Устройство автоматического управления сцеплением транспортного средства

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в трансмиссиях транспортных средств для управления сцеплением. Сущность: устройство содержит датчик частоты вращения вала двигателя, выключатель, связанный с рычагом переключения передач, бинарный датчик исходного положения дроссельной заслонки, электронного блока выработки токов управления исполнительного электромагнита, двухобмоточный и двухзазорный электромагнит следующего действия, составной якорь которого кинематически связан с педалью или вилкой выключения сцепления. Технический результат достигается за счет лучшего распределения тягового усилия в пределах рабочего хода электромагнита, исходя из его быстродействия и минимального энергопотребления, а также за счет лучшего совмещения зоны плавного управления электромагнита следящего действия с рабочей зоной фрикционного сцепления. 1 ил.

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

Известны устройства автоматического управления фрикционным сцеплением в зависимости от частоты вращения вала двигателя [1] к которым относится, например, устройство [2] включающее сервокамеру управления сцеплением, трубопроводы, скоростной регулятор, приводимый от двигателя, пневматический клапан управления сервокамерой, диафрагменную камеру обратной связи, электромагнит включения выключения пневматического клапана и электрические цепи управления с выключателями и реле.

Недостатками таких устройств являются недостаточное быстродействие и конструктивная сложность герметизации пневмо- и гидроконтуров, сложность механических скоростных регуляторов и их привода, необходимость в ресиверах, насосах, патрубках и т.п. связанных с применением сервокамер.

Основные из этих недостатков характерны и для известного устройства автоматического управления сцеплением транспортного средства [3] содержащего электронный блок, регулирующий ток в обмотке электромагнита следящего действия, который управляет клапаном вакуумной камеры, связанной с приводом стандартного сцепления автомобиля.

Известно также устройство автоматического управления сцеплением с исполнительным элементом в виде двухобмоточного электромагнита следящего действия, якорь которого кинематически связан с педалью или вилкой выключения сцепления [4] Токи управления электромагнитом вырабатываются электронной схемой, анализирующей поступающие на вход электрические сигналы от датчика частоты вращения вала двигателя, выключателя, связанного с рычагом переключения передач, бинарного датчика исходного положения дроссельной заслонки.

Это устройство свободно от ряда недостатков, указанных выше, и выбрано в качестве прототипа.

Недостатки прототипа связаны с тем, что с помощью одного рабочего зазора электромагнита организуется выполнение двух различных функций управления: быстрого срабатывания при расцеплении трансмиссии и плавного, регулируемого отпускания в зоне сцепления, что существенно ограничивает диапазон одновременной и независимой оптимизации конструкции для каждого из режимов.

Техническим результатом изобретения является повышения быстродействия устройства и долговечности сцепления при наименьших габаритах и весе исполнительного электромагнита.

Указанный технический результат достигается тем, что безстоповый магнитопроводящий корпус броневого типа исполнительного электромагнита содержит дополнительный внутренний полюс, разделяющий магнитопроводы для управляющей и форсажной обмоток, два кольцевых рабочих зазора, сопрягающихся с соответствующими рабочими магнитопроводящими частями составного якоря, соосно соединенными через немагнитную проставку, причем торец рабочей части якоря, сопрягающийся с рабочим зазором магнитопровода управляющей обмотки, выполнен с центральным конусообразным вырезом, а взаимное расположение рабочих частей якоря и зазоров, а также величина зазоров в осевом направлении обеспечивает действие тягового усилия управляющей обмотки преимущественно на начальном участке выключения и участке включения сцепления и действие тягового усилия форсажной обмотки преимущественно на конечном участке выключения сцепления.

Общим с прототипом является наличие в предлагаемом устройстве датчика частоты вращения вала двигателя, выключателя, связанного с рычагом переключения передач, бинарного датчика исходного положения дроссельной заслонки, подключенных к входам электронного блока выработки токов управляющей и форсажной обмоток исполнительного электромагнита следящего действия, втяжной цилиндрический якорь которого кинематически связан с педалью или вилкой выключения сцепления. При этом в частном случае бинарный датчик исходного положения дроссельной заслонки может отсутствовать.

На чертеже представлена структурная схема устройства автоматического управления сцепления с продольным разрезом электромагнита.

Устройство содержит датчик 1 частоты вращения вала двигателя, выключатель 2, связанный с рычагом переключения передач, бинарный датчик 3 исходного положения дроссельной заслонки, подключенные к входам 4, 5, 6 электронного блока 7 выработки токов управляющей 8 и форсажной 9 обмоток исполнительного электромагнита следящего действия, втяжной цилиндрический якорь которого кинематически связан с педалью или вилкой выключения сцепления (кинематическая связь не показана).

Магнитопроводящий корпус 10 электромагнита броневого типа содержит дополнительный внутренний полюс 11, разделяющий магнитопроводы управляющей и форсажной обмоток и два соответствующих кольцевых рабочих зазора 12 и 13.

Рабочий зазор управляющей обмотки сопряжен с рабочей магнитопроводящей частью составного якоря 14, а рабочий зазор форсажной обмотки с рабочей магнитопроводящей частью якоря 15. Рабочие части якоря 14, 15 соосно соединены немагнитной проставкой 16 в общую конструкцию втяжного якоря. Торец рабочей части якоря 14, сопрягающийся с кольцевым зазором 12 управляющей обмотки, имеет центральный конусообразный вырез 17.

Взаимное расположение рабочих частей якоря 14, 15 и зазоров 12, 13, а также величина зазоров в осевом направлении выбираются такими, что тяговое усилие управляющей обмотки действует преимущественно на начальном участке, а форсажной обмотки на конечном участке рабочего хода якоря при его втягивании. Этому соответствует действие управляющей обмотки на участке включения и преимущественно на начальном участке выключения сцепления, а действие тягового усилия форсажной преимущественно на конечном участке выключения сцепления.

Устройство работает следующим образом.

Электронный блок 7 анализирует состояние датчиков 1 и 3 и выключателя 2, отражающих состояние двигателя и действия водителя, и генерирует известным образом соответствующие заданному режиму токи управляющей и форсажной обмоток исполнительного электромагнита.

При выключении сцепления подаются токи одновременно в управляющую и форсажную обмотки. Втягивание якоря вызывает деформацию пружины механизма сцепления и происходит быстрое расцепление трансмиссии. После этого форсажная обмотка 9 обесточивается, а в управляющей обмотке 8 ток дискретно снижается до значения, обеспечивающего удержание якоря и расцепленного состояния трансмиссии.

При включении сцепления ток в управляющей обмотке уменьшается от значения тока удержания в соответствии с алгоритмом включения сцепления, реализуемым электронным блоком 7.

Центральный конусообразный вырез 17 рабочей части якоря 14 обеспечивает необходимый отрицательный наклон рабочего участка его тяговой характеристики, т.е. возрастание усилия при сближении фрикционных элементов сцепления. Этим достигается стабильность позиционирования якоря в соответствии с током в управляющей обмотке. Уменьшение тока в обмотке приводит под возвратным действием пружины механизма сцепления к плавному, управляемому сближению фрикционных элементов сцепления.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее датчик частоты вращения вала двигателя, выключатель, связанный с рычагом переключения передач, бинарный датчик исходного положения дроссельной заслонки, подключенные к входам электронного блока выработки токов управляющей и форсажной обмоток исполнительного электромагнита следящего действия, втяжной цилиндрический якорь которого кинематически связан с педалью или вилкой выключения сцепления, отличающееся тем, что безстоповый магнитопроводящий корпус электромагнита броневого типа содержит дополнительный внутренний полюс, разделяющий магнитопроводы для управляющей и форсажной обмоток с соответствующими кольцевыми рабочими зазорами, сопрягающимися с соответствующими рабочими магнитопроводящими частями якоря, соосно соединенными через немагнитную проставку, причем торец рабочей части якоря, сопрягающийся с рабочим зазором магнитопровода управляющей обмотки, выполнен с центральным конусообразным вырезом, а взаимное расположение рабочих частей якоря и зазоров, а также величина зазоров в осевом направлении обеспечивают действие тягового усилия управляющей обмотки преимущественно на начальном участке выключения и участке включения сцепления и действие тягового усилия форсажной обмотки преимущественно на конечном участке выключения сцепления.

РИСУНКИ

Рисунок 1