Система автоматического управления многоступенчатой трансмиссией Советский патент 1989 года по МПК B60K41/06 

СП

ьо

00

4

О)

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления трансмиссиями транспортных средств, преимущественно большой грузоподъемности.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией.

На фиг. 1 показана блок-схема системы автоматического управления трансмиссией; на фиг. 2 - первый вариант исполнения гидроцилиндра устройства автоматического переключения передач; на фиг. 3 - то же, второй вариант; на фиг. 4 - первый вариант электрического устройства управления для исполнения системы по фиг. 1; на фиг. 5 - то же, второй вариант; на фиг. 6 - второй вариант электрического устройства для исполнения системы по фиг. 3.

Устройство системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией 1 (фиг. 1) для сокращения описания и графики приведены на примере управления лишь парой ее гидроцилиндров 2 и 3, соответствующих двум смежным высшей и низшей передачам из общего числа ее передач. Управление большим числом передач может осуществляться увеличением количества однотипных элементов схемы по фиг. 1.

Система содержит исполнительный механизм 4, механизм 5 автоматического управления и электрическое устройство 6 управления. Механизм 4 содержит два двухпозици- онных трехлинейных электромагнитных клапана 7 и 8, имеющих входы, подключенные к напорной магистрали 9 гидростанции 10 и к сливу и нормально выключенные выходы 11 и 12, являюи иеся выходами механизма 4, подключенные к гидроцилиндрам 2 и 3.

Механизм 5 содержит гидравлические датчики 13 и 14 скорости движения и нагрузки двигателя, выходы 15 и 16 которых подключены к устройствам 17 и 18 автоматического переключения с низшей передачи на высшую и с высшей на низшую соответственно. Устройства 17 и 18 взаимо- дейс гвуют с нормально разомкнутыми контактами 19 и 20, подключенными с одной стороны к входам 21 и 22 электрического устройства 6 управления, а с другой - к одному из полюсов бортовой электросети 23, а именно к полюсу, закороченному на массу транспортного средства.

Устройство 6 имеет также вход 24, подключенный к бортовой электросети, группу входов 25 от датчиков различных параметров, характеризующих режимы работы агрегатов и движения транспортного средства, органы ручного управления для воздействия водителя на систему управления, ус0

0

ловно показанного стрелкой 26, и выходы 27 и 28, подключенные к электромагнитным клапанам 7 и 8.

Устройства 17 и 18 выполнены в виде

гидроцилиндра 29 (фиг. 2) с парой соос- ных подвижных порщней 30 и 31 неодинакового диаметра. Гидроцилиндр имеет торцовые камеры 32 и 33, в первой из которых установлены настроечная пружина 34 и клемма 35, образующая с поршнем 31 нормально разомкнутый электрический контакт 19 (или 20), изолированный от массы гидроцилиндра 29 непроводящей втулкой 36. Торцовые камеры 32 и 33 сообщены с выходами 15 и 16 датчиков 13 и 14,

5 а полость 37 между поршнями 30 и 31 сообщена со сливом. Гидроцилиндр 29 не изолирован от трансмиссии 1, а последняя - от массы транспортного средства, что изображено пунктиром.

Во втором варианте исполнения клемма 35 установлена в камере 33 (фиг. 3) и контактирует с поршнем 30, образуя с ним нормально замкнутый контакт.

Устройство 6 содержит ручной избиратель режимов 38 (фиг. 4) с рычагом 39

5 и два токовых ключа, изображенные в виде электромагнитных реле 40 и 41. Ка- тущка реле 40 подключена к одному полюсу бортовой сети 23 через ручной переключатель 42, имеющий положения А и Р (автоматическое и ручное управление) и к

0 другому полюсу (массе) через нормально разомкнутый контакт 20, катущка реле 41 подключена к одному полюсу сети 23 через нормально разомкнутый контакт 43 реле 40 и переключатель 42 и к другому полюсу (массе) через нормально разомкну5 тые контакт 19 и собственный контакт 44, включенные в схему параллельно.

Электромагнитные клапаны 7 и 8 подключены к одному полюсу бортовой сети 23 электролиниями 27 и 28, соответствующими

0 выходам устройства 6 (фиг. 1), через переключающий контакт 45 реле 41 и к другому полюсу (массе) постоянно.

Избиратель 38 подключен к бортовой сети через переключатель 42 и имеет выходы 46 и 47, подключенные к электролиниям

5 27 и 28 параллельно контакту 45.

Во втором варианте исполнительного механизма 4 для управления гидроцилиндрами 2 и 3 используется один четырехлинейный электромагнитный клапан 48 (фиг. 5), имеющий, в отличие от фиг. 1, два вы0 хода, подключенные к выходам 11 и 12. В этом случае один гидроцилиндр (например, гидроцилиндр 3) является нормально включенным, а гидроцилиндр 2 - нормально выключенным.

На фиг. 6 дан второй вариант исполнения устройства 6, соответствующий второму ис- полнению механизма 4 (фиг. 5) и второму исполнению устройств 17 и 18 (фиг. 3).

5

Реле 40 подключено к массе через нормально замкнутые контакты 49 и 50 устройств 17 и 18 и нормально замкнутый контакт 51 ключа 41. Ключ 41 подключен к переключателю 42 через нормально замкнутый контакт 52 реле 4Q и к массе постоянно. Электромагнитный клапан 48 подключен к переключателю 42 через нормально разомкнутый контакт 53 реле 41. Кроме того, электролинией 54 он может быть подключен к другим элементам устройства 6.

Устройство работает следующим образом.

Для переключения вручную высшей и низшей передач трансмиссии 1 устанавливают переключатель 42 в положение Р и, воздействуя на рычаг 39, подают напряжение от сети 23 на выход 46 или 47 избирателя 38. При этом включаются электромагнитный клапан 7 или 8 и соответственно гидроцилиндр 2 или 3, т. е. высшая или низшая передача.

Таким образом, переклю передачи на высшую обес ройством 17, а обратно - Настройка на нужные точк обеспечивается настройкой п ром соотношений диаметров 31 аналогично обычным ги телям.

В варианте по фиг. 6 ус тает аналогично описанному ем некоторых отличий, вызв контакты 49 и 50 устройств мально замкнуты, а вместо но выключенных клапанов 15 нен один клапан 48 с двумя

В исходном состоянии ко замкнуты и в положении А 42 ключ 40 замкнут, его кон кнут, ключ 41 выключен, та ромагнитный клапан 48. Вкл

10

Для перехода на автоматический режим 20 линдр 3 (низшая передача).

переводят переключатель 42 в положение А. Контакты 19 и 20 в исходном положении устройств 17 и 18 (фиг. 2) разомкнуты, ключи 40 и 41 выключены, через пере- ключаюший контакт 45 ключа 4t, находя- Ш.ИЙСЯ в правом положении (фиг. 4), включаются клапан 8 и гидроцилиндр 3 низшей передачи. Транспортное средство трогается с места и разгоняется.

По мере роста скорости возрастает давление датчика 13, действующее на поршни 30 устройств 17 и 18. Пружины 34 последних отрегулированы так, что при любых давлениях датчика 14, действующих на поршни 31, перемещение влево поршней устройства 17 переключения на высшую пеПри размыкании контакт системы не изменяется, поск удерживается во включенном тактами 51 и 50. При размыка

25 выключается ключ 40 и вклю через нормально замкнутый к 40. Замыкается контак 53 кл чает клапан 48, а посдед гидроцилиндр 2 высшей пере

Переключение на низшую

30 обратном замыкании контакт ходит, так как разомкнуты препятствует включению кл ключение происходит лишь контакта 49, который вклю а этот ключ выключает кл

редачу происходит при больших скоростях 35 ветственно клапан 48.

движения, чем устройства 18 переключения на низшую. В результате сначала перемещаются влево поршни устройства 18, поршень 31 упирается в клемму 35 и сообщает ее с массой, что соответствует замыканию контакта 20. При этом включается ключ 40 и подает напряжение к ключу 41 через контакт 43. Однако ключ 41 не замыкается, поскольку разомкнуты контакты 19 и 44.

40

Аналогично работают все увеличении числа ступеней д чения.

Таким образом, в опис как автоматика, так и ручн используют общие электрома ны механизма 4. При этом ческие устйройства автоматич ния резко упрощаются и у габаритах, поскольку они у

Таким образом, в описанной системе как автоматика, так и ручное управление используют общие электромагнитные клапаны механизма 4. При этом сами гидравлические устйройства автоматического управления резко упрощаются и уменьшаются в габаритах, поскольку они уже не выполПри дальнейшем разгоне смещаются вле- д5 няют функций распределителей и не имеют

во поршни устройства 17 и замыкают контакт 19. Это вызывает срабатывание ключа 41, замыкание его контакта 44 и переключение контакта 45 влево. В результате выключается клапан 8 и включается клапан 7 и гидроцилиндр 2, т. е. высшая передача.

При уменьшении скорости сначала размыкается контакт 19, т. е. поршни устройства 17 возвращаются вправо. Однако ключи 41 не включаются, поскольку контактом 44 он установлен на самопитание. Переключение на низщую ступень происходит лишь при размыкании контакта 20, что приводит к выключению ключа 40, а контакт 43 последнего выключает и ключ 41.

соответствующих конструктивных элементов. По тем же причинам повышается и надежность системы в целом. Оба указанных фактора имеют наибольшее значение для транспортных средств большой единичной мощ- 50 ности и грузоподъемности, трансмиссии которых имеют большое число ступеней.

Помимо описанных, возможен ряд других вариантов исполнения системы. Так в устройствах 17 и 18 могут использоваться разноименные контакты. Возможно также применение более сложных переключающих контактов, герконов и т. д. Возможно также применение в блоке 6 других элементов известной конструкции в дополнеТаким образом, переключение с низшей передачи на высшую обеспечивается устройством 17, а обратно - устройством 18 Настройка на нужные точки переключения обеспечивается настройкой пружин 34 и выбором соотношений диаметров поршней 30 и 31 аналогично обычным гидрораспределителям.

В варианте по фиг. 6 устройство работает аналогично описанному за исключением некоторых отличий, вызванных тем, что контакты 49 и 50 устройств 17 и 18 нормально замкнуты, а вместо двух нормально выключенных клапанов 7 и 8 приме- 5 нен один клапан 48 с двумя выходами.

В исходном состоянии контакты 49 и 50 замкнуты и в положении А переключателя 42 ключ 40 замкнут, его контакт 52 разомкнут, ключ 41 выключен, так же как электромагнитный клапан 48. Включен гидроци0

0 линдр 3 (низшая передача).

При размыкании контакта 49 состояние системы не изменяется, поскольку ключ 40 удерживается во включенном состоянии контактами 51 и 50. При размыкании последнего

5 выключается ключ 40 и включается ключ 41 через нормально замкнутый контак 52 ключа 40. Замыкается контак 53 ключа 41 и включает клапан 48, а посдедний включает гидроцилиндр 2 высшей передачи.

Переключение на низшую передачу при

0 обратном замыкании контакта 50 не происходит, так как разомкнутый контакт 51 препятствует включению ключа 40. Переключение происходит лишь при замыкании контакта 49, который включает ключ 40, а этот ключ выключает ключ 41 и соот40

Аналогично работают все варианты при увеличении числа ступеней до любого значения.

Таким образом, в описанной системе как автоматика, так и ручное управление используют общие электромагнитные клапаны механизма 4. При этом сами гидравлические устйройства автоматического управления резко упрощаются и уменьшаются в габаритах, поскольку они уже не выполд5 няют функций распределителей и не имеют

соответствующих конструктивных элементов. По тем же причинам повышается и надежность системы в целом. Оба указанных фактора имеют наибольшее значение для транспортных средств большой единичной мощ- 50 ности и грузоподъемности, трансмиссии которых имеют большое число ступеней.

Помимо описанных, возможен ряд других вариантов исполнения системы. Так в устройствах 17 и 18 могут использоваться разноименные контакты. Возможно также применение более сложных переключающих контактов, герконов и т. д. Возможно также применение в блоке 6 других элементов известной конструкции в дополнение к описанным, обеспечивающим автоматическую защиту или автоматическое управление по сигналам датчиков, подключенных к входам 25. В последнем случае электро- и гидроавтоматика дублируют друг друга.

8

Формула изобретения

росети, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, каждое устройство автоматического переключения передач выполнено в виде двух гидроцилиндров для переключения с низших передач на высшие и с высших на низшие, при этом каждый гидроцилиндр содержит два соосных поршня неодинакового диаметра, торцовые камеры у внещ- ,„ них торцов поршней сообщены с выходами

Система автоматического управления мно- Ю датчиков скорости и нагрузки, в одной из гоступенчатои трансмиссией, преимуществен- торцовых камер размещен указанный элект- но для транспортных средств большой еди- рический контакт с возможностью взаимо- ничнои мощности и грузоподъемности, со- действия с одним из поршней другая ка- держащая исполнительный механизм с элект- мера снабжена настроечной пружиной а ромагнитными клапанами для подачи дав- 5 полость между порщнями сообщена со слк- ления жидкости от ее источника в гидро-вом, при этом электрическое устройство

.цилиндры фрикционов трансмиссии, устрой- управления содержит пары ключей по числу ства автоматического переключения передач устройств автоматического переключения пе- по числу пар смежных передач, содержа- редач, причем первый ключ каждой пары щие подвижные элементы и торцовые ка- подключен к электросети последовательно меры управления, в которых размещены на- 20 с контактом гидроцилиндра низшей переда- строечные пружины и электрические кон- чи, второй ключ подключен по схеме са- такты, установленные с возможностью вза- мопитания через первый ключ а электро- имодеиствия с подвижными элементами имагнит переключения передач, соответствуюподключенные к электрическому устройству щ„й данному устройству автоматического управления электромагнитными клапанами ,5 переключения, подключен к электросети че- путем подачи напряжения от бортовой элект- рез второй ключ.

8

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления трансмиссиями транспортных средств, преимущественно большой грузоподъемности. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией. Принцип работы системы рассмотрен на примере управления парой гидроцилиндров 2 и 3, соответствующих смежным передачам. Система состоит из исполнительного механизма 4, механизма автоматического управления 5 и электрического устройства управления 6. Механизм 5 содержит гидравлические датчики 13 и 14 скорости движения и нагрузки двигателя, выходы 15 и 16 которых подключены к устройствам 17 и 18 автоматического переключения передач, каждое из которых выполнено в виде гидроцилиндра с парой подвижных подпружиненных поршней неодинакового диаметра, причем один из поршней образует с клеммой электрический контакт. Указанные электрические контакты 19 и 20 подключены к входам устройства 6, содержащего токовые ключи, выходы которого 27 и 28 связаны с электромагнитными клапанами 7 и 8 переключения передач. Переключение с низшей передачи на высшую обеспечивается устройством 17, а обратное - устройством 18. Настройка на нужные точки переключения обеспечивается настройкой пружин и выбором соотношений диаметров поршней устройства 17 и 18. 6 ил.

55

l JL LfV/

J2 J 29 31 37 30 J3

.2

36 35

фие. 5

21

п

12

ffP TJ

Е- &

Фие.5

Гх

Фие.6