Устройство для моделирования механической передачи

 

ОП ИСАНИЕ

И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (<))! 00! !24

Союз Советскик

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к аят. саид-ву (22) Заявлено 03.09.81 (21) .3335028/18-24 с присоединением заявки 1тЪ (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.83. Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 28.02.83 (5I)М. Кл.

4 06Gi 7/64

Гееуддрстееллмй кемктет

СССР

le делам лзабретеккй и етквытий (53) УДК681. .3 (088.8) (72) Автор изобретения

А. А. Бельке (71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к аналого-вычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств и исследовательских стендах.

Известно устройство для моделирования механической передачи, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, усилитель и второй интегратор, выход которого подключен к входу первого интегратора (1 1

Также известно устройство, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, усилитель и второй интегратор, который через мостовой выпрямитель подключен к истоннику разнополярного напряжения (2 1.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования механической передачи, содержащее инвертор и последовательно соединенные первый интегратор, первый коммутатор, второй интегратор, усилитель, ограничитель, второй коммутатор, третий интегратор, вход и выход

2 которого соединены с одной парой вершин мостового выпрямителя, другая пара вершин которого через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, выход третьего интегратора соединен с вторым входом второго интегратора, управляющие входы коммутаторов подключены к соот- ветствующим выходам датчика переключения передач ГЗ) .

1О

Недостатком этого устройства является, во-первых, то, что данное устройство не модулирует работу коробки передач при выключенной передаче, вовторых, неточно воспроизводится переход15 ный процесс, так как наличие различных резисторов, определяющих различное передаточное число коробки, на входах интеграторов приводит к значительному изменению суммарной податливости и момента

I инерции коробки передач, хотя в реальных коробках податливость от входного валаи момент инерции вращающихся масс и самого транспортного средства, приведенЦель . изобретения — повышение точнос-ти моделирования.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для моделирования механической передачи, содержащее три интегра-тора, ограничитель напряжения, мостовой

l0 выпрямитель, ограничительные резисторы, источник разнополярного напряжения, датчик напряжения фрикциона, инвертор, два коммутатора, первый суммирующий уси-, литель, датчик положения рычага переключения передач, состоящий из группы выключааелей, одни входы которых объединены и подключены к шине постоянного потенциала, а другие выходы соединены!

5 с управляющими входами соответствую- щ ших комму таторов, первый. вход первого интегратора является входом устройства, а его выход соединен с первым информационным входом первого коммутатора и с входом инвертора, выход которого под- 25 ключен к второму информационному входу первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго интегратора, выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения, управляющие входы которого соединенв с выходами датчика напряжения фрикциона, выход ограничителя напряжения подключен к информационному входу второго коммутатора, выходы кото35 рого соединены соответственно с входами первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом третьего интегратора, одна пара вершин мостового выпрямителя соединена соответственно 40 с входом и выходом третьего интегратора, а другая пара вершин мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного налряжения, дополнительно введены третий и четвертый коммутаторы и вто рой суммирующий усилитель, причем управляющие входы третьего и четвертого коммутаторов соединены с выходами соответствующих переключателей датчика положения рычага переключения передач, информационный вход третьего коммутатора соединен с выходом ограничителя напряжения, а выход подключен к второму входу первого интегратора, информационный вход четвертого коммутатора 55 соединен с выходом третьего интегратора, а выходы подключены соответственно к входам второго суммирующего усилите .

3 1001 . ных к выходному валу, изменяются меньше, чем передаточное число коробки передач.

124 ф ля, выход которого подключен к второму входу второго интегратора.

На чертеже изображена схема устройства.

Устройство содержит первый интегратор

1, первый коммутатор 2, инвертор 3, второй суммирующий усилитель 4, третий коммутатор 5, второй интегратор 6, ограничитель 7 напряжения, датчик 8 ограничения напряжения фрикциона, четвертый 9 и второй 10 коммутаторы, мостовой выпрямитель ll, третий интегратор 12, датчик 13 положения рычага переключения передач, второй суммируюi ший усилитель 14, источник 15 разнополярного напряжения, операционные усилители 16, резисторы 17 и конденсаторы 18.

Выход интегратора 1 через последовательно соединенные коммутатор 2, интегратор 6 и ограничитель 7 соединен с входом коммутатора 10, группа выходов которого соединена с группой входов сумматора 14, выход последнего через интегратор 12 соединен с входом коммутатора 9, группа выходов которого соединена с группой входов сумматора 4, выход последенго соединен с вторым входом интегратора 6. Выходы датчика 13 положения рычага переключения передач одновременно соединены с соответствующими управляющими входами коммутатороь

2, 5, 9 и 10. Выход интегратора 1 через инвертор 3 соединен с вторым входом коммутатора 2, а выход датчика 8 соединен с управляющими входами ограничителя 7, выход которого через коммутатор 5 соединен с входом интегратора 1, другой вход которого является входом устройства.

Устройство работает следующим образом.

При режиме включенной передачи в датчике 13 положения рычага переключения нередач, прецставляюшем собой группу выключателей, включен переключатель соответствующей передачи, например второй. В этом случае сигнал с датчика 13 поступает на коммутаторы 9 и 10, подключая определенный вход суммирующих усилителей 4 и 14 соответственно к выходам интегратора 12 и ограничителю 7.

Коммутаторы могут представлять собой либо реле, либо аналоговые электронные переключатели. Если в этом случае на свободный вход интегратора 1 подать напряжение U<, пропорциональное крутящему момен у, приложенному к входному валу коробки, то на выходе интеграS 1001 тора 1 появится напряжение Ц,, пронорциональное оборотам выходного вала.

М1 В

Постоянная времени интегратора 1 определяет момент инерции вращающихся масс, находящихся в постоянном зацеплении с входным валом и приведенных к нему.

Напряжение (J . поступает через коммутатор 2 на вход интегратора 6, на выходе которого формируется напряжение 0 >0 пропорциональное моменту упругих сил, .

У возникающих в результате упругой деформации. Постоянная времени интегратора

6 определяет податливость деформируемых частей коробки передач. 1$

Напряжение О,„без изменения по амплитуде проходит через ограничитель 7 и с помощью коммутатора 10 направляется на вход суммирующего усилителя

14, соответствующий включенной переда- 20 че. Коэффциент передачи данного усилителя по каждому входу определяет передаточное число коробки передач по моменту.

Таким образом, на входе усилителя 14 формируется напряжение, пропорциональ- 2$ ное произведению М . Последнее поступает на вход интегратора 12, на выходе которого формируется напряжение Ощ е. пропорциональное оборотам выходного вала коробки передач. На другоой вход ин- 30 тегратора 12 через мостовой выпрями- тель 11 с источника разнополярного напряжения подается напряжение, пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил. Это напряжение за счев мостового выпрямителя будет всегда противоположным по знаку напряжению 0 „, т.е. оно будет всегда тормозным для интегратора 12.

Напряжение 0ц с помошью коммута2 40 тора 9 подается на один из входов усилителя 4 соответствующей передачи.

Коэффициент сумматора по каждому входу равен передаточному числу коробки передач. Таким образом, на выходе усилителя 4 формируется напряжение, про4$ порциональное произведению i U которое поступает на второй вход интегратора

6. При достижении равенства U != 6 „ 1 2 процесс разгона коробки прекращается и наступает установившийся режим.

Режим выключенного фрикциона характеризуется тем, что напряжения с датчика фривциона равны нулю, поэтому ура вень ограничения ограничителя 7 также равен нулю. В этом случае при подаче напряжения 0> на свободный вход интегратора 1 на его выходе будет напряжение

0иу1, на выходе интегратора 6 также

124 С будет напряжение Î,ù . Однако это нау пряжение через ограничитель не пройдет, так как уровень его ограничения равен нулю, и тогда (независимо от включенной передачи) не будет раскручивакщ его момента, приложенного к выходному валу коробки передач, т.е. напряжение 0 на выходе интегратора 12 будет равно нулю.

При режиме включенной нейтрали все коммутирующие элементы коммутаторов

5, 9 и 10 разомкнуты. В этом случае (как и в предыдущем) передача момента не осуществляется, а коммутатор S служит для того, чтобы при замкнутом фрккционе, т.е. когда на управляющих входах ограничителя 7 присутствует максимальное напряжение, по цепи обратной связи не поступало напряжение U с выхода

У ограничителя 7, которое было сформиро- вано в резулыа те наличия напряжения

0 на первом входе интегратора 6. Если бы напряжение О му поступало на второй вход интегратора 6, то оно создавало бы момент сопротивления вращению входного вала, что является противоестественным фактом, так как при включенной нейтрали в коробке передач передача мощности отсутствует.

В режиме заднего хода устройство работает так же, как и в режиме включенной передачи переднего хода, с той лишь разницей, что напряжение U с

1 помощью коммутатора 2 подключается к интегратору 6 через инвертор 3, в результате чего напряжение U становит2 ся противоположным по зн ку налряжению Оц> при включенных передачах переднего хода.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет более точно моделировать работу коробки передач, что дает воэможность испольэовать его не только в тренажерах, .но.и в исследовательских стендах.

Формула изо бретения

Устройство для моделирования механи ческой передачи, содержащее три интегратора, ограни*итель напряжения, мостовой выпрямитель, огранич игельные резисторы, источник раэнополярного напряжения, дат чик напряжения фрикциона, йнвертор, два коммутатора, первый суммирующий усилитель, датчик положения рычага переключения передач, состоящий иэ группы выключателей, одни входы которых объеди нены и подключены к шине постоянного

1001 потенциала,, а другие выходы соединены с управляющими входами соответствующих коммутаторов, первый вход первого интегратора является входом устройства, а его выход соединен с первым информационным входом первого коммутатора и с входом инвертора, выход которого подключен к второму информационному входу первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго интеграто-1г ра, выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения, управляющие входы которого соединены с выходами датчика напряжения фрикциона, выход ограничителя напряжения подключен 15 к информаци иному входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами первого суммирующего усилителя, выход которого соединен соответственно с входом третьего интегратора, одна пара20 вершин мостового выпрямителя соединена соответственно с входом и выходом третьего интегратора, а другая пара вершин мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источ- 25 нику разнополярного напряжения, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности моделирования, оно

124 8 дополнительно содержит третий и четвертый коммутаторы и второй суммирующий усилитель, причем управляющие входы третьего и четвертого коммутаторов соединены с выходами соответствующих выключателей датчика положения рычага переключения передач, информационный вход третьего коммутатора соединен с выходом ограничителя напряжения, а вы- ход подключен к второму входу первого интегратора, информационный вход четвертого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выходы подключены соответственно к входам второго суммирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу второго интегратора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Справочник по аналоговой вычислительной технике. Под ред. Г. Е. Пухова, Киев, «Техника«, 1975, с. 351.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 641465. кл. {„06 С, 7/48, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3235707/18-24, кл. Q 06 6 7/64, 1981 (прототип).

1001124

Составитель В. Фукалов

Редактор А. Ворович Техред Ж.Кастелевич Корректор, M. Illapomv

Заказ 1398/57 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Ф гнал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4