Устройство для моделирования механической передачи

 

УСТРОЙСТВО ДОЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ по авт. ев. № 1001124, о тли ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения фуйкцйональных возможностей за счет моделирования механической передачи с синхронизаторами, оно дополнитель но содержит второй датчик положения п9Л«и i ЬП. рычага переключения передач, пятый коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, схему сравнъния , усилитель и исполнительный блок, кинематически связанный с дат чиком положения рычага переключения передач, причем выходы второго датчика положения рычага переключения передан соединены с соответствующими управляняцими входами пятого коммутатора , ш 1ходы которого соединены с соответствукяцими входами третьего сумматора, информационный вход пятого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выход первого интегратора подключен к . другому входу схемы сравнения. i

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1 д11 С 06 G 7/64

»

Э °

° °

МФ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1001124 (21) 3549290/18-24 (22) 11.11;82 (46) 07.05.84. Бюл. 9 17 (72) А.А.Бельке (53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 1001124, кл.G 06 С 7,/64, 1981 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ по авт. св. 9 1001124, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет моделирования механической передачи с синхронизаторами, оно дополнитель" но содержит второй датчик положения

„„SU„„3 091192 А рычага переключения передач, пятый коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, схему сравн » ния, усилитель и исполнительный блок, кинематически связанный с дат» чиком положения рычага переключения передач, причем выходы второго датчика положения рычага переключения передач соединены с соответствующими управляющими входамн пятого.коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего сумматора, информационный вход пятого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выход первого интегратора подключен к другому входу схемы сравнения.

1192 2

«5

1 109

Изобретение относится к аналогбвычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств.

По основному авт.св.й 1001124 известно устройство, содержащее три интегратора, ограничитель напряжения, мостовой выпрямитель, ограничительные резисторы, Источник раэнополярного напряжения, датчик напряжения фрикциона, инвертор, два коммутатора, первый суммирующий усилитель, датчик положения рычага переключения передач, состоящий из группы выключа телей, одни входы которых объединены и подключены к шине постоянного потенциала, а другие выходы соединены с управляющими входами соответ-. ствующих коммутаторов, первый вход первого интегратора является входом устройства и его выход соединен с первым информационным входом первого коммутатора и с входом инвертора, выход которого водключен к второму

I информационному входу первого коммутатора, выход которого соединен с .первым, входом второго интегратора, выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения, управляющие входы которого сое; динены с выходами датчика напряжения фрикциона, выход ограничителя напря» жения подключен к информационному входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами первого суммирующего усилителя, выход которого соединен соответственно с входом третьего интегратора, одн М пара вершин мостового выпрямителя соединена соответственно с входом и выходом третьего интегратора,а другая пара вершин мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, третий и четвертый коммутаторы и второй суммирующий усилитель, управляющие входы третьего и четвер-. того коммутаторов соединены с выхода ми соответствующих выключателей 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 соединен с выходом третьего интегратора, а выходы подключены соответственно к входам второго суммирующего усилителя, выход которого подключен к второму входу второго интегратора 1.1g.

Недостатком данного .устройства является то, что при моделировании обычной механической коробки передач оно не в6спроиэводит работу синхрони заторов, которые позволяют переключать передачи с высшей на низшую только при условии соответствия угло вых скоростей ведомых и ведущих частей.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей за счет моделирования механической передачи с синхронизаторами.

Поставленная цель достигается тем что в устройство дополнительно введены второй датчик рычага переключения передач, пятый коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, компаратор, усилитель и исполнительное устройство, механически связанное с рычагом переключения передач, выходы второго датчика рыча га переключения передач соединены с соответствующими входами пятого коммутатора, выходы которого соедине ны с соответствующими входами третье

ro сумматора, информационный вход пятого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выход первого интегратора соединен со вторым входом компаратора.

На чертеже представлена схема устройства для моделирования механической передачи.

Устройство содержит первый интегратор 1, первый коммутатор 2, инвертор 3, первый суммирующий усилитель

4, третий коммутатор 5, второй интег. ратор 6, ограничитель 7 напряжения, датчик 8 напряжения фрикциона. чет= вертый 9 и второй 10 коммутаторы, мостовой выпрямитель 11, третий интегратор 12, первый датчик 13 положения рычага переключения передач, второй суммирующий усилитель 14 источник 15 разнополярного напряжения, исполнительный блок !6, усилитель 17, схему 18 сравнения, третий суммирующий усилитель 19, пятый коммутатор 20, второй датчик 21 положения рычага переключения передач, резисторы 22, конденсаторы 23 и операционные усилители 24.

Устройство работает следующим образом.

Режим включенной передачи.. При этом в датчике 13 положения рычага

l09ll

Напряжение Ощ„без изменения по З5 амплитуде проходит через ограничитель 7 и .с помощью коммутатора 10 направляется на вход суммирующего усилителя 14, соответствующего включенной передаче. Коэффициент переда- 4О чи данного усилителя по каждому входу определяет передаточное число коробки передач по моменту. Таким образом, на входе усилителя 14 формируется напряжение, пропорциональное произве-4> дению i 9> . Последнее поступает на вход интегратора 12, на выходе которого формируется напрякение U npoL42 порциональное оборотам выходного с. вала коробки. передач. На другой вход о интегратора 12 через мостовой выпрямитель 11 с источника разнополярного напряжения подается напряжение, пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил.. Причем это 55 напряжение за счет мостового выпрямителя будет всегда противоположным по знаку напряжению 10„, т.е. оно и ч

3 переключения передач, представляющем группу выключателей, включен переключатель соответствующей передачи, например второй. В этом случае сигнал с датчика 13 поступает на коммутаторы ". н 10, подключая определенный вход суммирующих усилителей 4 и 14 соответственно к выходу интегратора 12 и ограничителя

7. Коммутаторы могут представлять собой либо реле, либо аналоговые электронные переключатели. Если в этом случае на свободный вход интегратора 1 подать напряжение LJ,nðoпорциональное крутящему моменту, 15 приложенному к входному валу коробки то на выходе интегратора 1 появится напряжение 0, пропорциональное оборотам выходного вала..Постоянная времени интегратора l определя-2О ет момент инерции вращающихся масс, находящихся в постоянном зацеплении с входным валом и приведенных к нему °

Напряжение О „„поступает через 25 коммутатор 2 на вход интегратора 6, ° на выходе которого формируется напря жение U >, пропорциональное моменту упругих сил, возникающих в результате деформации. Постоянная време- О ни интегратора 6 определяет податливость деформируемых частей коробки передач.

92 будет всегда "тормозным" для инте- гратора 12.

Напряжение 0щ2 с помощью коммутатора 9 подается на один из входов блока 4. Коэффициент сумматора по каждому входу равен передаточному числу коробки передач. Таким образом, на выходе усилителя 4 формируется напряжение, пропорциональное произведению 1О „2, которое посТупаеТ на второй вход интегратора 6. При достижении равенства „„= i Ц 2 процесс разгона коробки прекращается и наступает установившийся режим.

Режим выключенного фрикциона. Он характеризуется тем, что напряжение с датчика фрикциона равно нулю, поэтому уровень ограничения ограничителя 7 также равен нулю. В этом случае при подаче напряжения 0„„ на свободный вход интегратора !, на его выходе будет напряжение O Ä, на выходе ! интегратора 6 также будет напряжение

U . Однако это напряжение через ограничитель не пройдет, так как уровень его ограничения равен нулю и тогда, независимо от включенной передачи, не будет "раскручивающего момента", приложенного к выходному валу коробки передач, т.е. напряжение U ; на выходе интегратора 12 будет равно нулю.

Релком включенной "нейтрали". При этом все коммутирующие элементы коммутаторов 5,9 и 10 разомкнуты. В. этом случае, как и в предыдущем, передача момента не осуществляется, а коммутатор 5 служит для того, чтобы при

"замкнутом фрикционе", т.е. когда на управляющих входах ограничителя 7 при сутствует максимальное напряжение, по цепи обратной связи не поступало напряжение U с выхода ограничителя

7, которое сформировалось в результате наличия напряжения 0 на первом

И1 входе интегратора 6. Если напряжение

1.!щ„ 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.

Режим "заднего хода". В этом режиме устройство работает так же, как и в режиме включенной передачи переднего хода, с той лишь разницей, что напряжение 0 „„ с помощью коммутатора

2 подключается к интегратору 6 через

1091192 инвертор 3, в результате чего напряжение U становится противоположным по знаку напряжению U „ при включенных передачах переднего хода.

Для моделирования работы синхро" низаторов на механизме переключения передач установлены выключатели второ го датчика 21 положения рычага переключения передач, которые выключа10 ются в начале хода рычага включения соответствующей передачи., Выключатели первого датчика включаются в конце хода рычага, где он фиксируется, т.е. передача включена.

Пусть, например, включена вторая,.

15 передача, при этом напряжения, пропор= циональные оборотам входного и выходного валов связаны соотношением 0,.1=

= Ю,о . При переключении передач водитель сбрасывает газ и выжимает

20 фрикциои. При этом sa счет тормозного двигателя напряжение U „ стано>HTcR равным U g < U jj .. U g плавно уменьшается. Далее водитель переводит рычаг переключения передач

25 в положение для включения передачи, при этом включается выключатель второго датчика 21, соответствующегг.„первой передаче, и напряжение с выхода интегратора 12 через комиута- 0

30 тор 20 поступает на. соответствующий

- вход сумматора 19, где учитывается передаточное число по оборотам.

Тогда на выходе последнего формирует-, ся напряжение Оц,1, соответствующее 35 оборотам ведомых частей коробки при включении первой передачи. Причем

„= U2 а TRK как 1 7 1Я, то

0 > 0 „. Эти напряжения поступают

l4 j на схему 18 сравнения, на выходе которой появляется напряжение при выполнении условия 0 7 0 . Если

1и и 1 ц1 1, то на выходе схемы 18

В1 Ш напряженйе равно нулю. Напряжение с выхода схемы 18 сравнения усиливает ся усилителем 17 и поступает на ис полнительный блок 16, который предста. вляет собой, например, электромагнит, якорь которого при включении препятствует дальнейшему передвижению рычага переключения передач. Причем рычаг будет блокироваться таким образом до тех пор, пока не выполнитвие О 1 тогда водитель сможет йередвинуть рычаг до включения выключателя датчика 13 соот ветствующей передачи (в данном случае, первой .

Таким образом, устройство позволяет моделировать работу механических синхронизаторов коробки передач, что не достигалось в прототипе.

Использование предлагаемого устройства в тренажерах транспортных средств позволит более качественно обучать водителей приемам переключения передач, за счет чего повышается уровень подготовленности водителя, качество управления транспортным средством, а также снижается рас- ход горюче-.смазочных материалов и снижается вероятность поломок маиин.

1091192

Составитель В.Фукалов

Редактор 1I.Èàêàðåâè÷ Техред С.Мигунова Корректор А.Тяско

Заказ 3083/47 Тираж 699 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4