Устройство для управления двигателем

 

2О274!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Goes Саветскик

Социалистических

Респубяик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 28Х.1965 (№ 1009892(27-11) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 14.1Х,1967. Бюллетень № 19

Дата опубликования описания 1.ХИ.1967

Кл. 63с, 34/01

МПК В 62d

УДК 629.113-585.23-522,5 (088.8) комитет по делам иаабретеиий и открытиЯ при Совете Миииетров

СССР

Автор изобретения

Заявитель

В М Мастеровой

Государственный союзный научно-исследовательский тракторный институт

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕМ

И ГИДРООБЪЕМНОЙ ТРАНСМИССИЕЙ САМОДВИЖУЩЕГОСЯ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к устройствам для управления двигателем и гидрообъемной трансмиссией самодвижущегося транспортноr0 средства, содержащей регулируемый насос переменного рабочего объема, приводимый двигателем, по крайней мере один гидромотор, приводящий движитель, и напорную и сливную магистрали, связывающие между собой указанные гидромашины.

Известны устройства для управления двигателем и гидрообъемной трансмиссией указанного типа, содержащие: источник постоянного тока; гидрораспределитель с электромагHHTdMH; включенные в мостовую электрическую схему потенциометрический датчик рабочего объема насоса, жестко связанный с механизмом изменения рабочего объема насоса, и потенциометрический задатчи к рабочего объема насоса, жестко связанный с рукояткой управления скоростью транспортного средства; элемент сравнения, включенный в диагональ электрического моста; датчик давления в напорной магистрали; электрически последовательно соединенные функциональный потенциометр, подвижной контакт которого жестко связан с поршнем датчика давления, и постоянное сопротивление; реле давления заднего хода в сливной магистрали, изменяющее при срабатывании последовательность соединения функционального потенциометра и постоянного сопротивления, и электромагнитное реле, соединенное с двухпозиционным переключателем.

Особенностью предложенного устройства является то, что оно снабжено электрогидравлическим реле давления переднего хода, соединенным с напорной магистралью трансмиссии; кулачком, закрепленным на оси рукоятки управления скоростью и подвижного контакта потенциометпа — задатчика рабочего объема насоса, взаимодействующим с рыча. гом реле давления переднего хода, и взаимодействующим с рукояткой регулятора двигателя конечным выключателем цепи электрогидравлического реле давления переднего хода. Такое выполнение регулятора расширяет диапазон автоматического регулирования двигателя и трансмиссии, обеспечивая возможность поддерживания постоянной оптимальной мощности движения и одновременного автоматического управления трансмиссией при перегрузках и ограничении максимальной скорости движения транспортного ср едств а.

25 На чертеже представлена схема предложенного устройства для управления двигателем и трансмиссией.

Устройство предназначено для управления двигателем 1 и трансмиссией самодвижущегося

30 транспортного средства, в состав которой вхо202741

3 дит регулируемый насос 2 переменного рабочего объема и один или несколько гидромоторов 8 постоянного рабочего объема, приводящих движитель или движители. Насос 2 и гидромотор 8 связаны гидравлическими магистралями 4 и 5, магистраль 4 из которых при движении машины передним ходом является нагнетательной, а магистраль 5 — сливной.

При изменении направления движения транспортного средства на обратное функции магистралей взаимно меняются. В гидравлической цепи между магистралями установлен клапан б,,связывающий остальную часть гидравлической системы всегда с той магистралью, которая в данный момент является нагнетательной.

В состав устройства входит источник постоянного тока 7, например аккумуляторная батарея. В нагнетательной магистрали установлен датчик давления 8, содержащий подпружиненный поршень 9, шток 10 которого жестко связан с подвижным контактом функционального потенциометра 11. Постоянное сопротивление 12 электрически последовательно соединено с функциональным сопротивлением.

В мостовую электрическую схему включены потенциометрический датчик 18 рабочего объема насоса, жестко связанный с механизмом изменения рабочего объема насоса, и потенциометрический задатчик 14 рабочего объема насоса. В диагональ электрического моста включен элемент сравнения 15. Реле управления Rs u Rz электромагнитами 16 и 17 гидрораспределителя 18 соединены гидравлическими магистралями с сервонасосом 19, баком 20, а также левой и правой полостями исполнительного гидроцилиндра 21, жестко связанного с механизмом изменения рабочего объема насоса.

Реле давления 22 заднего хода, всегда соединенное с гидравлической магистралью, являющейся сливной при движении вперед, связано с двухпозиционным переключателем 11,, изменяющим при срабатывании реле последовательность соединения функционального потенциометра и постоянного сопротивления.

Электрогидравлическое реле давления 28 прямого хода, соединенное с гидравлической магистралью трансмиссии,; вляющейся нагнетательной при прямом ходе, содержит подпружиненный поршень 24, шток 25 которого связан с контактом ll>, цилиндрическую пружину. 26, заключенную в корпус реле давления прямого хода и опирающуюся торцами на поршень 24 и подвижной в корпусе реле стакан 27, жестко связ" í. íûé с рычагом 28. Профилированный кулачок 29 закреплен на оси подвижного контакта потенциометрического задатчика 14 и взаимодействует с рычагом 28 реле давления переднего хода. Реле R; содержит подпружиненный якорь 80, шток 81 которого при срабатывании реле перебрасываег контакты переключателя 11з из положения ручного управления в положение автомати5

65 ческого управле. Контактный конечный включатель 82 взаимодействует с рукояткой

88 регулятора двигателя, жестко связанной рычагами 84 — 86 с регулятором 87 двигателя.

Управление скоростью движения самодвижущегося транспортного средства осуществляется с помощью рукоятки 88. (На схеме не обозначены и не указаны некоторые распределительные и управляющие гидравлические элементы, относящиеся непосредственно к гидрообъемному приводу, к системе подпитки и сервоуправления, предназначенные для обеспечения надежной работы гидрообъемной передачи на всех режимах).

Устройство работает следующим образом.

При ручном управлении транспортным средством водитель задает скорость его движения рукояткой 88, перемещая при этом подвижной контакт потенциометрического задатчика 14. В результате этого в диагонали моста возникает электрический сигнал рассогласования, воспринимаемый элементом ср авнения 15. Элемент ср а внения, состоящий из двух электрических ветвей, пропускает сигнал рассогласования только через одну из ветвей в зависимости от его направления.

Реле Rz и R предназначены для включения соответствующего электромагнита трехпозиционного гидрораспределителя. При перемещении золотника гидрораспределителя 18 в одно из крайних положений рабочая жидкость от сервонасоса 19 подается в одну из полостей исполнительного гидроцилиндра 21. Цилиндр при этом перемещает регулируемый орган насоса, изменяя его рабочий объем. Перемещение цилиндра будет продол>каться до тех пор, пока подвижнои контакт потенциометрического датчика 18, жестко соединенный с регулируемым органом насоса, не займет положение, при котором сигнал рассогласования в диагонали моста уменьшится до нуля.

При этом реле элемента рассогласования выключит электромагнит гидрораспределителя, в результате чего прекратится подача масла в рабочую полость гидроцилиндра.

Таким образом, положение регулируемого органа насоса, определяющее его рабочий объем, будет всегда соответствовать положению рукоятки ручного управления скоростью самоходной машины.

Когда загрузка двигателя транспортного средства достигнет значения расчетной оптимальной мощности, регулятор должен переключить систему с ручного дистанционного управления на автоматическое, поддержание постоянной мощности на валу двигателя. Это осуществляется следующим образом.

Кулачок 29, поворачиваясь от рукоятки 88 при изменении водителем скорости движения транспортного средства, воздействует на рычаг 28 подвижного стакана 27 реле. В этом случае изменяется настройка пружины 26 на срабатывание реле 23 при другом давлении в нагнетательной магистрали. Для сигнализации загрузки двигателя оптимальной мощностью

202741 здесь используется следующее свойство гидрообъемного привода при его работе в режиме постоянной мощности двигателя: каждому значению давления в нагнетательной магистрали однозначно соответствует вполне определенное значение рабочего объема насоса при условии, что регулятор двигателя настроен в этом случае на один и тот же скоростной ре>ким. Иначе говоря, если прн скорости, которая задается водителем рукояткой 88, давление в нагнетательной магистрали достигнег заданного значения, то реле 28 должно сработать и переключить устройство для управления двигателем и трансмиссией !IB режим автоматического поддер>кания .постоянной мощности. В этом случае переключатель П замыкается, и при замкнутом включателе 82 включается цепь катушки реле R .

Якорь 80 реле R, втягиваясь в катушку, преодолевает сопротивление пружины и переключает при помощи штока 81 контакты переключателя П> на режим автоматического управления, цепь ручного управления при этом размыкается.

При переключении с ручного управления на автоматическое отключается потенциометрический задатчик 14, и вместо него в электрическую мостовую схему включается задающий функциональный потенциометр 11.

Возмущающим воздействием для системы автоматического управления является давление в нагнетательной магистрали трансмиссии. Чувствительным элементом служит датчик давления 8, поршень 9 которого отжимается пружиной, имеющей линейную характеристику. Со штоком 10 датчика жестко соединен подвижной контакт функционального потенциометра. Этот потенциометр преобразует линейный сигнал перемещения штока поршня, пропорциональный величине давления, в электрический сигнал, обратно пропорциональный давлению, скорректированный на величину к.п.д. и направленный на изменение рабочего объема насоса в соответствии с законом регулирования, При увеличении давления в нагнетательной магистрали шток (О датчика перемещается в сторону, указанную стрелкой. Возникающий сигнал рассогласования в диагонали моста направлен на уменьшение рабочего объема насоса.

При прямом ходе функциональный потенциометр 11 и постоянное сопротивление 12 занимают определенное положение в плечах электрического моста. При изменении направления движения на обратное для работы уст. ройства в режиме постоянной мощности необходимо в мосту поменять местами функциональный потенциометр и постоянное сопротивление.

Сигнал от потенциометра (1 сравнивается элементом 15 с сигналом от датчика 13 рабочего объема насоса. Далее сигнал рассогласования преобразуется исполнительным механизмом — гидпоцилиндром 21 в поворот регу5 о

4О

65 лиру емого органа насоса, изменяющего его рабочий объем до уменьшения рассогласования в системе до куля. При максимальном давлении шток датчика с подвижным контактом потенциометра 11 займет свое крайнее верхнее положение, чему соответствует среднее положение как регулируемого органа насоса (нулевой рабочий объем), так и подвижного контакта датчика 18.

Таким образом, устройство для управления двигателем и гидротрансмиссией будет при изменении нагрузки поддерживать соотношение между регулируемымп параметрами (давлекием рабочей жидкости в пагнетательной магистрали и производительностью насоса) по закону постоянной мощности.

При снижении нагрузк.i на двигатель давление в нагнетательной магистрали уменьшается, тогда устройство будет стремиться увеличить скорость транспортного средства.

Однако эта скорость не должна превышать той, на которую усгановлена рукоятка 38 водителя. При снижении давления до определенного значения пружина 2б реле давления 28 отожмет поршень, контакты переключателя

П„при этом разомкнутся. В это... слу.ае цеп -. катушки реле R, обесточивается, и его якорь

80 под воздействием пружины перемещается, перебрасывая подвижные контакты переключателя Пq в поло>кение <: Ручное управленис>..

Переключение с автоматического на ручное управление осуществляется также при переходе на частичные режимы работы двигателя, когда рукоятка 88 разомкнет включатель 82.

Таким образом, рукоятка 88 с кулачком 29, реле давления 23 с рычагом 28 и переключателем П., а также электрическое реле R! с переключателем Г1, и конечным включателем

82 при их совместном взаимодействии являются одновременно сигнализатором загрузки двигателя и ограничителем верхнего предела скорости движения транспортного средства.

При этом устраняется необходимость установки специального датчика загрузки двигателя и ликвидируется жесткая обратная связь между потенциометрами 18 и 14, что упрощает конструкцию и позволяет осуществить более гибкую компоновку.

На режиме заднего хода система работает следующим образом.

Реле давления 22, подключенное к сливной магистрали, настроено на определенную величину давления, так что при движении транспортного средства вперед шток реле устанавливает контакты переключателя П, в положение, указанное сплошными линиями. При изменении направления движения сливная магистраль становится нагнетательной, давление в ней повышается, реле срабатывает и его шток перебрасывает контакты .переключателя

П, в положение, указанное пунктиром, что соответствует настройке устройства на постоянную мощность при движении транспортного средства задним ходом. Такое подключение функпионального потенциометра дает возмож202741 ность использовать только один датчик давления и один функциональный потенциометр при прямом и обратном ходе транспортного ср ед ств а.

Предмет изобретения

Устройство для управления двигателем и гидрообъемной трансмиссией самодвижущегося транспортного средства, с регулируемым насосом переменного рабочего объема, приводимым двигателем, по крайней мере одним гидромотором, приводящим движитель, напорной н сливной магистралями, связывающими между собой указанные гидромашины, содержащее источник постоянного тока, гидрораспределитель с электромагнитами, включенные в мостовую электрическую схему потенциометрический датчик рабочего объема насоса, жестко связанный с механизмом изменения рабочего объема насоса, и потенциометрический задатчик рабочего объема насоса, жестко связанный с рукояткой управления скоростью транспортного средства, включенный в диагональ электрического моста элемент сравнения, датчик давления в напорной магистрали, электрически последовательно соединенные функциональный потенциометр, подвижной контакт которого жестко связан с поршнем датчика давления, и постоянное сопротивление, реле давления заднего хода в сливной магистр али, изменяющее при срабатывании последовательность соединения функционального потенциометра и постоянного сопротивления, и электромагнитное реле, соединенное с двухпозиционным переключателем, отличающееся

10 тем, что, с целью расширения диапазона автоматического регулирования двигателя и трансмиссии путем поддерживания постоянной оптимальной мощности двигателя и одновременного автоматического управления

lS трансмиссией при перегрузках и ограничения максимальной скорости движения транспортного средства, оно снабжено электрогидравлическим реле давления переднего хода, соединенным с напорной магистралью трансмис20 сии, закрепленным на оси рукоятки управления скоростью и подвижного контакта потенциометра — задатчика рабочего объема насоса кулачком, взаимодействующим с рычагом реле давления переднего хода, и взаимодействую25 щим с рукояткой регулятора двигателя конечным включателем цепи электрогидравлического реле давления, переднего хода.

202741

Составитель И. А. Курзель

Редактор Л, В. Калашникова Техред Л, Я. Бриккер Корректоры: Н. И. Быстрова и Т. Д. Чунаева

Заказ 3626/15 Тираж 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2