Устройство для автоматического переключения передач тягового средства Советский патент 1978 года по МПК B60K41/00 F16H5/60 

3

дниен с .чадатчиком данлоппя, а выход - с входом блока уирааления включением высшей передачи.

Ila фиг. 1 и.чображеиа структурная схема устройства; па фиг. 2 - оптимальиые области харакчеристики двигателя ири иостояниой и иеремеииой иагрузках, ограиичеииые соответственио силошиыми и иунктириыми лиииями, а также величины комаидиых сигиалов Рв и PII для переключений на высише и низшие передачи соответственно в зависимости от крутящего момента двигателя; на фиг. 3 - величииа еигнала Рхи, оиределяющего характер пзменеиия нагрузки двигателя; на фиг. 4 - ириициииальиая схема устройства.

Устройство для автоматического иереключения передач содержит связаиную с двигателем 1, снабженным тоиливиым иасосом 2 и регулятором 3, коробку 4 передач с исиолнительиым механизмом 5 переключений передач, задающее уетройство 6 с датчиками 7, 8 изменеиия частоты вращеиия вала двигателя и датчиком 9 характера измеиепия иагрузки двигателя для получения сигиалов РП, Pir и РХИ, связаииый с педалью акселератора 10 датчик И положешш иедали акселератора, блоки 12 и 13 унравления включением высишх и ИИ31ИИХ передач соответствеиио и блок 14 коррекции.

Блоки 12 и 13 содержат (каждый) элемент 15 сравнения, например четырехвходовый неременный усилитель, маломощиый пневматический задатчик 16 с входным дросселем 17, фильтр 18, нневмоиовторитель 19 и ппевмогидравлнческий преобразователь 20. Входы каждого элемента 15 сравнения соединены с одними из датчиков 7 и 8. задатчиков 16 и выходов блока 14 коррекции, а выходы этих элементов через пиевмоиовторители 19 и преобразователи 20 иодключеиы к исиолнительному механизму 5 переключений иередач.

Блок 14 содержит двухиолупериодный выпрямитель 21 и сумматоры 22, 23 и 24, выиолненные, нанример, на ппевматических четырехвходовых усилителях, маломощиые пневматические задатчики 25 и 26, фильтр 27 и входные дроссели 28-31. Глухая камера 32 выпрямителя 21 соединена с задатчиком 25, камера 33 - с датчиком 9, глухие камеры 34 н 35 связаиы с источииком стабилизированного давления трубопроводами, на которых устаповлеиы дроссели 28 и 29, с входными дросселями 36 и 37 междроссельиых камер 38 и 39 , и с суммирующими глухими камерами сумматора 22. Выход этого сумматора подключен к входу сумматора 23, другая камера которого связана с датчиком 11 положения неда.яи акселератора 10. Выход сумматора 23 связаи трубопроводом с фильтром 27, с элемептом 15 сравнения блока 13 и с сумматором 24, к которому подключен задатчик 26 с дросселем 31, а выход сумматора 24 связан с элементом 15 сравнения блока 12.

Р1сполнительиый мехапизм 5 содержит цилиндры 40, иоршень 41, щтоки 42, пружины

3, собачки 44, иоворотиьп зо.ютнич 45. отодной кожух 46 и 11Ори1сиь 17.

Для облегчения изложения работы устройтво введены следуюиик обозначения си1иаов:

РН - выходиое давлеиие датчика 7, иостуиающее па вход элемеита 15 сравиения блока 12 управления включением высглих иередач; РН - выходиое давлеиие датчика 8, поступающее на вход элемента 15 сравиеиия блока 13 управления включеиием иизших нередач; зпачеиия РВ и Р„ зависят от крутящего момента двигателя (фиг. 2); РХН - выходное давлеиие датчика 9, поступающее на вход выпрямителя 21 блока 14 коррекции, определяет характер 1гзменення нагрузки двигателя;

РХН - постоянная состаБляюн1,ая давлення РХП, отклоиеиия Рх,г от РХН зависят от амнлнтуды иеремеиной составляющс иагрззки (фиг. 3), давление РХН иолучается с помопи ю задатчпка 25; РКП, РКП - корректнруюп1,пе давлення. сформированные блоком 14 коррекции и иоступающие на входы блоков 12 и 13 соответствеино;

РПИ, РНИ - выходные давления соответствеино блоков 12 и 13, иоступающие иа вход исиользоваиного механизма 5;

З, РЗ.РЗ

- выходные давления задатчиков

з 31 16 и 26, поступающие соответственно на входы элементов 15 сравнеиия блоков 12 и 13, а также сумматора 24 блока 14; Рдь Рд2-выходные давления выпрямителя 21, иоступающие иа входы сумматора 22;

PCвыходиое давление су.мматора 22, ноступающее на вход сумматора 23;

РП -выходное давление датчика 11 положения недали акселератора 10, постунаюн1.ее на вход сумматора 23;

Рш

Рц)1 - выходные давления элементов 15 сравнения соответственно блоков 12 и 13;

РО - стабилизированное давление питания.

Работа устройства для автоматического пееключения передач.

При работе двигателя с оптимальной нарузкой величина давлеиия РП ииже суммы авлений Р., и РКП, а Р,, - ниже давлений РЗ РКП, поэтому на выходах блоков 12 и 13 коанд на переключение передач нет, механизм иаходится в исходном иоложеиии.

С у1 еличеиием иагрузки двигателя сиижатся его частота вращения, что приводит к поВЫ111СН11Ю давления P;i (фиг. 2). Когда давление РМ станет больше суммы давленнй РЗ и РКП, на выходе элемента 15 сравнения блока 13 (фпг. 4) ноявится давление Ршг, равное РО. которое иосредством ииевмоновторителя 19 и преобразователя 20 трансформируется в РпиПод давлением Р,и, норшень 47 иеремещается внраво, сжимая пружину 43 и неремещая штоком 42 собачку 44. которая соскальзывает с кожуха 46, входит в зацеплеиие с храиовым венцом н новорачнвает золотник 45 иротив часовой стрелки в новое фнксироваиное ноложение, соответствующее включенной смежной инзн.гей нередаче.

После нереключения иередачи нагрузка двигателя снижается, частота врашеиия увеличивается, давление Рц уменьн ается, при этом давления РПП и Рщ, сбрасываются, исиолинтельиый механизму иод действием иружин) 43 станав.тивается в исходное иоложеиие, лстройство готово к следуюидим иереключениям.

При снижении нагрузки двш атсля величивается частота его воан.ення, что вызывает новьпление давления Р,,. Когда давление Рц станет равным сумме давлений Р:, н РКП. на выходе элемента 15 сравнения блока 12 ноявится давлеиие РКП, равное Ро, которое преобразуется в давление Рщг и, воздействхя на иснолнительный мехаит зм 5, новорачивает золотник 45 ио часовой стрелке в новое фнкснрованное иоложеиие, соответствуюи1ее смежной высигей иередаче. Пое.те иереключс1 ня иередач давление PR уменьнтается, а давления Р::„ н Р,1,, сбрасываются, норнюиь 41 иод действием ирз/кнны 43 неремеи1,ается в.тево, со6;i4Ka 44 кожухом 46 1 ывод1ггся н.ч заненлеиия с храиовым вегнюм золотника 45. исиолнителы-1ый механизм 5 заннмает нсходное ноложенме.

Прн повторном сии/кеннн нагрузки вновь иовьппается давление Рв, которое, воздействуя иа один и те же элементы, вызывает включение следующей выси1ей иередачи.

Исключение «звонкового режнма обеснечивается иримененнем фильтров 18. которые снижают скорость нарастания сигналов, л-ров гямн изменения давлений РП н P,t (уменьнюние одного ирн увеличении другого ведет к новьннению устойчивости обратного иереключення) и уетановкой зутаченнй нагрузки двигателя нри иереключения.х нередач (оптимальные области хапактеристнки двигателя нриведены на фиг. 2).

Когда устройство для автоматического иереключення нередач находится в исходном состоянии, водитель в необходимостн может управлять трансмиссией нерестаиовкн золотника 45 в новое фиксированное иоложение вручную.

Блоком коррекции 14 выиолняются такие операции, как отделение постоянной составляющей РХН давления PXFI, двухполупериодное выпрямление, суммирование полупериодов и онределенне давлений РКП н РКН.

Величины давленнй PKR и РКП определяются е учетом следующих условий: нри увеличении нажатия на педаль акселератора 10 переключения должны быть прн больщнх крутяНП1Х моментах двнгателя, а нри работе с иеремеиной нагрузкой переключения должньу быть нрн меньщнх значеннях нагрузки двигателя, ирн этом се сннжеине должно быть проиорциоиальным амнлитуде неременной составляюахей крутяихего .

Отделение составляющей Рхи и полученне двух снгиалов, иронорцнональных отклонению PNM н РХН в сторону увел1 чення или уменьщения, вынолняет вынрядпггель 21, в камеру 32 которого за.чатчнком 25 нодается ностоянное давлеиие Р,.„. Выходные давления Рдч н Pns равны ОТКЛОИС1М1Ю давления PMI отиосительно Рх„ .

Прн увеличении PXI, во:;растает сила, кото1 1я во. ня мембр;ч1ный блок в 33 н иызьи,ает нерекр1 1тне дросселя 36. 71а:. Р. iiejXM д юсселем 36 увеличиваст-я н нсредастся в камср 34, где возрастает

си.та гюздействня на мемб11анный блок, нренятствук)Н1ая чpeз tepнoмy увеличению давления Р;И. При сннженин давления е входного дросселя 37 н камеры 35 аналогичным образом форм.-руется давление

P-V

Наличие в блоке 14 задатчика 25 давления обгслор.лнвается нeoбxoдн тocтью смещения нуля си1иала РХП. нл еюн1его место нрн работе с HocTosnnio нагр зкой, на велнчнну Рхи

в сви 11 е . ч 14) в с.тхчае нонользовання в ст)ойстве нневматических э, емент()в их флч1кшюннроианне затрудняется нрн давленнн ннже атмосферного. Прнменяя датчик 9 с электрнческил Biiixo.TOM. постоянную составляюн1 чо РХН можно исключить, а слс.довательно, исключ1гг15 н за.чатчнк 25.

Давление Р,., равное сумме давлений Р.-ц и Р.-,::, определяется с помощью сумматооа 22, давление P,,-ii-с lo roщью сумматора 23, который выч1ггает из давления Р,, еуммариое давленне иолуиериодов Р,-. я давление Р,,-п - с номогдью cyм raтopa 24, который вычитает из ностоянного давления давлен1 е РКП.

С велнченне г лмнлитуды неременной составляющей крутяихсго мo гeнтa новыщаются амплитуды давленнй Р;и и Р-,;: и нх сумма Рг. Прн этом уменьи1ается давленне РЬ-П н иовыи ается давление Р,;,;, а это значит, что с увелнчeниc , неременной составляюН1СЙ крутян1его момента нереключення бх.дут ослчнествляться нрн больпгем Р„ н меньи1ем РТЬ которые соответствуют меньнпш значенням крутящего юмeнтa двнгателя. Такнм образом, нспользовпнне блока 14, связанного с дaтчнкo r 9 характера изменения нагрузки двнгателя, выдающим снгнал, определяющий колебания нагрузки, н с датчиком 11 положения педали акселератора 10, обеспечивает

реализацию оптимальной ооласп характеристики двигателя (фиг. 2).

Автоматизация выбора оитимальных режимов загрузки двигателя тягового средства иутем исиользования устройства для автоматического переключеиия иередач является эффективным средством увеличения ироизводительиости и снижения расхода топлива. Установка системы может повысить производительность мобильного агрегата па 6-9% или снизить расход топлива до 16%.

Ф о р м у л а изобретен и я

Устро| 1ство .чля автоматического иерсключе1111Я передач тягового средства, содержащее датчик ио.чожсппн иедали акселератора, датчики изменения частоты .ення вала двнгате.ля, б.локн управления .ключсиием 1и Си|и. и иизши.х передач, один из входов каждого из которых соединен с одним нз датчиков изменения частоты вращения вала двигателя, а выходы - с исполиительным мехапнзмом переключепия передач, п блок коррекции, одии из входов которого связап с датчиком положения недали акселератора, а выходы - с другими входами каждого из блоков уиравлепия включением передач, отличаюн1ее с я тем, что, с целью повышении точности Bi)i бора онтимальпо -о момепта иереключе 1ия передач, уетронство снабжено датчиком характера измеиения нагрузкн двнгателя, а блок коррекцнп выиолпеп из задатчика давления, двухполуиериодпого выпрямителя, вход которого соедпиеп с датчиком характера измерения нагрузки двигателя, и трех сумматоров,

входы одиого из которых соедииеиы с выходами вынрямителя, а выход - с одиим из входов второго еумматора, другой вход которого соединен с датчиком иоложеиня неда.чи акселератора, а выхо,1--с 1 ходом блока унравле1Ч1Я включением иередачп п с одиим .из входов т)етье1Ч) сумматора, ;if) вход коTopoio соел.ппеп г за.татчикг)м дав.теиня, а iibiход -с вхол.ом б.лока унравлеиия включеннем 1 ыг1ней передачи.

Источники пнформации,

ирииятые по внимание при экспертизе

1.АвторскоесвидетельствоСССР .Nb 2Л5138, кл F 02с1 31/00, 1967.

2..Автоматизация режимов работы тракторпых трансмис-спй, под ред. Кренслера ; Л ,

М, 19fi3. с. 86-92.

ю

7 s д

nk

LJj

/4

12

H

D

t.H

Постоянная

HeycmaHO&uBuLaflc/i

Нагрузки