Устройство для автоматического управления коробкой передач транспорного средства Советский патент 1978 года по МПК B60K41/06 F16H5/66 

Изобретение относится к об.июгн тпанспортной техники и конкретно к устройства.м для автоматнческого управления кор .якп-.И передач транспортных средств, в часгч.ч.н тракторов.

Известно устройство .ля автомп гического управлення коробкой передач транспортного средства, содержаи1ее тахогенератор, вырабатывающий напряжение, проноринональное скорости движения атомобнля, корректируюндий резистор, кннематичеекп свя33t t b f с иедалью нодачи топлива, логический блок, включаюишй триггер Шмитта, нодаюн1ий команды исполнительному механизму на нереключепие передач, и суммируюии1Й усилитель, управ.1Я1()ший три1гером 1 .

Его недостатками являются наличие в системе сложного э.чектроииого б.чока в виде суммирующего усилитс.ш, а также сиижеиие надежности в работе с увеличеиием количества переключаемы.х передач, так как для управления трансмиссией, имеюи1ей X передач, устройство должно иметь одии тахогенератор, один корректирующий резистор и N-1 логических блоков.

Известно и другое устройство для автоматического управления коробкой иередач транспортного средства, содержащее блок формирования команд иереключения, выполненный на трехпознииопном реле с постоянными норогами срабатывання и связанный выходами, с исполнительными элементами, и последовательно еоединеииые тахогенератор и кор)ектируюп1нй резистор, кинематически связанные соответственно с валом двигателя и педалью подачи топлива транспортного средства и образуюихие иепочку, гюдк,1юченную иараллельно ко входу блока формирования команд переключения 2.

Данное устриПство является наиболее близким к изобретению по тех1П1ческой сущности и достигаемому результату.

В этом устройстве в связи с тем, что тахогсиератор и корректирующий резистор соединены носледовательно,изменения положения педали подачи топлива ириводят к измеиеишо угла наклона зависимости наиряжеиня 1.. постуг1аюи1его на вход блока формирования команд, от частоты вращения коленчатого ва.ла двигате.чя Wo,: . В связи с этим при различном положении педали подачи топлива одному и тому же перепаду частоты вращения коленчатого вала двигателя соответствует различный перепад напряжения, поступающего на вход блока формирования команд. Таким образом, точность измерения частоты вращения коленчатого вала двигателя изменяется с изменением положения педали подачи топлива, что приводит к изменению точности определения момента переключения передач, так как чувствительность блока формирования команд остается неизменной к изменению поступающего на него напряжения при перемещениях педали подачи топлива. Изменение точности определения моментов переключения передач приводит к искажению выбранного закона переключения, передач, что ведет к снижению производительности мащинно-тракторных агрегатов (МТА) и увеличению расхода топлива. Цель изобретения - повышение точности определения мо.ментов переключения передач. Цель достигается тем, что устройство снабжено источником стабилизированного напряжения, соединенным последовательно с тахогенератором и корректирующим резистором. На фиг. 1 изображена общая.схема устройства; на фиг. 2 - график зависимости напряжения, поступающего на вход блока формирования команд переключения, от частоты вращения коленчатого вала двигателя; на фиг. 3 - график внещней характеристики и оптимальная зона загрузки двигателя. Устройство содержит источник I стабилизированного напряжения, отрицательный зажим которого соединен последовательно с отрицательным зажимом тахогенератора 2 через корректирующий резистор 3, управляемый педалью 4 подачи топлива. Положительные зажимы источника 1 и тахогенератора 2 подключены соответственно ко входам 5 и 6 блока 7 формирования команд переключения. Блок 7 формирования команд содержит два делителя входного напряжения, состоящих соответственно из резисторов 8, 9 и 10, 11, причем резисторы 8 и 10 являются пере.менными, а 9 и И - постоянными, соответственно соединенных последовательно и подключенных ко входам 5 и 6 блока 7. Выходы де.1ителей напряжения подключены соответственно ко входам двух двухпозиционных реле 12 и 13, питание которых осуществляется от источника постоянного тока 14, обеспечивающих получение на выходах 15 и 16 блока 7 характеристики трехпозиционного реле. Выходы 15 и 16 подк.лючены ко входу исполнительного механизма 17. Исполнительный механизм 17 содержит тяговые устройства 18 и 19, тяги 20 и 21, собачки 22 и 23, поворотный золотник 24 с храповым венцом и отводной кожух 25. Для пояснения работы устройства необходимо ввести обозначения: Vcm,- напряжение источника 1 стабилизированного напряжения; Urn;. - напряжение, вырабатываемое тахогенератором 2, пропорциональное частоте вращения коленчатого вала двигателя; Ur, -- падение напряжения на переменном резисторе 3; и«, - напряжение, поступающее на вход блока 7 формирования команд переключения;Ue - напряжение, поступающее на вход блока 7 формирования команд при отпущенной педали подачи топлива; Ugli - напряжение, поступающее на вход блока 7 формирования команд при полностью выжатой педали подачи топлива; Ug - напряжение срабатывания реле 12, подающего сигнал на включение высшей передачи; UH -напряжение срабатывания реле 13, подающего сигнал на включение низшей передачи. Напряжения U« , Цг,„, U™., и UT; связаны между собой выражением: Ufo Uc« -а,,..-Ur,., а их зависимость от частоты вращения коленчатого вала приведена на фиг. 2. Корректирующий резистор 3 связан с педалью подачи топлива таким образом, что при полностью выжатой педали 4 сопротивление резистора 3 равно нулю. В этом случае и«, и - IJw (см. фиг. 2, линию Uc., При полностью отпущенной педали 4 резистор 3 введен полностью, и напряжение Un Следовательно, Ug Ue.C Uwx - . фиг. 2, линию и/,), Напряжение, при котором срабатывает реле 12, дающее сигнал исполнительному механизму 17 на включение высшей передачи, показано на фиг. 2 линией UB . Напряжение, при котором срабатывает реле 13, дающее сигнал исполнительному механизму 17 на включение низшей передачи, показано на фиг. 2 линией UH. Точкам «а и «б пересечений линии Ugx с линиями и« и U соответствуют .частоты вращения W и Wg, при которых будут происходить переключения соответственно на низшую и высшую перед.ачи. При..работе двигателя на частичных режимах в цепь устройства вводится переменное сопротивление резистора 3, которое обеспечивает параллельный сдвиг характеристикии/ х f(Wy) относительно U«i f(Wj«), что вызывает изменение частот вращения двигателя, при которых происходит переключение передач. При полностью отпущенной педали подачи топлива переключения будут происходить в точках «а и «б пересечений линии Ugx с линиями U/i и Uff, соответствующих частотам вращения коленчатого вала двигателя W« и We. Таким образом, благодаря последовательному включению в цепь, образованную тахогенератором 2 и корректирующим резистором 3, источника 1 стабилизированного напряжения, изменение положения педали 4 подачи топлива приводит к параллельному сдвигу зависимости напряжения, поступающего на вход блока 7 формирования команд, от частоты вращения коленчатого вала двигателя (фиг. 2). В этом случае при любом положении педали 4 одному и тому же перепаду частоты вращения коленчатого вала двигателя соответствует неизменный перепад напряжения, поступающего на блок 7, т. е. точность измерения частоты вращения коленчатого вала, а, следовательно, и точность определения моментов переключения передач остается неизменной при изменении положения педали подачи топлива.

На фиг. 3 показан график внешней характеристики двигателя (заштрихованная область - это оптимальная зона загрузки двигателя), где W,, и W - соответственно частоты вращения двигателя, при которых происходят переключения на низшую и высшую передачи при его работе на внешней характеристике, а WKH W/- соответственно частоты вращения двигателя, при которых происходят переключения на низшую и высшую передачи при полностью отпущенной педали подачи топлива.

Устройство работает следующим образомПри работе двигателя с оптимальной нагрузкой напряжение U# удовлетворяет условию Ug Ue,,U«, на выходе блока 7 формирования команд напряжение равно нулю и исполнительный механизм 17 находится в исходном положении - тягами 20, 21 и отводным кожухом 25 собачки 22 и 23 выведены из зацепления с храповым венцом поворотного золотника 24. С уменьшением нагрузки увеличивается частота вращения коленчатого вала двигателя, а следовательно, и Umx, что вызывает уменьшение Ug«. Когда Ue, срабатывает реле 12, а на выходе 15 блока 7 формирования команд появляется сигнал на включение смежной высшей передачи, поступающий к тяговому устройству 18 исполнительного механизма 17. Тяговое устройство 18 вызывает перемещение в направлении движения часовой стрелки собачки 22 (фиг. 1), связанной с тяговым устройством 18 посредством . Собачка, пер.емещаясь, соскакивает с отводного

кожуха 25 и воздействует на золотник 24,

поворачивая его по направлению движения

. часовой стрелки на одно фиксированное пО:

ложёние и, тем самым, включая смежную

высшую передачу. После включения высщей передачи нагрузка на двигатель увеличивается, что вызывает снижение частоты вращения коленчатого вала, а следовательно и и,ял. Как только станет выполняться условие

и# , сигнал на включение высшей передачи пропадает, и тяговое устройство 18 возвращает собачку 22 в исходное положение.

При увеличении нагрузки частота вращения коленчатого вала двигателя уменьшается, что вызывает увеличение Ufo. Когда , срабатывает реле 13, и на выходе 16 блока формирования команд появляется сигнал на включение смежной низшей передачи, вызывающей срабатывание тягового устройства 19 исполнительного механизма 17. Тяговое устройство 19 перемещает против направления движения часовой стрелки собачку 23, связанную с тяговым устройством 19 посредством тяги 21. Собачка 23 перемещаясь, соскакивает с отводного кожуха 25 и воздействует на золотник 24, поворачивая его против направления движения часовой стрелки на одно фиксированное положение и тем самым включая смежную низшую передачу. После включения низшей передачи нагрузка на двигатель уменьшается, что вызывает увеличение частоты врашения коленчатого вала, а следовательно, и напряжения Um. Как только начинает выполняться условие , и,, сигнал на включение низшей передачи пропадает, и тяговое устройство 19 возвращает собачку 23 в исходное положение.

Число автоматически переключаемых передач определяется числом фиксированных

положений поворотного золотника 24.

Обеспечение оптимальных режи.мов работы тракторного двигателя путем автома.тического переключения передач является эффективным средством улучшения технико-экономических показателей МТА и условий труда трактористов. Применение устройства для автоматического управления коробкой передач на тракторе позволит повысить производительность МТА.

Последовательное включение в цепь, образованную тахогенератором и корректирующим резистором,источника стабилизированного напряжения, позволяет определять моменты переключения передач с оптимальной точностью. Это способствует повышению производительности МТА при выполнении энергоемких операций на 14-17% и снижению расхода топлива на 2-3%,. при выполнении малоэнергоемких операций - на 2-7% и снижению расхода топлива на 7-11%.

Формула изобретения

Устройство для автоматического управления коробкой передач транспортного средства, преимущественно трактора, содержащее блок формирования команд переключения, выполненный на трехпозиционном реле с постоянными порогами срабатывания и связанный выходами с исполнительными элементами, и последовательно соединенные тахогенератор и корректируюш,ий резистор, кинематически связанные соответственно с валом двигателя и педалью подачи топлива транспортного средства и образуюпи1е иепочку, подключенную параллельно ко входу блока формирования команд переключения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения моментов переключения, оно снабжено источником стабилизированного напряжения, соединенным- последовательно с тахогенератором и корректирующим резистором.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США ЛЬ 3826158, кл. 74-866, 1974.

2..Авторское свидетельство СССР Ли 423685, кл. В 60 к 41/06, 1970.

ff