Устройство для моделирования механической передачи Советский патент 1985 года по МПК G06G7/64 

«

Изобретение относится к аналоговычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств и исследовательских стендах и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1001124ч Цеда, изобретения - расширение функциональных возможностей устройства за счет моделирования характеристик буксования фрикциона в зависимости от скорости буксования.

На чертеже,представлена схема устройства.

Устройство для моделирования меха нической передачи содержит первый блок 1 нелинейности, первый интегратор 2, первый коммутатор 3, первый инвертор 4, второй интегратор 5, пятый 6 и третий 7 коммутаторы, ограничитель 8 напряжения фрикциона, датчик 9 ограничителя напряжения фрикциона, второй инвертор 10, второ коммутатор .11, второй суммирующий усилитель 12, датчик 13 положения рычага переключения передач, первый суммирующий усилитель 14, второй блок 15 нелинейности, четвертый коммутатор 16, мостовой выпрямитель 17, третий интегратор 18, источник 19 двухполярного напряжения, датчик 20 положения педали фрикциона, операционные усилители 21, резисторы 22, диоды,23, третий-инвертор 24.

Устройство работает следующим образом.

При включенной передаче в датчике 13 положения рычага переключения передач, представляющем собой группу выключателей, вюхючен переключатель соответствующей передачи, например, второй, В этом случае сигнал с датчика 13 поступает на коммутаторы 16 и 11, подключая определенный вход суммирующих усилителей 12 и 14 соответственно к выходам интегратора 2 и ограничителя В. Коммутаторы могут представлять собой либо реле, либо аналоговые электронные переключатели. Если в этом случае на свободньй вход интегратора 2 подать напряжение .j пропорциональное крутящему моменту, приложенному к входному валу коробки, то на выхо да интегратора 2 появится напряжение U{ , пропорциональное оборотам выходного вала. Постоянная времени ин тегратора 2 определяет момент инерции вра ц шщихся масс, находящихся

6912

в постоянном зацеплении с входным валом и приведенных к нему.

Напряжение и, поступает через коммутатор 3 на вход интегратора 5,

на выходе которого формируется напряжение и, пропорционапьное моменту упругих сил, возникающих в результате упругой деформации. Постоянная времени интегратора 5 определяет податливость деформируемых частей коробки передач. Напряжение без изменения по амплитуде проходит через ограничитель 8 и с помощью коммутатора 11 направляется на вход сумми5 рующето усилителя 14, соответствующего включенной передаче. Коэффициент передачи данного усилителя по каждому входу определяет передаточное число коробки передач по моQ менту.

Таким образом, на .выходе суммирующего усипителя 14 формируется напряясение, пропорциональное произведению iMy.Последнее поступает на

5 вход интегратора 18, на выходе которого формируется напряжен-ие Utuj пропорциональное оборотам выходного вала коробки передач. На другой вход интегратора 18 через мостовой выQ прямитель 17 с источника 19 разнополярного напряжения подается напряжение, пропорционапьное моменту со- , противления диссипативных сил. Это напряжение за счет мостового выпрямителя будет всегда противоположным по знаку iM-j, т.е. оно будет всегда тормозным дин интегратора 18.

Напряжение U ц,, с помощью коммутатора 16 подается на один из входов суммирующего усилителя 12 соответствующей передачи. Коэффициент сумматора по каяодому входу равен передаточному числу коробки передач.

Таким образом, на выходе суммирующего усилителя 12 формируется напряжение, пропорциональное произведению iUto9 которое поступает на второй вход интегратора 5. При достижении равенства Uu) iUtOj процесс разгона вращающихся частей коробки передач прекращается и наступает установившийся редким.

Ограничитель 8 моделирует работу фрикциона. На его управляющие входы поступает разнополярное напряжение

5,и„, пропорциональное максимальному моменту, передаваемому фрикционом. Разнополярным это напряжение формируется с помощью датчика 9. В реальном механизме максимальный момент передаваемый фрикционом, зависит от положения педали фрикциона и от скорости буксования дисков. Моделирование работы фрикциона, т.е. формирование U, осуществляется следующим образом. При трогании с места или перед переключением передач водитель транс портного средства выжимает педаль фрикциона. Это соответствует тому, что движок потенциометра датчика 20 положения педали фрикциона находит ся в нижнем положении. В этом случае напряжение на выходе датчика 20 равно нyлюj а следовательно и на выходе блока 15 нелинейности также равно нулю (блок 15 нелинейности воспроизводит зону нечувствительности с Ограничением и служит для учета люфтов привода педали и ограничения взаимного перемещения дис- ,ков). При О урове нь ограничения ограничителя равен нулю, т.е. он не пропускает напряжение. Если напря жение Utti на выходе интегратора 2 при сутствует, то это напряжение приложено к входу интегратора 5 и блока 1 нелинейности, на другом же входе интегратора 5 напряжение равно нулю, если рассматривать режим трогания с места. В этом случае интегратор 5 должен быстро заряжаться до напряжения насы щения операционного усилителя, на котором собран интегратор, так как постоянная времени интегратора 5 очень маленькая и составляет сотые доли секунды. Таким образом, при выжатой педали фрикциона и вращающемся входном вале коробки напряжение на выходе интегратора 5 максимально, но через ограничитель оно не проходит. Потенциометр датчика фрикциона за питан напряжением с блока 1 нелинейности. Напряжение ,, на втором вхо 124 де блока 1 нелинейности не оказывает влияния на выходное напряжение, так как U, отрицательной полярности. При. отсутствии напряжения на первом входе блока I напряжение на выходе последнего будет соответствовать моменту трения скольжения. Если водитель полностью отпускает педаль фрикциона, то движок потенциометра датчика 20 перемещается вверх, напряжение U поступает на блок 15 нелинейности и открывает ограничитель 8, на выходе которого формируется напряжение Цд , равное ид, . В результате на выходе интегратора 18 появится напряжение U , что повлечет за собой появление напряжения на первом входе блока 1 нелинейности и втором входе интегратора 5. На первом операционном усилителе блока 1 собрана схема идеального диода, запертого отрицательным напряжением. По мере того, как разность U, -iUiju, начнет уменьшаться и на выходе первого усилителя блока 1 появится отрицательное напряжение, которое суммируется с опорным напряжением на втором усилителе блока I, напряжение на выходе блока 1 будет возрастать и при равенстве достигнет максимального значения, которое ограничиваемся напряжением насыщения операционного, усилителя (т.е. в этом случае моделируется трение покоя дисков фрикциона). Относительное скольжение отсутствует. Таким образом, при наличии разности Uw iUu,. момент, передаваемый фрикционом, меньше, чем при U(LI- iU, 0. В данном случае учитывается тот факт, что момент трения скольжения меньше момента трения покоя, а еле- довательно, с учетом этого предлагаемое устройство более полно моделирует работу коробки передач с фрикционным элементом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ по авт. св. № 1001124, отличающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возмйжностей за счет моделирования характеристик буксования фрикциона в зависимости от скорости буксования, оно дополнительно содержит второй инвертор,пятый коммутатор и первьй блок нелинейности, выполненный в виде последовательно соединенных нелинейного звена вида идеальный диод и усилителя с насыщением, а датчик ограничителя напряжения фрикциона выполнен в виде последовательно соединенных датчика положения педали фрикциона, второго блока нелинейности вида зоны нечувствительности с ограничением и третьего инвертора, выход которого и выход второго блока нелинейности вида зона нечувствительности с ограничением являются соответственно первым и вторым выходами датчика ограничителя напряжения фрикциона, выход второго суммирующего усилителя соединен с входом второго инвертора и первым информационным входом пятого коммутатора, второй информационный вход которого подключен к выходу второго инвертора, управляющий вход пятого коммутатора подключен к первому выходу датчика положения рычага переключения передач, выход пятого комсл мутатора соединен с первым информационным входом нелинейного звена с: вида идеальньй диод первого блока нелинейности, второй информационный вход которого подключен к выходу первого интегратора, выход усилителя с насыщением первого блока нелисе нейности подключен к входу датчика О5 положения педали фрикизиона. со ЩА o