Способ переключения ступеней многоступенчатой коробки передач с перекрытием во время включения и выключения фрикционных муфт
<п>925690
Союз Советск их
Социалистическин
Республик
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 07.08.80 (21) 2973180/27-11 с присоединением заявки ¹ (23) Приорнтет(51)М. Кл.
В 60 К 41/00
ГЬаударвтввнный кемитет
СССР
II0 делам иаевретений и втнритнй
Опубликовано 07 .05 .82. Бюллетень ¹ 17
Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДК 629.113-585. 2 (088.8)
Л. Г. Красневский /
1;.
Институт проблем надежности и долговеч сти Е:-..машин АН Белорусской ССР --" :
I (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СТУПЕНЕЙ
МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ
С ПЕРЕКРЫТИЕМ ВО ВРЕМЯ ВКЛЮЧЕНИЯ
И ВЫКЛЮЧЕНИЯ фРИКЦИОННЫХ МУФТ
Известен способ переключения ступе ней многоступенчатой коробки передач с перекрытием во время включения и выключения фрикционных муфт, заключающийся в постепенном увеличении давления в гидроцилиндре включаемой
5 муфты и согласованном с ним постепенном понижении давления в гидроцилиндре выключаемой муфты путем кратковременного сообщения ее с источником переменного давления (1).
Недостатком известного способа является сложность его технической реализации, обусловленная тем, что для. попеременного подключения каждого 1 из выключаемых гидроцилиндров фрикционных муфт к источнику переменного давления необходимо специальное коммутирующее устройство в виде гидравлической системы с несколькими клапанами, связанными с гидроцилиндрами и между собой. Ввиду возможности заклинивания золотников клапанов при попадании загрязнений в рабочую жид
2 кость данный способ недостаточно надежен и безопасен в эксплуатации.
Кроме того, коммутирующее устройство увеличивает габариты системы, которые при наличии аккумулятора и без того достаточно велики.
Цель изобретения - повышение надежности и упрощение технической реализации известного способа перекпючений.
Поставленная цель достигается тем, что в способе переключения кратковременно сообщают с источником переменного давления одновременно гидроцилиндры всех муфт коробки передач, кроме вновь включаемых, при этом ограничивают объем жидкости, поступающей в каждый из гидроцилиндров за время переключения до величины, меньшей рабочего объема соответствующего гидроцилиндра.
На чертеже показано устройство для реализации способа переключения ступеней с перекрытием и графики из925690 менения давления во времени для соот. ветствующего гидроцилиндра фрикционных муфт.
Иногоступенчатая коробка передач
1 имеет для переключения ступеней многодисковые Фрикционные муфты 2-5.
Каждая муфта имеет силовой гидроцилиндр, у которого максимальный рабочий ход поршня равен Х с. Гидравлическая система содержит гидронасос 10
6 с приводом от элементов коробки пе" редач, регулятор давления 7, устройство управления в виде многопозиционного распределителя 8, вход которого напорной гидролинией 9 подклю- 5 чен к гидронасосу, а выходы - к гидроципиндрам муфт 2-5. К этим же выходам параллельно подключены механизмы
10 плавного включения известной конструкции. Дренажный канал распреде- 2р лителя 8 дренажной гидролинией ll подключен к источнику 12 переменного давления, Последний гидролиниями 1) и 14 подключен к гидронасосу и гидробаку. Стрелкой I5 условно изображе- 2з но управляющее воздействие, посредством которого формируют требуемую характеристику изменения давления источника 12.
На чертеже показаны три рабочие зо позиции распределителя 8, соответствующие 1, lf p III ступеням. В реальных устройствах число позиций может быть значительно больше.
Переключение ступеней осуществля35 ется следующим образом.
В изображенном на чертеже исходном положении распределителя 8 включена ступень II которой соответству-. ет муфта 3. В ее гидроцилиндре, сообщенном с гидронасосом 6 через распределитель 8 и гидролинию 9, поршень смещен вниз на максимальную величину
Х сц,с, а давление равно давлению Р> гидронасоса, задаваемому регулятором
7. Остальные гидроцилиндры через распределитель 8, гидролинию 11, источник давления I2 и гидролинию 14 сообщены с гидробаком, давление в них отсутствует, а их поршни находятся в крайнем верхнем положении.
Для переключения, например, на
III ступень распределитель переводят в III позицию, при которой гидроцилиндр муфты 4 сообщается с напорной гидролинией 9, а гидроцилиндр ранее выключенной муфты 3 через дренажную гидролинию 11 с источником 12 переменного давления.
Изменение давлений жидкости во всех гидроцилиндрах и в источнике 12, при данном переключении изображено на соответствующих графиках, где координата 1 обозначается время процесса, а Р - давление. Изображенные положения поршней соответствуют моменту =
=О. Давление Р во включаемом гидроцилиндре 4 изменяется по линии А, пока поршень движется иэ верхнего в нижнее положение. Это давление невелико, почти постоянно (Р Po) и определяется сопротивлением холостому движению поршня в течение времени . После выбора зазоров между Фрикционными дисками муфты 4 ее поршень останавлива- . ется, и давление в гидроцилиндре постепенно увеличивают по кривой Б, задаваемой соответствующим механизмом
10 плавного включения. К моменту времени 1 оно уравнивается с давлением насоса (Р =РН)> и муфта замыкается, что соответствует включению II1 ступени.
Источник переменного давления имеет характеристику, соответствующую линии Г на графиках: он поддерживает в дренажной гидролинии 11 определенное избыточное давление в течение некоторого времени П < В за счет частичного соединения ее с напорной магистралью, а в остальное время сообщает ее с гидробаком через гидролинию 14, так что избыточное давление в гидролинии 11 в это время равно нулю.
В момент начала переключения, соответствующий началу координат на графиках, гидроцилиндры всех муфт, кроме включаемой муфты 4, одновременно сообщены с дренажной гидролинией 11, давление Рд в которой источник 12 изменяет по кривой Г. Далее давления в гидроцилиндрах изменяются следующим образом. На участке от источника 12 до дросселей 16, сопротивления которых значительно больше, чем сопротивления гидролиний, давление примерно постоянно по длине и равно давлению Ррр. Поэтому давления перед дросселями изменяются по кривой
Г, которая нанесена на графиках гидроцилиндров пунктиром. Жидкость под давлением поступает далее от источника 12 через дроссели 16 в гидроцилиндры муфт 2 и 5, поршни их движутся вниз. При этом в гидроцилиндрах муфт
2 и 5 устанавливаются одинаковые дав5 9256 ления: Р =Р =РО. Расход жидкости, поступающей в каждый иэ них, определяется перепадом давления в гидролиниях, т.е. с учетом принятых допущений, перепадами на дросселях 16, На графиках этим перепадам соответствуют заштрихованные зоны площадью ЯВ„ „
При наступлении момента tH давление источника 11 быстро падает до нуля, а в гидроцилиндрах - медленно падает 1о от ро до нуля по мере возврата поршней пружинами.
В гидроцилиндре выключаемой муфты
3 давление Р изменяется иначе. В начальный момент переключения Ръ = Р t5
7Р . Поэтому давленйе в нем резко падает до величины Р >, а затем уравнивается с Рдр и повторяет его изменение по кривой Г. Поскольку Рдр>Р поршень гидроцилиндра остается во 2о включенном (нижнем) положении, перепад на дросселе 16 муфты 3 отсутствует, TBK как расход через него, пренебрегая утечками, равен нулю, фрик ционные диски муфты 3 сжаты с усили- 5 ем, созданным давлением Р р (см.кривую Г), и муфта буксует, передавая соответствующий крутящий момент.
Включаемая муфта 4 начинает передавать рабочий момент примерно в точ- зо ке времени to остановки своего гидроцилиндра. В течение времени О по тенциально может буксовать только муфта 3, в течение времени д1 буксуют обе муфты и передают крутящий з момент, что и соответствует переключению с перекрытием. В момент времени t<, определяемый по любому из известных критериев, работу муфты 3 прекращают, для чего давление Pgp ис- 40 точника 12 уменьшают до нуля и гидролинию 11 сообщают с гидробаком.
90 6
Элементарный объем 6U жидкости, поступающей в гидроцилиндр муфты 2 или
5, за время d t равен =ср = «$ >1 ) -4 = (< f др,- ) ®.
Полный объем, поступающий во время tH
Известно, что интеграл есть площадь под кривой функции.В данном случае это заштрихован ные площади 8В А. Следовательно, для каждой муфты М =,М S
Ч ВЬПЖ где и. — масштабный коэффициент.
Ход поршня Х =, где Бп - площадь поршня.
Тогда заштрихованные площади изображают в некотором одинаковом масштабе ходы поршней муфт 2 и 5.
Заполнение гидроцилиндра включаемой муфты 4 происходит под давлением
Р>, превышающим Р,р, причем гидроцилиндр сообщен с насосом через распределитель 8 минуя дроссель 16.
Поэтому мгновенное значение расхода поступающей в него жидкости значительно больше, чем расход в выключенные гидроцилиндры муфты 2 и 5, ограниченный дросселями 1б. Объем жидкости, поступающей во включаемый гидроцилиндр соответствует заштрихованной площади 6вк„и равен максимальному рабочему объему гидроцилиндра, освобождаемому поршнем при перемещении на величину Ходко за время to .
l1o истечении времени о жидкость не поступает.в гидроцилиндр муфты 4, поскольку поршень ее неподвижен, но продолжает поступать в цилиндры муфты 2 и 5 до окончания периода и, . В выключенных муфтах 2 и 5 за-. время t H, в течение которо го в них поддерживается избыточное давление, порш ни переместятся на величину Х <Х „, Соотношение величин Х и X „ „ можно оценить из следующих соображений.
По известным формулам гидравлики . расход жидкости q равен
g=k f.ЯР где K - постоянный коэффициент; гидравлическое сопротивление течению жидкости;: йР - перепад давления, под которым происходит истечение.
Очевидно, что если ebl Переключение со ! на ступень и т.д. происходит аналогично описанному выше, но графики давлений в гид- з роцилиндрах поменяются местами. При большем числе гидроцилиндров коробки передач процессы в них также аналогичны описанным. Из изложенного выше видно, что >в ограничение количества жидкости, по" ступающей в гидроцилиндры выключенных муфт, до величины, исключающей замыкание последних в период переключения, достигается подбором гидравли- 15 ческих сопротивлений гидролинии от источника 12 до муфт, например, установкой специальных дросселей 16. При этом конструкция распределителя 8 должна обеспечивать включение дрос- 2о селей 16 в гидролинию управления муфтами .только на этапе слива из гидроцилиндров. В тех случаях, когда требуемая величина Р р существенно меньше р 1, описанное выше соотноше- 2s ние объемов жидкости обеспечивается только за счет этой разницы, и допол" нительные дроссели 16 не требуются, что упрощает конструкцию распределителя ° зб Кроме аккумуляторов для поддержа-. ния давления в выключенной муфте могут применяться и другие средства, например дополнительные регуляторы давления. 90 8 Время перекрытия п, может отличаться от изображенного. Оно выбирается из соображений, выходящих за рамки данной заявки. Поэтому воздействие, задающее закон изменения Р„ о„ изображено условно в виде стрелки 15. Формула изобретения Способ переключения ступеней многоступенчатой коробки передач с перекрытием во время включения и выключения фрикционных муфт, заключающийся в постепенном увеличении давления ,в гидроцилиндре включаемой муфты и согласованном с ним постепенном понижении давления в гидроцилиндре выключаемой муфты путем кратковременного сообщения ее с источником переменного давления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, кратковременно сообщают с источником переменного давления одновре.- менно гидроцилиндры всех муфт коробки передач, кроме вновь включаемых, при этом ограничивают объем жидкости, поступающей в каждый из гидроцилиндров от источника переменного давления за время переключения до величины, меньшей рабочего объема соответствующего гидроцилиндра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР N 418356, кл. В 60 K 41/00, 1971 (прототип). 925á90 Составитель В.Ионов Редактор С.Титова Техред Л. Пекарь КоРРектоРН.Стец Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 4722/7 Тираж -715 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 133035,.Иосква-, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
