Regelvorrichtung für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Diesellokomotiven, mit Kraftübertragung durch ein Strömungsgetriebe. Die Erfindung bezieht sich auf Regelvor richtungen für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Diesellokomotiven, bei denen die Kraft übertragung durch Strömungsgetriebe mit verstellbaren Schaufeln erfolgt. Die Erfin dung besteht darin, dass die Schaufelverstel lung in Abhängigkeit von einem Impuls er folgt, der durch den Unterschied zwischen einer eingestellten und der entsprechenden tatsächlichen Grösse (z. B. Brennstoffmenge) hervorgerufen wird und der jeweils die Ein stellung der Motorleistung und des Motor drehmomentes auf vorher festgelegte Beträge bewirkt.
Diese Beträge sind so festgelegt, dass sich trotz der vielfachen, wechselseitigen Be ziehungen zwischen den die Wirkungsgrade des Motors und des hydraulischen Getriebes beeinflussenden Grössen bei allen Fahrge schwindigkeiten und Leistungen eine gute Gesamtwirtschaftlichkeit des Fahrbetriebes ergibt.
Fig. 1 der Zeichnung zeigt in grund- zügiger Darstellung beispielsweise eine Re gelvorrichtung nach der Erfindung.
Die Fig. 2 und 3 bringen Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise der Vorrich tung nach Fig. 1.
Die Kurbelwelle 1 (Fig. 1) eines Verbren nungsmotors 2 ist mit einem Strömungs getriebe 3 gekuppelt, von dem die den An trieb des Fahrzeuges vermittelnde Welle 4 ausgeht.
Auf einer am Motor 2 gelagerten, vom Führerstand aus zum Beispiel von Hand be einflussbaren Verstellwelle 5 sitzen gegen über dieser urdrehbar zwei Kurvenscheiben 6 und 7, gegen die Stangen 8 und 9 mittels nicht dargestellter Federn über Rollen 10 und 11 gedrückt werden. Die Stange 8 greift am Ende 12 eines. Hebels 13 an, der seinerseits mit der nicht dargestellten Drehzahlverstell- einrichtung eines Drehzahlreglers 14 üblicher Bauart in Verbindung steht.
Die mit L be zeichnete Lage des Hebelendes 12 entspricht der Leerlaufdrehzahl, während der Punkt t' die Lage des Endes 12 bei voller Drehzahl bezeichnet. Mit der vom Regler 14 beein flussten Vorrichtung zur Brennstoffregelung ist ein Hebel 15 in der Weise verbunden, dass bei steigendem Motordrehmoment, wenn also der Regler 14 die Brennstoffzufuhr zum Mo tor 2 vergrössert, sich das Ende 16 des Hebels 15 nach oben bewegt. Mit L' ist die Lage des Endes 16 bei Leerlauf-, mit Y' seine Lage bei Vollastbrennstoffmenge bezeichnet. Das Ende 16 ist durch einen Lenker 17 mit dem einen Ende eines Hebels 18 verbunden, dessen anderes Ende an die Stange 9 angelenkt ist.
In der Mitte des Hebels 18 greift ein Steuer kolben 19 an, der mit drei, in gleichem Ab stand voneinander angeordneten Bunden 20, 21, 22 in einem Zylinder 23 geführt ist. Von dem untern Teil dieses Zylinders geht eine Leitung 24 aus, die in einen Ölbehälter 25 mündet. An diesen ist eine Zahnradpumpe 26 angeschlossen, von der eine Leitung 27 nach dem obern Teil des Steuerzylinders 23 führt. Die Leitungen 24 und 27 sind übet ein Sicher heitsventil 28 miteinander verbunden.
In der Mitte zwischen den Mündungen der Leitun gen 24 und 27 zweigt von dem Zylinder 23 eine Leitung 29 ab, die in der dargestellten Mittellage des Steuerkolbens 19 durch dessen mittleren Bund 21 abgeschlossen wird. Die Leitung 29 mündet in einen an dem Strö mungsgetriebe 3 befestigten Arbeitszylinder 30. An einem in diesem Zylinder geführten Kolben 31 sitzt eine Stange 32, die durch einen Lenker 33 mit dem Ende 34 eines um eine Achse 35 schwenkbaren Verstellhebels 36 verbunden ist. Auf die der Mündung der Leitung 29 abgewandte Seite des Kolbens 31 wirkt eine im Zylinder 30 gelagerte Druck feder 37.
Das Strömungsgetriebe 3 besitzt nicht dargestellte, verstellbare Pumpenschau feln, die durch ebenfalls nicht dargestellte Verstellglieder mit der Achse 35 gekuppelt sind. Mit A ist diejenige Stellung des Hebel endes 34 bezeichnet, bei der die Schaufeln die grösste Öffnung geben; der Punkt Z ent spricht der Schliessstellung der Schaufeln.
Das Schaubild nach Fig. 2 hat als Ab- szisse die Sekundärdrehzahl des Strömungs getriebes 3 bezw. die Fahrgeschwindigkeit W. Die gestriehelten Kurven 38 bis 42 stel len den Verlauf des am Primärteil des Strö mungsgetriebes 3 auftretenden Drehmomen tes (Primärdrehmomentes) bezw. des vom Motor aufzubringenden Drehmomentes<I>Min</I> bei einer bestimmten, gleichbleibenden Pri märdrehzahl für fünf verschiedene Schaufel stellungen dar. Die Kurve 43 gibt den Ver lauf der Schaufelstellungen wieder, die bei den verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten eingestellt werden müssen, um das durch die Waagrechte 44 bezeichnete, gleichbleibende Motordrehmoment zu verwirklichen.
Grosse Ordinatenwerte der Kurve 43 entsprechen grossen Öffnungen zwischen den Schaufeln, kleine Ordinatenwerte kleinen Öffnungen. Die Abszissen 45 bezw. 46 stellen diejenigen Fahrgeschwindigkeiten dar, bei denen sich mit der Schaufeleinstellung gemäss Kurve 40 bezw. 41 das Motordrehmoment 44 ergibt. Die Ordinate 47 bezeichnet dasjenige Motordreh moment, das sich bei der Fahrgeschwindig keit 46 und der Schaufelstellung gemäss Kurve 40 einstellt.
In dem Schaubild nach Fig. 3 stellt die Kurve 48 den Verlauf des vom Motor ab gegebenen Drehmomentes und Kurve 49 den Verlauf der Motordrehzahl in Abhängigkeit von der vom Motor abgegebenen Leistung Nm dar. Die Linie 50 bezeichnet den Leer laufbetrieb, die Linie 51 den Vollastbetrieb. Die Linie 52 entspricht der kleinsten über haupt möglichen Nutzleistung, die Linie 53 der Höchstleistung.
Es sei vorausgesetzt, dass sich die Regel vorrichtung bei der in Fig. 1 dargestellten Einstellung im Beharrungszustand befindet. Die Stellung des Hebels 13 und die des He bels 15 entsprechen einer bestimmten Motor- drellzahl, einem bestimmten Motordrehmo ment und einer bestimmten Motorleistung zwischen Leerlauf- und Vollastbetrieb. Das eingestellte Motordrehmoment möge durch die Waagrechte 44 in Fig. 2 gekennzeichnet sein.
Bei der dargestellten Lage des Arbeits kolbens 31 geben die verstellbaren Schaufeln des Strömungsgetriebes 3 eine bestimmte (Öffnung frei. Es sei dies die der Kurve 40 in Fig. 2 zugrunde liegende Schaufelstellung. Dieser entspricht bei dem eingestellten Motor drehmoment eine bestimmte Drehzahl des Sekundärteils des Strömungsgetriebes 3 und damit eine bestimmte, nämlich die in Fig. 2 mit 45 bezeichnete Fahrgeschwindigkeit. Bei der dargestellten Mittellage des Steuerkolbens 19 kann kein 01 nach dem Arbeitszylinder 30 hinfliessen oder von diesem wegfliessen. Die Stellung des Kolbens 31 und damit die Stellung der Schaufeln des Strömungsgetrie bes 3 bleibt daher unverändert.
Hierbei för dert die Zahnradpumpe 26 das aus dem Be hälter 25 angesaugte 01 unter Umgehung des Steuerzylinders 23 über das Sicherheitsventil 28 in den Behälter 25 zurück.
Erhöht sich die Fahrgeschwindigkeit bei unveränderter Stellung der Welle 5 und da mit des Hebels 13 - etwa infolge einer Ver ringerung der Steigung der Fahrstrecke beispielsweise bis zur Geschwindigkeit 46, so sinkt bei unveränderter Schaufelstellung das Motordrehmoment auf den Wert 47. In folgedessen verringert, der Regler 14 die Brennstoffzufuhr zum Motor 2 und das Ende 16 des Hebels 15 bewegt sich nach unten. Gleichzeitig senkt sich das rechte Ende des Hebels 18 und damit der Steuerkolben 19, so dass der Bund 21 die Mündung der Leitung 29 freigibt.
Infolgedessen strömt Drucköl aus der Leitung 27 über die Leitung. 29 in den Arbeitszylinder 30 und schiebt den Kol ben 31 gegen den Widerstand der Feder 37 nach links, wodurch unter Vermittlung der Teile 32 bis 36 die von den Schaufeln frei gegebene Öffnung vergrössert wird. Dies hat eine Erhöhung des Primärdrehmomentes zur Folge, bis der Beharrungszustand bei Fahr geschwindigkeit 46 erreicht ist.
Das tritt dann ein, wenn. die Schaufeln eine _ solche Stellung - nämlich die der Kurve 41 zu grunde liegende Stellung - eingenommen haben, die das ursprüngliche Primär- bezw. Motordrehmoment 44 ergibt.
Gleichlaufend mit der Steigerung des Primär- bezw. Motor drehmomentes vergrössert der Regler 14 die Brennstoffzufuhr zum Motor, bis die dem Primär- bezw. Motordrehmoment 44 entspre chende Brennstoffzufuhr gleichzeitig mit diesem Drehmoment erreicht ist. Der Hebel 15 befindet sich dann wieder in seiner an fänglichen, in Fig. 1 dargestellten Lage. Der mit dem Hebelende 16 gekoppelte Steuerkol ben 19 befindet sich wieder in der Mittel lage gemäss Fig. 1, so dass eine weitere Ver schiebung des Kolbens 31 verhindert ist.
Die neue Schaufelstellung bleibt also unverän dert, solange keine Laständerung erfolgt.
Nimmt die Fahrgeschwindigkeit bei un veränderter Stellung der Welle 5 infolge star ker Belastung ab, so spielen sich die beschrie benen Vorgänge im umgekehrten Sinne ab: das Motordrehmoment steigt, der Regler 14 vergrössert die Brennstoffzufuhr zum Motor 2, das Hebelende 16 und der Steuerkolben 19 bewegen sich nach oben, so dass zwischen den Leitungen 29 und 24 eine Verbindung her gestellt wird. Aus dem Zylinder 30 fliesst daher 01 nach dem Behälter 25, und der Kol ben 31 bewegt sich unter dem Einfluss der Feder 37 nach rechts. Infolgedessen wird die von den Schaufeln freigegebene Öffnung ver kleinert.
Hiernach wird das Primärdrehmo ment wieder bis auf den ursprünglichen Wert (44) erniedrigt, während gleichzeitig der Regler 14 die Brennstoffzufuhr zum Motor 2 wieder auf den zugehörigen Wert verringert. Dadurch nehmen der Hebel 15 und der Steuer kolben 19 wieder ihre ursprüngliche Lage ein, so dass die neue Schaufelstellung unver ändert bleibt.
Will man die Motorleistung erhöhen, so dreht man die Verstellwelle 5 und damit die Kurvenscheiben 6 und 7 in dem Sinne, dass eine Aufwärtsbewegung der Stange 8 und eine Abwärtsbewegung der Stange 9 erfolgt. Hierbei wird das mit der Stange 8 verbun dene Ende 12 des Hebels 13 angehoben und damit der Regler 1.4 auf eine höhere Dreh zahl eingestellt. Da zunächst die Motordreh zahl geringer ist als die eingestellte Dreh zahl, vermehrt der Regler 14 die Brennstoff zufuhr zum Motor 2 über den der eingestell ten Leistung entsprechenden Betrag hinaus um eine zusätzliche Brennstoffmenge.
Hier bei bewegt sich das Hebelende 16 gleichfalls um eine grössere Strecke, als dem angestreb ten Beharrungszustand entspricht nach oben. Gleichzeitig wird das an dem Hebelende 16 aasgelenkte Ende des Hebels 18 angehoben, dessen anderes Ende durch die Abwärtsbewe gung der Stange 9 gesenkt worden ist. Da der Weg des Endes 16 -- infolge der Bewegung über die dem Beharrungszustand entspre chende Stellung hinaus - grösser ist als die Verschiebung der Stange 9, bewegt sich der Steuerkolben 19 nach oben und stellt eine Verbindung zwischen den Leitungen 29 und 24 her.
Infolgedessen fliesst 01 aus dem Zylin der 30 ab; der Kolben 31 bewegt sich daher nach rechts, wodurch die von den Schaufeln des Strömungsgetriebes 3 freigegebene Öff nung verkleinert und damit das Primärdreh moment verringert wird. Diese Entlastung des Motors und die erwähnte Erhöhung der Brennstoffzufuhr bewirken ein Steigen der Motordrehzahl bis zu der am Regler 14 ein gestellten Drehzahl. Da die von den Schau feln des Strömungsgetriebes 3 freigegebene Öffnung während der Steigerung der Motor drehzahl verkleinert wurde, wird, nachdem durch Erreichen der neuen Drehzahl eine zu sätzliche Leistung für die Beschleunigung der Motormassen nicht mehr nötig ist, das Motordrehmoment infolge der verminderten Schaufelöffnung kleiner, als es dem Behar rungszustand entspricht.
Daher vermindert der Regler 14 die Brennstoffzufuhr zum Mo tor 2 bis unter den der eingestellten Leistung entsprechenden Betrag. Infolgedessen sinkt das Hebelende 16 bis unter die Stellung, die dem angestrebten Beharrungszustand ent spricht. Gleichzeitig bewegen sich das an dem Hebelende 16 aasgelenkte Ende des Hebels 18 und der Steuerkolben 19 bis unter die dem Beharrungszustand entsprechende Stellung. Hierdurch wird Druckölzufluss zum Zylinder 30 eingestellt, der Kolben 31 bewegt sich nach links und die Schaufeln geben eine grö ssere Öffnung frei, so dass sich das Primär drehmoment so lange erhöht, bis das dem Be- harrungszustand entsprechende Primärdreh- moment erreicht ist.
Gleichlaufend mit der Steigerung des Primärdrehmomentes vergrö ssert der Regler 14 die Brennstoffzufuhr zum Motor 2 so lange, bis gleichzeitig mit den Schaufeln des Strömungsgetriebes 3 auch das Hebelende 16 und der Steuerkolben 19 in die dem Beharrungszustand entsprechenden Stel lungen gelangen. Es befindet sich dann der Steuerkolben 19 in seiner Mittellage.
Dem zufolge bleibt die neue Stellung des Kolbens 31, die gegenüber der in Fig. 1 dargestellten Ausgangslage nach links verschoben ist, und damit die neue Schaufelstellung, die eine ver grösserte Öffnung ergibt, unverändert. Da der Anlenkpunkt des Steuerkolbens 19 an dem Hebel 18 wieder die ursprüngliche, in Fig. 1 dargestellte Lage einnimmt, hat sich das He belende 16 um dieselbe Strecke gehoben, um die sich die Stange 9 infolge der Drehung der Kurvenscheibe 7 gesenkt hat. Jeder Einstel lung der Welle: 5 ist demnach im Beharrungs zustand eine bestimmte Einstellung der Brennstoffzufuhr zugeordnet. Anderseits ent spricht der durch die Kurvenscheibe 6 be wirkten Einstellung des Hebels 13 im Behar rungszustand eine bestimmte Motordrehzahl.
Dreht man die Verstellwelle 5 in dem Sinne, dass eine Abwärtsbewegung der Stange 8 und eine Aufwärtsbewegung der Stange 9 erfolgt, so spielen sich die im Vorstehenden beschriebenen Vorgänge im umgekehrten Sinne ab; es ergibt sich eine Verkleinerung der Motorleistung.
Bei jeder Stellung der Welle 5 stellt sich demnach eine bestimmte Motordrehzahl, so wie eine bestimmte Brennstoffzufuhr und da mit eine bestimmte iVIotorleistung und ein bestimmtes Motordrehmoment ein. Durch Wahl der Gestalt und Anordnung der Kur venscheibe 6 und 7 kann man die Gesetz mässigkeit, nach der sich das lblotordrehmo- ment und die Motordrehzahl in Abhängigkeit von der Motorleistung ändern, beliebig ge stalten, z. B. entsprechend den Kurven 48 und 49 in Fig. 3.
Es ist selbstverständlich, dass man den Verlauf von Motordrehzahl und Motordrehmoment in Abhängigkeit von der Motorleistung so festlegen wird, dass sich ein möglichst niedriger spezifischer Brennstoff verbrauch des Motors bei gutem Wirkungs grad des hydraulischen Getriebes bei allen Fahrgeschwindigkeiten und Leistungen er gibt.
Der Übergang vom Leerlaufbetrieb - bei dem die Schaufeln des Strömungsgetriebes in Schliessstellung stehen und daher entspre chend der Linie 50 in Fig. 3 kein Drehmo ment übertragen wird - auf Betrieb mit Be lastung geschieht grundsätzlich in derselben Weise wie der oben beschriebene Übergang auf erhöhte Leistung.