NO162676B - Innretning for turtallsinnstilling av en forbrenningsmotor, saerlig en dieselmotor, i en arbeidsmaskin. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en innretning for turtallsinnstilling av den type som er angitt i innledningen til pa-tentkrav 1.

En dieselmotor har normalt en regulator ved hjelp

av hvilken man via en spak på innsprøytingspumpen regulerer den mengde brennstoff som tilføres til motorens for-brenningskammer for å drive motoren med et bestemt turtall. Ved en gravemaskin er motoren vanligvis plassert i det

bakre parti av den dreibare maskinoverdel, hvorved den ovennevnte turtallsregulering kan påvirkes manuelt fra førerplassen, variablet ved hjelp av et ratt samt trinnvis ved hjelp av en trykknapp i styrespaken, hvilke organer via et elektromagnetisk reguleringssystem overfører beveg-elsen til spaken på innsprøytingspumpen.

Under gravingsarbeidet skal motoren arbeide med

et turtall som er passende tilpasset til typen av arbeid. Maskinisten kan her innen påbegynnelsen av eller under gravingsarbeidet ved hjelp av eksempelvis et ratt innstille et utgangsturtall som sammen med turtallsreguleringsanord-ningen gir et for arbeidet passende arbeidsturtall. Så

snart maskinisten påvirker sine manøverorganer for å utføre gravearbeid, øker automatisk motorturtallet fra et hvileturtall til et arbeidsturtall. Anordningen tillater ved behov en manuell, trinnvis økning/senkning av motorturtallet under arbeidet, samt automatisk tilbakegang til hvileturtall når ikke noe arbeid utføres.

En tidligere kjent innretning for tur-tallsreguleringsformål (svensk patent 394 903) utgjøres av en hydraulisk-mekanisk reguleringsanordning som er tilkoplet til manøversysternet for arbeidsmaskinens arbeids-aggregat som påvirker spaken på innsprøytingspumpen.

Den automatiske motorregulering varierer her mellom et variabelt innstillbart hvileturtall og rusningsturtallet. Hensikten har her vært automatisk å redusere motorturtallet når det ikke skjer noen gravebevegelse, henholdsvis øke motorturtallet ved gravebevegelse. På denne måte avtar brennstofforbruket samtidig som den tid i hvilken høyt støynivå tilveiebringes, reduseres. Andre tomgangsautoma-tikkanordninger som er kjent innen gravemaskinområdet, benytter i prinsipp en pneumatisk sylinder hvis stempelstang er koplet til spaken på motorens innsprøytingspumpe. Aktivering av sylinderen skjer ved hjelp av en trykkbryter

i den hydrauliske krets eller en elektrisk kontakt i styrespaken. Disse organer medfører automatisk regulering bare mellom et hvileturtall/tomgangsturtall og et maksimumstur-tall: DE-A-3 307 596 beskriver en innretning som tilveiebringer et elektrisk vekslingssignal som etter forsterkning reverserer en pneumatisk solenoidventil for reversering av motorens brennstoffregulatorspak fra en arbeids-hastighetsstilling til en tomgangs-hastighetsstilling og omvendt. EP-A-166 546 beskriver en styreinnretning for en arbeidsmaskin med tre hastighetsnivåer.

Den foreliggende oppfinnelse gir helt andre turtalls-innstillingsmuligheter som er velegnet for å effektivisere gravearbeidet og ytterliger minimere brennstoff-forbruket og senke støynivået. Dens elektromekaniske anordning har dessuten få bevegelige deler og kan lett tilpasses til forskjellige turtallsreguleringsmønstre. Turtalls-innstil-lingsmulighetene oppnås ved hjelp av den innretning som er definert i den karakteriserende del av de etterfølgende krav.

Oppfinnelsen skal beskrives; nærmere i d'e1r følgende under henvisning til tegningene som viser et utførelses-eksempel, og der fig. 1 i form av et blokkskjema gir en oversiktlig funksjonsbeskrivelse av innretningen, mens fig. 2 mer nøyaktig beskriver den samme. Hvordan endring av turtallet skjer ved hjelp av forskjellige faktorer,

er anskueliggjort på fig. 3 og 4. Fig. 5 viser mulig regulering av motorturtallet.

Innretningen ifølge oppfinnelsen for turtallsinnstilling av en forbrenningsmotor, særlig en dieselmotor,

i en arbeidsmaskin omfatter et system som påvirkes på en spesiell måte og innstiller dieselmotorens turtall ved hjelp av en likestrømsmotorservo hvis utgående aksel er

fast forbundet med reguleringsspaken til dieselmotorens innsprøytingspumpe. En oversiktlig funksjonsbeskrivelse av systemet er vist på fig. 1.

Systemet og dermed dieselmotorens turtall påvirkes ved hjelp av arbeidsmaskinens manuelle styreorganer 14 (spaker, pedaler og liknende), en trykknapp 16 i styrespaken samtet organ. 10 for manuell innstilling av motorturtallet. For omkasting til fast innstilte hvileturtall, når arbeidsmaskinen ved drift ikke utfører noen arbeidsbevegelse, finnes en såkalt "fuelmiserenhet" 3. Fuelmiserenheten 3

kan tilkoples eller frakoples manuelt ved hjelp av en spesiell omkopler 8. Ved frakoplet fuelmiserenhet tilsvares dieselmotorturtallet direkte av utgangssignalene fra enheten 4 for turtallsbestemmelse (dvs. børverdien tilsvares av det aktuelle arbeidsturtall). Det utgående dieselmotorturtall registreres ved hjelp av en turtallsgiver 11. Dieselmotorens M turtall kan ved behov raskt endres manuelt ved hjelp av den på styrespaken plasserte trykknapp 16. Signalene for turtallsinnstilling som bestemmer børverdien til likestrømsmotorservoen 20 og dermed regulerer motorturtallet, er følgende: - manuell turtallsinnstilling (eksempelvis potensiometer i instrumentpanelet)

- trykknapp i den høyre styrespake

- dieselmotorens turtall

- aktiverte eller ikke-aktiverte spaker/pedaler.

Fig. 2 viser mer utførlig funksjonen av innretningen for turtallsinnstilling av en arbeidsmaskins dieselmotor. Innretningen består av en likestrømsmotorenhet 1, en regu-latorenhet 2, en fuelmiserenhet 3 med styreenhet 6, en turtallsbestemmelsesenhet 4 som inneholder en styreenhet ESC 5 (Engine Speed Control) og en signalomformer 15. Likestrømsmotorenheten 1, som har en utgangsaksel med en veksel og en føler som viser dreiningen av motorenhetens utgående aksel, er fast forbundet med reguleringsspaken 7 til dieselmotorens innsprøytingspumpe med hvilken motorens turtall reguleres. Likestrømsmotorenheten 1 innstiller reguleringsspaken 7 for motorturtallsregulering ved hjelp av regulatorenheten 2 hvis inngangssignal y (børverdien) bestemmes av turtallsbestemmelsesenheten 4 og fuelmiserenheten 3. Regulatorenhetens 2 erverdi x tilsvarer dreinings-vinkelen 0 av likestrømsmotorens 1 utgående aksel. Erverdien x registreres f.eks. ved hjelp av et dreiepotensiometer med lineær karakteristikk. For å hindre for høyt turtall av dieselmotoren ved innstilling av fullt turtall (såkalt rusningsturtall), finnes et justerbart, fast stoppeorgan som spaken 7 treffer ved en eventuell bevegelse som er større enn vinkelutslaget for fullt turtall. Turtallsbestemmelsesenhetens 4 utgangssignal u (inngangssignal til fuelmiserenheten 3) tilsvarer hensiktsmessig et fastslått, aktuelt arbeidsturtall for dieselmotoren. Turtallsbestemmelsesenhetens 4 inngangssignaler utgjøres av et inngangssignal fra den manuelle turtallsinnstillingsanordning 10 samt fra dieselmotorens turtallsgiver 11, samt et konstant inngangssignal fra innstillingsanordningen 9.

Indikering av hvilket arbeidsturtall som er aktuelt (lavt, variabelt eller høyt), vises eksempelvis ved hjelp av et display i førerhytten.

Ved hjelp av en kontroll- eller styreenhet 5, ESC (Engine Speed Control), kan utgangssignalet U som svarer til aktuelt arbeidsturtall, oppnås for tre forutbestemte arbeidsturtall. Det ene av disse arbeidsturtall, det variable arbeidsturtall , er manuelt variabelt innstillbart fra førerplassen. Det variable arbeidsturtall bestemmes eksempelvis av rattet for turtallspådragets 10 innstilling på instrumentpanelet. Rattet dreid maksimalt med urviseren gir som resultat et dieselmotorturtall som tilsvarer fullt motorturtall (såkalt rusningsturtall), og rattet dreid maksimalt mot urviseren gir som resultat det laveste motorturtall (tomgangsturtallet). Manuell omstilling av aktuelt arbeidsturtall til det nærmeste høyere/lavere arbeidsturtall (eksempelvis w^ til w., henholdsvis w-, til ) kan dessuten skje ved hjelp av f.eks. en trykknapp 16 i den høyre styrespak. Turtallsbestemmelsesenhetens 4 utgangssignal tilsvarer tre mulige, aktuelle arbeidsturtall:

1. Lavt arbeidsturtall

2. Variabelt arbeidsturtall

3. Høyt arbeidsturtall

Det lave arbeidsturtall (tilsvarer v^-signalet) oppnås ved direkte signalomforming i signalomformeren 15 ut fra det fra førerplassen variabelt innstillbare turtall (tilsvarer -signalet). Det høye arbeidsturtall (tilsvarer w^-signalet) oppnås ved hjelp av innstillingsanordningen 9 (eksempelvis et potensiometer) som er innstilt på en verdi som svarer til dieselmotorens rusningsturtall.

Turtallsbestemmelsesenhetens 4 styreenhet 5, ESC (Engine Speed Control), endrer det aktuelle arbeidsturtall dersom det variable arbeidsturtall, via den manuelt innstillbare turtallsinnstillingsanordning 10, overstiger en forutbestemt verdi av det lave arbeidsturtall (eksempelvis ca. 900 omdr./min.), på følgende måte ifølge nedenstående utførelseseksempel som også er anskueliggjort på fig. 3: 1. Omstilling av aktuelt arbeidsturtall til nærmeste, høyere turtallsmulighet (fra lavt til variabelt arbeidsturtall eller fra variabelt til høyt arbeidsturtall) skjer når trykknappen 16 i den høyre styrespak' har vært aktivert i høyst 0,4 sekunder. 2. Omstilling av aktuelt arbeidsturtall til nærmeste, lavere turtallsmulighet (fra høyt til variabelt arbeidsturtall eller fra variabelt til lavt arbeidsturtall) skjer når trykknappen 16 i den høyre styrespak har vært aktivert i mer enn 0,4 sekunder. 3. Omstilling av aktuelt arbeidsturtall til det variable arbeidsturtall skjer når det variable arbeidsturtall blir mindre enn det lave hvileturtall (ca. 900 omdr./min), eller når forbren-ningsmotorens virkelige turtall blir mindre enn ca. 300 omdr./min.

Den aktuelle børverdi for innstilling av dieselmotorturtallet bestemmes endelig av fuelmiserenheten 3 hvis inngangssignaler foruten fra turtallsbestemmelsesenheten 4 (u-signal) fås fra følere i arbeidsmaskinens manuelle manøverorganer 14, motorturtallsgiveren 11 og fuelmiser-omkopleren 8. Fuelmiserenheten kan praktisk velges til-eller frakoplet ved hjelp av omkopleren 8. Herved tilsiktes at fuelmiserenhetens inngangs- og utgangssignaler ved såkalt frakoplet fuelmiserenhet bare utgjøres av turtallsbestem-mélsesenhetens 4 utgangssignal U, dvs. fuelmiserenheten påvirker i frakoplet stilling ikke motorturtallet (børverdien tilsvares av det aktuelle arbeidsturtall).

Fuelmiserenheten 3 benyttes for å redusere forbren-ningsmotorturtallet fra det aktuelle arbeidsturtall til forinnstilte, faste hvileturtall når arbeidsmaskinen ikke utfører arbeid, henholdsvis for å øke turtallet ved arbeid. Fuelmiserenhetens 3 utgangssignal Y (regulatorenhetens 2 børverdi) får ved hjelp av styreenheten 6 en verdi som svarer til tre alternative turtallsmuligheter:

1. Lavt hvileturtall

2. Høyt hvileturtall

3. Aktuelt arbeidsturtall

De lave og høye hvileturtall er ved hjelp av inn-stillingsanordningene 13 og 12 innstillbare på passende, konstante verdier.

Fuelmiserenheten er ikke aktiv, dvs. dens utgangssignal tilsvarer direkte turtallsbestemmelsesenhetens 4 utgangssignal (dvs. børverdien tilsvares av det. akfrueJiXe. arbeidsturtall) i følgende tilfeller::

- Euelmiseromkopleren! 8. pai instrument panele* s:tår

i stiillingi "'Era'",

- Dieselmotorens turtall er mindre enn, 3.0;0) omdr./min, - En hjulgravemaskins parkeringsbrems står ikke i gravestilling.

Ved frakoplet fuelmiser tilsvarer børverdien Y

det aktuelle arbeidsturtall ("U-signal"). Ved innkoplet, aktiv fuelmiser endres børverditurtallet på den nedenfor angitte måte som også er anskueliggjort på fig. 4:

1. Skifting av børverditurtallet fra hvileturtallet (lavt eller høyt) til aktuelt arbeidsturtall skjer når en styrespak (for styring av bom-, skuff-, skaft-, sving- og graveblads-bevegelse) eller en pedal (for vandring fremover/bakover eller for ekstra utrustning) aktiveres med et utslag som er større enn dødbåndet, dvs. et signal fra spak/pedal-bevegelse som er større enn et visst, forinnstilt nivå. 2. Skifting av børverditurtallet fra aktuelt arbeidsturtall til høyt hvileturtall skjer når ingen spak eller pedal ifølge ovenstående har vært aktivert i eksempelvis 1 sekund. 3. Skifting av børverditurtallet fra høyt til lavt hvileturtall skjer når ingen spak eller pedal har vært aktivert i eksempelvis ytterligere 3 sekunder.

På fig. 5 er vist de forskjellige muligheter for turtallsinnstilling som kan tilveiebringes. Det skal bemerkes at de for den automatiske turtallsinnstilling forinnstilte, faste turtall (lavt/høyt hvileturtall og lavt/høyt arbeidsturtall) legges i en sådan rekkefølge og størrelse at en sådan innstilling tillates på den mest hensiktsmessige måte ved hjelp av tidligere angitte, automatiske innstil-lingsmuligheter. Av fig. 5 fremgår at innstillingen av turtallet i det foreliggende tilfelle kan skje enten manuelt eller automatisk, idet den automatiske innstilling kan finne sted mellom en innstillbar, nedre turtallsstilling som er større enn a (f.eks. 300) fra tomgangsturtallet,

og et øvre motorturtall som er begrenset av rusningsturtallet.

Claims (8)

1. Innretning for innstilling av minst ett hvileturtall og minst to arbeidsturtall for en dieselmotor (M) i en arbeidsmaskin, særlig en gravemaskin, omfattende en manuelt innstillbar styreanordning (3, 4) som er innrettet til å frembringe elektriske innstillingssignaler (Y) som tilføres til en drivanordning (1, 2) som er koplet til dieselmotorens (M) turtalls-reguleringsspak (7), idet styreanordningen (3, 4) omfatter en anordning for veksling fra hvileturtallet til et arbeidsturtall og for veksling, fortrinnsvis etter en tidsforsinkelse, fra arbeidsturtallet til hvileturtallet når maskinen ikke utfører noen arbeidsbevegelser, KARAKTERISERT VED at styreanordningen (3, 4) omfatter en enhet (3) for innstilling av motorens (M) hvileturtall og veksling av de nevnte turtall, og en enhet (4) for innstilling av det ene av motorens arbeidsturtall og trinnvis endring av det virkelige arbeidsturtall til det nærmeste høyere eller lavere arbeidsturtall ved hjelp av en manuelt påvirkbar bryteranordning (16).

2. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at enheten (3) for innstilling av hvileturtallet har minst to hvileturtallsinnstillingsorganer (12, 13) og en vekslingsanord-ning (6) som for vekslingsformål er påvirkbar ved hjelp av arbeidsmaskinens manuelle manøverorganer, et manuelt utløsbart signal eller en endring av det hydrauliske trykk og/eller motorens (M) turtall, og som har en utgang som er koplet til drivanordningen (1, 2), og innganger som er koplet til hvile-turtallsinnstillingsorganene (12, 13) og til enheten (4) for innstilling av motorens (M) arbeidsturtall, for til drivanordningen (1, 2) å tilkople enten det ene eller det andre av innstillingsorganene (12, 13) eller enheten (4) for innstilling av arbeidsturtallet.

3. Innretning ifølge krav 2, KARAKTERISERT VED at enheten (4) for innstilling av arbeidsturtallet har et regule-ringsorgan (ESC) med en utgang som er koplet til vekslingsan-ordningens (6) ene inngang, og minst to innganger som kan tilkoples til utgangen og av hvilke den ene er koplet til et manuelt innstillbart organ (10) som frembringer et utgangssignal () for et første arbeidsturtall, og den andre er koplet til et organ (9) som frembringer et på forhånd fikser-bart utgangssignal (W^) for et andre arbeidsturtall.

4. Innretning ifølge krav 3, KARAKTERISERT VED at reguleringsorganet (ESC) har en tredje inngang som kan koples til utgangen og som er koplet til en med det manuelt innstillbare organ (10) forbundet signalomformer (15) som frembringer et utgangssignal () for et tredje arbeidsturtall.

5. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at reguleringsorganet (ESC) for tilkopling av en ønsket inngang til utgangen er koplet til den manuelt påvirkbare bryteranordning (16), fortrinnsvis en trykknapp som er montert i en manøverspak.

6. Innretning ifølge krav 4, KARAKTERISERT VED at reguleringsorganet (ESC) er innrettet til å avføle motorens (M) aktuelle turtall for å hindre veksling mellom arbeidstur-tallene (W^, , ) når motorens (M) turtall underskrider et forutbestemt minimumsturtall, og automatisk tilkople den inngang som er koplet til det manuelt innstillbare organ (10), til sin utgang.

7. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at drivanordningen (1, 2) som er koplet til turtalls-reguleringsspaken (7), er en elektromagnetisk drivanordning.

8. Innretning ifølge krav 1, KARAKTERISERT VED at drivanordningen (1, 2) som er koplet til turtalls-reguleringsspaken (7), er en likestrøms-servomotorenhet.