Система автоматического управления гидромеханической трансмиссией Советский патент 1993 года по МПК B60K41/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам автоматического управления гидромеханической трансмиссией самоходной машины.

Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения качества переходных процессов.

Известны системы автоматического управления гидромеханическими трансмиссиями, осуществляющие автоматическое переключение передач и блокировку гидротрансформатора и содержащее датчики скорости, датчики нагрузки, клапаны автоматики, исполнительные гидроцилиндры переключения передач.

Известно применение в системах автоматического управления гидромеханическими трансмиссиями реле времени.

Отличие заявляемого технического решения от известных состоит в том, что в нем используют два реле времени, поршни которых установлены соосно и подпружинены, при этом торцевые полости двух реле через дроссели связаны с общей гидролинией, подключенной к клапанам высших и низших передач, в первой позиции которых торцевые полости реле связаны с напорной линией, а во второй позиции любого из клапанов - со сливом, причем в заряженном положении первого реле времени исполнительные гидроцилиндры соединены со ели00

OJ Ov О GO

вом. а в опорожненном положении первого репе времени гидроцилиндры подключены к соответствующему клапану высших и низших передач, который связывает гидроцилиндр с напорной линией либо со сливом, в заряженном положении второго реле времени вход клапана блокировки гидротрансформатора соединен с напорной линией, а в опорожненном положении реле - со сливом. Кроме того, клапан блокировки снабжен поршнем/который соединяет муфту блокировки гидротрансформатора с вторым реле времени.

На чертеже изображена схема системы автоматического управления гидромеханической трансмиссией.

Система содержит датчик 1 скорости, например, в виде трубки Пито, размещенной масляной ванне, установленной на одном валу с турбинным колесом 2 гидротрансформатора, датчик 3 нагрузки, выполненный в виде гидроклапана, взаимодействующий посредством поворотного рычага с приводом передачи 4 акселератора. Датчик 1 скорости посредством гидролинии 5 связан с торцевыми полостями 6,7 и 8 соответственно клапанов 9 и 10 высших и низших передач и с клапаном 11 блокировки гидротрансформатора. Клапаны 9 и 10 имеют составные золотники и подвижные плунжеры 12 и 13, взаимодействующие соответственно с пружинами 14 и 15, что позволяет настраивать клапаны на различные пороги срабатывания, определяемые скоростными и нагрузочными режимами транспортного средства. Исполнительная часть контура автоматического переключения передач сисемы включает исполнительные гидроцилиндры 16 и 17 высших и низших передач, кинематически связанных с преобразовательным механизмом 18 распределителя, управляющего фрикционными муфтами коробки передач. Система снабжена двумя реле 19 и 20 времени, поршни 21 и 22 которых установлены соосно и подпружинены общей пружиной 23. Торцевые полости 24 и 25 реле через гидролинии 26 и 27 с установленными в них дросселями связаны с гидролинией 28, подключенной к клапану 10 низших передач.

В первой позиции клапанов 9 и 10 торцевые полости 24 и 25 реле посредством гмдролиний 28 и 29 подключены к напорной линии 30, а во второй позиции любого из клапанов 9 и 10 торцевые полости 24 и 25 связаны со сливом 31 или 32. В положении реле 19 времени, при которой оно заряжено, торцевые полости исполнительных гидроцилиндров 16 и 17 посредством гидролиний 33 и 34 соответственно соединены через дроссели 35 и 36 со сливом, а в положении реле 19 времени, при котором оно опорожнено, торцевая полость исполнительного гидроцилиндра 16 высших передач в крайней левой позиции клапана 9 высших передач посредством гидролинии 37 связана со сливом 38, а в крайней правой его позиции - с напорной линией 39 посредством клапана 10 низших передач, находящегося в крайней правой позиции, и гидролиний 40 и 37. При этом торцевая полость исполнительного гидроцилиндра 17 низших передач в крайней правой позиции клапана 10 низших передач связана посред5 ством гидролинии 41 со сивом 42, а в крайней левой его позиции -с напорной линией 30 посредством клапана 9 высших передач, находящегося в крайней левой позиции, и гидролиний 43 и 41.

0 в положении реле времени 20, при котором оно заряжено, вход клапана 11 блокировки гидротрансформатора гидролинией 44 связан с напорной линией 45. В положении реле 20 времени, при котором оно пол5 ностью опорожнено, вход клапана 11 блокировки через гидролинию 44 и пружинную полость реле 20 связан со сливом 46. Клапан 11 блокировки гидротрансформатора снабжен поршнем 47, установленным со0 осно с клапаном 11 и взаимодействующим с его пружиной 48. В крайней левой позиции клапана 11 блокировки торцевая полость 49 поршня 47 посредством гидролинии 50 связана с напорной линией 51, а в крайней

5 левой позиции - через дроссель 52 со сливом. В крайней левой позиции поршня 47, при которой пружина 48 сжата, муфта 53 блокировки гидротрансформатора 2 посредством гидролинии 54 связана со сливом

0 55, а в крайней правой позиции поршня 47, при которой пружины 48 отжата, муфта 53 блокировки,посредством гидролинии 54 соединена с гидролинией 44, связывающей вход клапана 11 блокировки с реле 20 вре5 мени.

В крайней левой позиции клапана 9 высших передач полость 56 плунжера 12 гидролинией 57 связана с напорной линией 58, а в крайней правой позиции клапана 9 - со

0 сливом 59. В крайней правой позиции клапана 10 низших передач полость 60 плунжера 13 гидролинией 61 связана со сливом 62, а в крайней левой позиции клапана 10 - с напорной линией 63. При срабатывании кла5 панов 9 и 10 плунжера 12 и 13 перемещаются в крайние позиции, осуществляя перенастройку клапанов 9, 10 на обратное срабатывание.

Выход 64 датчика 3 нагрузки связан с пружинными полостями 65,66 и 67 соответственно клапанов 10 и 9 низших и высших передач и клапана 11 блокировки.

Система автоматического управления гидромеханической трансмиссией работает следующим образом.

При движении транспортного средства датчики 1 и 3 вырабатывают информационные сигналы: Ра). соответствующий угловой скорости вращения турбинного колеса гидротрансформатора, и Ру, соответствующий положению передачи акселератора. Сигнал PQ) , датчика 1 по гидролинии 5 поступает в полости управления 6,7 и 9 клапанов 9,10 и 11 соответственно; Сигнал Ру, датчика 3 по гидролинии 64 поступает в полость 65,66 и 67 клапанов 10,9 и 11 соответственно.;

Рассмотрим работу системы при автоматическом переключении передач.

В случае возникновения условий для переключения, например, на высшую передачу усилие, действующее на золотник клапана 9 высших передач, со стороны давления датчика Т, станет больше по величине, чем противоположно направленное усилие со стороны пружины 14 и давления датчика 9. В результате золотник клапана 9 переместится в правую позицию. При этом торцевая полость 24 реле 19 времени посредством гидролинии 26, а торцевая полость 25 реле 20 времени посредством гидролинии 27 через гидролинию 28, клапан 10 низших передач, гидролинию 29 соединяют со сливом 32. Начинается процесс опорожнения реле времени, причем время опорожнения реле 19 выбирается в 1,5-2 раза меньшим, чем реле 20 (об этом пойдет речь ниже). Реле 19 осуществляет селекцию информационных сигналов на переключение передач, отсекая кратковременные сигналы либо ложные сигналы переходных процессов. После опорожнения реле 19 времени напорная гидролиния 39 посредством клапана 10 низших передач, находящегося в первой позиции, гидролинии 40, клапана 9 высших передач, находящегося во второй позиции, гидролиний 37 и 33 соединяется с торцевой полостью исполнительного гидроцилиндра 16 высших передач. Последний срабатывает и, воздействуя на преобразовательный механизм 18, осуществляет переключение на высшую передачу.

Как отмечалось выше, для обеспечения высокого качества переходных процессов при автоматическом переключении передач необходимо разблокировать гидротрансформатор. Прежде чем рассмотреть процесс разблокировки гидротрансформатора.

выясним, как происходит его автоматическая блокировка.

Предположим, что транспортное средство движется на какой-либо передаче с

разблокированным гидротрансформатором. При этом клапаны 9,10 и 11 находятся в исходных позициях (как на чертеже), а реле 19 и 20 времени заряжены, В случае возникновения соответствующих дорожных

условий в процессе разгона транспортного средства усилие, действующее на золотник клапана 11 со стороны датчика 1, станет больше по величине, чем противоположно направленное усилие со стороны пружины

67 и давления датчика 3. В результате золотник клапана 11 переместится вправо. При этом торцевая полость 49 через гидролинию 50 сообщается со сливом 52. Под действием усилия пружины 67 начинается плавное перемещение поршня 47, чем осуществляется задержка исполнительного сигнала на блокировку гидротрансформатора с целью селекции ложных или кратковременных информационных сигналов. После того, как

поршень 47 займет крайнюю правую позицию, он соединит напорную гидролинию 45 реле 20 времени посредством гидролиний 44 и 45 с муфтой 53 блокировки гидротрансформатора 2. В результате этого гидротрансформатор блокируется, обеспечивая лучшие условия для разгона машины.

Рассмотрим, как осуществляется автоматическая разблокировка гидротрансформатора при переключениях передач. В процессе автоматического переключения передач торцевые полости 24 и 25 реле 19,20 времени соединены со сливом (при переключении на высшую передачу-сосливом 32, при переключении на низшую передачу - со сливом 31). При этом продолжительности опорожнения реле 19 и 20 различные и устанавливаются подбором дросселей либо рабочих ходов реле, чем достигается регулирование момента разблокировки гидротрансформатора по отношению к моменту автоматического включения передачи. После опорожнения реле 20 времени гидролиния 44, связанная

через поршень 47 с гидролинией 54 и муфтой блокировки 53, посредством поршня 22, который займет крайнее правое положение, сообщается со сливом 46, В результате гидротрансформатор разблокируется.

После возврата клапанов 9 и 10 в исходные позиции (в зависимости от того, какая передача была включена), реле 19 и 20 времени заряжаются, при этом поршень 22 реле 20 сообщает напорную линию 45 с гидролинией 44. Гидротрансформатор готов

к блокировке в соответствии с законами уп-шнем, образующим пружинную и торцевую равления, определяемыми клапаном 11.пластины управления, последняя из кото- Автоматическое переключение на ни-рых гидравлически соединена с двухпози- зшую передачу осуществляется аналогичноционными клапанами высших и низших процессу переключения на высшую переда-5 передач, исполнительный механизм перечу. При этом срабатывает клапан 10 низшихключения передач, кинематически связан- передач, перемещаясь влево, и соединяетный с исполнительным гидроцилиндрами торцевые полости 24,25 реле 19,20 временивысших и низших передач, имеющими тор- со сливом 31. После опорожнения реле 19цевые полости управления, гидравлически времени напорная линия 30 посредством10 соединенные с соответствующими двухпо- гидролиний 43,41 и 34 сообщается с торце-зиционными клапанами передач, каналы уп- вой полостью исполнительного гидроци-равления, гидролинии, дроссели, линдра 17 низших передач, которыйустановленные в сливных гидролиниях, ис- включает низшую передачу. После опорож-точник давления и слив, отличающаяся нения реле 20осуществляется разблокиров-15 тем, что, с целью повышения надежности ка гидротрансформатора (если он былпутем улучшения качества переходных про- заблокирован). После переключения клапанцессов, она снабжена вторым реле времени, высшей либо низшей передачи возвращает- поршень которого установлен внутри упо- ся в исходную позицию. При этом реле вре-мянутого корпуса соосно с поршнем перво- мени заряжается, а торцевые полости20 го реле и подпружинен упомянутой гидроцилиндров сообщаются со сливом 35пружиной, двумя дросселями, при этом торили 36, в результате чего гидроцилиндрцевые полости управления первого и второ- включенной передачи опорожняется, воз-го реле через указанные дроссели вращаясь в исходную позицию. В процессегидравлически связаны между собой и под- переключения передачи полость гидроци-25 ключены к двухпозиционным клапанам вы- линдра противоположного канала соединя-сших и низших передач, в первой позиции ется со сливом 38 или 42 (в зависимости откоторых упомянутые торцевые полости уп- того, низшая либо высшая передача включа-равления подключены к источнику давле- ется), поэтому в системе исключается воз-ния, а во второй позиции одного из можность срабатывания гидроцилиндра30 двухпозиционных клапанов - к сливу, при- противоположного канала от утечек черезчем в первом положении первого реле вре- элементы,мени торцевые полости управления Предлагаемое изобретение позволяетисполнительных гидроцилиндров высших и повысить надежность системы автоматиче-низших передач соединены через дроссели, ского управления гидромеханической35 установленные в сливных гидролиниях, со трансмиссией и улучшить качество переход-сливом, во втором положении первого реле ных процессов при автоматическом пере-времени торцевая полость управления исключении передач и управленииполнительного гидроцилиндра высших пе- блокировкой гидротрансформатора,редач соединена через соответствующий Ф о рм у л а изо б ре те н и я40 двухпозиционный клапан в его первой пози- 1. Система автоматического управленияции со сливом, и в его второй позиции через гидромеханической трансмиссией, содер-двухпозиционный клапан низших передач в жащая гидротрансформатор, насосное ко-первой позиции последнего - с источником лесо которого соединено с двигателем,давления, а торцевая полость управления муфту блокировки гидротрансформатора,45 исполнительного гидроцилиндра низших датчик скорости, установленный на вход-передач через соотвэтствующий двухпози- ном валу турбинного колеса и подключен-ционный клапан в его первой позиции сое- ный к торцевым полостям управлениядикена со сливом и во второй его позиции двухпозиционных клапанов высших и ни-через двухпозиционный клапан высших лезших передач и клапана блокировки гидро-50 редач в первой позиции последнего - с ис- трансформатора, имеющего вход и соосноточником давления, при этом в первом установленный и подпружиненный в осевомположении второго реле времени вход кла- направлении поршень, датчик нагрузки, ус-пана блокировки гидротрансформатора со- тановленный в приводе управления акселе-единен через упомянутое реле с источником ратором и подключенный к пружинным55 давления, во втором положении второго ре- полостям управления двухпозиционныхле времени вход клапана блокировки гидроклапанов высших и низших передач и кла-трансформатора соединен со сливом через пана блокировки гидротрансформатора, ре пружинную полость реле, ле времени с установленным внутри2. Система поп.1, отл ичаю щаяся корпуса и подпружиненным пружиной пор-тем, что поршень клапана блокировки гид91813663 Ю

второй позиции через вторую кольцевую

ротрансформатора снабжен, по крайней ме- проточку - с входом клапана блокировки ре двумя кольцевыми проточками, причем в -- первой позиции помянутого поршня муфта

гидротрансформатора. ,.„,,.....„.. ....„...,.. ..„,.... ...,т.3. Система по п.1,отличающаяся

блокировки гидротрансформатора соедине- тем, что реле времени выполнены с возможна через первую проточку со сливом, а во 5 ностью регулирования,

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам управления бесступенчатыми коробками передач. Цель изобретения - повышение надежности путем улучшения качества переходных процессов. Система содержит два реле времени с различными продолжитель- н остям и опорожнения, одно из которых подключено к клапанам высших и низких передач и исполнительным гидроцилиндрам, а другое - к клапану автоматической блокировки гидротрансформатора. При движении транспортного средства и воэникно- вения условий на переключение срабатывает один из клапанов высших или низших передач. Реле времени опорожняются, после чего осуществляется автоматическое переключение на высшую или низшую передачу. При этом посредством второго реле времени осуществляется разблокировка гидротрансформатора на время переходных процессов в системе. После завершения процесса переключения передачи соответствующий клапан автоматики возвращается в исходную позицию. Реле времени заряжаются, а все остальные элементы занимают исходные позиции, при этом система готова к отработке новых сиг- налов управления, 2 з.п.ф-лы, 1 ил.