Устройство автоматического управления блокировкой дифференциала транспортного средства

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению. Цель изобретения - улучшение тягово-эксплуатационных характеристик транспортного средства путем автоматического управления блокировкой дифференциала

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ1(РЕСГ1УБЛИК

А1 (19) (11) (11 g B 60 К 17/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД=ТЕЛЬСТВУ ;Р(с1.; ч ф,;

Фч 41

Ф I . (21) 4228332/31-11 (22) 13.04.87 (46) 23.08.88. Бюл. 8 31 (71) Белорусский политехнический институт (72) Н.В.Богдан, А.А.Гребнев, С.В.Мартинович и А.С.Поварехо (53) 620.113-587 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1079483, кл. В 60 К 17!20 1982., (54) УСТРОЙСТВО АВТОИАТИЧЕСЮЖ УПРАВЛЕНИЯ ВЛОКИРОВЮЙ ДИФФЕРЕНЦИАЛА

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

1 (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению. Цель изобретения — улучшение тягово-эксплуатационных характеристик транспортного средства путем автоматического управления блокировкой дифференциала

f418091 по граничному значению буксования ведущих колес. Устройство дифференциала включает рулевой механизм 1, электропневматический клапан 2, соединенный с силовым цилиндром 3 муфты 4 блокировки дифференциала 5 и с источником 6 давления, два датчика 7 угловых скоростей, связанных с ведущими колесами 8 и электрически связанных с электронным блоком. Электронный блок включает два блока 9 определения величины буксования ведущих колес 8, вычитающее устройство

10, связанное своими входами с датчиками 7 угловых скоростей, устройства 11 и 12 сравнения, выходы которых связаны с логическим элементом

И 13. Один из входов устройства 11 сравнения связан с датчиком 14 поворота рулевого механизма, а второй вход — с выходом вычитающего устройства 10. Входы устройства 12 сравнения соединены с выходами блоков 9 определения величины буксования веИзобретение относится к транспортному машиностроению.

Цель изобретения — улучшение тягово-эксплуатационных характеристик транспортного средства путем автоматического. управления блокировкой дифференциала по граничному значению буксования ведущих колес.

На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства автоматического управления блокировкой дифференциала транспортного средства; на фиг.2— кривые буксования для различных сцепных условий.

Устройство включает в себя рулевой механизм 1, электропневматический клапан 2, соединенный с силовым цилиндром 3 муфты 4 блокировки дифференциала 5 и с источником 6 давления, два датчика ? угловых скоростей, связанных с ведущими колесами

8 и электрически связанных t электронным блоком. Электронный блок включает два блока 9 определения величины буксования ведущих колес 8, вычидущих колес. Каждый из электронных блоков 9 состоит из устройства 15 умножения, входы которого связаны с датчиком 7 угловой скорости и датчи- ками 16 вертикальной нагрузки соответствующего колеса 8, вычитающего устройства 17, входы которого связаны с выходом устройства 15 умножения и датчиком 18 действительной скорости, связанным с корпусом заднего моста f9, делительного устройства 20, один из входов которого соединен с выходом вычитающего устройства 17, а второй вход — с выходом устройства 15 умножения. Выходы делительных устройств 20 связаны с входом устройства 12 сравнения, которое снабжено дополнительным входом для задания порогового уровня A соответствующего предельному значению буксования колес. В качестве датчика 18 действительной скорости может быть использован, например, радарный датчик. 2 ил. тающее устройство 10, связанное своими входами с датчиками 7 угловых скоростей, два устройства f f и 12 сравнения, выходы которых связаны с логическим элементом И 13. Один из входов устройства 11 сравнения связан с датчиком 14 поворота рулевого механизма, а второй вход — с входом вычитающего устройства 10.

Г

Входы устройства 12 сравнения сое- дииены с выходами блоков 9 бпределения величины буксования ведущих колес. Каждый из электронных блоков 9 состоит из устройства 15 умножения, входы которого связаны с датчиком 7 угловой скорости и датчиками 16 вертикальной нагрузки соответствующего колеса 8, вычитающего устройства 17, входы которого связаны с выходом устройства 15 умножения и датчиком 18 действительной скорости, связанным с корпусом заднего моста 19, делитель25 НОГО устроистВа 20, Один из ВхОдОВ которого соединен с выходом вычитающего устройства 17, а второй вход—

1418091

40

50 где а;— чдс выходом устройства !5 умножения, причем выходы делительных устройств

20 св я заны с в ходом устрой ств а 12 сравнения, которое снабжено дополнительным входом для задания порогового уровня А, соответствующего предельному значению буксования колес.

В качестве датчика 18 действительной скорости может быть использован, например, радарный датчик.

Устройство работает следующим образом.

При прямолинейном движении транспортного средства электропневматический клапан 2 находится в нормальном положении, при котором соединяет силовой цилиндр 3 муфты 4 с атмосферой. Датчики 7 угловой скорости вырабатывают аналоговые электрические сигналы, пропорциональные количеству оборотов ведущих колес 8, которые поступают на входы вычитающего устройства 10. В последнем определяется разность указанных сигналов, соответствующая разнице оборотов ведущих колес 8 ° Устройство 11 сравнения сравнивает сигналы, поступающие от датчика 14 поворота рулевого механизма и вычитающего устройства 10. Так как при прямолинейном движении угол поворота рулевого механизма равен нулю, то при наличии разницы угловых скоростей ведущих колес 8 на выходе устройства сравнения появляется сигнал рассогласования, что соответствует логическому сигналу "1", который поступает на один из входов логичеакого элемента И.

Одновременно на входы блоков 9 определения величины буксования ведущих колес поступают сигналы от датчиков 7 угловой скорости, датчиков 16 вертикальной нагрузки ведущих колес и датчика 18 действительной скорости транспортного средства.

Алгоритм функционирования электронных блоков 9 основан на определении буксования ведущих колес по формуле угловая скорость соответствующего ведущего колеса, кинематический радиус веду щих колес, действительная скорость транспортного средства.

Углов ая скорость ведущих коле с о и— ределяется датчиками 7 угловой скорости, кинематический радиус ведущих колес изменяется соответственно вертикальной нагрузке, которая Н3Мрряется датчиками 16» таким образом, величина сигнала от датчиков 16 вертикальной нагрузки может служить аналогом кинематического радиуса колес, действительная скорость транспортного средства измеряется датчиком 18 действительной скорости, который может быть, например, радарным.

Работа блоков 9 определения величины буксования ведущих колес осуществляется следующим образом. Устройство 15 умножения производит перемножение сигналов, поступающих от датчиков 7 угловой скорости и датчиков 16 вертикальной нагрузки ведущих колес, т. е. на выходе устрой ств а 15 получается величина, равная произведению

Я;r, . Вычитающее устройство 17 опре25 деляет разность сигналов,. поступающих с выхода устройства 15 сравнения и датчика 18 действительной скорости, т.е. величину Я; r; -V . Делительное устройство 20 определяет отношение сигналов с выхода вычитающе го устройства 15 умножения, т. е. на выходе делительного устройства 20 получается сигнал, являющийся аналогом буксования соответствующего колеса 8.

Сигналы от блоков 9 поступают на входы устройства 12 сравнения. В случае, если буксование одного из колес превысит пороговый уровень А, на выходе устройства 12 сравнения появляется сигнал рассогласования, что соотве тств уе т ло гиче скому сигналу 1

Так| "i образом, при прямолинейном движении при наличии разницы угловых скоростей ведущих колес и увеличении буксования одного из ведущих колес выше порогового уровня, на входы логического элемента И 13 подаются сигналы н113 и 111 .

При этом по логическим условиям работы этого элемента на его выходе присутствует сигнал "1" и на выходе электронного блока появляется элект55 рический сигнал рассогласования, который воздействует на электропневматический клапан 2. Последний пере. ходит в положение, при ко тором он соединяет силовой цилиндр 3 с источ1418091 ником б давления. При этом происходит блокирование дифференциала и угловые скорости колес выравниваются, что повышает тягово-сцепные качества

5 трактора. Как только буксования колес станут ниже порогового уровня А или произойдет выравнивание угловых скоростей ведущих колес 8, т.е. на один из входов или одновременно на 10 оба входа логического элемента И 13 поступит сигнал "0", электроклапан

2 займет нормальное положение, соединив силовой цилиндр 3 муфты с атмосферой. Таким образом, при разных сцепных условиях колес происходит циклическое включение — выключение дифференциала, которое направлено на выравнивание угловых скоростей ведущих колес и повышение тягово-сцеп- 20 ных свойств транспортного средства.

Аналогичным образом устройство работает и при повороте транспортного средств а. Только при э том сигнал на входе устройства 11 сравнения по- 25 является в случае, если электрический сигнал с выхода вычитающего устройства 10, который соответствует разнице оборотов ведущих колес, оказыв ае т с я больше эле ктриче ского сигнала, пропорционального углу поворота рулевого механизма, от датчика 14 угла поворота, т.е. блокирование дифференциала 5 осуществляется по предельному значению буксования с учетом коррекции от угла поворота управляе- З5 мых колес.

Выбор поворота уровня А, соответствующего предельному буксованию ведущих колес, проиллюстрирован на фиг.2, на которой изображены кривые 40 буксования колес транспортного средства при различных сцепных условиях.

Кривая 1 соответствует колесу, находящемуся в лучших сцепных условиях.

Следует отметить, что значение 3„

45 которое соответствует максимальной крюковой нагрузке примерно одинаковы для различных сцепных условий, что облегчает выбор и задание порогового уровня. Предлагаемое устройство поз- 50 воляет блокировать дифференциал только в случае, ко гда буксов ание коле са, находящегося в худших сцепных условиях, превышае.т 8„ А (точка a) .

При этом одновременно учитывается

55 и перераспределение сцепного веса между колесами, например, при движении на повороте или косогоре, чего изве стные устройств а не по зволяют.

При меньших значениях буксования дифференциал разблокирован, что способствует снижению его нагруженностй и улучшению управляемости транспортного средства. Задание же порогового уровня по разнице угловых скоростей колес, которая существенно зависит от тягово-сцепных и эксплуатационных условий, может привести к преждевременной блокировке (точки в и с), когда это не диктуется условиями потери тяговых качеств агрегата и вызывает увеличение нагруженности ведущего моста и ухудшение управляемости.

Фо рмула изо 6ре тен ия

Устройство as томатиче ско ro управления блокировкой дифференциала транспортного средства, содержащее датчик поворота рулевого механизма, зле ктропневматиче ский клапан, сообщенный с силовым цилиндром муфты блокировки дифференциала и с источником давления, два датчика угловых скоростей ведущих колес транспортного средства, электрически связанных с электронным блоком, о т л ич ающе е с я тем, что, с целью улучшения тягово-эксплуатационных характеристик транспортного средства путем автоматического управления блокировкой дифференциала по граничному значению буксования ведущих коле с, оно сн абжено датчиком дей ствительной скорости, на полуосях ведущих колес установлены датчики вертикальной нагрузки, а электронный блок включает вычитающее устройство, связанное с датчиками угловых скоростей ведущих колес, два устройстУ д ва сравнения, выходы которых связаны с логическим элементом И, а входы первого устройства сравнения соединены с выходом вычитающего устройства и датчиком поворота рулево-. го механизма, входы второго устройства сравнения связаны с выходами блоков определения величины буксова1 ния ведущих колес, каждый из которых выполнен из делительного устройства, вычитающего устройства и устройства умножения, входы которого связаны с датчиками угловой скорости и вертикальной нагрузки соответствующего колеса, а выход " с одним из входов вычитающего устройства и од1418091 п вУ. фиа 2

Составитель С.Белоусько

Редактор А.Ворович Техред М.Моргентал Корректор Н. Король

Заказ 4105/15 Тирах 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Уигород, ул. Проектная, 4 ним из входов делительного устройства, второй вход вычитающего устройства связан с датчиком действительной скорости, а его выход — с вторым

Р р

%р. входом делительного устройства, причем выход логического элемента И связан с электромагнитом электропневматического клапана.