DE956311C

DE956311C - Steuereinrichtung fuer Triebfahrzeuge, die mittels Brennkraftmaschine und kontinuierlich verstellbarem Reibraedergetriebe angetrieben werden

Info

Publication number: DE956311C
Application number: DESCH14385A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gaston Borgeaud
Original assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Current assignee: Schweizerische Lokomotiv und Maschinenfabrik AG (SLM)
Priority date: 1953-12-31
Filing date: 1954-01-15
Publication date: 1957-01-17

Description

Steuereinrichtung für Triebfahrzeuge, die mittels Brennkraftmaschine und kontinuierlich verstellbarem Reibrädergetriebe angetrieben werden Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für Triebfahrzeuge, insbesondere für Schienenfahrzeuge, die mittels einer mit Drehzahlregulierung arbeitenden Brennkraftmaschine und einem kontinuierlich und servomotorisch verstellbaren Reibrä,dergetriebe angetrieben sind.
Bei bekannten Steuereinrichtungen dieser Art arbeitet der Drehzahlregler der Antriebsmaschine unmittelbar auf die Verstellung des Getriebes, während der Führer des Fahrzeuges unabhängig hiervon die Kraftstoffregulierung bedient. Die Erfahrung mit derartigen bisher üblichen Regelungen hat jedoch gezeigt, daß eine sorgfältige Ausbildung des Fahrzeugführers erforderlich ist, um Überlastungen der Brennkraftmaschine auszuschließen. Solche Überlastungen wirken sich bekanntlich in einer schlechten Verbrennung des Kraftstoffes aus, die neben ihren sonstigen Nachteilen - insbesondere bei Dieselmotoren - zu einem stark rußenden und i auchenden Auspuff führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung eines solchen einfachen Triebfahrzeuges mit Reibrädengetrieb.e ohne größeren Kostenaufwand so zu verbessern, daß der Führer des Fahrzeuges von der Kontrolle des jeweiligen Belastungszustandes der Brennkraftmaschine entlastet wird und sich voll der Beobachtung der Fahrstrecke widmen kann.
Bei größeren -Iaschinenanlagen, die :in Verbindung mit hydraulischen stufenlos regelbaren Getrieben oder Elektromotoren arbeiten, sind bereits Vorrichtungen bekanntgeworden, um die Steuerung des Drehzahlreglers, von dem aus das entsprechende stufenlose Getriebe selbsttätig gesteuert wird, mit der Steuerung der Kraftstoffregulierung derart zu kombinieren, daß beide Regelungen in eine selbsttätige gegenseitige Abhängigkeit gebracht sind. Während diese bereits seit langem bekannten Vorrichtungen jedoch in ihrem Aufbau verwickelt und daher kostspielig so,wile außerdem auf die besonderen Verhältnisse der hydraulischen Getriebe bzw. der Elektromotoren abgestellt sind, ist mit der vorliegenden Erfindung bezweckt, eine ähnliche, einfacher aufgebaute und: für die Zusammenwirkung mit einem Reibrädergetriebe geeignete kombinierte Steuerung zu schaffen.
Die Erfindung besteht darin, daß ein zusätzliches Glied vorgesehen ist, das mit :dem Brennstoffreguliergestänge, dem Steuerschieber des Servomotors und einem Befehlsorgan des Steuerkontrollers in der Weise verbunden ist, daß beim jeweiligen Erreichen der Abschlußlage des Steuerschiebers das Reibrädergetriebe in ein solches Übersetzungsverhältnis gebracht worden isst, da,ß die Brennkraftmaschine mit dem am Befehlsorgan eingestellten Füllungsgrad bzw. mit dem entsprechenden Drehmoment arbeitet, so daß sie in Verbindung mit der von der Drehzahlreguliervorriclrttmg eingestellten Drehzahl eine bestimmte Zylinderleistung liefert.
Auf diese Weise wirken sich die auf die Reglerausschläge folgenden Reaktionen der Antriebs- und Übertragungsorgane rascher ,aus. Ferner werden der Antriebsmotor und das Reibrädergetriebe @in gewissen außerordentlichen Betriebsfällen besser aufeinander abgestimmt, als dies mit der erwähnten bekannten Steuereinrichtung möglich ist.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt; es zeigt Fi.g. i die Maschinen- und Steueranlage eines Schienentriebfahrzeuges, Fig. 2 ein Leistungsdiagramm in Abhängigkeit von der Drehzahl des Motors, woben außer der Volllast I auch einzelne Teillasten II bis IV eingetragen sind, - Fig. 3 ein Zugkraftdiagramm .in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit.
Die Brennkraftmaschine, im Ausführungsbeispiel der Dieselmotor i, treibt die in der Zeichnung nicht dargestellten Treibräder .mittels der Wellenzüge 2, 3 und des kontinuierlich verstellbaren Reibrädergetriebes q. an. Dieses besitzt ein Primär- und ein Sekundärreibrad 5 bzw. 6 mit kreisbogenförmigem Profil sowie auf den ausschwenkbaren Armen 7 gelagerte und gegen die Reibräder gepreßte Übertragungsreibscheiben B. Die Arme 7 sind miteinander durch die Hebel 9 und die Stange io gekoppelt. In der Schaltstellung o1 dreht sich die Abgangswelle 3 bei einer bestimmten Motordrehzahl am langsamsten, in Schaltstellung o2 am raschesten. Zur Verstellung des Getriebes ist ein Servomotor i i vorgesehen, dessen Steuerschieber 12 den Zu- und Abfluß des Drucköles zu den beiden Seiten des Arbeitskolbens, 13 reguliert.
Die vom Dieselmotor i abzugebende Leistung wird durch den Führer am Steuerkontroller 16 eingestellt, der z. B. auf elektropneumatischem Wege arbeitet. Dabei dient die Kurbel 17 zur Einstellung des Kraftstoffpumpenfüllungsgrades, die Kurbel 18 zur Einstellung der Vorspannung der Feder ig und dadurch der Solldrehzahl. des über die Kegelräder 2o angetriebenen Fliehkraftreglers 2i.
Der schwenkbare zweiarmige Steuerhebel 25 besitzt einen Schwenkpunkt M, der durch Drehen der Schaltkurbel 17 in seiner Höhenlage verändert werden kann. Sein linkes Ende ist mit dem von der Reglermuffe 22 verstellbaren Kraftstoffregulierhebel 26 und -gestänge 27, sein .rechtes Ende über das Gestänge 28 mit dem Steuerschieber 12 des Servomotors i i mechanisch verbunden.
Da nun bei einer bestimmten Betriebsdrehzahl die Lage der Muffe 22 und die entsprechende Stellung des Reguliergestänges 26, 27 der Kraftstoffpumpen 29 ein Maß für die jeweilige Leistungsabgabe des Dieselmotors bildet, bedingt jede Ileistungsänderung gegenüber dem Gleichgewichtszu-stand eine Bewegung des Kraftstoffreguli,ergestänges. Anderseits wird zufolge der gezeigten mechanischen Verbindung zwischen dem Kraftstoffreguliergestänge 26, 27 und dem Steuerschieber 12 jede Abweichung der Reglermuffe 22z aus shrer Gleichgewichtslage eine entsprechende Änderung der Einstellung des Getriebes q. einleiten. Bei Abschlußlage des Steuerschiebers 12 ist dann eine Einste'llung -des Getriebes q. zustande gekommen, welche dien Dieselmotor i entsprechend der am Steuerkontroller 16 eingestellten Füllung und Drehzahl arbeiten läßt.
So bewirkt z. B. eine von den Antriebsrädern herrührende Belastungsvergrößerung an der Abgangswelle 3 gegenüber dem Gleichgewichtszustand. zunächst ein Absinken der Motor- und der Reglerdrehzahl, wobei sich das Reguliergestänge 25 bis 28 und der Steuerschieber 12 nach Maßgabe der Muffensenkung m zunächst nach, der strichpunktiert gezeichneten Lage verstellen und -damit eine momentane Vergrößerung des Kraftstoffüllungsgrades sowie eine Verschiebung des Arbeitskolbens 13 nach links und eine entsprechende Verstellung der Übertragungsreibsgheiben 8 im Sinne verminderter Fahrgeschwindigkeit verursachen. Da von nun an die Welle 2 zufolge dies geänderten Ü'bersetzungsverhältnisses weniger stark belastet ist, und weil die Kraftstoffpumpen mehr fördern, steigt die Motordrehzahl wieder an, und das Reguliergestänge kehrt in seine alte Lage zurück oder pendelt nach der entgegengesetzten Seite aus. Der Reguliervorgang dauert so lange, bis die eingestellte Betriebsdrehzahl und das derselben zugeordnete Drehmoment wieder vorhanden sind. Die am Radumfang abgegebene Leistung ist dann dieselbe wie vor dem Reguliervorgang, jedoch bei Zugkraft- und Geschwindigkeitswerten, die den geänderten Fahrwiderstandsverhältnissen .entsprechen. Im Zugkraftdiagramm von Fig. 3 spielt sich dieser Vorgang z. B. auf dem Hyperbelstück h ab, indem die Fahrgeschwindigkeit TVl und die Zugkraft P1 .die neuen Werte V2 und P2 annehmen. Die Solldrehzahl dies 2vTotors sei dabei durch den Kontrollergriff 18 auf den im Leistungsdiagramm von Fi,g. 2 ersichtlichen Wert II eingestellt.
Weitere Teilwerte der Motorleistung und der ihnen hinsichtlich wirtschaftlichsten Betriebes zugeordneten Solldrehzahlen sind. in den Diagrammen durch die römischen Ziffern III und IV gekennzeichnet und die entsprechenden Punkte durch einen punktiert eingetragenen Lnnienzug p -miteinander verbunden. Für alle diese Betriebszustände wird das Getriebe 4 durch das, beschriebene Reguliergestänge selbsttätig auf die richtige Übersetzung eingestellt.
Die jeweilige Einstellung des K.raftstoffreguliergestänges ist ferner ein richtiges Maß für die augenblickliche Leistungsfähigkeit der Brennkraftmaschine. Alle Unregelmäßigkeiten in der Arbeitsweise des Motors werden automatischberücksichtigt. Bei teilweisem Aussetzen eines oder mehrerer Arbeitszylinder verhindert die Regulierung die Überlastung der anderen Zylinder. Die Gesamtleistung der Brennkraftmaschine erfährt dabei eine Verminderung, und das im Getriebe eingestellte übersetzungsverhältnis entspricht der zulässigen Belastung der noch leistungsfähigen Zylinder.
Es wird noch bemerkt, daß Anspruch i ausschließlich die Kombination seiner sämtlichenMerkmale schützt. Die Ansprüche 2 und 3 sind reine Unteransprüche, die nur in Verbindung mit Anspruch i gelten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuereinrichtung für Triebfahrzeuge, insbesondere Schienentriebfahrzeuge, die .mittels einer mit Drehzahlregulierung arbeitenden Brennkraftmaschine und einem kontinuierlich und servomotorisch verstellbaren Reibrädergetriehe angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzliches Glied (25) vorgesehen ist, das mit dem Kraftstoffreguliergestänge (26, 27), dem Steuerschieber (12) des Servomotors (i i) und einem Befehlsorgan (17) des Steuerkontrollers (16) in der Weise verbunden ist, daß beim jeweiligen Erreichen der Abschlußlage des Steuerschiebers (12) das Reibrädergetriebe (4) in ein solches übersetzungsverhältnis gebracht worden ist, daß die Brennkraftmaschine (i) mit dem am Befehlsorgan (17) eingestellten Füllungsgrad bzw. mit dem entsprechenden Drehmoment arbei=tet, so daß sie in Verbindung mit der von der Drehzahlreguliervorrichtung eingestellten Drehzahl eine bestimmte Zylinderleistung liefert.
2. Steuereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Glied aus einem schwenkbaren zweiarmigen Steuerhebel (25) besteht, dessen Schwenkpunkt (M) durch Betätigen des z. B. als Schaltkurbel ausgebildeten Befehlsorgans (17) in seiner Höhenlage veränderbar ist und dessen Enden mit der Muffe (22) des Drehzahlreglers (21,) bzw. mit dem Steuerschieber (12) verbunden sind.
3. Steuereinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlregler (21) mit einer vom Steuerkontroller (16) aus einstellbaren Drehzahlverstellvorrichtung (1g) versehen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung Sch 9057 VIIId/201 (Patent gi i 61g) ; schweizerische Patentschriften Nr. 189 226, 206 345; USA-Patentschriften Nr. 1979 122, 1 283 665.