Устройство для определения износа фрикционов гидромеханических передач транспортных средств

 

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для технической диагностики, в частности для диагностирования гидромеханических передач транспортных средств. Устройство содержит датчики частот вращения коленчатого вала двигателя, ведущего и ведомого валов двойного фрикциона, датчик блокировки двойного фрикциона, датчик блокировки гидротрансформатора, дифференциаторы для определения ускорения в момент начала переключения передач, интеграторы, блоки вычитания и блоки деления. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей, повышение точности определения износа дисков фрикционов. 4 ил.

Изобретение относится к области технической диагностики, в частности к устройствам диагностирования гидромеханических передач транспортных средств.

Известно устройство для диагностирования технического состояния фрикционов гидромеханических передач транспортных средств (см. Авторское свидетельство №1250876, кл. G 01 М 13/02, 1985 г.). Оно содержит запускающее устройство, индикаторную лампу, датчик частоты вращения ведущей части двойного фрикциона, датчик частоты вращения ведомой части фрикциона, преобразователь частота - напряжение, дифференциатор, пиковый детектор, блок сравнения, блок памяти, блок вычитания, интегратор, суммарные величины работы буксования регистрируются вольтметром.

Недостатком известного устройства является невозможность непосредственного измерения величины износа фрикционов.

Известно устройство для определения износа фрикционов гидромеханической передачи автомобиля (см. Авторское свидетельство №1619097, кл. G 01 М 17/00, 1987 г.). Оно содержит датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик частоты вращения ведущих дисков двойного фрикциона, датчик частоты вращения ведомых дисков двойного фрикциона, датчик блокировки фрикциона, датчик блокировки гидротрансформатора, формирователи импульсов с R-S-триггерами и элементами НЕ, сравнивающее устройство, интеграторы, блок вычитания, с запоминающего устройства сигнал подается на индикатор износа дисков фрикциона.

Недостаток известного устройства в том, что оценка износа фрикциона по интегральному параметру возможна только при стационарном диагностировании на тяговом стенде, при котором предусмотрен только один тестовый режим, что снижает точность определения износа дисков фрикционов, а существующая зависимость интегрального показателя от нагрузки и режима работы двигателя не позволяет использовать его при бортовом диагностировании.

При стационарном диагностировании разгон осуществляется по внешней скоростной характеристике с фиксированным моментом сопротивления, что обеспечить в реальных условиях движения невозможно, а рассматриваемый интегральный показатель S обладает достаточно высокой чувствительностью не только к величине износа дисков фрикциона Δ, но и к загрузке транспортного средства (на примере городского автобуса большой вместимости) (фиг.1), изменению режимов работы двигателя и сопротивлению движению ΔТс, что отражается на изменении угловых ускорений в момент начала переключения передач dω/dt (фиг.2).

В ходе исследований [Вершинина О.Г., проф. Васильев В.И. О результатах математического моделирования движения автобуса с гидромеханической передачей // Сборник научных трудов аспирантов и соискателей Курганского государственного университета (технические и педагогические науки) - Курган: Изд-во Курганского гос.ун-та, 2003. - С. 47-51.] было определено, что данную зависимость можно исключить при использовании нового диагностического параметра, который выражает отношение интегрального показателя к угловому ускорению ведущих дисков фрикционов в момент начала переключения передач DS=S/(dω/dt) (фиг.3), что позволит использовать его при бортовом диагностировании, любых режимах эксплуатации транспортного средства.

Для расширения функциональных возможностей путем повышения точности определения износа дисков фрикционов устройство дополнительно содержит дифференциатор и запоминающее устройство для определения углового ускорения ведущих дисков фрикционов, формирователь импульсов по тылу и блок деления для оценки износа дисков фрикционов на любых режимах.

На фиг.1 изображена зависимость интегрального показателя S от износа фрикционов при различной загрузке автобуса. На фиг.2 изображено изменение интегрального показателя при различном износе фрикционов. На фиг.3 изображена зависимость параметра от износа фрикционных накладок. На фиг.4 изображена блок-схема устройства для определения износа фрикционов гидромеханических передач транспортных средств.

Устройство для определения износа фрикционов гидромеханических передач транспортных средств содержит датчик 1 частоты вращения коленчатого вала двигателя (частоты вращения ведущих дисков фрикциона блокировки гидротрансформатора), датчик 2 частоты вращения ведущих дисков двойного фрикциона (он же является датчиком частоты вращения ведомых дисков фрикциона блокировки гидротрансформатора), датчик 3 частоты вращения ведомых дисков двойного фрикциона, к выходам датчиков частоты вращения присоединены соответственно первый дифференциал 4 и второй дифференциал 5. На выходе датчиков подключены первое 6 и второе 7 сравнивающие устройства и соответственно первый 8, второй 9 и третий 10 интеграторы, а к их выходам подсоединены первое вычитающее устройство 11 и второе вычитающее устройство 12. Значения с дифференциаторов и блоков деления поступают на первое 13, второе 14, третье 15 и четвертое 16 запоминающие устройства, первый блок деления 17 и второй блок деления 18, индикатор 19 износа фрикционов блокировки гидротрансформатора и индикатор 20 износа дисков двойного фрикциона, датчик 21 блокировки двойного фрикциона и датчик 22 блокировки гидротрансформатора, выходы которых соединены через формирователи 23 и 24 импульсов по фронту с R-S-триггерами 25, 26 и через два элемента НЕ 27 и 28 - с формирователями импульсов по тылу 29 и 30.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии, когда включена понижающая передача двойного фрикциона и транспортное средство начинает разгон, напряжение на датчиках 21 и 22 отсутствует. Напряжение на первых выходах R-S-триггеров 25 и 26 равно логическому нулю, а на вторых - логической единице. Таким образом, интеграторы 8-10 выключены.

Как только скорость транспортного средства достигла момента включения фрикциона прямой передачи двойного фрикциона, на датчике 21 появляется напряжение (с электромагнитного клапана включения прямой передачи), по фронту которого формирователь 23 вырабатывает импульс, который включает третье запоминающее устройство 15 для сохранения значения углового ускорения ведущих дисков двойного фрикциона. Импульс с формирователя 23 изменяет состояние первого R-S-триггера 25 и напряжение на его выходах меняется на противоположное. Напряжение на первом выходе станет равным логической единице и включит второй интегратор 9.

Одновременно с этим напряжение логического нуля на втором выходе R-S-триггера 25 поступит на элемент НЕ 27, на выходе которого появится напряжение высокого уровня, включающее в работу третий интегратор 10. Таким образом, интеграторы 9 и 10 начинают вычислять интегралы по времени переходного процесса, а второе вычитающее устройство 12 выдает на блок деления 18 значение интегрального параметра процесса включения фрикциона прямой передачи. Процесс вычисления интегрального показателя заканчивается в момент выравнивания скоростей ведущих и ведомых дисков, который фиксирует сравнивающее устройство 7, выдавая сигнал на переключение R-S-триггера 25, при этом напряжение на выходах возвращается в исходное состояние. В этот момент напряжение логической единицы на втором выходе R-S-триггера 25 поступает на элемент НЕ 27, на выходе которого при смене напряжение высокого уровня на напряжение низкого уровня формирователь 29 вырабатывает импульс, который включает блок деления 18, вычисляющий величину износа дисков по интегральному показателю, отнесенному к угловому ускорению, значение которого поступает с запоминающего устройства 15. Величина износа фрикционов передается на запоминающее устройство 16 и индикатор 20.

При дальнейшем нарастании скорости транспортного средства произойдет блокировка гидротрансформатора, с началом которого появится напряжение на датчике 22, по фронту которого формирователь импульсов 24 вырабатывает импульс, который включает запоминающее устройство 13 для запоминания значения углового ускорения начала блокировки гидротрансформатора и через R-S-триггер 26 включает в работу интеграторы 8 и 9. В дальнейшем работа устройства протекает аналогично описанному.

В момент выравнивания угловых скоростей ведущих и ведомых дисков фрикциона блокировки гидротрансформатора, который фиксируется сравнивающим устройством 6, возвращает R-S-триггер 26 в исходное состояние, при этом выключаются интеграторы 8 и 9 и включается блок деления 17.

Таким образом, на индикаторе 19 будет зафиксировано напряжение пропорциональное износу дисков фрикциона блокировки гидротрансформатора, а на индикаторе 20 - напряжение, пропорциональное износу дисков фрикциона прямой передачи.

Предлагаемое устройство позволит расширить функциональные возможности путем повышения точности определения износа дисков фрикционов.

Формула изобретения

Устройство для определения износа фрикционов гидромеханических передач транспортных средств, содержащее датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя, датчик частоты вращения ведущих дисков двойного фрикциона, датчик частоты вращения ведомых дисков двойного фрикциона, сравнивающие устройства, интеграторы, вычитающие устройства, датчик блокировки двойного фрикциона и датчик блокировки гидротрансформатора, формирователи импульсов по фронту, R-S-триггеры, элементы НЕ, отличающееся тем, что оно снабжено первым дифференциатором, который входом подсоединен к датчику частоты вращения коленчатого вала двигателя, а выходом - к первому запоминающему устройству, вход управления которого подключен к выходу второго формирователя импульсов по фронту, при этом выход первого запоминающего устройства подключен на второй вход блока деления, первый вход которого соединен с выходом первого вычитающего устройства, выход блока деления через второе запоминающее устройство соединен с индикатором износа дисков фрикциона блокировки гидротрансформатора, а выход второго элемента НЕ через первый формирователь импульсов по тылу соединен с управляющим входом первого блока деления, при этом второй дифференциатор входом подключен к датчику частоты вращения ведущих дисков двойного фрикциона, а выходом через третье запоминающее устройство - ко второму входу второго блока деления, причем первый вход блока деления подсоединен к выходу второго вычитающего устройства, выход второго блока деления подключен через четвертое запоминающее устройство к индикатору износа дисков двойного фрикциона, управляющий вход третьего запоминающего устройства подключен к выходу первого формирователя импульсов по фронту, а управляющий вход второго блока деления подключен через второй формирователь импульсов по тылу к выходу первого элемента НЕ, к выходам датчиков вращения коленчатого вала двигателя, ведущих дисков двойного фрикциона и ведомых дисков двойного фрикциона подключены соответственно первый, второй и третий интеграторы, причем выход первого интегратора подключен к первому входу первого вычитающего устройства, выход второго интегратора - ко второму входу первого вычитающего устройства и к первому входу второго вычитающего устройства, выход третьего интегратора подключен ко второму входу второго вычитающего устройства, вместе с этим входы первого сравнивающего устройства подключены к выходам датчиков частоты вращения коленчатого вала двигателя и частоты вращения ведущих дисков двойного фрикциона, входы второго сравнивающего устройства подключены к выходам датчиков частоты вращения ведущих и ведомых дисков двойного фрикциона, а выходы сравнивающих устройств подключены ко вторым входам соответственно второго и первого R-S-триггеров, первые входы которых через формирователи импульсов подключены соответственно к датчику блокировки гидротрансформатора и датчику включения блокировки фрикциона, при этом первые выходы R-S-триггеров подключены к управляющему входу второго интегратора, второй выход первого R-S-триггера через первый элемент НЕ подключен к управляющему входу третьего интегратора, а второй выход второго R-S-триггера через второй элемент НЕ подключен к управляющему входу первого интегратора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4