Система управления сцеплением транспортного средства

 

Использование: в области машиностроения и касается трансмиссий транспортных средств для управления сцеплением. Сущность изобретения: система снабжена задающим элементов 26, содержащим датчик 27 частоты вращения вала двигателя, датчик 28 частоты вращения вала коробки передач, датчики положений 29 и 30 соответственно дроссельной и воздушной заслонок, датчики: вилки выключения 31 сцепления и педали 32 тормоза, индикатор 33 положения рычага переключения передач. Система снабжена также блоком обработки сигналов, потенциометром 44, электромагнитом 16 следящего действия и соответствующими связями между ними и остальными узлами и элементами системы. При этом положение якоря электромагнита следящего действия (т.е. положение вилки выключения сцепления) определяется блоком обработки сигналов на основе обработки и анализа сигналов от задающего элемента. 10 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть преимущественно использовано в трансмиссиях транспортных средств для управления сцеплением.

Известна система управления сцеплением, содержащая силовой электромагнит, электрически соединенный через контактное устройство, связанное с подпружиненной педалью сцепления, с источником электропитания, установленный в полости электромагнита подвижный в осевом направлении якорь, взаимодействующий одним концом с вилкой выключения сцепления.

Недостатком известной системы является низкая надежность. При выходе из строя какого-либо электрического звена системы управления сцеплением исключается возможность передвижения транспортного средства. Кроме этого, большие токи обмотки силового электромагнита приводят к частым подгорания контактов выключателей электрической схемы, что снижает эффективность и надежность работы системы. Также недостатком известной системы является низкая эффективность работы из-за отсутствия управления сцеплением в автоматическом режиме, что снижает возможности применения ее на транспортных средствах.

Новым в изобретении является то, что контактное устройство включает первый подпружиненный в осевом направлении контакт, электрически связанный через защитное устройство с источником электропитания и с обмоткой силового электромагнита, второй конец якоря которого выполнен с возможностью кинематического взаимодействия с вторым контактом, подключенным к массе, при этом система управления сцеплением снабжена задающим элементом, блоком обработки сигналов, электромагнитом следящего действия, подключенным к задающему элементу через блок обработки сигналов, включающий преобразователи импульсов сигналов в аналоговые, усилители аналоговых сигналов, схему сравнения сигналов, схему совпадения сигналов, регулятор и стабилизатор тока управления обмотки электромагнита следящего действия, потенциометром, кинематически связанным с педалью сцепления и электрически подключенным к обмотке электромагнита следящего действия, якорь которого кинематически соединен с первым подпружиненным подвижным контактом, при этом задающий элемент включает датчики частоты вращения валов двигателя и коробки передач, положений дроссельной и воздушной заслонок, вилки выключения сцепления и педали тормоза, индикатор положения рычага переключения передач, при этом система снабжена выключателем электропитания системы, связанным с замком зажигания транспортного средства и трехпозиционным переключателем автоматического или полуавтоматического, или ручного режима работы, установленным в электроцепи от потенциометра и электронного блока до электромагнита следящего действия, при этом полюса электромагнита включают в себя катушку с проточкой, глубина которой в пределах 0,9...0,95 толщины полюса.

Снабжение системы управления сцеплением электромагнитом следящего действия с задающим и управляющими элементами и блоками позволяет повысить эффективность работы системы за счет обеспечения управления сцеплением не только в ручном, но и полуавтоматическом и автоматическом режимах. При этом достигается тройное дублирование управления сцеплением (ручное, или полуавтоматическое, или автоматическое), что положительно отразится на надежности транспортных средств.

На чертеже изображена система управления сцеплением транспортного средства.

Она содержит маховик 1, ведомый диск 2, установленный на первичном валу 3 коробки передач и размещенный между маховиком 1 и нажимным диском 4, нажимную пружину 5, вилку 6 и подшипник 7 выключения сцепления, силовой электромагнит 8 с обмоткой 9, электрически соединенный через контактное устройство 10 с источником электропитания 11, установленный в полости силового электромагнита 8 подвижный в осевом направлении якорь 12, кинематически взаимодействующий одним концом через ножную педаль 13 сцепления с вилкой выключения 6 сцепления. Контактное устройство 10 включает первый подпружиненный подвижный в осевом направлении контакт 14, кинематически соединенный с якорем 15 электромагнита следящего действия 16 и электрически связанный через защитное устройство 17 с источником электропитания 11 и с обмоткой 9 силового электромагнита 8, другой конец якоря 12 которого выполнен с возможностью кинематического взаимодействия с вторым контактом 18, подключенным к массе 19. Защитное устройство 17 включает транзистор 20, база 21 которого соединена с подпружиненным подвижным в осевом направлении контактом 14 и через резистор 22 с плюсом 23 источника электропитания 11 и с одним выводом обмотки 9 силового электромагнита 8, эмиттер 24 соединен с массой 19, а коллектор 25 - с другим выводом обмотки 9 силового электромагнита 8. Задающий элемент 26, содержащий датчик 27 частоты вращения вала двигателя, датчик 28 частоты вращения вала коробки передач, датчики: положений дроссельной 29 и воздушной 30 заслонок, вилки выключения 31 сцепления и педали тормоза 32, индикатор 33 положения рычага переключения передач связан с блоком обработки 34 сигналов, включающим преобразователь 35 импульсного сигнала с датчика 27 частоты вращения вала двигателя в аналоговый, усилители аналоговых сигналов 36 с датчиков 27 и 28 частоты вращения вала двигателя и вала коробки передач, схему сравнения 37 сигналов с датчиков 27 и 28 частоты вращения вала двигателя и вала коробки передач, положений дроссельной - 29 и воздушной - 30 заслонок, вилки выключения 31 сцепления, педали тормоза - 32 и индикатора 33 положения рычага переключения передач, схему совпадения 38 сигналов с датчиков 27 и 28 частоты вращения вала двигателя и вала коробки передач, положений дроссельной 29 и воздушной 30 заслонок, вилки выключения 31 сцепления, педали тормоза 32 и индикатора 33 положения рычага переключения передач, регулятор 39 и стабилизатор 40 тока управления обмоткой 41 электромагнита следящего действия 16. Электропитание системы от источника электропитания 11 включается выключателем электропитания 42, связанным с замком зажигания 43 транспортного средства. Потенциометр 44, кинематически связанный с ручной педалью 45 сцепления, электрически соединен с обмоткой 41 электромагнита следящего действия 16 через трехпозиционный выключатель 46, установленный в электроцепи от потенциометра 44 и блока обработки сигналов 34 до электромагнита следящего действия 16. Первая позиция 47 трехпозиционного выключателя 46 устанавливается при работе системы управления сцепления в автоматическом режиме, вторая позиция 48 - при работе системы в полуавтоматическом режиме с управлением от ручной педали 45 сцепления, третья позиция 49 соответствует работе системы в классическом режиме с помощью ножной педали 13 сцепления, связанной через тросовый привод 50 с вилкой выключения 6 сцепления. Силовой электромагнит 8 и электромагнит следящего действия 16 содержат соответственно ярмо 51 и 52, якоря 12 и 15, обмотки 9, 41 и включающие в себя катушки 53 и 54 с проточками 55, 56 полюса 57, 58, 59, 60. При этом глубина проточек 55, 56 выбирается в пределах 0,9...0,95 толщины полюсов 57, 58 и 59, 60.

Работа сцепления с электромагнитным приводом в автоматическом режиме протекает в следующей последовательности.

Трехпозиционный выключатель 46 устанавливают в положение первой позиции 47. С включением электропитания транспортного средства замком зажигания 43 включается электропитание системы от источника электропитания 11 через выключатель электропитания 42. При нейтральном положении рычага переключения передач индикатора 33 обмотки 9 и 41 силового электромагнита 8 и электромагнита следящего действия 16 отключены - система электромагнитного управления фрикционным сцеплением не работает, сцепление "Включено". Прижатие ведомого диска 2 к нажимному диску 4 и к маховику 1 осуществляется нажимной пружиной 5.

Для выключения сцепления рычаг переключения передач перемещают из положения "Нейтраль" в положение включения намечаемой передачи. При этом сигнал от индикатора 33 положения рычага переключения передач поступает к блоку обработки сигналов 34, который дает команду на перемещение якоря 15 электромагнита следящего действия 16 из крайнего правого положения на чертеже в левое. Перемещение якоря 15 приводит к замыканию контактов 14, 18 контактного устройства 10 и к подаче электропитания на силовой электромагнит 8. При включении электропитания на силовой электромагнит 8 его якорь 12 перемещается из крайнего правого положения на чертеже в левое, а так как якорь 12 кинематически связан через ножную педаль 13 сцепления и тросовый привод 50 с вилкой выключения 6 сцепления, то происходит перемещение вилки выключения 6 сцепления в положение выключенного состояния сцепления. При трогании с места по мере нажатия на педаль управления дроссельной заслонкой блок обработки сигналов 34 получает сигналы от датчиков частоты вращения вала двигателя 27, вала коробки передачи 28, положения дроссельной 29 и воздушной 30 заслонок и вилки 6 выключения сцепления 31, педали тормоза 32 и индикатора 33 положения рычага переключения переда. Эти сигналы обрабатываются в блоке обработки сигналов 34 по заранее заложенной в него программе, обеспечивающей подачу от блока обработки сигналов на 34 на выход электромагнита следящего действия 16 вполне определенного закона управления сцеплением, соответствующего заданной программе. При включении сцепления якорь 15 электромагнита следящего действия 16 плавно перемещается из левого положения в правое, при этом контакты 14, 18 контактного устройства 10 размыкаются, что обуславливает запирание транзистора 20 положительным напряжением, присутствующим на резисторе 22. Ток через обмотку 9 силового электромагнита 8 прекращается, вилка выключения 6 сцепления в соответствии с положением педали 13 сцепления под воздействием нажимной пружины 5 начинает перемещаться в положение включения сцепления до тех пор, пока контакты 14, 18 в соответствии с положением якоря 15 электромагнита следящего действия 16 не замкнутся вновь, тем самым открывая транзистор 20 и подавая полный ток в обмотку 9 силового электромагнита 8.

При подаче полного тока в обмотку 9 силового электромагнита 8 якорь 12 вновь воздействует как на контактное устройство 10, так и через педаль 13 сцепления и тросовый привод 50 на вилку 6 выключения сцепления. Перемещаясь влево, якорь 12 размыкает контакты. При дальнейшем отпускании ножной педали 13 сцепления этот процесс многократно повторяется до полного включения сцепления, т.е. любому положению якоря 15 электромагнита следящего действия 16 соответствует вполне определенное положение ножной педали 13 сцепления и вилки 6 выключения сцепления и тем самым достигается эффект "слежения" привода сцепления по положению якоря 15 электромагнита следящего действия 16, т.е. достигается закон управления сцеплением по программе, заложенной в блоке обработки сигналов 34.

Управление сцеплением при неисправности электронной части системы (блока обработки сигналов 34 задающего элемента 26 и др.) осуществляется в полуавтоматическом режиме с управлением от ручной педали 45 сцепления. Для этого трехпозиционный выключатель 46 переводится на вторую позицию 48. При воздействии на ручную педаль 45 сцепления происходит соответствующее изменение выходного сигнала потенциометра 44, кинематически связанного с ручной педалью 45 сцепления. Этот сигнал подается на электромагнит следящего действия 16, и якорь 15 займет положение, соответствующее сигналу потенциометра 44, т.е. якорь 15 займет положение, вполне соответствующее положению ручной педали 45 сцепления. Дальнейший принцип работы системы одинаковый с автоматическим режимом, т.е. якорь 15 электромагнита следящего действия 16 замыкает или размыкает контакты 14, 18 контактного устройства 10 и тем самым управляет через силовой электромагнит 8, один конец якоря 12 которого кинематически связан с контактным устройством 10, второй - через ножную педаль 13 сцепления и тросовый привод 50 с вилкой выключения 6 сцепления сцеплением.

Управление сцеплением при неисправностях электронной и электрической части системы осуществляется в классическом режиме с помощью ножной педали 13 сцепления, связанной через тросовый привод 50 с вилкой выключения 6 сцепления. Для этого трехпозиционный выключатель 46 переводится на третью позицию 49.

Таким образом, благодаря снабжению системы управления сцеплением электромагнитом следящего действия с задающими и управляющими элементами и блоками, достигается повышение эффективности работы системы и облегчается управление транспортными средствами за счет обеспечения автоматического управления сцеплением.

Формула изобретения

1. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая силовой электромагнит с обмоткой, электрически соединенный через контактное устройство с источником электропитания, установленный в полости силового электромагнита подвижный в осевом направлении якорь, кинематически взаимодействующий одним концом через ножную педаль сцепления с вилкой выключения сцепления, отличающаяся тем, что контактное устройство включает в себя первый подпружиненный подвижный в осевом направлении контакт, электрически связанный через защитное устройство с источником электропитания и с обмоткой силового электромагнита, второй конец якоря которого выполнен с возможностью кинематического взаимодействия с вторым контактом, подключенным к массе, при этом система снабжена задающим элементом, блоком обработки сигналов, электромагнитом следящего действия, подключенным к задающему элементу через блок обработки сигналов, включающий преобразователи импульсных сигналов в аналоговые, усилители аналоговых сигналов, схему сравнения сигналов, схему совпадения сигналов, регулятор и стабилизатор тока управления обмотки электромагнита следящего действия, потенциометром, кинематически связанным с ручной педалью сцепления и электрически подключенным к обмотке электромагнита следящего действия, якорь которого кинематически соединен с первым подпружиненным подвижным в осевом направлении контактом.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит датчик частоты вращения вала двигателя.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит датчик частоты вращения вала коробки передач.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит датчик положения дроссельной заслонки.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит датчик положения воздушной заслонки.

6. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит датчик положения вилки выключения сцепления.

7. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит датчик положения педали тормоза.

8. Система по п.1, отличающаяся тем, что задающий элемент содержит индикатор положения рычага переключения передач.

9. Система по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения безопасности она снабжена выключателем электропитания, связанным с замком зажигания транспортного средства.

10. Система по п.1, отличающаяся тем, что для обеспечения работы системы в автоматическом или полуавтоматическом или ручном режиме она снабжена трехпозиционным выключателем, установленным в электроцепи от потенциометра и блока обработки сигналов до электромагнита следящего действия.

11. Система по п.1, отличающаяся тем, что полюса электромагнита включают в себя катушку с проточкой, глубина составляет 0,9 - 0,95 толщины полюса.

РИСУНКИ

Рисунок 1