Устройство для автоматического управления сцеплением транспортного средства Советский патент 1980 года по МПК B60K23/02 

торые необходимы для создания наиболее совершенных систем автоматического уйравлёния оцеплением.. Целью изобретения является повыше ние стабйльности его работы путем по, вышения быстродействия реле регулирования. Эта цель достигается тем, что устройство для автоматического управления сцеплением транспортного средства содержащее реле блокировки муфты сцеп ления с 3амыкаювшми контактами, обмотка которого включена последовательно с обмоткой электромагнита управления сцеплением, и реле регулиров ния силы токаев обмотке электромагнита, имеющем обмотку обратной связи соединенную последовательно с обмоткой электромагнита, следящую обмот ку, подключенную; к источнику йапгэяжеиия переменной частоты, связанному с Двигат елём транспортного С1рёдйтва, и основную обмотку, подсоединенную R источнику постоянного напряжения через токоограничивающий резистор, снабжено разделительны диодом,а общая точка основной обмотки реле-рёгулирования и токоограничивающего резистора через разделительный диод связана .с обмоткой обратной связи реле рёгулирования. Причем реле блокировки снабжено размыкающими контактами, которые под ключены параллельно токоограничивающему резистору в цепи основной обмОтки реле регулирования, а заМнкающие контакты реле блокировки включены между упомянутыми разделительным диодом и общей точкой основной обмотки реле регулирования и токоограничивающего резистора . На фиг. 1 изображена электрическая схема устройства-; на фиг. 2 характеристика изменения Силы тока в обмртке Электромагнита от частот вращёйия коленчатого вала., на фиг. 3 осциллограмма тока в обмотке электромагнита при высокой частоте действия реле регулирования-, на фиг. 4 - ос . цийлОгразша: тока в обмотке электромаг нита при низкой частоте действия реле регулирования. Устройство 1 для автоматиче-Ского управления сцеплением транспортного средства (фиг. Д) содержит реле 2 регулирования силы тока в обмотке 3 эл екТромагййта у правления сцёпЛениёМ и реле 4 блокировки муфта сцепления. Реле 2 регулирования имеет обмотку 5 обратной связи, соединенную последовательнр с обмоткой 3 электромагнита, следяющую обмотку б,, подключенную к HCTOiHMKy напряжения ёпеТре менной частотой в зависимости от час 7т6ты радёнйя вала двигателя, и основ ную обмотку 8. Один конец основной .об мотки 8 соединён с положительным полюсом 9 источника постояйного напряжй ййя бортовой свфй транспортного средства, а другой её конец через токоогр)аничивающий резистор 1б, резистор 11 цепи питания стабилитрона и пере5СОД база-эмиттер транзистора 13 соединен с отрицательным полюсом 14 источника напряжения. Между базой транзистора и отрицательным полюсом 14 включены замыкающие контакты 15 реле 2регулирования. Параллельно основной обмотке 8 реле 2 и токоограничивающерезистору 10 включен стабилитрон Реле 4 блокировки имеет обмотку 17, включенную последовательно с обмоткой 3 электромагнита и обмоткой 5 обратной связи реле 2 регулирования. Параллельно обмотке 17 реле 4 блокировки влкючен разрядный диод 18. Общая точка обмотки 17 и диода 18 соединена с коллектором транзистора 13. Общая точка основной обмотки 8 реле 2 регулирования и токоограничивающего резистора Ю через замыкающие контакты 19 реле 4, разделительный диод 20 и резистор 21 соединена с обмоткой 5. Реле 4 блокировки снабжено размыкающими контактами 22 которые через резистор 23 подключены параллельно токоограничивающему резистору 10. Диод 24 включен между положительным полюсом 9 и диодом 20. Один конец обмотки 3 электромагнита управления сцеплением соединен с положительным полюсом 9 источника постоянного напряжения, а другой ее конец через выключатель 25 принудительного вьаключения обмотки 3 соединён с отрицательным полюсом 14, I . Устройство действует следующим образом. Для обеспечения указанного на фиг. 2 уменьшение силы тока 1 в обмотк;ё 3 электромагнита по мере увеличения частоты вращения ПК коленчатого вала, требуемого по условиям работы систе№ управления, все три обмотки реле 2 регулирования включены таким образом, что создаваемые ими магнитные поля направлены в одну сторону, т.е. общие ампервитки реле 2 равны сумме ампераитков основной обмотки 8, следящей обмотки 6 и обмотки 5 обратной связи. При раЬоте двигателя с постоянной lacTOToft вращения напряжение на вы|Ходё источника нёпряжёния 7 имеетпостбяннуто величину. Поэтому через Следящую обмотку б реле 2 протекает ток неизменной величины, соответственно :.ему ее ампервитки сохраняют постоянное значение независимо от силы тока, проходящего через обмотку 3электромагнита. Благодаря последовательному соедииеншо обмотки 3 электромагнита и обмотки 5 обратной связи репе 2 ампервитки этойобмотки изменяются пропорционально силе тока 1эм в обмотке 3 электромагнита. При подклйчении устройства к бортовой сети создается цепь питания перехода фаза-эмиттер транзистора, 13 через обмотку 8 и резисторы 10 и 11.

В результате этого открывается переход коллектор-эмиттер транзистора, что обеспечивает прохождение тока через обмотку 3 электромагнита, а таже обмотку 5 реле 2 и обмотку 17 реле 4, Обмотка 3 электромагнита обладает значительной индуктивностью, hosTOMy после откр1ыткя перехода коллектор-эмиттер транзистора 13 сила тока в обмотках 3,5 и 17 достигает своего установившегося значения не мгновенно, а нарастает во времени . постепенно.

Вследствие этого постепенно увеличиваются и ампервитки обмотки 5 реле 2, а также ампервитки обмотки 17 реле 4.

Реле 4 настроено таким образом, что уже при сравнительно небольшой силе тока, проходящего через обмотку 16, происходит его срабатывание. В результате этого размыкаются контакты 22 и замыкддртся контакты 19, чтообеспечивает подключение общей точки обмотки 8 и резистора 10 к катоду раделительного диода 20.

При открытом транзисторе 13 в случае протекания через обмотки 3 и 5 большого тока на этих обмотках наблюдается значительное падение напряжения. Вследствие этого напряжение на аноде диода 20 оказывается более низким, чем на его катоде, соединенном через контакты 19 с общей точкой обмотки 8 и резистора 10. При таких условиях ток через диод 20 пройти не может, и пока транзистор 13 открыт, ампервитки обмотки 8 остаются постоянными независимо от силы тока, проходящего через обмотки 3 и 5.

Реле 2 срабатывает, когда сила тока в его обмотке 5 нарастает до такого значения, при котором вследствие увеличения ампервитков этой обмотки суммарные ампервитки обмоток 5,6 и 8 становятся равными ампервиткам срабатывания реле 2.

В результате срабатывания реле 2 зa ыкaютcя его контакты 15, вследствие чего база транзистора 13 соединяется с отрицательным полюсом 14 источника питания. Это влечет за, собой закрытие перехода эмиттер-коллектор транзистора 13 и, как следствие, разрыв цепи питания обмотки 3 электромагнита и обмоток 5, 17 реле 2 и 4.

После закрытия транзистора 13 ток в обмотках 3 и 5 не падает сразу же до нуля, а уменьшается постепенно, так как под действием ЭДС самоиндукции обеспечивается его прохождение через диоды 18 и 20 и резистор 21 (на фиг. 1 показано пунктирной стрелкой) .

Также постепенно уменьшается и сила тока, протекающего через обмотку поскольку под действием ЭДС самоиндуции этой обмотки обеспечивается его прохождение через диод 18 (показано пунктирной стрелкой).

По мере снижения силы тока, проходящего через обмотку 5, уменьшаютс ампервитки данной обмотки, что вызывает уменьшение общих ампервитков реле 2.

Кроме того, при снижении силы тока в обмотке 3 электромагнита и обмотке 5 реле 2 уменьшается падение Т1апряжения в этих обмотках, в результате чего повышается напряжение на аноде разделительного диода 20. Когд это напряжение превысит на 0,6-0,8 В напряжение на общей точке обмотки 8 и резистора 10 разделительный диод 20 начинает пропускать ток, который далее проходит через резистор 10. В результате этого происходит уменьшение силы, тока, проходящего через основную обмотку 8 реле 2, что влечет за собой уменьшение ампервитков данной обмотки, и, как следствие, снижение общих ампервитков реле 2.

Таким образом, подключение общей точки основной обмртки 8 реле 2 и резистора 10 через разделительный диод 20 к обмотке 5 обратной связи реле 2 создает эффект быстрого размагничивания данного реле после закрытия транзистора 13.

Ускорений) размагничивания реле 2 также способствует включение в цепь диода 20 резистора 21, поскольку при этом уменьшается электромагнитная постоянная времени цепи, по которой проходит ток обмотки 3 электромагнита в период закрытого состояния транзистора 13.

Вследствие этого после закрытия транзистора 13 для выключения реле 2 требуется сравнительно небольшое уменьшение силы тока в обмотке 5 реле 2 и, следовательно, в .обмотке 3 электрома.гнита.

После выключения реле 2 из-за размыкания его контактов 15 открывается транзистор 13, и далее весь процесс включения и выключения реле многократно повторяется, в результате чего через обмотку 3 электромагнита проходит пульсирующий ток, характер изменения которого показан на фиг. 3.

На этой фигуре индексом 1 эм обозначена сила тока в обмотке электромагнита, при которой происходит включение реле 2, индексом I эм j сила тока, соответствующая выключению реле, а индексом I ср - среднее значение тока в обмотке 3.

Для сравнения на фиг. 4 показан характер изменения силы тока в обмотке 3, который имел бы место, если бы отсутствовал эффект уменьшения аглпервитков обмотки 8 после закразтия. транзистора 13. В этом сЛучае получйется эйачитёльйб большие амплитуды колебащй сиж тока относительно ёре1Ш г6ёго Шаченйя и гораздомёньМаячастота этих, колебаний, что от рйцательно сказывается на работе сис тем регулирования с чувствительньвли электромагнитами, Для,включения и выключения реле 2 треЬуются одни и те же общие ампервитки независимо от того, как распределяются составляющие этих общих ампервитков между тремя обмбткайй реле. . . . По мере повышения частоты вращени {коленчатого вала в6зраста ет §айряжё тгаё, подводимое к следящей обмотке б реле от источника напряжения. 7, и, следовательно, повьшаются ампервитки этой обмотки. АмперВЕ уки основной обмотки 8 рел . 2 д :та1отся ПОСТОЯННЫМИ; незавйсймо йт частоты вращения коленчатого вала, поэтому по мере ее повышения происходит увеличение ампервитков обмоток б и 8. / -.--,, -. Благодаря этому, с повышением час тоты вращения общие ампервитки реле 2 становятся равными ампервиткам срабатывания (а также ампервиткам отпускания) Прй мёньшйх вШйчйнах ампервитков обмоток 5 обратной связи реле 2. Поскольку же ампервитки обм1б Тки 5 пропорциональны силе тока проходящего через обмотку 3 элёктр 6Йа 1 М а, это означает, что рассмотренный выше процесс непрерывно повторяющегося включения и выключения реле 2 будет происходить тем при меньши5с зНаЧ:ёййя тока. 1эм и I эй 2 , чем выше частота вращения коленчатого вала. Соответственно будет уменьшаться и среднее .значение тока lop в обмотке 3 электро магнита, как это изображено на фиг. По мере уменьшения силы тока в об мотке 3 электромагнита соответственн сни2К4ет.с.я исила тока, в обмотке 17 реле блокировки 4. Когда сила Tokа в обмотке 17 уменьшается до определенной величины, происходит выключение реле 4, что вызывает замыкание контактов 22 и размыкание контактов 19. Замыкание контактов 22 приводит к подключению параллельно резистору 10 резистора 23, что обеспечивает повыше ние силы тока проходящего через обмотку 8, и, следовательно, уваличейие ампервитков этой обмотки. РазМй- ; кание контактов 19 выэНЁает раЗрйв цепи от раз делитель ног.о диода 18 к обмотке 8, что также приводит к воз V растанию ампервиткьв даннс)Й обм6ткй. Таким образом, выключение реле блокировки Связайр со значительйым Увёл1н ейиемампервйт овобмотки 8, и, следовательно, ампервитков реле 2. Благодаря этому, реле 2 перехрдиа от режима непрерывно повторяющегося включения и выклю ения его контактов к режиму с постоянным замыканием своих контактов, следствием чего является уменьшение до нуля силы в об- , мотке 3 электромагнита, требуемой для блокировки сцепления. Для того чтобы после выключения реле 4 блокировки реле.2 смогло возвратиться к прежнему режиму работы, .необходимо уменьшить ампервитки его обмотки б до т.акой вёличийы, чтобы общие ампервитки реле. 2 оказались недостаточными для удерж ания контактов 15 в .притянутом состоянии. Это происходит при соответствующем уменьшении час(готы вращения вала двигателя. Чем 1еньше сопротивление резистЬра 23 по сравнению с сопротивлением резистора 10, тем При более низкой частоте вращения вала двигателя имеет место выключение режима блокировки. Поэтому за счет .изменения номинала резистора 23 может быть о.беспечена, требу-змая: регулировка устройства на отключение {Ьежима блокировкисцепления. Регулировка устройства на включение режима блокировки может быть реализЬвана йа;. .счет изменения натяжения пружины реле 4. Принудительное выключение сцепл.ения независимо от частоты вращения вала двигателя осуществляется путем замыкания контактов выключателя 25, При этом обмотка 3 подключается непосредственно к источнику питания, что обеспечивает прохождение через нее тока максимальной силы и, следовательно, .выключение сцепления. Таким образом, благодаря увеличению быстродействия реле регулирования в описанном устройстве для автоматического управления сцеплением транс.портйого средств.а улучшается стабильность работы.устройства, что приводит к по.вьшению плйвности разгона транспортного средства. Формула ийобретения 1. Устройство для автоматического упр&вленйя сцеплением трачспортного средства, содержащее реле блокиров ки муфты сцеплейня с замыкающими (контактами, обмотка которого включена последовате.льно с обмоткой электромагнита управления сцеплением, и реле регулирования силы тока в оЬмотке .электромагнита, имеющее обмотку обратной связи, соединенную последовательно с обмоткой электромагнита, следящую обмотку, подключенную к источнику напряжения переменной частоты, связанного с двигателем транспортного .средства, и основную обмотку, подсоединенную к источнику постоянного напряжения через

токоограничивающий резистор, отличающееся тем, что, с цель повьэшения стабильности его работы путем повышения быстродействия реле регулирования, оно снабжено разделительным диодом, а общая точка основной обмотки реле регулирования и токоОграничивающего резистора через разделительный диод связана с обмоткой обратной связи реле регулирования.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ 6 е с я тем, что реле блокировки снабжено размыкающими контактами, которые подключены параллельно

токоограничивающему резистору в цепи основной обмотки реле регулирования, а замыкающие контакты реле блокировки включены между упомянутыми .разделительным диодом и общей точкой осйовной обмотки реле регулирования

и токоограничивающего резистора.

LT

Источники информации, принятые во внимани е при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

№ 149311, кл. В 60 К 23/02, от 1962.

2.Авторское свидетельство СССР 219670, кл. G 05 В 11/30, от 1968 (прототип).

toop woo

f.2

ef