Система управления гидромеханической многоступенчатой передачей Советский патент 1988 года по МПК B60K17/10 

-- so

&

&.

г--1-Д ---5J I

Ч Ш-Ч/; -/

(Л

со tc

ел sj

&.

54

,1-Д ---5J I

Ш-Ч/; -/

/;,

Изобретение предназначено для управления многоступенчатыми гидромеханическими передачами, преимуш,е- ственно для транспортных средств большой единичной мощности. Цель изобретения - повышение э4х|1ектив- ности путем улучшения .безопасности работы системы управления. Система управления содержит крановый распределитель (Р) 16, шаговый механизм (М) привода 22 Р, электромагнргтные клапаны (ЭК) 25, 26 управления гид

. роцилиндрамн М, контроллер 50, токовые ключи 56, 57 и устройство формирования длительности команд, поступающих от контроллера, выполненное в виде преобразователя давления 60, подключенного гидг олинией 61 к ду устройства автоматической разблокировки гидротрансформатора 36. Кон- I такт преобразователя давления включен в цепи питания обмоток токовьос клю- I чей. Для включения нужной ступени во- 1 дитель воздействием на рычаг контрол- I лера замыкает, например, контакт 52, i и напряжение от сети 49 подается к I ЭК 25 и к токовым ключам 56. От ЭК I 25 давление подается в гидроцилиндр I 21, и М поворачивает Р в положение ; нужной ступени, В этот момент дав1

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовз- но для управления многоступенчатым гидромеханическими передачами, преимущественно для транспортных средст большой единичной мощности.

Цель изобретения - повьш,ение эффективности путем улучшения безопасности работы системы управления.

На чертеже представлена электрогидравлическая схема системы управления гидромеханической многоступенчатой передачей.

Гидромеханическая передача 1 состоит из блокируемого гидротрансформатора 2 с фрикционом блокировки, включаемым посредством нажимного- гидроцилиндра 3, и многоступенчатой коробки 4 передач, ступени в которой переключаются фрикционами с нажимными гидродилиндрами, из которых для простоты описания показаны лишь три гидроцилиндра 5-7, поочередно включаемые на всех ступенях переднего хода.

Передача 1 имеет гидросистему 8 известной конструкции, показанную Уйрощенно и включающую в себя ГИД.РО станцию, устройства регулирования давления и автоматического управлений. Гидросистема 8 имеет входы 9, 10 от гидравлических датчиков сколение на выходе устройства автоматической разблокировки гидротрансформатора падает, контакт преобразователя давления замыкается, и токовый ключ 56 устанавливается на самопитание. Теперь размыкание и повторное замыкание контакта 52 не приводит к повторным срабатываниям М, что предотвращает переключение с аварийной частотой. После завершения процесса переключения ступеней появляется давление на выходе устройства автоматической разблокировки гидротрансформатора, что приводит к размыканию контакта преобразователя давления и выключению токовых ключей. Система подготовлена к выполнению следующей команды на переключение. 1 ил.

рости, движения и нагрузки двигателя (не показаны) и электрический вход для включения режима автоматического управления, электролинией 11 подклю5 ченньш к органам управления. Выход 12 является главной масляной магистралью передачи 1, по которой жидкость подводится к потребителям. Выходы 13 и 14 служат для автоматической пода чи команд, на пошаговые переключения с низших ступеней на высшие и обратно, а выход 15 - для автоматической подачи команды на включение Фрикциона блокировки гидротрансформатора.

Для переключения ступеней коробки

15

4 передач имеется крановый распреде- литель 16 с поворотным золотником, число позиций которого соответствует числу ступеней. Входы распределителя

0 16 подключены к главной магистрали и к дренажу (гидробаку гидросистемы), а входы гидролиниями 17-19 - к гидро- цилиндрдм 5-7 соответственно. Для пошагового перевода распределителя 16 из одной позиции в другую имеется шаговьш механизм 20, состоящий из гидроцилиндров 21, 22 и храпового колеса 23, кинематически связанного с золотником распределителя 16,

30 Блок 24 электромагнитных клапанов состоит из двух электромагнитньк двух позидионных трехлинейных клапанов

25

25, 26, первые линии которых подключены к главной магистрали, вторые - к гидробаку, а третьи - гидролиниями 27, 28 к входам двухвходовых клапанов ИЛИ 29, 30, выходы которых гидролиниями 31, 32 подключены к напорным полостям гидроцилиндров 21, 22, а вторые входы - к выходам 13, 14 гидросистемы 8. Штоковые полости гидроцилиндров 21, 22 сообщены с гидробаком гидролинией 33.

Для управления гидроцилиндром 3 имеется двухпозиционный трехлинейный исполнительный клапан 34 включения блокировки, первая линия которого сообщена гидролинией 35 с выходом устройства 36 автоматической разблокировки гидротрансформатора при переключениях ступеней, вторая линия сообщена с гидробаком, а третья гидролиния 37 - с гидроцилиндром 3, Камера управления клапана 34 подключена к выходу 15 гидросистемы 8.

Устройство 36 автоматической разблокировки известной конструкции состоит из двух трехлинейных двухпози- ционных клапанов 38, 39 плунжерного типа. Первая и вторая линии 40, 41 клапана 38 подключены к гидролиниям 17, 18 и через дроссели 42, 43 - к его же торцовым камерам. Третья лини 44 подключена к первой линии клапана 39, вторая линия которого подключена к гидролинии 19, а третья -сообщена с .тидролинией 35. Первая и вторая линии клапана 39 дросселями 45, 46 подключены к его торцовым камерам.

Система управления содержит также переключатель 47 с позициями Р (ручное управление) и А (автоматическое управление), входная клемма которого через нормально разомкнутый контакт вьжлючателя 48 подключена к положительному полюсу бортовой электросети 49. Позиция А подключена электролинией 11 к гидросистеме 8, а позиция Р - к входной клемме контроллера 50 ручного управления.

Контроллер 50 известной конструкции содержит нормально разомкнутые контакты 51, 52, включенные в электролинии 53, 54, и рычаг 55, воздействием на который выборочно замыкаются контакт 51 или 52.

Электролинии 53, 54 подключены к электромагнитным клапанам 25, 26

0

5

0

5

и параллельно - к токовым ключам управления указанЕгыми клапанами, выполненными в виде электромагнитных реле 56, 57, имеющих по крайней мере по одному нормально разомкнутому контакту 58, 59, Обмотки реле 56, 57 параллельно подключены к положительному полюсу электросети 49 через свои контакты 58, 59 и включенный последовательно им нормально замкнутый контакт устройства 60 формирования длительности команд, выполненного в виде электрического преобразователя давления, гидравлический вход которого гидролииисй 6I подключен к выходу 35 устройства 36 разблокировки о

В электролиниях 53, 54 может быть также установлен контактор 62, подключенный к электросети 49. Вместо гидроавтоматпки может использоваться блок 63 электроавтоматики известной конструкции, выход з1 которого подключаются к электролиниям 53, 54. Гпдро- линией 64 гидросистема подключена к гидролииии 61.

Система работает следуюш.им образом.

В исходном положении, распределителя 16 его выходы 17-19 сообщень с. гидробаком, давление в гидроонлинд- рах 5-7 отсутствует, и передача 1 находится в нейтрали. Гидролиния 35 5 через устройство 36 разблокировки также сообщена с гидробаком через гидролинии 44 и 19. Ввиду отсутствия давления в гидролинии 61 контакт преобразователя 60 замкнут.

Для включения первой ступени вручную водитель замыкает выключатель 48, а переключатель 47 устанавливает в позицию Р и воздействием на рычаг 55 кратковременно замыкает контакт 52 контроллера 50. При этом напряжение от электросети 49 подается к электромагнитному клапану 25 и на обмотку реле 56. При включении клапана 25 давление из гидролинии 12 подается в гидроцилиндр 21 через гидролинии 27, 31 и клапан ИЛИ 29. Шток гидроцилиндра 21 перемещается вниз до упора и поворачивает храповое колесо 23 и с HIM золотник распределителя 16 на один шаг против часовой стрелки в направлении высших ступеней. Пои этом одна из выходных гидролиннй распределителя 16, например гидролиния

0

0

5

0

5

15

20

51437257

18, соединяется с выходом 12, и вклюается гидроцилиндр 6, соответствуюий первой ступени. Одновременно ключается реле 56 и соединяется с лектросетью 49 через свой контакт 8 и контакт устройства 60.

Если водитель отпустил рычаг 55 и онтакт 52 разомкнулся до окончания ключения ступени,то это не приведет к Q бесточиваниго клапана 25,поскольку лектролиния 54 теперь подключена к сеи 49 через устройства 60 и контакт 58 еле 56, работающего по схеме самоитания. В таком состоянии система аходится до тех пор, пока не появитя давление в гидролинии 35 устройтва 36. Это происходит следующим бразом.

Давление с гидролинии 18 по линии 41 подается к клапану 38,, а далее по линии 44 - к клапану 39 j через который гидролиния 35 rfo-прежнему соеинена со сливом. Через дроссель 43 жидкость медленно перемещает плунжер 25 клапана 39 вниз, а в конце его хода гидролиния 35 и линия 41 соединяются. Сечение дросселя 45 выбирается так, чтобы время описанного переключения клапана 39 превышало суммарное ЗО время срабатывания шагового механизма 20 гидрощ-шиндра 6 и связанного с ним фрикциона, в том числе и обычно имеющегося механизма плавного включения последнего (не показан).

При появлении давления в гидро-- линии 35 контакт 60 устройства размыкается, что приводит к выключению реле 56, клапана 25 и возвращению гидроцилиндра 21 в исходное положа-- 40 ние. Распределитель 16 остается в новом положении. Включение первой ступени заканчивается. Таким образом, формируется определенная длительность действия команды на пере- 45 ключение от контроллера.

Для включения второй и последуюпдах выстих ступеней повторно замыкают контакт 52. При этом после поворота распределителя 16 в новую позицию, 50 который происходит за очень малое время {обычно не более 0,1-0,2 с) по сравнению с ручным перемещением рычага 55J выход 18 сообщается со сливом, а через него - гидролиния 55 61. Это обеспечивает замыкание контакта 60 устройства в самом начале переключения ступеней. Далее описанный ранее процесс переключения повто35

ря по 5, а по де

вы ры пр ги де Пр но ли ны кл до мо

жи по ме ав ла 95 ны ти не ви вы 30 Пр ук фо

жи ко ро ре и че

ос пе же ва пе кл Во из ав не ра ет бы

5

0

5 О

0 5

0 5

5

ряется, с теми различиями, что в нем поочередно участвуют гидроцилиндры 5, 7 (а повторно и гидроцилиндр 6), а клапаны 38, 39 работают в другом порядке, который очевиден из приведенного выше.

Для переключения вручную с любой высшей ступени на низшую посредством рычага 55 замыкают контакт 51, что приводит к включению клапана 26 и гидроцилиндра 22 и повороту распределителя на один шаг по часовой стрелке. При этом работает реле 57 В остальном работа элементов системы не отличается от описанного ранее. Повторными замыканиями контакта 52 переключаются на низшие ступени вплоть до нейтрали., а затем при необходимости и на задний ход.

Для работы на автоматическом режиме переключатель 47 переводится в позицию А, и от него по электролинии 11 подается напряжение к гидросистеме БЭ которая переходит на режим автоматического управления по сигналам датчиков, поступающим от входов 95. 10, в соответствии с общеизвестными принципами. Команды на автоматические переключения с высших ступе ней на низшие и обратно поступают в виде давлений от гидросистемы 8 от выходов 13, 14 через клапаны ИЛИ 29, 30 и далее к шаговому механизму 20. При этом необходимая длительность указанных команд известным образом формируется самой гидросистемой 8.

При работе на автоматическом режиме гидросистема 8 подает также команды на включение блокировки гидротрансформатора 2 по выходу 15, в результате чего клапан 34 срабатывает и подает давление из гидролинии 35 через гидролинию 37 в гидроцилиндр 3.

Разблокировка гидротрансформатора осуществляется в двух случаях. Во- первых, при уменьшении скорости движения до определенной величины, предварительно выбранной для каждой ступени, гидросистема 8 сообщает вькод 15 с гидробаком, что приводит к выключению клапана 34 и гидроцилиндра 3. Во-вторых, гидротрансформатор, как известно, разблокируется при любьгх автоматических переключениях ступеней таким же способом. Кроме того, разблокировка в этом случае дублируется устройством 36, которое при любых переключениях сообщает гидролинию 35 с гидробаком на определенный период, как описано ранее. Это обеспечивает разблокировку в случае ит- каза автоматики гидросистемы 8 или клапана 34, в результате которых последний остается во включенном положении во время какого-либо переключения.

Время, в течение которого трансформатор 2 принудительно удерживается в разблокированном состоянии и не может быть заблокирован даже при поступлении команды от гидросистемы 8,

определяется, как видно из описания, параметрами устройства 36 и, в первую очередь, сечением дросселей 42, 43, 45 и 46, через которые происходит заполнение жидкостью объемов, освобождаемых плунжерами клапанов 38, 39 при их переключениях из одног состояния в другое.

Техническое исполнение таких устройств, применяемых в гид.ромехани- ческих передачах, хорошо отработано и позволяет без затруднений получать необходимое время разблокировки (вплоть до 3-5 с)5 которое вполне достаточно для завершения в передаче 1 всех динамических процессов, связанных с переключением ступеней. Очевидно, что это же время является минимально допустимым промежутком дл последовательных переключений ступеней поскольку более частые переключения привели бы к взаимн-ому наложению соседних динамических процессов, т.е. были бы аварийными.

Следовательно, использование устройства разблокировки гидротрансформатора 36 для формирования длительности команд на переключения ступеней позволяет исключить переключение с аварийной частотой. При этом предлагаемая система проще, чем устройство по прототипу, и более надежна и безопасна, поскольку в ней меньше число дополнительных элементов, участвующих в форгаровании ко

манд, а сами эти элементы более надежны.

Кроме того, возможны и другие варианты исполнения системы при сохранении ее отличительных особенностей, В частности, очевщг.но, что вместо . гидравлического автомата, включенного в описании в гидросистему 8 для упрощения, возможно также применение

0

5

5

0

0

5

0

5

0

5

показанного пунктиром блока 63 электроавтоматики любого типа (например, по прототипу), выходы которой подключаются к электролиниям 53, 54 параллельно контроллеру 50. Для разгрузки контактов контроллера 50 с целью его миниатюризации возможна установка в электролиниях 53, 54 усилителя (контактора 62), что, однако, не эквивалентно промежуточному реле прототипа, поскольку не затрагивает процесса формирования длительности команд. Для вьшолнения этой операции гидравлическим автоматом гидросистема 8 может также использоваться сигнал разблокировки, подаваемый по гидролинии 64, и т.д.

Формула изобретения

Система управления гидромеханической многоступенчатой передачей, преимущественно для транспортнь х средств большой единичной мощности с блокируемым гидротрансформатором и устройством его разблокировки, со- дерлсащая кногопозиционный крановый распределитель с поворотным золотником, связанным с шаговым механизмом привода кранового распределителя, имеющим гидроцилиндр, электро- магнитные клапаны управления гидроцилиндрами шагового механизма, контроллер подачи напряжения от бортовой электросети на включение электромагнитных клапанов посредством токовых ключей, выполненных в виде реле, имеющих обмотку, по крайней мере один нормально разомкнутый контакт и устройство формирования длительности команд, поступающих от контроллера, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения безопасности работы системы управления, устройство формирования длительности команд выполнено в виде электрического прв- образователя давления, включающего в себя гидравлический вход и по крайней мере один нормально замкнутый электрический контакт, при этом одни концы обмоток токовых ключей параллельно подключены к выходам контроллера, к одноименнь1м электромагнитным клапанам и через свои контакты и контакт преобразователя давления подключены к одному полюсу бортовой ;Электросети, а другие концы обмоток подключены к, другому полюсу электро91А3723710

сети, при этом гидравлический вход выходу устройства разблокировки гид- преобразователя давления подключен к ротрансформатора.