УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ Советский патент 1967 года по МПК B60K41/12 F16H61/40 

Изобретение относится к устройствам для управления двигателем и гидрообъемной трансмиссией самодвижущегося транспортного средства, содерл ащей регулируемый насос переменного рабочего объема, приводимый двигателем, по крайней мере один гидромотор, приводящий движитель, .и напорную и сливную магистрали, связывающие между собой указанные гидромашины.

Известны устройства для управления двигателем и гидрообъемной трансмиссией указанного типа, содержащие: источник постоянного тока; гидрораспределитель с электромагнитами; включенные в мостовую электрическую схему потенциометрический датчик рабочего объема насоса, жестко связанный с механизмом изменения рабочего объема насоса, и потенциометрический задатчик рабочего объема насоса, жестко связанный с рукояткой управления скоростью транспортного средства; элемент сравнения, включенный в диагональ электрического моста; датчик давления в напорной магистрали; электрически последовательно соединенные функциональный потенциометр, подвижной контакт которого жестко связан с поршнем датчика давления, и постоянное сопротивление; реле давления заднего хода в сливной магистрали, изменяющее при срабатывании последовательность соединения функционального цотенциометра и постоянного сопротивления, и электромагнитное реле, соединенное с двухпозиционным переключателем. Особенностью предложенного устройства

является то, что оно снабжено электрогидравлическим реле давления переднего хода, соединенным с напорной магистралью трансмиссии; кулачком, закрепленным на оси рукоятки управления скоростью и подвижного контакта потенциометра - задатчика рабочего объема насоса, взаимодействующим с рычагом реле давления переднего хода, и взаимодействующим с рукояткой регулятора двигателя конечным выключателем цепи электрогидравлического реле давления переднего хода. Такое выполнение регулятора расширяет диапазон автоматического регулирования двигателя и трансмиссии, обеспечивая возможность поддерживания постоянной оптимальной мощности движения и одновременного автоматического управления трансмиссией .при перегрузках и ограничении максимальной скорости движения транспортного средства.

На чертеже представлена схема предложенного устройства для управления двигателем и трансмиссией. 3 днт регулируемый насос 2 переменного рабочего объема и один или несколько гидромоторов L постоянного рабочего объема, приводящих движитель или движители. Насос 2 и гидромотор 3 связаны гидравлическими маги-5 стралями 4 vi 5, магистраль 4 из которых при движеиии машины передним ходом является нагнетательной, а магистраль 5 - сливной. При изменении направления движения транспортного средства на обратное функции маги-ю стралей взаимно меняются. В гидравлической цепи между магистралями установлен клапан 5,.связывающий остальную часть гидравлической системы всегда с той магистралью, которая в данный момент является нагнета-is тельной. В состав устройства входит источник постоянного тока 7, например аккумуляторная батарея. В нагнетательной магистрали установлен датчик давления 8, содержащий под-20 пружиненный порщень 9, щток 10 которого жестко связан с подвил ным контактом функционального потенциометра 11. Постоянное сопротивление 12 электрически последовательно соединено с функциональным сопро-25 тивлением. В мостовую электрическую схему включены потендиометрический датчик 13 рабочего объема насоса, жестко связанный с механизмом изменения рабочего объема насоса, и потен-зо циометрИЧеский задатчик 14 рабочего объема насоса. В диагональ электрического моста включен элемент сравнения 15. Реле управлеНИН R-i и RZ электромагнитами 16 и 17 гидрораспределителя 18 соединены гидравличе-35 скими магистралями с сервонасосом 19, баком 20, а также левой и правой полостями исполнительного гидроцилиндра 21, жестко связанного с механизмом изменения рабочего объема насоса.40 Реле давления 22 заднего хода, всегда соединенное с гидравлической магистралью, являющейся сливной при движении вперед, связано с двухпозиционным переключателем //i. изменяющим при срабатывании реле последо-Л5 вательность соединения функционального потенциометра и постоянного сопротивления. Электрогидравлическое реле давления 23 прямого хода, соединенное с гидравлической магистралью трансмиссии, являющейся нагие-50 тательнойпри прямом ходе, содержит подпружиненный порщень 24, щток 25 которого связан с контактом //з, цилиндрическую пружину 26, заключенную в корпус реле давления прямого хода и опирающуюся торцами на55 порщень 24 и подвижной в корпусе реле стакан 27, жестко связанный с рычагом 28. Профилированный кулачок 29 закреплен на оси подвижного контакта потенциометрического задатчика 14 и взаимодействует с рычагом 2860 реле давления переднего хода. Реле R- содер4ческого управления. Контактный конечный включатель 32 взаимодействует с рукояткой 33 регулятора двигателя, жестко связанной рычагами 34-36 с регулятором 37 двигателя, Управление скоростью движения самодвижущегося транспортного средства осуществляется с помощью рукоятки 38. (На схеме не обозначены и не указаны некоторые распределительные и управляющие гидравлические элементы, относящиеся непосредственно к гидрообъемному приводу, к системе подпитки и сервоуправления, предназначенные для обеспечения надежной работы гидрообъемной передачи на всех режимах), Устройство работает следующим образом, При ручном управлении транспортным средством водитель задает скорость его движения рукояткой 38, перемещая при этом подвижной контакт потенциометрического задатчика 14. В результате этого в диагонали моста возникает электрический сигнал рассогласования, воспринимаемый элементом сравнения 15. Элемент сравнения, состоящий из двух электрических ветвей, иропускает сигнал рассогласования только через одну из ветвей в зависимости от его направления. Реле R и 2 предназначены для включения соответствующего электромагнита трехпозиционного гидрораспределителя. Нри перемещении золотника гидрораснределителя 18 в одно из крайних положений рабочая жидкость от сервонасоса 19 подается в одну из иолостей исполнительного гидроцилиндра 21. Цилиндр при этом перемещает регулируемый орган насоса, изменяя его рабочий объем. Перемещение цилиндра будет продолжаться до тех пор, пока подвижной контакт потенциометрического датчика 13, жестко соединенный с регулируемым органом насоса, не займет положение, при котором сигнал рассогласования в диагонали моста уменьшится до нуля, При этом реле элемента рассогласования выключит электромагнит гидрораспределителя, в результате чего прекратится подача масла в рабочую полость гидроцилиндра, Таким образом, положение регулируемого органа насоса, определяющее его рабочий объем, будет всегда соответствовать положению рукоятки ручного управления скоростью самоходной машины. Когда загрузка двигателя транспортного средства достигнет значения расчетной оптимальной мощности, регулятор должен переключить систему с ручного дистанционного управления на автоматическое .поддержание постоянной мощности на валу двигателя. Это осуществляется следующим образом, Кулачок 29, поворачиваясь от рукоятки 38 при изменении водителем скорости движения транспортного средства, воздействует на рычаг 28 подвижного стакана 27 реле. В этом

здесь используется следующее свойство гидрообъемного привода при его работе в режиме постоянной мощности двигателя: каждому значению давления в нагнетательной :Магистрали однозначно соответствует вполне определенное значение рабочего объема насоса при условии, что регулятор двигателя настроен в этом случае на один и тот же скоростной режим. Иначе говоря, если при скорости, которая задается водителем рукояткой 38 давление в нагнетательной магистрали достигнет заданного значения, то реле 23 должно сработать и переключить устройство для управления двигателем и трансмиссией на режим автоматического поддержания постоянной мощности. В этом случае переключатель Я. замыкается, и при замкнуто:м включателе 32 включается цепь катущки реле R.

Якорь 30 реле R,, втягиваясь в катушку, преодолевает сопротивление пружины и переключает при помощи щтока 31 контакты переключателя Яз на режим автоматического управления, цепь ручного управления при этом размыкается.

При переключении с ручного управления на автоматическое отключается потенциометрический задатчик 14, и вместо него в электрическую мостовую схему включается задающий функциональный потенциометр 1L

Возмущающим воздействием для системы автоматического управления является давление в нагнетательной магистрали трансмиссии. Чувствительным элементом служит датчик давления 8, порщень 9 которого отжимается пружиной, имеющей линейную характеристику. Со щтоком 10 датчика жестко соединен подвиж(ой контакт функционального потенциометра. Этот потенциометр преобразует линейный сигнал перемещения щтока порщня, пропорциональный величине давления, в электрический сигнал, обратно пропорциональный давлению, скорректированный на величину к.п.д. и направленный на изменение рабочего объема насоса в соответствии с законом регулирования.

При увеличении давления в нагнетательной магистрали щток 10 датчика перемещается в сторону, указанную стрелкой. Возникающий сигнал рассогласова} ия в диагонали моста 1гаправлен на уменьшение рабочего объема насоса.

При прямом .ходе функциональный потенциометр // и постоянное сопротивление 12 занимают определенное положение в плечах электрического моста. При изменении направления движения на обратное для работы устройства в режиме постоянной мощности необходимо в мосту поменять местами функциональный потенциометр и постоянное сопротивление.

Сигнал от потенциометра // сравнивается элементом 15 с сигналом от датчика 13 рабочего объема насоса. Далее сигнал рассогласования преобразуется исполнительным :Механизмом - гидооцилиндром 21 в поворот регулируемого органа насоса, изменяющего его рабочий объем до уменьщения рассогласования в системе до нуля. При максимальном давлении щток датчика с подвижным контактом потенциометра 11 займет свое крайнее верхнее положение, чему соответствует среднее положение как регулируемого органа насоса (улевой рабочий объем), так и подвижного контакта датчика 13.

Таким образом, устройство для управления двигателем и гидротрансмиссией будет при изменении нагрузки поддерживать соотнощение между регулируемыми пара.метрами (давлением рабочей жидкости в нагнетательной магистрали и производительностью насоса) по закону постоянной мощности.

При снижении нагрузки на двигатель давление в нагнетательной магистрали уменьщается, тогда устройство будет стремиться

увеличить скорость транспортного средства. Однако эта скорость не должна превышать той, на которую установлена рукоятка 35 водителя. При снижении давления до определенного значения пружина 26 реле давления 23

отожмет порщень, контакты переключателя Яз при этом разомкнутся. В этом случае цепь катущки реле з обесточивается, и его якорь SO под воздействием прул-сины перемещается, перебрасывая подвижные контакты переключателя Пу в положение «Ручное управлепиехПереключение с автоматического на ручное управление осуществляется также, при переходе на частичные режимы работы двигателя, когда рукоятка 33 разомкнет включатель 32.

Таким образом, рукоятка 38 с кулачком 29, реле давления 23 с рычагом 28 и переключателем Яа, а также электрическое реле Кя с переключателем Яз и конечным включателем 32 при их совместном взаимодействии являются одновременно сигнализатором загрузки двигателя и ограничителем верхнего предела скорости движения траиспортного средства. При этом устраняется необходимость установки специального датчика загрузки двигателя

и ликвидируется жесткая обратная связьмежду потенциометрами 13 и 14, что упрощает конструкцию и позволяет осуществить более гибкую компоновку.

Па режиме заднего хода систе га работает

следующим образом.

Реле давления 22, подключенное к сливной магистрали, настроено на определенную величину давления, так что при движении транспортного средства вперед шток реле устанавливает контакты переключателя fJi в положение, указанное сплошными линиями. При изменении направления движения сливная магистраль становится нагнетательной, давление в ней повыщается, реле срабатывает и его

щток перебрасывает контакты .переключателя rJi в положение, указанное пунктиром, что соответствует настройке устройства на постоянную мощность при движении транспортного средства задним ходом. Такое подключение

ность использовать только один датчик давления и один функциональный потенциометр при прямом и обратном ходе транспортного средства.

Предмет изобретения

Устройство для управления двигателем и гидрообъемной трансмиссией самодвижущегося транспортного средства, с регулируел1ым насосом переменного рабочего объема, приводимым двигателем, по крайней мере одним гидромотором, приводящим двил итель, напорной и сливной магистралями, связывающими между собой указанные гидромашины, содержащее источник постоянного тока, гидрораспределитель -с электромагнитами, включенные в мостовую электрическую схему потенцио метрический датчик рабочего объема иасоса, жестко связанный с механизмом изменения рабочего объема насоса, и потенциометрический задатчик рабочего объема насоса, жестко связанный с рукояткой управления скоростью транспортного средства, включенный в диагональ электрического моста элемент сравнения, датчик давления в наиориой магистрали, электрически последовательно соединенные функциональный потенциометр, подвижной контакт которого жестко связан с порщнам датчика давления, и постоянное сопротивление, реле давления заднего хода в сливной магистрали, изменяющее при срабатывании последовательность соединения функционального потенциометра и постоянного сопротивления, и электромагнитное реле, соединенное с двухпозиционным переключателем, отличающееся

тем, что, с целью расщирения диапазона автоматического регулирования двигателя и трансмиссии путем поддерживания постоянной оптимальной мощности двигателя и одновременного автоматического управления

трансмиссией нри перегрузках и ограничения максимальной скорости движения транспортного средства, оно снабжено электрогидравлическим реле давления переднего хода, соединенным с напорной магистралью трансмиссии, закрепленным на оси рукоятки управления скоростью и подвижного контакта потенциометра-задатчика рабочего объема насоса кулачком, взаимодействующим с рычагом реле давления переднего хода, и взаимодействующим с рукояткой регулятора двигателя конечным включателем цепи электрогидравлического реле давления переднего хода.