Устройство для автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией самоходной машины

Устройство для автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией самоходной машины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к транспорту и касается конструирования устройств для автоматического регулирования режимов работы самоходных машин. Целью изобретения является повышение топливной экономичности . Устройство для автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией самоходной машины содержит измеритель частоты врашения коленчатого вала двигателя 2, орган управления подачей топлива двигателя, гидроусилитель 4, шток которого соединен с рычагом управ;1ения трансмиссией 7 и пространственным кулачком 4, профильная поверхность последнего контактирует со штоком, который соединен со сравниваюш,им звеном измерителя частоты врашения, програ.ммный механизм 2, связанный с органом управления подачей топлива и коленчатым валом двигателя. Устройство позволяет повысить топливную экономичность за счет снижения динамических ошибок поддержания экономической программы управления двигателем и улучшить компановку устройства на самоходной машине . 1 3. п. ф-лы, 4 ил. (Л со ел о о ОО Фиг. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 60 К 17 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3989989/31-1! (22) 13.12.85 (46) 07.11.87. Бюл. № 41 (71) Московский автомеханический институт (72) Ю. А. Ганькин и В. А. Дроздов (53) 629.113-383.2 (088.8) (56) Петров В. А. Автоматические системы тракторных машин.— М.: Машиностроение, 1974, с. 257 — 261. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

И БЕССТУПЕНЧАТОЙ ТРАНСМИССИЕЙ

САМОХОДНОЙ МАШИНЫ (57) Изобретение относится к транспорту и касается конструирования устройств для автоматического регулирования режимов работы самоходных машин. Целью изобретения является повышение топливной экономичности. Устройство для автоматического

„„SU„„1350048 А 1 управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией самоходной машины содержит измеритель частоты вращения коленчатого вала двигателя 2, орган управления подачей топлива двигателя, гидроусилитель 4, шток которого соединен с рычагом управления трансмиссией 7 и пространственным кулачком 4, профильная поверхность последнего контактирует со штоком, который соединен со сравнивающим звеном измерителя частоты вращения, программный механизм 2, связанный с органом управления подачей топлива и коленчатым валом двигателя. Устройство позволяет повысить топливную экономичность за счет снижения динамических ошибок поддержания экономической программы управления двигателем и улучшить компановку устройства на самоходной машине. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

1350048

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования режимов работы самоходных машин.

Целью изобретения является повышение топливной экономичности.

На,фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2 — кинематическая схема программного механизма; на фиг. 3 — устройство груза программного механизма; на фиг. 4 — график перемещения h органа управления подачей топлива, обеспечиваемого программным механизмом.

Устройство состоит (фиг. 1) из двигателя 1 внутреннего сгорания с закрепленным на нем программным механизмом 2, бесступенчатой передачи 3, управляемой через рычаг 4 исполнительным механизмом 5, пространственного кулачка 6, соединенного с рычагом 4 и реализующего программу поддержания заданной скорости самоходной машины, управляемого рукояткой 7 потенциометрического датчика 8, соединенного посредством механической связи 9 с кулачком 6, датчика 10 частоты вращения и углового ускорения вала двигателя, функционального блока 11, состоящего из сравнивающего звена и ограничителя напряжения, усилителя 12 электромагнитного преобразователя 13 и управляемого золотника 14, который, в свою очередь, управляет исполнительным механизмом 5, компенсирующей пружины 15 и регулировочного винта 16.

Программный механизм (фиг: 3) состоит из вала 17, соединенного с кулачковым ва IoM топливного насоса (не показан), двух центробежных грузов 18. установленных на осях 19, которые шарнирно связаны с валом 17, скользящей муфты 20, шарнирно связанной рычагами 21 с осями грузов 19, пружины 22 минимальных частот вращения, пружины 23 максимальных частот «ращения, главной муфты 24, которая с одной стороны связана рычагом 25 с органом 26 управления подачей топлива, а с другой стороны посредством угловых рычагов 27 связана с центробежными грузами 18, причем угловые рычаги 27 шарнирно соединяются между собой соединительным звеном 28. Позицией 29 обозначено направление увеличения подачи топлива. Центробежные грузы состоят из обоймы 30, регулируемой втулки 31, стопорной гайки 32, пакета пружин 33 -35, тарелки 36 пружины и стакана 37 пружины.

Устройство работает следующим образом.

Программный механизм обеспечивает перемешение органа уг:"равления подачей топлива по программе управления (фиг. 4), обеспечивая тем самым зависимость крутящего момента двигателя только от частоты вращения вала двигателя. Когда двигатель остановлен, главная муфта 24 (фиг. 2) находится в крайнем положении. соответствующем максимальной подаче топлива. При включении двигателя по мере увеличения частоты вращения вала центробежные грузы 18 расходятся, сжимая пружину 22 минимальHûõ частот вращения, при этом главная муфта 24 перемещается влево, уменьшая подачу топлива. Перемещение происходит

5 до тех пор, пока скользящая муфта 20 не упрется в пружину 23 максимальных частот вращения, которая имеет более высокий предварительный натяг. Этому режиму соответствует диапазон частот вращения col — 2 (фиг. 4). При дальнейшем увеличении частоты врашения грузы 18 (фиг. 2) начинают перемещаться по осям, сжимая последовательно пружины 33 — 35 (фиг. 3), имеющие различную жесткость и предварительный натяг. Пакет пружин 33 — 35 обеспечивает

l5 программу управления двигателем. Перемегцение грузов 18 по осям 19 вызывает вращение угловых рычагов 27 относительно соединенного звена 28 против часовой стрелки и, следовательно, перемещение главной муфты 24 и рычага 25 вправо, что соответствует увеличению подачи топлива. Перемещению органа управления подачей топлива при сжатии пружин 33- — 35 соответственно соответствуют диапазоны частот вращения вала двигателя в2 — аз, 0 з — 0 4, 04 — ®ь (фиг. 4). Частота вращения соответствуюШая точке ь, является номинальной частотой вр-щения и ей соответствует перемещение органа управления подачей топлива

h„„,, определяющее номинальный крутящий момент двигателя. Если частота вращения

30 вала двигателя превышает номинальную, то центробежные грузы расходятся дальше, сжимая пружину 23 максимальных частот вращения (фиг. 2) под действием центробежных сил, при этом главная муфта 24 и рычаг 25 перемещаются влево, вызывая

35 уменьшение подачи топлива до минимального значения. Этому режиму соответствует диапазон частот вращения а; — аб (фиг. 4).

При уменьшении частоты вращения процесс происходит в обратной последовательности.

Таким образом, программный механизм сочетает в себе свойства звена, задающего программу управления двигателем в диапазоне частот вращения в2 — <0 (фиг. 4), и двухрежимного регулятора, управляющего органом управления подачеи топлива в диапазоне минимальных частот враШения eI— о22 и максимальных частот вращения ы — а, повышая стабильность работы двигателя при малых частотах вращения и предохраняя двигатель от разноса при отказе автоматического устройства.

Предлагаемое устройство основано на принципе регулировайия двигателя нагрузкой и обеспечивает режимы поддержания постоянной скорости движения самоходной машины и движения с номинальной мощностью, развиваемой двигателем самоходной машины. Желаемая скорость устанавливается поворотом пространственного кулачка 6 (фиг. !) с помощью рукоятки 7. Кулачок

1350048 реализует закон соответствия передаточного отношения трансмиссии частоте вращения вала двигателя при заданной скорости движения. Осевое перемещение кулачка, зависящее от передаточного отношения трансмиссии, не вызывает изменения скорости транспортного средства и соответствует различной загрузке двигателя. Выходной сигнал перемещения кулачка, преобразуемый с помощью потенциометрического датчика 8 в электрический сигнал, соответствует задаваемой частоте вращения вала двигателя для данного передаточного отношения при заданной скорости движения. Сигнал задаваемой частоты вращения сравнивается с сигналом действительной частоты вращения, 15 поступившим от датчика 10 в функциональном блоке 11. При установившемся движении самоходной машины с заданной скоростью сигналы действительной и задаваемой частоты вращения равны. В этом случае напряжение на выходе функционального блока 11 равно номинальному, а усилие электромагнитного преобразователя 14 уравФормула изобретения новешивается компенсирующей пружиной 15, золотник находится в среднем положении и изменения передаточного отношения не происходит. При увеличении сопротивления движению нагрузка на двигатель увеличивается и частота вращения вала двигателя снижается, так как крутящий момент двигателя, определяемый программным механизмом 2, зависит только от частоты вращения вала двигателя (фиг. 4). Снижение частоты вращения приводит к падению выходного напряжения функционального блока, смещению золотника 14 (фиг. 1) вправо и уменьшению передаточного отношения трансмиссии. При этом нагрузка на двигатель уменьшается настолько, что крутящий момент двигателя становится выше момента нагрузки и двигатель начинает разгоняться все более интенсивно с увеличением частоты вращения. Однако с уменьшением передаточного отношения сигнал задаваемой частоты вращения, соответствующий установленной скорости движения, увеличивается, поэтому новое установившееся состояние соответствует более высокой частоте вращения двигателя при равенстве крутящего момента двигателя и момента нагрузки. При уменьшении сопротивления движению нагрузка на двигатель уменьшается, что вызывает увеличение частоты вращения вала двигателя и, как следствие, возрастание напряжения на выходе функционального блока выше номинального, вызывающее перемещение золотника 14 влево и увеличение передаточного отношения трансмиссии, что ведет к падению частоты вращения вала двигателя до значения, равного задаваемой частоте вращения, так как момент нагрузки становится выше крутящего момента двигателя.

Для улучшения устойчивости устройства автоматического управления в закон регу25

55 лирования введено регулирование по производной от частоты вращения вала двигателя, поэтому сигнал датчика 10 пропорционален частоте вращения вала двигателя и его угловому ускорению. Варьированием коэффициента введения производной добиваются лучшей плавности переходных процессов.

Если заданная скорость движения не может быть достигнута по условию органиченной мощности двигателя, то двигатель работает на номинальных оборотах, развивая номинальную мощность. Это достигается тем, что ограничитель напряжения функционального блока ll ограничивает сигнал задаваемой частоты вращения вала двигателя на уровне, соответствующем номинальной частоте вращения. В этом случае, при изменении сопротивления движению самоходной машины, изменение передаточного отношения трансмиссии направлено на стабилизацию номинальной частоты вращения вала двигателя, а скорость движения самоходной машины изменяется обратно пропорционально сопротивлению движения, оставаясь меньше заданной.

1. Устройство для .автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией самоходной машины, содержащее измеритель частоты вращения коленчатого вала двигателя, рычаг настройки, гидроусилитель, полости которого сообщены через золотниковый распределитель с источником давления рабочей жидкости, при этом шток гидроусилителя кинематически связан с рычагом управления трансмиссией и пространственным кулачком, профильная поверхность которого выполнена с возможностью взаимодействия со штоком, связанным со сравнивающим звеном датчика частоты вращения двигателя, отличающееся тем, что, с целью повышения топливной экономичности, оно снабжено программным механизмом, связанным с рейкой топливного насоса двигателя и коленчатым валом, усилителем мощности, переменным резистором, пружиной с регулируемым устройством, электромагнитным преобразователем, связанным с одним концом золотника, другой конец которого связан с пружиной с регулирующим устройством, функциональным блоком, включающим в себя сравнивающее звено датчика частоты вращения двигателя и ограничителя напряжения, при этом измеритель частоты вращения коленчатого вала двигателя включают в себя тахогенератор постоянного тока и суммирующий дифференциатор, подключенные последовательно к одному входу сравнивающего звена, другой вход которого подключен к переменному резистору, движок которого кинематически связан с упомянутым штоком, выполненным с возможностью взаимодействия с профильной

1350048

Фиг. Z

Фиг.,у поверхностью пространственного кулачка, при этом выход сравнивающего звена через ограничитель напряжения и усилитель мощности подключен к обмотке электромагнитного преобразователя, причем программный механизм включает в себя вал, связанный кинематически с коленчатым валом двигателя, два центробежных груза, установленных на осях, шарнирно связанных с упомянутым валом, подвижную в осевом направлении муфту, шарнирно связанную посредством рычагов с осями грузов, пружины минимальной и максимальной частот вращения, размещенные вдоль вала между подвижной муфтой и осями центробежных грузов, главную муфту, связанную с одной стороны с органом управления подачей топлива, а с другой стороны через угловые рычаги— с центробежными грузами, и соединительное звено, соединяющее последние между собой.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что центробежные грузы включают в себя корпус, в котором на оси установлены концентрично три пружины, причем одна из них установлена между тарелкой и стаканом, другая — между стаканом и регулировочной втулкой, а третья — между корпусом и регулировочной втулкоЙ.

1350048 5 6 Йф

Составитель А. Барыков

Редактор О. Головач Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 5056/18 Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4