DE1960298A1 - Einrichtung zur UEberwachung eines landwirtschaftlich nutzbaren Motor-Fahrzeuges - Google Patents
Einrichtung zur UEberwachung eines landwirtschaftlich nutzbaren Motor-FahrzeugesInfo
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Description
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Einrichtung zur Überwachung eines landwirtschaftlich nutzbaren Motor-Fahrzeuges
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur laufenden Überwachung
des Wirkungsgrades eines landwirtschaftlich nutzbaren Motorfahrzeuges mit einer vorzugsweise als Einspritzbrennkraftmaschine
ausgebildeten Antriebsmaschine, deren Leistung über einen Drehmomentenwandler auf die Treibräder übertragen wird. '
Bei der Bodenbearbeitung mit landwirtschaftlich nutzbaren
Motorfahrzeugen und angebautem Arbeitsgerät, insbesondere bei Großschleppern mit entsprechendem Arbeitsgerät besteht das
Problem, bei optimalem Wirkungsgrad des Fahrzeuges ein Maximum
an Flächenleistung bei einer vorgewählten Arbeitstiefe zu erzielen. Da sich bei der Bodenbearbeitung fast ständig die
Bodenverhältnisse bezüglich der Bodendichte und der Oberflächenbesohaffenheit
ändern, muß der Fahrer sehr häufig die Antriebsmasohinenleiatung
und das Wandlungsverhältnis des Drehmomentenwandlers ändern, um das Fahrzeug optimal auszulasten. Bei den
bisher bekannten Fahrzeugen ist der Fahrer jedoch infolge unzureichender Anzeigegeräte nicht in der lage zu übersehen, ob
das Fahrzeug bei minimalem Schlupf und maximalem Wirkungsgrad
der Antriebsmaschine und des Drehmomentenwandlers das Arbeitsgerät bewegt.
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Zur Lösung dieses Problems hat man daher bei einem Schlepper
mit einem der Brankraftmaschine nachgeschalteten mehrstufigen
Zahnradwechselgetriebe bereits vorgeschlagen, im Blickfeld des Fahrers am Schlepper eine Einrichtung der eingangs genannten
Art anzuordnen, die aus einer die Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine
und einem die vorgewählte Schaltstufe des Schaltgetriebes anzeigenden Gerät besteht» Dabei hat man die Drehzahlskala
des Drehzahlmeßgerätes zu einer vom Schaitglied des
Ψ Schaltgetriebes verstellbaren Walze mit Skalenbändern so angeordnet,
daß ein Zeiger dem Fahrer anzeigt, ob er die der jeweiligen Betriebsdrehzahl der Brennkraftmaschine optimal zugeordnete
Schaltstufe eingeschaltet hat. Eine solche Einrichtung
ist jedoch unzureichend, da der Pahrer nicht die Mögliclteit
hat zu erkennen, ob die Brennkraftmaschine und der Wandler optimal
ausgelastet sind und insbesondere nicht die SchlupfVerhältnisse
an den ,Antriebsrädern erkennen kann. Es ist somit nach wie vor der Geschicklichkeit des Pahrers überlassen, mit wel-
w ehern Schlupf die an der Antriebsmaschine nach Gefühl eingestellte
Leistung über die Treibräder auf den Boden übertragen wird.
Ausgehend von diesem bekanntgewordenen Standder Technik ist es
Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der vorausgesetzten Gattung unter Anwendung baulich einfacher Mittel dahingehend zu
verbessern, daß der Fahrer die Möglichkeit hat zu erkennen, welcher Schlupf zustand an den Treibrädern vorliegt und mit
welchem Wirkungsgrad die Antriebsmaschine und der Wandler
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arbeiten. Die Einrichtung soll dabei so gestaltet sein» daß
die zur Ermittlung von Leistungen und Drehmomenten notwendigen
Meßglieder eine Mehrfachausnutzung erfahren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch die
Vereinigung folgender Merkmale in der Einrichtung gelöst!
a) ein den Schlupf "der Treibräder ermittelndes Eechengerät,
das mit einem die schlupfbehaftete Umfangsgeschwindigkeit der !Dreibräder ermittelnden Geber und einem die
schlupfIose Umfangsgeschwindigkeit eines vom Fahrzeug
bewegten Rades ermittelnden Geber in Wirkverbindung steht und optisch den Treibradschlupf anzeigt,
b) ein die indizierte Leistung der Brennkraftmaschine
ermittelndes Meßglied, vorzugsweise mit einem Geber für die Drehzahl und die Brennstoffeinspritzmenge der
Brennkraftmaschine,
c) ein das Antriebsdrehmoment und das Abtriebsdrehmoment des Drehmomentenwandlers ermittelndes Meßglied,
d) der Drehzahlgeber der Brennkraftmaschine und der das Antriebs drehmoment des Drehmomentenwandlers ermittelnde
Geber sind wirkungsmäßig mit einem Leistungsmeßglied
verbunden,
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■ e) das die indizierte leistung der Brennkraftmaschine und
das die Antriebsleistung des Drehmomentenwandlers ermittelnde Leistungsmeßglied sind mit einem den Gesamtwirkungsgrad
der Brennkraftmaschine errechnenden und anzeigenden Rechengerät verbunden,
f) das die Antriebsleistung des Drehmomentenwandlers ermittelnde Leistungsmeßglied ist mit einem Rechengerät
mit einer optischen Wirkungsgradanzeige verbunden, das mit einem weiteren Leistungsmeßglied in Verbindung steht,
an der das Antriebsmoment des Drehmomentenwandlers und der die schlupfbehaftete Umfangsgeschwindigkeit ermittelnde
Geber angeschlossen sind.
Durch das Zusammenwirken der erwähnten Elemente wird dein Fahrer
die Möglichkeit gegeben, ständig zu erkennen,·welcher
Schlupf an den Treibrädern vorliegt und mit welchem Wirkungsgrad die Brennkräftmaschine und der Drehmomentenwandler arbeiten.
Der Fahrer kann somit dementsprechende Korrekturen in der
Einstellung des Leistungsverstellgliedes der Einspritzbrennkraftmaschine und des Wandlungsverhältnisses des Drehmomentenwandlers
vornehmen«,Hierbei erfahren das Drehzahlmeßglied für
die Brennkraftmaschine und das Drehzahlmeßglied zur Ermittlung
der schlupfbehafteten Umfangsgeschwindigkeit neben dem Meßglied für die Ermittlung des Abtriebsdrehmomentes der Brennkraftmaschine
eine Mehrfachausnutzung.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Einrich-
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tung besteht darin, daß das den Ereibradschlupf ermittelnde
Rechengerät, das den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine und das den Wirkungsgrad des Drehmomentenwandlers ermittelnde Rechengerät
mit einer die errechneten Einzelwirkungsgrade in einen einzigen Wert umwancELnde und den Gesamtwirkungsgrad des
Fahrzeuges optisch anzeigenden Einrichtung in Verbindung stehen« Hierdurch ist dem !Fahrer nunmehr die Möglichkeit gegeben, laufend
zu erkennen, mit welchem Gesamtwirkungsgrad das Fahrzeug
arbeitet. Dabei ist es zweckmäßig, daß die den Schlupf und die
Wirkungsgrade anzeigenden Einrichtungen der Rechengeräte in
einer im Blickfeld des Fahrers angeordneten Armaturenaufnahme angeordnet sind.
Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung der Zeichnung,
welche ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt, entnommen werden.
Das mit der erfindungsgemäßen Einrichtung versehene Motorfahrzeug hat eine Einspritzbrennkraftmaschine 1 mit einer über eine
Welle 2 angetriebenen Brennstoffeinspritzpumpe 3, die einen Drehzahlverstellregler 4 aufweist, dessen Drehzahlmeßwerk nebst
deren dieses belastende Reglerfeder nicht dargestellt sind. Die
Vorspannung der Reglerfeder ist zwecks Änderung der Drehzahl
der Einspritzbrennkraftmaschine 1 mittels eines Hebels 5 in
Verbindung mit einem Gestänge 6 über einen Hand- oder Fußhebel 7
veränderbar. Daa Drehzahlmeßwerk wirkt über ebenfalls nicht
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dargestellte Zwischenglieder auf eine die eingespritzte Brennstoffmenge und damit das indizierte Drehmoment der Einspritzbrennkraftmaschine
1 bestimmende Regelstange 8 ein, die mit dem Schleifer 9 eines Potentiometers 10 mit logarithmischer
Charakteristik verbunden ist. Das Potentiometer 10 steht über eine Leitung 11 mit einer Leitung 12 in Verbindung, die an
eine Spannungsquelle 13 angeschlossen ist. Ferner ist das Potentiometer 10 mit seinem logarithmischen Ausgang über eine Leitung
14 mit einem elektrischen Rechengerät 15 verbunden, das eine Additionsschaltung hat und der Errechnung der indizierten
Leistung der Einspritzbrennkraftmaschine 1 dient. Dabei wird die zur Errechnung der indizierten Leistung der Brennkraftmaschine
erforderliche Drehzahl vom Drehzahlmeßglied des Drehzahlverstellreglers
4 über einen Hebel 16 auf den Schleifer 17 eines Potentiometers 18 übertragen, das an die Leitung 12
und an Masse angeschlossen ist, wobei dessen logarithmischer Ausgang über eine Leitung 19 mit dem Rechengerät 15 verbunden
ist.
Von der Antriebsmaschine 1 wird deren Leistung über ein Zahnradvorgelege
mit sehrägverzahnten Zahnrädern 20, 21 auf die mit dem Primärteil 22 eines hydrodynamischenDrehmomentenwandlers
verbundene Welle 24 übertragen. Dabei ist das Zahnrad 20 auf einer Welle 25 drehfest -jedoch axial verschiebbar geführt und dirch
eine als Drehmomentmeßglied dienende Feder 26 in Richtung der Brennkraftmaschine 1 W-astet, Die sich bei Änderung des Ahtriebsdrehmomentes
der Brennkraftmasohine ergebende Axialver-
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Schiebung des Zahnrades 20 wird über einen in einer Muffe 27
geführten und ortsfest schwenkbar gelagerten Hebel 28 auf den Schleifer eines Potentiometers 29 mit logarithmischer Charakteristik übertragen, das mit der Leitung 12 und Masse verbunden
ist. Der logarithmische Ausgang des Potentiometers 29 ist über eine Leitung 30 mit einem elektrischen Rechengerät 31 verbunden,
das eine Additionsschaltung hat, an Masse angeschlossen ist und über eine Leitung 32 mit der Leitung 19 und über die
Leitung 12 mit der Spannungsquelle 13 verbunden ist. Das Rechengerät 31 dient der Ermittlung der von der Brennkraftmaschine
an das !Triebwerk des Motorfahrzeuges abgegebenen Leistung. Neben dem hydrodynamischen Drehmomentenwandler 23 weist
das Triebwerk des Motorfahrzeuges ein diesem nachgeschaltetes
mehrstufiges Zahnradwechselgetriebe 33 auf, dessen Antriebswelle 34 mit dem Sekundärteil 35 des hydrodynamischen Drehmomentenwandlers 23 verbunden ist. Yon der Antriebswelle 34 aus
wird das Drehmoment über Zahnräder auf eine Yorgelegewelle 36
mit Schaltklauen übertragen. Auf der Vorgelegewelle 36 ist
neben den die Schaltstufen bildenden Zahnrädern drehfest jedoch axial verschiebbar ein schrägverzahntes Zahnrad 37 angeordnet,
das sich auf einer das abgegebene Drehmoment des Triebwerks ermittelnden Feder 38 abstützt und mit einem gleichfalls
schrägverzabnten Zahnrad 39 kämmt, in dem mit einem Ende die
Antriebswelle 34 lagert. Das Zahnrad 39 ist mit einer Abtriebswelle 40 verbunden, von der Über ein Kegelrad 41, das Tellerrad
42 eines Differentials 43 und beidseitige Steckachsen 44
Treibräder 45 angetrieben werden. Die sich durch Änderung des
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Drehmomentes im Triebwerk für das Zahnrad 37 ergebende Axialverschiebung
wird über einen in dessen Muffe 46 mit einem Ende geführten Hebel 47 auf den Schleifer eines Potentiometers 48
mit logarithmischer Charakteristik übertragen, das sowohl an Masse als auch an die Leitung 12 angeschlossen ist. Tom logarithmiaihen
Ausgang des Potentiometers 48 werden die Drehmomentmeßwerte über eine Leitung 49 auf ein elektrisches Rechengerät
50 mit einer Additionsschaltung übertragen, das an Masse
sowie über die Leitung 12 an die Spannungsquelle 13 angeschlossen
ist. Das Rechengerät 50 dient der Ermittlung der vom Triebwerk auf die Treibräder 44 übertragenen Leistung, wobei der
zur Berechnung der Leistung notwendigen Drehzahlwert von der Vorgelegewelle 36 des Zahnradwechselgetriebes durch ein als
Fliehpendelmeßwerk 51 ausgebildetes Drehzahlmeßglied, das durch eine Feder 52 belastet ist, ermittelt wird. Der sich durch
Änderung der Drehzahl der Vorgelegewelle ergebende Stellweg des Drehzählmeßgliedes wird über eine sich auf einer Feder 52
abstützende Muffe 53 auf einen Hebel 54 übertragen, der mit dem Schleifer eines Potentiometers 55 mit logarithmischer
Charakteristik gekoppelt ist, von dessen logarithmischem Ausgang die Drehzahlmeßwerte über eine Leitung 56 auf das Rechengerät 50 übertragen werden.
Das Drehzahlmeßglied 51 dient gleichfalls als Meßglied zur Bestimmung
der schlupfbehafteten Umfangsgeschwindigkeit der
Treibräder 45> deren Schlupf durch ein elektrisches Rechengerät
57 mit einer Additionsschaltung errechnet wird. In das
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Rechengerät 57 wird die der schlupf "behafteten Umfangsgeschwindigkeit an den Treibrädern 45 proportionale Drehzahl des Drehaahlmeßgliedes
51 über das Potentiometer 55 mit logarithmischer Charakteristik und von diesem über die Leitung 56 eingespeist.
Das Rechengerät 57 für den Schlupf ist ferner an Masse angeschlossen
und über eine Leitung 58 und 59 mit der Spannungsquelle 13 verbunden. Die zur Errechnung des Treibradsohlupfes
benötigte schlupflose Umfangsgeschwindigkeit wird von einem vom Schlepper bewegten Rad 60 abgegriffen, das beispielsweise
das nicht angetriebene gelenkte Rad eines Motorfahrzeuges oder
das Stützrad eines Anbaugerätes sein kann. Vom schlupflos umlaufenden
Rad 60 wird dessen Drehzahl auf einen Tachogenerator 61 übertragen, der mit einem elektrischen Umsetzer versehen
ist, durch den die proportional zur Drehzahl ermittelte Spannung auf logarithmische Spannung umgewandelt und über eine
Leitung 62 auf das Rechengerät 57 übertragen wird» Vom Rechengerät
57 wird der elektrisch errechnete Schlupf über Leitungen 63» 64 auf das elektrische Stellorgan 65 einer Anzeigeeinrichtung
66 übertragen, das eine vorzugsweise walzenförmige, im Blickfeld des lahrers angeordnete Skalentrommel 67 hat, von
der in Prozenten der Schlupf angezeigt wird. Dabei kann das .
Rechengerät 57 vorzugsweise mit dem Stellorgan 65 und der Anzeigeeinrichtung eine Baueinheit bilden, die in einer Armaturenaufnahme
angeordnet ist.
Von den beiden Rechengeräten 31 und 50 werden die durch deren
ΧΛΊϊ fc.lonaaohaltung errechnetem LyIabungen, nämlich die AbtrLabn-
BAD
1 (J 9 β 2 3 / 1 0 34 :
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leistung der Brennkraftmaschine 1 "bzw. die Antriebsleistung
.des Triebwerkes über logarithmische Ausgänge und über eine
Leitung 68 bzw» 69 auf ein Rechengerät 70 mit einer Subtraktionsschaltung
übertragen, das an die Leitung 58 angeschlossen ist. Tom Rechengerät 70 wird dabei der durch logarithmisches
Dividieren der Ausgangsleistung des Triebwerkes durch dessen Eingangsleistung bestimmte Wirkungsgrad als elektrische
Größe über lineare Ausgänge, an die Leitungen 71 und 72 angeschlossen
sind, auf das Stellorgan 73 einer den Wirkungsgrad
des Triebwerkes anzeigenden Anzeigeeinrichtung 74 übertragen, das gleichfalls eine Skalentrommel 75 mit Prozenteinteilung
hat.
An das die Abtriebsleistung der Brennkraftmaschine 1 ermittelnde Rechengerät 31 ist über die eine Leitung 68 ferner ein
Rechengerät 76 mit lOgarithmischem Eingang und einer Subtraktionsschaltung
angeschlossen, das der Errechnung des Gesamtwirkungsgrades der, Einspritzbrennkraftmaschine dient. Das
Rechengerät 76 wird gleichfalls von der Spannungsquelle 13
aus über die Leitung 58 mit Strom versorgt, wobei es mit einem Zweig an Masse-angeschlossen ist. In das Rechengerät 76 wird
die indizierte Leistung der Brennkraftmaschine 1 von Rechengerät 15 über eine Leitung 77 eingespeist. Der durch logarithm!-
sohes Dividieren der beiden Leistungen vom Rechengerät 76
ermittelte Gesaratwirkungsgrad der Brennkraftmaschine wird über
lineare Ausgänge und mit diesen verbundene Leitungen 76 bzw.
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auf das Stellorgan 80 einer Anzeigeeinrichtung 81 übertragen.
Dabei hat die vorzugsweise im Blickfeld des Pahrers angeordnete Anzeigeeinrichtung 81 gleichfalls eine Skalentrommel 82,
die mit einer Prozenteinteilung versehen sein soll.
Neben den Linearen Ausgängen besitzen die Rechengeräte 57, 70 und 76 gleichfalls logarithmische Ausgänge, an die über eine
Leitung 83 bzw. 84 und 85 die logarithmischen Eingänge eines Rechengerätes 86 mit einer Additionsschaltung angeschlossen "
sind. Das Rechengerät 86 dient dabei der elektrischen Multiplikation der durch die Rechengeräte 57» 70 und 76 ermittelten
Einzelwirkungsgradeο Vom Rechengerät 86, das an Masse und über
die Leitung 59 an die Spannungs.quelle 13 angeschlossen ist, wird der gebildete Meßwert für den Gesamtwirkungsgrad über lineare
Ausgänge und Leitungen 87 bzw. 88 auf das Stellorgan 89 einer
den Gesamtwirkungsgrad anzeigenden Anzeigeeinrichtung 90 übertragen. Die Anzeigeeinrichtung 90 hat vorzugsweise eine Skalentrommel 91 mit einer Prozenteinteilung als Anzeige. (
--.Es wird erwähnt, daß anstelle der in der Zeichnung beschriebenen
Potentiometer 10, 18, 29, 48 und 55 mit logarithmischer
Charakteristik auch Potentiometer mit linearer Charakteristik verwendet sein können. Dabei müssen jedoch die Rechengeräte 15,
31 und 50 eine elektrische Multiplikationsschaltung aufweisen und die nachgeschalteten Rechengeräte 57, 70 und 76 bei linearen Eingängen mit einer elektrischen Divisionsschaltung versehen
sein. Bei Anschluß des Rechengerätes 86 an lineare Ausgänge
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der Rechengeräte 57, 70 und 76 muß zur Ermittlung des Gesamt-1
· Wirkungsgrades dasselbe mit einer elektrischen Multiplikationsschaltung versehen sein.
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Claims (2)
- KLÖCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AO · KÖLN5 Köln-Deutz, den 26. Nov. 1969
D 69/80 - TP Ja/BPatentansprüche■ίλ·J Einrichtung zur laufenden Überwachung des Wirkungsgrades eines landwirtschaftlich nutzbaren Motorfahrzeuges mit einer vorzugsweise als Einspritzbrennkraftmasohine ausgebildeten Antriebsmaschine, deren leistung über einen Drehmomentenwandler auf die !Reibräder übertragen wird, gekennzeichnet
durch die Kombination folgender Merkmale:a) ein den Schlupf der Ereibräder ermittelndes Rechengerät, das mit einem die schlupfbehaftete Umfangsgeschwindigkeit der !Ereibräder ermittelnden Geber und
einem die schlupflose Umfangsgeschwindigkeit eines vom Fahrzeug bewegten Rades ermittelnden Geber in Wirkverbindung steht und optisch den Treibradschlupf anzeigt,b) ein die indizierte leistung der Brennkraftmaschine
ermittelndes Meßglied vorzugsweise mit einem Geber für die Drehzahl und die Brennstoffeinspritzmenge der Brennkraftmaschine,ο) ein das Antriebedrehmoment und das Abtriebsdrehmoment des Drehmomentenwfcndlere ermittelndes Meßglied,KLäCKNER-HUMBOLDT-DEUTZAG'KÖLN . _ g-_ - . 26 11 69D 69/80 .d) der Drehzahlgeber der Brennkraftmaschine und der das Antriebs drehmoment des Drehmomentenwandlers ermittelnde Geber sind wirkungsmäßig mit einem leistungsmeßglied verbunden,e) das die indizierte leistung der Brennkraftmas chine und das die Antriebsleistung des Drehmomentenwandlers ermittelnde leistungsmeßglied sind mit einem den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine errechnenden und anzeigenden Rechengerät verbunden,f) das die Antriebsleistung des Drehmomentenwandlers ermittelnde leistungsmeßglied ist mit einem Rechengerät mit einer optischen Wirkungegradanzeige verbunden, das nit einem weiteren leistungsmeßglied in Verbindung steht, an das der das Abtriebsdrehmoment des Drehmomentenwandlers und der die schlupfbehaftete Umfangsgeschwindigkeit ermittelnde Geber angeschlossen sind* - 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das den !Preibradschlupf ermittelnde Rechengerät, das den Wirkungsgrad der Brennkraftmaschine und das den Wirkungsgrad des Drehnomentenwandlers ermittelnde Rechengerät mit einer die •rreohneten Einxelwirkungegrade in einen einzigen Wert umwandelnde*1 und den Gesamtwirkungsgrad dee Fahrzeuges optisch anzeigenden Einrichtung In Verbindung stehen.tO$823/1Q34KHDKLÖCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AG ■ KÖLN _«^_ 26.11.69D 69/80/153· Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schlupf und die Wirkungsgrade anzeigenden Einrichtungen der Rechengeräte in einer im Blickfeld des Fahrers angeordneten Afmaturenaufnähme angeordnet sind«109823/1034L e e r s e i t e
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