Устройство для автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией транспортного средства

 

Союз Советскик

Социвлистическик

Республик

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 29.09.76 (21) 2407431/27-11 (5Ф)М. КЛ. с присоединением заявки ¹ (23} Приоритет

В 60 К 41/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 150980. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 1709.80 (5З) УДК 629. 113. .585.2(088.8) (72) Авторы изобретения

Л. И. Гром-Мазничевский, B. A. Коваль, И. П. Ксеневич, П. Я. Прицкер, Г. Г. Сумцов и С. (71) Заявитель (54 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ДВИГАТЕЛЕМ И БЕССТУПЕНЧАТОЙ TPAHCMHCCHEA

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к области машиностроения и может быть примене но в тяговых и транспортных машинах при автоматизации управления их скоростными и нагрузочными режимами работы.

Известны устройства для одновременного автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией транспортного средства, содержащие измеритель крутящего момен-та двигателя и рукоятку управления скоростью движения машины, соединенные посредством гидроусилителя и механических звеньев с двумя простран ственными кулачками, профильные поверхности которых подключены к рычагам управления регуляторами скорости двигателя и передаточного числа трансмиссии f1)

Недостатком известных устройств является невысокая точность работы, что обусловлено косвенным измерением крутящего момента двигателя по давлению жидкости в бесступенчатой объемной гидропередаче и косвенным измерением угловой скорости вала двигателя по положению рычага управления регулятором скорости двигателя. 30

Известно также устройство для автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией транспортного средства, содержащее программный механизм, выполненный в виде пространственного кулачка, рабочие поверхности которого кинематически связаны с органами управ.ления регуляторов скорости двигателя и передаточного отношения трансмиссии, причем кулачок соединен с рукояткой управления и гидроцилиндром, управляемым гидрораспределителем,золотник которого связан с измерителем крутящего момента двигателя, имеющим упругий элемент, и с измерителем угловой скорости центробежного типаГ2.), Недостатком прототипа является необходимость применения кинематической (механической) связи измерителя крутящего момента и золотника гидроусилителя с рычагом управления регулятором скорости двигателя.

Эта связь предназначена для формирования программы оптимальных сочетаний скоростных и нагрузочных режи à работы двигателя. Иэ-за неудобного взаимного расположения соеди763161 няемых элементов эта связь обычно получается многозвенной, конструктивно сложной. Кроме того, трение и износ шарниров этой связи, располагаемой снаружи двигателя, возможность повреждения ее звеньев, а также косвенное измерение скоростного режима двигателя по положению рычага регулятора скорости двигателя обуславливают невысокую. точность формирования и низкую стабильность регулировок и настроек указанной прог-. раммы.

Бель изобретения — упрощение кинематических связей и повышение точ-, ночти работы устройства.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве связь золотника гидрораспределителя с измерителем крутящего момента и с измерителем угловой скорости выполнена в виде двух зубчатых колес, закрепленных на кон- 20 цах упругого элемента, одно из которых косозубое, а другое — прямозубое, и оба находятсЯ в зацеплении с зубчатыми венцами, закрепленными на одной ступице, установлен- рб ной на валу с возможностью осевого перемещения, при этом на упомянутой ступице установлен измеритель угловой скорости, входной элемент которого связан со ступицей, а выходной кинематически связан с золотником гидрораспределителя.

На чертеже изображена схема устройства.

Измеритель крутящего момента двигателя содержит упругий элемент 1, выполненный в виде торсионного вала, соединяющего двигатель 2 с коробкой передач 3 трансмиссии. На левом конце упругого элемента закреплено зубчатое колесо 4, а на правом, с помощью 4О полого вала 5, зубчатое колесо 6.. Оба зубчатых колеса находятся в зацеплении с подвижной в осевом направлении ступицей с закрепленными зубчатыми венцами 8 и 9. Одна цара зубчатых колес прямозубая, а другая косозубая. Со ступицей 7 соединен входной элемент измерителя угловой скорости, например шарниры рычагов грузов 10 измерителя угловой ско- 5О рости центробежного типа. Центробежная сила грузов уравновешивается пружиной 11. Выходной элемент, например муфта 12, этого измерителя через коромысло 13 соединен с золотником 14, нагруженным пружиной 15, которая выбирает люфты измерителей крутящего момента и угловой скорости и их кинематических связей с золотником. Средний шарнир коромысла 13 закреплен на винте 16, допускающем регулировку 6Î положения этого шарнира. Золотник

1 4 и гидравлически соединенный с ним гидроцилиндр 17 образуют гидроусилитель. Снаружи гидроцилиндра 17 рас" положен программный механизм, вы- Я полненный в виде пространственного кулачка, рабочие поверхности 18 и 19 которого подключены посредством коромысел 20 и 21 соответственно к органам 22 управления регулятором скорости двигателя и 23 управления регулятором передаточного отношения трансмиссии соответственно. В кулачке выполнен паз, в который входит поводок конического зубчатого колеса 24, находящегося в зацеплении с зубчатыми колесами 25 и 26. Последние соединены с педалями 27 и 28 и с рукояткой 29,,имеющей шкалу 30, градуированную в единицах скорости движения самоходной машины.

Устройство работает следующим образом.

Поворачивая рукоятку 29 или связанные с ней педали 27 и 28, водитель задает по шкале 30 желаемую скорость движения машины. При этом рабочие поверхности 18 и 19 кулачка поворачиваются к коромыслам 20 и 21 так, что посредством органов 22 и 23 устанавливаются скоростной режим двигателя и передаточное отношение трансмисии, обеспечивающие заданную скорость движения машины.

При изменении крутящего момента, нагружающего упругий элемент 1, проис ходит взаимный разворот зубчатых колес 4 и 6. Вследствие того, что взаимный разворот зубчатых венцов 8 и 9 ступицы 7 исключен, взаимодействие косозубой и прямозубой пар зубчатых колес вызывает осевое смещение ступицы, передающееся через детали измерителя угловой скорости на муфту 12.

При изменении угловой скорости вала двигателя также происходит смещение муфты 12, но уже под действием измерителя угловой скорости. Подбором характеристик измерителей крутящего момента и угловой скорости можно обеспечить такое их совместное воздействие на муфту 12, которое удерживает ее в одном и том же положении при оптимальных сочетаниях скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя. Эти сочетания могут соответствовать, например, минимуму удель— ного расхода топлива на единицу мощности,подводимой к ведущим элементам ходовой части самоходной машины при нагрузках двигателя от нулевой до полной. При указанном положении муфты 12 золотник 14 занимает среднее положение. Смещение золотника из этого положения, происходящее при отклонении режимов работы двигателя от оптимальных, вызывает поток. жидкости через гидроцилиндр 17, который двигает в осевом направлении кулачок.

Продольные профили рабочих поверхностей 18 и 19 кулачка выполнены так, что при их движении вдоль оси происходит взаимоувязанное изменение око

76 3161 ростного режима двигателя и передаточного отношения трансмиссии беэ изменения заданной поворотом кулачка скорости движения машины, если двигатель недогружен. Если заданная скорость движения машины не может быть достигнута иэ-за черезмерного увеличения нагрузки, кулачок подходит к коромыслу 20 и поворачивается к нему цилиндрической поверхностью 18,обеспечивающей максимальный скоростной режим двигателя, а рабочая поверхность 19 своим наклонным профилем так изменяет передаточное отношение трансмиссии, что обеспечивается работа двигателя с номинальным крутящим моментом. 15

Остановка машины осуществляется поворотом рукоятки 29 до упора назад или нажатием до упора на педаль 27. (Это воздействие на педаль 27 соответствует мнемонике выжима сцепления обычных самоходных машин). Тогда кулачок поворачивается к коромыслу 21 цилиндрической поверхностью 19 благодаря чему устанавливается орган 23 в положение, соответствующее стоянке машины при любом осевом положении гидроцилиндра 17. Если дви.гатель работает на холостом ходу рабочая поверхность 18 кулачка при этом обеспечивает минимальный скоростной режим двигателя.

Настройка устройства на поддержание программы оптимальных сочетаний скоростных и нагрузочных режимов работы двигателя выполняется при конструктивной отработке устройства . путем изменения следующих параметров: массы грузов 10, нелинейности пружины 11, эаневоливания пружины 15 и положения винта 16. Регулировкой положения винта 16 можно также ком- 4Q пенсировать эксплуатационные износы измерителей и их кинематических связей с золотником 14.

Благодаря отсутствию кинематической связи измерителя крутящего момента и золотника гидроусилителя с органом управления регулятором скорости двигателя и применению механического измерителя нагрузки двигателя все узлы системы "Оптимизатор-2" можно скомпоновать в корпусе гидропередачи трактора.

Применение системы облегчает управление трактором и улучшает его технико-экономические показатели.

Вследствие более равномерной и оптимальной по крутящему моменту нагрузки двигателя улучшается сгорание топлива в двигателе и снижается токсичность выхлопных газов.

Сведение органов управления двигателем и трансмиссией к одному эадатчику скорости движения самоходной машины упрощает осуществление ее дистанционного управления.

Формула изобретения устройство для автоматического управления двигателем и бесступенчатой трансмиссией транспортного средства, содержащее программный механизм, выполненный в виде пространственного кулачка, рабочие поверхнос ти которого кинематически связаны с органами управления регуляторов скорости двигателя и передаточного отношения трансмиссии, причем кулачок соединен с рукояткой управления и гидроцилиндром, управляемым гидрораспределителем, золотник которого связан с измерителем крутящего момента двигателя, имеющим упругий элемент и с измерителем угловой скорости центробежного типа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения точности работы, связь золотника гидрораспределителя с измерителем крутящего момента и с измерителем угловой скорости выполнена в виде двух зубчатых колес, закрепленных на концах упругого элемента, одно иэ которых косозубое, а другое прямозубое, и оба находятся в зацеплении с зубчатыми венцами, закрепленными на одной ступице, установленной на валу с воэможностью осевого перемещения, при этом на упомянутой ступице установлен измеритель угловой скорости, входной элемент которого связан со ступицей, а выходной кинематически связан с золотником гидрораспределителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 144094, кл. В 60 К 41/08, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 384703, кл. В 60 К 41/08, 1973.

763161

Составитель В. Ухнин

Тех е .Кастелевич Ко екто у>, Мака енко

Ре акто Н. Ви ко

Заказ 208

Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССр по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра сная наб, д. 4 5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,