Система управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК B60K41/06 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к системам управления фрикционными элементами ступенчатых коробок передач транспортных средств.

Известна система управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства, содержаидая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателя и скорости транспортного средства, соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель 1.

Недостаток известной системы заключается в сложности конструкции.

Цель изобретения - упрощение конструкции.

Указанная цел( достигается тем, что в системе управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства, содержащей источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателя и скорости транспортного средства, соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размещ,енной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и штифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полость между перегородкой и одним торном поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника, примыкающего к, штифту, выполнены смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с полостью перед другим торцом поршня.

На фиг. 1 изображена система управления с клапаном автоматического переключения ступеней, показанным в положении включенной понижающей ступени; на фиг. 2 - клапан автоматического управления при среднем положении, его золотника; на фиг. 3 - вариант конструкции клапана автоматического переключения ступеней при подводе к рабочей камере дифференциального поршня давления датчика скорости транспортного средства; на фиг. 4 - характеристики усилий, действующих с 2 сторон на золотник клапана автоматического переключения.

Система управления переключением ступеней содержит источник 1 давления рабочей жидкости, датчик 2 нагрузки двигателя, датчик 3 скорости транспортного средства и клапан, 4 автоматического переключения фрикционных муфт 5 и 6.

Клапан 4 автоматического переключения содержит корпус 7 с полостями 8-13, золотник 14 с щейками 15-17 и торцовые рабочие камеры 18 и 19 с поршнями 20 и 21, заглушенные крышками 22 и 23. Корпус 7 и рабочая камера 18 разделены перегородкой 24, в которой подвижно установлен штифт 25: Рабочая камера 18 имеет полость 26, сообщенную с гидробаком 27 через дроссель 28. Полость 29 рабочей камеры 19 через выполненное в ней отверстие 30 сообщается с гидробаком 27. В поршне 20 выполнена проточка 31 и отверстие 32, сообщенные с полостью 26 рабочей камеры 18.

Один из датчиков системы - датчик 2 (для варианта клапана, изображенного на фиг. 1) ИЛИ датчик 3 (для варианта клапана, изображенного на фиг. 3) каналом 33 сообщается с полостью 8 корпуса 7 клапана 4. Через смежную полость 9 корпуса 7, канал 34 и выполненное в рабочей камере 18 отверстие 35 давление одного из датчиков (2 или 3) подводится к полости 36 перед порщнем 20. Полость 37 рабочей ка.меры 18 между перегородкой 24 и поршнем 20 -сообщается с гидробаком. 27.

Давление датчика 3 скорости каналом 38 подводится к полости 39 перед торцом порщня 21 через выполненное отверстие

40в рабочей камере 19. Давление датчика 2 подводится к полости 39 перед торцом золотника 14 (фиг. 3)

Источник 1 (фиг. 1) через смежные полости 12 и 11 корпуса 7 клапана 4 и канал

41сообщается с гидроцилиндром фрикционной муфты 5 включения понижающей ступени (Фр1), а через полости 12 и 13 и канал

42- с гидроцилиндром фрикционной муфты 6 включения повышающей ступени (Фр

Система управления работает следующим образом.

В исходном положении, соответствующем троганию с места, клапана 4 находится в положении включенной понижающей ступени (включена фрикционная-муфта 5 (), показанном на фиг. 1, при котором золотник 14 клапана 4 находится в правом крайнем положении. Указанное положение золотника обеспечивается тем, что при включенном двигателе (не показан) и стоящем на месте транспортном средстве начинает работать источник 1 и при этом датчик 2 нагрузки двигателя создает начальное давление Р даже при отсутствии нажатия на педаль управления подачей тойлива к двигателю. Рабочая жидкость под давлением Pjg по каналу 33 подводится к полости 8 корпуса 7 и, воздействуя на торец золотника 14, создает начальное усилие Q - Pie ) да W - площадь сечения золотника 14, щ - площадь сечения щтифта 25, необходимое для, перемещения золотника 14 в крайнее правое положение. При этом источник 1 соединяется через полости 12 и 11 корпуса 7 и канал 41 с гидроцилиндром фрикционной муфты 5 (Фр1) и происходит включение понижающей ступени, на которой и начинается разгон с места. Одновременно с включением фрикционной муфты 5 давление Pj датчика 2 каналом 34 через отверстие 35 подводится к полости 36 перед поршнем 20. Под воздействием этого давления (оно обязательно будет даже при левом крайнем положении порщня 20 благодаря дросселю 28) поршень 20 и штифт 25 также перемещаются в крайнее правое положение, «вдогонку за золотником 14. После того, как порщень 20 переместится в правое крайнее положение, начальное усилие увеличивается до величины Рц, (FI +fjon-fm), где FI - площадь сечения порщня 20. По мере нажатия водителем на педаль управления подачей топлива к двигателю (не показана)усилие Q/д возрастает в соответствии с характеристикой датчика 2 нагрузки двигателя PI f(u), где д1 - перемещение пружины в датчике 2, достигая максимального значе™ Qiwax Ptinax F/ , где F/ F,,, при полной нагрузке двигателя (прямая 1 на фиг. 4) При увеличении скорости при разгоне на золотник 14 клапана 4 с противоположной стороны начинает действовать давление Р датчика 3 скорости, создавая усилие Q2 PiI (кривая 2 на фиг. 4), где PZ - давление датчика 3 скорости; Eg - площадь сечения порщня 21. При определенной частоте вращения вала Птви (фиг. 4),, с которым жестко связан датчик 3 скорости, усилие Qj становится равным по величине QiBwx и дальнейшее увеличение скорости приводит к перемещению золотника 14 в левое крайнее положение и включению повышающей передачи - фрикционной муфты - Фр1 (фиг. 1). В процессе передвижения золотника 14, примерно в середине его хода, резко уменьщается сила , за счет снижения давления PI датчика 2 в полости 36 перед порщнем 20. Снижение давление PI происходит в результате сообщения полости 36 с гидробаком 27 через щелевые жиклеры Д иД. (фиг. 2) и дроссель 28. В соответствии с уменьщением силы сопротивления (величины iwax золотник 14 резко переходит из среднего в крайнее левое положение, фиксируя состояние включенной повыщаюц1ей ступени (фрикционной муфты 6 - Фря)При включенной повыщающей ступени (левом крайнем положении золотника 14) датчик 2 (фиг. 1) отсекается от полости 36 перед порщнем 20 и потому в этом положеНИИ характеристика усилия Q f(u) является прямой Г (фиг. 4), где QI Р1(Гэоя-{ш). При снижении скорости движения, вызванном, например, увеличением дорожного сопротивления, в определенный момент времени, например, при частоте вращения п (фиг. 4) усилия, действующие с противоположных сторон на золотник 14 клапана 7, станут равными по величине, и дальнейшее уменьщение скорости приводит к автоматическому включению понижающей ступени. В процессе перемещения золотника 14 вправо, примерно в середине его хода, резко возрастает усилие дополнительного воздействия давления Ptmax на порщень 20 - (Q;J QiU +AQ QiwM +Pltna)f- Ft)- В результате существенного увеличения переключающего усилия Qjiiax золотник 14 резко переходит из среднего в правое крайнее положение, фиксируя состояние включенной понижающей ступени (фрикционной муфты 5 ). Величина Pitnax полости 36 Зависит от размеров щелевых жиклеров Л иЛг, и величины дросселя 28. Поэтому степень быстродействия золотника 14 при движении его в обе стороны может регулироваться за счет конструктивных параметров клапана, влияющих на величину щелевых жиклеров, н размера дросселя 28. При этом можно обеспечить разную степень быстродействия включения вверх и вниз, например, чтобы включение вниз происходило по времени переходного процесса переключения более замедленно, чем вниз, что положительно сказывается на плавности включения ступеней. Аналогичным образом действует «механизм ускорителя золотника 14 при движении его в обе стороны в варианте клапана 7, изображенном на фиг. 3. Как это видно из фиг. 2, для обеспечения правильной последовательности включения и выключения фрикционных эле ментов 5 и 6 в среднем положении золотника 14 давление источника 1 отсечено от обоих фрикционных элементов (щирина шейки 16 золотника несколько больше, чем щирина полости 12 корпуса 7), а кромки крайних шеек 15 и 17 золотника 14 находятся «на ноже соответствующих кромок корпуса 7). В предлагаемой конструкции клапана автоматического переключения ступеней рабочая камера дифференциального поршня разделена на две изолированные полости. Это позволяет при подводе давления датчика 2 через полости корпуса 7 использовать золотник 14 клапана .в качестве плунжера дифференциального порщня, упрощая тем самым конструкцию клапана. Кроме того, при этом уменьщаются размеры порщня 20, поскольку при включении вверх используется площадь порщня 20 и золотника 14 (Ff+f,o,) за вычетом площади штифта „,. Подвод к камере дифференциального поршня давления датчика 3 скорости позволяет еще больше упростить конструкцию клапана, избавившись от рабочей камеры 19 (фиг. 3). В этом случае переключение вверх и вниз обеспечивается поочередным совместным использованием характеристик 2 и 1 и 2 и Г (фиг. 4) при следующих уравнениях равновесия сил, действующих на золотник клапана, соответствующих режиму полной нагрузки двигателя (т. е. при Altnax) (U-fu,), (1) fj - площадъ сечения плунжера, находящегося под воздействием давления датчика . 2 нагрузки двигателя; Р - давление датчика 3 скорости, соответствующее включению вверх при полной нагрузке двигателя; площадь сечения золотника 14; площадь сечения штифта 25 Ыаж fi Pa (F, + W-U, (2) давление датчика 3 скорости, соответствующее включению вниз при полной нагрузке двигателя;Fj, - площадь сечения порщня 20. Из уравнения (1) следует, что если PJ (), то и, следовательно, датч1 й 2 нагрузки двигателя может воздействовать непосредственно на золотник 14 и надобность в рабочей камере 19 с поршнем 21 отпадает (фиг. 3). Соотношение давлений датчиков 2 и 3, при котором достигается равенство 1 зол, практически обеспечивается в системах управления, в которых в качестве датчика 3 скорости используется трубка. Пито, размещенная в мае ляной ванне, жестко связанной с турбинным валом гидротрансформатора. Радиус расположения выходного наконечника трубки выбирается таким, что Piinax этом случае вышеуказанное равенство легко достигается. Таким образом, вариант конструктивного выполнения клапана 4, представленный на фиг. 3, наиболее прост - он имеет наименьшее количество основных деталей (корпус, золотник, одну рабочую камеру с поршнем, перегородку и штифт) и наименьшую длину. Кроме того, в сравнении с известными конструкциями клапанов переключения ступеней предлагаемый клапан существенно отличается от них и лучшей технологичностью вышеуказанных деталей. Пределы изменения программы переключения вниз в данной конструкции клапана также ничем не ограничены - для этого требуется только соответственно изменить наружный диаметр поршня 20 и рабочей камеры 18. Применение клапана предлагаемой конструкции в системах управления автоматическими (гидромеханическими) трансмиссиями транспортных средств создает технико-экономический эффект, величина которого складывается из: максимально возможной простоты конструкции клапана аналогичного назначения и технологичности входящих в него деталей (простота формы и отсутствие ступенчатых расточек); снижения веса панели управления, связанного с сокращением длины клапана и уменьшением подводящих к нему каналов в сопряженных деталях панели - разводных плитах, пластинах и т.д.; снижения трудоемкости панели управления. По сравнению с известной предлагаемая система при применении ее для управления 4 ступенчатой коробкой передач на 10% менее трудоемка в изготовлении.

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателей и скорости транспортного средства. (Vp,5 41 соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размещенной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и щтифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полост з между перегородкой и одним торцом поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника, примыкающего к штифту, выполнены i смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с (Л полостью перед другим торцом поршня. 61ФР, (;о О5

2S

31 I

21

9 rs 1 7 -re J7

/ I I / / /

27

/5

l 16 Vpf

17

/

фиг.З