Überwachungseinrichtung für den Betrieb von Brennkraftmaschinenanlagen mit elektrischer Leistungsübertragung, insbesondere für Fahrzeuge. Die Erfindung betrifft eine Überwa chungseinrichtung für den Betrieb von Brennkraftmaschinenanlagen mit elektri scher Leistungsübertragung, insbesondere für Fahrzeuge, bei welcher die Spannung des der Leistungsübertragung dienenden Ge- nerators in Abhängigkeit von der Drehzahl derart geregelt wird, dass bei der eingestell ten Drehzahl die Belastung der Brennkraft maschine konstant bleibt.
Sie besteht darin, dass ein von der elektrischen Leistung beein flusstes Anzeigegerät und ausserdem eine An zeigevorrichtung vorgesehen ist, die in Ab hängigkeit von der Einstellung der Brenn stoffmenge für die Brennkraftmaschine ar beitet. Mit der Erfindung wird der Zweck verfolgt, aus bestimmten Unterschieden zwi schen der Anzeige des Anzeigegerätes, der Anzeige der Anzeigevorrichtung und den Schaltstellungen mindestens eines Schalt- organes zum Einstellen des Betriebszustan des der Brennkraftmaschine Aufschluss über die Quelle der Betriebsstörungen zu ermög lichen, Bei Brennkraftmaschinenanlagen mit elek trischer Leistungsübertragung ist es bekannt,
die Spannung des der Leistungsübertragung dienenden Generators in Abhängigkeit von der Drehzahl, z. B. vom Drehzahlregler der Brennkraftmaschine aus, zu regeln. Solche Regelvorrichtungen haben den Vorteil, dass die Leistung der Brennkraftmaschine auf dem Wert konstant gehalten wird, der für die eingestellte Drehzahl zum vornherein festgesetzt worden ist.
Fördert zum Beispiel eine der je einem Brennkraftzylinder zu geordneten Brennstoffpumpen keinen Brenn stoff oder weniger als normal, so sorgt die genannte Regelvorrichtung dafür, dass die Belastung der Brennkraftmaschine so weit herabgesetzt wird, dass die übrigen Brenn stoffpumpen nur die normale Brennstoff menge fördern.
Eine derartige selbsttätige Regelung macht ein Messinstrument zum Messen der Leistung des Generators insofern überflüssig, als die Bedienung niemals in die Lage kommt, Massnahmen zur Verhinderung einer zu hohen Belastung der Brennkraft- maschinenzylinder treffen zu müssen.
Dass allerdings bei derartigen Anlagen auf Fahr zeugen der Führer einen Leistungsausfall nur an der zu niedrigen Fahrgeschwindig keit erkennt, sich aber über die Ursache des Ausfalles keine Rechenschaft geben kann, ist ein Nachteil, der mit dem Einbau eines Wattmeters nicht behoben wird, weil dieses lediglich eine zahlenmässige Angabe über die Grösse des Leistungsausfalles geben kann, nicht aber die Störungsquelle erkennen lässt. Als Vorteil der Erfindung ergibt sich somit, dass mit, einfachen Mitteln möglich gemacht wird, sofort festzustellen, ob eine Leistungs senkung auf einen Fehler in der Brennkraft- maschine oder an der elektrischen Übertra gung zurückzuführen ist.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung schematisch darge stellt.
Der Dieselmotor 1 treibt den Hauptgene rator 2, der der Leistungsübertragung dient, und den Hilfsgenerator 3 für die Fremd erregung des Hauptgenerators 2 an. Der Hauptgenerator 2 speist die Traktionsmoto- ren 4. In den Stromkreis 5 des Hilfsgenera- tors 3 ist die Erregerwicklung 6 des Haupt- generators 2 und ein Widerstand 7 einge schaltet, der zur Regelung des Erregerstro mes dient. Der Kontakthebel 8 wird vom Servomotorkolben 9 verstellt.
Der Schieber 10 steuert die Druckmittelzufuhr 11 und -abfuhr 12 für den Kolben 9, wobei die Fe der 13 dem Druck des Druckmittels ent gegenwirkt. Der Schieber 10 wird vom Drehzahlregler 14 der Brennkraftmaschine 1 aus verstellt, indem der mit der Muffe 16 (Fig. 2) verbundene Hebel 15 seine Bewe gung mittels der Stange 17 auf den im Dreh punkt 18 sich drehenden Hebel 19 überträgt, an den der Schieber 10 angelenkt ist. Bei Zunahme der Belastung verschieben sich die Muffe 16 und die Stange 17 nach rechts.
Der Schieber 10 geht nach links und öffnet zum Druckmittelabfluss 12, so dass der Kol ben 9 mit dem Kontakthebel 8 nach oben gehen und Stufen am Widerstand 7 zu schalten. Dadurch verringert sich die Er- regung und somit die Belastung, so dass bei Gleichgewicht zwischen Belastung und Lei stung der Schieber 10 wiederum in die ge zeichnete Abschlussstellung zurückgekehrt ist und ein weiteres Steigen des Kolbens 9 ver hindert. Bei Belastungsabnahme erfolgen die Vorgänge entgegengesetzt. Der Drehpunkt 18 ist durch seine Anordnung auf dem He bel 20 verstellbar ausgebildet.
Zur Einstel lung des Hebels 20 dienen die Magnetspulen 21 und 22, sowie die Feder 23. Von der Muffe 16 des Reglers 14 wird mittels des um die Achse 24 sich drehenden Hebels 25 (Fig. 2) die Stange 26 betätigt, die die ge förderte Brennstoffmenge der den einzelnen Brennkraftzylindern der Brennkraftmaschine 1 zugeordneten Brennstoffpumpen 27 in be kannter Weise, z.
B. durch Drehen der mit Steuerkante versehenen Plunger dieser Pum pen, einstellt, von denen je zwei zu einem Block vereinigt sind. Der Drehzahlregler 14 ist mit mehreren Reglerfedern 28, 29 und 30 zum Einstellen verschiedener Drehzahlen versehen, die mittels des Steuerschalters <B>31</B> auf elektropneumatische Weise eingestellt werden.
In den Schaltstellungen 0 und l des Steuerschalters 31 ist in Fig. 2 die Muffe 16 nur durch die Feder 28 belastet. In den Schaltstellungen 2 und 3 kommt über die Leitung 32 die Magnetspule 33 unter Strom und das Ventil 34 steht in der gezeichneten Stellung, so dass das Druckmittel aus der Leitung 35 den Kolben 36 beaufsehlagt. Da durch ist dieser nach rechts in die gezeich nete Stellung bis zum Anschlag 37 verscho ben worden und hat den Kolben 38 mit genommen, der zu der Feder 28 die Feder 29 als Belastung der Muffe 16 zuschaltet.
In der Nullstellung, wenn die beiden Kolben 36 und 38 sich in der linken Endlage befinden, ist der linke Federteller 39 in einiger Ent fernung von dem Kolbenboden des Kolbens 38, ähnlich wie in der gezeichneten Stel lung der Kolben der Federteller 40 der Fe der 30 etwas vom Federteller 39 entfernt ist. Erst wenn in den Schaltstellungen 4 und 5 auch der Magnet 41 über die Leitung 42 Strom erhält und das Ventil 43 um 90 für den Zutritt zum Kolben 38 gedreht wird, tritt eine weitere Verschiebung des Kolbens 38, dessen Rand 44 sich vom Kolben 36 ab hebt, ein und die Feder 30 wird zugeschaltet, indem der Federteller 39 auf den Federteller 40 aufsitzt.
Diese Verschiebung des Kolbens 38 wird durch den Anschlag 45 begrenzt. Bei den verschiedenen Drehzahlen hält der Spannungsregler 3' im Stromkreis der Er regerwicklung des Hilfsgenerators 3 dessen Spannung konstant.
Die Verlängerung 46 des Hebels 25 ist mit einer Verzahnung 47 versehen, welche in das mit dem Hebel 15 verbundene Zahn segment 48 eingreift. Wäre der Drehpunkt 18 des Hebels 19 fest, so würde der Hebel 15 bei allen Drehzahleinstellungen mittels des Steuerschalters 31 und der Kolben 36 und 38 bei Gleichgewicht zwischen Belastung und Leistung der Brennkraftmaschine 1 ein und dieselbe Stellung entsprechend der Ab schlussstellung des Schiebers 10 einnehmen. Nun wird aber ausserdem mittelst des Steuer schalters 31 die Stellung des Drehpunktes 18 bestimmt.
In der Stellung 0 bis 2 des Steuerschalters 31 sind die Spulen 21 und 22 stromlos und die fest miteinander verbun denen, an den Hebel 20 angelenkten Anker 49 und 50 in der äussersten Stellung I. In den Schaltstellungen 3 und 4 des Steuer schalters 31 erhält der Magnet 21 über die Leitung 51 Strom, so dass die Anker 49 und 50 sich entgegen der Kraft der Feder 23 nach rechts verschieben, bis das Gelenk 63 in der Stellung II steht. In der Schaltstel lung 5 erhält. dann der Magnet 22 über die Leitung 52 Strom, während der Magnet 21 abgeschaltet wird.
Nunmehr ist der Anker 50 ganz in die Spule 22 hineingezogen; dabei gelangt das Gelenk 63 in die Stellung III. Diesen verschiedenen Stellungen des Gelen kes 63 entsprechend steht der Hebel 15 ent weder bei der Marke 1-2 der Skala 53 bezw. 3-4 oder 5.
Der Schalter 55 im Stromkreis 5 dient zum Ein- und Ausschalten der Erregung, wenn die Brennkraftmaschine 1 läuft. In den Ankerstromkreis des Hauptgene- rators 2 ist ein Shunt 56 eingeschaltet. Die zu beiden Seiten dieses Shunts abzweigen den Leitungen 57 führen zur Stromspule und die Leitungen 58 zur Spannungsspule des von der elektrischen Leistung beeinflussten Anzeigegerätes 59. Die Anzeige des An zeigegerätes wird durch die Stellung des Zei gers 60 auf der Skala 61 sichtbar gemacht.
Die Skala 61 ist gemäss den den Schaltstel lungen 0 bis 5 des Steuerschalters 31 ent sprechenden Sollwerten der Leistung des Generators 2 eingeteilt und ebenfalls mit den Zahlen 0 bis 5, entsprechend den Schaltstel lungen 0 bis 5 des Steuerschalters 31, ver sehen. Der Hebel 15 ist zu einer Anzeige vorrichtung ausgestaltet. Die Skala 54 mit den Zahlen 1 bis 10 gibt lediglich ein. Mass für die Bewegung der Reglermuffe 16, wäh rend die Skala 53 erkennen lässt, ob die För dermenge der Brennstoffpumpen den Schalt stellungen 0 bis 5 des Steuerschalters 31 entspricht.
Durch die gezeichnete Ausbil dung des Steuerschalterbelages 62 werden für die sechs Schaltstellungen folgende Dreh momente und Drehzahlen eingestellt:
EMI0003.0022
Fahrschalterstellung <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5
<tb> Drehzahl <SEP> <I>n1 <SEP> n2 <SEP> n2 <SEP> n3 <SEP> n3</I>
<tb> Drehmoment <SEP> 171 <SEP> Ml <SEP> <I>M2 <SEP> 1V1.= <SEP> <B>31</B>3</I> Es werden nun bei dem Anzeigegerät bei den Werten n1Mia, %Mla, n2312a, fa@@1@13a, n'Im'a (wobei a ein annähernd konstanter Wert ist) die Markierungen 1 bis 5 ange bracht.
Steht beim Betrieb der Anlage sowohl der Hebel 15 als auch der Zeiger 60 bei der Zahl, die der am Steuerschalter 31 eingestell ten entspricht, so ist sowohl bei der Brenn kraftmaschine 1, als auch in der elektrischen Leistungsübertragung alles in Ordnung. Steht dagegen bei einer bestimmten Schalt stellung des Steuerschalters 31 der Zeiger 60 des Anzeigegerätes 59 unter der Zahl der Schaltstellung, so ist ein Leistungsausfall vorhanden. Steht der Hebel 15 ebenfalls unter der Zahl der Schaltstellung, so ist etwas in der elektrischen Leistungsübertra- gung nicht in Ordnung.
Es ist zum Beispiel eine Leitung unterbrochen oder der Genera- tor erreicht wegen Störungen in der Erregung nur eine begrenzte Spannung. Befindet. sich hingegen der Hebel 15 auf der richtigen Zahl, trotzdem die Anzeige des Gerätes 59 zu niedrig ist, so heisst dies, dass einzelne Zylinder des Dieselmotors ganz oder teil weise aussetzen. Es kann daher leicht fest gestellt werden, wo im Falle eines Leistungs ausfalles die Störungsquelle zu suchen ist.
Schliesslich kann es auch vorkommen, dass das Gerät 59 oder der Hebel 15 oder beide bei einer höheren Zahl stehen als der mo mentanen Schaltstellung des Steuerschalters 31 entspricht. Dies würde bedeuten, dass einer der Drähte 32, 42 oder 51, 52 mit dem positiven Pol oder mit einem andern, bereits eingeschalteten Draht Schluss hat, so dass der betreffende Magnet 21 oder 22 oder eines der Drehzahlregulierventile 34 und 43 fäIsch- licherweise eingeschaltet ist.
An Stelle eines einzigen Steuerschalters für die Einstellung der Drehmomente und der Drehzahlen können auch zwei Steuer schalter vorgesehen sein, wobei der eine nur die Drehmomente einstellt und der andere nur die Drehzahlen. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel wäre es dann möglich, bei den einzelnen Drehmomenten jeweils alle Drehzahlwerte einzustellen, bezw. bei jeder Drehzahl alle Drehmomente. Dadurch ergibt sich bei der Skala des Anzeigegerätes unter Umständen eine ganz andere Einteilung als in Fig. 1 und 2, indem die Zeigerstellung für die gleiche Drehzahl bei den einzelnen Drehmomenten verschieden ist.
In folgender Einteilung:
EMI0004.0013
I/o <SEP> I/1 <SEP> I/2 <SEP> I/g
<tb> II/a <SEP> II/I <SEP> II/2 <SEP> II/g
<tb> III/o <SEP> III/1 <SEP> III2III/3 stellen die Zahlen I, II und III die Schalt stellungen des Schaltorganes für die Dreh zahl und die Zahlen 0, 1, \2 und 3 die Schalt stellungen des Schaltorganes für die Dreh momente dar.
Die Anzeigevorrichtung am Dieselregler hätte dann für alle Stellungen I, 1I und III des Drehzahlschaltorganes gül- tige Skalen 0-1-2-3. Anderseits kann aber auch der Dieselmotor mit nur einer Drehzahl betrieben werden, während mit dem Schaltorgan für die Drehmomente meh rere Drehmomente eingestellt werden kön nen, oder es kann nur ein Drehmoment, da gegen mehrere Drehzahlen eingestellt wer den.
Im weiteren ist der Fall denkbar, dass mittels des Steuerschalters 31 nur die Dreh zahl verstellt wird, während das Dreh moment bei Übergang von einer Drehzahl auf die benachbarte durch eine mit dem Reglergestänge verbundene Vorrichtung ver ändert wird. Je nachdem diese Verstellung zwischen Hebel 15 und Schieber 10 oder zwischen Hebel 15 und bluffe 16 erfolgt, wird die Skala 53 ausser der 0-Stellung nur eine einzige für alle Stellungen des Schal ters 31 gültige Marke haben, oder aber die Skala erhält die Zahlen 0, 1, 2, 3 etc. Kann nur ein Drehmoment eingestellt werden, so hat der Zeiger 15 nur eine Betriebsstellung.
Es kann somit die Anzeige des Zeigers 15 in einfachster Weise zum Steuerstand über tragen werden. Befindet er sich in der dem einzustellenden Drehmoment entsprechenden Stellung, so schliesst er zum Beispiel den Strom für eine Lampe bestimmter Farbe, bezw. mit einem bestimmten Zeichen oder in dieser Stellung ist der Stromkreis einer War nungslampe geöffnet. Weicht der Zeiger von der genannten Stellung nach der einen oder andern Seite ab, so schliesst er den Strom kreis einer Lampe anderer Farbe oder mit einem andern Zeichen und öffnet den Strom kreis der ersten Lampe. Im zweiten Fall schliesst er den Stromkreis für die Warnungs lampe.
Wenn der Zeiger 15 der Anzeigevorrich tung, wie im Ausführungsbeispiel beschrie ben, verschiedene Stellungen hat, so können auch diese Stellungen durch mechanische, pneumatische, elektrische oder andere an sich bekannte Übertragungsmittel zum Steuer stand übertragen werden. Dabei kann für die Übertragung der Stellung des Zeigers 15 im Anzeigegerät 59 ein weiterer Zeiger ausser dem Zeiger 60 vorhanden sein, so dass das Anzeigegerät und die Anzeigevorrich tung zu einem einzigen, im Steuerstand an geordneten Apparat vereinigt sind.
Die Regelung der Brennstoffmenge bei den den Brennkraftzylindern zugeordneten, einzelnen Brennstoffpumpen kann auf irgend eine der bekannten Arten: durch Verstel lung eines Überströmventils, Verdrehung des Pumpenplungers, Änderung des wirksamen Hubes des Plungers und dergleichen erfolgen. Schliesslich kann die Vorrichtung auch für jede Steuerung angewendet werden, wie z.
B. Steuerungen, bei denen die Erregung des Hauptgenerators in Abhängigkeit der Spannung eines von der Brennkraftmaschine angetriebenen Tachometergenerators oder des Druckes einer von der Brennkraftmaschine angetriebenen Ölpumpe geregelt wird. Die Drehmomenteinstellung erfolgt bei solchen Steuerungen auf die bekannte Art durch Einstellen eines Widerstandes in einem Stromkreis der Tachometerdynamos, bezw. durch Einstellen einer Drosselöffnung für den Austritt des Öls.
Auch bei diesen Steue rungen, bei denen die Erregung nicht unmit telbar in Abhängigkeit des Drehzahlreglers der Brennkraftmaschine geändert wird, kann die Anzeigevorrichtung 15 trotzdem wie beim beschriebenen Ausführungsbeispiel am Re gler der Brennkraftmaschine angebracht wer den.