Способ контроля включения силовой обгонной муфты сцепления Советский патент 1991 года по МПК G05B23/02 

t

(21)4671991/24

(22)03.04.89

(46) 30.04.91. Бкл. 16 (72) Г.П.Комар и В.Ю.Ушаков

(53)621.396(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР 402868, ют. G 06 F 7/00, 1970.

(54)СПОСОБ КОНТРОЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ СИЛОВОЙ ОБГОННОЙ МУФТЫ СЦЕПЛЕНИЯ

(57)Изобретение относится к автоматике, преимущественно тепловых двигателей и может быть использовано в системе управления двигателей при смене или агрегатировании двигателей на нагрузке. Цель изобретения - повышение надежности контроля включения муфты. Для этого, помимо получения

сигналов датчиков частоты вращения двух полумуфт, сравнения частот этих сигналов и формирования сигнала включения муфты и разрешения на ее нагрузку, дополнительно определяют совпадение и несовпадение импульсов датчиков во времени, сигнал включения муфты и разрешения на нагрузку формируют по совпадению п раз подряд импульсов датчиков во времени, сигнал об отключении муфты формируют при наличии разности частот сигналов датчиков, а при несовпадении импульсов датчиков во времени и при отсутствии разности их частот определяют аварийную ситуацию неполного включения муфты. 2 ил.

(/

Изобретение относится к автоматике тепловых двигателей и может быть использовано в системе управления двигателей при смене или агрегатировании двигателей на нагрузке.

Целью изобретения является повышение надежности контроля включения силовой обгонной муфты сцепления.

Принципиальное отличие предлагаемого способа состоит в т ом, что дополнительно к сравнению частоты сигналов датчиков частоты вращения полумуфт определяют совпадение п раз подряд и несовпадение их импульсов, что в совокупности позволяет установить -не только равенство частот вращения полумуфт при их включении (что может быть при включении только храповых или неполном включении силовых элементов), но и гарантию их полного зацепления, что затруднительно сделать другим способом, так как элементы зацепления находятся внутри вращающегося корпуса муфты.

На фиг. 1 изображена кинематическая схема силовой обгонной муфты сцепления; на фиг.2 - функциональная схема электронного устройства, осуществляющего предлагаемый способ.

Силовая обгонная муфта сцепления включает в себя ведущий 1 и ведомый 2 валы. Ведущий вал 1 соединен с корпусом муфты 3, к которому присоединены колесо 4 с собачками 5 включения муфты на стоянке, храповое кольцо 6 включения муфты на ходу, неподвижная шлицевая полумуфта 7 силоо

Ј

ел

со

4ь

муфты сцепления и возбудитель 8 сигнала частоты вращения ведущего вила 1. Ведомый вал 2 имеет винт 9 и неподвижную шпицевую полумуфту 10. О ним соединены храповое кольцо 1 1 включения муфты на стоянке и возбудитель 12 сигнала частоты вращения ведомого вала 2. На винт 9 навернута гайка 13, на которой посажено ко- лесо 14 с собачками 15 включения муфты на ходу. На неподвижную пшице- вую полумуфту 10 посажена подвижная ншицевая полумуфта 16, связанная с подвижной пшицевой полумуфтой 17 си- ловой муфты сцепления. Колесо 14 и подвижная пшицевая полумуфта 16 жестко соединены между собой. На пши- ценых полумуфтах 10 и 16 часть шлицы вырезана и полумуфты могут пере- мецаться в радиальном направлении одна относительно другой до 30°, что юз воля ет полу муфте 16 при вращении винта 9 в гайке 1 3 совершать осевое перемещение до полного сцепления по- лумуфт 7 и 17.

Над возбудителями 8 и 12 сигналов установлены соответственно датчики частот вращения ведущего 18 и ведомого 19 валов.

Функциональная схема электронного устройства, осуществляющего предлагаемый способ, содержит, помимо датчиков 18 и 19, также формирователи 20 и 21 сигналов частот вращения ве- дущего и ведомого валов, блок 22 выделения совпадающих импульсов (от сигналов датчиков во времени), блок 23 выделения несовпадающих импульсов (от сигналов датчиков во времени), блок 24 выделения разностных импульсов, счетчик 25 импульсов на п импульсов счета с входом сброса сосчитанных импульсов, соединенным с выходом блока 23, триггер 26, селек- тор 27 по длительности импульсов, усилитель 28 сигнала Муфта включена, триггер 29, селектор 30 по длительности импульсов и усилитель 31 сигнала Муфта отключена.

Блок 23 выдает сигнал на выходе только при наличии импульса датчика 19 частоты вращения вала 2 и отсутствии совпадающего импульса датчика 18 частоты вращения вала 1.

Блок 24 выдает сигнал на выходе в том случае, когда между двумя следующими друг за другом, импульсами датчика 19 частоты вращения вала 2

пройдет два и более импульса датчика 18 частоты вращения вала 1.

Работу силовой обгонной муфты сцепления и электронного устройства, осуществляющего предлагаемый способ, можно описать следующим образом.

На стоянке ведущего и ведомого двигателей оба соответствуют вала 1 и 2 стоят, возбудители 8 и 12 сигналов частоты вращения не вращаются и с датчиков 18 и 19 сигналы не поступают. Гайка 13 и подвижная шлице- вая муфта 17 находятся в крайнем левом положении. Зацепление с муфтой 7 отсутствует.

Крайнее левое положение полумуфт при большой разности частоты вращения вала 2 и корпуса 3 обеспечивается гидравлическим давлением масла черпакового насоса на полумуфту 17, давление которого пропорционально разнице частоты вращения вала 2 и корпуса 3.

В этом случае гайка 13 прижата до левого упора, стоит заодно с винтом 9 и валом 2. При равенстве частот вращения вала 2 и корпуса 3 давление масла черпакового насоса отсутствует и винт получает возможность вращаться в гайке, а гайка - передвигаться по винту вправо.

С началом вращения ведущего вала 1 собачка 5, преодолевая свою пружину (не показана), отжимается под действием центробежных сил от храпового кольца 11, а собачка 15 поджата своей пружиной (не показана) и в зацепление с храповым кольцом 6 не вступает. В этом случае вращаются только вал 1, корпус 3 и возбудитель 8 сигнала. Датчик 18 частоты вращения ведущего вала 1 выдает сигнал.

Пройдя формирователь 20, сигнал датчика 18 поступит на вторые входы блоков выделения совпадающих импульсов 22, несовпадающих импульсов 23 и разностных импульсов 24. В этом случае сигнал появится только на выходе блока 24. Сигнал с его выхода поступит на вход триггера 29, установит его в положение 1, далее с него сигнал поступит на селектор 30, а затем на усилитель 31 сигнала Муфта отключена. Сигнал с усилителя 31 соответствует положению муфты и поступает в систему управления и сигнализации агрегата.

При необходимости взять нагрузку на ведомый вал 2 запускают его двигатель. С началом вращения вала собачка 15 отжимает пружину и прижимается к храповому кольцу 6, но в зацепление не входит, пока частота 4 вращения вала 2 не превысит частоту вращения вала 1 .

В это время сигналы будут поступать с обоих датчиков 18 и 19 на формирователи 20 и 21, а с их выходов на блоки выделения совпадающих 22, несовпадающих 23 и разностных

24импульсов.

При наличии большой разности частот датчиков 18 и 19 совпадение их импульсов будет более частым, но на выходе блока 22 будут появляться лишь одиночные импульсы. Они не в состоянии будут переполнить счетчик

25и подать сигнал на триггер 26. П мере уменьшения разности между частотами частота совпадения будет уменьшаться, а количество импульсов совпадения будет увеличиваться от одиночных импульсов до пачек импульсов.

В то же время импульсы с блока 2 будут появляться с частотой датчика 19, за исключением совпадающих во времени импульсов от датчиков 18 и 19. Они и будут сбрасывать в О счетчик 25 и триггер 26.

йипульсы с блока 24 будут удерживать триггер 29 в состоянии, что приведет к выдаче сигнала на селектор по длительности импульсов 30 и на усилитель 31 сигнала Муфта отключена. И в этом случае сигнал на выходе соответствует состоянию муфт По мере сближения частот датчиков периодические пачки совпадающих импульсов с блока 22 будут следовать все реже, но большие по численности импульсов в пачке. Наступит момент, когда они начнут переполнять счетчик 25, устанавливая триггер 26 в единичное положение и полавая сигна на селектор 27 по длительности импульсов. В остальное время между пачками импульсов с блока 22 будут идти импульсы с блока 23 с частотой датчика 19. Они будут сбрасывать счетчик 25 и триггер 26 в нулевое положение. Длительность импульсов, появляющихся на выходе триггера 26, является недостаточной для выдачи сигнала селектором 27.

Все реже в это время будут проходить импульсы с блока 24. Они будут устанавливать триггер 29 в единичное положение, который будет сбрасываться в О очередным импульсов с выхода счетчика 25. Длительность импульсов на выходе триггера 29 является недостаточной для выдачи сиг- нала селектором 30, что приводит к снятию сигнала Муфта отключена на выходе усилителя 31. По мере сокращения разности частот датчиков и подходу их к одинаковой частоте послед- 5 ним на триггер 29 придет импульс со счетчика 25 и установит его в О. Как только частота вращения вала 2 начнет превышать частоту вращения вала I , произойдет зацепление собач0 ки 15 и храпового кольца 6, и частоты вращения валов 1 и 2 будут равными, а шлицы полумуфты 17 (по заданной конструкции) установятся точно против впадин полумуфты 7. При дополнительном моменте на валу 2 и отсутствии давления масла черпакового насоса (разность частоты вращения корпуса 3 и вала 2 равна нулю) винт 9 начнет проворачиваться в гайке 13.

0 При этом последняя не имея возможности вращаться вместе с винтом 9, начнет перемещаться по нему вправо и вводить в зацепление шлицы полумуфт 1 7 и 7 силовой муфты сцепления

5 и выводить из зацепления собачку 15 и храповое кольцо 6. В этот момент возможна следующая аварийная ситуация : полного зацепления полумуфт 17 и 7 не произошло в результате заеда0 ния в системе муфты и крутящий момент от вала 2 на вал I будет передаваться через неполное зацепление и сломает их. Таким образом, в создавшейся ситуации приводной двига5 тель вала 2 не должен получить размещение на набор мощности и подключение нужно повторить сначала.

В момент неполного зацепления полумуфт 17 и 7 частота вращения обоих

0 валов 1 и 2 будет одинаковой, датчики 18 и 19 частот вращения будут выдавать сигналы с одной и той же частотой, но смещенные во времени (при сборке муфты и установке датчиков

5 обеспечивается полное совпадение

сигналов только при заданном угле поворота винта 9 в гайке 13 и полном включении полумуфт 17 и 7). В этом случае появится сигнал на выходе блока 23 выделения несовпадающих импульсов, а на выходах блоков выделения совпадающих 22 и разностных 24 импульсов сигналов не будет. Таким образом, оба триггера 26 и 29 окажутся в нулевом состоянии и ни один сигнал (Муфта включена или Муфта отключена) не даст разрешения на приём на вал 2 нагрузки, а оператор вынужден будет повторить операцию подключения сначала. При полном зацеплении полумуфт 17 и 7 сигналы с датчиков 18 и 19 будут иметь строго одну и ту же частоту вращения и точно совпадать по времени, что обеспечивается конструкцией муфты.

В это время постоянно будет поступать сигнал с блока 22 выделения совпадающих импульсов на счетчик 25, который будет переполняться и выдавать сигнал на триггер 26. Последний установится в положение 1 и выдаст сигнал на селектор 27 и через него на усилитель 28 сигнала Муфта включена. Сигнал на его выходе соответствует положению муфты и ислоль0

5

0

5

зуется для разрешения приема нагрузки на вал 2. Формула изобретения

Способ контроля включения силовой обгонной муфты сцепления, включающий формирование двух последовательностей импульсов, частоты которых пропорциональны частотам вращения ведущего и ведомого валов, сравнение частот этих последовательностей импульсов и формирование сигнала о включении муфты, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности контроля включения муфты, дополнительно определяют совпадение и несовпадение во времени импульсов, сигнал о включении муфты формируют по совпадению во времени п раз подряд импульсов, сигнал об откл-ючении муфты формируют по наличию разности частоты последовательностей импульсов, а по несовпадению во времени импульсов при одинаковых частотах их последовательностей определяют аварийную ситуацию неполного включения муфты.

Фаг.1

Фиг 2