SE454905B - Anordning for varvtalsinstellning av en motor i en arbetsmaskin - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 454 995 2 ställbart vilovarvtal och rusvarvtalet. Avsikten har här varit att automatiskt nedbringa motorvarvtalet när någon grävrörelse ej sker, respektive öka motorvarvtalet vid grävrörelse. Härigenom minskar bränsleförbrukningen samtidigt som den tid under vilken hög bullernivå åstad- kommes minskas. Andra inom grävmaskinområdet kända tom- gàngsautomatikanordningar använder i principen pneumatisk cylinder, vars kolvstång är kopplad till hävarmen på motorns insprutningspump. Aktivering av cylindern sker medelst en tryckvakt i hydraulkretsen eller en elek- trisk kontakt i styrspaken. Dessa ger även endast auto- matisk reglering mellan ett vilovarv/tomgángsvarv och ett maxvarvtal. Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma helt andra varvtalsinställningsmöjligheter, väl lämpade för att effektivisera grävarbetet samt ytterligare minimera bränsleförbrukningen och sänka bullerniván.

Den elektromekaniska anordningen skall ha få rörliga delar och lätt kunna anpassas till olika varvtalsregle- ringsmönster. varvtalsinställningsmöjligheternà uppnås medelst den i den kännetecknande delen av efterföljande patentkrav definierade anordningen.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, som visar ett utföringsexempel. Figur 1 visar i form av ett block- schema anordningen översiktligt medan figur 2 mera nog- grant åskådlinggör densamma. Hur ändring av varvtalet sker under utnyttjande av olika faktorer åskådliggöres i figur 2 och 4. Figur 5 visar möjlig reglering av motor- varvtalet.

Anordningen enligt uppfinningen för varvtalsin- ställning av en förbränningsmotor, speciellt dieselmotor, i en arbetsmaskin innefattar ett system, vilket påverkas på ett särskilt sätt och inställer dieselmotorns varvtal med hjälp av ett likströmsmotorservo, vars utgående axel är fast förbunden med reglerhävarmen till diesel- motorns insprutningspump. Systemet visas översiktligt LH 10 15 20 25 30 35 454 905 i figur l.

Systemet och därvid dieselmotorns varvtal pâverkas medelst arbetsmaskinens manuella styrorgan 14 (spakar, pedaler o dyl), en tryckknapp 16 i styrspaken samt organ 10 för manuell inställning av motorvarvtalet. För omkast- ning till fast inställda vilovarvtal när arbetsmaskinen vid drift ej utför arbetsrörelse, finns en s k fuelmiser- enhet 3. Fuelmiserenheten 3 kan manuellt till- eller frånkopplas medelst en speciell omkopplare 8. Vid frán- kopplad fuelmiserenhet motsvaras dieselmotorvarvtalet direkt av utsignalerna från enheten 4 för varvtalsbe- stämning (d v s börvärdet motsvaras av aktuellt arbets- varvtal). U-gâende dieselmotorvarvtal registreras medelst varvtalsgivare ll. Dieselmotorns M varvtal kan vid behov snabbt ändras manuellt medelst den på styrspaken placerade tryckknappen 16. De signaler för varvtalsinställning, vilka bestämmer börvärdet till likströmsmotorservot 20 och därvid reglerar motorvarvtalet, är följande: - Varvtalspådragets inställning (exempelvis potentio- meter i instrumentpanelen).

- Tryckknapp i höger styrspak.

- Dieselmotorns varvtal.

- Aktiverade eller icke aktiverade spakar/pedaler.

Figur 2 visar utförligare funktionen av anordningen för varvtalsinställning av arbetsmaskinens dieselmotor.

Anordningen består av en likströmsmotorenhet l, en regu- latorenhet 2, en fuelmiserenhet 3 med kontrollenhet 6, en varvtalsbestämningsenhet 4 innehållande en kontroll- enhet ESC 5 (Engine Speed Control) och en signalomvandlare 15. Likströmsmotorenheten l, som har en utgångsaxel med en växel och en givare visande vridningen av motor- enhetens utgående axel, är fast förbunden med reglerhäv- armen 7 till dieselmotorns insprutningspump, varmed motorns varvtal regleras. Likströmsmotorenheten l ställer in reglerhävarmen 7 för motorvarvtalsreglering medelst regulatorenheten 2, vars insignal y (börvärdet) bestäms 10 15 20 25 30 35 454 905 4 av varvtalsbestämningsenheten 4 och fuelmiserenheten 3. Regulatorenhetens 2 ärvärde x motsvarar likströms- motorenhetens l utgående axels vridningsvinkel ø. Är- värdet x registreras t ex medelst en vridpotentiometer med linjär karakteristik. För att förhindra övervarv- ning av dieselmotorn vid inställning av fullvarv (S k rusvarv) finns ett justerbart fast anslag vilket hävarmen 7 träffar vid eventuell rörelse större än vinkelutslaget för Eullvarv. Varvtalsbestämningsenhetens 4 utsignal u ( insignal till fuelmiserenheten 3) motsvarar lämpligen fastställt aktuellt arbetsvarvtal för dieselmotorn. varvtalsbestämningsenhetens 4 insignaler utgörs av in- signal från det manuella gasreglaget 10 samt från diesel- motons varvtalsgivare ll samt konstant insignal från inställningsanordningen 9.

Indikering av vilket arbetsvarvtal som är aktuellt (lågt, variabelt eller högt) visas exempelvis medelst display i förarhytten. r Medelst kontrollenheten 5, ESC (Engine Speed Control), kan utsignalen u motsvarande aktuellt arbetsvarvtal erhållas i tre förutbestämda arbetsvarvtal. äV W2, Det ena dessa arbetsvarvtal, det variabla arbetsvarvtalet är manuellt variabelt inställbart från förarplatsen.

Det variabla arbetsvarvtalet bestäms exempelvis av ratten för varvtalspådragets lO len. dieselmotorarbetsvarvtal (s inställning på instrumentpane- Ratten vriden fullt medurs ger som resultat ett motsvarande fullt motorvarvtal k rusvarv) och ratten vriden fullt moturs ger som resultat det lägsta motorvarvtalet (tomgångsvarvtalet).

Manuell omställning av aktuellt arbetsvarvtal till närmast högre w till w 3 eller lägre wl arbetsvarvtal (exempelvis wz respektive wz till wl) kan dessutom ske med 3 hjälp av exempelvis en tryckknapp 16 i höger styrspak. varvtalsbenämningsenhetens 4 utsignal motsvarar tre möjliga aktuella arbetsvarvtal: l. 2.

Lågt arbetsvarvtal variabelt arbetsvarvtal 10 15 20 25 30 35 454 905 3. Högt arbetsvarvtal Det låga arbetsvarvtalet (motsvarar w]-signal) erhålles genom direkt signalomvandling i signalomvandlaren 15 av det från förarplatsen variabelt inställbara varv- talet (motsvarar w2-signal). Det höga arbetsvarvtalet (motsvarar w -signal) erhålles medelst inställnings~ anordningen ä (exempelvis en potentiometer) som är in- ställd på ett värde motsvarande dieselmotorns rusvarvtal. varvtalsbestämningsenhetens 4 kontrollenhet 5, ESC (Engine Speed Control), ändrar aktuellt arbetsvarvtal, om det variabla arbetsvarvtalet, genom det manuellt inställbara varvtalsreglaget 10, överstiger ett förut- bestämt värde på det låga arbetsvarvtalet (exempelvis ca 900 varv/min), på exempelvis följande sätt: l. Omställning av aktuellt arbetsvarvtal till närmast högre varvtalsmöjlighet (från lågt till variabelt arbetsvarvtal eller från variabelt till högt arbets- varvtal) sker då tryckknappen 16 i höger styrspak varit aktiverad i högst 0,4 sekunder. 2. Omställning av aktuellt arbetsvarvtal till närmast lägre varvtalsmöjlighet (från högt till variabelt arbetsvarvtal eller från variabelt till lågt arbets- varvtal) sker då tryckknappen 16 i höger styrspak varit aktiverad i mer än 0,4 sekunder. 3. Omställning av aktuellt arbetsvarvtal till det variabla sker då det variabla arbetsvarvtalet blir mindre än det låga vilovarvtalet (ca 900 varv/min) eller då förbränningsmotorns verkliga varvtal blir mindre än ca 300 varv/min.

Ovanstående exempel på aktuella arbetsvarvtal med hänsyn till olika invärden åskådliggöres i fíg 3, där följande beteckningar användes: nT = Tomgångsvarvtal nVAR = Manuellt inställt variabelt arbetsvarvtal 1 , .. . nvAR = Nytt (t ex fran nVAR1) andrat variabelt arbets- varvtal n = Lågt arbetsvarvtal 10 15 20 25 30 35 454 905 6 nHA = Högt arbetsvarvtal nLV = Lågt vilovarvtal HHV = Högt vilovarvtal nAA Aktuellt arbetsvarvtal l betecknar varvtalsläget före ändring 2 betecknar varvtalsläget efter ändring x) Ändring av varvtalet sker endast om det manuellt inställbara variabla arbetsvarvtalet överstiger det låga arbetsvarvtalet.

Aktuellt börvärde för inställning av dieselmotorvarv- talet bestäms slutligen av fuelmiserenheten 3, vars insignaler förutom från varvtalsbestämningsenheten 4 (u-signal) erhålles från givare i arbetsmaskinens manuella manöverorgan l4, motorvarvtalsgivaren ll samt fuelmiser- omkopplaren 8. Fuelmiserenheten kan praktiskt väljas till- eller frànkopplad med hjälp av omkopplaren 8.

Härvid avses att vid så kallad frånkopplad fuelmiserenhet att fuelmiserenhetens in- och utsignaler endast utgörs av varvtalsbestämningsenhetens 4 utsígnal u, d v s fuel- miserenheten påverkar i frånkopplat läge ej motorvarv- talet (börvärdet motsvaras av aktuellt arbetsvarvtal).

Fuelmiserenheten 3 används för att minska förbrän- ningsmotorvarvtalet från aktuellt arbetsvarvtal till förinställda fasta vilovarvtal, när arbetsmaskinen ej utför arbete respektive öka varvtalet vid arbete. Fuel- miserenhetens 3 utsignaler y (regulatorenhetens 2 bör- värde) får genom kontrollenheten 6 en signal motsvarande tre alternativa varvtalsmöjligheterz 1. Lågt vilovarvtal 2. Högt vilovarvtal 3. Aktuellt vilovarvtal Den höga och låga vilovarvtalen är genom inställ- ningsanordningarna 12 och 13 inställda på lämpliga kon- stanta värden, motsvarande signalerna zl, respektive zz.

Fuelmiserenheten är inte aktiv, d v s dess signal motsvarar direkt varvtalsbestämningsenhetens 4 utsígnal 10 15 20 25 30 35 454 905 7 (börvärdet motsvaras alltså av aktuellt arbetsvarvtal), 1 följande fa11= ' - Fuelmiseromkopplaren 8 på instrumentpanelen står i läge "från".

- Dieselmotorns varvtal är mindre än 300 varv/min.

- Hjulgrävmaskins parkeringsbroms står inte i grävläqe.

Vid frånkopplad fuelmiser motsvarar börvärdet y aktuellt arbetsvarvtal ("u-signal"). Vid inkopplad aktiv fuelmiser ändras börvärdevarvtalet på nedanstående sätt, vilket även áskådliggöres i figur 4, där samma beteck- ningar som i figur 3 användes. l. Skiftning av börvärdesvarvtalet från vilovarvtalet (lågt eller högt) till aktuellt arbetsvarvtal sker då någon styrspak (för styrning av bom-, skop-, skaft-, sväng- och schaktbladsrörelse) eller pedal (för larv- ning framåt/bakåt eller extra utrustning) aktiveras (med ett utslag större än dödbandet, d v s signal från spak~ eller pedalrörelse större än förutbestämd nivå).' 2. Skiftning av börvärdesvarvtalet från aktuellt arbets- varvtal till högt vilovarvtal sker då ingen spak eller pedal ovan varit aktiverad under exempelvis l sekund. 3. Skiftning av börvärdesvarvtalet från högt till lågt vilovarvtal sker då ingen spak eller pedal varit aktiverad under exempelvis ytterligare 3 sekunder.

I figur 5 visas de olika möjligheter till varvtalsin- ställning, som kan åstadkommas. Observera att de för den automaiska varvtalsinställningen förinställda fasta varvtalen (lågt/högt vilovarvtal och lågt/högt arbetsvarv- tal) läggs i sådan ordning och storlek att en sådan medges på lämpligaste sätt medelst tidigare presenterade automatiska inställningsmöjligheter. Av figur 4 framgår att inställningen av varvtalet i föreliggande fall kan ske antingen manuellt eller automatiskt, varvid den automatiska inställningen kan äga rum mellan ett inställ- bart nedre varvtalsläge som är större än a (t ex 300) 454 905 8 från tomgångsvarvtalet och ett övre motorvarvtal be- gränsat av rusvarvtalet.

Claims (6)

1. l0 15 20 25 30 454 905 PATENTKRAV l. Anordning för varvtalsinställning av en motor särskilt grävmaskin, innefattande 4), inrättad att alstra elektriska inställningssignaler (M) en manuellt inställbar styranordning (3, i en arbetsmaskin, som är (y), vilka pâtryckes en till motorns (M) bränslereglage 2), åstadkommande minst k ä n n e t e c k n a d därav, (7) kopplad drivanordning (1, tre skilda motorvarvtal, att styranordningen (3, 4) består av en enhet (3) för inställning av motorns (M) vilovarvtal och en enhet (4) för inställning av motorns (M) arbetsvarvtal och såväl medel för att vid manuellt pàtryckt omställninge- signal (l6) stegvis ändra aktuellt arbetsvarvtal (wl, w2 eller w3) till ett högre/lägre arbetsvarvtal som medel för att koppla om från aktuellt vilovarvtal (21 eller 22) till arbetsvarvtal (exempelvis lågt, variabelt eller högt) eller företrädesvis efter tidsfördröjning från aktuellt arbetsvarvtal (wl, w2 eller w3) till vilo- varvtal, då maskinen ej utför arbetsrörelser.
2. 2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d därav, att enheten (3) för inställning av vilovarvtalet har minst två manuellt pàverkbara vilovarvsinställnings- (12, i omkastningsändamål är påverkbar medelst arbetsmaskinens organ 13) och en omkastaranordning (6), vilken manuella manöverorgan eller motorns (M) varvtal, och vilken har en utgång, som är kopplad till drivanordningen (1, 2), och ingångar, vilka är kopplade till vilovarvs- 13) och till enheten (4) inställning av motorns (M) arbetsvarvtal, för att till inställningsorganen (12, för drivanordningen (1, 2) ansluta antingen ettdera inställ- ningsorganet (12, 13) eller enheten (4) för inställning av arbetsvarvtalet.
3. 3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att enheten (4) för inställning av arbetsvarvtalet 10 15 20 25 454 905 19 har ett reglerorgan (ESC) med en utgång, som är kopplad till omkastarens (6) ena ingång, och åtminstone två till utgången anslutbara ingångar, av vilka den ena är kopplad till ett manuellt inställbart organ (10), som alstrar en utsignal (wz) för ett första arbetsvarvtal, och den andra är kopplad till ett organ (9), vilket alstrar en på förhand fixerbar utsignal (W3) för ett andra arbetsvarvtal.
4. 4. Anordning enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a d därav, att reglerorganet (ESC) har en tredje till utgången anslutbar ingång, vilken är kopplad till en med det manuellt inställbara organet (10) förbunden signalom- vandlare (15), som alstrar en utsignal (wl) för ett tredje arbetsvarvtal.
5. 5. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att för anslutning av önskad ingång till utgången är reglerorganet (ESC) kopplat till en manuellt pàverkbar omkopplare, företrädesvis en stegmatande tryckknapp (16) i en manöverspak.
6. 6. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d därav, att reglerorganet (ESC) är inrättat att avkänna motorns (M) aktuella varvtal för att förhindra omkoppling "mellan arbetsvarvtalen (wl, w2, w3), då motorns (M) varvtal understiger ett förutbestämt minimivarvtal, och automatiskt ansluta den ingång, som är kopplad till det manuellt inställbara organet (10), till sin utgång. r