Регулятор давления системы автоматического управления трансмиссией транспортного средства

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i»766915 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 110878 (21) 2677707/27-11 с присоединением заявки № (51)М Кл з

В 60 К 41/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий. (23) ПриоритетОпубликовано 300980, Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 300980 (53) УДК 629.113-585.2(088.8) (72) Авторы изобретения

Л.Г.Красневский, И.Г.Нейнкер, Г.Ф.Минаев и В.М.Третьяк (71) Заявитель

5 ) @ с

1 (54 ) РЕГУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКО

УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСМИССИЕЙ ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспортной технике, а конкретно — к автоматическим многоступенчатым трансмиссиям транспортных средств, и может быть использовано в гидросистемах 5 автоматического управления этих трансмиссий.

Известны эолотниковые регуляторы давления, которые используются в качестве датчиков нагрузки двигателя и 10 скорости выходного вала трансмиссии.

Их выходные давления служат сигналами .для автоматического переключения сту-.. пеней. Регуляторы имеют регулирующий орган в виде золотника с двумя Рабо- 15 чими кромками. Давление в выходном канале регулятора зависит от положения золотника, устанавливаемого задающим устройством.

Задающее устройство в регуляторах силового воздействия представляет собой пружину, натяжение которой изменяется в зависимости от положения педали акселератора либо разреже- 25 ния во впускном трубопроводе двигателя. В регуляторах скоростного воздействия задающим устройством служит груз, центробежная сила которого при вращении воздействует на золот- 30

2 ник. В качестве груза может использоваться и сам золотник (11.

Недостатками указанных регуляторов силового и скоростного воздейст" вия являются высокая трудоемкость изготовления и недостаточная точность.

Известен регулятор давления, содержащий корпус с двумя камерами, одна из которых связана с источником давления рабочей жидкости, а другая— с гидробаксм, золотник с двумя рабочими кромками, расположенный в корпусе с возможностью сообщения камер с выходным каналом регулятора давления, и задающее устройство, связанное с золотником f2).

Недостатками известного регулятора также яйляются трудоемкость и недостаточная точность. Другим недостатком является большой расход жидкости, достигающий, например, в регуляторах силового воздействия 510 л/мин. Это требует соответствующего увеличения производительности насосов трансмиссии и снижает ее КПД.

Цель изобретения — снижение трудоемкости изготовления и повышение экономичности регулятора.

Цель достигается тем, что регулятор снабжен дросселем, а золотник

766915, Автоматическая трансмиссия (см. фиг. 3) состоит из гидротрансформатора 15, коробки передач 16 с выходным валом 17 и фрикционными муфтами и тормозами (не показаны), управляемыми посредством гидроцилиндров.

На фиг. 3 показаны только гидроцилиндры 18-20, соответствующие J lf u высшей ступеням.

Гидронасос 21 с приводом от элементов трансмиссии подает рабочую жидкость через фильтр 22 в главную масляную магистраль.23, давление .в которой поддерживается на постоянном

65 выполнен с одной рабочей кромкой, расположенной в зоне камеры корпуса, при этом выходной канал регулятора давления сообщен с гидробаком посред ством упомянутого дросселя, проходное сечение которого определяется из соотношения;

5 е.6 М - a9

Y где 5 - наибольшая площадь попереч-, )Q ного сечения золотника кла- панов автоматического переключения ступеней автоматической трансмиссии, см, 1 - ход золотника, см, время переключения золотника из одного крайнего положения в другое, с ,0 — коэффициент истечения через дроссель, равный 0,6-0,8;

g — ускорение силы тяжести, см/с ", — удельный вес рабочей жидкости, кг/cM, ЬР - допустимая величина изменения выходного давления регулятора в переходном процессе, кг/см 2.

На фиг. 1 показана конструкция предлагаемого регулятора давления на примере регулятора силового воздействия; на фиг. 2 - график изменения выходного 30 давления и расхода жидкости н регуляторе в зависимости от изменения сигнала задающего устройства, на фиг. 3 гидросистема автоматического управления трансмиссией. 35

Регулятор давления состоит из кор. пуса 1 (см. фиг. 1) с цилиндрической полостью 2, сообщающейся с камерой .

3 питания и выходным каналом 4, регулирующего органа в виде золотника 5 с 40 с шейками б, 7 и задающего устройства 8 со штоком 9. В шейке б имеется дроссель 10. Регулятор закреплен на картере 11 трансмиссии через пластину 12, в которой имеется дроссель

13. 1.1ейки б, 7 золотника разделяют 45 цилиндрическую полость 2 на три полости: левую, правую и центральную. Задающее устройство 8 может быть выполнено в виде гидропровода от педали акселератора (см. фиг. 3) и иметь 50 пружину 14. уровне регулятором 24 главного давления .

Автоматическая трансмиссия имеет гидравлическую систему 25 автоматического управления известной конструкции, в которой для пояснения работы предлагаемых регуляторов упрощенно изображены только клапан,26 автоматического переключения . (и ступеней и клапан 27 автоматического включения высшей ступени. Клапаны имеют одинаковое устройство и состоят из дифференциальных золотников 28, плунжеров 29 и пружин 30. Число таких клапанов в автоматической трансмиссии с К ступенями равно К-1, и отличаются они лишь параметрами настройки — усилиями пружин 30 и диаметрами плуйжеров 29. Место подключения. любого числа клапанов, соответствующего числу ступеней, показано штрихпунктиром.

Вход 31 клапана 27 соединен с главной магистралью 23, выход 32 — с гидроцилиндром 20 высшей ступени, выход 33 — co входом 34 клапана 26, выход 35 которого соединен с гидроцилиндром 18 Т ступени, а выход 36 с гидроцилиндром 19 ТГ ступени.

Полости клапанов 26, 27, в которых установлены пружины 30, соединены с выходным каналом регулятора

37 давления силового воздействия, а торцовые полости у плунжеров 29 с выходным каналом регулятора 38 скоростного воздействия.

Регулятор 37 давления данной системы управления выполнен аналогично регулятору по фиг. 1 и содержит корпус 39, золотник 40, пружину 41, камеру 42, связанную с источником давления, выходной канал 43, через дроссель 44 соединенный с гидробаком, и задающее устройство 45, состоящее из исполнительной камеры 46 со штоком 47, приемной камеры 48 с пружиной

49 и кулачка 50, тягой 51 соединенного с педалью 52 акселератора. IIoследняя тягой 53 связана с двигателем транспортного средства (не показан). Регулятор 38 давления состоит из корпуса 54, дифференциального золотника 55, камеры 56, связанной с источником давления, выходного канала и дросселя 58, через который выходной канал сообщен с гидробаком.

Корпус 54 закреплен на валу 59, который кинематически связан с выходным валом 17 ° Размещение канала, связывающего камеру 56 с источником давления, и выходного канала 57 на схеме показано упрощенно, а в действительности они проходят в корпус

54 через вал 59, имеющий соответствующие уплотнения. Золотник 55 ðàñположен по отношению к валу 59 радиально (см. фиг. 3), и функции задающего устройства (в данном случаегруза) выполняет его собственная

766915

30 Масса, создающая центробежную силу при вращении вала 59 °

Работа регулятора на установившихся режимах осуществляется следующим образом.

При подаче жидкости под давле- 5 нием в камеру 3 (см. фиг. 1) она заполняет центральную полость и через дроссель 10 попадает в правую полость. Давление в последней создает на золотнике 5 осевую силу, под действием которой он перемещается влево, перекрывая кромкой шейки 6 камеру 3. Давление в центральной полости и в выходном кана.ле 4 уменьшается до нуля, так как через дроссель 13 он сообщен с гидробаком.

Для увеличения выходного давле,ния шток 9 задающего устройства 8 выдвигают вправо до встречи с торцом золотника 5 и далее посредст- 20 вом штока 9 воздействуют на золотник с осевым усилием Т, пропорциональным требуемому выходному давлению регулятора. Под действием силы

Т золотник 5 переместится вправо и 25 приоткроет камеру 3, через которую жидкость поступит в центральную полость и далее через дроссель 13 в гидробак, а через дроссель 10 в правую полость. В результате в центральной и правой полостях установится одинаковое давление Р, меньшее давления питания.Рн, уравновешивающее усилите Т задающего устройства. Давление Р есть выходное давление регулятора. При этом установится определенный расход Q жидкости через дроссель 13 иэ центральной полости. Равновесному состоянию золотника 5 и штока 9 соответствуют такое открытие шейкой 6 камеры 3 и расход Q,,при которых давление P в правой камере уравновесит усилие Т.

Характеристика регулятора — изменение выходного давления Р и расхода

Q в зависимости от сигнала Т задающего устройства — показаны на фиг.2 сплошными линиями. Поперечными стрел;ками отмечены ветви, соответствующие изменению P при возрастании усилия T до максимального значения и последующего его уменьшения до нуля.

Как известно, вследствие действия сил трения, а также гидравлических факторов эти ветви не совпадают и расположены, как показано на фиг.2..

Заштрихованная зона является зоной нечувствительности и определяет точность регулятора, а значит, и точность переключения ступеней трансмиссии. Очевидно, что эта зона 60 должна быть как можно уже. Штрихпунктиром показана ее задняя граница, соответствующая известным регуляторам при отклонении перекрытия в :них от оптимального. 65

В предлагаемом же регуляторе заданная точность (ширина зоны нечувствительности) определяется лчшь точностью выполнения диаметра d дроселя 13. Поскольку технологически обеспечить требуемую точность отверстия несравненно проще, чем перекрытия в золотниковой паре, очевидно, что точность регулятора с дросселем

13 будет выше, а трудоемкость ниже, чем известных. Одновременно за счет малого диаметра дросселя 13 значительно уменьшается расход жидкости. Минимальный его диаметр определяется экспериментально или расчетным путем, исходя иэ нижеследующих соображений.

Работа регулятора на переходных режимах.

При автоматическом переключении ступеней золотники 28 и плунжеры

29 клапанов 26, 27 поочередно перемещаются из одного крайнего положения в другое под действием регуляторов 37, 38 или пружин 30. В эти моменты в выходных каналах 43, 57 кратковременно появляются расходы жидкости, выталкиваемой движущимся золотником или плунжером, или же заполняющей освобождаемый последними объем. При этом давление регулятора несколько повышается или падает, так как его золотник при изменении давления в пределах зоны нечувствительности остается неподвижным. Соответственно возрастает или уменьшается расход через дроссель 13. Если далее давление превысит величину зоны нечувствительности, то зто вызовет смещение золотника 5 для компенсации изменения давления. Вследствие инерционности золотника 5 результирующее изменение давления регулятора в описанном переходном процессе может достигнуть большой величины, при которой движущая сила на золотнике 28 клапана 26 или 27 упадет, движение его замедлится, а в предельном случае произойдет обратное переключение.

Для исключения этого явления расход через дроссель 13 выбирается таким, что его изменение bQ в переходном процессе компенсирует расход в каналах 43, 57. Соответствующие размеры дросселя могут быть найдены по допустимой величине изменения давления регулятора Р (определяемой иэ характеристик трансмиссии) и требуемому времени t переключения клапанов 26, 27 из одного крайнего положения в другое с помощью известной формулы гидравлики:

О=МЫ аР, где Ц - безмерный коэффициент истечения через дроссель, равный 0,8, 2. площадь дросселя, см

7 76691

g — ускорение силы тяжести,см/с ; удельный вес жидкости,хг/см

ЬР— давление истечения, кг/см .

Поскольку йЯ=-+-, то требуемый размер дросселя равен: аЯ

5 ,г.,(гг

Т

Работа регулятора в системе. автоматического управления трансмиссией.

Автоматическая трансмиссия имеет два регулятора 37 и 38 описанной 10 конструкции (см. фиг. 1) ° Первый иэ них служит датчиком нагрузки двигателя, а второй — датчиком скорости выходного вала 17. В системе 25 управления изображены только элементы, необходимые для пояснения работы датчиков.

Диаметр дросселя 44, через который выходной канал 43 датчика нагрузки сообщен с гидробаком, выбран по наибольшему из диаметров d<, d>, а диаметр дросселя 58 датчика скорости по наибольшему из диаметров d4, d5 (см. фиг. 3).

При неподвижном автомобиле, отпущенной педали 52 и работе двигателя на холостом ходу давление от насоса

21, поддерживаемое на постоянном уровне регулятором 24, через фильтр

22 по главной масляной магистрали

23 подается в регуляторам 37 и 38.

Выходное давление регулятора 38 рав но нулю. Давление регулятора 37 поддерживается на минимальном уров.не пружиной 41, усилие которой больше установочного усилия пружины 49. 35

Для трогания с места элементами ручного управления (не показаны) подают давление иэ магистрали 23 к клапанам 26, 27 автоматического управления которые находятся в изображен- 40 ном на фиг. 3 положении. При этом от выхода 35 клапана 26 давление поступает в гидроцилиндр 18, и в трансмиссии включается 1 ступень.

Педалью 52 увеличивают подачу топ- 45 лива в двигатель,и транспортное средство трогается с места При этом тяга 51 поворачивает кулачок 50, пружина 49 сжимается и выталкивает часть жидкости из приемной камеры 48 гидропривода регулятора 37 в исполнительную камеру 46. Диафрагма последней перемещается вправо, шток ее упирается в золотник 40, и датчик настраивается на более высокое давление, пропорциональное усилию на штоке, т.е. повороту55 педали 52.

При возрастании скорости вала 17 центробежная сила воздействует на золотник 55 регулятора 38, в котором устанавливается выходное давление, 60 зависящее от скорости указанного вала.

Когда усилие от давления датчика скорости на плунжере 29 клапана 26 превысит усилие на золотнике 28 от пружины 30 и от давления датчика нагрузки, золотник 28 и плунжер 30 переместится влево. Гидроцилиндр 18 соединится с гидробаком, а в гидроцилиндр 19 поступит давление иэ магистрали 23. Включится 2Т ступень.

При дальнейшем возрастании скорости подобным образом сработают клапаны промежуточных ступеней (не показаны), и, наконец, клапан 27 высшей ступени.

Скорости, при которых произойдут переключения, определяются настройкой клапанов (диаметрами Ь, d>, d4, d<, усилиями пружин 30) и положением педали 52.

При уменьшении скорости выходного вала 17 переключения происходят в обратном порядке, с высших ступеней на низшие вплоть до I ступени.

Работа регуляторов 37, 38 во время переключения соответствует описанной ранее.

Предложенная конструкция регулятора позволяет в несколько раз снизить расход жидкости и довести его до величины порядка 1-2 л/мин — минимального значения, которое можно получить на одиночном дросселе без специальных мер стабилизации. Такое уменьшение расхода в известных регуляторах эа счет перекрытия в эолотни- ковой паре недостижимо. Одновременно

J повышается точность и значительно упрощается изготовление регулятора, что позволяет.испольэовать его в трансмиссиях массового производства.

Формула изобретения

Регулятор давления системы автоматического управления трансмиссией транспортного средства, содержащий корпус с камерой, связанной с источником давления рабочей жидкости, золотник, расположенный в корпусе с возможностью сообщения камеры с выходным каналом регулятора давления, и задающее устройство, связанное с золотником, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повышения экономичности, он снабжен дросселем, а золотник выполнен с одной рабочей кромкой, расположенной в зоне камеры корпуса, при этом выходной канал регулятора давления сообщен с гидробаком посредством упомянутого дросселя, проходное сечение которого определяется из соотношения: зк

,Р„ 2Я, Р1 °

3 где 5 — наибольшая площадь .попереч-. ного сечения золотника клапанов автоматического переключения ступеней автоматической трансмиссии, см, 1 - ход золотника, см

t — время переключения золотника из одного крайнего положения в другое, с, 766915

Фи г.1

P макс имакс мин

Фиг. 2.,И вЂ” коэффициент истечения через дроссель, равный 0,6-0,8;

9 - ускорение силы тяжести,см/с Я - удельный вес жидкости,кг/см

AP - допустимая величина изменения выходного давления регулятора в переходном процессе, кг/см

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Aéçeðìàí H.A. Автоматика переключения передач, Маыгиз. 1948, с. 102, 107, фиг. 53,58.

2. Авторское свидетельство СССР

9 515672, кл. В 60 К 20/14, 1976 (прототип) °

Составитель Л. Красневский

Редактор A. Купрякова Техред М. Кузьма Корректор М. Шароши

Заказ 7110/13 Тираж 763 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4