Устройство для управления электромагнитной муфтой сцепления транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания

 

Использование: автомобильное электрооборудование, аппаратура для автоматического регулирования крутящего момента, передаваемого от двигателя внутреннего сгорания на ведущие колеса транспортного средства. Сущность: устройство содержит источник питания, соединенный с катушкой возбуждения электромагнитной муфты посредством управляемого коммутирующего узла, и пороговый узел, вход которого соединен с датчиком скорости движения поршня во время рабочего хода, а выход - с управляющим входом коммутирующего узла. Устройство позволяет, наряду с высокой точностью регулирования величины передаваемого крутящего момента, обеспечить работу двигателя в оптимальном режиме по каждому цилиндру (3000-4000 об/мин). 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к средствам управления электромагнитным сцеплением и может быть использовано для автоматического регулирования крутящего момента, передаваемого от двигателя внутреннего сгорания на ведущие колеса транспортного средства.

Известно устройство управления сцеплением транспортного средства, содержащее источник питания катушки электромагнитной муфты, датчик частоты вращения вала двигателя, датчик, регистрирующий положение переключения коробки передач, датчик, регистрирующий электрический ток, протекающий через катушку возбуждения электромагнитной муфты (заявка Японии N 63-50217, кл. В 60 К 41/02, 1988).

Зарегистрированный электрический ток корректируют, сравнивая со значением, установленным на основании скорости вращения вала двигателя и положения переключения коробки передач, поддерживая таким образом определенную характеристику крутящего момента, передаваемого муфтой.

Недостатком известного устройства является его сложность, которая обусловлена необходимостью контроля нескольких параметров (скорость, положение переключения коробки передач, ток катушки возбуждения). Кроме того такое устройство не обеспечивает работу двигателя в оптимальном режиме, который зависит от работы каждого отдельного цилиндра и прежде всего от скорости движения поршня при его рабочем ходе. Если скорость движения поршня мала, то значительное количество энергии, выделяемой при сгорания топлива, расходуется на нагрев стенок и головки цилиндра, днища поршня и т.д. и впоследствии излучается в окружающее пространство.

Наиболее близким к предложенному является устройство для управления электромагнитной муфтой сцепления транспортного средства, содержащее управляемый коммутирующий узел, включенный между источником питания и катушкой возбуждения электромагнитной муфты, и пороговые узлы, выполненные в виде реле давления и реле скорости и соединенные через сумматор с управляющим входом коммутирующего узла (заявка Японии N 63-51893, кл. B 60 K 41/02, 1988).

Однако при управлении муфтой с контролем скорости движения транспортного средства не обеспечивается оптимизация работы двигателя внутреннего сгорания, поскольку переход скорости движения транспортного средства через пороговое значение может происходить при различных скоростях хода поршня (вращения вала двигателя).

В основу изобретения положена задача создать простое устройство для управления электромагнитной муфтой сцепления транспортного средства, позволяющее, наряду с высокой точностью регулирования величины передаваемого крутящего момента, обеспечить работу двигателя в оптимальном режиме по каждому цилиндру.

Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для управления электромагнитной муфтой сцепления транспортного средства с двигателем внутреннего сгорания, содержащем управляемый коммутирующий узел, включенный между источником питания и катушкой возбуждения электромагнитной муфты, и пороговый узел, ко входу порогового узла подключен датчик скорости движения поршня во время его рабочего хода, а выход порогового узла соединен с управляющим входом коммутирующего узла.

Присоединение источника питания к катушке электромагнитной муфты посредством управляемого коммутирующего узла и наличие порогового узла, вход которого соединен с датчиком скорости движения поршня во время рабочего хода, а выход с управляющим входом коммутирующего узла, позволяют осуществлять электромагнитную блокировку полумуфт только при достижении скорости поршня во время рабочего хода оптимальной величины. Только после достижения указанной скорости пороговый узел выдает управляющий сигнал на включение коммутирующего узла, который подключает катушку электромагнитной муфты к источнику питания. Питание катушки будет поддерживаться при оптимальной скорости движения поршня во время рабочего хода и прекращаться во всех случаях при снижении скорости поршня ниже указанной.

Увеличение нагрузки на ведомой полумуфте будет оказывать тормозящее воздействие на ведущую полумуфту и снижать скорость движения поршня во время рабочего хода. В этом случае при уменьшении скорости движения поршня ниже оптимальной катушка электромагнитной муфты будет обесточиваться, а после достижения указанной скорости снова подключаться к источнику питания. Следовательно, при высокой нагрузке на ведомой полумуфте питание катушки электромагнитной муфты будет осуществляться прерывистым током, и таким образом будет устанавливаться необходимое передаточное отношение и тем самым необходимая величина передаваемого крутящего момента. По мере снижения нагрузки на ведомой полумуфте будет уменьшаться тормозящее усилие на вал двигателя, соответственно будет уменьшаться частота отключений катушки и увеличиваться длительность питающих импульсов. После уравнения моментов на полумуфтах и исчезновения тормозящего усилия ток питания катушки будет подаваться непрерывно. При этом независимо от нагрузки на ведомой полумуфте и величины тормозящего усилия, воздействующего на ведущую полумуфту, двигатель будет постоянно работать в заданном оптимальном режиме.

Таким образом, описываемое устройство при очевидной простоте (всего один датчик контроля скорости движения поршня во время рабочего хода, пороговый узел и управляемый коммутирующий узел) позволяет осуществлять с высокой точностью регулировку передаваемого крутящего момента, обеспечивая при этом оптимальную работу каждого цилиндра и двигателя в целом, что благоприятно влияет на экономичность работы транспортного средства.

Датчик скорости движения поршня по время рабочего хода выполнен в виде катушки индуктивности, расположенной около диска с постоянными магнитами, установленного на валу двигателя.

Такое устройство отличается простотой и надежностью. Его применение позволяет использовать электромагнитную муфту в качестве маховика и тем самым экономить металл, и облегчить двигатель, так как маховик, присущий любому двигателю внутреннего сгорания, применяемому на транспортных средствах, можно исключить.

На чертеже изображена структурная схема описываемого устройства.

Устройство для управления электромагнитной муфтой сцепления транспортного средства содержит источник 1 питания катушки 2 возбуждения электромагнитной муфты сцепления, пороговый узел 3, управляемый коммутирующий узел 4 и датчик 5 скорости движения поршня во время рабочего хода. При этом источник 1 питания соединен с катушкой 2 возбуждения электромагнитной муфты сцепления посредством управляемого коммутирующего узла 4, управляющий вход которого соединен с выходом порогового узла 3, вход которого соединен с датчиком 5 скорости движения поршня во время рабочего хода.

В качестве управляемого коммутирующего узла 4 может быть использован, например, тиристоры. В качестве порогового узла 3 может быть использован, например, стабилитрон.

В варианте исполнения датчик 5 скорости движения поршня во время рабочего хода выполнен в виде катушки индуктивности, расположенной около диска 6 из немагнитного материала, который установлен на валу двигателя внутреннего сгорания (ДВС) 7 и имеет постоянные магниты 8, распределенные по окружности, ведущую и ведомую полумуфты 9 и 10.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал, характеризующий скорость движения поршня во время рабочего хода, с датчика 5 подается на вход порогового узла 3 и, если его величина меньше порогового значения, то на выходе порогового узла 3 сигнал отсутствует и цепь питания катушки 2 возбуждения электромагнитной муфты сцепления разомкнута управляемым коммутирующим узлом 4. Катушка 2 возбуждения электромагнитной муфты сцепления обесточена и полумуфты 9 и 10 разблокированы. После достижения сигналом датчика 5 пороговой величины на выходе порогового узла 3 появляется сигнал, который поступает на управляющий вход коммутирующего узла 4. Последний замыкает цепь питания катушки 2 возбуждения электромагнитной муфты сцепления и осуществляется электромагнитная блокировка полумуфт 9 и 10.

Если, например, транспортное средство в этот момент неподвижно, то на ведущую полумуфту 9 будет воздействовать тормозящее усилие и будет уменьшаться скорость движения поршня. Когда скорость поршня станет меньше оптимальной величины, сигнал с датчика 5 скорости движения поршня будет меньше порогового значения и сигнал на входе порогового узла 3 исчезнет. Коммутирующий узел 4 обесточит цепь питания катушки 2 возбуждения электромагнитной муфты и полумуфты 9 и 10 разблокируются. Следующий прирост скорости движения поршня произойдет при его очередном рабочем ходе. И опять при достижении порогового значения сигналом датчика 5 скорости движения поршня полумуфты 9 и 10 описанным выше способом будут заблокированы, поршень сбавит скорость движения, сигнал датчика 5 опустится ниже порогового значения и на выходе порогового узла 3 исчезнет сигнал. Коммутирующий узел 4 обесточит катушку 2 возбуждения электромагнитной муфты и полумуфты 9 и 10 разблокируются. При этом двигатель практически не сбавит оборотов (будет работать в оптимальном, выбранном водителем или средствами автоматизации режиме), а транспортное средство сдвинется с места и начнет разгоняться. Величина передаваемого крутящего момента будет автоматически регулироваться, так как по мере разгона транспортного средства тормозящее воздействие ведомой полумуфты 10 не ведущую полумуфту 9 будет снижаться и будет снижаться соответственно частота отключений катушки 2 возбуждения от источника питания 1, и таким образом увеличиваться длительность питающих импульсов.

По мере разгона транспортного средства в какой-то момент тормозящее воздействие полумуфты 10 на ведущую полумуфту 9 при их блокировке уменьшится настолько, что практически не будет оказывать воздействия на вал ДВС 7. Скоростью движения поршня не будет опускаться ниже оптимальной (заданной) величины и соответственно сигнал датчика 5 скорости движения поршня будет равен пороговому значению. С выхода порогового узла 3 на управляющий вход коммутирующего узла 4 непрерывно поступает сигнал и последний поддерживает непрерывное возбуждение катушки 2 и соответственно блокировку полумуфт 9 и 10.

На протяжении всего процесса трогания и разгона транспортного средства независимо от момента сопротивления на ведомой полумуфте 10, условий движения и прочих факторов двигатель будет работать в оптимальном, заранее заданном режиме.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МУФТОЙ СЦЕПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ДВИГАТЕЛЕМ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ, содержащее управляемый коммутирующий узел, включенный между источником питания и катушкой возбуждения электромагнитной муфты, и пороговый узел, отличающееся тем, что к входу порогового узла подключен датчик скорости движения поршня во время его рабочего хода, а выход порогового узла соединен с управляющим входом коммутирующего узла.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что датчик скорости движения поршня во время его рабочего хода состоит из диска с постоянными магнитами, установленного на валу двигателя, и катушки индуктивности, расположенной около диска с возможностью наведения в ней ЭДС при вращении последнего.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

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

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

Изобретение относится к транспортному машиностроению

Изобретение относится к автотракторостроению и может быть использовано в конструкциях автомобилей, тракторов и друтх самоходных машин

Изобретение относится к транспортному машиностроению

Изобретение относится к устройствам с ручным приводом для подачи топлива в двигатель трактора

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для автомобилей с устройством управления автоматическим сцеплением

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и предназначено для автомобилей с устройством управления автоматическим сцеплением в режиме аварийного движения

Изобретение относится к системам автоматического управления агрегатами транспортного средства и, в частности, сцепления
Наверх