Механизм блокировки дифференциала ведущего моста колесной машины

 

МЕХАНИЗМ -БЛОКИРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ВЕДУЩЕГО МОСТА КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ, содержащий источник давления , фрикционную муфту блокировки дифференциала с управлением от силового цилиндра, связанного с электромагнитным клапаном, два тормозных устройства, датчики скоростей вращения колес ведущего моста, аналоговый делитель, соединенный с одним из компараторов , отличающийся тем, что, с целью повышения проходимости транспортного средства и экономии топлива, он снабжен датчиком поворота управляемых колес, дополнительными электромагнитными клапана-. ми и силовыми цилиндрами включения тормозных устройств, запоминающим устройством, выходы которого связаны с цифроаналоговым преобразователем, логическими элементами ИЛИ, НЕ и И и аналоговым коммутатором, через который датчики угловых скоростей соединены с аналоговым делителем, связанным своим выходом с неинвертирующим входом одного компаратора и с инвертирующим входом другого компаратора , выход которого соединен с одним входом логического элемента ИЛИ через один логический элемент И и связан с другим логическим элементом И,а выход первого компаратора соединен с другим входом логического элемента ИЛИ, при этом выход цифроаналогоi вого преобразователя связан с инвертирующим входом первого компаратора СЛ С и через потенциометр - с неинвертирующим входом второго компаратора и с инвертирующим входом третьего компаратора , который снабжен неинвертирующим входом для задания порогового уровня, причем выход третьего компаратора связан с вторым входом третьего логического элемента И и через логический элемент НЕ - с вторым входом последнего из логи .ческих элементов И, выход которого, в свою .очередь, соединен с входами первых логических элементов И. а выходы последних связаны с дополнительными электромагнитными клапанами управления дополнительными силовыми цилиндрами.

ССЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) Рад В 60 К 17/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCK0hAf С8ИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3582392/27-11 (22) 21.04.83 (46) 30.09.84. Бюл. N 36 (72) А.И. Антоневич, Н,В. Богдан, В.В. Ванцевич, В.В. Гуськов, Е.А. Романчик, Э.В. Саркисян и В.Ф. Чабан (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 629.113-587(088.8) (56) 1. Патент США N - 3138970, кл. 74-711, 1964 (прототип). (54)(57) МЕХАНИЗМ БЛОКИРОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛА ВЕДУЩЕГО МОСТА КОЛЕСНОЙ

МАШИНЫ, содержащий источник давления, фрикционную муфту блокировки дифференциала с управлением от силового цилиндра, связанного с электромагнитным клапаном, два тормозных устройства, датчики скоростей вращения колес ведущего моста, аналоговый делитель, соединенный с одним из компараторов, отличающийся тем, что, с целью повьппения проходимости транспортного средства и экономии топлива, он снабжен датчиком поворота управляемых колес, дополнительными электромагнитными клапана-. ми и силовыми цилиндрами включения тормозных устройств, запоминающим устройством, выходы которого связаны с цифроаналоговым преобразователем, логическими элементами ИЛИ, НЕ и И и аналоговым коммутатором, через который датчики угловых скоростей соединены с аналоговым делителем, связанным своим выходом с неинвертирующим входом одного ксмпаратора и с инвертирующим входом другого компаратора, выход которого соединен с одним входом логического элемента ИЛИ через один логический элемент И и связан с другим логическим элементом

И, а выход первого компаратора соединен с другим входом логического элемента ИЛИ, при этом выход цифроаналогового преобразователя связан с инвертирующим входом первого компаратора и через потенциометр — с неинвертирующим входом второго компаратора и с инвертирующим входом третьего компаратара, который снабжен неинвертирующим входом для задания порогового уровня, причем выход третьего компаратора связан с вторым входом третьего логического элемента И и через логический элемент НŠ— с вторым входом последнего из логи,ческих элементов И, выход которого, в свою .очередь, соединен с входами первых логических элементов И. а выходы последних связаны с дополнительными электромагнитными клапанами управления дополнительными силовыми цилйндрами.

1 1115

Изобретение относится к автомобильному и тракторному машиностроению и касается блокировки дифференциалов в трансмиссии транспортных средств. 5

Известен механизм блокировки дифференциала ведущего моста колесной машины, содержащий источник давления, фрикционнуь муфту блокировки дифференциала с управленИем от сило- 10 ного цилиндра, связанного с электромагнитным клапаном, два тормозных устройства, датчики скоростей вращения колес ведущего моста, аналоговый делитель, соединенный с одним 15 из компараторов. Данное устройство определяет разность скоростей вращения колес и сравнивает ее с пороговой величиной, которая выбирается из условия невключения блокировки диф- 20 ференциала при движении транспортного средства с максимальным углом поворота и в случае превышения указанной разности над пороговой велйчиной, увеличивает момент трения фрик25 ционной муфты блокировки дифференциала до тех пор,, пока эта разность не станет меньше пороговой величины.

В данном механизме погрешность опре-. деления момента времени включения блокировки дифференциала транспортного средства определяется радиусом поворота, положением ведущих колес относительно центра поворота и скоpocTbN движения тРанспортного сред- 35 ства Г2).

Однако указанная погрешность приводит к несвоевременности блокирования дифференциала и сказывается на проходимости колесной машины. Кро-40 ме того, устройство не обеспечивает повышение тяговых качеств при одновременном сохранении дифференциальных свойств при попадании одного из колес в плохие сцепные условия.

Цель изобретения — повышение про-! ходимости транспортного средства и экономии топлива.

Указанная цель достигается тем, что механизм блокировки дифференциала ведущего моста колесной машины, содержащий источник давления, фрикционную муфту блокировки дифферен- . циала с управлением от силового цилиндра, связанного с электромагнитным клапаном, два тормозных устройства, датчик скоростей вращения колес ведущего моста, аналоговый дели

928 2 тель, соединенный с одним иэ компаратор з, снабжен датчиком поворота управляемых колес, дополнительными электромагнитными клапанами и силовыми цилиндрами включения чормозных устройств, запоминающим устройством, выходы которого связаны с цифроаналоговым преобразователем, погическими элементами ИЛИ, НЕ и И и аналоговым коммутатором, через который датчики угловых скоростей соединены с аналоговым делителем, связанным своим выходом. с неинвертирую.щим входом одного компаратора и с инвертирующим входом другого .компаратора, выход которого соединен с одним входом логического элемента

ИЛИ через один логический элемент И и связан с другим логическим элементом И, а выход первого компаратора соединен с другим входом логического элемента ИЛИ, при этом выход цифроаналогового преобразователя связан с инвертирующим входом первого компаратора и через потенциометр с неинвертирующим входом второго компаратора и с инвертирующим входом третьего компаратора, который снабжен неинвертирующим входом для задания порогового уровня, причем выход третьего компаратора связан с вторым входом третьего логического элемента И и через логический элемент

НŠ— с вторым входом последнего из логических элементов И, выход которого, в свою очередь, соединен с входами первых логических элементов И, а выходы последних связаны с дополнительными электромагнитными клапанами управления дополнительными силовыми цилиндрами.

На фиг. 1 изображена фрикционная схема устройства, используемая для реализации предложенного способа; на фиг. 2 — зависимость отношения скоростей вращения наружного и внутреннего колес от направления и угла . поворота транспортного средства.

При движении колесной машины с помощью цифрового датчика 1 определяют направление и угол поворота транспортного средства. По цифровому коду, поступаемому с датчика 1, с помощью постоянного запоминающего устройства 2 задается цифровой код требуемого отношения скоростей вращения колес, а также вырабатывается двухбитовый управляющий код, посту1115928 пающий на аналоговый коммутатор 3 и на логические элементы И 4 и 5. Цифровой код отношения скоростей вращения может быть выбран с учетом движения транспортного средства по не- 5 ровностям. Управляющий код может принимать следующие значения . "10"— при правом повороте и прямолинейном движении транспортного средства, "01" — при левом повороте. При пра- 10 ,вом повороте и прямолинейном движении транспортного средства аналоговый коммутатор 3 будет подключать к одному из входов аналогового делителя 6 сигнал, поступающий от датчика 7 15 скорости вращения левого ведущего колеса 8, а к другому †сигнал, поступающий от датчика 9 скорости вращения правого ведущего колеса 10.

При левом повороте к этому входу 20 аналогового делителя 6 будет поступать сигнал от датчика 9 скорости вращения правого ведущего колеса 10, а на другой вход соответственно сигнал от датчика 7 скорости вращения 25 левого ведущего колеса 8, тем самым делителем 6 будет определяться аналоговая величина, соответствующая отношению скорости вращения наружного колеса к скорости вращения внут- gg реннего колеса.

Цифроаналоговый преобразователь 11 преобразует цифровой код, поступающий с постоянного запоминающего устройства 2 в аналоговую величину и тем самым задает верхнее граничное значение верхнего диапазона отклонений отношений угловых скоростей колес от значений, определяемых кинематикой поворота. Нижнее граничное значение 4О нижнего диапазона отклонений отношений угловых скоростей колес задает-, ся потенциометром 12.

Таким образом, верхнее граничное значение верхнего диапазона отклонений и нижнее граничное значение нижнего диапазона отклонений отношений угловых скоростей колес зависят от абсолютного угла поворота транспортного средства и могут быть выбраны с учетом движения транспортного средства по ухабам. Сигнал с цифроаналогового преобразователя 11 поступает на неинвертирующие входы компараторов 13 и 14 и через потенциометр 12 55 на неинвертирующий вход компаратора 15. На неинвертирующий вход компаратора 13 подается пороговая вели- чина U«, которая задает граничное значение угла поворота колес (фиг. 2), определяющее диапазон подтормаживания внутреннего колеса.

Кривая 16 представляет собой расчетную зависимость отношения скорости вращения наружного колеса к скорости вращения внутреннего колеса от направления и угла поворота транспортного средства. При движении транспортного средства, когда колеса становятся в одинаковых сцепных условиях, величина отношения скоростей вращения наружного и внут.реннего колес будет отклоняться от расчетной кривой в зависимости от характера неровностей и будет попадать либо в верхний диапазон отклонений отношений угловых скоростей, либо в нижний диапазон их отклонений. При этом дифференциал разбло кировки и колеса расторможены, а на выходах компараторов 14 и 15 присутствуют логические "0".

При слабом, сцеплении наружного колеса с грунтом отношение скоростей вращения наружного и внутреннего колес начинает возрастать, В момент превышения этим соотношением верхнего граничного значения верхнего диапазона отклонений отношений угловых скоростей колес (отношение скоростей вращения колес и„о la „„, в этом случае будет находиться в зоне блокировки 17) компаратор 14 срабатывает и подает сигнал на логический элемент ИЛИ 18. Последний воздействует на электромагнитный клапан 19, который сообщает магистраль

20 с источником 21 давления, в результате чего рабочий агент поступает в силовой цилиндр 22, шток которого воздействует на фрикционную муфту 23. При этом начичает увеличиваться момент трения.фрикционной муфты 23 блокировки дифференциала

24 заднего моста до тех лор, пока отношение (a„„ /M щ„1 р не попадет в верхний диапазон отклонений отношений угловых скоростей колес.

В момент времени, когда отношение попадает в верхний диапазон отклонений, на выходе компаратора 14 появится логический "0", который rioступит на логический элемент 18, а последний снимет воздействие на электромагнитный клапан 19, который, в свою очередь, разъединит магист1115928 б раль 20 с источником 21.давления.

Так регулируют момент трения фрикционной муфты 23 в зависимости от сцепления колес с грунтом.

При слабом сцеплении внутреннего колеса транспортного средства, движущегося с углом поворота, не превышающего граничного значения угла поворота о о (фиг. 2) . Отношение

И „ /(й „„ йачинает уменьшаться и попадает в зону блокировки 25 дифференциала 24, при этом отношение р„ > /@byes становится меньше нижнего диапазона отклонений и компаратор 15 срабатывает и подает логическую "1" на выход логического элемента И 26, на другой вход которого подается логическая "1" с компаратора 13 (последний определяет угловой диапазон зоны 25 блокировки дифФеренциала). Логический элемент И 26 воздействует на логический элемент

ИЛИ 18, который, в свою очередь, уп" равляет электромагнитным клапаном 19 .и в конечном итоге начнет увеличивать момент трения фрикционной муфты 23. Отношение ы ядр /ы ь ср начинает увеличиваться, а следовательно, увеличивается величина сигнала на выходе аналогового делителя 6, соответствующая этому отношению, и в момент времени, когда эта величина превысит нижний пороговый уровень, определяющий нижнее граничное значение нижнего диапазона отклонений отношений, воздействие на фрикционную муфту 23 прекратится.

При слабом сцеплении внутреннего колеса транспортного средства с грунтом и при движении с углом поворота, превышающим граничное значение угла поворота * пор (фиг. 2), отно, шение Ю ньр /A g< p начинает уменьшаться, при этом блокирование диффе-. ренциала также уменьшает отношение скоростей вращения колес и стремит

его к единице. В данном случае блокирование дифференциала привело бы к повышению тяговых качеств транспорт ного средства,но при этом резко ухудшило бы его поворачиваемость из-за увеличения силы тяги на внутреннем колесе, уменьшения на наружном и появления в плоскости дороги соот- ветствующего этому моменту сопротивления повороту. Поэтому дифференциал не блокируют, а тормозят внутреннее колесо, улучшая поворачиваемость и сохраняя силу тяги, В данном устройстве и". и слабом сцеплении внутреннего колеса с грунтом отношение и„д / ь р начинает уменьшаться и попадает в зону, соответствующую

5 диапазону подтормаживания внутреннего колеса, т.е. либо в зону 27 при правом повороте, либо в зону 28 при левом повороте (фиг. 2). Сигнал, соответствующий и наp /0 /plpp становится меньше нижнего порогового уровня, компаратор 15 срабатывает и передает воздействие на логический элемент И 26 и на логический элемент

НЕ 29. При этом на тором входе эле.!

15 мента 26 будет присутствовать логический "0", поступающий с компаратора 13, на выходе элемента 26 также будет присутствовать логический "0".

В итоге на электромагнитный клапан

19 не передается воздействие и последний не соединяет магистраль 20 с источником давления 21. Таким образом, сигнал с выхода элемента 15 поступает на элемент НЕ 29., на втором

25 входе которого присутствует логическая "1", а сигнал с выхода элемента

29 поступает на элементы 4 и 5. В случае слабого сцепления внутреннего колеса с грунтом при правом пово30 роте транспортного средства (4.> пор ) на выходе элемента 5 будет присутствовать логическая "1", а на выходе элемента 4 — логический "0". При этом сигнал, соответствующий логичесЗ5 кой "1", воздействует на электромагнитный клапан 30, а тот, в свою очередь, соединяет магистраль 31 с источником давления 21, Рабочий агент поступает в силовой цилиндр 32, 40 который приводит в действие тормозной механизм 33 правого ведущего колеса 10. При этом отношение

И„ /ОЭ а тр начинает возрастать, и в момен..- времени, когда о)щ„Р /4д „ rp ,15 попадает в нижний диапазон отклонений, воздействие на электромагнитный клапан 30 прекратится. Электромагнитный клапан 30 разъединяет магистраль 31 от источника давления 21, а силовой цилиндр отключа50 ет тормозной механизм 33 правого ведущего колеса.

Соответственно при плохом сцеп,ном условии внутреннего колеса при

55 левом повороте и при движении транспортного средства с углом поворота больше о(,р на выходе элемента 4 будет присутствовать логическая "1", а на выходе элемента 5 — логичес1115928

7 кий "О". Сигнал с выхода элемента 4 приведет ч действие электромагнитный клапан 34, который соединит источник давления 21 с магистралью 35.

Рабочий агент воздействует на сило- 5

:вой цилиндр 36 и последний включит тормозной механизм 37. Отношение

46,а /И, начнет уменьшаться и в момент времени, когда отношение попадет в нижний диапазон отклонений, электромагнитный клапан разъединяет магистраль 35 от источника давления 21. Силовой цилиндр 36 отключит тормозной механизм 37.

В Таким образом, данное устройство позволяет регулировать моменты трения фрикционной муфты 23 блокировки дифференциала и фрикционных элементов тормозных элементов 33 и 37.

Крутящий момент передается на оба ведущих колеса пропорциональ>но силам сцепления каждого из них с опорной поверхностью. Дан.ное устройство позволяет улучшить поворачиваемость транспортного средства при одновременном повьппении его проходимости и экономии топ лива.

1115928

1 115928

Инар.

Фиг. Г (пеЬИпа5срот) (лро3ыд яо3ораа) Составитель В. Мамедов

Редактор И. Недолуженко Техред M.Tenep

Корректор М. Леонтюк

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6838/1 3 Тираж 656

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5