Регулятор давления системы автоматического управления трансмиссией транспортного средства Советский патент 1980 года по МПК B60K41/04 

выполнен с одной рабочей кромкой, расположенной в зоне камеры корпуса, при этом выходной канал регулятора давления сообщен с гидробаком посред ством упомянутого дросселя, проходное сечение которого определяется из соотношения; .

s-b

t-Ai-V fuP

9

где S - наибольшая площадь попереч-ного сечения золотника клапанов автоматического переключения ступеней автоматической трансмиссии, см, 1 - ход золотника, см/

t - время переклгоченил золотника из одного крайнего положения в другое, с; j - коэффициент истечения через

дроссель, равный 0,6-0,8; д - ускорение силы тяжести, см/с /у - удельный вес рабочей жидкости, кг/см ,

дР - допустимая величина изменения выходного давления регултора в переходном процессе, кг/см .

На фиг. 1 показана конструкция прелагаемого регулятора давления на примере регулятора силового воздействия; на фиг. 2 - график изменения выходног давления и расхода жидкости в регуляторе в зависимости от изменения сигнала задающего устройства; на фиг. 3 гидросистема автоматического управления трансмиссией,;

Регулятор давления состоит из корпуса 1 (см. фиг. 1) с цилиндрической полостью 2, сообщающейся с камерой . 3 питания и выходным каналом 4, регулирующего органа в виде золотника 5с с шейками 6, 7 и задающего устройства 8 со штоком 9. В шейке 6 имеется дроссель 10. Регулятор закреплен на картере 11 трансмиссии через пластину 12, в которой имеется дроссель 13. Шейки 6, 7 золотника разделяют цилиндрическую полость 2 на три полости: левую, правую и центральную. Задающее устройство 8 может быть выполнено в виде гидропровода от педали акселератора (см. фиг. 3) и иметь пружину 14..

Автоматическая трансмиссия (см. фиг. 3) состоит из гидротрансформатора 15, коробки передач 16 с выходным валом 17 и фрикционными муфтами и тормозами (не показаны), управлявмыми посредством гидроцилиндров. На фиг. 3 показаны только гидроцилиндры 18-20, соответствующие 1, IT и высшей ступеням.

Гидронасос 21 с приводом от элементов трансмиссии подает рабочую жидкость через фильтр 22 в главную масляную магистраль.23, давление в которой поддерживается на постоянном

lypOBHe регулятором 24 главного давления.

Автоматическая трансмиссия имеет гидравлическую систему 25 автоматического управления известной конструкции, в которой для пояснения работы предлагаемых регуляторов упррщейно изображены только клапан 2 автоматического переключения J и ступеней и клапан 27 автоматического включения высшей ступени. Клапаны имеют одинаковое устройство и состоя из дифференциальных золотников 28, плунжеров 29 и пружин 30. Число таки клапанов в автоматической трансмисси с К ступенями равно К-1, и отличаютс они лишь параметрами настройки - усилиями пружин 30 и диаметрами плуижеров 29. Место подключения.любого чис клапанов, соответствующего числу ступеней, показано штрихпунктиром. Вход 31 клапана 27 соединен с главной магистралью 23, выход 32 - с гидроцилиндром 20 высшей ступени, выход 33 - со входом 34 клапана 26, выход 35 которого соединен с гидроцилиндром 18 Т ступени, а выход 36 с гидроцилиндром 19 1.Г ступени.

Полости клапанов 26, 27, в которых установлены пружины 30, соединены с выходным каналом регулятора 37 давления силового воздействия, а торцовые полости у плунжеров 29 с выходным каналом регулятора 38 скоростного воздействия.

Регулятор 37 давления данной систмы управления выполнен аналогично регулятору по фиг. 1 и содержит корпус 39, золотник 40, пружину 41, камеру 42, связанную с источником давления, выходной кангш 43, через дроссель 44 соединенный с гидробаком и задающее устройство 45, состоящее из исполнительнрй камеры 46 со штоком 47, приемной камеры 48 с пружино 49 и кулачка 50, тягой 51 соединенного с педалью 52 акселератора. Последняя тягой 53 связана с двигателем транспортного средства (не показан). Регулятор 38 давления состоит из корпуса 54, дифференциального .золотника 55, камеры 56, связанной с источником давления, выходного канала и дросселя 58, через который выходной канал сообщен с гидробаком. Корпус 54 закреплен на валу 59, который кинематически связан с выходным валом 17. Размещение канала, связывающего камеру 56 с источником давления, и выходного канала 57 на схеме показано упрощенно, а в действительности они проходят в корпус 54 через вал 59, имеющий соответствующие уплотнения. Золотник 55 расположен по отношению к валу 59 радиально (см. фиг. 3), и функции задающего устройства (в данном случае груза) выполняет его собственная

Масса, создающая центробежную силу при вращении вала 59,

Работа регулятора на установив.шихся режимах осуществляется следующим образом.

При подаче жидкости под давлением в камеру 3 (см. фиг. 1) она заполняет центральную полость и через дроссель 10 попадает в правую полость. Давление в последней создает на золотнике 5 осевую силу, под действием которой он перемещается влево, перекрывая кромкой шейки б камеру 3. Давление в цент ральной полости и в выходном кана.ле 4 уменьшается до нуля, так как через дроссель 13 он сообщен с гидробаком.

Для увеличения выходного давле,ния шток 9 задающего устройства 8 вьщвигают вправо до встречи- с торцом золотника 5 и далее посредством штока 9 воздействуют на золотник с осевым усилием Т, пропорциональным требуемому выходному давлению регулятора. Под действием силы Т золотник 5 переместится вправо и приоткроет камеру 3, через которую жидкость поступит в центральную полость и далее через дроссель 13 в гидробак, а через дроссель 10 в правую полость. В результате в центральной и правой полостях установится одинаковое давление Р, меньшее давления питания . Уравновешивающее усилите Т задающего устройства. Давление Р есть выходное давление регулятора. При этом установится определенный расход Q жидкости через дроссель 13 из центральной полости. Равновесному состоянию .золотника 5 и штока 9 соответствуют такое открытие шейкой б камеры 3 и расход Q , при которых давление Р в правой камере уравновесит усилие Т

Хара1 теристика регулятора - изменение выходного давления Р и расхода Q в зависимости от сигнала Т задающего устройства - показаны на фиг.2 сплошными линиями. Поперечными стрел1Кс1МИ отмечены ветви, соответствующие изменению Р при возрастании усилия Т до максимального значения и последующего его уменьшений до нуля Как известно, вследствие действия сил трения, а также гидравлических факторов эти ветви не совпадают и расположены, как показано на фиг.2. Заштрихованная зона является зоной нечувствительности и определяет точность регулятора, а значит, и точность переключения ступеней трансмиссии. Очевидно, что эта зона должна быть как можно уже. Штрихпунктиром показана ее задняя граница, соответствукнцая известным регуляторам при отклонении перекрытия в

.них от оптимального.

В предлагаемом же регуляторе заданная точность (ширина зоны нечувствительности) определяется лишь точ юстью выполнения диаметра d дрос;:еля 13. Поскольку технологически 5 обеспечить требуемую точность отверстия несравненно проще, чем перекрытия в золотниковой паре, очевидно, что точность регулятора с дросселем 13 будет выше, а трудоемкость ниже, .,

0 чем известных. Одновременно за счет малого диаметра дросселя 13 значительно уменьшается расход жидкости. Минимсшьный его диаметр определяется экспериментально или расчетным путем, исходя из нижеследующих соображений.

5 Работа регулятора на переходных режимах.

; При автоматическом переключении ступеней золотники 28 и плунжеры 29 клапанов 26, 27 поочередно перемещаются из одного крайнего положения в другое под действием регуляторов 37, 38 или пружин 30. В эти моменты в выходных каналах 43, 57 кратковременно появляются расходы

5 жидкости, выталкиваемой движущимся золотником или плунжером, или же заполняющей освобождаемый последними объем. При этом давление регулятора несколько повышается или падает,

0 так как его золотник при изменении давления в пределах зоны нечувстви- , тельности остается неподвижным. Соответственно возрастает или уменьшается расход через дроссель 13. Если

t далее давление превысит величину зоны нечувствительности, то это вызовет смещение золотника 5 для компенсации изменения давления. Вследствие инерционности золотника 5 результирующее изменение давления ре гулятора в описанном переходном процессе может достигнуть большой величины, при которой движущая сила на золотнике 28 клапана 26 или 27 упадет, движение его замедлится, а в

5 предельном случае произойдет обратное переключение.

Для исключения этого явления расход через дроссель 13 выбирается таким, что его изменение AQ в переходном процессе компенсирует расход в каналах 43, 57. Соответствующие . размеры дросселя могут быть найдены по допустимой величине изменения давления регулятора дР (определяемой из характеристик трансмиссии) и требуемому времени t переключения клапанов 26, 27 из одного крайнего положения в другое с помощью известной формулы гидравлики:

а--Л1 Ж7

0

т

где fji - безмерный коэффициент истечения через дроссель, равный 0,8;2. 5 f - площадь дросселя, см g - ускорение силы тяжестей,см/с„ Tf - удельный вес жидкости,кг/см Р - давление истечения, кг/см. Поскольку &Q- , то требуемый размер дросселя равен: г.. s-e . t-ЛЛ л/ ЛР (Го Работа регулятора в системе.автоматического управления трансмиссией Автоматическая трансмиссия имеет два регулятора 37 и 38 описанной конструкции (см. фиг. 1). Первый из них служит датчиком нагрузки двигателя, а второй - датчиком скорости выходного вала 17. В системе 25 управления изображены только элементы, необходимые для пояснения работы датчиков. Диаметр дросселя 44, через которы выходной канал 43 датчика нагрузки сообщен с гидробаком, выбран по наибольшему из диаметров d d, а диаметр дросселя 58 датчика скорости по наибольшему из диаметров d, dj (см. фиг. 3) . , При неподвижном автомобиле, отпущенной педали 52 и работе двигателя на холостом ходу давление от насоса 21, поддерживаемое на постоянном уровне регулятором 24, через фильтр 22по главной масляной магистрали 23подается в регуляторам 37 и 38. Выходное давление регулятора 38 равно нулю. Давление регулятора 37 поддерживается на минимальном уровне пружиной 41, усилие которой больш установочного усилия пружины 49. Для трогания с места элемента1 1и ручного управления (не показаны) подают давление из магистрали 23 к кла панам 26, 27 автоматического управления которые находятся в изображенном на фиг. 3 положении. При этом от выхода 35 клапана 26 давление поступает в гидроцилиндр 18, ив трансмиссии включается I ступень. Педалью 52 увеличивают подачу топ лива в двигатель,и транспортное средство трогается с места При этом тяга 51 поворачивает кулс1чок 50, пру жина 49 сжимается и выталкивает част жидкости из приемной камеры 48 гидро привода регулятора 37 в исполнительную камеру 46. Диафрагма последней перемещается вправо, шток ее упирает в золотник 40, и датчик настраиваетс на более высокое давление, пропорцио нальное усилию на штоке, т.е. поворо педали 52. При возрастании скорости вала 17 центробежная сила воздействует на золотник 55 регулятора 38, в котором устанавливается выэсодное давление, зависящее от скорости указанного вала. Когда усилие от давления датчика скорости на плунжере 29 клапана 26 превысит усилие на золотнике 28 от пружины 30 и от давления датчика нагрузки, золотник 28 иплунжер 30 переместится влево. Гидроцилиндр 18 соединится с гидробаком, а в гидроцилиндр 19 поступит давление из магистрали 23. Включится и ступень. При дальнейшем возрастании скорости подобным образом сработают клапаны промежуточных ступеней (не показаны), li, наконец, клапан 27 высшей ступени. Скорости, при которых произойдут переключения, определяются настройкой клапанов (диаметрами d, d, d, dy, усилиями пружин 30) и положением педали 52. При уменьшении скорости выходного вала 17 переключения происходят в обратном порядке, с высших ступеней на низшие вплоть до Г ступени. Работа регуляторов 37, 38 во время переключения соответствует описанной ранее. Предложенная конструкция регулятора позволяет в несколько раз снизить расход жидкости и довести его до величины порядка 1-2 л/мин - минимального значения, которое можно получить на одиночном дросселе без специальных мер стабилизации. Такое уменьшение расхода в известных регуляторах за счет перекрытия в золотниковой паре недостижимо. Одновременно повышается точность и значительно упрощается изготовление регулятора, что позволяет использовать его в трансмиссиях массового производства. Формула изобретения Р-егулятор давления системы автоматического управления трансмиссией транспортного средства, содержащий корпус с камерой, связанной с источником давления рабочей жидкости, золотник, расположенный в корпусе с возможностью сообщения камеры с выходным каналом регулятора давления, и задающее устройство, связанное с золотником, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения экономичности, он снабжен дросселем, а золотник выполнен с одной рабочей кромкой, расположенной в зоне камеры корпуса, при этом выходной канал регулятора давления сообщен с гидробаком посредством упомянутого дросселя, проходное сечение которого определяется из соотношения: о. JLL. (, где S - наибольшая площадь .попереч-. кого сечения золотника клапанов автоматического переключения ступеней автоматической трансмиссии, 1 - ход золотника, см , t - время переключения золотника из одного крайнего положения в другое, с;

- коэффициент истечения через

дроссель, равный 0,6-0,8; - ускорение силы тяжести, - удельный вес жидкости, к - допустимая величина изменения ввкодного давления регуля- 5 тора в переходном процессе, кг/см .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Лйзерман М.А, Автоматика переключения передач, Машгиз. 1948,

с. 102, 107, фиг. 53,58.

2.Авторское свидетельство СССР № 515672, кл. В 60 К 20/14, 1976 (прототип).

5

11