DE3611553C1 - Anordnung zum Betrieb eines dieselhydraulischen Antriebes - Google Patents

Anordnung zum Betrieb eines dieselhydraulischen Antriebes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Betrieb eines dieselhydraulischen Antriebes nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.
Es ist bereits eine verstellbare hydrostatische Pumpe bekannt, die von einer Brennkraftmaschine angetrieben ist, mit einer Reg­ lereinrichtung, welche ein Abwürgen der Brennkraftmaschine durch übermäßige Belastung von der Pumpe her dadurch verhindert, daß das die Kraftstoffzufuhr bestimmende Glied mit einem elektrischen Schaltglied zusammenwirkt, das ein Wegeventil steuert, welches min­ destens ein druckbeaufschlagtes Stellmittel zum Verstellen des Stellglieds der Radialkolbenpumpe beeinflußt (DE-PS 25 31 492).
Durch eine derartige Anordnung ist es möglich, die Brennkraft­ maschine einer verstellbaren Pumpe vor Überlastung zu schützen und die Antriebsleistung der Maschine stets voll auszunutzen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen einer Regelung, eine Verstellung von Hydraulikpumpen der Art durchzuführen, daß der Dieselmotor immer mit geringster Energiezufuhr betrieben und gegen Überlastung geschützt wird.
Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Einrichtung durch die kenn­ zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
In den Unteransprüchen sind die Ausbildung der erfinde­ rischen Lösung und deren Weiterbildung beschrieben.
Der Vorteil der Erfindung wird darin gesehen, daß der Antriebsdieselmotor der Baumaschine mit höchster Wirt­ schaftlichkeit betrieben werden kann.
Darüber hinaus wird es auf diese Weise möglich, die Nenn­ leistung des Dieselmotors geringer als die gesamtinstal­ lierte hydraulische Leistung der Antriebe auf der Bauma­ schine zu wählen, wodurch ebenfalls eine Kostenersparnis möglich wird.
Anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles wird im folgenden die Erfindung näher beschrieben.
Die moderne Entwicklung auf dem Gebiet der Mikroprozessoren stellt heute bekannte Regelungsbausteine zur Verfügung, die auch für einen Einsatz auf Baumaschinen geeignet sind, die Funktionsabläufe optimal steuern bzw. regeln zu können. So wird bei der Erfindung unter Verwendung eines bekannten Mikroprozessorreglers 6 die Drehzahl des Dieselmotors 1 mit Hilfe eines mit ihm mechanisch verbundenen Drehzahl­ generators 9 erfaßt. Dem Mikroprozessorregler 6 wird des weiteren als Eingang die über einen Temperaturfühler 10 erfaßte Temperatur des Dieselmotors 1 zugeführt. Weiterhin sind die Steuerleitungen 16 der Vorsteuerhandhebel 12 der Baumaschine über Wechselventile 13 mit einem Druckschalter 11 verbunden, dessen Stellungsmeldung als dritter Eingangswert dem Mikroprozessorregler 6 zugeführt ist.
Aufgrund eines im Mikroprozessor 6 vorgesehenen Speichers ist es nun möglich, als Sollgröße für den Betrieb der Ver­ stellpumpen 2 die Leistungsfunktion dieser Pumpen nicht nur vorzugeben, sondern auch nach Maßgabe der Stellung eines Wähl­ schalters 15 diese vertikal zu verschieben und somit die Soll­ größe in wählbaren Bereichen zu verändern. So kann eine Stellung des Kontaktes des Wählschalters 15 einen Betrieb im Grenz­ leistungsbereich als Sollwert vorgeben und der andere über eine der Verbindungsleitungen 17 den Sollwert zu einem anderen, insbesondere niedrigeren Leistungsbereich der Verstellpumpen verschieben. Entsprechend dem so erzeugten Ausgang des Mikropro­ zessorreglers 6 über die Mikroprozessorreglerausgangsleitung 13 wird das Proportionalventil 7 angesteuert und die Verstell­ pumpen 2 nach Art einer Überlagerungsfunktion gestellt.
Es ist weiterhin ein Magnetventil 8 vorgesehen, das nach Maß­ gabe eines Signals des Mikroprozessorreglers 6 in der Aus­ gangsleitung 20 den Drehzahlstellzylinder 14 am Dieselmotor 1 über die Leitungen 21 beaufschlagt. Dies geschieht dann in der Weise, daß die Drehzahl des Dieselmotors 1 auf die Leerlauf­ drehzahl zurückgeführt wird, wenn über eine wählbar vorgebbare Zeit der Dieselmotor 1 einer Nichtleistungsbeanspruchung unter­ liegt. Es werden dann die Hydraulikverstellpumpen 2 mit mini­ maler Fördermenge betrieben.
Im normalen Betrieb, d. h. bei Arbeitsspielen wird der Dreh­ zahlstellzylinder 14 entsprechend der Gashebelauslenkung für den Dieselmotor 1 gestellt. Dazu kann eine mechanische Verbindung vom Gashebel aus der Führerkabine der Baumaschine zum Drehzahlstellzylinder 14 entsprechend der angedeuteten Verbindung 22 dienen.
Der in der Zeichnung dargestellte Schaltplan für die Funk­ tionen einer Baumaschine stellt sicher, daß bei thermischer und/oder Dieselmotorüberlastung die abnehmbare hydraulische Leistung reduzierbar ist, eine Rückstellung auf die Leerlauf­ drehzahl des Dieselmotors 1 bei Nichtleistungsbeanspruchung über eine gewisse Zeit sichergestellt ist, und daß die regel­ baren Hydraulikverstellpumpen 2 mit verschiedener Fördermenge entsprechend der über den Wählschalter 15 angewählten Ordinaten­ höhe der Verstellpumpenleistungskurve betrieben werden können.
Die Funktionsweise der Regelung läuft im einzelnen wie nach­ stehend beschrieben ab:
  • 1. Der Mikroprozessorregler 6 mißt über den Drehzahlgenerator 9 die Drehzahl des Dieselmotors 1.
  • 2. Bei geöffnetem Druckschalter 11 wird diese beliebige Drehzahl, die annähernd der Leerlaufdrehzahl des Diesel­ motors 1 entspricht, weil keine Beaufschlagung des Hy­ draulikkreislaufes durch Vorsteuerungsgrößen der Vor­ steuerhebel 12 vorgegeben ist, als Sollwert interpretiert.
  • 3. Wird eine Arbeitsbewegung über die Vorsteuerhandhebel 12 eingeleitet, so bewirkt ein Drucksignal über die Wechsel­ ventile 13 ein Schließen des Druckschalters 11.
  • 4. Der Mikroprozessorregler 6 interpretiert die nun gemessene Drehzahl als Istwert und führt einen Soll-Istvergleich durch. Der Sollwert ergab sich aus dem gemessenen Drehzahlwert kurz vor dem Schließen des Druckschalters 11 und dem im Mikroprozessorregler 6 gespeicherten Motorkennfeld.
  • 5. Ist die Aufnahmeleistung der Verstellpumpen 2 und die Leistung der weiterhin vorgesehenen Stellpumpe 3, die auf einen besonderen Arbeitskreis, z. B. den des Dreh­ werkes 5 arbeiten kann, größer als die Abgabeleistung des Dieselmotors 1, entsteht eine Regelabweichung infolge der Dieselmotordrehzahldrückung.
  • 6. Der Mikroprozessorregler 6 erzeugt dann ein elektrisches PID-Signal, welches über die Mikroprozessorreglerausgangs­ leitung 18 und über das Proportionalventil 7 eine Leistungs­ reduzierung der Verstellpumpen 2 derart bewirkt, daß der Pumpenförderstrom verringert wird. Dies geschieht solange, bis keine Regelabweichung mehr vorhanden ist. Für die Durch­ führung der Regelung der Verstellpumpen 2 ist eine in be­ stimmten Grenzen zulässige Istwertabweichung, entsprechend üblicher Regelvorgänge, möglich.
  • 7. Es wird durch den Temperaturfühler 10 der Dieselmotor 1 von thermischer Überlastung derart gesichert, daß bei Erreichen einer vorgegebenen Temperaturgrenze der Mikro­ prozessorregler 6 über das Proportionalventil 7 die Ver­ stellpumpen 2 in ihrer Leistungsaufnahme solange reduziert, bis die Temperaturgrenze wieder unterschritten wird.
  • 8. Stellt der Mikroprozessorregler 6 nach einer vorwählbaren Zeit fest, daß über die Vorsteuerhandhebel 12 keine hy­ draulische Leistung abverlangt wird, so gibt er auf das Magnetventil 8 ein Signal, welches über den Drehzahlstell­ zylinder 14 eine Reduzierung der Dieselmotordrehzahl auf Leerlauf bewirkt.
    Des weiteren schaltet der Mikroprozessorregler 6 über das Proportionalventil 7 die Stellpumpe 2 auf minimale För­ dermenge.
  • 9. Wird über die Vorsteuerhandhebel 12 nun eine Arbeitsbe­ wegung eingeleitet, so wird dies dem Mikroprozessor­ regler 6 über den Druckschalter 11 mitgeteilt. Der Mikroprozessorregler 6 veranlaßt über das Magnetventil 8, daß der Dieselmotor 1 mit seiner vorher eingestellten Drehzahl läuft. Ist diese erreicht, dann veranlaßt der Mikroprozessorregler 6 über das Proportionalventil 7, daß die Verstellpumpen 2 langsam auf die verlangte hydraulische Leistung gestellt werden.
  • 10. Mit Hilfe der gewählten Stellung des Kontaktes des Wähl­ schalters 15 ist es möglich, nach Art einer Überlagerungs­ funktion die Aufnahmeleistung der Verstellpumpe 2 wählbar zu begrenzen.
Zur Versorgung des Hydrauliksteuerkreislaufes ist eine mit dem Dieselmotor 1 gekuppelte Hilfsversorgungspumpe 4 vorgesehen.

Claims (9)

1. Anordnung zum Betrieb eines dieselhydraulischen Antriebes auf einer Baumaschine in Grenzlastregelung mit einem Mikroprozessorregler, bei der die installierte Hydrau­ likleistung größer ist als die Dieselmotornennleistung, dadurch gekennzeichnet, daß
  • a) bei thermischer und/oder Dieselmotorüberlastung die abnehmbare hydraulische Leistung reduzierbar,
  • b) bei Nichtleistungsbeanspruchung nach einer wählbar vorgegebenen Zeit der Dieselmotor (1) auf Leerlauf­ drehzahl schaltbar und die Hydraulikverstellpumpen (2) mit minimaler Fördermenge betreibbar und
  • c) die regelbaren Hydraulikverstellpumpen (2) nach wähl­ bar vorgebbaren Leistungskurven stellbar sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dieselmotor (1) mechanisch mit einem Drehzahlgene­ rator (9) gekuppelt ist, dessen Ausgangsspannung als Eingangsgröße dem Mikroprozessorregler (6) zugeführt ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dieselmotor (1) mit einem Temperaturfühler (10) ausgerüstet ist, dessen Meßwerte als Eingangsgröße dem Mikroprozessor (6) zugeführt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Steuerleitungen (16) der Vorsteuerhandhebel (12) über Wechselventile (13) mit einem Druckschalter (11) ver­ bunden sind, dessen Stellungsmeldung als Eingangswert dem Mikroprozessorregler (6) zugeführt ist.
5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wählschalter (15) vorgesehen ist, über dessen Ver­ bindungsleitungen (17) die im Mikroprozessorregler (6) gespeicherte, wählbar vertikal verschiebbare Verstell­ pumpen-Leistungsfunktion dem Stellen des Proportional­ ventils (7) über die Mikroprozessorreglerausgangslei­ tung (18) zugrunde legbar ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Proportionalventil (7) durch Stelleitungen (19) mit den Verstellpumpen (2) verbunden ist.
7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnetventil (8) vorgesehen ist, das nach Maßgabe eines Signals des Mikroprozessorreglers (6) in den Aus­ gangsleitungen (20) den Drehzahlstellzylinder (14) am Dieselmotor (1) über die Leitungen (21) beaufschlagt.
8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehzahlstellzylinder (14) entsprechend der Gas­ hebelauslenkung für den Dieselmotor (1) über eine Ver­ bindung (22) stellbar ist.
9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß für die Regelung der Verstellpumpen (2) nach Maßgabe der im Mikroprozessorregler (6) als Sollwert gespei­ cherten Verstellpumpen-Leistungsfunktion eine Istwert­ abweichung bestimmbarer Größe vorgebbar ist.
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