Система автоматического управления дифференциалом ведущего моста тягового колесного средства

 

СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛОМ ВЕДУЩЕГО МОСТА ТЯГОВОГО КОЛЕСНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидроуправляемую фрикционную муфту, подключенную через электрогидравлический усилитель, к выходу многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройства и сравнивающего устройства подключен к датчикам скоростей вращения ведущих колес и к регулируемому потенциометру, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым механизмом, выход регулируемого потенциометра соединен с вторым пороговым устройством, установленным в цепи связи одного из входов многовходового элемента ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, кромв того, один из входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров кинематически связаны соответственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тягово-эксплуатационных характеристик колесного средства путем обеспечения блокировки, дифференциала при разгоне и торможении, а также до преодоления тяжелого дорожного участка, она снабжена С датчиками положения педалей муфты сцеп ления и тормоза, подключенными к двум (Л входам многовходовогЬ элемента ИЛИ, ключом , запоминающим устройством и третьим пороговым устройством, причем управляющий вход ключа соединен с выходом первого порогового устройства, а рабочий вход ключа подключен к выходу блока определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, причем выход ключа посредством запоминающего устрой ства подключен к одному из входов тресо тьего порогового устройства, другой вход 4: которого соединен с рабочим входом ключа, 00 4 а выход третьего порогового устройства подключен к одному из входов элемента ИЛИ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1079484

3(5D В 60 К 17 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3551933/27-11 (22) 07.02.83. (46) 15.03.84. Бюл. № 10 (72) В. Ф. Чабан, В. В. Гуськов, В. А. Бунас и П. А. Амельченко (71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (53) 629.113.587 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 612838, кл. В 60 К 17/20, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3419517/11, кл. В 60 К 17/20, (прототип), (54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛОМ

ВЕДУЩЕГО МОСТА ТЯГОВОГО КОЛЕСНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидроуправляемую фрикционную муфту, подключенную через электрогидравлический усилитель, к выходу многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройства и сравнивающего устройства подключен к датчикам скоростей вращения ведущих колес и к регулируемому потенциометру, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым механизмом, выход регулируемого потенциометра соединен с вторым пороговым устройством, установленным в цепи связи одного из входов многовходового элемента ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, кроме того, один из

> входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров кинематически связаны соответственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тягово-эксплуатационных характеристик колесного средства путем обеспечения блокировки. дифференциала при разгоне и торможении, а также до преодоления тяжелого дорожного участка, она снабжена датчиками положения педалей муфты сцеп- Я ления и тормоза, подключенными к двум входам многовходовогЬ элемента ИЛИ, ключом, запоминающим устройством и третьим пороговым устройством, причем управля- С„ ющий вход ключа соединен с выходом первого порогового устройства, а рабо /ий вход Я ключа подключен к выходу блока определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, причем выход ключа посредством запоминающего устройства подключен к одному из входов третьего порогового устройства, другой вход которого соединен с рабочим входом ключа, 4 а выход третьего порогового устройства Я) подключен к одному из входов элемента

ИЛИ.

1079484 щая гидроуправляемую фрикционную муфту, 30

45

1

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам управления трансмиссиями, и касается блокировки дифференциала ведущего моста тягового колесного средства.

Известна система автоматического управления дифференциалом ведущего моста колесного средства, содержащая фрикционную муфту, управляемую сервомеханизмом, подключенным через сравнивающие и пороговые устройства к датчикам скоростей вращения колес и крутящих моментов и имеющая регулируемый потенциометр, включенный в цепь сигнала датчиков скоростей вращения колес между сравнивающим и пороговым устройством, подвижный элемент которого кинетически связан с рулевым устройством (I ) .

Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает блокировку дифференциала при разгоне и торможении тягового колесного средства, а также при работе его с определенной крюковой нагрузкой в одинаковых тягово-сцепных условиях левого и правого ведущих колес, кроме того, для измерения крутящих моментов на полуосях неизвестны датчики, обладающие достаточной надежностью и долговечностью

B условиях сельскохозяйственного производства.

Известна также система автоматического управления дифференциалом ведущего моста тягового колесного средства, содержасоединенную через электрогидравлический усилитель с выходом многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройства и сравнивающего устройства подключен к датчикам скоростей вращения ведущих колес и к первому регулируемому потенциометру, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым механизмом, выход первого регулируемого потенциометра соединен также с вторым пороговым устройством, установленным в цепи связи одного из входов многовходового элемента

ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, кроме того, один из входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров кинематически связаны соответственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач (2).

В известной системе разблокирование дифференциала происходит после срабатывания реле времени, если же не преодолен

25 участок с различными сцепными характеристиками, то система вновь блокирует дифференциал после появления разности скоростей вращения полуосей, что снижает тягово-сцепные характеристики тягового средства.

Блокирование дифференциала значительно повышает устойчивость движения при торможении, поскольку разность тормозных моментов левого и правого бортов обуславливает поворачивающий момент, вызывающий неуправляемый поворот тягового средства. Кроме того, блокирование ведущего моста улучшает характеристики разгона тягового средства, так как в период разгона трансмиссией передается повышенный крутящий момент, вызывающий значительное буксование и нагруженность. Известная система не обеспечивает блокировку дифференциала до преодоления участка с различными тягово-сцепными характеристиками бортов тягового средства, а также при торможении и разгоне.

Цель изобретения — улучшение тяговоэксплуатационных характеристик колесного средства путем обеспечения блокировки дифференциала до преодоления тяжелого дорожного участка, а также при разгоне и торможении.

Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления дифференциалом ведущего моста колесного тягового средства, содержащая гидроуправляемую фрикционную муфту, подключенную через электрогидравлический усилитель к выходу многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройства и сравнивающего устройства подключен к датчикам скоросстей вращения ведущих колес и к регулируемому потенциометру, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым механизмом, выход регулируемого потенциометра соединен с пороговым устройством, установленным в цепи связи одного из входов многовходового элемента

ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, кроме того, один из входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров ки нем атически связаны соответственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач, снабжена датчиками положения педалей муфты сцепления и тормоза, подключенными к двум входам многовходового элемента ИЛИ, ключом, запоминающим устройством и тре1079484 тьим пороговь м устройством, причем у правляющий вход ключа соединен с выходом первого порогового устройства, а рабочий вход ключа подключен к выходу блока определения сигнала о величине крутящего момента на ведуших полуосях, а выход ключа посредством запоминающего устройства подключен к одному из входов третьего порогового устройства, другой вход которого соединен с рабочим входом ключа, а выход третьего порогового устройства подключен к одному из входов элемента

ИЛИ.

На чертеже изображена схема системы автоматического управления дифференциалом тягового колесного средства.

Система содержит фрикционную гидроуправляемую муфту 1, блокирующую дифференциал 2, соединенную через гидравлический многовходовый усилитель 3, например шестивходовый элемент ИЛИ 4, реле времени 5, первое 6, второе 7 и третье 8 пороговые устройства, сравнивающее устройство 9, ключ 10 и запоминаюшее устройство 11 с датчиками 12 и 13 скоростей вращения ведуших колес, регулируемым потенциометром 14, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым управлением, датчиками 15 и 16 положения соответственно педалей муфты сцепления и тормоза и с выходом блока 17 определения сигнала-аналога крутящего момента на полуосях, выполненного в виде последовательно соединенных датчиков включенной передачи 18 и нагрузки двигателя 19.

Ilsa входа шестивходового элемента

ИЛИ 4 соединены с датчиками 15 и 16 положения педалей муфты сцепления и тормоза, параллельно подключенными к источнику постоянного напряжения. Три входа шестивходового элемента ИЛИ 4 соединены с выходами первого 6, второго 7 и третьего 8 пороговых устройств. Первое пороговое устройство 6 соединено с выходами датчика 14 и сравнивающего устройства 9, входы которого подключены к выходам датчиков 12 и 13. Второе пороговое устройство 7 соединено с выходами датчиков 14 и 18. Третье пороговое устройство 8 соединено с выходами датчика 18 и запоминающего устройства 11, вход которого посредством ключа 10, управляемого сигналом с выхода первого порогового устройства 6, соединен с выходом датчика 18.

На последний вход шестивходового элемента ИЛИ 4 включено реле времени 5, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4. Последовательное соединение регулируемых потенциометров 18 и 19, когда выход одного из регулируемых потенциометров, например 19, связан с входом регулируемого потенциометра 18, а вход— с источником постоянного напряжения, обеспечивает пропорциональность выходного сигнала регулируемого потенциометра 18

5 !

0 !

Зо

55 суммарному крутяшему моменту на полуосях или крюковой нагрузке тягового колесного средства.

Система работает следующим образом.

Шестивходовый элемент ИЛИ 4 выдает командный сигнал к электрогидравлическому усилителю 3 и муфте 1 на блокировку дифференциала 2 при появлении ступенчатого сигнала хотя бы на одном из его шести входов. На первом или втором входе появляются сигналы датчиков 15 и 16 при выключенной муфте сцепления или включении тормозов, т.е. в момент начала разгона или при торможении колесного тягового средства. После отпускания водителем педалей выключения муфты сцепления тормоза дифференциал 2 остается включенным некоторое время, необходимое для разгона колесного средства благодаря наличию на шестом входе элемента ИЛИ 4 сигнала, поступающего от реле времени 5. На пятом входе появляется сигнал при превышении установленной разности, определенной сравнивающим устройством 9, сигналов датчиков 12 и 13 скоростей вращения ведущих колес порогового значения. определенного с учетом значения сигнала, пропорционального отклонению рулевого управления, который поступает от регулируемого потенциометра 14. На четвертом входе элемента ИЛИ 4 появляется сигнал, если крюковая нагрузка станет больше заранее установленной, с учетом угла поворота управляемых колес, т.е. с учетом значения сигнала, поступающего от датчика 14. На третьем входе элемента ИЛИ

4 появляется и присутствует ступенчатый сигнал до тех пор, пока текушее значение сигнала о величине крутяшего момента на полуосях с датчика 18 превосходит значение, записанное в запоминающее устройство 11 в момент, когда появился сигнал на выходе первого порогового устройства 6.

Когда значение сигнала от датчика 8 станет меньше значения, записанного в запоминающем устройстве 11, ступенчатый сигнал на третьем входе элемента ИЛИ 4 исчезает, а память запоминающего устройства 11 освобождается от записанной в ней информации.

При движении тягового колесного средства по твердой дороге без буксования колес с нагрузкой, меньшей порогового значения, при отсутствии управляющих воздействий водителя на педали муфты сцепления и тормоза, на входах многовходового элемента ИЛИ 4 сигналов нет, на его выходе также нет командного сигнала, дифференциал 2 разблокирован. При трогании с места и разгоне, когда водитель выжимает педаль 15 муфты сцепления, на первом входе элемента ИЛИ 4 появляется ступенчатый сигнал, вследствие чего командный сигнал появляется на выходе элемента ИЛИ 4, усиленный в электрогидравли1079484 ного сигнала на выходе элемента 4 этот сигнал подается на вход реле времени 5, вызывая появление на его выходе ступенчатого сигнала. После блокировки дифференциала скорости вращения ведущих колес выравниваются, значения сигналов датчиков 12 и 13 стают одинаковыми, на выходе первого порогового устройства 6 и на пятом входе шестивходового элемента

ИЛИ 4 сигнал пропадает. Однако на выходе реле времени 5 сигнал еще наблюдается определенное время, необходимое на преодоление скользского участка дороги, что обеспечивает с помощью шестивходового элемента ИЛИ 4, электрогидравли40

5 ческом усилителе 3 включает фрикционную муфту 1, блокирующую дифференциал 2.

Одновременно с появлением командного сигнала на выходе элемента ИЛИ 4 этот сигнал подается на вход реле времени 5, вызывая появление на его выходе и, сле- 5 довательно, на шестом входе элемента ИЛИ

4 ступенчатого сигнала. После отпускания водителем педали 15 муфты сцепления ступенчатый сигнал на первом входе элемента ИЛИ 4 исчезает. Однако на выходе реле времени 5 сигнал еще наблюдается определенное время, благодаря этому дифференциал 2 остается заблокированным некоторое время, пока происходит разгон колесного тягового средства.

При торможении водитель выжимает педаль тормоза и на втором входе элемента ИЛИ 4 появляется поступающий от датчика !6 ступенчатый сигнал, вызывающий появление командного сигнала на его выходе и, следовательно, блокирование дифференциала 2. Благодаря срабатыванию ре- 20 ле времени 5 дифференциал 2 остается заблокированным некоторое время после отпускания водителем педали тормоза.

Если скорость вращения одного из ведущих колес увеличивается вследствие попадания его на скользкий участок опорной поверхности, на выходе сравнивающего устройства 9 появляется сигнал, величина которого равна разности величин сигналов датчиков 12 и 13 скоростей вращения ведущих колес. При превышении этой разностью порогового значения на выходе первого порогового устройства 6 появляется ступенчатый сигнал, который, поступая на пятый вход шестивходового элемента ИЛИ 4, вызывает появление командного сигнала на его выходе. Этот сигнал, усиленный электрогидравлическим усилителем 3, включает фрикционную муфту 1, дифференциал 2 блокируется. Одновременно с появлением командб ческого усилителя 3 и фрикционной муфты 1 блокировку дифференциала 2. Одновременно с подачей ступенчатого сигнала с выхода первого порогового устройства 6 на пятый вход шестивходового элемента ИЛИ 4 он подается на управляющий вход ключа !О. Ключ открывается, и в запоминающее устройство 11 поступает сигнал о величине крутящего момента на полуосях при появлении разности скоростей вращения полуосей, Значение сигнала записывается, сравнивается с текущим значением нагрузки посредством третьего порогового устройства 8, на выходе которого наблюдается ступенчатый сигнал. Текущее значение нагрузки превышает значение, записанное в запоминающем устройстве 11, т.е. пока дорожные условия остаются достаточно тяжелыми. Дифференциал 2 при этом заблокирован. Когда же значение нагрузки на полуосях снизится настолько, что станет меньше значения, записанного в sanoминающее устройство 11, на выходе порогового устройства 8 сигнал пропадает и, если на всех прочих входах шестивходового элемента ИЛИ 4 сигналы также отсутствуют, дифференциал 2 разблокируется.

При работе колесного тягового средства со значительной тяговой нагрузкой, превосходящей пороговое значение второго порогового устройства 7, на выходе этого устройства появляется сигнал, который, поступая на четвертый вход элемента ИЛИ 4 электрогидравлический усилитель 3 и гидроуправляемую муфту 1, вызывает блокировку дифференциала 2.

Выполненная таким образом система автоматического управления дифференциалом ведущего моста обеспечивает продолжительный режим движения тягового колесного средства с заблокированным дифференциалом при значительной крюковой нагрузке, при наличии тяжелых дорожных условий, движение с заблокированным дифференциалом при разгоне и торможении даже при одинаковых, скоростях вращения ведущих колес, что улучшает в 1,5-2,5 раза устойчивость прямолинейного движения.

Это обуславливает повышение эксплуатационной скорости движения машинно-тракторных агрегатов с тяговым колесным сред. ством и, следовательно, производительности труда на 4-5%, снижение расхода топлива до 5%, кроме того, улучшаются условия труда механизатора, так как уменьшаются психо-физические нагрузки на управление агрегатом.

1079484

Редактор Л. Повхан

Заказ 1229/15

Составитель С. Белоусько

Техред И. Верес Корректор О.Тигор

Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4