Устройство для автоматического управления муфтой сцепления транспортного средства при полигонных испытаниях Советский патент 1988 года по МПК B60K17/02 

(21)4150123 27-1 1

(22)23.07.86

(46)23.03.88. Бюл. № I1

(75)С.М.Киреев и И.М.Желяско

(53)629.113-578(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР

№ 1030212, кл. В 60 К 17/02, 1982.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕРШЯ М ФТОП СЦЕПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ПРИ ПОЛИГОННЫХ ИСПЫТАНИЯХ

(57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам автоматического управления муфтами сцепления тракторов при полигонных испытаниях. Цель изобретения - повышение надежности. Управление муфтой сцепления осуществляется путем одновременного управления приводом муфты сцепления и приподом рейки топливного насоса в зависимости от отключет1я текущего значения окружной скорости буксования дисков муфты сцепления от заданного оптимального значения. 2 ил.

с

(Л

11

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам автоматического управления агрегатами машин, например к устройствам автоматического управления сцеплениями тракторов при полигонных испытаниях.

Цель изобретения - повьгаение надежности.

Fia фиг.1 представлена кинематическая схема устройства; на фиг.2 - функциональная электрическая схема устройства.

На корпусе 1 машины установлен двигатель 2, муфта 3 сцепления, коробка перемены передач (КПП) с устройством 4 переключения передач и сервоприводом 5 автоматического устройства переключения передач, ведущий мост, связанный с ведущими колесами машины, Концевые контакты 6 и 7 автоматического устройства переключения передач соелинены с источником 8 тока и устройством 9 а втоматического управления КПП. Контакты 6 и 7 соединены с соответствующими реле в устройстве 9 автоматического управления КПП (не пока 3 а ны).

На конце коленчатого вала двигателя 2 закреплен датчик 10. Коленчатый вал двигателя 2 жестко соединен с ве- д тцими дисками муфты 3 сцепления. В качестве датчика 10 может быть использован датчик типа БВК А О. На одном из валов КПП установлен датчик 11. Датчики 10 и 11 выполнены однотипными и представляют из себя диски с прорезями, соединенные с соответствующими валами, против которых установлены бесконтактные элементы датчика типа БВК, а количество прорезей в дисках соотнесено в соответствии с передаточным отношением между валами. На корпусе машины закреплен блок 12 автоматического управления муфтой сцепления и подачей рейки топливного насоса. В блок 12 входит сумматор 13, вход которого соединен с датчиком 10 и 11, а выход через контакты 14 и 15 соединен с входом сумматора 16. Вход сумматора 16 соединен с источником 8 тока через блок-задатчик 17 значений оптимальных окружных скоростей буксования муфты сцепления и включатель 18. Выход сумматора 16 соединен с входом дешифратора 19 че- реэ постоянно замкнутый контакт 20

и входом дешифратора 21. Вход дешифратора 19 соединен с таймером 22 и включателем 23 через наборньй блок 24 и контакт 25, а также с наборным блоком 26 через контакты 27. Выход дешифратора 19 соединен с входом усилителя 28 мощности, который, в свою очередь, соединен с линейным двигателем 29. Шток 30 линейного двигателя 29 соединен с кривошипом 31 привода муфты сцепления. На штоке 30 установлен кронштейн-замыкатель 32.

Кривошип 31 привода муфты сцепления соединен с пружиной 33, закрепленной на корпусе 1 машины. Кронштейн- замыкатель 32 расположен между подпружиненными контактами 34 и 35, установленными так, что кронштейн-замыкатель 32 включает их при перемещении штока 30 и связанных с ним рычагов привода сцепления в крайнее положение соответствующих полному включению сцепления (контакт 34) и полному выключению сцепления (контакт 35).

Контакт 34 соединен с источником 8 тока и реле 36, а контакт 35 соединен с источником тока и реле 37.

На штоке 30 линейного двигателя 29 закреплен таходатчик 38, выход которого соединен с входом тахоусилите- ля 39, а выход тахоусилителя 39 соединен с входом усилителя 28 мощности. Второй вход дешифратора 21 соединен

с наборным блоком 26 через контакт 27. Выход дешифратора 21 соединен с триггером 40, второй вход которого соединен с источником 8 тока через контакты 41 и 42. Выход триггера 40 соединен с усилителем 43 мощности подачи рейки топливного насоса через постоянно замкнутый контакт 44. Второй выход дешифратора 21 соединен с усилителем 43 мощности через контакт 44. Выход усилителя 43 мощности соединен с входом линейного двигателя 45 подачи рейки топливного насоса. Шток 46 линейного двигателя 45 соединен с кривошипом 47 привода рейки топливного насоса. На штоке 46 установлен кронштейн-замыкатель 48. Кривошип 47 привода рейки топливного насоса соединен с пружиной 49, закрепленной на корпусе I машины. Кронщтейн-заг 1катель 48 расположен между подпружиненными контактами 50 и 51 установленными так, что кронштейн-замыкатель 48 включает их при перемещении штока 46

и связанных с ним рычагов привода рейки топливного насоса в крайние положения соответствующих полной подаче топлива (контакт 51) и минимальной подаче топлива при холостой работе двигателя (контакт 50). Контакт 50 соединен с источником 8 тока и реле 52, а контакт 51 соединен с источником тока и реле 53. Контакт 23 соединен с устройством программирования подачи команд. Между таймером 22 и контактом 23 установлено реле 54.

Устройство работает следующим образом.

На остановке, когда машина стоит, положение рычагов управления и схемы управления следующее: кривошип 31 муфты сцепления пружиной 33 зафиксирован в положении, когда сцепление включено, при этом замкнуты контакты 34, включено реле 36, контакты 14 разомкнуты, контакты 20 разомкнуты, контакты 42 разомкнуты. Передача в КПП выключена, контакты 6 или 7 разомкнуты, контакт 15 разомкнут, контакт 25 замкнут. Кривошип 47 подачи рейки топливного насоса пружиной 49 зафиксирован в положении, когда осуществляется минимальная подача топли- ва при холостой работе двигателя, при этом замкнуты контакты 50 и включено реле 52, контакты 41 замкнуты, поэтому включен второй вход триггера 40 и

та замыкания контакта 35 и соприкосновения с упором (не показан). При .замыкании контакта 35 срабатывает реле 37, в устройстве 9 автоматического управления КПП срабатьгеают контакты включения в работу сервомеханизма 5, и устройство автоматического управления КПП включает требуемую передачу. При этом замыкаются контакты 6 или 7 включенной передачи, после чего срабатывают соответствующие реле в устройстве 9 и контакты 15 замыкаются, а контакты 25 размыкаются, цепь наборного блока 24 обеспечивает - ся и сигнал от него перестает поступать на дешифратор 19, одновременно включается цепь управления от сумматоров 13 и 16. Сигнал от датчика 10 коленчатого вала двигателя поступает на сумматор 13, Так как в первой фазе движения машина стоит, то валы коробки передач не вращаются и поэтому сигнал от датчика 1I равен нулю. Сигнал с сумматора 13, равный разности сигнала от датчика 10 и нулем, по ступает на сумматор 16; в который предварительно перед началом испытаний или эксплуатации предлагаемого устройства включением включателя 18 введен сигнал, соответствующий оптимальной окружной скорости буксования муфты сцепления. Этот сигнал в сумматоре 16 присутствует постоянно и поон установлен в положение О. Работает таймер 22, но контакт 23 уже стоянно вычитается из сигнала, поступающего с сумматора 13. Разность сигналов датчиков 10 и II в сумматоре

ключен. Поэтому реле 54 обесточено и контакт 44 постоянно замкнут.

Конец работы таймера является сигналом к началу движения машины. Контакты таймера замыкаются, при этом подается напряжение. К наборному блоку 24 и через постоянно замкнутые контакты 25 сигнал управления поступает на дешифратор 19, откуда аналоговый сигнал управления постоянного уровня и отрицательной полярности поступает на усилитель 28 мощности, далее на линейный двигатель 29 и шток 30 перемещается влево, растягивая пружину 33 и размыкая контакты 34. При размыкании контакта 34 обесточивается реле 36, контакты 14 и 20 замыкаются, контакт 42 размыкается. При этом питание на второй вход триггера 40 перестает поступать и он остается в. положении О. Шток 30 линейного двигателя 29 с постоянной скоростью перемещается влево до момен40

45

50

55

13 представляет собой сигнал, пропорциональный текущей скорости буксования, т.е. скорости относительного перемещения ведущих и ведомых дисков сцепления. Разность сигналов в сумматоре 16 представляет собой разницу между текущим и оптимальньм значениями окружности скорости буксования муфты сцепления. С выхода сумматора 16 сигнал поступает на дешифраторы 19 и 21. Дешифратор 19 настроен на восприятие и переработку в аналоговый сигнал любого сигнала, поступающего с выхода сумматора 16. Дешифратор 21 настроен на одно значение сигнала, поступающего с выхода сумматора 16 и равного нулевой разности между текущим и оптимальным значениями окруя - ной скрости буксования муфты сцепления и еще на одно значение сигнала, поступающего с наборного блока 26.

0

5

Q

0

5

та замыкания контакта 35 и соприкосновения с упором (не показан). При .замыкании контакта 35 срабатывает реле 37, в устройстве 9 автоматического управления КПП срабатьгеают контакты включения в работу сервомеханизма 5, и устройство автоматического управления КПП включает требуемую передачу. При этом замыкаются контакты 6 или 7 включенной передачи, после чего срабатывают соответствующие реле в устройстве 9 и контакты 15 замыкаются, а контакты 25 размыкаются, цепь наборного блока 24 обеспечивает - ся и сигнал от него перестает поступать на дешифратор 19, одновременно включается цепь управления от сумматоров 13 и 16. Сигнал от датчика 10 коленчатого вала двигателя поступает на сумматор 13, Так как в первой фазе движения машина стоит, то валы коробки передач не вращаются и поэтому сигнал от датчика 1I равен нулю. Сигнал с сумматора 13, равный разности сигнала от датчика 10 и нулем, по ступает на сумматор 16; в который предварительно перед началом испытаний или эксплуатации предлагаемого устройства включением включателя 18 введен сигнал, соответствующий оптимальной окружной скорости буксования муфты сцепления. Этот сигнал в сумматоре 16 присутствует постоянно и по

13 представляет собой сигнал, пропорциональный текущей скорости буксования, т.е. скорости относительного перемещения ведущих и ведомых дисков сцепления. Разность сигналов в сумматоре 16 представляет собой разницу между текущим и оптимальньм значениями окружности скорости буксования муфты сцепления. С выхода сумматора 16 сигнал поступает на дешифраторы 19 и 21. Дешифратор 19 настроен на восприятие и переработку в аналоговый сигнал любого сигнала, поступающего с выхода сумматора 16. Дешифратор 21 настроен на одно значение сигнала, поступающего с выхода сумматора 16 и равного нулевой разности между текущим и оптимальным значениями окруя - ной скрости буксования муфты сцепления и еще на одно значение сигнала, поступающего с наборного блока 26.

Пока колеса машины не двинулись с места и, следовательно, не начали вращаться валы коробки передач и диск датчика 11 окружная скорость бук сования значительно превышает оптимальную и поэтому сигнал от сумматора 16 идет только через дешифратор 19 на усилитель 28 мощности муфты сцепления Усиленный сигнал управления nepe дается на линейный двигатель 29 и шток 30 двигателя начинает перемещаться вправо. При этом размыкаются контакты 35 и реле в блоке устройства 9 обесточивается. Вместе с тем, вк:вочен ная передача в коробкр перемены передач остается зафиксированной во включенном состоянии. При дальнейшем перемещении штока 30 вправо начинают взаимодействовать ведущие и ведомые диски сцепления и за счет трения между ними с одной стороны начинает преодолеваться инерция покоя машины, а с другой стороны начинает уменьшаться скорость вращения коленчатого вала двигателя. В зависимости от эксплуатационных условий, связанных с состоянием дорожно-почвенного фона, весом груза, весом прицепа, уклоном дороги и т.п., определяется скорость вращения коленчатого вала двигателя и валов коробки передач в момент, когда текущее значение скорости буксования равно оптимальной скорости буксования муфты сцепления.

В этот момент срабатывает дешифратор 21, сигнал с которого передается на триггер ДО. Триггер 40 опрокидывается и через постоянно замкнутый контакт 45 передает сигнал управления на усилитель 43 мощности, а от него на линейный двигатель 45 управления подачей рейки топливного насоса. При этом шток 46 двигателя 45 начинает перемещаться влево, увеличивая пода- чу топлива в двигатель и увеличивая окружную скорость вращения коленчатого вала двигателя и связанных с ним ведущих дисков сцепления. Контакты 50 разомкнутся, реле 52 обесточится и контакты 41 замкнутся.

Одновременно с увеличением подачи топлива в двигатель, увеличивается разность между текущим и оптимальным значениями окружной скорости буксования муфты сцепления, сигнал передаваемый с выхода сумматора 16 на дешифратор 19 увеличивается, соответст- веяно увеличивается сигнал усилителя

0 5 Q

р с

5

0

28мощности и усилие перемецения штока 30 линейного двигателя 29. При этом величина перемещения штока 30 контролируется таходатчиком 38 и через тахоусилитель 39 на вход усилителя 28 мощности передается сигнал об- ратной связи по перемещению штока

30. Подобным образом перемещение штока 46 линейного двигателя 45 контро- Jшpyeтcя таходатчиком, с которого через тахоусилитель передается соответствующий сигнал обратной связи на вход усилителя 28 мощности.

Следует учесть, что при положительной разности между текущим значением окружной скорости буксования сцепления и значением оптимальной скорости буксования с выхода сумматора 16 на дешифратор 19 передается сигнал прямой полярности соответствующий перемещению щтока 30 линейного двигателя

29влево. При отрицательной полярности сигнала шток 30 двигателя 29 перемещается вправо. Таким образом, при включении сцепления скорость буксования дисков сцепления будет колебаться около значения оптимальной окружной скорости буксования. Это происходит до тех пор, пока шток 46 линейного двигателя подачи рейки топливного насоса не переместится влево до положения максимальной подачи топлива и не замкнет контакты 51. После включения контактов 51 срабатьгоает реле 53, замыкаются контакты 27 и на дешифратор 19 от наборного блока 26 передается дополнительный сигнал управления прямой полярности, который сложится с текущим сигналом и усилит аналоговый сигнал, переданный на усилитель 28 мощности. После чего вне зависимости от окружной скорости 5уксования дисков сцепления шток 30 линейного двигателя 29 перемещается вправо до упора в ограничитель (не показан) и до включения контактов 34.

После включения контакта 34 происходит включение реле 36, контакты 14 и 20 размыкаются и подача сигналов управления иг датчиков 10 и 11 прекращается. Сигнал поступаю1ций от наборного блока 26 через замкнутые контакты 27 на дешифраторы 19 и 21 обеспечивает фиксацию штока 30 линейного двигателя 29 в положении максимальной подачи влево и фиксацию штока 46 линейного двигателя 45 в положении максимальной подачи вправо.

Движение машины при включенном сцеплении при полной подаче топлива происходит до тех пор пока от устройства программирования подачи команд не поступит сигнал на остановку машины. При этом замкнется контакт 25. При замыкании контакта 23 включается таймер 22 и срабатывает реле 54, пос3826798

ружных скоростей буксования муфты сцепления, перным и вторым де1ли4фато- рами, усилителем мощности, таходатчи- ком, тахоусилителем и линейным дннга- телем со штоком привода муфты сцепления, усилителем мощности, таходатчи- ком, тахоусилителем и линейным двигателем привода рейки топливного нлсо

концевых контактов, таймером, при этом упомянутые датчики частоты вращения электрически соединены с источле чего контакты 44 размыкаются. са, триггером, первым и вторым набор- нал от дешифратора 21 и наборного бло- ными блоками, замыкателями, парами ка 26 перестает поступать на усилитель 43 мощности и шток 46 линейного двигателя 45 устанавливается в плавающее положение Однако под действи-, ником тока и первым сумматором, выем пружины 49 шток 46 и кривощип 47 перемещаются вправо. В начальный момент перемещения штока вправо размыкаются контакты 51 обесточивается реле 53 и размыкаются контакты 27. Поэтому после того, как контакт 23 разомкнется, обесточится реле 54 и замкнутся контакты 44 сигнал с наборного блока 26 на дешифратор 19 и 21 поступать не будет. При дальнейшем 25 перемещении штока 46 вправо под действием пружины 49 он занимает крайнее правое положение, соответствующее подаче топлива в двигатель при холостой его работе, а контакты 50 замы- -ал каются и включают реле 52. После этого замыкаются контакты 41 и триггер 40 опрокидывается в положение О. На тракторе включаются тормоза (схема управления тормозами не показана) и трактор останавливается. Цикл работы повторяется.

ход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, который соединен также с блоком-задатчиком чначе- ний оптимальных окружных скоростей 2Q буксования муфты сцепления, выход второго сумматора соединен с входами первого и второго дешифраторов, вход первого дешифратора также подключен к таймеру, первому и второму наборным блокам, вхол второго дешифратора соединен с вторым наборным блоком, выход первого деигифратора соединен с усилителем мощности и линейным двигателем муфты сцепления, шток которого сообщен с приводом муфты сцепления, причем на штоке упомянутого двигателя установлен замыкатель, размещенный между концевыми контактами, и таходатчик, электрически соединенный с входом тахоусилителя муфты сцепления, зыход последнего соединен с входом усилителя мощности муфты сцепления, первый выход второго дешифратора соединен с усилителем мощности и линейным двигателем привода рейки топливного насоса, второй выход второго дешифратора соединен с упомянутым усилителем мощности через триггер, на щтоке линейного дйигателя привода рейки топливного насоса установлен соответствующий замыкатель, размещенный между другой парой контактов, и закреплен таходатчик, электрически соединенный с входом тахоусилителя привода рейки топливного насоса, а выход последнего соединен с входом усилителя мощности привода рейки топливного насоса.

35

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления муфтой сцепления транспортного средства при полигонных испытаниях, содержащее электромагнитный двигатель привода муфты сцепления, подключенный к источнику тока, реле, датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, отличающее- с я тем, что, с целью повьш ения надежности, оно снабжено датчиком частоты вращения вала коробки передач, первым и вторым сумматорами, блоком- задатчиком значений оптимальных окконцевых контактов, таймером, при этом упомянутые датчики частоты вращения электрически соединены с источса, триггером, первым и вторым набор- ными блоками, замыкателями, парами ником тока и первым сумматором, выса, триггером, первым и вторым набор- ными блоками, замыкателями, парами ником тока и первым сумматором, вы

ход первого сумматора соединен с входом второго сумматора, который соединен также с блоком-задатчиком чначе- ний оптимальных окружных скоростей буксования муфты сцепления, выход второго сумматора соединен с входами первого и второго дешифраторов, вход первого дешифратора также подключен к таймеру, первому и второму наборным блокам, вхол второго дешифратора соединен с вторым наборным блоком, выход первого деигифратора соединен с усилителем мощности и линейным двигателем муфты сцепления, шток которого сообщен с приводом муфты сцепления, причем на штоке упомянутого двигателя установлен замыкатель, размещенный между концевыми контактами, и таходатчик, электрически соединенный с входом тахоусилителя муфты сцепления, зыход последнего соединен с входом усилителя мощности муфты сцепления, первый выход второго дешифратора соединен с усилителем мощности и линейным двигателем привода рейки топливного насоса, второй выход второго дешифратора соединен с упомянутым усилителем мощности через триггер, на щтоке линейного дйигателя привода рейки топливного насоса установлен соответствующий замыкатель, размещенный между другой парой контактов, и закреплен таходатчик, электрически соединенный с входом тахоусилителя привода рейки топливного насоса, а выход последнего соединен с входом усилителя мощности привода рейки топливного насоса.

Г

ye

12

Редактор Г.Гербер

Составитель А.Барыков

Техред Л.Сердюкова КорректорВ.Бутяга

S 46 7 49

2t

jy

Фиг 2