Система автоматического управления переключением передач транспортного средства

 

Использование: изобретение относится к транспортной технике, в частности, к системам автоматического переключения передач , Сущность изобретения: система снабжена двухпозиционным клапаном управления , выполненным в виде подпружиненного золотника и плунжера с полостями управления, при этом первая и вторая линии соединены с выходами аналого-дискретного преобразователя, третья и четвертая линия соединены с исполнительными гидроцилиндрами, пятая - с торцовой полостью реле времени, шестая - с выходом реле времени, седьмая и восьмая соединены между собой, девятая связана с напорной Изобретение относится к транспортной технике, а именно, к системам автоматического переключения передач. Известно устройство автоматического переключения передач транспортного средства (авторское свидетельство СССР N 634980, МКИ В 60 К 41/06). содержащее задающий механизм, имеющий центробежный дэтчик с сигнальным клапаном, усилитель исполнительные механизмы. линией, десятая и одиннадцатая - со сливом , двенадцатая соединена со сливом через дроссель. Поршни гидроцилиндров жестко связаны с двухпозиционными гидрораспределителями, соединяющими торцовую полость клапана управления либо с напорной линией, либо со сливом. При движении транспортного средства в случае возникновения условий на переключение аналого-дискретный преобразователь посредством клапана управления соединяет полость одного из гидроцилиндров с напорной линией, а другого - со сливом. Первый гидроцилиндр осуществляет автоматическое переключение передач. При этом соответствующий гидрораспределитель подключает напорную линию к полости клапана управления. Клапан срабатывает, при этом реле времени начинает опорожняться, а гидроцилиндр возвращается в исходную позицию. В течение времени опорожнения реле времени система отключена. После завершения переходных процессов реле времени заряжается, и система готова к отработке нового сигнала управления. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. состоящие из силовых цилиндров с подпружиненными поршнями и клапанов сброса давления, распределитель переключения передач, пилотные клапаны и реле задержки включения передач. Упомянутое устройство имеет ряд недостатков. Одним из них является применение в устройстве большого числа элементов, таких, как пилотные клапаны , клапаны сброса давления, а также наличие между ними множества связей, что 73 С N) о о о го ю ь. о

(я>5 В 60 К 41/06

ОГ) ИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

О

О

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4911841/11 (22) 13.02,91 (46) 07.09,93. Бюл,МЗЗ - 36 (71) Могилевский машиностроительный институт (72) Тарасик В,П„ Рынкевич С.А., Пузанова

Т.В. (73) Могилевский машиностроительный институт (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ ПЕРЕДАЧ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Использование: изобретение относится к транспортной технике, в частности, к системам автоматического переключения передач, Сущность изобретения: система снабжена двухпозиционным клапаном управления, выполненным в виде подпружиненного золотника и плунжера с полостями управления, при этом первая и вторая линии соединены с выходами аналого-дискретного преобразователя, третья и четвертая линия соединены с исполнительными гидроцилиндрами, пятая — с торцовой полостью реле времени, шестая — с выходом реле времени, седьмая и восьмая соединены между собой, девятая связана с напорной

Изобретение относится к транспортной технике, а именно, к системам автоматического переключения передач.

Известно устройство автоматического переключения передач транспортного средства (авторское свидетельство СССР N

634980, МКИ В 60 К 41/06). содержащее задающий механизм, имеющий центробежный датчик с сигнальным клапаном, усилитель, исполнительные механизмы, „„RU„„ 2000224 C линией, десятая и одиннадцатая — со сливом, двенадцатая соединена со сливом через дроссель. Поршни гидроцилиндров жестко связаны с двухпоэиционными гидрорасп ределителями, соединяющими торцовую полость клапана управления либо с напорной линией, либо со сливом. При движении транспортного средства в случае возникновения условий на переключение аналого-дискретный преобразователь посредством клапана управления соединяет полость одного из гидроцилиндров с напорной линией, а другого — co сливом. Первый гидроцилиндр осуществляет автоматическое переключение передач. При этом соответствующий гидрораспределитель подключает напорную линию к полости клапана управления. Клапан срабатывает, при этом реле времени начинает опорожняться, а гидроцилиндр возвращается в исходную позицию. В течение времени опорожнения реле времени система отключена. После завершения переходных процессов реле времени заряжается, и система готова к отработке нового сигнала управления. 1

3.п.ф-лы, 2 ил. состоящие из силовых цилиндров с подпружиненными поршнями и клапанов сброса давления, распределитель переключения передач, пилотные клапаны и реле задержки включения передач. Упомянутое устройство имеет ряд недостатков. Одним из них является применение в устройстве большого числа элементов, таких, как пилотные клапаны, клапаны сброса давления, а также наличие между ними множества связей. что

2000224 приводит к усложнению конструкции. Отмеченный недостаток снижает надежность устройства, Недостатком устройства является наличие механических связей исполнительных гидроцилиндров с клапанами сброса давления. Это снижает точность отработки устройством законов автоматического переключения передач, т.е. в процессе эксплуатации увеличивается рассогласование между теоретическими и реализуемыми законами управления. Данный недостаток также приводит к снижению надежности в работе устройства.

Известно устройство автоматического управления переключением передач транспортного средства (авторское свидетельство СССР М 1625725, МКИ B 60 К 41/06, 1989), содержащее датчик скорости, кинематически связанный с одним торцом золотника аналого-дискретного преобразователя, другой торец которого через пружину соединен с задающим устройством, связанным с педалью акселератора, исполнительный механизм переключения передач, кинематически соединенный с исполнительными гидроцилиндрами высших и низших передач, поршни которых образуют торцовые полости управления, подключенные посредством гидролиний к выходам аналого-дискретного преобразователяя, соединенного с источником питания и со сливными гидролиниями.

Данное устройство является наиболее близким к заявляемо у изобретению по технической сущности, поэтому выбрано за прототип. Однако оно имеет ряд недостатков. Одним из них является недостаточно высокая надежность в работе. Это выражается в том, что в процессе автоматического переключения передач на некоторых режимах движения будет происходить заброс угловой скорости выходного вала, связанного с датчиком скорости, в зону значений, соответствующему обратному переключению передач. Это приведет к цикличности переключения, что снижает надежность.

Другим недостатком является то, что в процессе переключения передач возможно

"зависание" исполнительного гидроцилиндра во втором положении, когда его поршень не возвращается в первоначальную позицию. Это произойдет в тех случаях, когда происходит изменение дорожных условий на длительное время (например, движение на подъем транспортного средства или разгон на высоких скоростях). При этом аналого-дискретный преобразователь не будет успевать возвращаться в среднюю позицию, и гидроцилиндр включенной пе5

55 редачи не будет опорожняться, поскольку в устройстве не предусмотрено принудительное опорожнение гидроцилиндров в процессе переключения передач. Это приведет к тому, что транспортное средство будет двигаться на прежней передаче вместо того, чтобы переключиться на смежную. Отмеченный недостаток снижает надежность в работе устройства.

Целью изобретения является повышение надежности системы автоматического управления переключением передач транспортного средства.

Цель достигается тем, что система, содержащая датчик скорости, кинематически связанный с одним торцом золотника аналого-дискретного преобразователя, другой торец которого через пружину соединен с задающим устройством, связанным с педалью акселератора, исполнительный механизм переключения передач, кинематически соединенный с исполнительными гидроцилиндрами высших и низших передач, поршни которых образуют торцевые полости управления, подключенные посредством гидролиний к выходам аналого-дискретного преобразователя, соединенного с источником питания и со сливом гидролиниями, снабжена дросселем, реле времени, выполненным в виде размещенного в виде подпружиненного золотника и плунжера с полостями управления, кроме того, первая и вторая линии клапана управления соединены с выходами аналогодискретного преобразователя, третья и четвертая линии соединены с торцевыми полостями исполнительных гидроцилиндров, пятая — с торцовой полостью реле времени, шестая — с выходом реле времени, седьмая и восьмая линии соединены между собой, девятая связана с напорной линией, десятая и одиннадцатая сообщены со сливом, двенадцатая связана со сливом через дроссель, причем в первом положении золотника и плунжера клапана управления, когда его пружина отжата, первая линия соединена с третьей, вторая — с четвертой, пятая — с девятой, шестая заперта, седьмая и восьмая линии связаны со сливом и с полостью золотника, десятая, одиннадцатая и двенадцатая пинии заперты, а во втором положении золотника, когда его пружина сжата, первая, вторая, восьмая и девятая линии заперты, третья линия соединена с десятой, четвертая — с одиннадцатой, пятаг — с двенадцатой, шестая — с полостью золот ника, седьмая линия посредством плунжера либо заперта, либо связана с полостью золотника и шестой линией. Кроме того, поршни исполнительных гидроцилиндров жестко связаны с двухпозиционными трехлинейными распределителями, при этом первая линия первого распределителя связана с второй линией второго распределителя, вторая линия первого распределителя — с первой линией второго распределителя, третья линия первого распределителя — с полостью плунжера клапана управления, а третья линия второго распределителя — с напорной линией, причем в первой позиции обоих гидроцилиндров третья линия первого распределителя связана посредством первой его линии и второй линии второго распределителя со сливом, вторая линия первого распределителя, первая и третья линии второго распределителя заперты, а во второй позиции одного иэ гидроцилиндров полость плунжера клапана управления связана с напорной линией посредством третьей линии обоих распределителей и второй линии одного из распределителей.

Известны системы автоматического переключения передач, содержащие датчики скорости, задающие устройства, аналогодискретные преобразователи, исполни- 2 тельные гидроцилиндры переключения передач, реле времени и исполнительные механизмы переключения.

Отличие заявляемого технического решения от известных состоит в том, что оно 3 содержит клапан управления, работающий совместно с реле времени и обеспечивающий надежное функционирование системы путем отсоединения гидроцилиндров от аналого-дискретного преобразователя, во 3 время переходных процессов в системе, вызванных автоматическими переключениями передач. Кроме того, поршни гидроцилиндров конструктивно совмещены с распределителями, управляющими плунжером и 4 золотником клапана управления, а сами распределители выполнены так, что в первой позиции обоих гидроцилиндров плунжерная полость клапана управления соединены со сливом, а во второй позиции 4 любого из гидроцилиндров она соединена с напорной линией.

Таким образом, заявляемое техническое решение обладает существенными отличиями, а его признаки, введенные в 5 отличительную часть формулы изобретения, не имеются ни у аналога, ни у прототипа.

11а фиг.1 изображена схема системы автоматического управления переключением передач транспортного средства; на фиг.2 — 5 циклограмма процесса автоматического переключения передач и график, изображающий поведение информационной псреме IHol, cd в процессе переключения на высшую передачу.

Система содержит датчик 1 скорости транспортного средства, выполненный в виде центробежного регулятора, задающее устройство 2, выполненное в виде

5 поворотного рычага, взаимодействующего с приводом педали 3 акселератора, аналогодискретный преобразователь 4, золо1ник 5 которого с одной стороны кинематически связан с датчиком 1 скорости, а с другой

10 стороны поджимается упругим элементом 6 задающего устройства 2. Аналого-дискретный преобразователь 4 имеет выходы 7 и 8, связанные с клапаном 9 управления. Клапан

9 управления выполнен в виде установлен15 ных соосно в корпусе золотника 10 и плунжера 11. Золотник 10 в осевом направлении подпружинен пружиной 12 и имеет пружинную полость и полость управления 13, а плунжер имеет полость управления 14 и по20 лость управления 13 со стороны золотника

10.

Клапан 9 управления посредством гидролиний 15 и 16 связан с исполнительными гидроцилиндрами включения высших 17 и

5 низших 18. передач, последние из которых взаимодействуют с исполнительным механизмом 19. Гидролиния 20 связывает клапан 9 управления с торцовой полостью реле

21 времени, Реле времени состоит из разме0 щенного в корпусе поршня 22, подпружиненного пружиной 23, и имеет выход, торцевую и пружинную полости управления. Выход реле 21 времени связан с гидролинией 24 и выполнен с возможностью

5 подключаться либо к напорной линии 25, либо к сливу 26 через пружинную полость.

Поршень гидроцилиндра 17 высших передач жестко связан с двухпоэиционным гидрораспределителем 27, а поршень гид0 роцилиндра 18 низших передач жестко связан с двухпозиционным гидрораспределителем 28. Гидрораспределители 27 и 28 попарно соединены друг с другом посредством гидролиний 29 и 30, а

5 гидрораспределитель 27 через гидролинию

31 сообщен с полостью 14 управления плунжера 11, Полость 13 управления выполнена с воэможностью соединения со сливом 32 посредством гидролинии 33. Кроме того, си0 стема снабжена напорными линиями 34, 35 и 36 и сливными линиями 37, 38, 39, 40, 41 и

42, причем в линии 42 установлен дроссель

43.

Система автоматического управления

5 переключением передач транспортного средства работает следующим образом, При движении транспортного средства датчик 1 скорости вырабатывает инфсрмационный сигнал в виде перемещения золотника 5 аналого-дискретного

2000224 преобразователя 4, пропорциональный угловой скорости е выходного вала. Задающее устройство 2 определяет степень загрузки двигателя в зависимости от величины нажатия на педаль 3. При оптимальном сочетании скоростных и нагрузочных режимов транспортного средства золотник

5 находится в равновесии около своего среднего положения под действием, с одной стороны, осевой составляющей центробежной силы датчика 1, с другой стороны— усилия упругого элемента 6 задающего устройства 2. При этом никаких переключений передач не происходит, а все элементы системы находятся в положениях, показанных на фиг.1.

Рассмотрим пример переключения на высшую передачу. Это происходит при снижении нагрузки на двигатель либо при разгоне транспортного средства. В этом случае золотник 5 аналого-дискретного преобразователя 4 перемещается влево и соединяет напорную линию 34 с выходом 7, перекрывая слив 37 (момент времени ti на циклограмме, приведенной на фиг,2). В результате рабочая жидкость под давлением по гидролинии 15 поступает в торцовую полость гидроцилиндра 17 высших передач.

Происходит срабатывание гидроцилиндра

17 и посредством исполнительного механизма 19 включение высшей передачи (момент времени tz на фиг.2). Одновременно с поршнем гидроцилиндра 17 во вторую позицию переместится двухпозиционный распредел |тель 27, Kl TopblA перекроет гидролинию 29 и соединит напорную линию

36 посредством гидролиний 30 и 31 с полостью 14 клапана 9 управления. Плунжер 11 и золотник 10 перемещаются при этом в крайнюю правую позицию. В результате этого перекрываются выходы 7 и 8 аналогодискретного преобразователя 4. торцовые полости гидроцилиндров 17 и 18 посредством гидролиний 15 и 16 сообщаются со сливными линиями 40 и 41 соответственно, а торцовая полость реле 21 времени, которое к этому моменту находилось в заряженном состоянии, посредством гидролинии 20 через дроссель 43 сообщается со сливом 42 (момент времени tq на фиг,2). Начинается процесс опорожнения реле 21 времени. длительность которого определяется временем переходного процесса, вызванным переключением передач, Поведение информационной переменной и в переходном процессе, вызванном переключением на высшую передачу, иллюстрирует график, приведенный на фиг.2. На фиг.2 также обозначены: оЪ, ю — пороговые значения угло5

55 вой скорости ж при переключениях на высшую и низшую передачу (зона значений определяемая неравенством ж ((о (м соответствует оптимальному скоростному режиму), т1 и tz — промежутки времени, в течение которых информационная переменная выходят эа пороговые значения в, и ан соответственно. Гз длительность переходного процесса, В момент времени t4 происходит возврат поршня гидроцилиндра 17 в нижнюю позицию. При этом полость 14 управления через гидролинии 31 и 29 сообщается со сливом 39. В это время полость 13 гидролинией 24 посредством реле времени, которое находится в начале процесса опорожнения, соединена с напорной линией 25, в результате чего золотник 10 удерживается в крайней правой позиции. Плунжер 11 перемещается в левую позицию.

После переключения на высшую передачу в течение времени tt значение угловой скорости находится эа пороговым значением жь. По мере возрастания нагрузки на двигатель угловая скорость выходного вала падает, и в момент времени t5 значение со входит в зону оптимального режима. При этом золотник 5 аналого-дискретного преобразователя 4 под действием упругого элемента 6 возвращается в среднее положение, В течение времени rt значение угловой скорости находится за пороговым значением ж Однако ложного срабатывания системы (переключения на низшую передачу) в это время не произойдет, поскольку выходы 7 и 8 аналого-дискретного преобразователя 4 перекрыты поясками золотника 10, а торцовые полости гидроцилиндров 17 и 18 соединены со сливными линиями 40 и 41 соответственно. После истечения времени переходного процесса завершается процесс опорожнения реле 21.

Поршень 22 сообщает полость 13 управления золотника 10 через гидролинию 24 со сливом 26 (момент времени tp). Под действием пружины 12 золотник 10 перемещается в крайнюю левую позицию, сообщая гидролинию 33 со сливом 32.

Торцовая полость реле 21 времени через гидролинию 20 соединяется с напорной линией 35, а гидроцилиндры 17 и 18 через гидролинии 15 и 16 сообщаются с выходами

7 и 8 аналого-дискретного преобразователя

4. Реле 21 времени заряжается.

При этом информационная переменная со вновь находится в оптимальной зоне. Параметры элементов системы подбираются таким образом, чтобы обеспечивалось нераRBHCTBO t6 t1> ГЗ

2000224

После того, как все элементы возвращаются в исходные позиции (как показано на фиг.1), система готова к отработке нового сигнала управления.

Работа системы при переключениях на низшие передачи происходит аналогично.

В случае увеличения нагрузки на двигатель золотник 4 аналого-дискретного преобразователя 45 смещается вправо, соединяя напорную линию 34 с гидроцилиндром 18.

Последний срабатывает, осуществляя включение низшей передачи. Дальнейшее функционирование элементов системы осуществляется точно так же, как описано выше.

Использование предлагаемого изобретения повысит надежность работы системы автоматического управления переключением передач транспортного средства.

Формула изобретения

1. Система автоматического управления переключением передач транспортного средства, содержащая датчик скорости, кинематически связанный с одним торцом золотника аналого-дискретного преобразователя, другой торец которого через пружину соединен с задающим устройством, связанным с педалью акселератора, исполнительный механизм переключения передач, кинематически соединенный с исполнительными гидроцилиндрами высших и низших передач, поршни которых образуют торцовые полости управления, подключенные посредством гидролиний к выходам аналого-дискретного преобразователя, соединенного с источником питания и с гидропиниями. о т п и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения надежности, она снабжена дросселем, реле времени, выполненным в виде размещенного в корпусе поршня, подпружиненного пружиной, имеющим выход, торцовую и пружинную полости управления, и двухпозиционным двенадцатилинейным клапаном управления, выполненным в видесоосноустановленных в корпусе золотника, подпружиненного в осевом направлении с одной стороны пружиной, имеющего с обоих торцов полости управления, и плунжера, имеющего также с обоих торцов полости управления, при этом первая и вторая линии клапана управления соединены с выходами

50 аналого-дискретного преобразователя, третья и чЕтвергая линии соединены с торцовыми полостями управления соответствующих исполнительных гидроцилиндров, пятая — с торцовой полостью управления реле времени, шестая — с выходом реле времени, седьмая и восьмая линии — между собой, девятая линия подключена к источнику питания, десятая, одиннадцатая и двенадцатая линии сообщены со сливом, причем упомянутая последней линия — через дроссель, при этом в первом положении золотника при отжатой пружине и в первом положении плунжера клапана управления его первая линия соединена с третьей, вторая — с четвертой, пятая — с девятой, седьмая и восьмая связаны с первой торцовой полостью управления золотника, подключенной к сливу, шестая, десятая, одиннадцатая и двенадцатая линии заперты, во втором положении золотника при сжатой пружине первая, вторая, восьмая и девятая линии заперты, третья линия соединена с десятой, четвертая линия — с одиннадцатой, пятая линия — с.двенадцатой, шестая линия — с второй торцовой полостью управления ппунжера, в его первой позиции соединенной с седьмой линией, которая во второй позиции ппунжера заперта.

2. Системапоп.1,отличающаяся тем, что исполнительные гидроцилиндры снабжены жестко связанными с поршнями двухпозицпонными трехлинейными распределителями, причем первая линия первого распределителя связана с второй линией второго распределителя, первая линия которого соединена с второй линией первого распределителя, третья линия которого связана с второй торцовой полостью управления плунжера клапана управления, при этом третья линия второго распределителя соединена с источником питания, причем в первой позиции обоих распределителей третья линия первого распределителя соединена посредством его первой линии и второй линии второго распределителя со сливом, вторая линия первого распределителя, первая и третья линии второго распределителя заперты, а во второй позиции одного иэ распределителей вторая торцовая полость управления плунжера связана с источником питания посредством третьих линий обоих распределителей и второй линии одного из распределителей.

2000224

2000224

CLo

Фиг. 2

Редактор

Заказ 3060

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

РЬ

ГЦ

Составитель А.Барыков

Техред М,Моргентал Корректор Л.Ливринц

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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