Устройство для моделирования механической передачи Советский патент 1984 года по МПК G06G7/64 

110 Изобретение относится к аналоговычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств. По основному авт.св.№ 1001124 известно устройство, содержащее три ин тегратора, ограничитель напряжения, мостовой выпрямитель, ограничительные резисторы, источник разнополярного напряжения, датчик напряжения фрикциона, инвертор, два коммутатора, первый суммирующий усилитель, датчик положения рычага переключения передач, состоящий из группы выключа телей, одни входы которых объединены ,и подключены к шине постоянного потенциала, а другие выходы соединены с управляющими входами соответствуюпщх коммутаторов, первый вход первогоинтегратора является входом устройства и его выход соединен с первым информационным входом первого коммутатора и с входом инвертора, выхо;д которого водключен к второму информационному входу первого комму.-татора, выход которого соединен с первым,входом второго интегратора, выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения, управляющие входы которого сое,динены с выходами датчика напряжения фрикциона, выход ограничителя напря жения подключен к информационному входу второго коммутатора, выхода которого соединены с входами первого суммирующего усилителя, выход которо го соединен соответственно с входом третьего интегратора, одн пара вершин мостового выпрямителя соединена соответственно с входом и выходом третьего интегратора а другая пара вершин мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, третий и четвертый коммутаторы и второй суммирующий усилитель, управляю1ще входы третьего и четвертого коммутаторов соединены с выхода ми соответствуюпщх выключателей дат.чика положения рычага переключения передач, информационшлй вход третье го коммутатора соединен с выходом ограничителя напряжения, а выход подключен к второму входу первого интегратора, информационный вход четвертого коммутатора соединен с выходЬм третьего интегратора, а выхо ды подключены соответственно к входам второго суммирующего усилителя. 22 выход которого подключен к второму входу второго интегратора Г1Д. Недостатком данного .устройства является то, что при моделировании обычной exaничecкoй коробки передач оно не воспроизводит работу синхрони заторов, которые позволяют переключать передачи с высшей на низшую только при условии соответствия угловых скоростей ведомых и ведущих частей . Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет моделирования механической передачи с синхронизаторами. Поставленная цель достигается тем что в устройство дополнительно введены второй датчик рычага переключения передач, пятый коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, компаратор, усилитель и исполнительное устройство, механически связанное с рычагом переключения передач, выходы второго датчика рыча га переключения передач соединены с соответствующими входами пятого коммутатора, выходы которого соедине нь с соответствующими входами третье го сумматора, информационный вход пятого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выход первого интегратора соединен со вторым входом компаратора. На чертеже представлена схема устройства для моделирования механической передачи. Устройство содержит первый интегг ратор 1, первый коммутатор 2, инвер тор 3, первый суммирующий усилитель 4, третий коммутатор 5, второй интегратор 6, ограничитель 7 напряжения, датчик 8 напряжения фрикцио на, . вертый 9 и второй 10 коммутаторы, мостовой выпрямитель 11, третий интегратор 12, первый датчик 13 положения рычага переключения передач, второй суммирующий усилитель 14, источник 15 разнополярного напряжения, исполнительный блок 16, усилитель 17, схему 18 сравнения, третий суммирующий усилитель 19, пятый коммутатор 20, второй датчик 21 положения рычага переключения передач, резисторы 22, конденсаторы 23 и операионные усилители 24. Устройство работает следующим образом. Режим включенной передачи. При этом в датчике 13 положения рычага

310

переключения передач, представляющем группу выключателей, включен переключатель соответствующей передачи , например второй. В этом случае сигнал с датчика 13 поступает на коммутаторы 9 и 10, подключая определенный вход суммирующих усилителей 4 и 14 соответственно к выходу интегратора 12 и ограничителя 7. Коммутаторы могут представлять собой либо рел«, либо аналоговые электронньш переключатели. Если в этом случае на свободный вход интегратора 1 подать напряжение U .пропорциональное крутящему моменту, приложенному к входному валу коробки то на выходе интегратора 1 появится напряжение , пропорциональное оборотам выходного вала. .Постоянная времени интегратора 1 определя ет момент инерции вращающихся масс, находящихся в постоянном зацеплении с входным валом и приведенных к нему. ., .

Напряжение поступает через коммутатрр 2 на вход интегратора 6, на выходе которого формируется напря жение Удд-у , пропорциональное моменту упругих сил, возникающих в результате деформации. Постоянная времени интеграт,ора 6 определяет податливость деформируемых частей коробки передач.

Напряжение 1),, без изменения по амплитуде проходит через ограничитель 7 и УС помощью коммутатора 10 направляется на вход суммирующего усилителя 14, соответствующего включенной передаче. Коэффициент передачи данного усилитёля по каждому вход определяет передаточное число коробк передач по моменту. Таким образом, на входе 14 формируется напряжение, пропорциональное произведениюШ.. Последнее поступает на вход интегратора 12, на выходе которго формируется напрязсение flpo- порциональное оборотам выходного вала коробки передач. На другой вход интегратора 12 Через мостовой выпрямитель 11 с источника разнополярного напряжения подается напряжение, пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил.. Причем это напряжение за счет мостового выпрямителя будет всегда противоположным по знаку напряжению iU , т.е. оно

2 - 4 будет всегда тормозным для интегратора 12.

Напряжение U,2 с помощью коммутатора 9 подается на один из входов блока 4. Коэффициент сумматора по каждому входу равен передаточному числу коробки передач. Таким образом, на выходе усилителя 4 формируется напряжение, пропорциональное произведению 1иц52 которое поступает на второй вход интегратора 6. При достижении равенства 1, il)jjjj2 разгона коробки прекращается и наступает установившийся режим.

Режим выключенного фрикциона. Он характеризуется тем, что напряжение с датчика фрикциона равно нулю, поэтому уровень ограничения ограничителя 7 также равен нулю. В этом случае при подаче напряжения U на свободный вход интегратора Г, на его выходе будет напряжение i(jj. иа выходе интегратора 6 также будет напряжение и. Однако это напряжение через ограничитель не пройдет., так как уровень его ограничения равен нулю и тогда, независимо от включенной передачи, не будет раскручивающего момента, приложенного к выходному валу коробки передач, т.е. напряжение U 2 выходе интегратора 12 будет равно нулю.

Режим включенной нейтрали. При этом все. коммутирующие элементы коммутаторов 5,9 и 10 разомкнуты. В этом случае, как и в предыдущем , передача момента не осуществляется, а коммутатор 5 служит для того, чтобы при замкнутом фрикционе, т.е. когда на управляющих входах ограничителя 7 при сутствует максимальнее напряжение, по цепи обратной связи не поступало напряжение д с выхода ограничителя 7, которое сформировалось в результате наличия напряжения U,j на первом входе интегратора 6. Если напряжение U(, поступало на второй вход интегратора 6, то оно создавало бы момент сопротивления вращению входного вала, что является.противоестественным I фактом, так как при включенной нейтрали в коробке передач передача

мощности отсутствует.

Режим заднего хода. В этом режиме устройство работает так же, как и в режиме включенной передачи переднего хода, с той лишь разницей, что напряжение Um с помощью KOMhtyTaTOpa 2 подключается к интегратору 6 через S1 инвертор 3, в результате чего напряжение (J, становится противоположным по знаку напряжению иц,2 при вклю ченных передачах переднего хода. Для моделирования работы синхронизаторов на механизме переключения передач установлены выключатели втор го датчика 21 положения рычага переключения передач, которые выключаются в начале хода рычага включения соответствующей передачи.. Выключатели первого датчика вклюЧ ются в конце хода рычага, где он фиксируетсяj т.е. передача включена Пусть, например, вклпочена вторая передача, при этом нагфяження, пропо циональные оборотам входного и выход ного валов связаны соотношением U|y Uu)2 Р переключении передач аодатель сбрасывает газ и выжимает фрикцион. При этом за счет тормозного двигателя напряз ение Оц, становится равным Оц 0 „ плавно уменьшается. Далее водитель перевода1Т рычаг переключения передач в положение для включения передачи, при 3TdM включается выключатель второго датчика 21, соответствукщеrcv первой передаче, и напряжение с выхода интегратора 12 через коммутатор 20 поступает на соответствуюдай вход сумматора 19, где учитывается передаточное число по оборотам. Тогда на выходе последнего формирует ся напряжение ,, соответствующее оборотам частей коробки при 2 включении первой передачи. Причем uJi 2 Н 2 напряжения поступают на схему 18 сравнения, на выходе которой появляется напряжение при , . выполнении условия Ul,, U,,. . Если то на выходе схемы I8 l)u-t U) 1 напряжение равно нулю. Напряжение с выхода схемы 18 сравнения усиливает ся усилителем 17 и поступает на исполнительный блок 16, который предста вляет собой, например, электромагнит, якорь которого при включении препятствует дальнейшему передвижению рычага переключения передач. Причем рычаг будет блокироваться таким образом до тех пор, пока не выполнится условие Ul, Utui , тогда водитель сможет передвинуть рычаг до включения выключателя датчика 13 соот ветстэующей передачи (в данном случае , первой J. Таким образом, устройство позволяет моделировать работу механических синхронизаторов коробки передач, что не достигалось в прототипе. Использование предлагаемого устройства в тренажерах транспортных средств позволит более качественно обучать водителей приемам переключения передач, за счет чего повышается уровень подготовленности водителя, качество управления транспортным средством, а также снижается расход горюче-смазочшдх материалов и снижается вероятность поломок машин.

УСТРОЙСТВО ДОЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ по авт. ев. № 1001124, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фуйкцйональных возможностей за счет моделирования механической передачи с синхронизаторами, оно дополнитель но содержит второй датчик положения п9Л«и i ЬП. рычага переключения передач, пятый коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, схему сравнъния, усилитель и исполнительный блок, кинематически связанный с дат чиком положения рычага переключения передач, причем выходы второго датчика положения рычага переключения передан соединены с соответствующими управляняцими входами пятого коммутатора, ш 1ходы которого соединены с соответствукяцими входами третьего сумматора, информационный вход пятого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выход первого интегратора подключен к . другому входу схемы сравнения. i