DE3937846A1

DE3937846A1 - Drehzahlregelanordnung fuer brennkraftmaschinen

Info

Publication number: DE3937846A1
Application number: DE19893937846
Authority: DE
Inventors: Bihan Bernhard Le
Original assignee: Wolf Geraete Vertrieb GmbH
Current assignee: Wolf Geraete Vertrieb GmbH
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-05-16
Also published as: WO1991007580A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf auf Drehzahlregelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Rasenmähern, mit einem auf die Drosselklappe wirkenden Zentrifugalregler.

Derartige Fliehkraftregler haben die Aufgabe, auch bei veränderlicher Belastung die Drehzahl konstant zu halten, damit der Rasenmäher mit optimalem Wirkungs grad arbeiten kann. Diese erwünschte Konstanthaltung der Dreh zahl läßt sich bei Kraftmaschinen mit stark wechselnder Last mit einfachen Mitteln nicht realisieren. Insbesondere sind die bei Rasenmähern eingesetzten Brennkraftmaschinen mit Flieh kraftregler nicht in der Lage, die gewünschte Drehzahl bis in die oberen Lastbereiche zu halten und beim Auftreten hoher Wiederstandsmomente sinkt die Drehzahl drastisch ab, was zur Stillsetzung der Maschine führen kann.

Beim Antrieb eines Rasenmähers durch eine Brennkraftmaschine ist die Konstanthaltung der Drehzahl auch im Hinblick auf die Lärmbelastung von erheblicher Bedeutung. Die Umfangsgeschwindig keit des Messers liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 45-55 m/sec, um ein optimales Schnittergebnis zu erreichen. Diese Drehzahl sollte nicht überschritten werden, um den Lärm pegel möglichst gering zu halten.

Bisher waren bei Rasenmähermotoren Windfahnenregler und Flieh kraftregler üblich, die jedoch sehr träge auf Lastveränderungen reagieren. Hierbei wird die Drehzahleinstellung am Messerbalken über ein Stangen- und Federsystem bewirkt, das nur einen Einstellbereich hat und die Drosselklappe am Vergaser bewegt. Diese schlechte Regelung bewirkt, daß das maximale Drehmoment nur unter starkem Drehzahlabfall zu erreichen ist. Bei herkömmlicher Regelung liegt die Reaktionsdrehzahl zum Erreichen des maximalen Drehmoments bei ca. 100 bis 300 u/min.

Die Folge davon ist, daß ein herkömmlicher Rasenmähermotor eine Leerlaufdrehzahl haben muß, die um 100 bis 300 u/min über der physikalisch erforderlichen Drehzahl liegen muß, was eine erhebliche Lärmbelastung bedingt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehzahl regelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere solche die dem Antrieb von Rasenmähern dienen, zu schaffen, die auf einfache Weise eine Drehzahlkonstanthaltung auch im hohen Lastbereich gewährleistet und damit unnötig hohe Drehzahlen bei geringer Last oder im Leerlauf vermeidet, so daß die Lärm belastung erheblich verringert wird.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird diese Aufgabe durch einen mechanischen Doppelregler gemäß den Merkma len des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 gelöst. Dieser wei tere, beliebig aufgebaute Regler ersetzt die herkömmliche Ver stellschraube zur Grundeinstellung und ist derart ausgebildet, daß er bei Lastwechsel permanent die Grunddrehzahleinstellung verändert. Die Charakteristik dieses weiteren Reglers kann durch Einsatz von Federn und Dämpfern verändert werden.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die gestellte Aufgabe gelöst durch die Merkmale des Kennzeichnungs teils des Anspruchs 3. Die Steuerung dieses Verstellgliedes erfolgt über einen Regler, der aufgrund einer manuellen Dreh zahlvorgabe und einem Meßwert der Ist-Drehzahl die Einstellung des Vergasers vornimmt. Die Charakteristik dieses Reglers ist durch Veränderung der PID-Anteile individuell anpaßbar.

Durch die Erfindung wird eine Optimierung der Drehmoment-Dreh zahlkurve (Regelkurve) einer Brennkraftmaschine erreicht.

Nachstehend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines mechanischen Doppelreglers;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines elektronischen Doppelreglers;

Fig. 3 zeigt eine Drehmoment-Drehzahlkurve eines herkömmlichen Rasenmähermotors mit Fliehkraftregler. Es ist erkennbar, daß ein hohes Drehmoment nur bei einem unter der Nenndrehzahl liegenden Wert erreicht werden kann.

Fig. 4 zeigt eine ideale Drehzahlkurve, die unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Reglers erreicht werden kann und bei der die Drehzahl trotz schwankender Last ideal gleich bleibt.

Fig. 5 zeigt eine Regelkurve, bei der eine negative Einstellung erhalten werden kann, d. h. bei Erhöhung der Last erfolgt eine Erhöhung der Drehzahl.

In den Fig. 1 und 2 sind zwei denkbare Ausführungsbeispiele schematisch in Verbindung mit einem Motor dargestellt, der einen Zylinder (1), einen Kolben (2), eine Kurbelwelle (3), ein Einlaßventil (4) und eine Drosselklappe (5) im Einlaßkanal aufweist.

Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird die Drosselklappe mechanisch durch zwei Fliehkraftregler (6 und 7) eingestellt, deren Sensor auf der Kurbelwelle (3) sitzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 wird die Drosselklappe durch ein elektronisches oder mechanisches Stellglied (8) eingestellt, welches von einem Regler (9) gemäß der vom Drehzahlsensor (10) festgestellten Drehzahl eine Regelung vornimmt.

Bei einem bekannten Rasenmäher liefert die Brennkraftmaschine eine Leerlaufdrehzahl von 2900 u/min. Das maximale Drehmoment von 7 Nm wird bei 2600 u/min erreicht. Die hohe Leerlaufdrehzahl ergibt eine Schalleistung von 96 dB (A), sie ist jedoch notwendig, da bei normalem Betrieb die Drehzahl auf 2500 bis 2600 u/min absinkt wo die Lärmbelästigung deutlich geringer ist.

Gemäß der Erfindung wird erreicht daß auch im Leerlaufbetrieb die Drehzahl nicht über die für den optimalen Schnitt erforder liche Drehzahl ansteigt. Hierdurch ergibt sich beim Ausführungs beispiel infolge der Drehzahlverminderung von 300 u/min eine Reduzierung des Lärms von 1 dB pro 100 u/min, d. h. beim Aus führungsbeispiel eine Lärmverringerung von ca. 3 dB.

Der zweite Fliehkraftregler (7) kann in seiner Charakteristik durch Federn und/oder Dämpfungsglieder (11) verändert werden.

Claims

1. Drehzahlregelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Rasenmähern, mit einem auf die Drosselklappe wirkenden Zentrifugalregler, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem Zentrifugalregler (6) ein weiterer Regler (7) vorgesehen ist, der in Abhängigkeit von dem Lastdrehmoment die Grunddrehzahleinstellung verändert.

2. Drehzahlregelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Regler (7) in seiner Charakteristik durch Federn und/oder Dämpfungsglieder (11) veränderbar ist.

3. Drehzahlregelanordnung für Brennkraftmaschinen, insbesondere für Brennkraftmaschinen zum Antrieb von Rasenmähern, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Drehzahlregelung (1, 9, 10) vorgesehen ist und ein elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch betriebenes Stellglied (8) direkt auf die Drossel klappe (5) wirkt.

4. Drehzahlregelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung des Stellgliedes (8) über ein Steuergerät (9) erfolgt, dem als Eingang eine manuelle Drehzahlvorgabe und die Ist-Drehzahl (10) zugeführt werden, und dessen Ausgang die Drosselklappe (5) einstellt.

5. Drehzahlregelanordnung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Charakteristik der Steuer vorrichtung durch Veränderung der PID-Anteile individuell anpaßbar ist.