Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

СОЦнвиистичюсию х

Реснубнни (61) дополннтельное к авт. саид-ву и563311 (22) ЗаЯвлено 040675 (23) 2141168/ll (Slj N. Кл.

F 16 H 5/66

G 05 G 13 02

В 60 К 41/06 с присоединением заявки МГосударственный комнтет

СССР но делам нзооретеннй н отнрытнй (23) Приоритет—

Опубликовано150379 Бюллетень pk 10

Дата опубликования описания 150379 (53j УДК 629.113:

:585.12-523.8

{088.8) В.В.Кацыгин, И.М.Пинскер, В. T.Власов и А . С. Солон с ки и (72) Авторы изобретения

Центральный научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства

Нечерноземной зоны СССР и Минский ордена Ленина тракторный завод

P I) Заявители (54) СИСТЕМА АВ1ОИА1ИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

СТУПЕНЧА 1ОЙ КОРОБКОЙ ПЕРЕДАЧ TPAHCOOPTHOA

МАШИНЫ

Изобретение относится к транспортному машиностроению.

В основном изобретении по авт. св. 9 563311 описана система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины.

Она содержит реверсивный коммутатор, к выходам которого подсоединены электромагниты исполнительных устройств и управляющие входы ключей.

Ко вторым входам упомянутых ключей подключен тахогенератор, вал которого соединен с выходным валОм коробки передач. Выходы ключей через масштабные и суммирующие резисторы подключены к первым входам сравнивающих устройств, вторые входы которых через суммирующие резисторы подсоединены к выходам датчиков линейного ускорения, положения рычага регулятора и рейки топливного насоса и к источнику стабилизированного напряжения.

Выходы сравнивающих устройств подключены к.суммирующему и вычитающему .Ы5 входам реверсивного коммутатора через. вентили, управляющие входы которых соединены с выходами реверсивного коммутатора, подающими команды на включение высшей и низшей передач. ЗО

Упомянутая система позволяет реализовать только линейный закон переключения на низшую "и на высшую передачи. В этом случае линия переключения на низшую передачу при полном и некоторых частичных ходах рычага регулятора топливного насоса йопадает в нерабочую зону характеристики дизельного двигателя. Прямая линия переключения на высшую передачу сужает диапазон работы двигателя на частичных режимах, что вызывает ненужное увеличение числа переключений передач и повышение расхода топлива.

Цель изобретения — снижение расхода топлива за счет реализации нелинейного закона переключения передач.

Эта цель достигается тем, что предлагаемая система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины снабжена ограничителем напряжения, а последовательно с одним из суммирующих резисторов, включенным между датчиком перемещения рычага регулятора топливного насоса и сравнивающим устройством, связанным с вычитающим входом реверсивного коммутатора, включен дополнительный резистор, причем к точке соединения укаэанных резисторов подключен огра652395

3 ничитель напряжения, соединенный через другой дополнительный резистор со входом, который соединен с выходами ключей сравнивающего устройства, связанного с суммирующим входом реверсивного коммутатора.

На фиг. 1 представлена блок-схема б системы автоматического управления; на фиг.2 - зависимость крутящего момента (Мя) от частоты вращения (я) вала двигателя при фиксированных положениях а,б,в,г,д,е,ж задающего gj рычага регулятора топливного насоса и закон переключения передач.

Система автоматического управления содержит реверсивный коммутатор

l, к эыходам 2,3,4 которого через IS диоды 5,6,7 подсоединены управляющие входы 8,9,10 ключей 11,12,13 и электромагниты 14,15,16 исполнительных устройств, включающих, соответственно, первую, вторую и третью передачи.

Ко вторым входам 17,18,19 упомянутых ключей подключен тахогенератор 20, вал которого соединен с выходным валом коробки передач. Выходы 21, 22,23 ключей 11 12,13 через масштабные резисторы 24, 25, 26 и сумми- 5 рующие резисторы 27,28 подключены к первым входам 29, 30 сравнивающих устройств 31,32. Вторые входы 33,34 упомянутых сравнивающих устройств через суммирующие резисторы 35-43 30 подсоединены к выходам датчиков 44, 45, 46 положения рычага регулятора и рейки топлиэного насоса 47, линейного ускорения машины и к источнику стабилизированного напряжения ма- ф шины +Е, .

Выходы 48,49 сравнивающих устройств 31„32 подключены соответст венно к вычитающему и к суммирующему входам реверсивного коммутатора 1 через вентили 50 51, управляющие входы которых соединены через резисторы 52,.

53 с выходами 2,4 реверсивного коммутатора, подающими команды на включение низшей и высшей передач.

Датчик 46 линейного ускорения состоит из тахогенератора 54, вал которого соединен с ведомым колесом машины, подключенного через суммирующие резисторы 39, 43 к входам упомянутых сравнивающих устройств 32,31 че-50 рез .конденсатор 55 и ьнвертирующий усилитель 56, шунтируемый резистором 57.

Система содержит также неоновые лампы 58,59, оповещающие о необходимости переключения, соответственно, на низший или высший диапазон, подсоединенные через повышающие трансформаторы 60,61 к выходам 48,49 сравнивающих устройств 32,31.

Контроллер 62, необходимый для ручного управления системой, подключен к источнику постоянного нестабилизированного напряжения +Е.

К точке соединения резисторов 36, 37 подключен ограничитель 63 напря- 65 жения, который через резистор 64 соединен со входом 29 сравнивающего устройства 31.

Скорость, при которой происходит переход на смежную предачу, определяется равенством напряжений на входах сравнивающих устройств.

Сравнивающее устройство 31 срабатывает в том случае, когда потенциал на его входе 29 > потенциалу на входе ЗЗ, а сравнивающее устройство 32 в том случае, когда потенциал на входе 30 потенциалу на входе 34.

Закон переключения передач выбран таким образом, чтобы при неизменном режиме работы машины скорость, при которой произошло переключение на высшую передачу, была больше скорости обратного переключения.

При помощи резисторов 27,28,35-4 3 можно задавать необходимый линейный закон переключения передач. Ограничитель 63 напряжения воздействует через резистор 36 на вход 4 сравнивающего устройства 32 и обеспечивает нелинейность закона переключения на низшую передачу, а через резисторы 64 и 40 обеспечивает нелинейность зако на переключения на высшую передачу.

Можно условно считать, что рычаг регулятора топливного насоса 47 и рейка неподвижны и машина движется с постоянно возрастающей скоростью (с постоянным ускорением) на второй передаче. Рычаг контроллера 62 находится э положении А. В этом случае включены электромагнит 15 и ключ 12.

Увеличение скорости машины до опре- деленной величины приводит к равенству напряжения на входах 29,33 сравнивающего устройства 31, и íà его выходе 49, соединенном с суммирующим входом реверсивного коммутатора 1, появляется импульс. Под его воздействием реверсивный коммутатор 1 переходит в следующее устойчивое состояние и подает напряжение к электромагниту 16, включающему третью передачу, и ключу 13,и электромагниту 15, включающему вторую передачу, и ключу 12. При выключении ключей 12 и

l3 изменяется масштаб напряжения тахогенератора 20, поступающего на вход 29 сравнивающего устройства

31, исчезает равенство напряжений на входах 29,33, и следующий импульс на его выходе не появляется.

Снижение скорости машины до определенного уровня приводит к равенству напряжений на входах 30,34 сравнивающего устройства 32, оно срабатывает, его импульс поступает на вычитающий вход коммутатора 1, вызывает его переключение и подачу напряжения к электромагниту 15, включающему вторую передачу, и.ключу 12, Отключив напряжение электромагинта 16 и ключа 13. При выключении ключа 13 и включении ключа

12 изменяется масштаб напряжения тахогенератора 20, поступающего на вход

652395

30 сравнивающего устройства 32, исчезает равенство напряжений на входах

30,34, и следующий импульс íà его выходе не появляется °

Переключение на низшую передачу по линии AI (фиг.2) пропорционально ходу рычага регулятора топливного на- Ь соса, а на высшую — по линии СИК обеспечивается ограничителем 63 напряжения и резисторами 36,37,40,64.

Происходит это следующим образом, В случае движения машины с замедле-)Q нием при положении рычага регулятора топливного насоса в точках а,б,в,г ограничитель 63 напряжения, воздействующий только на ту часть сигнала датчика 44, которая поступает на сравнивающее устройство 32, выключен, и переключение на следующую низшую передачу происходит пропорционально перемещению рычага регулятора топливного насоса соответственно в точках

A,á, в, Г. В точке Г срабатывает ограничитель 63 напряжения. Поэтому перемещение ползунка датчика 44 в точки д,е,ж не вызывает повышения напряжения йа входе 34, и переключение на следующую низшую передачу, Б происходит по-прежнему в точке Г.

В случае движения машины с ускорением при положении ползунка датчика

44 в точках а,б,в,r переключение на следующую высшую передачу происходит по линии СИ. Резистор 40 определяет ! длину участка С С: добавляет к потенциалу, поступающему от датчика

45 в точке С, дополнительное напряжение, В результате этого равенство напряжений на входах 29,33 и перФключение передач происходит не в точке С, а при меньшем напряжении — в точке С. Потенциал, поступающий через резистор 64 к входу 29 сравнивающего 40 устройства 31, компенсирует изменение напряжения, прибавляемого через резистор 40, С увеличением хода ползунка датчика 44 напряжение, проходящее через резистор 64 на вход 29, увели.чивается, компенсируя все большую часть прибавки, проходящей через резистор 40, При ходе ползунка датчика 44, соответствующем точке г, срабатывает ограничитель 63 напряжения я0 и при дальнейшем перемещении ползунка в точки д,е,ж напряжение, проходящее через резистор 64, остается постоянным. Переключение передач происходит по линии ИК. Изменением сопротивления резистора 40 можно получить требуемый наклон линии СИ.

После включения контроллера 62 в положение A коммутатор 1 может оказаться в любом состоянии из четырех возможных (одно неиспользуемое), в том числе и в тех, которые не соответствуют режиму работы машины. Если машина неподвижна, а реверснвный коммутатор 1 установился в положение третьей передачи, то, так как нанря- 65 жение тахогенератора равно нулю, сравнивающее устройство 31 срабатывает и двумя импульсами переводит коммутатор 1 в положение, соответствующее первой передаче. Если во время движения необходима вторая передача, а реверсивный коммутатор после его включения установился в положение, соответствующее третьей передаче, то напряжение на входе 30 меньше напряжения на входе 34, Сравнивающее устройство 32 срабатывает, подает импульс реверсивноМу коммутатору 1, он переходит в другое состояние и происходит включение второй передачи.

Если после включения контроллера 62 в положение A коммутатор 1 окажется в четвертом, неиспользуемом состоянии, то все ключи ll 12,13 закрыты, и сравнивающее устройство 32, подав импульс на вычитающнй вход 49 реверсивного коммутатора 1, переводит его в первое состояние, при котором с его выхода

2 поступает напряжение к электромагниту 14 на включение первой передачи .

В дальнейшем работа системы не будет отличаться от описанной выше.

Задержка правильной команды не превышает 0,03 с и не отражается на работе механизма управления коробкой передач, быстродействие которого 0,1-0,3 с, Конденсатор 55, инвертирующнй усилитель и резистор 57 необходимы для измерения и пересчета приращения угловой скорости ведомого колеса„ задаваемой,тахогенератором 54 в линейное ускорение машины.

При движении машины с положительным ускорением усилитель 56 подает пропорциональный ускорению отрицательный сигнал на вход суммирующих . резисторов 39,43, который уменьшает общую величину положительного сигнала, поступающего на входы 33,34 сравнивающих устройств 31.,32, В результате этого сравнивающее устройство

31 срабатывает, и переключение на высшую передачу происходит раньше, т.е. при меньшем напряжении, вырабатываемом тахогенератором 20. При движении машины с отрицательным ускорением усилитель 56 подает на вход суммирующих резисторов 39; 43 положительный сигнал, который увеличивает общую величину напряжения, поступающего на входы 33, 34 сравнивающих устройств 31,32. В результате этого сравнивающее. устройство 32 срабатывает, и переключение на низшую передачу происходит раньше, т.е, при большом напряжении, Вырабатываемом тахогенератором 20, При увеличении скорости движения машины на -.ретьей передаче или уменьшении скорости ее движения на первой передаче до порога срабатывания устройств 31 32 импульсы упомянутых сравнивающих устройств не проходят

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 1027/37 Тираж 1138 Подписное

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4

652

7 ато а 1 на входы реверсивного коммутатор так как вентили (диоды) 51 и 50 закрыты сигналом коммутатора 1 на включение третьей или первой передачи и поступают через повышающие трансФорматоры 60,61 на неоновые лампы 5В,59. Свечение лампы 58 или

59 оповещает водителя о необходимости переключения вручную диапазона в трансмиссии машины.

Система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины по авт,св. Р 563311, отличающаяся тем, что, 395 с целью снижения .расхода топлива за

I счет реализации нелинейного закона переключения передач, она снабжена

-ограничителем напряжения, а последовательно с одним из суммирующих резисторов, включенным между датчиком перемещения рычага регулятора топливного насоса и сравнивающим устройством, связанным с вычитающим входом реверсивного коммутатора, включен дополннтельный резистор, причем к

® точке соединения указанных резисторов подключен ограничитель напряжения, соединенный через другой дополнительный резистор со входом, который соединен с выходами ключей сравнивающего

15 устройства, связанного с суммирующим входом реверсивного коммутатора.