Двухканальный гидравлический автомат управления гидромеханической трансмиссией
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам автоматического управления механическими и гидромеханическими трансмиссиями транспортных средств, преимущественно большой мощности и грузоподъемности. Цель изобретения - упрощение конструкции гидравлического автомата путем уменьшения числа клапанов автоматического управления при одновременном увеличении возможного числа автоматически управляемых передач. Двухканальный гидравлический автомат (ГА) 11 содержит два распределителя (Р) 18 и 19 автоматического управления для переключения с низших передач на высшие и обратно. Вход 20 питания ГА подключен к устройству 12 командного управления, а выходы 21 и 22 через клапаны ИЛИ 28 и 29 - к гидроцилиндрам шагового механизма 10 привода многопозиционного распределителя 9. Выходы последнего подключены к гидроцилиндрам фрикционов коробки 2 передач. Торцовые камеры Р подключены к выходам 26 и 27 датчика 6 скорости входного вала коробки 2 передач и датчика 13 нагрузки двигателя. При исходном положении Р на выход 22 ГА подается давление с входа 20, в результате чего подается сигнал на переключение с высшей передачи на низшую. При возрастании скорости срабатывает Р 19, и сигнал исчезает. При дальнейшем разгоне срабатывает Р 18 и подает давление на выход 21, что соответствует сигналу на включение высшей передачи. При замедлении переключения происходят в обратном порядке. В ГА может устанавливаться третий Р 36 для управления фрикционом блокировки гидротрансформатора. Включение блокировки возможно лишь при отсутствии сигналов на выходах 21 и 22. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
СаЮЗ СОВЕТСНИХ
РЕСйУБЛИН
47 1 (19) (11) (д) | В 60 К 41/06
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ЬТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
° ЮЖЯЩЗЩЯК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
flpH ГННТ СССР, .. 1 ) " .,3965<)!),11- 1 1
<22) 25.0;5.88 (46) 30.12.89. Бюл. ЛЬ 48 (71} Институт проблем надежности и долговечности машин AH БССР ,72) Л. Г. Красневский
58) 629 11", 585 21088 8 (56) Авторское свиде1ельство СССР
Ю 13!6859, кл. В 60 К 41/06, 1987.
2 (54 ) ДВУХ КАНАЛ ЪН Ъ| Л Г ИДРАВЛ ИЧ ЕСКИЛ АВТОМАТ УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЛ ТРАНСМИССИ Ей (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к устройствам автоматического управления механическими и гидромеханическими трансмиссиями транспортных средств, преимуществен но большой мощности и грузоподъем1532347 выключенный выход 39 служит третьим выходом автомата 11, который подключен к исполнительному клапану 14.
На выходах 16 распределителя 9 может быть установлено устройст во 40 плавного включения. Вместо клапанов ИЛИ 28, 29 могут применяться и другие конструкции в виде показанного пунктиром устройства 41 согласования работы автомата 11 и устройства 12, выходы 30, 31 которого в этом слу<ае подключаются к устройству 41. Может также цриме:(яться один клапан ИЛИ 28.
В этом с:i)÷àå выходы 30 и 33 подключаются непосред(твен11о к у(тройс LB<, 41 и гидроцилиндГу 35.
Аьгомат 11 может быть выполнен в виде боле(простых грехлинейных распределитей 42, 43, имеюших нормально включенные выходь) 4., 45. подключенньн вь<ходам 21
:?2 автомата (фиг. 4). < .-(ойство работает следующим образом.
Ручное управление. На режиме ручного упр,BL (- нич водитель oc) шествляет любые !
iL <>1кл1оч(<ия передач трансмиссии l посредтн< и устроиства 12,с выходов 30, 31 которого 1ер< з клапаны ИЛИ 28, 29 по гидролинчя.vl 32. 33 жидкость под давлением подаетсH в гидроцилиндры 34, 35 шагopolo механизм 3 О. Например, при подаче давлении в ги 1роцилиндр 34 пп ок последнего выд<з >1ает«, н повор,<чивае) ра(. <ределитель 9 на один шаг в направл. нии высших передач.
-"III
Б к33;,T<>м из этих положеIIHé давленltе из
;.11.1ро,l» IIIH 15 главного давления подастся и, . >;1ов 16, которые сообщены с ч,> "I, . гH 1,>оцилпндров 3, соответствуюшей
> j .. li
А нт<)м а > нческое управление. Для пояс)<(l>lfii работы на автоматическом режиме р lcc", о < рим вначале график фиг. 6 а, поясня <><> "«й i<3, тройку распределителей 18, 19.
1. .; Ili гндросистем автоматического, . j . Ii<) и ilH51 II(редач известно, что харак,)l1c1нк11 каж.. >;о из таких клапанов в ко>)>л><н31, х давлеi HH атчиков скорости 6 и н.<., < з. < j. ) изображается парой прямых, у»л «акл ш; и расст<>яние между которыми с ь к пста:1(ы к.l3fl
Расом отри м p3f5oT< 3 B Lost 3T3 ll pH и роизвольной фиксированной величине давления датчика 13 нагрузки, соответствующей горизонтальной линии 51, и изменении дав20 ления датчика 6. При дав.)енин, близком h нулю. оба распределителя 18, 19 находятся в исходном положении по фиг. 1. При этом вход 20 питания сообшен с выходом 24 распределителя 18 и выходом 25 распределителя 19, т.е. с выходом 22 автомата 11. Выход
25 -,> .1 в Bro время дренируется через распределитель 18. Таким образом, на данном режиме, соответствующем области 52 графика фиг. 6 а, автомат 11 подает сигнал «ВН» на включение низшей передачи. зО При увеличении давления датчика 6 до величины, соответствующей точке В l, распределитель 19 перемешается влево, его выход 25 дренируется, и сигнал на выходе 22 исчезает. Распределитс lb 19 остается в исхо1ном положении, (.игна1bl на обоих вы35 . oдах 21, 22 автомата 11 отсутствуют.
При дальнейшем росте давления датчика
6 10 то<ки В 2 распределитель 18 так ке пер(мешает< я в левое положение, егo выход
23 с<к)бшается с входом 20. и на выходе 21 появляется давлеHIIC, что (оответсз ву I пода <е сигнала «ВВ» на включение высшей пер<дачи. Таким образом, на режиме, соответствую(цем области 53 графика, автом ат
11 подает сигнал «ВВ».
Гlро понижении давления датчика 6 Iip()45 цссс происходит в ооратном порядке. При этом за счет гистерезиса переход распределителей !8, 19 в исходное положение происходит при меньших значениях давления. Так, распределитель !8 переходит в исходное положение по фиг, 1 в точке Н1, и сигнал «ВВ»
5О исчезает. В точке Н2 возвращается в исходное положение распределитель 19 и подает сигнал «ВН». На участке В1-- В2 при увеличении давления и на участке Нl - -Н2 при его уменьшении отсутствуют ооа сигнала.
При другом давлении датчика 13. отличном от линии 51, устройство работает аналогично, однако точки В1, В2, Hl, Н2 перемешаются вдоль линий 46 — 49. Проектируя
1532347 эти точки на линию 50 (характеристику дат IHKd cKopocTH), а полученные точки этой характеристики — на ось скоростей турбины, получим максимальные и минимальные значения скоростей, в промежутках между которыми автомат 1! в зависимости от давления датчика 13 подает сигнал «ВВ», «ВН».
Это иллюстрируется графиками фиг. 6б, а для фиксированного давления датчика 13, сooTBL гствующегo линии 5, ширина петель ги I« pclH«d сигналов «ВВ» и «ВН» здесь со<> гветствует величинам гистерезиса I(I, I+ I) deli()eaeлителей 18, 19. График фиг. 6г ,гы«г представление о состоянии автомата 11 в соответствии с описанными процЕссами.
Видно, что в зависимости от соотношения давлений датчиков 6, 13 он может находиться в одном из трех состояний: высшей, низшей передач и нейтральном.
Очевидно, что эти состояния могут иметь ,<есто на любой из передач трансмиссии 1, по«кольку на каждой из ННх скорость входного выла коробки передач (и давление датчика 6 скорости) изменяются в одних и тех же пределах, зависящих от характеристик приводного двигателя и гидротрансформаторы 4. Гlри этом в случае работы на последней высшей передаче коман.ld ВВ в принципе не нужна, однако она и не исполняется, по кольк» распределитель 9 к этому времени д)«тягает одного из свои» крайних положений. Излишним являетc>I также сигнал «ВН» ны последней низшей (!-й) п<ере;,ы <-, и .I<>.>ьк» в < лучае этого и«полнения -.р:- нс;и«<. ии выйдет в нейтрыль,;н с«< иск. к чен< )
I><>им<)&III>I Раз III Ill>it и, < з. Tdti, Iil)H . ых<>;.-на згот рi жим водите,<) може. прини,;агt
<т>отве>«гвующие меры: в<ли иьd,ь под.>чу
ToIlливы, переходить на ручной !н жим (при эт<)м останется включенной 1-я пер<.,;-чы) и т. д. Воз»>о кны также различные известные онструктивные способы блокирования ука:ld»li<>I автоматического переключения, когорые могут, например, осуществляться « помощью устройства 12 или 41, а также как описано в прототипе и т.д. Подробно они не рассматриваются, поскольку не влияют на сущность предлагыемого изобретения. В ьыльнейшем при описании его работы эти з,>,)ы IH выполняет водитель как описано.
Автоматическое управление осуществляется следук)щим образом.
Трогание с места происходиг на 1-й передаче, включаех<ой водителем вручную с
II«IITI)aли. После разгона до скорости. при которой допускается переход на вторую передачу, водитель посредством устройства 12 вклю.ает автоматический режим, на KGTopGM на вход питания автомата 11 подается давление из гидролинии !5, Ilo желанию это можеT <>существляться при скоростях, соответствующи» зоне между линиями 48, 46, либо в зоне 53 (см. фиг. 6ы). В <>ервом случае, как показано выше, asoI..:., I I после включения будет находиться в н йтральном состоянии (сигналы «ВВ» «ВН» отсутствуют) и трансмиссии останется ны первой лередаче, пока не возрастет скорость движения.
Во втором случае сразу после включения автомат 11 подаст сигнал «ВВ». Давление с его выхода 21 поступит к клапану ИЛИ 28, и далее по гидролинии 32 к гидроцилиндру
10 34, который повернет распределитель на один шаг в направлении высших передач, т.е. в положение второй передачи.
Поскольку передаточное чи«о второй передачи меньше, чем первой, а скорость мац>ины за время переключения изм<.няется мало, 15 скорость турбины >идротрынсфо! матора после переключения уменьшается пропорционально передаточному числу !.оответственно изменяется и давление датчика 6. И .;;пение давления IlpGI,орц. онально кв:t,«ðdT"
2О отношения скоростей, при квадра ичн.и -. рактеристике 50).
Например, если отношение пере <зт.! ;t.t< чисел и скоростей равно I,5), то отн< п«<н давлений рывно 2, ?, ), т.е. к концу проне«, переключения на вторую передачу давле25 ние .ат<>ика 6 уменьшается ы 2,25 раза. Е резуль d;.å автомат 1! из зоны 53 ><ерейдет влево, причем заведомо левее линии 47 (.игнал «ВВ» исчезнет, а машина будет двиI аться íà втор« передаче. В дальне, шем
ЗО машина может продолжать разгон либо замед»яться в зависимости от желания водителя и условии движения. В первом случае давление датчика 6 вновь возрастет и при
;IocTlliKpHHH <начений. соответствующи» л>< нии 1с)< автомат подаст сигнал «ВВ», что приведет к включению третьей передачи Во втором случае давление будет падать, и при его падении до линии 49 автомат подаст сигнал «ВН», в результате u«II»I!)оизойдет переключение с третьей на вторую передачу.
К концу включения второй пег«;ачи « ;рость турбины гидротрансформаторы . в;, растет пропорционально отношению пере...аточных чисел, и давление датчика 6 соответственно увеличится в тех же пропорциях, 45 в которых оно уменьшалось при переключении с второй на третью передачу. В результате автомат перейдет в зону режимов работы, лежащую заведомо правеее лишки
48, и сигнал «ВН» исчезнет. Машина будет двигаться на второй передаче.
Из приведенного очевидно, что àíà Ioi и >ные переключения будут происходить и при работе на любых других передачах, т.е. автомат может выполня гь переключения любого числа передачи без введения каких-либо
55 дополнительных элементов, в отличие от известных систем, в которых число клапанов зависит от числа автоматизируемых передач.
1532347
Очевидно также, что он может использоватьси как в I HäðoìåõàHH÷åñêHx, так и чисто механических трансмиссиях. Гидромеханичегкая выбрана в качестве основной для описания работы устройства по той причине, что на машинах большой единичной мощности применяется именно она, а чисто механическая в данном классе мощног <ей в" гре i "ется лишь на спецмашина, >а«ример >а танках.
Гидротрансформатор 4 в гидромеханических iieреда iax указанных машин имеет
:!>рик< .; >, блокировки, которь>й должен включ.,".ься;вгомати «ески. С этой целью автомат 1! <о кет доно итеII Но иметь распре-! с»т .ль 56 ав>оматической блокировки -ид- 15 ь..".,>а <:,,»..;,маго! а, идентичный по консгрукции распре„елителям !8, 19.
Как известно, гидротрансформатор целесообразно блокировать на любой передаче в зоне (ко!>остей движения, прн которых пе- 20 реключение на сск днюю низшую или выс<иyi ще не треб ет я 3!а зона на фиг. 6а .1eæè> ме>кду !I.HHHìè 46, 49. соответствен>» в эг»; зо>;е рас оложены линии 54, 55 .(:,а (>а« - p ie HK! t i. I aliaHa 36) . Кроме при лк . ь, пег>екл>очениях передач гидро
25 тра>п форм тор li..,,I, ен быть принудительно разб <окирован. г)т<> дост <гае<ся )ем, что в;< д 7 п»1ания кла«апа 36 подключен к Нор.и ад>,».. ь.>к«к>ч,; но:.>х вы. >:.у 38 рас >реде. I u T е. . >» I:. > 3С
В ")eз,л; <аiе вл< н» >ит:. ния к распредели:, 1I<> 36 «осгупает лишь тогда, когда р«сli! !»i<.iü !8 еill< .ходится в левом
IIo. I »ке» i! Ii, а )а си < 3e>!HTe. I> 19 — >>æe В .<оавоь:, т с. ко<да отс,т< тихют сиги«ты «ВЬ»>
«ВН» ч,> выходах 21, 22. Одноврем нно с по- З5
l, ieIi с ill; 1.!÷ «ВВ» < «ереходом рас«реде>, гс. я 18 в >ев<>) через него дренируется
> х >д, ) i и сигнал блокировки на выходе 39
»<.ч.за:.. То же происходит при подаче сиг;.ал; «ВI I <возвпате распределителя 19 впраи> .,;; ".о е, .Iie llo фи<. .; вход 37 дрени40 ,,ется чер«з рае tределитель 19.
Авхом;.тич<.ское управление фрикционом бл<,«.ровкп . существляется следующим об-!
>. i > <> и .
1!l>i! работе на автоматическом режиме и 45 раз:оне на как<)й-либо сгупени гидротрансф >рматор 4 разолокирован до тех пор, пока .коро T» iii, гурбпны, измеряемая датчиком
<>, >. ai»р .сте <,,о велич»вы, соответствующ и (ь .срес> ете .<а давле»ие) линии 54. В т< !o:",-il: >,а I>pe+<. ли ель,36 переключа- 5О тпн „..Х< >НОГО «ОЛО+ЕНИЯ !IO фИГ. ВЛЕ«Ja <ение с входа 37 поступает на вы;«д Зr и далее к исполнительному клапану !4 61<»
>. »>г>ащ.етс,. в:; »одно, положение, и дав,<е iH. «а з.:.,v,>",i«;-зает. Если же разгон будет продолжаться с заблокированным гидротрансформатором. то при достижении режима, соответствующего линии 46, автомат подает сигнал «ВВ», а давление на выходе 39 будет снято как описано.
Если распределитель 36 откажет и заклинится в положении включенной блокировки, то в моменты переклк>;ен >я она будет вык ючена !>асзределител> ми 1<, 19 (как оп:<гсано) и вновь включит:.; по окончании переключения, что coo i ветствует обычной механической трансмисси > и не опасно.
Кроме того, возможны и другие варианты исполнения автомата !l. Для их пояснения рассмотрим его упрощенное изображе >ие (фиг 2). Выходы распределителей 18, 19 здесь обозначены символами Х,, Х, Х, Х„, которые в зависимости от наличия или отсутствия давлений могут принимать значения 1 или О. Тогда число визможных их комбинаций для всех четырех выходов, показанное в таблице на фиг. 3, будет равно 16.
11ри соединении распределителей 18, 19 и выходов 21, 22 по схеме фиг. 1 из 16 комбинаций реализуемы l-я, 2-я, 7-я и l l-я.
Из них лишь две соответствуют рабочим сигналам «ВВ», «ВН» и одна (7-я) соответствует нейтральному состоянию автомата (отсутствию сигналов «ВВ», «ВН») .
)стальные комбинации физически нереализуемы (обозначены буквой H).
Из таблицы фиг. 3 видно, что схема фиг. 1 обеспечивает получение кома»д ВВ, f3H в виде двоичных одноразрядных сигналов, принимающих значения 1 или О. Для этого гребуются пятилинейные распределители
18, 19 с двумя выходами в каждом. Однако они дают 16 комбинаций, тогда как требуется лишь 3. Последние могут быть получены с помогцью более простых трехлинейных распредел. телей 42, 43 (фиг. 4).
Распределители 42, 43 по устройству и принципу работы практически аналогичны рас«ределителям 18, 19, но имеют меньшее число коммутируемых гидролиний и, в частности, лишь по одному выходу (нормально включенному). Возможны всего 4 комбинации сигналов на этих выходах (фиг. 5)
Из них одна — нереализуема, а три другихрабочие. При этом по физическому смыслу первая соответствует сигналу «ВВ», а четвертая сигналу «ВН». TdKHM образом, указанные сигналы можно считать представленным и в двухразрядном двоичном коде:
«ВВ» =-00, «ВН»=11. При их использовании соответственно изменится схема подключения автомата 11 к механизму 10, для чего может быть использовано устройство 41.
При использовании устройства 41 вместо клапанов ИЛИ 28, 29 возможны и другие варианты ис пол нен ия систем ы. Так, вы ход
22 автомата может быть подключен к устройству 12 (как показано пунктиром на
1532347
Форм ула изобретенин
7$
Фиг,2 фиг. 1) для использования автомата 11 в режиме защиты и т.д.
Очевидно, что а втом ат может испол ьзоваться и с одним датчиком скорости входного вала (без коррекции по сигналу нагрузки), как в некоторых случаях делается в гидромеханических трансмиссиях карьерных самосвалов особо большой мощности и грузоподъем ности.
1. Двухканальный гидравлический автомат управления гидромеханической трансмиссией, содержащий клапаны автоматического управления, выполненные в виде двухпозиционных пятилинейных распределителей, имеющих Bxo,,Hóþ, две дренажные, и также нормально включенную и нормально выключенную вы#о.líые гидролиHии, имеющий вход для подвода давления питания, первый и второй выходы для подачи сигналов на переключения с низших передач на высшие и с высших на низшие, и Ilo крайней мере один датчик, выполненный в виде гидравлического датчика скорости элементов трансмиссии, при этом вход первого клапана сообщен с входом автомата, а вхоч<., последующих клапанов — с нормально вк.<юч.нными выходными гидролиниями предыдущих, отличающийся тем, что, с целью упрощения конст5 рукции путем уменьшения числа клапанов автоматического управления при одновременном увеличении возможного числа автоматически управляемых передач, он выполнен с двумя клапанами автоматического управления, при этом нормально выключенная выходная гидролиния первого клапана и нормально включенная выходная гидролиния второго клапана сообщены соответс венно с первым и вторым выходам<> автомата, а датчик скорости связан с BxojlHbIM валом коробки передач гидромеханической трапсм иссии.
2. Автомат lio п. 1, отл>««ач.щий "л тем что он дополнительно снабже< тре- ь«кла. паном автоматического правления бл;;,и
2р ровкой гидротрансформатора. имеюще<о нс полнительный клапан. при этом вход T ð< тьего клапана сооб<цен, нормdльll<> выклю ченной вь<ходной il<дролинисй втор<и кла паHd, d нормалI H<) вь>клю >енная Bhl. u,(H ч
25 гидроличия третьего клапана связана с и,. полнительным клапаном.
1532347
HP — Hepado vee
H — нереалиь уеиое
@иг 5
1532347 авиа 5 88 а
Ъ, вв( ф Ñ
О
0
В
H
Составитель А. Барыков
Редактор М. Бандура Техред И. Верее К о рре кто р О. Кра в по ва
Заказ 8048/24 Тираж 528 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! l3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушскан наб., д, 4/5
Произвсдственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, F01
