Система автоматического управления многоступенчатой трансмиссией

 

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления трансмиссиями транспортных средств, преимущественно большой грузоподъемности. Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией. Принцип работы системы рассмотрен на примере управления парой гидроцилиндров 2 и 3, соответствующих смежным передачам. Система состоит из исполнительного механизма 4, механизма автоматического управления 5 и электрического устройства управления 6. Механизм 5 содержит гидравлические датчики 13 и 14 скорости движения и нагрузки двигателя, выходы 15 и 16 которых подключены к устройствам 17 и 18 автоматического переключения передач, каждое из которых выполнено в виде гидроцилиндра с парой подвижных подпружиненных поршней неодинакового диаметра, причем один из поршней образует с клеммой электрический контакт. Указанные электрические контакты 19 и 20 подключены к входам устройства 6, содержащего токовые ключи, выходы которого 27 и 28 связаны с электромагнитными клапанами 7 и 8 переключения передач. Переключение с низшей передачи на высшую обеспечивается устройством 17, а обратное - устройством 18. Настройка на нужные точки переключения обеспечивается настройкой пружин и выбором соотношений диаметров поршней устройства 17 и 18. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 60 К 41/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4396366/31-11 (22) 25.03.88 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Институт проблем надежности и долговечности машин АН БССР (72) Л. Г. Красневский, В. Д. Жук, В. Н. Басалаев и В. М. Третьяк (53) 629.113.585.2 (088.8) (56) Патент США № 4359869, кл. В 60 К 41/18, 1985. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ

ТРАНСМИССИЕЙ (57) Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления трансмиссиями транспортных средств, преимущественно большой грузоподъемности. Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией. Принцип работы системы рассмотрен на примере управления парой гидроцилиндров 2 и 3, соответствующих смежным передачам. СистеÄÄSUÄÄ 1523416 д 1

2 ма состоит из исполнительного механизма

4, механизма автоматического управления 5 и электрического устройства управления 6.

Механизм 5 содержит гидравлические датчики 13 и 14 скорости движения и нагрузки двигателя, выходы 5 и 16 которых подключены к устройствам 17 и 18 автоматического переключения передач, каждое из которых выполнено в виде гидроцилиндра с парой подвижных подпружиненных поршней неодинакового диаметра, причем один из поршней образует с клеммой электрически и конта кт. Указа н ные электрические контакты 19 и 20 подключены к входам устройства 6, содержащего токовые ключи, выходы которого 27 и 28 связаны с электромагнитными клапанами 7 и 8 переключения передач. Переключение с низшей передачи на высшую обеспечивается устройством 17, а обратное — устройством

18. Настройка на нужные точки переключения обеспечивается настройкой пружин и выбором соотношений диаметров поршней устройств 7 и 18. 6 ил.

1523416

Изобретение относится к транспорту и может быть использовано для автоматического управления трансмиссиями транспортных средств, преимущественно большой грузо подъем ности.

Цель изобретения — повышение надежности и упрощение конструкции системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией.

На фиг. 1 показана блок-схема системы автоматического управления трансмиссией; на фиг. 2 — первый вариант исполнения гидроцилиндра устройства автоматического переключения передач; на фиг. 3— то же, второй вариант; на фиг. 4 — первый вариант электрического устройства управления для исполнения системы по фиг. 1; на фиг. 5 — то же, второй вариант; на фиг. 6 — второй вариант электрического устройства для исполнения системы по фиг. 3.

Устройство системы автоматического управления многоступенчатой трансмиссией 1 (фи г. 1) для сокращения описания и графики приведены на примере управления лишь парой ее гидроцилиндров 2 и 3, соответствующих двум смежным высшей и низшей передачам из общего числа ее передач. Управление большим числом передач может осуществляться увеличением количества однотипных элементов схемы по фиг. l.

Система содержит исполнительный механизм 4, механизм 5 автоматического управления и электрическое устройство 6 управления. Механизм 4 содержит два двухпозиционных трехлинейных электромагнитных клапана 7 и 8, имеющих входы, подключенные к напорной магистрали 9 гидростанции 10 и к сливу и нормально выключенные выходы 11 и 12, являющиеся выходами механизма 4, подключенные к гидроцилиндрам 2 и 3.

Механизм 5 содержит гидравлические датчики 13 и 14 скорости движения и нагрузки двигателя, выходы 15 и 16 которых подключены к устройствам 17 и 18 автоматического переключения с низшей передачи на высшую и с высшей на низшую соответственно. Устройства 17 и 18 взаимодейсТвуют с нормально разомкнутыми контактами 19 и 20, подключенными с одной стороны к входам 21 и 22 электрического устройства 6 управления, а с другой — к одному из полюсов бортовой электросети 23, а именно к полюсу, закороченному на массу транспортного средства.

Устройство 6 имеет также вход 24, подключенный к бортовой электросети, группу входов 25 от датчиков различных параметров, характеризующих режимы работы агрегатов и движения транспортного средства, органы ручного управления для воздействия водителя на систему управления, ус5

25 ловно показанного стрелкой 26, и выходы

27 и 28, подключенные к электромагнитным клапанам 7 и 8.

Устройства 17 и 18 выполнены в виде гидроцилиндра 29 (фиг. 2) с парой соосных подвижных поршней 30 и 31 неодинакового диаметра. Гидроцилиндр имеет торцовые камеры 32 и 33, в первой из которых установлены настроечная пружина 34 и клемма 35, образующая с поршнем 31 нормально разомкнутый электрический контакт 19 (или 20), изолированный от массы гидроцилиндра 29 непроводящей втулкой 36.

Торцовые камеры 32 и 33 сообщены с выходами 15 и 16 датчиков 13 и 14, а полость 37 между поршнями 30 и 31 сообщенаа со сл и во м. Гидроцил и ндр 29 не изолирован от трансмиссии 1, а последняя— от массы транспортного средства, что изображено пунктиром.

Во втором варианте исполнения клемма

35 установлена в камере 33 (фиг. 3) и контактирует с поршнем 30, образуя с ним нормально замкнутый контакт..

Устройство 6 содержит ручной избиратель режимов 38 (фиг. 4) с рычагом 39 и два токовых ключа, изображенные в виде электромагнитных реле 40 и 41. Катушка реле 40 подключена к одному полюсу бортовой сети 23 через ручной переключатель 42, имеющий положения А и P (автоматическое и ручное управление) и к

30 другому полюсу (массе) через нормально разомкнутый контакт 20, катушка реле 41 подключена к одному полюсу сети 23 через нормально разомкнутый контакт 43 реле 40 и переключатель 42 и к другому полюсу (массе) через нормально разомкнутые контакт 19 и собственный контакт 44, включенные в схему параллельно.

Электромагнитные клапаны 7 и 8 подключены к одному полюсу бортовой сети 23 электролиниями 27 и 28, соответствующими

40 выходам устройства 6 (фиг. 1), через переключающий контакт 45 реле 41 и к другому полюсу (массе) постоянно.

Избиратель 38 подключен к бортовой сети через переключатель 42 и имеет выходы

46 и 47, подключенные к электролиниям

27 и 28 параллельно контакту 45

Во втором варианте исполнительного механизма 4 для управления гидроцилиндрами 2 и 3 используется один четырехлинейный электромагнитный клапан 48 (фиг. 5), имеющий, в отличие от фиг. 1, два выэ0 хода, подключенные к выходам 11 и 12. В этом случае один гидроцилиндр (например, гидроцилиндр 3) является нормально включенным, а гидроцилиндр 2 — нормально выключенным.

На фиг. 6 дан второй вариант исполнения устройства 6, соответствующий второму ис- полнению механизма 4 (фиг. 5) и второму исполнению устройств 17 и 18 (фиг. 3).

15234

Реле 40 подключено к массе через нормально замкнутые контакты 49 и 50 устройств

17 и 18 и нормально замкнутый контакт 51 ключа 41. Ключ 41 подключен к переключателю 42 через нормально замкнутый контакт 52 реле 40 и к массе постоянно. Электромагнитный клапан 48 подключен к переключателю 42 через нормально разомкнутый контакт 53 реле 41. Кроме того, электролинией 54 он может быть подключен к другим элементам устройства 6.

Устройство работает следующим образом.

Для переключения вручную высшей и низшей передач трансмиссии 1 устанавливают переключатель 42 в положение P и, воздействуя на рычаг 39, подают напряжение от сети 23 на выход 46 или 47 избирателя 38. При этом включаются электромагнитный клапан 7 или 8 и соответственно гидроцилиндр 2 или 3, т. е. высшая или низшая передача.

Для перехода на автоматический режим переводят переключатель 42 в положение A.

Контакты 19 и 20 в исходном положении устройств 17 и 18 (фиг. 2) разомкнуты, ключи 40 и 41 выключены, через переключающий контакт 45 ключа 4t, находящийся в правом положении (фиг. 4), включаются клапан 8 и гидроцилиндр 3 низшей передачи. Транспортное средство трогается с места и разгоняется.

По мере роста скорости возрастает давление датчика 13, действующее на поршни 30 устройств 17 и 18. Пружины 34 последних отрегулированы так, что при любых давлениях датчика 14, действующих на поршни 31, перемещение влево поршней устройства 17 переключения на высшую передачу происходит при больших скоростях движения, чем устройства 18 переключения на низшую. В результате сначала перемещаются влево поршни устройства 18, поршень 31 упирается в клемму 35 и сообщает ее с массой, что соответствует замыканию контакта 20. При этом включается ключ 40 и подает напряжение к ключу

41 через контакт 43. Однако ключ 41 не замыкается, поскольку разомкнуты контакты

19 и 44.

При дальнейшем разгоне смещаются влево поршни устройства 17 и замыкают контакт 19. Это вызывает срабатывание ключа 41, замыкание его контакта 44 и переключение контакта 45 влево. В результате выключается клапан 8 и включается клапан 7 и гидроцилиндр 2, т. е. высшая передача.

При уменьшении скорости сначала размыкается контакт 19, т. е. поршни устройства

17 возвращаются вправо. Однако ключи 41 не включаются, поскольку контактом 44 он установлен на самопитание. Переключение на низшую ступень происходит лишь при размыкании контакта 20, что приводит к выключению ключа 40, а контакт 43 последнего выключает и ключ 4!.

5 !

О !

16 ь

Таким образом, переключение с низшей передачи на высшую обеспечивается устройством 17, а обратно — устройством 18

Настройка на нужные точки переключения обеспечивается настройкой пружин 34 и выбором соотношений диаметров поршней 30 и

31 аналогично обычным гидрораспределителям.

В варианте по фиг. 6 устройство работает аналогично описанному за исключением некоторых отличий, вызванных тем, что контакты 49 и 50 устройств 17 и 18 нормально замкнуты, а вместо двух нормально выключенных клапанов 7 и 8 применен один клапан 48 с двумя выходами.

В исходном состоянии контакты 49 и 50 замкнуты и в положении А переключателя

42 ключ 40 замкнут, его контакт 52 разомкнут, ключ 41 выключен, так же как электромагнитный клапан 48. Включен гидроцилиндр 3 (низшая передача).

При размыкании контакта 49 состояние системы не изменяется, поскольку ключ 40 удерживается во включенном состоянии контактами 51 и 50. При размыкании последнего выключается ключ 40 и включается ключ 41 через нормально замкнутый контак 52 ключа

40. Замыкается контак 53 ключа 41 и включает клапан 48, а последний включает гидроцилиндр 2 высшей передачи.

Переключение на низшую передачу при обратном замыкании контакта 50 не происходит, так как разомкнутый контакт 51 препятстьует включению ключа 40. Переключение происходит лишь при замыкании контакта 49, который включает ключ 40, а этот ключ выключает ключ 41 и соответственно клапан 48.

Аналогично работают все варианты при увеличении числа ступеней до любого значения.

Таким образом, в описанной системе как автоматика, так и ручное управление используют общие электромагнитные клапаны механизма 4. При этом сами гидравлические устйройства автоматического управления резко упрощаются и уменьшаются в габаритах, поскольку они уже не выполняют функций распределителей и не имеют соответствующих конструктивных элементов.

По тем же причинам повышается и надежность системы в целом. Оба указанных фактора имеют наибольшее значение для транспортных средств большой единичной мощности и грузоподъемности, трансмиссии которых имеют большое число ступеней.

Помимо описанных, возможен ряд других вариантов исполнения системы. Так в устройствах 17 и 18 могут использоваться разноименные контакты. Возможно также применение более сложных переключающих контактов, герконов и т. д. Возможно также применение в блоке б других элементов известной конструкции в дополне15234

7 ние к описанным, обеспечивающим автоматическую защиту или автоматическое управление по сигналам датчиков, подключенных к входам 25. В последнем случае электро- и гидроавтоматика дублируют друг друга.

Формула изобретения

Система автоматического управления мно- 1О гоступенчатой трансмиссией, преимущественно для транспортных средств большой единичной мощности и грузоподъемности, содержащая исполнительный механизм с электромагнитными клапанами для подачи давления жидкости от ее источника в гидро15 .цилиндры фрикционов трансмиссии, устройства автоматического переключения передач по числу пар смежных передач, содержащие подвижные элементы и торцовые камеры управления, в которых размещены на- 2G строечные пружины и электрические контакты, установленные с возможностью взаимодействия с подвижными элементами и подключенные к электрическому устройству управления электромагнитными клапанами путем подачи напряжения от бортовой элект25

16

8 росети, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения конструкции, каждое устройство автоматического переключения передач выполнено в виде двух гидроцилиндров для переключения с низших передач на высшие и с высших на низшие, при этом каждый гидроцилиндр содержит два соосных поршня неодинакового диаметра, торцовые камеры у внешних торцов поршней сообщены с выходами датчиков скорости и нагрузки, в одной из торцовых камер размещен указанный электрический контакт с возможностью взаимодействия с одним из поршней, другая камера снабжена настроечной пружиной, а полость между поршнями сообщена со сливом, при этом электрическое устроиство управления содержит пары ключей по числу устройств автоматического переключения передач, причем первый ключ каждой пары подключен к электросети последовательно с контактом гидроцилиндра низшей передачи, второй ключ подключен по схеме самопитания через первый ключ, а электромагнит переключения передач, соответствующий данному устройству автоматического переключения, подключен к электросети через второй ключ.

1523416

1523416

Составитель А. Ба рыков

Редактор А. Мотыль Тех ред И. Верес Корректор М. Шароши

Заказ 6942/18 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, !О1