Устройство автоматического управления ступенчатой коробкой передач Советский патент 1992 года по МПК F16H59/02 

тг

О СО

о ел

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в системе управления ступенчатой коробкой передач, входящей в состав трансмиссий динамометрических 5 нагрузочных устройств.

Известно устройство автоматического управления ступенчатой коробкой передач с демультипликатором, содержащее блок выбора режимов, блок переключения ко- 10 робки передач, блок формирования режима Нейтраль, блоки формирования работы коробки передач (КП), коробку передач. Известна автоматическая коробка передач, содержащая тахогенератор, компаратор, 15 логические схемы, блок переключения коробки передач, коробку передач,

Недостатками известных устройств являются возможность возникновения боль- ших динамических ударов в КП при 20 переключении ступеней под нагрузкой, отсутствие защиты от превышения частоты вращения выходного вала КП аварийной величины и отсутствие сигнализации о текущем режиме работы КП.25

Целью изобретения является повышение надежности работы ступенчатой КП.

Поставленная цель достигается тем, что для повышения надежности работы КП и снижения динамических ударов в зубчатых 30 шестернях при переключении ступеней ско- рости под нагрузкой предлагается на момент переключения отключать нагрузку с помощью сигнала блока формирования режима Нейтраль.35

Повышение надежности достигается также включением в схему устройства автоматического управления КП компаратора, связанного стахогенератором и выдающего сигнал на отключение шестерен КП при до- 40 стижении частоты вращения выходного вала КП аварийной величины, а также вводом блока сигнализации текущих режимов работы КП, на передней панели которого имеются световые табло с указанием текущего 45 режима.

На фиг. 1 представлено устройство автоматического управления (УУ), блочно-функ- циональная схема; на фип2 принципиальная электрическая схема бло-; 50 ка4; нафиг.З-тоже, блока 6 формирования режима I; на фиг.4 - то же, блока 7; на фиг.5 - то же, блока 8; на фиг.6 - то же, блока 9; на фиг.7 - то же, блока 5; на фиг.8 - график соответствия сигналов блока 4; на фиг.9 - 55 схема блока 10.

Устройство автоматического управления ступенчатой КП может быть разбито на 10 функциональных блоков: компараторы аварийной частоты вращения 1, верхней рабочей частоты вращения 2 и нижней рабочей частоты вращения 3; блоки выбора режимов 4, формирования режима Нейтраль 5, формирования,режима I б, формирования режима П 7, формирования режима III 8, переключения КП 9, сигнализации текущих режимов 10.

К внешним объектам относятся коробка передач (КП), устройство отключения нагрузки (УО), тахогекератор (ТГ). При этом выход тахогенератора (ТГ) соединен с входом 5 УУ, а выход 1 УУ с входом УО.. и выходы 2-4 УУ с входами КП. Выход 1 УУ соединен с выходом 3 блока 5, выходы 2-4 УУ соответственно с выходами 1-3 блока 9, и вход 5 УУ - с входами 1 блоков 1-3,

Выход 2 блока 1 соединен с входом 1 блока бис входом 1 блока 4 и входом 1 блока 10; выход 2 блока 2 соединен с входом 1 блока Бис входом 2 блока 4; выход 2 блока 3 соединен с входом .1 блока Бис входом 3 блока 4; выход 4 блока 4 соединен с входом 5 блока б, выход 5 блока 4 соединен с входом 5 блока 7; выход 6 блока 4 соединен с входом 5 блока 8, выход 7 блока 4 соединен с входом 7 блока 5. Выход 3 блока 5 соединен с входами 4 блоков , выходом 1 УУ и с. входом 2 блока 10, а выход 2 блока 5 - с входами 3 блоков 6-8. Выход 2 блока 6 соединен с первым входом 6 блока 7 и первый выход 2 блока 7 - СУБКОДОМ 6 блока 8, второй выход 2 блока 7 - с входом 6 блока 6, и выход 2 блока 8 - с вторым входом 6 блока 7.

Входы 4-6 блока 5 соединены с выходами 1 блоков 6-8 соответственно. Выход 1 блока 6 соединен с входами 6 и 5 блоков 9 и 10 соответственно, а выход 1 блока 7 - с входом 5 блока 9 и входом 4 блока 10. Выход

1блока 8 соединен с входом 4 блока 9 и входом 3 блока 10.

Вход 2 блока 4 соединен с входом 1 логических элементов (ЛЭ) 11 и 14, вход 3 блока 4 соединен с входом 2 ЛЭ 13, а вход 1 блока 4 соединен с входом 9 ЛЭ 12 и диодом Д1. Выход ЛЭ 11 соединен с входом 1 ЛЭ 13 и входом 10 Л Э 12, а выход ЛЭ 13 соединен с входом 2 ЛЭ 11. Выход ЛЭ 14 соединен с входами ЛЭ 15 и выход Л3.15 - с входом 12 ЛЭ 12. Выходы 6, 11 и 14 ЛЭ 12 соединены соответственно с выходами 4-6 блока 4 через контакты S 5.1, S 5.2 и S 5.3.

Входы 1, 2, 3 ЛЭ 16 соединены соответственно с входами 4-6 блока 6, вход ЛЭ 17 соединен с выходами ЛЭ 16 и ЛЭ 18, выход ЛЭ 17-с выходом 1 блока 6 и входом ЛЭ 19 и входом 2 ЛЭ 18, выход ЛЭ 19 - с выходом

2блока 6, вход 1 ЛЭ 18 - с входом 3 блока 6.

Входы 1-3 ЛЭ 20 соединены соответст- венно с аходами 4-6 блока 7, выход ЛЭ 21 с выходами ЛЭ 20 и ЛЭ 22, выход ЛЭ 21 -с входом ЛЭ 23 и входом 2 ЛЭ 22, а также с выходом 1 блока 7, и выход Л Э 23 соединен с выходами 2 блока 7, вход 1 ЛЭ 22 - с входом 3 блока 7.

Входы 1-3 ЛЭ 24 соединены соответственно с входами 4-6 с блока 8, вход ЛЭ 25 соединен с выходами ЛЭ 24 и ЛЭ 26, выход ЛЭ 25 - с входом ЛЭ 27 и входом 2 ЛЭ 26, а также с выходом 1 блока 8, а выход ЛЭ 27 соединен с входом 3 блока 8.

Входы 1 ЛЭ 28 и 36 соединены с входом 6 блока 9, а входы 2 ЛЭ 28, 32,36 соединены с входом 4 блока 9, вход 1 ЛЭ 32 соединен с выходом 5 блока 9. Выход Л Э 28 через ЛЭ 29 и реле времени 30 соединен с усилителем 31 и через него с выходом 1 блока 9. Выход Л Э 32 соединен с входом Л Э 33 и через реле времени 34 и усилитель 35 соединен с выходом 2 с блока 9. Выход ЛЭ 36 через ЛЭ 37, реле времени 38, через усилитель 39 соединен с выходом 3 блока 9.

Входы 1-3 ЛЭ 43 соединены соответственно с входами 4-6 блока 5, а выход ЛЭ 43 соединен с входом 2 ЛЭ 40, на вход 1 которого поступает сигнал с выхода ЛЭ 42, а с выхода Л Э 40 сигнал через ЛЭ 41 поступает на вход 2 ЛЭ 42, на вход 1 которого сигнал поступает с входа 1 блока Б и на вход 3 ЛЭ 42 сигнал поступает с входа 7 блока 5. С выхода Л Э 42 сигнал кроме Л Э 40 поступает еще на вход Л Э 44 и на выход 3 блока 5, и с выхода ЛЭ 44 сигнал поступает на вход 2 блока 5.

Входы 1-5 блока 10 соединены с входами ЛЭ 45-49, выходы которых соединены с резисторами Р1, Р2, РЗ, Р4, Р5 соответственно, и резисторы соединены со светодио- дами ДЗ, Д4, Д5, Д6, Д7 соответственно, выходы которых соединены с общей точкой питания.

Работа устройства автоматического управления (УУ) ступенчатой КП при ручном управлении начинается с введения режима Нейтраль путем нажатия на кнопочный выключатель (KB) 4 Нейтраль (фиг,2), при этом с выхода 7 блока 4 сигнал поступает на вход 7 блока 5 (фиг.7) и далее на вход логического элемента (ЛЭ) ИЛИ-НЕ 42, через него на вход 3 блока 5 и на вход ЛЭ И,-НЕ 40, выполняющего роль защелки сигнала режима Нейтраль. С выхода 3 блока 5 сигнал поступает на блоки формирования режимов 6-8 (фиг.3-5), подготавливая их к формированию сигнала на переключение ступеней КП. С выхода 3 блока 5 сигнал поступает также на устройство отключения нагрузки (УО) и на вход 2 блока 10 сигнализации текущих режимов, на панели которого загорается световое табло Нейтраль.

Одновременно с инверсного выхода 2 блока

5сигнал О режима Нейтраль поступает на входы 3 блока 6-8, где отключает защелки сигналов текущего режима.i

Переход на работу в режиме I осуществляется нажатием на KB 5 Ручной-автоматический и нажатием на KB 1 Режим I (фиг.2), при этом сигнал с выхода 4 блока 4 поступает на вход 5 блока 6 и далее на

второй вход Л Э И-НЕ 16, если на его первом и третьем входах есть сигналы Блок 7 отключен и Режим нейтраль включен, то через него и инвертор ЛЭ НЕ 17 на выход 1 блока 6. На ЛЭ И-НЕ 18 выполнена защелка сигнала Режим I, которая включается

при появлении на его первом входе сигнала

Режим нейтраль отключен, когда на его

втором входе уже есть сигнал Режим I.

На ЛЭ НЕ 19 выполняется инверсия сигнала Режим I, который поступает с выхода 2 блока 6 на вход 6 блока 7 и далее на первый вход ЛЭ И-НЕ 20. Сигнал с выхода 1 блока

6поступает на вход 6 блока 9, вход 4 блока 5 и вход 5 блока 10. Сигнал Режим I с входа

6 блока 9 поступает через ЛЭ ИЛИ-НЕ 28, 36, инверторы ЛЭ НЕ 29, 37 на вход реле времени 30, 38, служащие для согласования времени включения сервоприводов переключения шестерен и далее через усилители-согласователи сигналов 31 и 39 на выходы 1, 3 блока 9 и далее на управление исполнительными механизмами в КП. Сигнал Режим I, поступающий на вход4 блока 5, отключает сигнал Режим нейтраль свхода 3 блока 5 и включает сигнал на выходе 2 блока 5,

что приведет к включению защелки на ЛЭ И-НЕ

18, на выходе которого появляется сигнал Режим I.

Работа КП в режиме I продолжается до

тех пор, пока оператор не нажмет KB 4 Нейтраль, что приведет к отключению сигнала Режим I и приведет КП в режим Нейтраль и подготовит устройство к переходу на следующий режим, например, Режим II, переход на который осуществляется путем

нажатия на KB 4 Нейтраль и нажатия на KB 2 Режим II, после чего сигнал с выхода блока 4 поступает на вход 5 блока 7 и далее на второй вход ЛЭ И-НЕ 20, дальнейшая работа в режиме II происходит также как и

в режиме I.

Перевод работы устройства в режим II осуществляется последовательным нажатием на KB 4 и KB 3 Режим III. Работа устройства в автоматическом режиме

отличается работой схемы блока 4 выбора режимов, в которую входит формирователь импульсов, собранный на ЛЭ И-НЕ 11, 13, 15, ЛЭ НЕ 14 и реверсивного счетчика (PC) 12 типа К 564 НЕ 14.

При подаче питания на схему (отжатое состояние KB 5) и отсутствие сигналов на суммирующем входе ЛЭ И-НЕ 11 и вычита- ющем ЛЭ И-НЕ 13 входе формирователя импульсов на выходе 6 PC 12 устанавлива- ется выходной сигнал. При появлении сигнала на входе ЛЭ И-НЕ 11 на выходе 11 PC 12 устанавливается сигнал, а с выхода 6 PC 12 сигнал пропадает, очередное появление сигнала на суммирующем входе ЛЭ И-НЕ 11 приводит к появлению сигнала на выходе 14 PC 12 и пропаданию сигнала с выхода 11 PC 12. Поочередное появление сигналов на другом вычитающем входе ЛЭ И-НЕ 13 формирователя импульсов вызывает реверси- рование,счетчика PC 12, т.е. появление на его выходах 11 и 6 сигналов в обратной последовательности.

Работа устройства в автоматическом режиме начинается с отжатия KB 5 Ручной- автоматический (фиг.2) и нажатия KB 4 Нейтраль, при этом сигнал с выхода KB 4 через контакт KB 5.4, через Д2 поступает на выход 7 блока 4 и далее на вход 7 блока 5 для установки режима Нейтраль. С выхода KB 5.4 сигнал через Д1 подается также на вход 9 PC 12, что приводит к установке PC в исходное состояние. На выходе б PC 12 устанавливается сигнал для включения режима I через контакт 1, выход 4 блока 4, Работа в режиме I может продолжаться длительно в зависимости от требований испытаний, автоматический переход работы устройства на режим II происходит при достижении выходного вала редуктора КП и связанного с ним тахогенератора верхней частоты вращения, тогда на выходе компаратора 2 появляется сигнал, поступающий на вход 2 блока 4 и далее через ЛЭ И-НЕ 11,14,15 на вход 10 и 15 PC 12, что приводит к появле- нию на выходе 11 PC 12 сигнала, который через контакт KB 5,2, выход 5 блока 4 поступает на вход 5 блока 7 и далее на второй вход ЛЭ И-НЕ 20.

Дальнейшая работа в режиме II проис- ходит так же, как при ручном управлении, и может продолжаться долго, пока частота вращения выходного вала редуктора КП не достигнет верхней рабочей частоты вращения (переход на режим III работы КП) или нижней рабочей частоты вращения (переход на режим работы II). При достижении низшей рабочей частоты вращения выходного вала редуктора КП, на выходе компаратора 3 появляется сигнал, поступающий на вход 1 блока 5 для формирования сигнала Режим нейтраль и на вход 3 блока 4 и далее через ЛЭ И-НЕ 13-15 на вход 10 и 15 PC 12, при этом с выхода 11 PC 12 сигнал пропадает, что вызывает отключение сигнала Режим I, а на выходе 6 PC 12 появляется сигнал, вызывая переход устройства автоматического управления на работу в режиме I. Остановка работы и переход КП в режим Нейтраль при работе в автоматическом режиме происходит при нажатии оператором KB 4 Нейтраль или при достижении выходным валом редуктора КП аварийной частоты вращения, вызывая появление на выходе компаратора 1 сигнала, поступающего на вход 1 блока 5 формирования режима Нейтраль и на вход 1 блока 4 и далее на вход 9 PC 12 для установки, реверсивного счетчика в исходное состояние, когда на выходе 6 PC 12 появляется сигнал. Сигнал с выхода компаратора 1 поступает также на вход 5 блока 10 сигнализации текущего режима, и на его лицевой панели загорается световое табло Авария.

Блок 10 (фиг.9) состоит из интегральной микросхемы в состав которой входят шесть ЛЭ НЕ, пять из которых (45-49) задействованы в схеме сигнализации рабочих режимов. Кроме того в схему блока 10 входят пять резисторов R1-R5 и пять светодиодов ДЗ- Д7. При отсутствии сигнала на входе любого ЛЭ НЕ, входящего в цепь сигнализации, на его выходе присутствует сигнал 1 с потенциалом, равным потенциалу сети питания, поэтому ток в ЛЭ-Р-Д-Упит не проходит.

При появлении на входе ЛЭ НЕ сигнала 1 потенциал на его выходе упадет до О, и по цепи ЛЭ-Р-Д-Упит потечет ток величиной, достаточной для свечения светодиодов Д, и на пульте оператора загорится одно из табло Режим I, II, III, Нейтраль, Авария.

Формула изобретения

Устройство автоматического управления ступенчатой коробкой передач, содержащее тахогенератор, соединенные с ним компараторы верхней и нижней частоты, соединенный с ним блок выбора режимов, три соединенные между собой и с соответствующими выходами блока выбора режимов блоки формирования режимов, блок формирования режима Нейтраль, соответствующие входы которого соединены с выходами компараторов верхней и нижней частот, с соответствующим выходом блока выбора режимов и с выходами блоков формирования режимов, а выход с соответствующими входами последних, блок переключения, входы которого соединены с выходами блоков формирования режимов, а выход - с коробкой передач и связанной с последней блок отключения нагрузки, отличающее- с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено компаратором аварийной частоты, вход которого соединен с выходом тахогенератора, а выход - с соответствующими входами блока выбора режима и блока формирования режима Нейтраль и блоком сигнализации режимов, первый вход которого соединен с выходом компаратора аварийной частоты, второй вход - с

вторым выходом блока формирования режима Нейтраль, с соответствующими входами блоков формирования режима и с входом блока отключения нагрузки, а третий, четвертый и пятый входы - соответственно с выходами первого, второго и третьего блоков формирования режимов.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в системе управления ступенчатой коробкой передач. Цель изобретения - повышение надежности. Сигналы с компаратора 1 аварийной частоты вращения и компараторов 2 и 3 верхней и нижней рабочих частот приходят на входы блока 4 выбора режима и блока 5 формирования режима нейтраль, которые образуют контур управления вместе с блоками 6-8 формирования режимов 1-3. Выходы последних связаны с блоком 9 переключения, который осуществляет включение шестерен коробки передач при достижении частоты вращения выходного вала аварийной частоты. Блок 10 сигнализации текущих режимов индицирует процесс работы на световое табло. 9 ил.

2-2

Риг. 2

S 2

jgу;

5:2

14

-2

; 5;Ч.$6, IP S.

л

г-М

г / V-1

Фиг 9.