Гидравлический автомат управления и защиты многоступенчатой трансмиссии с электромагнитными клапанами дистанционного переключения ступеней

 

Изобретение относится к ствам автоматического управления трансмиссий, преиьтущественно на транспортных средствах большой единичной мощности. Цель изобретения J urA

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (Н) (51)4 В 60

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ь»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

R0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3923865/31-11 (22) 08.07,85 (46) 30.12.87. Бюл. У 48 (7 1) Институт, проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Л.Г.Красневский (53) 629.113(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)) 653148, кл. В 60 К 4 1/10, 1976. (54) П1ДРАВЛИЧЕСКИЙ АВТОМАТ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ТРАНСМИССИИ С ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ КЛАПАНАМИ

ДИСТАНЦИОННОГО ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СТУПЕНЕЙ (57) Изобретение относится к устройствам автоматического управления трансмиссий, преимущественно на транспортных средствах большой единичной мощности. Цель изобретения— !

f4 76

13 повышение надежности работы. На автоматическом режиме пилотные клапаны

12 и 13 автомата 7, управляемые ско ростным и силовым регуляторами 17 и

18, подают команды на включение ступеней трансмиссии 1 через механизм 6 командного управления и исполнительное устройство 5. На ручном режиме, включаемом переключателем 23, электромагнитный клапан 19 подает к клапанам 12 и 13 постоянное давление от регулятора 20 вместо давления силового регулятора 18, в результате чего автомат 7 переводится в режим защиты. Настройка регулятора 20 вьш е

62674 максимального силового давления. В результате клапаны 12 и 13 не препятствуют ручным переключениям с низших ступеней на высшие, но не допускают обратных переключений на низшие при скоростях, превышающих пороговые значения, путем отключения давления питания от электромагнитных клапанов 24-26 ручного управления. Число клапанов в автомате 7 и механизме 6 определяется числом ступеней и кинематической схемой конкретной трансмиссии. Приведенная схема рассчитана ча три ступени переднего и одну заднего хода. 1 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области транспорта и может быть использовано для управления механическими и гидромеханическими трансмиссиями транспортных средств, преимущественно 5 большой единичной мощности и грузоподъемности.

Цель изобретения — повышение надежности работы.

На фиг. 1 показана блок-схема ав-томата управления и защиты многоступенчатой трансмиссии; на фиг. 2— принципиальная гидравлическая схема автомата управления и защиты; на фиг. 3 — вариант исполнения автомата; на фиг. 4 — графики, характеризующие работу автомата в зависимости от силового и скоростного давлений. Многоступенчатая трансмиссия 1 (фиг. 1) имеет электрогидравлическую систему 2 управления, которая питается от гидростанции 3, включающей в себя источники и регуляторы давления жидкости, и бортовой электросети

Система 2 управления содержит исполнительное устройство 5, механизм 6 командного управления и автомат 7 защиты и управления. К устройствам

5-7 подведено давление питания иэ нагнетательной гидролинии 8 гидростанции 3. К автомату 7 подведены сигналы 9 и 10 скорости (например частоты вращения выходного вала трансмиссии i) и нагрузки (например положения педали газа). 35

Стрелкой 11 показано воздействие водителя транспортного средства на систему 2 управления с целью дистанционного переключения ступеней трансмиссии 1.

Устройство автомата 7 и механизма

6 более подробно показано на фиг. 2, где число ступеней трансмиссии i ограничено тремя ступенями переднего и одной заднего хода в целях сокращения графики. Управление большим числом ступеней обеспечивается соответствующим увеличением однотипных элементов этих блоков.

Автомат 7 содержит одинаковые клапаны 12 и 13 автоматических переключений I-II-й и II-III-й ступеней известной конструкции. Каждый из них имеет вход, нормально включенный и нормально выключенный выходы. Вход кпапана 13 подключен к гидролинии 8, а вход клапана 12 — к нормально включенному выходу клапана 13. Нормально выключенные выходы клапанов

12 и 13 подключены к выхсдам 14 и 15 автомата 1, служащим для подачи ко- . манд на включение II u III-й ступеней соотве ственно, а выход 16 для

I-й ступени подключен к нормально включенному выходу клапана 13.

K клапанам 12 и 13 подведены управляющие давления от скоростного и силового регуляторов 17 и 18.

Для переключения режимов автомата

7 имеются электромагнитный клапан з l 3b? 6

19 и регулятор 20 постоянного давления, выход 21 которого подключен к входу клапана 19 ° Выход последнего подключен к одному из входов клапана

ИЛИ 22, второй вход которого сообщен с выходом силового регулятора 18.

Выход клапана ИЛИ 22 в свою очередь сообщен с пружинными полостями клапанов 12 и 13.

Управление клапанов 19 осуществляется посредством ручного двухпозиционного переключателя 23 режимов работы, подключенного с одной стороны к бортовой электросети 4, а с другой к клапану 19 и механизму 6.

Переключатель имеет положение "P (ручной) и "А" (автоматический). Механизм 6 имеет электромагнитные клапаны 24-27 для дистанционного включения вручную I, II u III-й ступеней и заднего хода трансмиссии 1, Ручное управление клапанами 24-27 осуществляется посредством переключателя (контроллера) 28, вход которого под- 25 ключен к верхнему выходу переключателя 23.

Обмотки клапанов 24 и 25 подклю.чены к двум другим выходам последнегулятора.

Устройство работает следующим образом.

Работа автомата защиты и управления на автоматическом режиме.

В исходном состоянии контроллер находится в положении "Н" (нейтраль), а переключатель 23 режимов автомата

7 — в положение "Р" (ручное). При этом клапаны 24-26 выключены, исполнительное устройство 5 и трансмиссия

1 находятся на нейтрали, Поскольку транспортное средство неподвижно, сигнал скоростного регулятора 17 равен нулю, и клапаны 12 и 13 находятся в исходном положении (фиг. 2).

Переводят переключатель 23 в положение "А". При этом напряжение с era выходов подается к клапанам 24 и 25, которые далее остаются включенными постоянно на данном режиме. Однако давление имеется лишь на выходе 16 автомата 7, поскольку клапаны 12 и

13 находятся в исходном положении.

Через включенный клапан 24 оно проходит на вход устройства 5, что вызывает включение I-й ступени.

При разгоне транспортного средства возрастает давление скоростного регулятора 17. под действием которого срабатывает клапан 12. Давление подается на выход 14, а выход 16 сообщается со сливом.

С .выхода 14 давление через включенный клапан 25 поступает на вход

30 устройства 5, что приводит к го.

Гидравлические входы клапанов 26 и 25 подключены к выходу 16 автомата

7, вход клапана 25 — к выходу, а вход клапана 27 — в гидролинии 8.

Выходы клапанов 24-26 подключены к

35 входам 29-31 исполнительного устрсйства 5 непосредственно, а выход клапана 27 — через клапан ИЛИ 32, к которому подключен также выход 15.

Исполнительное устройство 5 изоб- 40 ражено обобщенно, поскольку его конструкция хорошо известна из уровня техники. Помимо входов, упомянутых выше, оно имеет выходы 33.по числу гидроцилиндров трансмиссии 1. Число позиций (состояний) устройства 5 равно числу ступеней трансмиссии 1 плюс нейтраль. В каждой позиции с гидролинией 8 сообщаются те из выходов 33, которые подключены к гидроцилиндрам

50 одноименной ступени.

На фиг. 2 показано подключение клапана 19 и регулятора 21. При использовании в автомате дискретного силового регулятора в качестве pery55 лятора 21 постоянного давления может быть использован регулятор 34 (фиг. 3), входящий в состав силового регулятора 18.

Последний кроме регулятора 34 содержит несколько, например три, (фиг. 3) малогабаритных электромагнитных двухходовых клапанов 35-37, входы которых параллельно подключены через дроссель 38 к выходу регулятора 34 и ерез дроссель 39 сообщены со сливом, а выходы через дроссели

40-42 также сообщены со сливом. Дроссель 43 включен в линию обратной связи, а страховый дроссель 44 включен между входом и выходом регулятора 34. Электрическое задающее устройство 45 механически связано с педалью акселератора, при повороте которои поочередно замыкаются контакты (не показаны), подающие напряжение от бортовой электросети 4 на обмотки клапанов 35-37. Гидравлические сопротивления дросселей 39-44 подбираются совместно в соответствии с требуемой характеристикой силового ре74 6 ния высших ступеней и разгона на них до скоростей, соответствующих точке

М. Таким образом, на данном режиме клапаны 12 и 13 не участвуют в переключениях вверх и не препятствуют им, Ручные переключения вниз происходят следующим образом. При движении на III-й ступени с высокой скоростью (выше точки В ) оба клапана

12 и 13 срабатывают и находятся в положении III-й ступени, подавая давление на выход 15. Теперь нельзя включить II-й ступень, так как к клапану 25 не поступает давление с выхода 14 автомата ? . Для включения этой ступени необходимо снизить скорость до такой величины, чтобы клапан 13 переключился в исходное положение и подал давление к клапану 12 и далее на выход 14. Эта скорость соответствует точке Нз.

Таким образом, автомат 7 защищает трансмиссию от включения II-й ступени на скоростях выше точки Н >, Аналогично при движении на II-й ступени обеспечивается защита от включения I-й ступени и заднего хода .Эти ступени нельзя включить, пока клапан 12 не переключится в исходное положение и не подаст давление на выход 16 и далее к клапанам 24 и 16.

На шкалах под графиком фиг. 4 для сравнения нанесены точки срабатывания клапанов 12 и 13 вверх и вниз на режимах защиты и автоматического управления. Видно, что при защите они смещены вправо на величину, определяемую настройкой пружины регулятора

20, т.е, превышением давления последнего над максимальным силовым давлением.

Из графика видно, что это превышение должно соответствовать следующему условию: макс(ЛР,- „, ), дР сил ск

ВР. си / где Р

ГиА превышение давления регулятора 20 постоянного давления над максимальным силовым давлением, KIa, максимальное скоростное давление при переключениях с 1-й ступени на (i +, макс

Р. ск " 1ск

5 13626 включению II-й ступени. При дальнейшем разгоне срабатывает клапан 13 и подает давление на выход 15, что приводит к включению III-й ступени.

При замедлении переключения про5 исходят в обратном порядке последовательно от высшей и до I-й ступени.

Аналогично, увеличивая число клапанов, можно обеспечить управление большим числом ступеней. Скорости, )g при которых происходят переключения, определяются соотношением силового и скоростного давлений регуляторов

18 и 17„ как показано на фиг, 4 для одного из клапанов 12 и 13. Из теории 15 систем управления известно, что характеристика каждого из них в координатах силового и скоростного давлений изображается прямой В для переключения вверх (с низшей ступени 20 на высшую) и прямой Н вЂ” вниз (с выс шей ступени на низшую), Углы наклона прямых являются константами клапана.

Максимальная скорость для переключе ния вверх в точке В при максимальном 25 силовом давлении выбирается несколько меньшей максимально возможной скорости (точка М) движения на низшей ступени. Минимальная скорость соответствует точке В,. Аналогично пере- Зп ключения вниз лежат между абсциссами точек Н „и Н

Для наглядности точка N нанесена под графиком на шкалах скорости движения„ однозначно связанной со скоростным давлением.

Работа автомата защиты и управления на режиме защиты (при ручном управлении).

Для перевода на данный режим ус- щ танавливают переключатель 23 в положение "Р " (см. фиг. 2). При этом напряжение с его верхнего выхода поступает к контроллеру 28 и на обмотку клапана 19. При срабатывании последнего давление с выхода 21 регулятора 20 поступает к клапану

ИЛИ 22 и далее к клапанам 12 и 13, Настройка регулятора 20 выбирается таким образом, что скорость, необхо-: димая для переключения на высшую ступень, (точка В ) больше максимальной (точка М) на данной ступени. В результате автоматически переключения вверх не происходят и могут осуществ- q ляться только вручную с помощью контроллера 28.

Срабатывание клапанов 12 и 13 вверх происходит лишь после включе7 1362674 8

+ 1)-ю, и максимальное на I-й ступени, МПа, — угол наклона характеристики переключения с 1-й на (i + 1)-ю ступень, rpад — масштабы изображения скоск снл ростного и силового давлений, MIIa, текущий номер ступени. 10

При выборе настройки регулятора

20 по указанным формулам находят значение 0 Г; „ для всех переключений и выбирают максимальное из них. При этом положении точек Б и Нз задают 15 исходя из допустимых перегрузок конкретной трансмиссии, Дискретный силовой регулятор по фиг. 3 имеет ступенчатую характеристику. его выходное давление ступен- 2р чато возрастает от минимальной величины, получаемой при включении всех клапанов 35-37, до максимальной при их отключении, Соответственно видеоизменяется график фиг. 4. При этом 25 упрощается автомат 7 эа счет совмещения регуляторов 18 и 20 (ф т. 2) в одном регуляторе 34 (фиг. 3). Установка страхового постоянного дросселя 44 между входом и выходом предот- 3р вращает падение его выходного давления при отказах.

Применение предлагаемого устройства возможно при любом числе стугечей, при различных схемах механизмов

5 и 6, а. также при других известных конструкциях клапанов 12 и 13.автоматического переключения.

Формула изобретения

1. Гидравлический автомат управления и защиты многоступенчатой трансмиссии с электромагнитными клапанами дистанционного переключения ступеней преимущественно для транспортных средств большой единичной мощности, содержащий пилотные клапаны автоматического переключения ступеней по сигналам скоростного и силового регуляторов, электромагнитный и исполнительный клапаны переключения ручного и автоматического режимов, при этом последний сообщен с источником давления рабочей жидкости„ а также электрический переключатель указанных режимов и клапан ИЛИ, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы, одна из управляющих полостей с электромагнитом каждого пилотного клапана автоматического переключения ступеней сообщена с регулятором скоростного воздействия, исполнительный клапан переключения ручного и автоматического режимов выполнен в виде регулятора постоянного давления, выход последнего подключен к входу одноименного электромагнитного клапана, выход которого подключен к одному входу клапана HJIH, другой вход которого подключен к выходу силового регулятора, а выход клапана

ИЛИ сообщен с другой управляющей полостью каждого пилотного клапана автоматического переключения ступеней, снабженной пружиной, при этом выходы пилотных клапанов автоматического переключения ступеней подключены к входам одноименных электромагнитных клапанов дистанционного переключения ступеней, причем один из контактов переключателя электрически подключен к электромагнитному клапану переключения ручного и автоматического режшчов, а другой контакт подключен к электромагнитным клапанам дистанционного переключения ступеней. !

2. Гидравлический автомат по и. 1, отличающийся тем, что силовой регулятор выполнен дискретного типа, при этом он включает в себя регулятор постоянного давления, дроссели постоянного сечения, электромагнитные двухпозиционные клапаны, дополнительные дроссели, электрическое задающее устройство, кинематически связанное с пецалью акселератора, а также гидролинии, при этом первый дроссель постоянного сечения подключен между входом и выходом регулятора постоянного давления, второй дроссель постоянного сечения установлен в гидролинии, сообщающей выход регулятора постоянного давления с входами электромагнитных двухпозиционных клапанов, третий дроссель постоянного сечения установлен в гидролинии, сообщающей выход регулятора постоянного давления с управляющим входом последнего, при этом выход регулятора постоянного давления сообщен дополнительно через второй дроссель постоянного сечения со сливом через первый дополнительный

9 1362674 l0 дроссель, а также через соответствую- электрическое задающее устройство щие электромагнитный клапан и допол- подключено к электромагнитным даухнительный дроссель со сливом, причем позиционным клапанам.

1362674 скоростное даби ение

Скорость

Скорость

ЬН ДД /7

Риг. Ф

Составитель А. Барыков

Техред Л.Сердюкова Корректор Г,Решетник

Редактор Э.Слиган

Тираж 590 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ .6344/14

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4