DE422526C

DE422526C - Control device for rail vehicles with internal combustion engine and fluid transmission

Info

Publication number: DE422526C
Application number: DEL55248D
Authority: DE
Original assignee: Linke Hofmann Lauchhammer A G
Current assignee: Linke Hofmann Lauchhammer A G
Priority date: 1922-03-25
Filing date: 1922-03-25
Publication date: 1925-12-04

Description

Regelvorrichtung für Schienenfahrzeuge mit Verbrennungsmotor und Flüssigkeitsgetriebe. Es gibt Fahrzeuge, die durch Verbrennungskraftmaschinen in Verbindung mit einem hydraulischen ' Übersetzungsgetriebe fortbewegt werden. Der Motor ist wie bei ortsfesten Maschinen mit einem Regler ausgerüstet, der so eingerichtet ist, daß er bei ganz geringen Änderungen der Drehzahl eine andere Gleichgewichtslage einnimmt und damit das Drehmoment des Motors verändert. Der Motor hat also bei jeder Belastung ungefähr die gleiche Drehzahl.Control device for rail vehicles with internal combustion engine and fluid transmission. There are vehicles that are powered by internal combustion engines in conjunction with a hydraulic 'transmission gears are moved. The engine is like stationary Machines are equipped with a regulator which is set up so that it is completely small changes in the speed assumes a different equilibrium position and thus the torque of the motor changed. So the engine has approximately at every load the same speed.

Um das Fahrzeug mit verschiedenen Geschwindigkeiten betreiben und das Motordrehmoment bei größerem Widerstand vervielfachen zu können, wird neuerdings an Stelle des bisher üblichen Zahnradgetriebes und der sehr umständlichen Übersetzung mit elektrischem Dynamo und Elektromotor ein hydraulisches Getriebe zwischen dem Motor und die Treibachsen des Fahrzeuges eingeschaltet. Das hydraulische Getriebe besteht aus einer Pumpe, die" direkt vom Motor angetrieben wird, und einem Laufrad, das mit den Treibachsen in Verbindung steht und durch den in der Pumpe erzeugten Flüssigkeitsstrom in Bewegung gesetzt wird.To operate the vehicle at different speeds and To be able to multiply the engine torque with greater resistance is becoming more recent instead of the previously common gear transmission and the very cumbersome translation with electric dynamo and electric motor a hydraulic transmission between the The engine and the driving axles of the vehicle are switched on. The hydraulic transmission consists of a pump, which is "driven directly by the motor, and an impeller, which is in connection with the driving axles and generated by the one in the pump Liquid flow is set in motion.

Damit das Laufrad eine veränderliche Geschwindigkeit erhält bzw. ein veränderliches Drehmoment ausüben kann, ist die vom Motor angetriebene Pumpe unterteilt, so daß je nach der Beaufschlagung der Pumpe ein verschieden starker Flüssigkeitsstrom nach dem Laufrad gefördert wird. Nehmen wir an, daß die Pumpe aus drei gleich großen Einzelpumpen besteht, die durch einen Steuerschieber so geschaltet werden können, daß eine Pumpe, zwei Pumpen oder alle drei in Wirksamkeit treten (die nicht arbeitenden Pumpen werden durch Verbindung des Druckraumes mit dem Saugraum kurzgeschlossen), so erhält man im Laufrad drei verschieden große Geschwindigkeiten bzw. Drehmomente, und zwar derart, daß der kleinsten Geschwindigkeit das größte Drehmoment entspricht. Der hydraulische Druck im Getriebe steht dabei in umgekehrtem Verhältnis zu der Geschwindigkeit.So that the impeller has a variable speed changeable Can exert torque is that driven by the engine Pump divided, so that depending on the application of the pump a different strength Liquid flow is conveyed after the impeller. Let us assume that the pump consists of three individual pumps of the same size, which are switched by a control slide can be that one pump, two pumps, or all three come into operation (the pumps that are not working are switched off by connecting the pressure chamber with the suction chamber short-circuited), three different speeds are obtained in the impeller or torques, in such a way that the lowest speed the greatest Torque corresponds. The hydraulic pressure in the transmission is reversed Relation to the speed.

Das Fahrzeug wird dadurch in Bewegung gesetzt, daß zunächst der Motor unbelastet, d. h. bei Kurzschluß sämtlicher Pumpenstufen, auf eine normale Drehzahl gebracht wird. Dann schaltet man nacheinander die einzelnen Pumpenstufen ein. Wird die erste Stufe eingeschaltet, so muß, da das Fahrzeug allmählich aus der Ruhelage auf die dieser Stufe entsprechende Geschwindigkeit beschleunigt werden muß, die von der Pumpe geförderte Kraftflüssigkeit so lange ganz oder teilweise durch ein Entlastungsventil, das unter dem Einfluß einer Feder steht und den Druckraum mit dem Saugraum der Pumpe verbindet, entweichen. Da der Motor sein maximales Drehmoment abgibt, entstehen während der Beschleunigungsperiode große Drosselungsverluste, oder der Motor wird, wenn das Entlastungsventil auf einen höheren Druck eingestellt ist, als dem maximalen Motordrehmoment entspricht, gewaltsam auf eine geringere Drehzahl herabgezwungen; daß er dabei nicht ganz stehenbleibt, ist der lebendigen Kraft des Schwungrades zu verdanken. Bei zunehmender Beschleunigung erholt sich dann der Motor wieder. Schaltet man nacheinander die anderen Pumpenstufen hinzu, so muß zunächst die Hälfte bzw. ein Drittel der gepumpten Druckflüssigkeit durch gleichzeitig eingeschaltete Entlastungsventile von entsprechender Federbelastung entweichen oder, da die Anordnung dieser weiteren Ventile eine Komplikation des Getriebes darstellt, die Motordrehzahl wird annähernd auf die Hälfte bzw. auf zwei Drittel der normalen herabgezwungen.The vehicle is set in motion that first the engine unencumbered, d. H. in the event of a short circuit in all pump stages, to a normal speed is brought. Then the individual pump stages are switched on one after the other. Will If the first stage is switched on, the vehicle must gradually come out of its rest position must be accelerated to the speed corresponding to this level, the The power fluid delivered by the pump is wholly or partially through a Relief valve, which is under the influence of a spring and the pressure chamber with connects to the suction chamber of the pump, escape. Because the engine is at its maximum torque emits, large throttling losses occur during the acceleration period, or the engine will stop when the relief valve is set to a higher pressure than corresponds to the maximum engine torque, forcibly to a lower one Speed forced down; that he does not stop completely is the living Thanks to the force of the flywheel. With increasing acceleration, it recovers then the engine again. If you switch on the other pump stages one after the other, so first half or a third of the pumped hydraulic fluid must pass through Simultaneously switched on relief valves with corresponding spring loading escape or, since the arrangement of these further valves is a complication of the Transmission represents, the engine speed is approximately to half or to two Third of the normal forced down.

Dieses zwangsweise Herabdrosseln der Motordrehzahl ist unter Umständen sehr schädlich für den Motor bzw. die Motorwelle. Denn der Motor ist gezwungen, längere Zeit mit tiefster Reghrstellung, also überlastet, zu laufen, und die Motorwelle zwischen Schwungrad und Getriebe ist beim jedesmaligen Einschalten einer neuen Geschwindigkeit starken Beanspruchungen ausgesetzt.This forced throttling of the engine speed is possible very harmful to the motor or the motor shaft. Because the engine is forced To run for a long time with the lowest speed setting, i.e. overloaded, and the motor shaft There is a new speed between the flywheel and the gear each time it is switched on exposed to heavy use.

In Abb. i stellen v1, v,, v3 die Geschwindigkeiten des Flüssigkeitsstromes im Laufrad und cz, c., c3 in der Pumpe dar. Unter der Annahme, daß für jede der drei übersetzungen ein dem entsprechenden Flüssigkeitsdruck angepaßtes Entlastungsventil, eingerückt wird, kann man die schraffierten Dreiecksflächen als Maßstab für die L'berströmverluste in diesen Ventilen ansehen.In Fig. I v1, v ,, v3 represent the velocities of the liquid flow in the impeller and cz, c., c3 in the pump. Assuming that for each of the three ratios a relief valve adapted to the corresponding fluid pressure, is indented, the hatched triangular areas can be used as a scale for the View leakage losses in these valves.

In Abb. 2 ist eine ähnliche Darstellung angedeutet für den Fall, daß -nur ein Entlastungsventil für die erste Stufe (also für den höchsten Flüssigkeitsdruck) vorhanden ist und die Motordrehzahl zwangsweise herabgedrückt wird. Die Flächen stellen die Drosselverluste dar, und zwar bei Stufe 2 und 3 beeinflußt durch die lebendige Kraft des Schwungrades.In Fig. 2, a similar representation is indicated for the case that -only one relief valve for the first stage (i.e. for the highest fluid pressure) is present and the engine speed is forcibly suppressed. The surfaces represent the throttle losses, namely at levels 2 and 3 influenced by the living force of the flywheel.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, die beim Einschalten der einzelnen Geschwindigkeiten entstehenden Verluste auf ein Minimum zu reduzieren bzw. ganz zu beseitigen. Zu diesem Zwecke wird der Motorregler mit einer Vorrichtung versehen, welche gestattet, die Motordrehzahl um ein bedeutendes Maß herabzumindern (z. B. durch Entspannen einer Federwaage oder Antrieb des Reglers durch ein veränderliches Reibrädergetriebe). Diese Vorrichtung wird in geeigneter Weise mit dem Steuerschieber des hydraulischen Getriebes in Verbindung gebracht, und zwar derart, daß jedesmal, wenn die einzelnen Geschwindigkeiten nacheinander eingerückt werden, automatisch sich die Motordrehzahl entsprechend erniedrigt. Das Wiederhinaufgehen der Motordrehzahl auf die normale und damit die Beschleunigung des Fahrzeuges auf entsprechende Geschwindigkeitsstufe kann selbsttätig erfolgen, z. B. dadurch, daß die zur Veränderung der Regler-Federwaage bzw. des vorerwähnten Reibrädergetriebes eingeschaltete Kraft allmählich unter dem Einfluß einer Ölbremse sich verliert oder zwangläufig durch den Fahrzeugführer in ähnlicher Beeinflussung des Reglers. In letzterem Falle besteht die Möglichkeit, die Beschleunigung des Fahrzeuges durch den Wagenführer -den Verhältnissen entsprechend zu regeln.The present invention aims at switching on the individual Speeds to reduce losses to a minimum or completely to eliminate. For this purpose, the engine governor is provided with a device, which allows the engine speed to be reduced by a significant amount (e.g. by releasing a spring balance or driving the controller through a variable Friction gears). This device is suitably connected to the control slide of the hydraulic transmission brought into connection, in such a way that each time when the individual speeds are engaged one after the other, automatically the engine speed decreases accordingly. The increase in engine speed to the normal and thus the acceleration of the vehicle to the corresponding speed level can be done automatically, e.g. B. in that the change in the regulator spring balance or the aforementioned friction gear switched power gradually below the Influence of an oil brake is lost or inevitably by the vehicle driver similar influencing of the controller. In the latter case there is the possibility the acceleration of the vehicle by the driver according to the circumstances to regulate.

In Abb. 3 ist das der Erfindung zugrunde liegende Verfahren graphisch dargestellt. Angenommen, die Motordrehzahl wird beim Einschalten der ersten Geschwindigkeit auf die Hälfte reduziert, dann wird der überströmverlust (durch das Entlastungsventil) auf den vierten Teil herabgedrückt. Von a nach b erfolgt die Beschleunigung durch allmähliche Erhöhung der Motordrehzahl auf die normale. Beim Einrücken der nächsten Pumpenstufe würde die Geschwindigkeit c:> erzeugt werden, wenn nicht durch Herabdrücken der Motordrehzahl wieder cl erzielt würde. Die Beschleunigung erfolgt ohne Verlust nach b-c. Beim Einschalten der dritten Pumpenstufe muß die Motordrehzahl um ein Drittel herabgedrückt werden; die Beschleunigung erfolgt wieder ohne Verlust nach c-d allein durch Erhöhung der Motordrehzahl auf die normale.The method on which the invention is based is shown graphically in FIG. Assuming that the engine speed is reduced to half when the first speed is switched on, the overflow loss (through the relief valve) is reduced to the fourth part. From a to b , acceleration is done by gradually increasing the engine speed to normal. When the next pump stage is engaged, the speed c:> would be generated if cl were not achieved again by reducing the engine speed. The acceleration takes place without loss according to bc. When switching on the third pump stage, the engine speed must be reduced by a third; the acceleration takes place again without loss after cd, simply by increasing the engine speed to normal.

In Abb. ¢ ist ein Ausführungsbeispiel der Neuerung schematisch angedeutet. Es bedeutet a den Motor, b den Regler und c eine zusätzliche Federbelastung desselben. Die Federspannung kann durch den Handhebel d verändert werden, wodurch gleichzeitig auch die Motordrehzahl verändert wird. Ferner ist e das hydraulische Getriebe, dessen Pumpen fdurch die Schiebern, ein- und ausgerückt werden. Die von den Pumpen geförderte Flüssigkeit treibt das Laufrad h, von dessen Achse in bekannter Weise der Antrieb der Lokomotivtreibachsen erfolgt. Die Pumpenschieber g werden durch den Handhebel l eingestellt. Der Hebel d der Reglerfeder und der Hebel i der Schieber sind so miteinander verblockt, daß man zuerst den Hebel d verdrehen muß, wodurch die Motordrehzahl durch Entlastung der Feder herabgesetzt wird, ehe man die Schieber durch den Hebel-! einstellen kann. Die Verblockung geschieht hier beispielsweise dadurch, daß eine Stange k angeordnet ist, die gelenkig in einem Arm des Hebels d und verschiebbar in einem im Hebel i drehbaren Zapfen L gelagert ist. Mit ihrem freien Ende greift die Stange k in entsprechende Einschnitte des festen Segments m ein. Erst wenn die Stange k durch Verschiebung des Hebels d aus dem Einschnitt des Segments in herausgezogen ist, kann man den Hebel i bewegen. Später wird durch Zurückbewegen des Hebels d die Feder wieder gespannt, wodurch der Regler und damit der Motor auf ihre Normaldrehzahlen zurückgebracht werden. Will man die Zurückführung des Hebels d selbsttätig sich vollziehen lassen, so kann man ihn beispielsweise mit einer Feder tt verbinden; dieselbe zieht den Hebel an den Anschlag p zurück. Dies Zurückziehen kann zeitlich eingestellt werden durch die Wirkung einer Ölbremse r, die irgendwo mit dem Hebel d verbunden ist.In Fig. ¢ an embodiment of the innovation is indicated schematically. It means a the motor, b the controller and c an additional spring load of the same. The spring tension can be changed using the hand lever d, which also changes the engine speed at the same time. Furthermore, e is the hydraulic transmission, the pumps of which f are engaged and disengaged by the slides. The liquid conveyed by the pumps drives the impeller h, from the axis of which the locomotive drive axles are driven in a known manner. The pump slide g are adjusted by the hand lever l. The lever d of the governor spring and the lever i of the slider are interlocked so that you first have to turn the lever d, whereby the engine speed is reduced by relieving the spring, before the slider is pushed through the lever! can adjust. The locking takes place here, for example, in that a rod k is arranged, which is articulated in an arm of the lever d and slidably mounted in a pin L rotatable in the lever i. With its free end, the rod k engages in corresponding incisions in the fixed segment m. Only when the rod k has been pulled out of the incision in the segment by moving the lever d can the lever i be moved. Later, by moving the lever d back, the spring is tensioned again, whereby the controller and thus the motor are brought back to their normal speeds. If you want to let the return of the lever d take place automatically, you can connect it, for example, with a spring tt; the same pulls the lever back to the stop p. This retraction can be timed by the action of an oil brake r connected somewhere to the lever d.

Will man die Handgriffe vereinfachen, so kann man den langen Arm des Hebels d durch den kurzen Arm s ersetzen und denselben mittels der Stange t mit dem Doppelhebel v verbinden. Letzterer ist am Hebel i gelagert und wird durch die Feder w abgedrückt. Zieht man den Hebel v an den Hebel i heran, so wird die Reglerfeder entlastet. Alsdann wird der Hebel i verstellt, und durch Loslassen des Hebels v geht die Reglerfeder auf ihre Normalspannung zurück. Der Hebel v kann, wie auf der Zeichnung angedeutet, gleichzeitig zur Feststellung des Hebels i auf dem Segment m benutzt werden.If you want to simplify the hand movements, you can replace the long arm of the lever d with the short arm s and connect it to the double lever v by means of the rod t. The latter is mounted on the lever i and is pressed off by the spring w. If the lever v is pulled up to the lever i, the regulator spring is relieved. Then the lever i is adjusted, and by releasing the lever v the regulator spring returns to its normal tension. The lever v can, as indicated in the drawing, be used at the same time to fix the lever i on the segment m.

In Abb.5 ist ein weiteres Anwendungsbeispiel angegeben. Es bedeuten wieder a den Motor, b den Regler, c die Zusatzfeder, e das hydraulische Getriebe, f die Pumpen desselben und h. das Laufrad.Another application example is given in Fig. 5. It mean again a the motor, b the regulator, c the additional spring, e the hydraulic gear, f its pumps and h. the impeller.

Um das Getriebe schnell an- und abstellen zu können, benutzt man meist ein besonderes Ventil z, durch das Saug- und Druckraum des Getriebes miteinander verbunden werden. Durch Drehen des Hebels x nach rechts wird das Ventil z geöffnet, und das Getriebe läuft leer, d. h. das Getriebe wird drucklos gemacht, und die Drehschieber g der Abb. ¢ werden entlastet, wodurch die Einstellung auf eine andere Geschwindigkeit erleichtert wird. Auf derselben Achse des Hebels x sitzt der Hebel d, der durch die Federn an dem Ausschlag y des Hebels x angedrückt wird. An dem Hebel d greifen wieder wie in Abb. q. die Federe und die Ölbremse r an.In order to be able to switch the transmission on and off quickly, a special valve z is usually used, through which the suction and pressure chambers of the transmission are connected to one another. Turning the lever x to the right opens the valve z and the gearbox runs idle, ie the gearbox is depressurized and the rotary valve g in Fig. ¢ are relieved, which makes it easier to set a different speed. The lever d sits on the same axis of the lever x and is pressed against the deflection y of the lever x by the spring n. Grasp the lever d again as in Fig. Q. the spring e and the oil brake r on.

Wird also das Getriebe durch die Rechtsdrehung des Hebels x ausgerückt, so wird durch Mitnahme des Hebels d die Zusatzfeder entspannt, wodurch die Motordrehzahl sich vermindert. Rückt man später das Getriebe durch Linksbewegung des Hebels x wieder ein, so folgt der Hebel unter dem Einfluß der Feder tt und der Ölbremse r langsam nach, wodurch die Motordrehzahl wieder anschwillt. Man kann den Hebel d auch von Hand zurückdrehen und dadurch eine schnellere Beschleunigung erzielen.If the transmission is disengaged by turning the lever x to the right, the additional spring is relaxed by entrainment of the lever d, which reduces the engine speed. If the gear is re-engaged later by moving the lever x to the left, the lever slowly follows under the influence of the spring tt and the oil brake r , whereby the engine speed increases again. You can also turn the lever d back by hand and thereby achieve faster acceleration.

Claims

PATENT CLAIM-I; Control device for an internal combustion engine driven, equipped with fluid gear as a speed change Rail vehicle, characterized in that when changing to a higher speed level, which is brought about by gradually increasing the delivery rate of the gear pump, the speed of the internal combustion engine by intervening in the controller by means of compulsory connection between transmission control and regulator control equipment and under frictional-automatic return is temporarily throttled.