Система управления гидромеханической многоступенчатой передачей

 

Изобретение предназначено для управления многоступенчатыми гидромеханическими передачами, преимуш,ественно для транспортных средств большой единичной мощности. Цель изобретения - повышение э4х|1ективности путем улучшения .безопасности работы системы управления. Система управления содержит крановый распределитель (Р) 16, шаговый механизм (М) привода 22 Р, электромагнргтные клапаны (ЭК) 25, 26 управления гид

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН y) 4 В 60 К 17/1О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

i(21) 4248582/31-11 (22) 19.05.87 (46) 15.11.88. Бюл. 9 42 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Л.Г,Красневский (53) 629.113 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М- 1316859, кл. В 60 К 4 1/06, 1985, (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОМЕХАНИЧЕСКОЙ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ПЕРЕПАЧЕЙ

„„SU„„1437257 А1 (57) Изобретение предназначено для управления многоступенчатыми гидромеханическими передачами, преимущественно для транспортных средств большой единичной мощности. Цель изобретения — повышение эффективности путем улучшения безопасности работы системы управления. Система управления содержит крановый распределитель (Р) 16, нагoBblf" механизм (11) привода 22 Р, электромагнитнь е клапаны (3K) 25, 26 управления гид1437257 роцилиндрами К, контроллер 50, токовые ключи 56, 57 и устройство формирования длительности команд, поступающих от контроллера, выполненное в виде преобразователя давления 60, подключенного гидролинией 61 к вьходу устроиства автоматической разблокировки гидротрансформатора 36. Контакт преобразователя давления включен в цепи питания обмоток токовьх клк-! чей. Для включения нужной ступени ро(, дитель воздействием на рычаг контролiлера замыкает, например, контакт 52, и напряжение от сети 49 подается к, 3K 25 и к токовым ключам 56. От ЗК

?5 давление подается в гидроцилиндр 21, и М поворачивает Р в положение нужной ступени. В этот момент дав|

Изобретение относится к области транспорта и может быть использога но для управления многоступенчатым гидромеханическими передачами, преимущественно для транспортных средств большой единичной мощности.

Цель изобретения — повьш ение эф-фективности путем улучшения безопасности работы системы управления.

На чертеже представлена электрогидравлическая схема системы управления гидромеханической многоступенчатой передачей.

Гидромеханическая передача 1 состоит из блокируемого гидротрансфор-. матора 2 с фрикционом блокировки, включаемым посредством нажимного гидроцилиндра 3, и многоступенчатой коробки 4 передач, ступени в которой переключаются фрикционами с нажимными гидроцилиндрами, из которых для простоты описания показаны лишь три гидроцилиндра 5-7, поочередно включаемые на всех ступенях переднего хода.

Передача 1 имеет- гидросистему 8 йзвестной конструкции, показанную

Упрощенно и включающую в себя гидростанцию, устройства регулирования дбвления и автоматического управленйя. Гидросистема 8 имеет входы 9, 1Î от гидравлических датчиков сколение на выходе устройства автоматической разблокировки гидротрансформатора падает, контакт преобразователя давления замыкается, и токовый ключ

56 устанавливается на самопитание.

Теперь размыкание и TIQBTopHc замькание контакта 52 не приводит к повторным срабатываниям У, что предотвращает переключение с аварийной частотой. После завершения процесса переключения ступеней появляется давление на выходе устройства автоматической разблокировки гидротрансформатора, что приводит к размыканию контакта преобразователя давления и выключению токовых ключей. Система подготовлена к выполнению следующей команды на переключение, 1 ил. рости. движения и нагрузки двигателя (не показаны) и электрический вход для включения режима автоматического управления, электролинией 11 подклю5 ченный к органам управления. Выход

12 является главной масляной магистралью передачи 1, по которой жидкость подводится к потребителям. Выходы 13 и 14 служат для автоматической пода 0 чи команд на пошаговые переключения с низших ступеней на высшие и обратно, а выход 15 — для автоматической подачи команды на включение фрикциона блокировки гидротрансформатора.

Для переключения ступеней коробки

4 передач имеется крановый распреде" литель 16 с поворотным золотником, число позиций которого соответствует числу ступеней. Входь распределителя

20 16 подключены к главной магистрали и к дренажу (гидробаку гидросистемы), а входы гидролиниями 17-19 - к гидро" цилиндрам 5-7 соответственно. Для пошагового перевода распределителя 16 из одной позиции в другую имеется шаговый механизм 20, состоящий из гидроцилиндров 21, 22 и храпового колеса 23, кинематически связанного с золотником распределителя 16.

Блок 24 электромагнитных клапанов состоит из двух электромагнитных двухпозиционных трехлинейных клапанов

1437257

25, 26, первые линии которых подключены к главной магистрали, втарье к гидрабаку, а третьи — гидралиниями 27, 28 к входам двухвходовых кла5 панов ИЛИ 29, 30, выходы которых гидралиниями 31, 32 подключены к напорным полостям гидроцилиндров 21, 22, а вторые входы — к выходам 13, 14 гидрасистемы 8. Штоковые полости гидроцилиндров 21, 22 сообщены с гидробаком гидролинией 33.

Для управления гидроцилиндром 3 имеется двухпозиционный трехлинейный исполнительный клапан 34 включения блокировки, первая линия которого сообщена гидралинией 35 с выходам устройства 36 автоматической разбла" киравки гидратрансфарматара при переключениях ступеней, вторая линия сообщена с гидрабаком, а третья гидралиния 37 — с гидрацилиндром 3.

Камера управления клапана 34 подключена к выходу 15 гидрасистемы 8.

Устройство 36 автоматической разблокировки известной конструкции состоит из двух трехлинейных двухпозиционных клапанов 38, 39 плупжернаго типа. Первая и вторая линии 40, 41 клапана 38 подключены к гидралиниям

17, 18 и через дроссели 42,: 43 — к его же торцовым камерам. Третья линия

44 подключена к первой линии клапана 39, вторая линия которого подключена к гидролинии 19, а третья

-сообщена с .гидролинией 35. Первая и вторая линии клапана 39 дросселями 45, 46 подключены к его торцовым камерам.

Система управления содержит также переключатель 47 с позициями P (ручное управление) и А (автоматичес-, кое управление), входная клемма которого через нормально разомкнутый контакт выключателя 48 подключена к положительному полюсу бортовой электросети 49. Позиция А подключена электролинией 11 к гидросистеме 8, а позиция P — к входной клемме контрол50 лера 50 ручного управления.

Контроллер 50 известной конструкции содержит нормально разомкнутые контакты 51, 52, включенные в электролинии 53, 54, и рычаг 55, воздействием на который выборочно замыкаются контакт 51 или 52.

Электролинии 53, 54 подключены к электромагнитным клапанам 25, 26 и параллельна — к таковым ключам управления указанными клапанами, выполненными в виде электромагнитных реле

56, 57, имеющих по крайней мере па одному нормально разомкнутому контакту 58, 59. Обмотки реле 56, 57 параллельно подключены к положительному полюсу электросети 49 через свои контакты 58, 59 и включенный последовательно им нормально замкнутый контакт устройства 60 формирования длительности команд, выполненного в виде электрического преобразователя давления, гидравлический вход

4 которого гипралинией 61 падкл.алчен к

t выходу 35 устройства 36 разблакирозки.

В электролиниях 53, 54 vox ea быть также установлен кантактар 62, подключенный к электросети 49 ° Вместо гидроавтоматикн может использоваться блок 63 электрааьтаматикн известной конструкции, выходы которого подключаются к электролиниям 53, 54. Гидролинией 64 гидрасистема подключена к гидралииии 61.

Система работает следуюшим образам.

В исходном положении распределитсля 16 его выходы 17-19 сообщень. с. гидробаком, давление в гидроцилиндрах 5-7 отсутствует, и передача 1 находится в нейтрали. Гидролиния 35 через устройство 36 разблакиравки также сообщена с гидробакам через гидралинии 44 и 19. Ввиду отсутствия давления в гидролинии 61 контакт преобразователя 60 замкнут.

Для включения первой ступени вручную водитель замыкает выключатель

48, а переключатель 47 устанавливает в позицию P и воздействием на рычаг

55 кратковременно замыкает контакт

52 контроллера 50. При этом напряжение от электросети 49 падается к электромагнитному клапану 25 и на обмотку реле 56. При включении клапана 25 давление из гидралинии 12подается в гидрацилиндр 21 через гидролинии 27, 31 и клапан ИЛИ 29. Шток гидроцилиндра 21 перемещается вниз до упора и поворачивает храпавое колесо

23 и с ним золотник распределителя 16 на один шаг против часовой стрелки в направлении высших ступеней. Пои этом одна из выходных гидралиннй распределителя 16, например гидролиния

257 6 ряется, с теми различиями, что в нем поочередно участвуют гидроцилиндры

5, 7 (а повторно и гидроцилиндр 6), а клапаны 38, 39 работают в другом порядке, который очевиден из приведенного выше.

Для переключения вручную с любой высшей ступени на низшую посредством рычага 55 замыкают контакт 51, что приводит к включению клапана 26 и гидроцилиндра 22 и повороту распределителя на один шаг по часовой стрелке °

При этом работает реле 57, B остальном работа элементов системь не отличается от описанного ранее. Повторньгми замыканиями контакта 52 переключаются на низшие ступени вплоть до нейтрали, а затем при необхоримости и на задний ход, Для работы на автоматическом режиме переключатель 47 переворится в позицию А, и от него по электрслинии

11 подается напряжение к гидросистеме 8, которая перехорит на режим автоматического управления по сигналам датчиков, поступающим от вхоров

9, 10, в соответствии с общеизвестными принципами. Команры на автоматические переключения с высших ступе". ней на низшие и обратно поступают в виде давлений от гидросистемь. 8 от вьгходов 13, 14 через клапаны ИЛИ 29, 30 и далее к шаговому механизму 20.

При этом необходимая длительность указанных команд известным образом формируется самой .гидросистемой 8.

При работе на BHTQMBTH÷åñêoì режиме гидросистема 8 подает также команды на включение блокировки гир; ротрансформатора 2 по выходу 15, в результате чего клапан 34 срабатывает и подает давление из гидролинии 35 через гидролинию 37 в гидроцилиндр 3.

Разблокировка гидротрансформатора осуществляется в двух случаях. Вопервых, при уменьшении скорости рвижения до определеннои величины, предварительно выбранной рля каждой ступени, гидросистема 8 сообщает вьхор, 15 с гидробаком, что приворит к выключению клапана 34 и гидроцилинрра 3.

Во-вторых, гидротрансформатор, как известно, разблокируется при любьх автоматических переключениях ступеней таким же способом. Кроме того, разблокировка в этом случае дублируется устройством 36, которое при любых переключениях сообщает гидроли5 1437

18, соединяется с выходом 12, и включается гидроцилиндр 6, соответствующий первой ступени. Одновременно включается реле 56 и соединяется с электросетью 49 через свой контакт

58 и контакт устройства 60.

Если водитель отпустил рычаг 55 и контакт 52 разомкнулся до окончания включения ступени, то это не приверет к обесточиванию клапана 25, поскольку электролиния 54 теперь подключена к се-ти 49 через устройства 60 и контакт 58 реле 56, работающего по схеме самопитания. В таком состоянии система находится до тех пор, пока не появится давление в гидролинии 35 устрогства 36. Это происхорит следующим образом.

Давление с гидролинии 18 по линии

41 подается к клапану 38„ а далее по линии 44 — к клапану 39, через который гидролиния 35 по-ггрежнему соединена со сливом, Через рроссель 45 жидкость медленно перемещает плунжер 25 клапана 39 вниз, а в конце его хора гидролиния 35 и линия 41 соериняются. Сечение дросселя 45 выбирается так, чтобы время описанного переключения клапана 39 превышало суммарное 30 время срабатывания шаговог механизма.

20 гидроцилиндра 6 и связанного с ним фрикциона, в том числе и обычно имеющегося механизма плавного включения последнего (не показан).

При появлении давления в гидро-линии 35 контакт 60 устройства раз-мыкается, что приводит к выключенггю реле 56, клапана ?5 и возвращению гидроцилиндра 21 в исходное положе- щ ние. Распределитель 16 остается в новом положении. Включение первой ступени заканчивается. Таким образом, формируется определенная длительность действия командbl на пере-. ключение от контроллера.

Для включения второй и последующих высших ступеней повторно замыкают контакт 52. При этом после поворота распределитеггя 16 в новую позицию, б0 который происходит за очень малое время (обычно не более 0,1-0,2 с) по сравнению с ручным перемещением рычага 55, выход 18 сообщается со сливом, а через него — гирролиния

61. Зто обеспечивает замыкание контакта 60 устройства в самом начале переключения ступеней. Далее описанный ранее процесс переключения повто1437257 нию 35 с гидробаком на определенный период, как описано ранее. Эта обеспечивает разблокировку в случае отказа автоматики гидросистемы 8 или

5 клапана 34, в результате которых последний остается во включенном положении во время какого-либо переключения.

Время, в течение которого транс- 10 фарматор 2 принудительно удерживается в разблокированном состоянии и не может быть заблокирован даже при поступлении команды от гидросистемы 8, определяется, как видно из аписа- 15 ния, параметрами устройства 36 и, в первую очередь, сечением дросселеи

42, 43, 45 и 46, через которые происходит заполнение жидкостью объемов, освобождаемых плунжерами клапанов 20

38, 39 при их переключениях из одного состояния в другое.

Техническое исполнение таких устройств, применяемых в гидрамеханических передачах, хорошо отработано и позволяет без затруднений получать неабхадьмае время разблакировки (вплоть до 3-5 с), которое вполне достаточно для завершения в передаче 1 всех динамических процессов, ЭО связанных с переключением ступеней.

Очевидна, что это же время является минимально допустимым промежутком для последовательных переключений ступеней, поскольку более частые переключения привели бы к взаимному наложению соседних динамических процессов, т,е. были бы аварийными.

Следовательно, использование устройства разблокировки гидротрансфор- 40 матора 36 для формирования длительности команд на переключения ступеней позволяет исключить переключение с аварииной частотой. При этом предлагаемая система проще, чем устройство па прототипу, и более надежна и безопасна, поскольку в ней меньше число дополнительных элементов, участвующих в формировании команд, а сами эти элементы более надежны. Кроме того, возможны и другие варианты исполнения системы при сохранении ее отличйтельных особенностей.

В частности, очевидно, что вместо гидравлического автомата, включенного в описании в гидросистему 8 для упрощения, возможно также применение показанного пунктиром блока 63 электроавтоматики любого типа (например, па прототипу), выходы которой пад— ключаются к электролиниям 53, 54 параллельно контроллеру 50. Для разгрузки контактов контроллера 50 с целью его миниатюризации возможна установка в электролиниях 53, 54 усилителя (контактора 62), что, однако, не эквивалентно промежуточному реле прототипа, поскольку не затрагивает процесса формирования длительности команд. Для выполнения этой операции гидравлическим автоматам гидросистема 8 мажет также использоваться сигнал разблакиравки, подаваемый по гидралинии 64, и т.д.

Фармулa изобретения

Система управления гппромеханическай многоступенчатой передачей, преимущественно для транспортных средств большой единичной мощности с блакируемым гндротрансфарматарам и устройством ега разблокиравки, со" держащая многопозиционный крановый распределитель с поворотным золотником, связанным с шаговым механизмом привода кранавога распределителя, имеющим гидрацилиндр, электро— магнитные клапаны управления гидрацилиндрами шагового механизма, конт" роллер подачи напряжения от бортовой электросети на включение электромагнитных клапанов посредством токовых ключей, выполненных в виде реле, имеющих обмотку, по крайней мере один нормально разомкнутый контакт и устройство формирования длительности команд, поступающих от контроллера, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности путем улучшения безопасности работы системы управления, устройства формирования длительности команд .выполнено в виде электрического прв

1 абразавателя давления, включаюшего в себя гидравлический вход и по крайней мере один нормально замкнутый электрический контакт, при этом одни концы обмоток токовых ключей параллельно подключены к выходам контроллера, к адноименнь.м электромагнитным клапанам и через свои контакть. и контакт преобразователя давления подключены к одному полюсу бортовой электросети, а другие конць обмоток подключены к другому полюсу электро1437257 выходу устройства разблокировки гидротрансформатора. сети, при этом гидравлический вход преобразователя давления подключен к

Составитель A,Áàðûêoâ

Техред Л.Сердюкова

Корректор Н.Король

Редактор М.Келемеш

Заказ 5838/19 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4