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Steuerung für dieselelektrische Fahrzeuge Bei dieselelektrisch angetriebenen
Fahrzeugen kann die Aufgabe der Gleichhaltung der Generatorleistung bei verschiedenen
Motorströmen als gelöst angesehen werden. Nicht befriedigend gelöst hingegen ist
die Forderung der Schonung des Dieselmotors. Der Dieselmotor soll nach Möglichkeit
immer mit jener Drehzahl laufen, die der erforderlichen Generatorleistung oder Fahrzeugleistung
entspricht. Bei den bekannten Steuerungen mit der sog. Brennstoffregelung muß der
Dieselmotor jedoch auch bei Halblast immer noch mit etwa 85 bis 900/, seiner Nenndrehzahl
laufen. Von einer nennenswerten Brennstoffersparnis oder gar von einer Schonung
des Dieselmotors kann daher bei diesen Steuerungen nicht gesprochen werden.
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Bei den Steuerungen mit Brennstoffregelung haben die Dieselmotoren
einen Regler, der vom Führerschalter aus verstellt werden kann. Bei diesem Regler
wird jedoch nur die Brennstoffzufuhr geändert. Die jeweilige Dieselmotordrehzahl
wird damit nicht eindeutig eingestellt, sondern sie" richtet sich ganz nach der
Belastung, weil der Dieselmotor ein ähnliches Verhalten hat wie die elektrische
Hauptmaschine. Es sind Steuerungen bekanntgeworden, bei denen dei Dieselmotor zwar
einen Regler hat, der die Drehzahl auf der jeweils eingestellten Höhe hält. Hierbei
konnte jedoch die Einstellung nur durch einen besonderen Umschalter vorgenommen
werden. Dies hat den Nachteil, daß der Umschalter bei Unaufmerksamkeit des Führers
in der Stellung für die höchste Drehzahl stehengelassen werden kann, wenn die Hauptkurbel
in die Nullstellung zurückgenommen wird. Dabei wird der Dieselmotor entlastet und
nimmt trotz der Einstellung des Reglers eine Drehzahl an, die noch um etwa ro °/o
über der höchsten Lastdrehzahl liegt. Diese hohe Drehzahl ist aber für den Dieselmotor
sehr ungünstig.
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Es -ist auch schon vorgeschlagen worden, selbsttätig eine Regelung
im Feldkreis der Antriebsmotoren, gegebenenfalls auch die Reihenparallelschaltung
der Motoren, und eine nachfolgende Einstellung der Dieselmotordrehzahl in Abhängigkeit
von der Dieselmotordrehzahl vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird ein mit Handvoreinstellung
versehener Fliehkraftregler benutzt, der bei steigender Drehzahl mittels einer Druckmittelsteuerung
zunächst einen die genannten Motorschaltungen vollziehenden Fahrschalter und anschließend
daran, bei weiterem Drehzahlanstieg, das Brennstoffventil für den Verbrennungsmotor
im Sinne einer Herabsetzung seiner Drehzahl steuert. Bei einer anderen, im wesentlichen
ebenfalls selbsttätig arbeitenden Steuerung dieser Art kann man ferner mittels eines
Handschalters die Brennstoffzufuhr einstellen und vor dem Ansteuern der selbsttätigen
elektrischen Regelung eine Handregelung im Erregerkreis des Generators vornehmen.
Diese Handregelung erfolgt jedoch nur auf der ersten Drehzahlstufe, ist für den
Verschiebebetrieb mit der leeren Lokomotive bestimmt und für den ordnungsmäßigen
Betrieb nicht geeignet.
Diesen bekannten Einrichtungen haften verschiedene
Mängel an, die darin bestehen, daß nicht bei jeder beliebigen Stellung des Dreh-,
zahlreglers alle Regelstufen für die Erregung: des Hauptgenerators durchgeschaltet
wer. können. Auch ist es nicht möglich, die Dies ; motordrehzahl herabzuregeln,
wenn der Fahr', schalter sich in einer der höheren Schaltstellungen befindet bzw.
wenn nach Erreichen der gewünschten Fahrgeschwindigkeit die volle Dieselmotorleistung
nicht mehr benötigt wird. Es sind außerdem keine Sicherheitsmaßregeln getroffen,
um das Einregeln der vollen Dieselmotordrehzahl oder das Aufrechterhalten derselben
zu verhüten, wenn der Fahrschalter sich in einer der ersten Schaltstellungen befindet.
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Die Erfindung, durch die diese Mängel behoben werden sollen, besteht
darin, daß bei einer Steuerung für dieselelektrische Fahrzeuge, bei der gleichzeitig
und gemeinsam durch einen Fahrschalter die Fremderregung der Hauptdynamo und die
Drehzahl der Brennkraftmaschine einstellbar sind, das Regeln der Erregung für die
Hauptdynamo unmittelbar und allein durch einen handbedienten Fahrschalter erfolgt
und der Drehzahl-' regier für die Verbrennungsmaschine außer durch dieselbe Handhabe
auch mittels eines besonderen Umschalters gesteuert werden kann. Die Bedienung des
Drehzahlreglers geschieht hierbei zweckmäßig in einer solchen Weise, daß er auf
den ersten Stufen nicht auf höhere Drehzahlen eingestellt werden kann, was sich
bei Fernsteuerung beispielsweise durch Führung der Steuerleitungen über Hilfskontakte
des Fahrschalters und des Umschalters erzielen läßt. Durch die erfindungsgemäße
Anordnung wird dem Bedienungsmann, soweit dies nützlich und zulässig ist, freies
Schalten ermöglicht, Fehlschaltungen aber werden mit Sicherheit vermieden.
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Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die von
einem nicht gezeichneten Dieselmotor angetriebene elektrische Hauptmaschine i mit
der Gegenv erbundwicklung 2 und der selbsterregten Wicklung 3 liefert Strom für
die beiden Fahrmotoren :I. Die Erregerwicklung 5 der Hauptmaschine wird durch die
Erregermaschine 6, die mit ihr gekuppelt ist, fremderregt. Der Erregerstrom wird
durch den- Fahrschalter 7 geregelt. Die Erregermaschine kann noch Strom für Hilfsbetriebe
liefern. Ihre Spannung wird daher bei den verschiedenen Dieselmotordrehzahlen zweckmäßig
gleichbleibend gehalten. Der Drehzahlregler des Dieselmotors soll durch die Magnete
I, II, III beeinflußtwerden. Sind die drei Magnete ausgeschaltet, dann läuft der
Dieselmotor mit seiner Leerlaufdrehzahl. Wird der Magnet I eingeschaltet, dann nimmt
der Dieselmotor seine niedrigste Betriebsdrehzahl an. Wird der Magnet II eingeschaltet,
dann steigt die I;)eselmotordrehzahl auf die mittlere Betriebsdrehzahl. Wird schließlich
der Magnet III eigeschaltet, dann stellt der Regler die höchste Betriebsdrehzahl
ein. Es sind natürlich auch andere Kombinationen möglich, so daß man auch mit zwei
Magneten drei verschiedene Betriebsdrehzahlen erhalten kann.
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Das Ein- und Ausschalten der Drehzahlregelmagnete erfolgt durch den
Fahrschalter 7 oder für die Stufen II und III auch durch den Umschalter B. Mit den
Leitungen io und i i, die zu den Regelmagneten I1 und III führen, sind die Schütze
12 und 13 verbunden, die beim Öffnen ihrer Kontakte Widerstände 14. und 15 in den
Erregerstromkreis 16 der Erregermaschine einschalten. Die Widerstände sind so abgestimmt,
daß die Spannung der Erregermaschine bei den verschiedenen Drehzahlen immer die
gleiche` Höhe hat. Beim Übergang auf eine höhere Drehzahl bleibt die Spannung etwas
zurück, weil die Steigerung der Dieselmotordrehzahl unter Last länger dauert als
die Schwächung des Feldes der Erregermaschine. Beim Übergang auf eine niedere Drehzahl
bleibt die Spannung praktisch gleich, weil sich das Feld erst allmählich verstärkt,
was etwa ebenso lange dauert wie die Änderung der Dieselmotordrehzahl von hoch auf
niedrig. Das Nacheilen der Spannung beim Übergang auf die hohe Drehzahl ist kein
Nachteil, und es ist nicht notwendig, den Schützen 12 und 13 irgendeine Zeitverzögerung
zu geben gegenüber den Magneten II und III oder irgendwelche Zeitrelais einzubauen,
die die Änderung der Erregung erst dann bewirken würden, wenn die Drezahl die eingestellte
Höhe angenommen hat. Die Anwendung solcher Mittel ist natürlich möglich.
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Zu den Drehzahlregelmagneten führen die Leitungen 9, io und ii. Der
Steuerstrom und der Erregerstrom für die Hauptmaschine wird, solange der Ladeschalter
17 noch nicht eingeschaltet ist, vondemStromsammler i8geliefert. DieLeitung g führt
vom Regelmagnet I unmittelbar zum Fahrschalter. Die Leitungen io und i1 führen zu
dem Umschalter B. Steht dieser in der Stellung g, dann sind die Leitungen io und
i i ausgeschaltet. In der Stellung h sind die Leitungen io und 2o und in der Stellung
i auch noch die Leitungen i i und 21 miteinander verbunden. In der Nullstellung
des Fahrschalters ist alles ausgeschaltet und die Erregerwicklung 5 über den Regelwiderstand
22 in sich kurzgeschlossen. In der Zwischenstellung x erhält die Leitung 9 Spannung.
Der Regelmagnet I zieht an, und der Dieselmotor nimmt seine niedrigste Betriebsdrehzahl
an. Die Hauptmaschine erzeugt
jedoch erst dann Spannung, wenn der
Fahrschalter in die Stellung a oder b gebracht wird. Befindet sich der Umschalter
in der Stellung g, dann bleibt die Dieselmotordrehzahl auch auf den weiteren Fahrstufen
c bis f gleich. Befindet er sich jedoch in der Stellung da, dann nimmt der Dieselmotor
auf den Stufen c und d die mittlere Betriebsdrehzahl an und behält diese auch auf
_den Stufen e und f bei.
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Wird der Umschalter auf Stufe i eingestellt, dann steigt die Dieselmotordrehzahl
auf den Stufen e und f auf den höchsten Betrag an. Umgekehrt kann
nun auch, wenn die Hauptkurbel auf Stufe f steht, von der Drehzahl III auf II oder
auch auf I zurückgegangen werden, sobald nach Erreichung der gewünschten Geschwindigkeit
die volle Dieselmotorleistung nicht mehr gebraucht wird.
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Der Betrieb wird sich also so abspielen, daß der Führer vor Antritt
der Fahrt den Umschalter entweder auf Stufe g oder h einstellt; wenn er Verschiebebewegungen
auszuführen hat. Hingegen wird er ihn auf Stufe h oder i
einstellen,
wenn er auf der Strecke fahren will. Es kann jedoch in keinem Falle eintreten, daß
der Dieselmotor im Leerlauf mit der Drehzahl III laufen kann.
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In vielen Fällen wird man wahrscheinlich mit zwei Betriebsdrehzahlen
auskommen. Zur Beeinflussung des Reglers können an Stelle von Magneten natürlich
auch andere Steuermittel treten. Ferner kann es insbesondere bei Zugsteuerung zweckmäßig
sein, die Regelmagnete nicht unmittelbar vom Fahrschalter aus, sondern von einem
Schaltwerk aus zu steuern, welches vom Fahrschalter beeinflußt wird.
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In dem Ausführungsbeispiel ist nur ein Fahrschalter und ein Umschalter
dargestellt. Es können natürlich auch zwei oder mehrere vorgesehen werden. Ferner
ist die Steuerung bestens geeignet für Zugsteuerung, wobei für den Antrieb des Nebenschlußreglers
ein Schaltwerk vorzusehen wäre. In einfachen Fällen kann der Umschalter 8 .entfallen,
und der Dieselmotor wird ausschließlich vom Fahrschalter 7 gesteuert. Die Erregermaschine
muß natürlich so gebaut sein, daß sie auch bei der kleinsten Betriebsdrehzahl ungefähr
ihre volle Leistung abgeben kann. Dies ist jedoch kein Nachteil, weil ihr Gewicht
an sich nur einen Bruchteil vom Gesamtgewicht der elektrischen Ausrüstung beträgt.
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Es ist wünschenswert, daß die Anfahrzugkraft des Fahrzeuges bei der
kleinsten Dieselmotordrehzahl ebenso groß ist, wie bei der höchsten Dieselmotordrehzahl.
Dies läßt sich durch Änderung der Spannungskennlinie der Hauptmaschine erreichen.
Zu diesem Zwecke können Kontakte auf der Umschaltwalze rgegehen werden, durch die
auf den Stufen lt 't und i Widerstände, die in den Stromkreisen `der. Erregerwicklungen
3 oder 5 liegen, je nach Bedarf kurzgeschlossen oder eingeschaltet werden.