DE734624C - Feldreglersteuerung fuer brennkraftelektrische Triebfahrzeuge - Google Patents

Description

• Feldreglersteuerung für brennkraftelektrische Triebfahrzeuge Bei brennkraftelektrischen Triebfahrzeugen muß der Verbrennungsmotor dauernd mit der von seinem Drehzahlsteller eingestellten Drehzahl und mit :gleicher Füllung, also mit gleichbleibendem Drehmoment, arbeiten. Selbst hie; Ausfall eines Zylinders soll die Füllung der übrigen Zylinder gleichbleiben. Sie sollen jedenfalls nicht die Arbeit des ausgefallenen Zylinders mit übernehmen. Das Drehmoment und damit die Leistung sind dann entsprechend kleiner.
• Die Stromentnahme der Fahrmotoren aus dem Hauptgenerator und die Leistung der Hilfsgeneratoren schwanken entsprechend den an sie gestellten Forderungen. Das Lastdreh-Pnoment des Hauptgenerators soll nun vom selbsttätigen Feldregler durch Änderung des Erregerstromes derart geregelt werden, daß stets die eingestellte Drehzahl und die Füllung eingehalten werden können. Jede Änderung der. durch den Drehzahlsteller eingestellten Drehzahl des Dieselmotors, bedingt durch Änderung der Stromentnahme aus dem Hauptgenerator u. a., zieht eine Änderung der Stellung des Brennstoffpumpengestänges nach sich, d. h. die Stellung des Pumpengestänges ist ein Maß für die Leistung des Dieselmotors. - Von dieser Tatsache geht die vorliegende Erfindung aus. Sie setzt eine Feldreglersteuerung für brennkraftelektrische Triebfahrzeuge als bekannt voraus, bei welcher die Erregung des Hauptgenerators mittels -eines durch den Drehzahlregler der Antriebskraftmaschine gesteuerten Umschalters derart beeinflußt wird, daß die Generatorbelastung mit steigender Drehzahl der Arbeitsmaschine erhöht und mit sinkender Drehzahl verringert wird. Die Erfindung besteht darin. daß das Gestänge des Brennstoffventils mit einem den elektrischen Värstellmotor dies Feld-

  widerstandcs des Hauptgenerators in der einen

  oder anderen Drehrichtung elaschahend(-li

  elektrischen Schnellumschalter vorzugswelsc

  federnd gekuppelt ist und dieser Sclnlcll-

  umscbalter sowohl in Abhängigkeit von der

  eingstellten Drehzahl am Drelizalilsteller als

  auch von einem am Unischalter beliebig

  Drehmoment selbsttätig anspricht.

  Dabei ist der Schnelluinsclialter mit einer

  Bremsscheibe ausgerüstet, die mitsamt dem

  Schnelluinsclialter so lange durch das Ventil-

  "estänge gedreht tvird, bis eine durch den

  Drehzahlsteller ferngesteuerte Bremse ein-

  fällt und damit der Schnellunischaltcr den

  Verstellmotor einschaltet. 1?riindtnigsg eni-lil,,

  ist mit der Bremsscheibe, auf welcher der

  L'nischalterhebcl @-erscli«-enkliar gelagert ist.

  eine mit einstellbaren Kontaktringen ver-

  sehene Iiontaktv-alze zurn Steuern des Lüft-

  magnets der Bremse verbunden und wird

  mittels der Kontaktringe auf der vom Dre#h-

  zalilsteller jeweils angesteuerten Stufe der

  Stromkreis des Bremslüftma-liets unter-

  brochen. "eitere Einzelheiten der hrfindtni:@

  sind aus dem nachstellend beschriebenen Aus-

  führungsbeispiel des Erlindungsgedanhens zti

  entnehmen.

  Bei einer bekannten Feldreglersteuerung

  für brennkraftelektrische Triebfalirzeil#,;(°

  spricht ein den t-erstellmotor des Feldwider-

  standes des Haupt`erlerators in der einen

  oder anderen Drehrichtung einschaltender

  L-nischalter in Abhängigkeit von der e:n-

  gestellten Drehzahl am Drehzahlsteller an.

  Dabei wird jedoch selbsttätig vom Flicll-

  kraftregler die durch den Drehzahlsteller eni-

  gesteIlte Drehzahl der Verbrennungskraftina-

  scIiine nur bei einem matiinalen Drehmoment

  geregelt. Es kann jedoch dort nicht, Arie

  bei der Einrichtung nach der Erfindung.

  durch Zwischenschaltung eines vom PtnTipcli-

  gestängc angetriebenen elektrischen Schnell-

  umschalters die Drehzahl und zugleich ein

  beliebiges, vorher eingestelltes Drehmoment

  der Verbrennungshraftmaschine selbsttätig er-

  reicht und gleichbleibend gehalten werden.

  Die el-tlndtülgsgemäiie selbsttätige Feld-

  reglersteuerung bestellt aus dem Feldregler,

  der an beliebiger Stelle des Triebwagens

  untergebracht werden kann, und dem Schnell-

  umschalter, der in der Nähe des BrennstotF-

  ptinipengestängesS derart untergebracht wird,

  daß er durch eine Isuppelstange l@ mit dein

  Pumpengehäuse verbunden werden kann. Zu

  dein selbsttätigen Feldregler gehören der fein-

  stufi` e Reglertviderstand rt, der Kollektor-

  reg ler b, der Endschalter c für das Ab-Re-

  lais j, der Endschalter d für das Auf-Relais c.

  der Verstellmotor g, der `'orschaltwiderstand

  vor dem Motorfeldlt und die beiden Regel-

  widerstände i und k. Die Auf- und .'Lh-Relais --

  und j Nahen je zwei Arbeits- und ztvci

  Rllilei-onla hie.

  Der @-erstellmotor a des Feldreglers dreht

  den I,ürstc-liholzen des Kollektors b. Der

  Motor -#t-ird durch die <auf- und Ah-Relais c

  wid jcstcuert, und zwar derart. clai; clpr

  Strom den Anker in Auf- oder -@la-I'iclitung

  durch@iief,sr. Das Feld lt des @-erstelll:>t(Irs

  liegt daijc-rild an Spannung. Bei abgefallenen

  Auf- und AH-Relais c und: j ist der Anker des

  E-erstellmotors durch die Ruhelkontakte cler

  vors cl@anllten Relais kurzgeschlossen. Die

  Zeit, in welcher die einzelnen Widerstand-s-

  =egi n12litc des Widerstandes a durcligesclialtet

  «@erclen. kann durch die Vorwiderstände i

  und l,# eingestellt «erden. Der @@-iderstand 1

  allein gestattet, die Schaltgeschwindigkeit für

  das Abschalten der Widerstände zu verändern

  und damit diese Schaltzeit allein dc#n I:r-

  fordernissen des Betriebes anzupassen. Durch

  die <<'iderstäncle wird es ermöglicht, de:. Ver-

  brennungsmotor bei drohender C-herlastung

  schnell zu entlasten, bei beginnender Unter-

  lielastcii:- dagegen wieder langsamer zu bc--

  la@ien.

  Ger Schll; luinsclialter ist ein Doppel-

  schnellsclialter besonderer Bauart mit gro1.'.er

  L.`ficr-;etztnig und der. drei Stellungen:

  i. Schalter I eingeschaltet,

  Schalter 1I offen,

  @. Schalter I oft'en.

  Schalter II ofTen,

  ;. Schalter 1 olteil,

  Schalter II eingeschaltet.

  Der Doppelschnellschalter ist in einem Ge-

  häuse auf einer sich auf der Aatrieliscvelle :1

  lose drehender. Scheibe B aufgebaut. Diese

  Scheibe ist durch ein C'bersetzungsgestänge

  mit einem auf der Antriebs"velle festsitzenden

  Hebel C verbunden. Bei Drehung der An-

  triel,s@"elle wird infolge der besonderen Bau-

  art des Cbersetzungsgestänges die Scheibe 13

  mitgedrcht. Wird die Sche:beD jedoch durch

  die Brcnise D festgehalten, dann kann die

  Antriel>su-elle.d durch den Antriebslieliel Il

  nur so lange ,weitergedreht «-erden, bis ein-

  weder der Schalter I oder der Schalter I I ein-

  geschaltet ist. Die Drehung der Antriebs-

  wird vom Pumpengestänge S des Die-

  selmotors vorgenommen, mit dem durch eile

  Isuppelstan-c h der Ailtriebsliebel N in lici-

  den Richtungen federnd verbunden ist. Bei

  Festh.ilten der Scheibe B wird nach Einscbal-

  icn des Schalters I oder Il die weiter auf-

  tretende Drehkraft des Pumpengestänges

  durch die Federn auf der Isuppelstange l@ auf-

  genommen.

  Mit der SCh21i)eB ist eine Isontaktwalzell@

  zum Steuern, des Lüftmagnets .il der

  Bremsri D, fest verbunden. Die Isoiitalcti-iilge

  dieser Walze sind einstellbar. Der LüftmagnetIf ist mit je einem Arbeits- und einem Ruhekontakt ausgerüstet.
• Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende: Durch die Kurbel des Fahrschalters wird über den Drehzahlsteller und den Fliehkraftregler die Drehzahl des Verbrennungsmotors festgelegt, `,nährend das Drehmoment, d. h. die Füllung, mit dein Pumpengestänge sich den Anforderungen der Last entsprechend einstellt. Die erfindungsgemäße Feldreglersteuerung sorgt nun durch Änderung des Stromes (Erregergenerator P, R) in der Feldwicklung O des Hauptgenerators N, d. h. des Lastdrehmomentes, dafür, daß ein vorher bestimmtes Drehmoment des Verbrennungsmotors nicht überschritten wird. Eine Drückung der Drehzahl des Verbrennungsmotors bei vollem Drehmoment, d. h. voller Füllung, mit seinen unangenehmen Folgen wird dadurch vermieden.
• Durch den nicht dargestellten Fahrschalter wird beim Anfahren parallel zu dem ebenfalls nicht gez,ichneten Drehzahlsteller über eine der durchgehenden Steuerleitungen 6b bis i ob, z. B. Leitteig ; i', der Bremslüftmagn.et -.'y1 des Schnellumschalters erregt und die Bremse D, gelüftet. Durch das Pumpengestänge S der Verbrennungsmaschine wird nunmehr der ganze Schnellumschalter so lange mitgedreht, bis der Stromkreis des Bremslüftmagnets 11T durch den Kontaktfinger 71' unterbrochen und die Scheibe B mit ihrer Kontaktwalze W durch die Bremse D! festgehalten wird. Die jetzt erreichte Stellung der Walze und des Pumpengestänges entspricht dem für die Stellung 3 gewollten und durch Verdrehen des Kontaktbelages 7b -eingestellten Drehmomentes.
• über einen Arbeitskontakt des Auf-Relais in des Drehzahlstellers erhält gleichzeitig mit der Leittalg ib das Auf-Relais e des Feldreglers über einen Verriegelungskontakt am Ab-Relais f und dem Endschalter d Spannung. Die Kontakte I und -II des Schnellumschalters sind durch einen Ruhekontakt an dem angezogenen Bremslüftmagnet. in elektrisch gesperrt. Das Pumpengehäuse S dreht sich entsprechend dem Hochlaufen des Verbrennungsmotors aus seiner Nullage heraus. Der vom Auf-Rela1Sic eingeschalteteVerstellmotor gdrieht die Bürsten des Kollektorreglers ti ebenfalls aus der Nullage heraus. Die Schaltgeschwindigkeit des Kollektorreglers, des Drehzahlstellers und des Pumpengestänges sind ungefähr gleich. Entsprechend der größer werdenden Leistung des Verbrennungsmotors wird damit die Erregung des Hauptgenerators N verstärkt.
• Wenn der Drehzahlsteller seine Sollage erreicht hat. so würde durch Abfallen seines Auf-Relais in auch das Auf-Relais e des Feldreglers abfallen. Da es möglich ist, daß das Pumpengestänge S besonders bei der Abwärtsschaltung nicht schnell genug nachgekommen ist, wird das angezogene Auf- oder Ab-Relais e bzw. f des Feldreglers über einen Arbeitskontakt arn Bremslüftmagnet nt des Schnellumschalters und einen eigenen Arbeitskontakt so lange angezogen gehalten, bis der Bremslüftmagnet AI abfällt, d. h. das gewollte Drehmoment .erreicht ist.
• Geht nunmehr das Pumpengestänge S über seine gewollte Lage hinaus, weil de Generatorerregung zu stark oder zu schwach ist, dann wird bei festgehaltener Scheibe B und Kontaktwalze W des Schnellumschalters über die Hebel H und C einer der Schalter 1 oder II .eingeschaltet. Über den Ruhekontakt am Bremslüftmagnet /11, den Schalter 1i oder 1 und den Verriegelungskontakt des einen Relais- im Feldregler wird das andere Relais angesteuert, der Verstellmotor - geschaltet und die Erregung, des Hauptgenerators N geschwächt oder verstärkt. Das Pumpengestänge S wird dann seine Drehrichtung ändern. Diese Umsteuerung durch .lnderung der Generatorerregung wird sich so lange wiederholen, bis es dem Schnellumschalter möglich ist, seine Mittellage einzuhalten. Damit ist der Gleichgewichtszustand zwischen Verbrennungsinotordrehmoment und Lastdrehmoment hergestellt. Jede Abweichung des Pumpengestänges aus der eingestellten Lage nach rechts oder links wird sofort eine Verstärkung oder Schwächung des Hauptgenerators nach sich ziehen.
• Beim Abschalten der Verbrennungsmotorleistung durch den Fahrschalter wird der Drehzahlsteller in seine Anfangslage zurückgedreht. Auch der Feldregler wird von seinem Verstellmotor g in seine Ausgangslage zurückgebracht. Das Ab-Relais des Verstellmotors ä wird über den Ruhekontakt des Ab-Relais z des Drehzahlstellers bzw. den Arbeitskontakt des Lüftmagnets 1b1 des Schnellumschalters eingeschaltet. Diese Rückschaltung erfolgt so lange, bis das Ab-Relais i des Feldreglers durch den Endschalter c oder durch den Lüftmagnet 11<I abgeschaltet wird. Der Lüftinagnet 1b1erhält seine Spannung in der Nullstellung des Fahrschalters über die Leitung 9U. Die Leitung 9b wird durch den Kontaktfinger auf der Walze des Schnellumschalters in der Nullage des Pumpengestänges S unterbrochen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Feldreglersteuerung für brennkraftelektrische Triebfahrzeuge, bei welcher d:e Irregung des Hauptgenerators mittels eines durch den Drehzahlregler der Antriebskraftmaschine gesteuerten Umschalters derart beeinflußt -wird, daß die Generatorbelastung mit steigender Drehzahl der Arbeitsmaschine erhöht und mit sinkender Drehzahl verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestänge (S) des Brennstoffventils mit einem den elektrischen Verstellmotor (g) des Feldwiderstandes (a) des , Hauptgenerators (N) in der einen oder anderen Drehrichtung einschaltenden elektrischen Schnellumschalter vorzugsweise federnd gekuppelt ist und dieser Schnellumschalter sowohl in Abhängigkeit von der eingestellten Drehzahl am Drehzahlsteller als auch von einem am Umschalter beliebig eingestellten Drehmoment selbsttätig anspricht.
2. 2. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellumschalter mit einer Bremsscheibe (B) ausgerüstet ist, - die mitsamt dem Schnell imsehalter so lange durch das Ventilgestänge (S) gedreht -wird, bis eine durch den Drehzahlsteller ferngesteuerte Bremse (D1) einfällt und damit der Schnellumschalter den Verstellmotor einschaltet.
3. 3. Steuerung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Bremsscheibe (B,), auf welcher derUmschalterhebel (C) ver schwenkbar gelagert ist, eine mit einsteilbaren Kontaktringen versehene Kontaktwal7e (LV)- zum Steuern des Lüftmagnets (M) der Bremse (D) verbunden ist und mittels der Kontaktringe auf der vom Drehzahlsteller jeweils angesteuerten Stufe der Stromkreis des Bremslüftinagnets (M) unterbrochen wird. :1.
4. Steuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schnellumschalter entweder den Stromkreis der Betätigungsspule des Auf-Relais (e-@ oder den des Ab-Relais (f) des Verstellmotors (g schließt und diese Stromkreise durch Endschalter (c bzw. d) in den beiden äußersten Stellungen des Regelwiderstandes (a unterbrochen werden.
5. 5. Steuerung nach Anspruch i und .l, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Verstellmotors einstellbare Widerstände (i und k) vorgesehen sind, die bewirken, daß die Antriebskraftmaschine bei drohender Überlastung schnell entlastet, bei beginnender Unterlastung dagegen langsamer wieder belastet werden kann.
6. 6. Steuerung nach Anspruch 1, .1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld (h) des Verstellmotors dauernd an Spannung liegt und der Anker desselben bei stromlosen Auf- und Ab-Relais durch Ruhekontakte der letzteren in einen Kurzschlußbremsstromkreis gelegt ist.