Система управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства

 

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ФРИКЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателей и скорости транспортного средства. (Vp,5 41 соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размещенной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и щтифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полост з между перегородкой и одним торцом поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника , примыкающего к штифту, выполнены i смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с (Л полостью перед другим торцом поршня. 61ФР, (;о О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D В 60 К 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCICOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3559285/27-11 (22) 03.03.83 (46) 30.05.84. Бюл. № 20 (72) Ю. С. Шурлапов (71) Московский автомобильный завод им. И. А. Лихачева (53) 629.113.585.2.52 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 3406456/27-11, кл. В 60 К 41/06, 11.03.82 (прототип) . (54) (57) СИСТЕМА У ПРАВ Л ЕН ИЯ Ф РИ-, КЦИОНН ЭЛЕМЕНТАМИ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателей и скорости транспортного средства, „„SU„„1094767 соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размещенной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и штифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полость между перегородкой и одним торцом поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника, примыкающего к штифту, выполнены д смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с у полостью перед другим торцом поршня.

1094767

Изобретение относится к транспортной технике, а именно к системам управления фрикционными элементами ступенчатых коробок передач транспортных средств.

Известна система управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства, содержащая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателя и скорости транспортного средства, соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель (1).

Недостаток известной системы заключается в сложности конструкции.

Цель изобретения — упрощение конструкции.

Указанная цель достигается тем, что в системе управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства, содержащей источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателя и скорости транспортного средства, соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размешенной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и штифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полость между перегородкой и одним торцом поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника, примыкающего к, штифту, выполнены смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с полостью перед другим торцом поршня.

На фиг. 1 изображена система управления с клапаном автоматического переключения ступеней, показанным в поло кении включенной понижающей ступени; на фиг. 2 — клапан автоматического управления при среднем положении, его золотника; на фиг. 3 — вариант конструкции клапана автоматического переключения ступеней при подводе к рабочей камере дифференциального поршня давления датчика скорости транспортного средства; на фиг. 4 — характеристики усилий, действующих с 2 сторон на золотник клапана автоматического переключения я.

Система управления переключением ступеней содержит источник 1 давления рабочей жидкости, датчик 2 нагрузки двигателя, датчик 3 скорости транспортного средства и клапан 4 автоматического переключения фрикционных муфт 5 и 6.

Клапан 4 автоматического переключения содержит корпус 7 с полостями 8-13, золотник 14 с шейками 15 — 17 и торцовые рабочие камеры 18 и 19 с поршнями 20 и 21, заглушенные крышками 22 и 23. Корпус 7 и рабочая камера 18 разделены перегородкой

24, в которой подвижно установлен штифт

25; Рабочая камера 18 имеет полость 26, сообщенную с гидробаком 27 через дроссель

28. Полость 29 рабочей камеры 19 через выполненное в ней отверстие 30 сообщается с гидробаком 27. В поршне 20 выполнена проточка 31 и отверстие 32, сообщенные с полостью 26 рабочей камеры 18.

Один из датчиков системы — датчик 2

20 (для варианта клапана, изображенного на фиг. 1) или датчик 3 (для варианта клапана, изображенного на фиг. 3) каналом

33 сообщается с полостью 8 корпуса 7 клапана 4. Через смежную полость 9 корпуса

7, канал 34 и выполненное в рабочей камере 18 отверстие 35 давление одного из датчиков (2 или 3) подводится к полости 36 перед поршнем 20. Полость 37 рабочей ка-. меры 18 между перегородкой 24 и поршнем

20 сообщается с гидробаком. 27.

Давление датчика 3 скорости каналом

38 подводится к полости 39 перед торцом поршня 21 через выполненное отверстие

40 в рабочей камере 19. Давление датчика

2 подводится к полости 39 перед торцом

З золотника 14 (фиг. 3)

Источник 1 (фиг. 1) через смежные полости 12 и 11 корпуса 7 клапана 4 и канал

41 сообщается с гидроцилиндром фрикционной муфты 5 включения понижающей ступени (<&pi), а через полости 12 и 13 и канал

42 — с гидроцилиндром фрикционной муфты 6 включения повышающей ступени (Ф@

Система управления работает следующим образом.

В исходном положении, соответствующем троганию с места, клапана 4 находится в положении включенной понижающей ступени (включена фрикционная муфта 5 (Ф-,), показанном »а фиг. 1, при котором золотник 14 клапана 4 находится в правом край нем положении. Указанное положение золотника обеспечивается тем, что при включенном двигателе (не показан) и стоящем на месте транспортном средстве начинает работать источник 1 и при этом датчик 2 нагрузки двигателя создает начальное давление Р даже при отсутствии нажатия на педаль управления подачей тойлива к двигателю. Рабочая жидкость под давлением

Р по каналу ЗЗ подводится к полости 8 корпуса 7 иH, воздействуя на торец золотни1094767

3 ка 14, создает начальное усилие Я1 б

=Р1 (f tt -f ), где 1звд — площадь сечения золотника 14, f — площадь сечения штифта 25, необходимое для. перемещения золотника 14 в крайнее правое положение.

При этом источник 1 соединяется через полости 12 и 11 корпуса 7 и канал 41 с гидроцилиндром фрикционной муфты 5 (Фут) и происходит включение понижающей стуйени, на которой и начинается разгон с места. Одновременно с включением фрикционной муфты 5 давление Р„датчика 2 каналом 34 через отверстие 35 подводится к полости 36 перед поршнем 20. Под воздействием этого давления (оно обязательно будет даже при левом крайнем положении поршня 20 благодаря дросселю 28) поршень

20 и штифт 25 также перемещаются в крайнее правое положение, «вдогонку» за золотником 14. После того, как поршень 20 переместится в правое крайнее положение, начальное усилие увеличивается до величины (,Я, =Р1 (Р1+1 цр-1m) где Р, — площадь сечения поршня 20. По мере нажатия водителем на педаль управления подачей топлива к двигателю (не показана)усилие Q,, возрастает в соответствии с харакt теристйкой датчика 2 нагрузки двигателя

P =.1(4 ), где д1 — перемещение пружины в датчике 2, достигая максимального значеЯ,„„, = 1,„, Fj We Рб = Ft + f303 1, при полйой нагрузке двигателя (прямая 1 на фиг. 4)

При увеличении скорости при разгоне на золотник 14 клапана 4 с противоположной стороны начинает действовать давление Р датчика 3 скорости, создавая усилие Q> — — P, F (кривая 2 на фиг. 4), где

Р— давление датчика 3 скорости; Р площадь сечения поршня 21. При определенной частоте вращения вала и (фиг. 4), с которым жестко связан датчик 3 скорости, усилие Qq становится равным по величине

Я,,„, и дальнейшее увеличение скорости приводит к перемещению. золотника 14 в левое крайнее положение и включению повышающей передачи — фрикционной муфты—

Ф а (фиг. 1).

В процессе передвижения золотника 14, примерно в середине его хода, резко уменьшается сила Q за счет снижения давт ления Pi датчика 2 в полости 36 перед поршнем 20. Снижение давление Р1 происходит в результате сообщения полости 36 с гидробаком 27 через щелевые жиклеры Ь, иЬ (фиг. 2) и дроссель 28. В соответствии с уменьшением силы сопротивления (величины

Q, „) золотник 14 резко переходит, из среднего в крайнее левое положение, фиксируя состояние включенной повышающей ступени (фрикционной муфты 6 — Фру ) .

При включенной повышающей ступени (левом крайнем положении золотника 14) датчик 2 (фиг. 1) отсекается от полости 36 перед поршнем 20 и потому в этом положении характеристика усилия Я, =1(а f) является прямой 1 (фиг. 4), где Q<

=Pt (f -f ).

При снижении скорости движения, вызванно м, например, увеличением дорожного сопротивления, в определенный момент времени, например, при частоте вращения и> (фиг. 4) усилия, действующие с противоположных сторон на золотник 14 клапана 7, станут равными по величине, и дальнейшее

10 уменьшение скорости приводит к автоматическому включению понижающей ступени.

В процессе перемещения золотника 14 вправо, примерно в середине его хода, резко возрастает усилие 9 „ за счет дополнительного воздействия давления Р1 на поршень 20 — ((,), = Qt + 4Я =

=Я „„„+Р „. Fz). В результате существенного увеличения переключающего усилия Я,",„ золотник 14 резко переходит из среднего в правое крайнее положение, фиксируя состояние включенной понижающей ступени (фрикционной муфты 5 — 4 -, ).

Величина Р,*,„< Р1„„в полости 36 зависит от размеров щелевых жиклеров Ь, иД и величины дросселя 28. Поэтому степень быстродействия золотника 14 при движении его в обе стороны может регулироваться за счет конструктивных параметров клапана, влияющих на величину щелевых жиклеров, и размера дросселя 28. При этом можно обеспечить разную степень быстродействия включения вверх и вниз, например, чтобы включение вниз происходило по времени переходного процесса переключения более замедленно, чем вниз, что положительно сказывается на плавности включения ступеней.

Аналогичным образом действует «механизм ускорителя» золотника 14 при движении его в обе стороны в варианте клапана

7, изображенном на фиг. 3.

Как это видно из фиг. 2, для обеспечения правильной последовательности включения и выключения фрикционных элемен40 тов 5 и 6 в среднем положении золотника

14 давление источника 1 отсечено от обоих фрикционных элементов (ширина шейки

16 золотника несколько больше, чем ширина полости 12 корпуса 7), а кромки край45 них шеек 15 и 17 золотника 14 находятся

«на ноже» соответствующих кромок корпуса 7).

В предлагаемой конструкции клапана автоматического переключения ступеней рабочая камера дифференциального поршня разделена на две изолированные полости.

Это .позволяет при подводе давления датчика 2 через полости корпуса 7 использовать золотник 14 клапана в качестве плунжера дифференциального поршня, упрощая тем самым конструкцию клапана. Кроме того, при этом уменьшаются размеры поршня 20, поскольку при включении вверх используется площадь поршня 20 и золотника 14 (F;+f ) за вычетом площади штифта 1

1094767

Подвод к камере дифференциального поршня давления датчика 3 скорости позволяет еще больше упростить конструкцию клапана, избавившись от рабочей камеры

19 (фиг. 3).

В этом случае переключение вверх и вниз обеспечивается поочередным совместным использованием характеристик 2 и 1 и

2 и 1 (фиг. 4) при следующих уравнениях равновесия сил, действующих на золотник клапана, соответствующих режиму полной нагрузки двигателя (т. е. при hlzsx)

Р тах 4 = Ра (1м - ц ) (1) где, — площадь сечения плунжера, находящегося под воздействием давления Р „ датчика

2 нагрузки двигателя;

Р— давление датчика 3 скорости, соответствующее включению вверх при полной нагрузке двигателя; площадь сечения золотника 14; площадь сечения штифта 25 ized 4 = Рг (г+4 1 ) (2) где Р— давление датчика 3 скорости, соответствующее включению вниз при полной нагрузке двигателя;

F — площадь сечения поршня 20.

Из уравнения (1) следует, что если

P- = P (1- ), то 1, = f è, следоЬлах вательно, датчик 2 нагрузки двигателя может воздействовать непосредственно на золотник 14 и надобность в рабочей камере 19 с поршнем 21 отпадает (фиг. 3). Соотношение давлений датчиков 2 и 3, при котором достигается равенство 1-= f „, практически обеспечивается в системах управления, в которых в качестве датчика 3 скорости используется трубка. Пито, размещенная в мас ляной ванне, жестко связанной с турбинным валом гидротрансформатора. Радиус расположения выходного наконечника трубки выбирается таким, что Р „) Р „, и в этом случае вышеуказанное равейство легко достигается.

Таким образом, вариант конструктивног0 выполнения клапана 4, представленный на фиг. 3, наиболее прост — он имеет наименьшее количество основных деталей (корпус, золотник, одну рабочую камеру с поршнем, перегородку и штифт) и наименьшую длину. Кроме того, в сравнении с известными конструкциями клапанов переключения ступеней предлагаемый клапан существенно отличается от них и лучшей технологичностью вышеуказанных деталей. Пределы изменения программы переключения вниз в данной конструкции клапана также ничем не ограничены — для этого требуется только соответственно изменить наружный диаметр поршня 20 и рабочей камеры 18. гп Применение клапана предлагаемой конструкции в системах управления автоматическими (гидромеханическими) трансмиссиями транспортных средств создает технико-экономический эффект, величина которого складывается из: максимально возможной простоты конструкции клапана аналогичного назначения и технологичности входящих в него деталей (простота формы и отсутствие ступенчатых расточек); снижения веса панели управления, связанного с сокращением длины клапана и уменьшением подводящих к нему каналов в сопряженных деталях панели — разводных плигах, пластинах и т.д.; снижения трудоемкости панели управления, По сравнению с известной предлагаемая система при применении ее для управления 4 ступенчатой коробкой передач на

10% менее трудоемка в изготовлении.

1094767. Составитель А. Барыков

Редактор В. Иванова Техред И. Верес Корректор Г. Orap

Заказ 3509/10 Тираж 657 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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