Система автоматического управления гидромеханической трансмиссией Советский патент 1987 года по МПК B60K41/06 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления гидромеханическими трансмиссиями с блокируемым гидротрансформатором преимущественно на транспортных средствах большой единичной мощности и грузоподъемности

Целью изобретения является повышение надежности работы системы автоматического управления.

На фиг. 1 показана гидравлическая схема гидромеханической трансмиссии; на фиг. 2 - гидравлическая схема сис темы управления трансмиссией.

Предлагаемое устройство описываетс применительно к гидромеханической трансмиссии с четырьмя ступенями пе5 трансформатора на III и IV ступенях, клапан 63 включения автоматики, датчик 64 нагрузки двигателя транспортного средства (не показан), датчик 65 скорости, связанный с выходным

выходу клапана 63, вход клапана 59 гидролинией 69 - к нормально включенному выходу клапана 60, а аналогичный

реднего и двумя ступенями заднего хода, в которой автоматизированы управ-120 валом трансмиссии 1, и клапаны ИЛИ 66, ление II, III и IV ступенями и блоки- 67, 68. Вход клапана 60 подключен к ровна гидротрансформатора на двух высших передачах. Трансмиссия 1 состоит из гидротрансформатора 2 (фиг. 1) и коробки передач 3. Гидротрансформа- 25 выход клапана 59 гидролинией 70 - к тор 2 имеет фрикцион блокировки с гид- клапану ИЛИ 66. Нормально выключен- роцилиндром 4. ЛСоробка передач 3 име- ные выходы клапанов 59, 60 подключе- ет фрикционы, управляемые гидроцилинд- ны к входам клапанов 61, 62 гидролирами 5-9. ниями 71, 72 и гидролинией 73 подклюГидросистема трансмиссии 1 содержитЮ чены к клапану ИЛИ 67. Выходы датчи- гидронасос 10, фильтр 11, регулятор 12 давления, клапан 13 смазки, клапан подпитки гидротрансформатора 14, теплообменник 15 и главную масляную маков 64, 65 гидролиниями 74, 75 подключены к правым и левым камерам управления клапанов 59-62, а выходы клапанов 59, 60 - к входам клапана ИЛИ 68, выход которого гидролинией 28 сообщен с входом гидравлического реле 23 времени. Гидроцилиндры 5-9 коробки передач гидролиниями 76-80 подключены к выходам исполнительных

гистраль 1б (изображена жирной линией) . Гидролиния 17 служит для подачи жидкости на смазку коробки передач 3, а гидролинии 18, 19 - для подачи и отвода жидкости, циркулирующей

35

ков 64, 65 гидр ключены к правы равления клапан клапанов 59, 60 ИЛИ 68, выход к 28 сообщен с вх реле 23 времени коробки передач подключены к вы

через гидротрансформатор. Исполнитель- д клапанов 37-40.

45

ный клапан 20 блокировки гидротрансформатора выполнен в виде подпружиненного золотника, выход которого подключен к гидроцилиндру 4 блокировки гидротрансформатора, камера управления гидролинией 21 подключена к системе управления подпружиненная полость гид- |ролинией 22 - к выходу гидравлического реле 23 времени. Реле 23 времени содержит золотник 24, пружину 25, постоянный дроссель 26, обратный кла- ;пан 27. Вход реле 23 времени гидроли- ,нией 28 подключен к системе управле- ;НИя. Контроллер 29 ручного управления трансмиссией 1 имеет вход, подключенный к бортовой электросети 30, и выходы 31-35, коммутируемые с входом в роответствии с положениями многопози- ционного рычага 36 (см. таблицу).

55

Устройство р разом. .

Работа на ре ния . Рычаг 36 к ливают в положе нужной ступени этом напряжение додается на опр Нитные клапаны следних по гидр 50 давление из 16 подается в к полнительных кл срабатьшании да 16 по гидролиния гидроцилиндры 5 которые включают Порядок включени 9 и .клапанов 51

Система управления содержит иснол- нительные клапаны 37-40 (фиг. 2), камеры управления которых через клапаны ИЛИ 41-43 подключены гидролиниями 44- 47, к выходам электромагнитных клапанов ручного управления 5,1-55 и гидролиниями 56, 57 к выходам пилотных клапанов механизмов 58 автоматиQ ческого управления. Механизм 58 содержит пилотные клапаны 59, 60 автоматического переключения 1I-I1I и III-IV ступеней, пилотные клапаны 61, 62 автоматической блокировки гидротрансформатора на III и IV ступенях, клапан 63 включения автоматики, датчик 64 нагрузки двигателя транспортного средства (не показан), датчик 65 скорости, связанный с выходным

валом трансмиссии 1, и клапаны ИЛИ 66, 67, 68. Вход клапана 60 подключен к выход клапана 59 гидролинией 70 - к клапану ИЛИ 66. Нормально выключен- ные выходы клапанов 59, 60 подключе- ны к входам клапанов 61, 62 гидролиниями 71, 72 и гидролинией 73 подклювыходу клапана 63, вход клапана 59 гидролинией 69 - к нормально включенному выходу клапана 60, а аналогичный

валом трансмиссии 1, и клапаны ИЛИ 66, 67, 68. Вход клапана 60 подключен к выход клапана 59 гидролинией 70 - к клапану ИЛИ 66. Нормально выключен- ные выходы клапанов 59, 60 подключе- ны к входам клапанов 61, 62 гидролиниями 71, 72 и гидролинией 73 подключены к клапану ИЛИ 67. Выходы датчи-

ков 64, 65 гидролиниями 74, 75 подключены к правым и левым камерам управления клапанов 59-62, а выходы клапанов 59, 60 - к входам клапана ИЛИ 68, выход которого гидролинией 28 сообщен с входом гидравлического реле 23 времени. Гидроцилиндры 5-9 коробки передач гидролиниями 76-80 подключены к выходам исполнительных

клапанов 37-40.

Устройство работает следующим образом. .

Работа на режиме ручного управления . Рычаг 36 контроллера 29 устанавливают в положение, соответствующее нужной ступени трансмиссии 1. При этом напряжение от бортовой сети 30 додается на определенные электромаг- Нитные клапаны 52-55, С выходов по- следних по гидролиниям 44, 46, 49, 50 давление из главной магистрали 16 подается в камеры управления исполнительных клапанов 37-40, При-их срабатьшании давление из магистрали 16 по гидролиниям 76-80 поступает в гидроцилиндры 5-9 коробки передач, которые включают требуемую ступень. Порядок включения гидроцилиндров 5- 9 и .клапанов 51-55 приведен в таблице.

З.Х.1

3.x.11

Нейтраль

+ +

Работа на автоматическом режиме. Рычаг 36 контроллера 29 устанавливают в положение, соответствугацее автоматическому режиму. При этом постоянно включены электромагнитные клапаны 51, 52 и исполнительные клапаны |39, 63. При минимальном выходном давлении датчика, 65 скорости клапаны 59-62 механизма 58 находятся в исходном положении (фиг. 2). Давление из главной магистрали 16 через клапаны 63, 60, 59 подается в гидролинию 70 и далее по гидролиниям 59, 48, 45, 47 через клапаны ИЛИ 41, 42, 43 - к исполнительным клапанам 38, 40. В результате включается II Ступень (см. таблицу).

При разгоне возрастает давление датчика 65 скорости, что приводит к срабатыванию клапана 59. Давление с его входа 69 поступает в гидролинию 71, а выход 70 сообщается со сливом. Это вызывает автоматическое включение 1Г1 ступени. При дальнейшем разгоне срабатывает клапан 61 автоматической блокировки и подает давление из гид- линии 71 в гидролинии 75, 21 через клапан ИЛИ 67. Срабатывает клапан 20 и подает давление из гидролинии 16 в гидроцилиндр 4. Гидротрансформатор автоматически блокируется.

Затем в процессе разгона срабатывает клапан 60 и подает давление в гидролинии 72, 73, а гидролиния 69 сообщается со сливом. Это вызывает выключение клапана 20 и автоматическую разблокировку гидротрансформатора

5

0

5

0

5

0

5

Одновременно через клапаны ИЛИ 66, 42 подается давление к клапану 38, что приводит к автоматическому включению IV ступени. Далее срабатывает клапан 62 и блокирует гидротрансформатор, как указано выше. Аналогично происходят автоматические обратные переключения ступеней и автоматическая разблокировка при замедлении транспортного средства. Разблокировка происходит при скоростях, превышающих скорости переключения на соседнюю, низшую ступень за счет настройки механизма 58 по общепринятым законам управления. При автоматических переключениях III и IV ступеней гидравлического реле 23 времени не успевает перестроится в исходное положение и практически постоянно находится во включенном положении, не препятствуя срабатыванию исполнительного клапана 20 блокировки. На данном режиме автоматическая разблокировка при переключениях обеспечивается механизмом 58.

Работа на накате и при выходе из него. Для перевода транспортного средства на режим движения накатом включают нейтраль в трансмиссии 1 путем перевода рычага 36 из положения Автоматический режим в нейтральное положение либо, например, выключением клапана 52 посредством отдельного переключателя (не показан).

Для обратного перехода с наката на тяговый режим рычаг возвращают в положение Автоматический режим. При этом механизм 58 автоматически включает ступень, соответствующую скорости движения в данный момент. Если он а соответствует, например, III ступени с блокировкой гидротрансформатора, то давление подается н выход 71 клапана 59 переключения II-III ступеней. По гидролинии 28 оно через клапан ИЛИ 68 поступает на вход гидравлического реле 23 времени, проходит на его выход |Q 22 и далее - в камеру пружины клапана 20j а с входа клапана 6-1 блокировки на III ступени - на его выход 75 и далее через клапан ИЛИ 67 по гидролинии 21 - в камеру управления клапана 20. - В результате равенства давлений в камерах по обе стороны золотника клапана 20 последний остается в исходном выключенном положении несмотря на наличие команды на блокировку, поданной 2о можно использовать при любом числе

клапаном 61.

Одновременно давление из гидролинии 28 через дроссель 26 поступает в торцовую камеру управления реле 23 и перемещает золотник 24 вправо. В конце движения золотника 24 выход 22 отсекается от входа 28 и сообщается со сливом. При этом клапан 20 срабатывает под действием давления из гидро- линии 21 и гидротрансформатор 2 блокируется . Аналогично устройство рабо тает при выходе из наката на IV ступень с блокировкой.

25

30

ступеней трансмиссии, подавая сигна лы на их включение от механизма 58 вход реле 23 через дополнительные о ратные клапаны ИЛИ, аналогичные кла пану 58. В частном случае, для заде ки блокировки лишь на одной ступени вход реле 23 подключается к выходу механизма 58, соответствующему данн ступени, без клапана ИЛИ 68. Накат режима ручного управления не рассма ривается ввиду того, что в автомати ческих трансмиссиях ручное включени высших ступеней используется лишь в аварийных случаях.

Таким образом,реле 23 обеспечивает

задержку срабатывания блокировки гид- ротрансформатора на III и IV ступенях на определенный период с момента включения самой ступени. Величина задержки выбирается несколько большей вре- . мени, необходимого для включения ступени. В результате в случаях, когда выход из наката осуществляется в зоне, где по настройке механизма 58 должна быть включена блокировка,прёдот45

вращается одновременное включениеэтой ступени и блокировки. Это устраняет опасность повреждения трансмиссии динамическими Нагрузками, которые могут возникнуть в процессе одновременного включентия.

Время задержки зависит от рабочего объема реле 23, т.е. от объема, освобождаемого золотником 24 при срабатывании. Требуемый объем может быть определен из следующего соотношения: 55

V

(р - |).

Q1071

где

V - рабочий объем реле, t - заданное времй задержки, с; р - безразмерный коэффициент истечения дросселя 26; f - площадь переходного сечения

дросселя 26,

g - ускорение силы тяжести, р - давление в системе управления, МПа;

F - усилие пружины 25, Н; S - площадь поперечного сечения

золотника 24, у - удельный вес рабочей жидкости,

кг/м .

Обратный клапан 27 обеспечивает быстрый возврат реле 23 в исходное положение.

Очевидно, что данное устройство

5

0

5

ступеней трансмиссии, подавая сигналы на их включение от механизма 58 на вход реле 23 через дополнительные обратные клапаны ИЛИ, аналогичные клапану 58. В частном случае, для задержки блокировки лишь на одной ступени, вход реле 23 подключается к выходу механизма 58, соответствующему данной ступени, без клапана ИЛИ 68. Накат с режима ручного управления не рассматривается ввиду того, что в автоматических трансмиссиях ручное включение высших ступеней используется лишь в аварийных случаях.

Кроме указанной схемы, возможны различные другие варианты использования нормально включенного реле времени для разблокировки гидротрансформатора и его взаимодействия с системой управления. Например, при увеличении числа реле можно обеспечить разблокировку на других режимах, кроме наката.

Формула изобретения

Система автоматического управления гидромеханической трансмиссией, включающей в себя гидротрансформатор, фрикционы управления многоступенчатой коробкой передач, содержащая датчики нагрузки и скорости, исполнительные клапань, выполненные в виде подпружиненных с одной стороны золотников, входы клапанов сообщены с источником давления жидкости, а выходы - с гидроцилиндрами управления многоступенчатой коробкой передач, а их камеры управления соединены через клапаны ИЛИ с выходами электро.71

магнитных клапанов ручного управления и с выходами пилотных клапанов авто- .магического управления, входы электромагнитных клапанов ручного управления соединены с источником давления, а их электромагниты через контроллер ручного управления соединены с источником бортовой электросети, камеры управления пилотнЁгх клапанов с одной стороны сообщены с датчиком нагрузки а с другой стороны - с датчиком скорости, выходы двух пилотных клапанов высших передач через клапан ИЛИ сообщены с камерой управления клапана блокировкой гидротрансформатора, выполненного в виде подпружиненного золотника, вход которого сообщен с источником давления, а выход - с фрикционом блокировки гидротрансформато-

ра, входы пилотных клапанов сообщены с выходом клапана включения автоматики, вход которого сообщен с источником давления, а камера управления сообщена с выходом одного из электромагнитных клапанов, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности работы, она снабжена гидравлическим :реле времени,, выполненным в виде управляемого подпружи- ненногб золотника, вход которого через клапан ИЛИ подключен к выходам двух пилотных клапанов высших передач и через дроссель и обратньй клапан - к камере управления, при этом выход управляемого подпружиненного золотника подключен к подпружиненной полости клапана блокировки гидротрансформатора.

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления гидромеханическими трансмиссиями с блокируемым гидротрансформатором преимущественно на транспортных средствах большой единичной мощности и грузоподъемности. Цель изобретения - повышение надежности работы системы. Система . автоматического управления содержит гидравлическое реле 23 времени, выполненное в виде трехлинейного нормально включенного распределителя, имеющего входную 28 и дренажную гидролинии, а также камеру управления, которая через параллельно подключенные дроссель 26 и обратный клапан 27 сообщена с входной гидролинией. Последняя подключена к выходу клапанов автоматического переключения ступеней, при этом выходная гидролиния подключена к камере пружины исполнительного клапана блокировки гидротрансформатора. Время задержки выбирается несколько больше времени, необходимого для включения ступени. Данное устройство можно использовать при любом числе ступеней трансмиссии, а также в других вариантах его взаимодействия с системой управления. 2 ил. / J S с 3 (Л 00 4