die Drehzahl auf 2500 bis 2600 u/min absinkt wo die Lärmbelästigung deutlich geringer ist.In a known lawn mower, the internal combustion engine delivers an idle speed of 2900 rpm. The maximum torque of 7 Nm is reached at 2600 rpm. The high idle speed gives a sound power of 96 dB (A), but it is necessary, since the speed to 2500 to  2600 rpm drops where the noise pollution is significantly lower is.

Gemäß der Erfindung wird erreicht daß auch im Leerlaufbetrieb die Drehzahl nicht über die für den optimalen Schnitt erforder­ liche Drehzahl ansteigt. Hierdurch ergibt sich beim Ausführungs­ beispiel infolge der Drehzahlverminderung von 300 u/min eine Reduzierung des Lärms von 1 dB pro 100 u/min, d. h. beim Aus­ führungsbeispiel eine Lärmverringerung von ca. 3 dB.According to the invention it is achieved that even in idle mode the speed does not exceed that required for the optimal cut speed increases. This results in the execution example due to the speed reduction of 300 rpm a Noise reduction of 1 dB per 100 rpm, d. H. at the end example of a noise reduction of approx. 3 dB.

Der zweite Fliehkraftregler (7) kann in seiner Charakteristik durch Federn und/oder Dämpfungsglieder (11) verändert werden.The characteristics of the second centrifugal governor ( 7 ) can be changed by springs and / or damping elements ( 11 ).

Claims (5)

1. Drehzahlregelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Rasenmähern, mit einem auf die Drosselklappe wirkenden Zentrifugalregler, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Zentrifugalregler (6) ein weiterer Regler (7) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von dem Lastdrehmoment die Grunddrehzahleinstellung verändert.1. Speed control arrangement for internal combustion engines, in particular for internal combustion engines for driving lawnmowers, with a centrifugal controller acting on the throttle valve, characterized in that in addition to the centrifugal controller ( 6 ) a further controller ( 7 ) is provided which, depending on the load torque, the basic speed setting changed. 2. Drehzahlregelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Regler (7) in seiner Charakteristik durch Federn und/oder Dämpfungsglieder (11) veränderbar ist.2. Speed control arrangement according to claim 1, characterized in that the further controller ( 7 ) in its characteristic by springs and / or damping elements ( 11 ) is variable. 3. Drehzahlregelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Rasenmähern, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Drehzahlregelung (1, 9, 10) vorgesehen ist und ein elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenes Stellglied (8) direkt auf die Drossel­ klappe (5) wirkt.3. Speed control arrangement for internal combustion engines, in particular for internal combustion engines for driving lawnmowers, characterized in that an electronic speed control ( 1 , 9 , 10 ) is provided and an electrically, hydraulically or pneumatically operated actuator ( 8 ) directly on the throttle valve ( 5 ) works. 4. Drehzahlregelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Stellgliedes (8) über ein Steuergerät (9) erfolgt, dem als Eingang eine manuelle Drehzahlvorgabe und die Ist-Drehzahl (10) zugeführt werden, und dessen Ausgang die Drosselklappe (5) einstellt.4. Speed control arrangement according to claim 3, characterized in that the control of the actuator ( 8 ) via a control unit ( 9 ) is carried out, the input as a manual speed setting and the actual speed ( 10 ), and the output of the throttle valve ( 5th ) sets. 5. Drehzahlregelanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik der Steuer­ vorrichtung durch Veränderung der PID-Anteile individuell anpaßbar ist.5. speed control arrangement according to claims 3 and 4, characterized in that the characteristic of the tax device by changing the PID shares individually is customizable.
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