Система управления фрикционной муфтой Советский патент 1991 года по МПК B60K41/02 

О 00 iOO

§

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях фрикционных муфт сцепления с принудительным жидкостным охлаждением пар трения.

Цель изобретения - повышение эффективности работы фрикционной муфты путем регулирования-величины расхода смазки, подводимой к фрикционным дискам, а зави- симости от уровня энерговыделения во фрикционе.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства управления фрикционной муфтой.

Устройство состоит из источника 1 давления рабочей жидкости, соединенного гидромагистралями 2, 3, 4 через кран 5 управления и трехпозиционный трехлинейный электромагнитный распределитель 6 с силовым гидроцилиндром 7 фрикционной муфты 8. Система смазки фрикционной муфты 8 содержит источник 9 давления охлаждающей жидкости, связанный гидромагистралями 10, 11 через двухпози- ционный двухлинейный золотниковый распределитель 12 с полостью, в которой расположены фрикционные диски фрикционной муфты 8. На ведущих и ведомых частях фрикционной муфты 8 установлены соответственно датчики 13, 14 частоты вращения, а в гидромагистрали 4, связывающей распределитель 6 с силовым г ид ро цилиндром 7, установлен датчик 15 давления. Электронный блок 16 управления содержит вычитающее устройство 17, соединенное входами с датчиками 13, частоты вращения, блок 18 умножения, соединенный входами с датчиком 15 давления и входом вычитающего устройства 17, пороговое устройство 19, соединенное входом с выходом блока 18 умножения, а выходами - с электромагнитами распределителя 6, и широтно-импульсный модулятор 20, вход которого связан с выходом блока 18 умножения, а выход - с электромагнитом распределителя 12.

Устройство работает следующим образом.

При выключенном кране 5 управления магистраль 3 соединяется со сливом, давление жидкости в магистрали 4 м силовом гидроцилиндре 7 отсутствует, фрикционная муфта 8 разомкнута. При этом сигнал, снимаемый с датчика 15 давления, равен нулю, следовательно, и сигнал на выходе блока 18 умножения также равен нулю, пороговое устройство 19 не воздействует на электромагниты распределителя 6, и золотник последнего находится в среднем положении. Одновременно управляющие импульсы на выходе широтно-импульсного модуля- тора 20 отсутствуют, и золотник распределителя 12 разобщает гидромагистрали 10 и 11. Смазка к фрикционным дискам фрикционной муфты 8 не подается.

При включении крана 5 управления гидромагистраль 2 соединяется гидромагистралями 3, 4 силовым гидроцилиндром 7, и

давление в нем начинает нарастать. Пропорционально росту давления в силовом гидроцилиндре 7 нарастает момент трения во фрикционной муфте 8, которая начинает передавать крутящий момент от ведущих

частей к ведомым, и последние начинают вращаться. Изменение частоты вращения ведущих и ведомых частей фрикционной муфты 8 регистрируется датчиками 13, 14 частоты вращения, а изменение давления в

силовом гидроцилиндре 1 - датчиком 15 давления, Сигналы о и од , .пропорциональные частоте вращения соответственно ведущих и ведомых частей фрикционной муфты 8 поступают на вход вычитающего

устройства 17, которое вычисляет величину относительного проскальзывания дисков До (йЛ - адг) . Сигнал, пропорциональный этому проскальзыванию, а также сигнал давления Р от датчика 15 давления подаются на вход блока 18 умножения, где перемножаются и на выходе блока 18 умножения формируется сигнал р Аш, пропорциональный мощности трения во фрикционе. Этот сигнал подается на вход широтно-импульсного модулятора 20, на выходе которого формируются сигналы в виде импульсов фиксированной частоты и определенной скважности, пропорциональной мощности трения. Сигналы широтно-ммпульсного модулятора 20 воздействуют на электромагнит золотникового распределителя 12, переводя его на время действия импульса в положение, при котором соединяются гидромагистрали 10 и 11, и охлаждающая

жидкость от источника 9 давления подается к фрикционным дискам фрикционной муфты 8. При этом частота импульсов, вырабатываемых широтно импульсным модулятором 20, подбирается, исходя из длины гидромагистрали 11 таким образом, чтобы импульс- ный характер подачи смазки в гидромагистрзль 11 не оказывал влияния на равномерность ее подачи к трущимся элементам фрикциона.

С увеличением мощности трения в фрикционной муфте 8 возрастает уровень сигнала на выходе блока 18 умножения, и, соответственно, увеличивается скважность сигнала на выходе широтно-импульсного

модулятора 20, При этом возрастает время, в течение которого золотниковый распределитель 12 соединяет магистрали 10 и 11, и, таким образом, увеличивается подача охлаждающей жидкости к дискам фрикционной муфты 8. Настройка широтно-импульсного модулятора 20 осуществляется таким образом, чтобы величина подачи охлаждающей жидкости соответствовала условиям поддержания необходимого температурного уровня на поверхностях трения фрикционных дисков. Одновременно сигнал с выхода блока 18 умножения подается на вход порогового устройства 19, первый пороговый уровень Ui которого соответствует значению мощности трения, при которой скважность импульсов на выходе широтно- импульсного модулятора 20 достигает единицы, т.е. когда подача охлаждающей жидкости во фрикцион максимальна. В случае, если сигнал на входе порогового устройства 19 не превышает порогового уровня Ui, и пороговое устройство 19 не воздействует на электромагниты распределителя 6, золотник которого находится в среднем положении, соединяя магистрали 3 и 4.

Когда сигнал на выходе блока умножения 18 достигает первого порогового уровня U1, то широтно-импульсный модулятор 20 постоянно воздейстует на электромагнит распределителя 12, который постоянно соединяет магистрали 10 и 11, обеспечивая максимальную подачу смазки к дискам фрикционной муфты 8. При этом имеет место равенство интенсивности тепловыделения во фрикционе (мощности трения) и интенсивности теплоотвода охлаждающей жидкостью при максимальной ее подаче, и пороговое устройство 19 не воздействует на нижний электромагнит распределителя 6, перемещая его золотник вниз. Магистрали 3 и 4 разьединяются, поступает фаза выдержки. Тем самым ограничивается давление в гидроцилиндре 7 и, соответственно, момент и мощность трения во фрикционе.

Если же, несмотря на это, сигнал, снимаемый с блока 18 умножения и пропорциональный мощности трения, продолжает увеличиваться и достигает второго порогового уровня L)2 (Da Ui), пороговое устройство 19 воздействует на верхний электромагнит распределителя 6. золотник которого занимает верхнее положение и соединяет силовой гидроцилиндр 7 через магистраль 4 со сливом. В результате уменьшается момент и мощность трения во фрикционе, а также и уровень сигнала на выходе блока 18 умножения. С понижением его до величины, меньшей U2, но большей Ui, срабатывает пороговое устройство 19, и

золотник распределителя 6 занимает нижнее положение, отсоединяя магистраль 4 от слива и магистрали 3, а с понижением сигнала на выходе блока 18 умножения до величины, меньшей U1, пороговое устройство 19, воздействуя на золотник распределителя 6, переводит его в среднее положение, соединяя магистрали 3 и 4. Одновременно уменьшается скважность импульсов на выходе широтно-импульсного модулятора 20 и уменьшается подача смазки к дискам фрикционной муфты 8.

После замыкания фрикционной муфты 8 (частота вращения ведомой ее части сравнивается с частотой вращения ведущей), сигналы от датчиков 13 и 14 частоты вращения становятся равными, сигналы на выходах вычитающего устройства 17 и блока 18 умножения 18 равны нулю, сигналы на выходе

широтно-импульсного модулятора 20 отсутствуют, и золотник распределителя 12 находится в нижнем положении, разъединяя магистрали 10 и 11. Подача смазки к дискам прекращается.

При случайном резком возрастании момента сопротивления на ведомом валу фрикционной муфты 8 и его пробуксовке на выходе вычитающего устройства 17 возникает отличный от нуля сигнал AW, а на

выходе блока 18 умножения - сигнал, пропорциональный мощности трения р AW , в зависимости от уровня которого будет, как это описано выше, либо только подана к дискам охлаждающая жидкость, либо дополнительно к этому уменьшено давление в силовом гидроцилиндре.

Таким образом, ограничение температурного режима буксующей фрикционной муфты производится в две стадии: до определенного уровня интенсивности тепловыделения - за счет увеличения подачи охлаждающей жидкости, при превышении указанного уровня за счет ограничения давления в силовом гидроцилиндре муфты и, в

результате, пиковых уровней мощности трения. Величина подачи смазки переменна за цикл буксования и зависит от тепловыделения во фрикционе, что позволяет на определенных этапах буксования, особенно в конце его, снизить величину подводимой на охлаждение жидкости, и в значительной степени устранить эффект гидродинамического расклинивания поверхностей трения. Кроме того, в предлагаемой конструкции подача смазки прекращается ке только в момент выключения муфты, но и после ее полного включения, за счет чего снижаются энергозатраты на перекачку смазки.

Формула изобретения Система управления фрикционной муфтой, содержащая источник давления рабочей жидкости, связанный гидромагистралями через кран управления муфтой с силовым цилиндром, трехпозиционный трехлинейный электромагнитный золотниковый распределитель, первая-магистраль которого соединена со сливом, вторая через кран управления - с источником давления, третья - с испольнительным цилиндром, причем в первой позиции магистрали разъединены, во второй - вторая магистраль соединена с третьей, а в третьей - первая магистраль соединена с третьей, датчики частоты вращения ведущих и ведомых элементов фрикционной муфты, датчик давления, гидравлически связанный с силовым цилиндром, блок управления, включающий в себя вычитающее устройство, связанное входами с датчиками частоты вращения ведущих и ведомых частей муфты, блок умножения, связанный входами с выходом вычитающего устройства и датчиком давления, и пороговое устройство, связанное

входом с выходом блока умножения, а выходами - с электромагнитами золотникового распределителя, и источник давления охлаждаемой жидкости, связанный гидромагистралью через двухпозиционный двухлинейный золотниковый распределитель с полостью, в которой находятся диски фрикционной муфты, отличающая-ся тем, что, с целью повышения эффективности в работе

0 фрикционной муфты путем регулирования величины расхода смазки, подводимой к фрикционным дискам, в зависимости от уровня энерговыделения во фрикционе, двухпозиционный двухлинейный золотни5 ковый распределитель снабжен электромагнитом, а блок управления содержит широтно-импульсный модулятор, связанный входом с выходом блока умножения, а выходом - с электромагнитом двухпозицион0 ного двухлинейного золотникового распределителя, причем первый порог срабатывания порогового устройства соответствует коэффициенту модуляции широт- но-импульсного модулятора равному единице.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в конструкциях фрикционных муфт с принудительным жидкостным охлаждением пар трения. Цель - повышение эффективности фрикционной муфты в работе путем регулирования величины расхода и смазки, подводимой к фрикционным дискам, в зависимости от уровня энерговыделения во фрикционе Для этого двухлинейный золотниковый распределитель 12, установленный в гидромагистрали 10,11 подвода смазки к парам трения муфты 8 сцепления, снабжен электромагнитом и управляется широтно-импульсным модулятором 20, на вход которого подается сигнал, пропорциональный мгновенной мощности трения во фрикционе. В результате величина подачи смазки к парам трения при буксовании муфты пропорциональна мощности трения. После того как подача смазки достигает максимума, величина мощности трения при буксовании фрикционной муфты регулируется путем изменения давления в исполнительном цилиндре 7 за счет срабатывания электромагнитного распределителя 6. 1 ил. -5 IS