DE1960298A1 - Einrichtung zur UEberwachung eines landwirtschaftlich nutzbaren Motor-Fahrzeuges - Google Patents

Einrichtung zur UEberwachung eines landwirtschaftlich nutzbaren Motor-Fahrzeuges

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Description

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KLÖCKNER-HUMBOLDT-DEUTZAG-KÖLM 5 Köln-Deutz, den 26. Hov. 1969
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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-
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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)

  1. KLÖCKNER-HUMBOLDT-DEUTZ AO · KÖLN
    5 Köln-Deutz, den 26. Nov. 1969
    D 69/80 - TP Ja/B
    Patentansprüche
    ■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,
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    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. 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.
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    3· 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«
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    L e e r s e i t e
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