Система автоматического управ-лЕНия СТупЕНчАТОй ТРАНСМиССиЕйТРАНСпОРТНыХ СРЕдСТВ Советский патент 1981 года по МПК F16H47/00 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике, а именно к системам автоматического управления ступенчатой трансмиссией транспортных средств, и может найти применение в организациях, эксплуатирующих транспортные средства со ступенчатой трансмиссией. Известны системы автоматического управления ступенчатой трансмиссией транспортных средств с переключением передач на ходу, содержащая датчик крутящего момента двигателя, соединенный со следящим устройством, золо ник и исполнительный механизм с рейкой 1 . Недостатком известной системы яв:ляется то, что она не обеспечивает работу двигателя на переходных режимах и четкую фиксацию включенной передачи . Целью изобретения является уменьшение чувствительности системы к высокочастотным колебаниям крутящего момента при переходных режимах работы двигателя. Указанная цель достигается тем, что,система снабжена гидравлическим демпфером, установленным между следящим устройством и золотником, и клапаном со стопорным элементом, фиксирующим рейку исполнительного механизма в .момент включения передач, причем входы клапана соединены с выходами золотника, а .выходы - с рабочими полостями исполнительного механизма. На чертеже представлена принципиальная схема системы автоматического управления ступенчатой трансмиссией транспортных средств. Система содержит датчик 1 крутящего момента двигателя (на чертеже не показан), соединенный со следящим устройством 2, золотник 3 и исполнительный механизм 4 с рейкой 5, гидравлический демпфе 6, установленный между следящим устройством 2 и золотником 3, клапан 7 со стопорным элементом 8, фиксирующим рейку 5 исполнительного механизма 4 в момент включения передач, причем входы 9,10 клапана 7 Соединены с выходами золотника 3, а выходы 11, 12 - с рабочими полостями 13, 14 исполнительного механизма 4, насос 15, бак 16, линию 17 слива. -Следящее устройство 2 представляет собой гидроцилиндр 18 одностороннего действия, поршень 19 которого

находится под воздействием давления рабочей жидкости, поступающей от датчика 1 крутящего момента и пружины 20. Усилие пружины 20 регулируется в зависимости от положения педали 21 акселератора, т.е. в зависимости от скоростного режима работы двигателя. При изменении положения педали 21 акселератора шестерня 22 проворачивается и перемещается вдоль оси поршня 19 следящего устройства 2 с помощью винтовой передачи 23. Поршень 19 следящего устройства 2 штоком 24 жестко соединен с поршнем 25 демпфера 6. Демпфер 6 представляет собой гидроцилиндр 26 двойного действия, полости 27, 28 которого соединены через регулируемый дроссель 29. Чем больше частота колебания давления рабочей жидкости (частота колебания крутящего момента двигателя), тем больше возникает сопротивление перемещению поршня 19 следящего устройства 2, так как при одном и том же сечении дросселя 29 сопротивление последнего возрастает с увеличением скорости жидкости, протекающей через дроссель 29. Изменением величины дроссельного отверстия достигается регулировка нечувствительности системы автоматического переключения передач к высокочастотным колебаниям загрузки двигателя. Чем меньше сечение дросселя 29, тем больше возникает сопротивление перемещению поршня 19 следящего устройства 2 при одних и тех же частотах. При низких частотах дополнительное сопротивление перемещению поршня 19 следящего устройства 2 от сил сопротивления перетеканию рабочей жидкости в демпфере б мало и цоэтому поршень 19 следящего устройства 2 перемещается точно в соответствии с изменением загрузки двигателя. При высоких частотах в связи с большим дополнительным сопротивлением от сил сопротивления перетеканию рабочей жидкости поршень 19 следящего устройства 2 не перемещается или перемещается незначительно.

Поршень 25 демпфера б жестко соединен с золотником 3, поэтому перемещения поршня 19 следящего устройства 2 (а также поршня 25 демпфера 6) соответствуют перемещению золотника 3.

Клапан 7 со стопорным элементом 8 включает перекидной клапан 30, клапан 31, изготовленный совместно с иглой стопорного элемента 8, и рейку 32, соединенную жестко со штоком 33 исполнительного механизма 4.

Рабочие полости 34, 35 перекидного клапана 30 подсоединены параллельно к кангпам 36, 37 соединяющим золотник 3 и исполнительный механизм 4. Клапан 31 имеет три проточки. В нейтральном положении клапана 31, в котором он удерживается пружиной 38, обеспечивается проход рабочей жидкости от золотника 3 к исполнительному механизму 4, через третью проточку рабочая полость 39 клапана 31 соединяется с линией 17 слива.

Рабочие полости 39 и 40 через регулируемые дроссели 41 и 42 соединены с перекидным клапаном 30. Регулировкой их достигается время запаздывания срабатывания клапана 7 и 1время задержки воздействия входного сигнала на исполнительный механизм 4 в момент переключения передач. Время запаздывания срабатывания клапана 7 необходимо для того, чтобы поршень 4 исполнительного механизма 4 начал перемещаться на переключение передачи. Время задержки воздействия сигнала на исполнительный механизм 4 в момент переключения передач необходимо потому, что в этот период происходят значительные колебания крутящего момента, что может привести к нежелательному переключению.

Разгонный клапан 44 представляет собой двухпозиционный золотник 45, который в рабочем положении открывает, а при нажатии на педаль 46 слива перекрывает доступ рабочей жидкости в исполнительный механизм 4.

Исполнительный механизм 4 содержит кран 47 и двухсторонний гидроцилиндр 48, шток 49 которого соединен с рычагом 50 переключения передач коробки 51 скоростей.

Система автоматического управления ступенчатой трансмиссией на различных режимах работает следующим образом.

Поэтапный разгон транспортного средства начинается нажатием педали 46 слива. При этом золотник 45 разгонного клапана 44 перекрывает досту рабочей жидкости в гидроцилиндр 48, кран 47 соединяет полости гидроцилиндра 48 и установкой рычага 50 переключения передач в положение первой передачи. Так как при выключенной передаче момент двигателя незначителен, то и давление рабочей жидкости, развиваемое датчиком 1 крутящего момента, малд. Поэтому поршень 19 следящего устройства 2 и золотник 3 под воздействием пружины 20 находятся в крайнем левом (по схеме) положении, т.е. рабочая жидкость от насоса 15 поступает в перекидной клапан 30, а оттуда через дроссели 41 и 42 - в рабочие полости 39 и 40 клапана 31. Так как рабочаяполость 39 первоначально соединена со сливом, то клапан 31 под воздействием развиваемого давления в полости 40, преодолевая сопротивление пружины 38, перемещается до захода иглы ,стопорного элемента 8 во впадину рейки 32. При этом рабочие кромки клапана 31 перекрывают подвод рабочей жидкости к исполнительному механизму 4. а также разъединяют рабочую полость 39 клапана 31 со сливом. В это время отпускают педаль 46 слива - разгонный клапан 44 открывается и закрывается. Постепенно (это зависит от .регулировки дросселя 42) давление в полостях 39 и 40 выравнивается и тогда под воздействием пружины 38 клапан 31 возвратится в нейтральное положение. Время выравнивания давления выбирается таким, чтобы двигатель при разгоне первой- передачи вышел на установившийся режим. Если двигатель не достиг номинального режима, то золотник .3 по-прежнему обепечивает доступ рабочей жидкости от насоса 15 к клапану 7, а также к полости 13 гидроцилиндра 48 (разгонный клапан 44 открыт). Так как в рабочую полость 40 клапана 31 масло поступает через дроссель 41, то поршень 43 гидроцилиндра 48 начинает движение раньше, чем клапан 31. Поэтому клапан 31 закрывается до тех пор, пока не включится следующая передача. В этот момент игла стопорного элемента 8 попадает во впадину рейки 32 и клапан 31 перекрывает доступ рабочей жидкости к гидроцилиндру 48. Одновременно разобщается рабочая полость 39 со сливом. После выравнивания давления в рабочих полостях 39 и 4О,клапан 31 вновь станет в нейтральное положение. Аналогично переключение передач происходит при разгоне транспортного средства до тех пор, пока двигатель не достигает номинальной мощност } на данном скоростном режиме.

Установившийся режим будет после поэтапного разгона- транспортного средства при нагрузке, которая практически может быть постоянной или изменяться в определенных пределах, при которых система не реагирует в связи с имеющейся зоной нечувствительности золотника 3.

Переходные процессы, которые характеризуются высокочастотными колебаниями нагрузки двигателя, в системе погашаются с помощью гидравлического демпфера б.

При повышении или понижении нагрузки на двигатель золотник 3 выводится из нейтрального положения, рабочая жидкость от насоса 15 поступает в правую или левую полость 13 или 14 гидроцилиндра 48 и происходит переключение на пониженную или повышенную передачу.

Для обеспечения возможности ручного управления трансмиссией и удержания рычага переключения передач в

o нейтральном положении служит кран 47. При работе системы в автоматическом режиме кран 47 постоянно закрыт. При ручном управлении трансмиссией кран 47 устанавливают в открытом положеSнии, т.е. соединяют обе полости гидроцилиндра 48 исполнительного механизма 4.

Изобретение обеспечивает уменьшение чувствительности системы к высо0кочастотным колебаниям крутящего момента при переходных режимах работы двигателя.

Формула изобретения

Система автоматического управления

5 ступенчатой трансмиссией транспортных средств с переключением передач на входу, содержащая датчик крутящего момента двигателя, соединенный со следящим устройством, золотник и

0 исполнительный механизм с рейкой, отличающаяся тем, что, с целью уменьшения чувствительности системы к высокочастотным колебаниям крутящего момента при переходных

5 режимах работы двигателя, система снабжена гидравлическим демпфером, установленным между следящим устройством и золотником, и клапаном со стопорным элементом, фиксирующим

0 рейку Изполнительного механизма в момент включения передач, причем входы клапана соединены с выходами золотника, а выходы - с рабочими полостями исполнительного механизма.

Источники информации,

5 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 152388, кл. В 62 D, 1961. fl J 2 5 2Q 29 32 JS J5 I I I 11/ I V