Система стабилизации скорости самоходной машины Советский патент 1984 года по МПК B60K41/06 

Изобретение относится к автотракторостроению, в частности к системам автоматического управления скоростью движения самоходной машины.

Известна система стабилизации скороети самоходной машины, содержащая датчик скорости, связанный с задающим устройством и аналого-дискретным преобразователем, вход которого соединен с источником давления рабочей жидкости, и исполнительный гидроцилиндр, установленный в приводе управления акселератором 1.

Недостатком данной системы является то, что снижение давления в магистрали питания аналого-дискретного преобразователя приводит к увеличению габаритов исполнительного гидроцилиндра. Кроме того, уровень шумов, представляющих собой случайные колебания давления, в данном случае сопоставим с сигналом управления, что ухудшает динамические характеристики системы. Таким образом, использование систем с непрерывным регулированием не позволяет получить рациональные параметры системы и обеспечить надежную ее работу.

Цель изобретения - повыщение надежности и устойчивости системы.

Указанная цель достигается тем, что система стабилизации скорости самоходной машины, содержащая датчик скорости, связанный с задающим устройством и аналого-дискретным преобразователем, вход которого соединен с источником давления рабочей ЖИДКОСТИ, и исполнительный гидроцилиндр, установленный в приводе управления акселератором, снабжена генератором импульсов, распределителем и замково-распределительным клапаном, выполненным в виде расположенного в корпусе и подпружиненного с обоих торцов золотника, при этом выходы аналого-дискретного преобразователя, соединены гидролинйями с торцовыми управляющими полостями гидрораспределителя, вылолненными с возможностью соединения с входом генератора импульсов, а выход генератора импульсов соединен с входом гидрораспределителя, выходы которого соединены с полостями исполнительного гидроцилиндра, при этом торцовые полости подпружиненного золотника замково-распределите41ьного клапана соединены со сливом через дроссели.

Кроме того, генератор импульсов содержит двухпозиционное реле, выполненное в виде подпружиненного с торца гидроаппарата, аккумулятор и реле времени, содержащие общий корпус, в котором между поршнями последних размещена пружина, и дросселирующее устройство, выполненное в виде подпружиненного с одного торца и размещенного в корпусе двухпояскового золотника, кольцевая проточка которого соединена с торцовой полостью, противоположной полости пружины, и одновременно через

дроссель - с полостью пружины, при этом вход генератора импульсов соединен посредством гидроаппарата двухпозиционного реле с пружинной полостью золотника дросселирующего устройства, соединенного с реле времени полостью, противоположной пружинной, и через обратный клапан - с гидроаккумулятором, причем реле .времени соединено гидролинией с полостью, противоположной пружине гидроаппар,ата двухпозиционного реле, а выход генератора импульсов через гидроаппарат двухпозиционного реле соединен с гидроаккумулятором, причем полость реле времени соединена со сливом.

На чертеже приведена схема системы стабилизации скорости самоходной машины.

Система стабилизации скорости содержит датчик скорости машины, выполненный в виде гидронасоса 1, имеющего постоянную кинематическую связь с колесами машины, задающее устройство, выполненное в виде регулируемого дросселя 2, элемента 3 управления регулируемым дросселем, связанного системой тяг и рычагов с рукояткой 4, шкалы 5 указателя скоростей движения и фрикционного устройства б, предназначенного для удержания рукоятки 4 в промежуточных рабочих положениях, аналого-дискретного преобразователя 7, состоящего из золотника 8 и пружины 9. Полость 10 управления соединена гидролинией 1 1, являющейся входом аналого-дискретного преобразователя, с напорной линией гидронасоса 1 и одновременно с регулируемым дросселем 2 задающего устройства. В магистраль 12 питания аналого-дискретного преобразователя 7 подводится масло под давлением из гидравлической системы управления коробкой передач. Выходы аналого-дискретного преобразователя гидролиниями 13 и 14 соединены с торцовыми полостями 15 и 16 управления распределителем соответственно.

Распределитель 17, состоящий из установленного в корпус золотника 18, выполнен с возможностью соединения полостей 15 и 16 управления с входом 19 генератора 20 импульсов. Выход 21 генератора импульсов соединен с входом распределителя 17. Выходы распределителя 17 гидролиниями 22 и 23 связаны с торцовыми полостями замковораспределительного клапана 24, состоящего из золотника 25, по торцам которого установлены пружины 26 и 27. Для обеспечения включения, а затем возврата золотника 25 замково-распределительного клапана 24 в исходное состояние, при котором золотник 25, перекрывая окна, запирает обе полости исполнительного гидроцилиндра 28, полости пружин 26 и 27 соединены дроссельными отверстиями 29 и 30 со сливом. Замково-распределительный клапан 24 соединен с исполнительным гидроцилиндром 28 гидролиниями 31 и 32.

Генератор 20 импульсов содержит двухпозиционное реле 33, состоящее из золотника 34 и пружины 35, аккумулятор 36 и реле 37 времени, поршни которых установлены соосно и взаимодействуют посредством общей пружины 38, дросселирующее устройство 39, состоящее из золотника 40 и пружины 41. Кольцевая проточка золотника 40 соединена с торцовой полостью 42 через дроссель 43 в золотнике и одновременно с полостью 44. Вход 45 дросселирующего устройства соединен с реле 37 времени. Вход 19 генератора импульсов соединен посредством двухпозиционного реле 33 одновременно с выходом 46 дросселирующего устройства 39 и через обратный клапан 47 с аккумулятором 36.

Реле 37 времени выполнено с возможностью соединения в конце з аполнения рабочей полости гидролинией 48 с торцовой полостью 49 золотника 34 двухпозиционного реле. Двухпозиционное реле 33 выполнено с возможностью соединения аккумулятора 36 с выходом 21 геяератора импульсов, а реле 37 времени через дросселирующее устройство 39 со сливом. Для удержания золотника 34 двухпозиционногр реле в крайнем правом положении вход 19 генератора импульсов имеет возможность соединения через дроссель 50 с торцовой полостью 49.

Система работает следующим образом.

При включении системы стабилизации скорост 1 самоходной машины водитель перемещает рукоятку 4 из положения-«Выкл и устанавливает по щкале 5 требуемую скорость движения машины, чему соответствует определенное проходное сечение регулируемого дросселя 2. Рукоятка 4 фиксируется в заданном положении с помощью фрикционного устройства 6. Даление в полости 10 аналого-дискретного преобразователя 7 зависит от производительности гидронасоса 1 и площади проходного сечения регулируемого дросселя 2.Золотник 8 аналого-дискретного преобразователя находится в состоянии равновесия под действием, с одной стороны, силы давления рабочей жидкости в полости 10 и, с другой стороны, под действием усилия пружины 9.

Рассмотрим функционирование системы в случае возрастания давления в полости 10, обусловленного переходным процессом, вызванным изменением настройки системы на другую скорость движения мащины или переключением передач. При этом золотник 8 аналого-дискретного преобразователя перемещается влево и соединяет магистраль 12 питания аналого-дискретного преобразователя гидролинией 13 с полостью 15 управления распределителем, а противоположную гголость 16 управления распределителем через гидролини1р 14 со сливом. В результате золотник 18 распределителя перемещается влево и соединяет полость 15 управления с входом 19 генератора 20 импульсов, а выход 21 генератора импульсов через гидролинию 23 с полостью пружины 27 замково-распределительного клапана 24.

5Порции рабочей жидкости, которые начинает формировать генератор импульсов с момента подачи на его вход рабочей жидкости, под давлением начинают подаваться в полость пружины 27. Золотник 25замковоQ распределительного клапана 24 под действием силы давления в полости пружины 27, возникающей при подаче каждой порции рабочей жидкости, перемещается влево и сообщает полость пружины 27 через гидролинию 32 с полостью исполнительного гид5 роцилиндра 28. Противоположная полость исполнительного гидроцилиндра 28 при этом соединяется со сливом. В результате шток исполнительного гидроцилиндра 28 перемещается, снижая скоростной режим двигателя и восстанавливая заданную скорость движения.

Генератор импульсов работает следующим образом.

Сигнал в виде постоянного уровня давле5 НИИ с входа 19 через двухпозиционное реле 33 подводится одновременно к выходу 46 дросселирующего устройства 39 и через обратный клапан 47 к аккумулятору 36. В результате последний заряжается, сжимая пружину 38. Под действием усилия пружины 41 и давления жидкости в полости 42, которое перед дросселем 43 выще, чем в полости 44, золотник 40 перемещается вниз и соединяет выход 46 дросселирующего устройства через дроссель 43 с входом 45 и далее с полостью

, реле 37 времени. Поршень реле 37 времени начинает перемещаться вверх и в конце хода сообщает свою рабочую полость через гидролинию 48 с торцовой полостью 49 золотника 34 двухпозиционного реле, вследствие чего золотник 34 перемещается вправо,

0 сжимая пружину 35, и перекрывает вход 19 генератора импульсов. При этом реле 37 времени через дросселирующее устройство соединится со сливом, а аккумулятор 36 - с выходом 21 генератора импульсов. Реле 37

, времени начинает опорожняться. Удержание золотника 34 в крайнем правом положении осуществляется силой давления жидкости, -поступающей в полость 49 с входа 19 генератора импульсов через дроссель 50. Гидролиния 48 перекрывается боковой поверх0 ностью поршня реле 37 времени.

Дросселирующее устройство 39 при опорожнении реле 37 времени работает следующим образом. В связи с соединением полости 42 со сливом золотник 40 под действием давления жидкости в полости 44 поднимает5 ся вверх, сжимая пружину 41 и прикрывая при этом канал входа 45. Благодаря дросселированию входа устанавливается равновесие золотника и обеспечивается постоянная

разность давлений жидкости между торцовыми полостями 42 и 44, определяемая усилием пружины 41. В результате обеспечивается требуемое время процесса опорожнения реле времени. Время опорожнения зависит от конструктивных параметров дросселирующего устройства 39 и реле 37 времени. В конце фазы опорожнения поршень реле 37 времени сообщает полость 49 через гидролинию 48 с полостью пружины 38, которая соединена со сливом. Давление в полости 49 падает и золотник 34 под действием пружины 35 перемещается влево. Начинается снова фаза заполнения реле времени.

Таким образом, дросселирующее устройство 39 и реле 37 времени предназначены для управления двухпозиционным реле 33, которое периодически подключает аккумулятор 36 к выходу 21 генератора импульсов, отключая его при этом от магистрали питания (входа 19).

При уменьшении давления в полости 10 аналого-дискретного преобразователя 7 система работает аналогично.

Для выключения системы стабилизации скорости рукоятку 4 необходимо переместить в положение «Выкл. При этом давление в полости 10 аналого-дискретного преобразователя 7 снижается, в результате щток исполнительного гидроцилиндра 28 полностью выдвигается и постоянно находится в таком положении.

Таким образом, применение в системе релейно-импульсных механизмов регулирования позволяет повысить устойчивость системы, повысить .уровень давления в исполнительном гидроцилиндре, уменьшив при этом его габариты и соотнощение уровня щумов с уровнем полезного сигнала, а также согласовать характеристику исполнительного гидроцилиндра с характеристикой нагрузки, что повысит надежность работы системы.

1. СИСТЕМА СТАБИЛИЗАЦИИ СКОРОСТИ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ, содержащая датчик скорости, связанный с задающим устройством и аналого-дискретным преобразователем, вход которого соединен с источником давления рабочей жидкости, и исполнительный гидроцилиндр, установленный в приводе управления акселератором, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и устойчивости системы, она снабжена генератором импульсов, распределителем и замково-распределительным клапаном, выполненным в виде расположенного в корпусе и подпружиненного с обоих торцов золотника, при этом выходы аналого-дискретного преобразователя соединены гидролиниями с торцовыми управля;ющими полостями гидрораспределителя, выполненными с возможностью соединения с входом генератора импульсов, а выход генератора импульсов соединен с входом гидрораспределителя, выходы которого соеди йены с полостями исполнительного гидроцилиндра, при этом торцовые полости подпружиненного золотника замково-распределительного клапана соединены со сливом через дроссели. 2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что генератор импульсов содержит двухпозиционное реле, выполненное в виде подпружиненного с торца гидроаппарата, аккумулятор и реле времени, содержащие общий корпус, в котором между поршнями последних размещена пружина, и дросселирующее устройство, выполненное в виде подпружиненного с одного торца и размещенного в корпусе двухпояскового золотника, кольцевая проточка которого соединена с торцовой полостью, противоположной полости пружиS ны, и одновременно через дроссель - с полостью пружины, при этом вход генератора (Л импульсов соединен посредством гидроаппарата двухпозиционного реле с пружинной полостью золотника дросселирующего устройства, соединенного с реле времени полостью, противоположной пружинной, и через обратный клапан - с гидроаккумулятором, причем реле времени соединено гидролинией с полостью, противоположной пружине гидроаппарата двухпозиционного реле, а выход генера/ора импульсов через гидроаппарат двухпозиционного реле соединен с ел гидроаккумулятором, причем полость реле времени соединена со сливом. 00