Устройство автоматического управления гидромеханической трансмиссией транспортного средства Советский патент 1985 года по МПК B60K41/06 

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к устройствам автоматического управления диапазонными гидромеханическими трансмиссиями транспортных средств, преимущественно автомобилей, тракторов и сторительно-дорожных машин. Цель изобретения - повышение эффективности работы трансмиссии путем автоматизации переключения редуктора диапазонов. На чертеже изображены гидравлическая схема устройства автоматического управления гидромеханической трансмиссией транспортного средства и основные элементы самой трансмиссии (клапаны автоматического управления коробкой передач показаны схематично, а клапаны автоматического переключения редуктора диапазонов - в :.:it;i 1 рукти-зном исполнении; устройство ав.ii.wui iiMecKoro управления показано в исходlio.M 11о. ожении, соответствующем троганию с месга; клапаны автоматического переключе,И1Я фрикционных элементов коробки передач и клапан автоматического переключения редуктора диапазона изображены в по,|()жеиии включенных понижаюш,их передач) Диапазонная трансмиссия состоит из гидротрансформатора 1,трехступенчатой коробки 2 пе1)едач вального типа с фрикционными 1идравлическими муфтами 3-5 включения передач и двухступенчатого планетарного редуктора 6 диапазонов с тормозом 7 и фрикционной муфтой 8. Устройство управления трансмиссией содержит источник 9 давления рабочей жидкости, датчик 10 нагрузки двигателя, датчик 1 1 скорости, связанный с турбинным валом 12 гидротрансформатора, датчик 13 скорости, связанный с выходным валом 14 редуктора 6, клапан 15 автоматического включения первой и второй передач, клапан 16 автоматического включения второй и третьей передач, клапан 1.7 автоматического переключения редуктора 6, клапан 18 принудительного включения передач коробки 2 передач, реле 19 задержки включения прямой передачи в коробке 2 передач, реле 20 задержки включения прямой передачи в редукторе 6 и селектор 21 установки нижнего диапазона. Клапаны 15 и 16 представляют собой двухпозиционные распределители, направляющие рабочую жидкость под давлением от источника 9 к одной из фрикционных муфт (остальные муфты в это время сообщаются со сливом) по сигналам давлений датчиков 10 и 11, воздействующих на торцовые управляющие камеры 22 и 23. В результате преобладания одного из факторов (скоростного или нагрузочного) клапаны 15 и 16 устанавливаются в одно из крайних положений, фиксируя состояние 5ключенной одной из трех передач в коробке 2 передач. К источнику 9 параллельно подключен предохранительно-разгрузочный клапан 24, с помощью которого в системе устанавливается величина линейного давления РЛ , обеспечивающая нормальное функционирование всех потребителей (гидротрансформатора, фрикционных муфт и т.д.) на всех режимах работы трансмиссии. Клапан 17 содержит корпус 25 с установленным в нем золотником 26, к которому с одной стороны примыкает плунжер 27, нагруженный пружиной 28, а с другой - поршень 29. Плунжер 27 установлен в торцовой камере 30, примыкающей к корпусу 25, а поршень 29 размещен в торцовой камере 31. Между камерой 31 и корпусом 25установлена проставка 32, в которой размещен штифт 33, примыкающий к золотнику 26и поршню 29. Корпус 25 имеет полости 34-41, в торцовой камере 30 выполнена проточка 42, сообщенная со сливом 43 через отверстие 44 и дроссель 45, а в плунжере выполнена проточка 46 и отверстие 47. Клапан 18 принудительного включения передач содержит корпус 48 с полостями 49 и 50, соединенными со сливом 43, и золотник 51, нагруженный пружиной 52. Перед противоположным торцом 53 золотника 51 корпус 48 образует полость 54. Реле 19 и 20 выполнены в виде подпружиненных поршней 55 с упорами 56, размещенных в камерах 57. Селектор 21 имеет корпус 58 с полостями 59 и 60, в котором установлен управляемый вручную золотник 61. Источник 9 через клапан 15 каналом 62 соединен с фрикционной муфтой 3 включения первой низщей передачи в коробке 2 передач. Фрикционная муфта 4 включения второй (промежуточной) передачи в коробке 2 передач каналом 63 через клапаны 16 и 15 соединена со сливом 43, а фрикционная муфта 5 включения третьей (прямой) передачи каналом 64 сообщается со сливом 43 через клапан 16. Давление источника 9 каналом 65 также подведено к полости 41 корпуса 25 клапана 17. Датчик 10 нагрузки двигателя каналом 66 через клапан 16 соединен с управляющей камерой 22 клапана 15, каналом 67 - с управляющей камерой 22 клапана 16 и каналом 68 - с полостями 34 и 35 клапана 17. Датчик 11 скорости каналом 69 сообщен с управляющей камерой 23 клапана 15,через который каналами 70 и 71 соединен с входом реле 19, выход которого каналом 72 через регулируемый д|эоссель 73 сообщен с управляющей камерой 23 клапана 16.Датчик 11 каналом 74 соединен с полостью 38 корпуса 25 клапан 17. Датчик 13 скорости каналом 75 сообщен с полостью 59 корпуса 58 селектора 21 и через смежную полость 60 каналом 76 соединен с торцовой камерой 31 клапана 17.

Полость 36 корпуса 25 клапана 17 каналом 77 сообщена с полостью 49 корпуса

48клапана 18, полость 37 каналом 78 соединена с полостью 50 корпуса 48 клапана 18, а полость 40 каналом 79 соединена с входом реле 20.

Полость 54 перед торцом 53 золотника 51 клапана 18 каналом 80 соединена через регулируемый дроссель 81 с фрикционной муфтой 8, каналом 82 - с камерой 83 поршня 84, управляющего выключением тормоза 7, и каналом 85 - с выходом реле 20.

Тормоз 7 в исходном положении затянут пружинами 86, чем достигается торможение и останов коронной шестерни планетарного редуктора 6.

Устройство работает следующим образом.

При стоящем на месте транспортном средстве и работающем двигателе в линиях системы управления трансмиссией появляется давление Р: источника 9 и сигнал давления Р2 датчика 10, который, последовательно воздействуй на золотники клапанов 16 и 15, устанавливает их в положение включенных понижающих передач - первой в клапане 15 и второй в клапане 16. Давление Р и Р датчиков 11 и 13 при этом, равно нулю, поскольку транспортное средство стоит на месте. При этом давление Р; от источника 9 через клапан 15 и клапан 62 подводится к муфте 3 включения низшей (первой) передачи в коробке 2 передач, а муфты 4 и 5 соединены со сливом через клапаны 16 и 15. В клапане 17 золотник 26 пружиной 28 устанавливается в правое крайнее положение, соответствующее включению в редукторе 6 диапазонов понижающей передачи, при котором муфта 8 разобщена с источником 9. При этом давление Р датчика 10 подводится к полостям 34 и 35 корпуса 25 клапана 17, а далее к торцовой камере 30 и через полость 36 каналом 77 к полости

49корпуса 48 клапана 18. Датчик 11 скорости разобщен в клапане 17 с полбстью

50в корпусе 48 клапана 18. В клапане 18 полость 49 корпуса 48 разобщена со сливом 43 за счет перекрытия ее золотником 51, находящимся в крайнем правом положении под действием пружины 52. При этом полость 50 корпуса 48 клапана 18 сообщена со сливом 43. Датчик 13 скорости через полости 59 и 60 корпуса 58 селектора 21, золотник 61 которого находится в левом крайнем положении, устанавливаемом вручную до начала движения, и канал 76 соединены с полостью перед поршнем 29 торцовой камеры 31 клапана 17.

В редукторе 6 диапазонов включена понижающая передача, поскольку включен тормоз 7 (зажат пружинами 86) и, следовательно, коронная щестерня остановлена - ра ботает планетарный ряд.

В результате транспортное средство трогается с места на включенной в коробке

2 передач низщей передаче и на понижающей передаче в редукторе 6 диапазонов. В процессе разгона при соответствующем сочетании давлений PZ и Рз происходит автоматическое включение второй передачи в коробке 2 передач. При э.том в редукторе 6 диапазонов остается включенной понижающая передача, поскольку давление Р4 датчика 13 по величине слишком мало для того, чтобы осуществить переключение

золотника 26 клапана 17.

Под действием давления РЗ соответствующего частоте вращения турбинного вала 12, близкой к максимальной, золотник клапана 15 переходит в положение, соответствующее включенной второй (более вы5 сокой для данного клапана) передачи.

При этом муфта 3 через клапан 15

соединяется со сливом 43, а муфта 4 через

клапаны 15 и 16 соединяются с источником 9.

Одновременно с этим сигнал давления Рз

Q через клапан 15, канал 71, реле 19, канал 72 и регулируемый дроссель 73 подводится к управляющей камере 23 клапана 16, создавая в нем тем самым возможность для включения следующей, прямой передачи. Задержка включения прямой передачи необходима для того, чтобы исключить возможность одновременного включения второй и третьей передач, что может иметь место при одном датчике скорости, связанном с турбинным валом 12 гидротрансформатора, который обслуживает несколько клапанов

переключения передач. Положение остальных клапанов системы остается прежним. По окончании процесса включения второй передачи частота вращения турбинного вала уменьшается и, следовательно, последующее включение вверх возможно только после разгона на второй передаче. Включение третьей (прямой) передачи осуществляется клапаном 16 при установке его золотника под действием давления РЗ в положение включенной повышающей передачи. При

0 этом муфта 4 соединяется со сливом 43 через клапан 16, муфта 5 соединяется с источником 9, датчик 10 разобщается с клапаном 15, чем обеспечивается невозможность включения низшей (первой) передачи при движении на прямой передаче в

5 коробке 2 передач. Остальные взаимосвязи в клапанах системы остаются без изменений редуктор 6 диапазонов по-прежнему находится в состоянии включенной- понижающей передачи.

При движении на прямой передаче в коробке передач при определенном значении скорости вращения выходного вала 14, фиксируемой с помощью датчика 13, происходит автоматическое включение вверх редуктора 6 диапазонов, обеспечиваемое клапаном 17. Одновременно с этим при перемещении золотника 26 клапан 17 с помощью клапана 18 осуществляется принудительная установка клапанов 15 и 16 в положение

включенной понижающей передачи с тем, чтобы последующий разгон транспортного средства на высшем диапазоне начался при включенной в коробке 2 передач низщей передаче. Эти оба процесса - включения прямой передачи в редукторе 6 и установки клапанов 15 и 16 в положение понижающих передач - должны происходить практически одновременно за счет специальных устройств плавности - реле 20, регулируемого дросселя 81 и т.д:

При перемещении влево золотника 26 клапана 17 примерно в середине его хода происходит следующее.

Полость 34 корпуса 25 разобщается с торцовой камерой 30, а рабочая жидкость, находящаяся в этой камере, вытесняется в гидробак (сообщается со сливом) через отпсрстпе 47, проточки 46 и 42, отверстие i-i и дроссель 45.

Золотник 26 разобщает полости 35 и 36 корпуса 25 и соединяет между собой полости 38 и 37, вследствие чего датчик 11 скорости через канал 78 и полость 50 корпуса 48 клапана 18 соединяется со сливом 43 (давление РЗ резко понизится) и золотники клапанов 15 и 16 вследствие этого переходят в положение включенных понижающих передач, как это имело место в исходном положении при разгоне с места.

Одновременно с этим источник 9 через полости 41 и 40 корпуса 25 клапана 17, канал 79, реле 20 и канал 80 соединяются с фрикционной муфтой 8 включения прямой передачи в редукторе 6 диапазонов. Попутно каналом 82 давление PI источника 9 попадает в камеру 83 поршня 84, снимая действие пружин 86 на тормоз 7 и освобождая тем самым коронную шестерню.

При освобождении ее и включении муфть 8 все элементы планетарного ряда вращаются с одной скоростью, равной частоте вращения выходного вала коробки 2 передач.

При нарастании давления в канале 80 оно, попадая в полость 54 перед торцом

53 золотника 51 клапана 18, преодолевает усилие пружины 52 и устанавливает золотник 51 в левое крайнее положение, при котором полость 49 разобщается со сливом

43, а полость 50 соединяется со сливом 43. Вследствие этого сигнал РЗ датчика 11 восстанавливается и клапаны 15 и 16 по мере разгона транспортного средства могут включаться вверх по аналогии с работой автоматики в нижнем диапазоне вплоть до

прямой передачи.

Аналогичным образом происходит переключение вниз передач в коробке 2 передач и редукторе 6 диапазонов при замедлении транспортного средства с той только

разницей, что изменение вышеуказанных взаимосвязей происходит в обратном порядке, а включение вниз на понижающую передачу редуктора 6 осуществляется только за счет усилия пружины 28. Это объясняется тем, что при этом включении датчик 10

0 через клапаны 17 и 18 в середине хода золотника 26 сообщается со сливом 43, что необходимо для установки клапанов 15 и 16 в положение повышающих передач. Поэтому для включения вниз редуктора 6 сигнал Ра не может быть использован. После падения давления в канале 80 пружина 52 устанавливает золотник 51 в правое крайнее положение, при котором датчик 10 разобщается со сливом 43. Поэтому после окончания процесса переключения вниз редуктора 6 диапазонов сигнал Р2 восстанавливается и клапаны 15 и 16 в случае дальнейшего увеличения сопротивления движению могут переключаться вниз в соответствии с заданной программой переключений.

, При ухудшении условий движения есть возможность ограничения работы трансмиссии только в нижнем диапазоне, для чего золотник 61 селектора 21 переводится вправо. При этом датчик 13 отсоединяется от торцовой камеры клапана 17 и, следовательно, переключение вверх редуктора 6 становится невозможным.

1. УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИЕЙ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, включающей в себя трехступенчатую коробку передач и редуктор диапазонов, содержащее клапаны автоматического управления фрикционными элементами коробки передач, сообщающие гидроцилиндры фрикционных элементов с источником давления рабочей жидкости и сливом по сигналам давлений датчика нагрузки двигателя и датчика скорости транспортного средства, связанного с турбинным валом гидротрансформатора, клапан принудительного включения передач трехступенчатой коробки передач, выполненный в виде установленного в корпусе подпружиненного золотника и имеющий полость перед торцом золотника, и реле задержки включения передач, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы трансмиссии путем автоматизации переключения редуктора диапазонов, оно снабжено дополнительным датчиком скорости транспортного средства, связанным с выходным валом редуктора диапазонов, клапаном автоматического перключения редуктора диапазонов, выполненным в виде корпуса, в котором установлен подпружиненный золотник, и примыкающих к корпусу торцовых камер, в одной из которых установлен плунжер, а в другой - поршень, при этом камера плунжера сообщена с датчиком нагрузки двигателя через клапан автоматического переключения редуктора диапазонов, дополнительный датчик скорости сообщен с камерой порщня указанного клапана, датчик нагрузки двигателя и датчик скорости, связанный с турбинным колесом гидротрансформатора, сообщены со сливом последовательно через клапан автоматического переключения редуктора диапазонов и клапан принудительного включения передач трехступенчатой коробки передач, полость перед торцом золотника клапана принудительного включения передач сообщена с гидроцилиндром -фрикционной муфты переключения редуктора диапазонов, а гидроцилиндр этой муфты - с источником § давления рабочей жидкости и сливом через клапан автоматического переключения ре(Я дуктора диапазонов и реле задержки включения передач. 2.Устройство по П.1, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено селектором установки нижнего диапазона, сообщающим дополнительный датчик скорости с камерой порщня клапана автоматического переключения редуктора диапазонов и сливом. 3.Устройство по п.,1, отличающееся тем, со что датчик нагрузки двигателя последовательно соединен с клапанами- автоматического переключения низщих передач в коробке 00 ГС передач через клапаны автоматического переключения высщих передач, а датчик.скосд рости транспортного средства, связанный с турбинным валом гидротрансформатора, последовательно соединен с клапанами автоматического переключения высщих передач через клапаны автоматического переключения низщих передач и реле задержки включения предач.