Система управления блокировкой дифференциала колесного транспортного средства Советский патент 1987 года по МПК B60K17/16 B62D11/08 

10

15

20

25

Изобретение относится к автотракторостроению, в частности к системам управления дифференциалом колесного трактора.

Цель изобретения - снижение расхода тонлнва путем уменьшения потерь в гидравлическом приводе блокировочной муфты.

На чертеже изображена принципиальная электрогидравлическая схема системы управления блокировкой дифференциала колесного транспортного средства.

Система автоматического управления блокировкой дифференциала тягового колесного средства (фиг.1) содержит трехпо- зиционный гидрораспределитель 1, гидроусилитель 2 рулевого управления, блокировочную муфту 3 дифференциала, датчик 4 давления, датчик 5 угла поворота управляемых колес, предохранительный клапан 6, рулевое управление 7, сравнивающее устройство 8, двухвходоБОЙ логический элемент ИЛИ-НЕ 9, задатчик 10 режима работы, усилители .11 и 12 мощности, устройство 13 выделения абсолютной величины сигнала, пороговое устройство 14, дифференцирующую цепочку 15 и одновибратор 16. Трехнозиционный гидрораспределитель управляется электромагпитами 17 и 18.

Система автоматического управления блокировкой дифференциала тягового колесного средства работает следующим образом.

С помощью задатчика 10 режима работы выбирается один из трех возможных режимов работы системы автоматического управления: «Блокирование дифференциала ав- 30 ме, т. е. определяется томатическое (подвижные элементы задатчика находятся в верхнем положении), «Блокирование дифференциала принудительное (подвижные элементы задатчика находятся в среднем положении) и «Блокирование дифференциала выключено (подвижные э.лементы задатчика находятся в нижнем крайнем положении).

В режиме работы «Блокирование дифференциала автоматическое задатчик 10 соединяет выход порогового устройства 14 со входом дифференцирующей цепочки 15, а выход логического элемента ИЛИ-НЕ 9 через усилитель 11 мощности с электромагнитом 17 трехпозиционного гидрораспределителя 1.

При этом при прямолинейном движении и при повороте управляемых колес на угол меньше, чем угол блокирования (угол поворота управляемых колес, в пределах которого дифференциал заблокирован) на выходе порогового устройства 14 присутствует сигнал логического «О. Давление в блокировочной муфте 3 регистрируется датчиком 4 давления, выходной электрический сигнал которого пропорционален этому давлению. Если это давление меньше требуемого давления, задаваемого пороговой величиной IJon, то на выходе сравнивающего устройства 8 появляется сигнал логического «О, который воздействует на логический элемент ИЛИ-НЕ. Выходной сигнал логического

элемента ИЛИ-НЕ 9 (л усилитель 11 мощности тромагнит 17трехпозиц делителя 1 (воздейств 18 при этом не будет) ник трехпозиционного ги в крайнее левое полож дит подключение гидро ля рулевого управлени муфте. Давление в му растать и в момент, ко больше требуемого, на в го устройства 8 появля кой «1 и, соответствен ческого элемента ИЛИнал логического «О, ч приводит к снятию воз магнита 17 трехпозици делителя I, золотник ко этом среднее положен отключение, гидронасос муфты 3, соединение е рание блокировочной муфте сохраняется за с емкости жидкости и кон ты, т. е. дифференциал ванным. Причем макси ления в блокировочно предохранительным кла быстродействия трехпоз пределителя 1. Время б поддержания давления пределах) зависит от

зиционном гидрораспре вочной муфте 3 и при роаккумулятора 7 явл Если давление в муфт ше заданного, то указ торяется. Таким образо тема автоматического у вает поддержание давл ных пределах при прям трактора, что обеспечив пользование мощности усилителя рулевого упр поворота управляемых ны в ту или иную стор де датчика 5 угла пово чиваться или уменьша ройство выделения аб сигнала 13 формирует судить только о вели (что позволяет значите порогового устройства) когда угол поворота 50 становится больше угл выходе порогового устр сигнал логической «1, ложительный перепад с но на выходе диффе ки 15 появляется корот ный) сигнал, по передн запускается одновибра усилитель 12 мощности с электромагнитом 18 т

35

40

45

55

0

5

0 ме, т. е. определяется

элемента ИЛИ-НЕ 9 (логическая «1) через усилитель 11 мощности воздействует на электромагнит 17трехпозиционного гидрораспределителя 1 (воздействия на электромагнит 18 при этом не будет) и переводит золотник трехпозиционного гидрораспределителя 1 в крайнее левое положение, т. е. происходит подключение гидронасоса гидроусилителя рулевого управления 2 к блокировочной муфте. Давление в муфте 3 начинает возрастать и в момент, когда давление станет больше требуемого, на выходе сравнивающего устройства 8 появляется сигнал логической «1 и, соответственно, на выходе логического элемента ИЛИНЕ 9 появляется сигнал логического «О, что в конечном итоге приводит к снятию воздействия с электромагнита 17 трехпозиционного гидрораспределителя I, золотник которого занимает при этом среднее положение, т. е. происходит отключение, гидронасоса от блокировочной муфты 3, соединение его со сливом и запирание блокировочной муфты. Давление в муфте сохраняется за счет реальной сжима- емкости жидкости и конструкции самой муфты, т. е. дифференциал остается сблокированным. Причем максимальный заброс давления в блокировочной муфте ограничен предохранительным клапаном б и зависит от быстродействия трехпозиционного гидрораспределителя 1. Время блокирования (время поддержания давления в муфте в заданных пределах) зависит от утечек в гидросистеутечками в трехпозиционном гидрораспределителе 1, блокировочной муфте 3 и при использовании гидроаккумулятора 7 является значительным. Если давление в муфте 3 становится меньше заданного, то указанный процесс повторяется. Таким образом, предлагаемая система автоматического управления обеспечивает поддержание давления в муфте в заданных пределах при прямолинейном движении трактора, что обеспечивает рациональное использование мощности гидронасоса гидроусилителя рулевого управления 2. Во время поворота управляемых колес колесной маи1и- ны в ту или иную сторону сигнал на выходе датчика 5 угла поворота начинает, увеличиваться или уменьшаться. При этом устройство выделения абсолютной величины сигнала 13 формирует сигнал, позволяющий судить только о величине угла поворота (что позволяет значительно упростить схему порогового устройства) и в момент времени, когда угол поворота управляемых колес 0 становится больше угла блокирования, на выходе порогового устройства 14 появляется сигнал логической «1, т. е. получается положительный перепад сигнала. Соответственно на выходе дифференцирующей цепочки 15 появляется короткий (экспоненциальный) сигнал, по переднему фронту которого запускается одновибратор, связанный через усилитель 12 мощности (при необходимости) с электромагнитом 18 трехпозиционного гид5

0

5

5

рораспределителя 1 и формирующий сигнал необходимой длительности, обеспечивающий полное разблокирование дифференциала. При этом во время воздействия одновиб- ратора 16 через усилитель 12 мощности на трехпозиционный гидрораспределитель 1 муфта 3 и гидронасос гидравлического усилителя 2 рулевого управления соединяются со сливом, т. е. золотник трехпозиционно- го гидрораспределителя 1 занимает крайнее правое положение, происходит разблокирование дифференциала. После снятия управляющего сигнала с электромагнита 18 трех- позиционного гидрораспределителя 1 золотник клапана возвращается в исходное среднее положение, т. е. несмотря на продолжающийся поворот нет воздействия на клапан. Это позволяет значительно снизить затраты гидравлической мощности на привод трехпозиционного гидрораспределителя 1.

В режиме работы «Блокирование дифференциала принудительное подвижные элементы задатчика режима работы занимают среднее положение, т. е. происходит замыкание нагру зочного резистора порогового устройства 14 на землю, что обеспечивает подачу сигнала логического «О на верхний вход логического элемента ИЛИ-НЕ и исключает воздействие на электромагнит 18 трехпозиционного гидрораспределителя 1. Тем самым, не зависимо от угла поворота управляемых колес, с помощью сравнивающего устройства 8, логического элемента ИЛИ- НЕ 9, усилителя 1 1 мощности путем воздействия на электромагнит 17 трехпозиционного гидрораспределителя 1 поддерживается давление в б.локировочной муфте 3. Причем для данного режима работы характерно также импульсное подключение источника давления к муфте, т. е. основное время гидронасос гидроруля, подключен к сливу.

В режиме работы «Блокирование дифференциала выключено при включении предлагаемой системы автоматического управления, а также переключении задатчика режима работы на данный режим работы на входе одновибратора формируется положительный перепад напряжения, который запускает од- новибратор, что обеспечивает в конечном итоге разблокирование дифференциала и снятие управляющего сигнала с электромагнитного трехпозиционного гидрораспределителя 1. В этом режиме работы дифференциал разблокирован, гидронасос гидравлического усилителя рулевого управления соединен со сливом, а золотник клапана основное время занимает среднее положение. Таким образом, предлагаемая система автоматического управления блокировкой дифференциала тягового коле сного средства позволяет в режимах работы «Блокирование дифференциала принудительное и «Блокирование дифференциала автоматическое позволяет рационально использовать мощность двигателя, так как подключает источник давления к муфте лищь на короткий промежуток времени, а остальное время соединяет его со сливо.м, что естественно умень- щает потери энергии на нагрев рабочей жидкости и влияет на температурный режим двигателя. Как правило, в начале выполнения сельскохозяйственной операции колесным трактором водитель выруливает машину на заданную траекторию и при использовании подобной системы происходит снача0 ла блокирование дифференциала, а затем начинается разгон. Разгон колесной машины в предлагаемой системе управления не сказывается на давлении в блокировочной муфте, что позволяет избежать пробуксовки фрикционных элементов муфты блокировки

5 независимо от оборотов двигателя и обеспечить рациональный отбор мощности от двигателя. Кроме того, обеспечивание импульсного управления электромагнитным трехпо- зиционным гидрораспределителем 1 (основQ ное время золотник клапана занимает среднее положение), позволяет применять клапана с малыми утечками и малыми весо- габаритными параметрами. Подобная система автоматического управления может быть использована и для полноприводного колес5 ного средства.

Формула изобретения

Система управления блокировкой дифференциала колесного транспортного средства,

0 имеющего гидроусилитель рулевого управления, содержащая датчик угла поворота управляемых колес, блокировочную муфту дифференциала, орган управления которой через гидрораспределитель с электромагнитными клапанами управления гидравлически

5 сообщен с источником давления рабочей среды, сравнивающее устройство, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода топлива путем уменьшения потерь в гидравлическом приводе блокировочной муфты, она

Q снабжена задатчиком режимов работы, выполненным в виде переключателя с подвижными и неподвижными контактами, датчиком давления, гидроаккумулятором,двухвхо- довым логическим элементом ИЛИ-НЕ, усилителями мощности, устройством выделения

5 абсолютной величины сигнала, пороговым устройством, дифференцирующей цепочкой, одновибратором и предохранительным клапаном, при этом гидрораспределитель выполнен трехпозиционным трехлинейным, причем первая линия последнего сообщена с гидро0 аккумулятором, органом управления блокировочной муфты, с управляющей полостью предохранительного клапана, через предохранительный клапан - со сливом, а также - с входом датчика давления, вторая линия гидрораспределителя сообщена с источнико.м давления рабочей среды, а третья линия сообщена со сливом, при этом в первой позиции первая линия сообщена с второй, во

второй позиции вторая линия сообщена с третьей, и в третьей позиции вторая линия сообщена с первой и третьей, при этом электромагнитные клапаны управления гидропреобразователем электрически подключены к выходам усилителей мощности, при этом выход датчика давления подключен к одному входу сравнивающего устройства, к другому входу которого подключен источник напряжения, соответствующего пороговои величине, выход сравнивающего уст- Q ным контактом, а четвертый неподвижный

роиства подключен к первому входу двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен через последовательно установленные пороговое устройство и устройство выделения абсолютконтакт соединен с третьим подвижным контактом, во второй позиции первый подвижный контакт соединен с вторым неподвижным контактом, второй неподвижный контакт - с вторым подвижным контактом.

ной величины сигнала с выходом датчика 5 пятый неподвижный контакт соединен с тре- угла поворота управляемых колес, с источни- тьим подвижным контактом, в третьей позиции третий неподвижный контакт соединен с вторым подвижным контактом, а щестой

ком питания, а также - с первым подвижным контактом, первым и вторым неподвижными контактами переключателя, третий неподвижный контакт которого подключен к подвижным контактом, причем вход датчика источнику питания, четвертый и пятый непод- угла поворота связан с гидроусилителем рунеподвижныи контакт соединен с третьим

вижные контакты переключателя подключены к выходу двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ, щестой и седьмой контакты соединены с массой, второй подвижный контакт через дифференцирующую цепочку, одновибратор соединен с входом одного усилителя мощности, третий подвижный контакт соединен с входом другого усилителя мощности, при этом в первой позиции переключателя первый неподвижный контакт соединен с вторым подвижконтакт соединен с третьим подвижным контактом, во второй позиции первый подвижный контакт соединен с вторым неподвижным контактом, второй неподвижный контакт - с вторым подвижным контактом.

пятый неподвижный контакт соединен с тре- тьим подвижным контактом, в третьей позиции третий неподвижный контакт соединен с вторым подвижным контактом, а щестой

подвижным контактом, причем вход датчика угла поворота связан с гидроусилителем рунеподвижныи контакт соединен с третьим

левого управления.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к системам блокировки дифференциала тяговых колесных средств. Цель изобретения - снижение расхода топлива путем уменынения потерь в гидравлическом приводе блокировочной муфты. Система управления содержит гидроусилитель 2 рулевого управления, датчик 5 углового поворота управлямых колес, датчик 4 давления, дифференциал с блокировочной муфтой 3, электромагнитный клапан, сравнивающее устройство 8, пороговое устройство 14, за- датчик 10 режима работы, а также трех- позиционный гидрораспределител ь, связанный с блокировочной муфтой и со сливом, дифференцирующая цепочка 15, одновибра- тор 16, устройство 13 выделения абсолютной величины сигнала, логический элемент ИЛИ-НЕ9. Предлагаемая система позволяет в режимах работы блокировки дифференциала подключать источник давления к блокировочной муфте линии на короткий промежуток времени. 1 ил. В (Л 1чЭ со 00 Ю