Устройство для автоматического переключения передач тягового средства
Патент 600000
Авторы
Устройство для автоматического переключения передач тягового средства
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11! 600000
Союз Советова
Соцналнстнчесннв
Реслублнн (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 04,03.75 (21) 2137772 27-11 (51) М. Кл. - В 60К 41 00
1 161I 5/60
С IrpIICOOÄ Ill i Oil ill i! за 51 як ll ¹
Государственный квинтет
Совета Министров СССР ло лапам изобретений и отарытнй (23) 1р нор итет (43) Опубликовано 30.03.78. Бюллетснь ¹ 12 (45) Дата оп) б)л 1! нова ! 1! я () Illfcll ll li ll 1 3,04.78 (53) УДЬ 629.113-585.52 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. С. Нагорский, Ю. Н. Бельдейко, В. Ф. Чабан, И. П, Ксеневич, Е. Н, Козлов. А. С. Солонский и М. Г. Мелешко (71) Заявители Минский тракторный завод и Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства нечерноземной зоны СССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
ПЕРЕДАЧ ТЯГОВОГО СРЕДСТВА
Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования нагрузочных режимов тяговых средств и может быть использовано для автоматического переключения передач ступенчатой трансмиссии тягового средства, в частности трактора.
Известно устройство для контроля и регулирования загрузки тракторного двигателя, содержащее датчик загрузки двигателя, датчик положения педали акселератора, блоки управления вк.llо Iеппсм передач, связс1пныс с испол!!ительпыми механизмами переключения перс,ГГГ!1r (1 .
Недостатки этого устройства — невозможность реализации многосвязных систем, сложность управления многоступенчатыми трансмиссиями.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являе!ся устройство для автоматического переключения передач тягового средства, содер>кащее датчик положения педали акселератора, дат шки изменения частоты вращения вала двигателя, блоки управления включением высших и низших смежных передач, один из входов каждого из которых соединен с одним из датчиков изменения частоты вращения вала двигателя, а выходы — с исполнительным механизмом переключения передач, и блок коррекции, один из входов «оторого связан с дат шков положения педали акселератора, а вы оды — c другими входамп каждого из блоков управления включением передач 121.
Однако прп такой конструкции устройства
5 це учитывается характер нагрузки двигателя.
pl! ÎoTIJ poгулятОра тОГГлпвного насОса ухх дшается пз-за увеличения массы подвижных элементов, необходима корректировка переключения в зависимости от включенной пе10 редачи, вследствие чего точность выбора оптимального момента переключения передач невысока, что отражается на топливной экономп и!Ос !и тягового средства.
Цель пзобрстснпя — повышение точности
15 выбора Оптим;!л!пюго момента переключения передач.
Указанная цель достш.ается тем, что устройство снабжено датчиком характера изменения нагрузки двигателя, а блок коррекции
2I) Ill JJJoлнсн пз задатчика давления, двухполуперподного выпрямителя. вхо7 которого соедипс!! с датчиком характера изменения нагрузк!! двпгатсля, и трс., сумматоров, входы одного пз которых соединены с выходами выпрямителя, а выход — с одним из входов второго сумматора, другой вход которого соединен с датчиком положения педали акселератора, а выпход — с входом блока управления включеI!нем низшей передачи и с одним пз входов т )с7 !>с! О с) %11! )т!)р;1, др) I oil вход Kol opol coc600000
;II!11(11 С:1<1,><<ЛТЧИКО .>! Д<)ВЛСППЯ, Л ВЫХОД вЂ” С входом блокл упрлвл 1!IIH включением и>1сшей
1 l C P C I
11а фнг. 1 изображен(1 сгруктурпля схсмл устройства; пл фпг. 2 оп)вмял),ные области 5 х31><)к1 сР IcTIIK!1 >1131!1 cl 1(>):,IH IIP II lloc foHIIIIQII u переменной нагрузках, n!p;»»I
Р» для переключений ня высшие и низшие пе- 10 рсдячн соотвеl»còâñííî 13 зависимости от крутящего момента двпглтсля; 113 фиг. 3 — велич)ша сигнала Р;»> определяющего характер изменения нагрузки двигателя; на фиг. 4— принципиальная схема устройства. 15
Устройство для автоматического переклю«е»1iH передач содержит связанную с двигатслсм 1, снабженным тонлпьч)ым насосом 2 и регулятором 3, коробку 4 передач с исполнительным механизмом 5 переключений передач, 20 задающее устройство 6 с датч)п(ами 7, 8 изменения частоть1 в()ащения Вяля дВнгятсля и датчиком 9 характера изменения нагрузки двигателя для получения сигналов Р„, Р» и
Р,-„, сгязянный с педалью акселератора 10 25 датчик 11 положения псда III акселератора, блоки 12 и 13 управления включением высших и низших передач соответственно и блок 14 коррекции.
Блоки 12 н 13 содержат (каждый) элемент 30
15 сравнения, например четырехвходовый переменный усилитель, маломощный пневматический задатчик 16 с входным дросселсм 17, фильтр 18, ш)свмоповторитсль 19 и пневмогидравлический преобразователь 20. Входы каж- 35 дого элемента 15 сравнения соединены с одними пз датчиков 7 и 8, задатчиков 16 и выходов блока 14 коррекции, а выходы этих элементов через ппевмоповторители 19 и преобразователи 20 подключены к исполнительно- 40 му механизму 5 переключений передач.
Блок 14 содержит двухполупсриодный выпрямитель 21 и сумматоры 22, 23 и 24, выполненные, например, на пневматических четырсхвходовых усилителях, маломощныс пневматические задатчики 25 и 26, фильтр 27 и входные дроссели 28 — 31. Глухая камера 32 выпрямителя 21 соединена с задатчиком 25, камера 33 — с датчиком 9, глухие камеры 34 и 35 связаны с источником стаоилизированно- 50 го давления трубопроводами. на которых установлены дроссели 28 н 29, с входными дросс(лямп 36 и 37 мсждроссельпых камер 38 и
39 н с суммирующими глухими камерами сумматора 22. Выход этого сумматора под- 55 ключсп к входу с). мматора 23, другая камера которого связана с дат 1иком 11 положения педали акселератора 10. Выход сумматора 23 связан трубопроводом с фильтром 27, с элементом 15 сравнения блока 13 и с суммато- 00 ром 24, к которому подключен задятчпк 26 с дросселем 31, а выход сумматора 24 связан с элементом 15 сравнения блока 12.
Исполнительный механизм 5 со (epiKIIT цилиндры 40, поршень 41, штоки 42, пружины 05
43, Собачки 44, 110130pOTllb111 10лотии: 45, отвочной кожух 46 и порш ill> !7.
1,.<1Я ОолсгчсiIIIH 11злож !illÿ p;IO()Òb! "СТ1)OII
ВВС 1(0 bi C. ICД ) IOIilli(()()() 11! 33(.1! IIH
ЛОВ:
Р„-- выходное дав.,снис дат шка 7, поступающее на вход элемента 15 сравнения блока 12 управления
ВКЛЮЧЕНИЕМ ВЫСШИХ llCÐC, 13×;
Р„-- выходное давление датчика 8, поступающее на вход элемента 15 сравнения блока 13 управления включением низших передач; значения Рв и Р» зависят от крутящего момента двигателя (фиг. 2);
Р;,(— выходное давление .I,àò÷èêà 9, поступающее ня вход выпрямителя 21 блока 14 коррекции, определяет характер измснешгя нагрузки двигателя;
P — постоянная состлвляющая l3IIëåИИЯ г><», oTKJlo!IcIIIIH P<» oT Рхн зависят от амплитуды псрсменНОЙ состяВлЯ101цс11 1131 Р) . )кн (фиг. 3), давление Р„получается с помощью злдатчикл 25;
Р. в, Р„„-- корректирующие давления, сформироваliнbic блоком 14 коррекции и поступа)ощис на входы блоков
12 и 13 соответственно;
Рв», Р»» — выходные давления соответственноо блоков 12 и 13, поступающие íà вход использованного механизма 5;
Р„ Р„ „ — выходные давления задатчиков
Р Р P"
16 и 26, поступающие соответственно на входы элементов 15 сравнения блоков 12 и l3> а также сумматора 24 блока 14;
Р,-() — выходные давления выпрямителя
21, поступающие нл входы сумматора 22;
Р,— — выходное давление сумматора 22. поступающее па H oä сумматора
23;
Р„ — выходное давление датчика 11 положения педали акселератора
10, поступающее па вход сумматора 23;
Р,в, P»)) — выходные давления элементов 15 сравнения соответственно блоков
12 и 13;
1<
1 () — стаоилизированное давление питания. абота устроиства для автоматического перекл)очения передач.
При работе двигателя с оптимальной нагрузкой величина давления Р„ниже суммы давлении Р) и Р„-,, а Р» — ниже давлений Р, и Рв», поэтому на выходах блоков 12 и 13 команд на псрсключепис передач нет, механизм
5 находится в исходном положении, С увеличением нагрузки двигателя снижается его частота Bp3llicIIHH, что пр1 водит к по600000
Величины даглений Р,, и Р,,„ определяются с (тетом следующнк условии: при увеличе. нии нажатия на педаль акселератора 10 псреключет(ия должны быть при большик крутян(1!.(момента(двигателя, 3 при работе с перемен ой нагрузкой переключения должны оыть при мсш.ши:(зна>тен!?я.(нагрузки двпгаT(IH, tip l! это. >т CC Ст?((же(?1(с д0,1)1(110 61>IT!, прОпорцион»льным 3.;тплитудс переменной составI BIO(II(1! !.,1), ТЯШСГО 3!0.<?ЕНТ».
Отдеici;irc составляюшсй Р „и по1 чснпс
;(Бу:(сигналов, проиор ri!0113льнтт. (отк10»(»»tn
Р,„;! Р,.„в сторону увели (ештя или умеш шсния. 1?ыио пlтlст Выпрямитель 21. в камеру 32 кото()ого з»:(»т;иком 25 под»cTcH постоянное
13!3 н- "- (1,,-,. Вы:(однь(Г,1»влснт(я Р,„! п Р„ р»ш!ы nтклонст? IIIO д» влсния Р;„относитс Ih110 Р;, Прll уâ.лн lc!!нт Р„, во раcò»cò cèë I, котог;> H 130З (ГЙ(Т!3% ст На:((С.(161;ппlый 6101(13 ка Гт)с 3)3 I! ))ь!:;1,11„1(т li(.искр?,lтис>:(рО(Сел Я 36.
;1?!?л !!Ii(Р Iii. р(! Ipnc(гтс 31) увели!ив»(>""я !I н(p(;(;!ется Б к»мГрм «1. Гдс Бозр»Гт;lс! (!?(та !30:3 ((!! (твтl я ll;) .!см 6!) винт lй Олое, прсН ЯТГ I В > Юl(1;)Я IРС З(IC?1IIO«t c (BC.!1!ЧС НИ(О 1;)БЛС11!IH Р, . Прн .)нижснтп(;(»Б,ЗС(!т!)т Р;-„(IIOмощью в;о пнтго 1pîñññëÿ 37 н камеры 35
» iI;t 1oi r1!tc: hi (! n6r) 3 30>I фор>
Р .
I13ëB lllc в блоке 1-1 з»д»тчика 25 давления
nC)3Г,;0B,зив3стсЯ 11(06 0 (имостт ln Смещения («нуля» Гни;3 13 Р,„,:еюшсго место при рабо-с Г постоя .!)0Ë,?»грузкой, иа величинм Р,-„
B (БЯ ((T()?. I I О B (Л3!I lс Н НО П>ЗОБ»НИЯ В
c(TI)(.è(твс ннсттм;!тнчс(1(1!); -), !ем(II т о>3 и), (1)унки<(ОН н р() в»1 ИС;и p>," 1!HCT(Я 111) il т;113(IСII II II Il ll)1(Г;тт(то((1)срн()го. Применяя дат !ик 9 с элсктт) И !се?(Н Бl! :О. (0. ch i!OCTOHII! 1% !0 ГОСT» В,1Н IOIIEX 10
Р,„можт!n ттсключит, а слс лов»тельно, нсклю
Р?ь определяется с помон?д ю Гуitil(ITon;I 22, (»глсllil(Р„-„,--- Г ??омощыо ciмматора 23, коTop!!i! Бы,!IT»CT из давлсттт)я PÄ cubi!ii;Ip! IOC давлсlliic полупериоroB Р,,:. 1»глснис Р,;, — — с по)то:цью л мматора 24, которьш вычитает пз постоянного д»влсния z»B.Hei!«e Р,;„.
Г у!?слт!«!Гнт!Гм 3 зплитуды переменной сост»вля)ошей «рутя!цсгn момента повышаются
3 ?п,1иту (ы даг>лс!?ий Р,! н Р-:- и пк ci xtx!3 Р,.
Прн этом ".((сн»нтт!ется давление Р,;„и повыитастся д»r;ëc»ii(P,„» этn зBii»«ilT, tòî Г увсличсни "i:;I÷!.ëlïó»,>I Срсмснiin."I cîñò»âëÿþн!ГЙ и)) > THIIlcl О Tin!I(!IT;1 ПСрсl(Л(0>I(>1111 H бмд > T
ocмII((cTB,,ят! Гя i!pl! бблы?(сз! Р,; !l
Рсс,. КО< ОРЫС ГОО! Бетств. IOT МСНЫНИМ ЗН»ЧЕНИя(! !(p) THme! n .;:0;ic!iTB двигателя. Тт!ким оора»01i, ист>олт>зов;тине блока 14, ГВязант?ого с датчиком 9 (врат(тсра изменения нагрузки двигателя, вы.13?ощ?(м сигнал, определяющий колебания нагрузки, и с датчиком 11 поло)ксния пе1»лн акселератора 10> обеспечивает
Когд» устройство 1,1Н автом»тн теского пс )« рскдючения переда 1 II»xn.iI!Tcя в Itcxo.QIIO I состоян!!и, водитель в cë). чае IIco6_#_nдимости может уiip»B;IHTI> транс:,!иссией ттi т(i псpccT;lновки ",îëîòíèêà 45 B новос фиксирогат(нос по10>1(ение вр1 шую. 60
В;током коррекци?! 14 выполняются такис операции, как отделение постоянной составляющей Р.„давления Р,-„, дв кпол периодное выпрямление, суммирование полупериодов и определение давлений Р; и Р„.. !)Д
Бышсник) д»влсния P. (ф?!г. 2). Когда давлеIl ilC P; CT3HCT OO;Il>lI!C C> м мы,(«п)леliHII <
Р;, на вы.(о (е элемента 15 сравнения блока
13 ((j)l!I . 4) иояьится давление Р„,, равное Р(), коlорос посредством пневмоповторителя 19 и д
Iip(обр3зователя 20 трансформируется в Р>„,.
Под д»влснисм Р,;„поршень 47 перемещается
Bllp3Bo, сжимая пружину 43 и перемещая штоком 42 соба тку 4-1, которая соскальзывает с кожу.;» 16, !3);о (?гт и зацепление с (ра?товым
Венцом !r поворачивает золотник 45 против
?асовой стрелки в новос фиксированное поло«ксние, (00 Вст(тВ тощес BK.110ченной c) tc«I(IIQA низшей исрс,(ачс.
После переключения передачи нагрузка двигателя снижается, частота вращения увеличив»ется,,r 3 вленпс Р„умен!.шается, ири этом давлсния Р„„и Р„„сорасываются, исполнительllh!1! мс:(ани 3 I 110;I;(сйс!.??и(м пружины 43 ус г»н»в,тив»ется в ис );одl!Oc положение. уст20 ро!!Г1 )n I 0ToBo и Следуlo(l(ir i переключениям.
I IpI! cIlII)I(cнии нагр) зеи,твнгl!Tc;IH Бс. IIIЧ Н?3«1 СТС?1 !»С I ОТ» С ГО ВВ 3 Нт II II H, !ТО 131>131>1 В»(Т
l I O 1 31>1 1i l (. I l l l C;I cl B;1 C I I I I H P, К о т. (3 д «п3 л С Н н с Р,:, )
cT3нет р»вным сумме даи lcf!Ili Р,; и Р„,, н»
?3?>т):оде элемента 15 сравнения блока 12 появится д»влснис Р;,, равное Р(, которое преобразуется в давление Р„„ и, воздействуя на исполнительный ме(аттттз т 5, поворачивает золотник 45 по часовой стрелке в новос фиксн30 рованнос поло)кение, с оответст!31 юшее Смежной высшей передаче. Пос.1с переключения
ИГР;(«I cl;I «1 81ñíèñ P!! "< 4icI!Bl! i cl cтсЯ. 3 д«чвлснтт<Я
Р;;„и Р,;,, Гбр»счтваются, поршень 41 под дсй(I I3Irc1! !!р (,кипы 43 нср(IBO (IiT(Я II:3 331<(i!Ë(I! Ir H Г . (p;t !in!3!>(Т! !3C! !!in (I Bn.c!OTII I I Ê» 15, 1!(н ОЛ-! итслы!ый мс..(3111!зм 5 з»ннм;тсг ис.(о I!Inc Iinложсние.
При повторEIO «! clrlr«Hettriil нагрузки вт!Овт повьпп»ется давление Р, которос, возzc!icTI)x H
На ОДНИ II TC «?(Е ЭЛЕМЕНТ1>1, БЫЗЬIВ»СТ ВКЛIО (Енне Следующей высшей перед3чи.
Иск.1?очеттие «звон?(овогn режим»» обеспечивается применением фильтров 18, т(оторые
cfIiI«l(31oT скорость на т) 3 ст» н !1 я сиги».10В, pnBнями изменения давлений Р., и Р,; (yi!CEI!.шсние одного при увеличении др гого ведет к noBûøåíèþ устойчивости обр»cтного переключения) и уст»новкой значений нагр зки,твпгателя при переключениях передач 1опти«тальные области (апактсрт?стикт! двигателя пригедены па фиг. 2) .
Рссlл I! 5 ац1110 Опт им
Формула изобрст III!H
Устройстьч> для автоматического псрсклк>чсJIlIH l1CP(Да 1 ТЯ Г013ОГО СP(Ä(ÒBñi, PO>IOP if(>i(PIJ I IH 11(.,1;)л II l 1 3 Р и !С I I J f H 1> 1(и<и. Il iif 3IIIIIx исрсда!, один из вкодов каждоlo из которых соединен с одним из датчиков изменения частоты вращения вала двигателя, а Выходы — — с IIPH01IIIITpльпым мсканизмом
JIpppKëþ
С H СК1, <ТО, С ЦСЛ!ИО ПОВЫШ(IIIIH TO<1110(131>l бора оптимального мом IITB псрскл!очспия передач, устройство снабжено датчиком характера изменения нагрузки двигателя, а блок коррекции выполнен из задатчика давления, ДВМХПОЛУПЕРИОД!!ОГО ВЫПРЯКI!!ТСЛЯ, ВКОД KOTOрого соединен с датчиком карактсра измерения нагрузки двигателя, и трек с) мматоров, Входы одного из которых соединены с вь<ходами выпрямителя, а выкод — с одним пз вко;! O I3 I 3 T O P O I О С У К К> с! Т 0 Р а,,ц Р У Г О Й B К О Д К с) Т 0 Р 0 Г 0
С(7<, I!IIIPII С IBT !икокl п010if(PII!IH Il<., l
1!3 !3" О;(ОВ P<. Tl>ñ! 0 < м. I IIToP l— к(7 I, - !3 <О !O!
3ь!. I!Jeff пере. чачи.
2() Источники информации, принятые во вппмаиис при экспертизе
1. (!)торскос свил(тель(тво ГССР к(В 23:> (38, кл F 02(l 3(/00, 1967.
2. 3!!том;!ти:3;!Ция рс>еII) IQB pB<>oT1,1 тракто!>25 пык т!)апскл!и< гий, иод рсд. (,рейслера (. Л..
М., 1963. с. 86 — 92.