Противобуксовочная система мобильной машины с устройством определения величины буксования движителей

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРОТИВОБУКСОВОЧНАЯ СИСТЕМА МОБИЛЬНОЙ МАШИНЫ С УСТРОЙСТВОМ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ БУКСОВАНИЯ ДВИЖИТЕЛЕЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Басалаев Владимир Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Противобуксовочная система мобильной машины с устройством определения величины буксования движителей, включающая микропроцессорный контроллер, датчики угловой скорости привода и ускорения машины, подключенные к входам контроллера электрогидравлические клапаны включения фрикционных муфт коробки передач, подключенные к выходам контроллера, при этом выходы электрогидравлических клапанов соединены с гидроцилиндрами фрикционных муфт коробки передач, отличающаяся тем,что система дополнительно содержит датчики давления в гидроцилиндрах фрикционных муфт коробки передач, подключенные к входам контроллера.(56) 1. Автомобильный справочник Перевод с англ. Первое русское издание. - М. За рулем, 2000. - С. 575-579. 2.6482, 2010. Предлагаемая полезная модель относится к транспортной технике и может быть использована в устройствах управления трансмиссиями мобильных машин, в которых переключение передач осуществляется с помощью фрикционных муфт. К устройствам снижения буксования мобильной машины относится противобуксовочная система - 1. Системасодержит датчики угловых скоростей ведущих и ведомых колес автомобиля, подключенные к входам электронного блока управления, выходы которого подключены к электрогидравлическим клапанам управления исполнительными механизмами изменения мощности двигателя. Система работает следующим образом. Электронный блок управления , получая информацию от датчиков угловой скорости ведущих и ведомых колес автомобиля, сравнивает полученные сигналы и в случае,если возникает разница в угловых скоростях этих колес, начинает воздействовать на электрогидравлические клапаны исполнительных механизмов изменения мощности двигателя. На первом этапе системаделает более поздним момент зажигании рабочей смеси в цилиндрах двигателя. Если эта мера не дает должного эффекта,воздействует на систему подачи топлива. В зависимости от типа связи между педалью акселератора и устройствами подачи топлива (механическая или электронная) данное воздействие выражается либо в отключении одной из топливных форсунок, либо в изменении угла открытия дроссельной заслонки. В результате крутящий момент на ведущих колесах снижается,что способствует уменьшению пробуксовки автомобиля при его трогании с места либо ускорении в процессе движения. Эта система непригодна для мобильных машин, работающих в условиях бездорожья, а также для сельскохозяйственных тракторов при выполнении ими агротехнических работ,где вероятность буксования их движителей многократно возрастает в связи с увеличением момента сопротивления движению. В этих условиях снижение мощности двигателя и, соответственно, крутящего момента на ведущих колесах может привести к остановке машины и заглоханию ее двигателя. В указанных условиях проблематично получить достоверную информацию от датчиков угловых скоростей ведомых колес машины, определяющих действительную скорость машины, и, следовательно, правильно вычислить величину буксования ее ведущих колес и степень снижения мощности двигателя для уменьшения величины буксования. В качестве ближайшего прототипа служит устройство определения величины буксования движителей мобильной машины 2. Это устройство является основной частью предлагаемой противобуксовочной системы машины. Оно содержит микропроцессорный контроллер, к входам которого подключены датчики угловой скорости вращающихся деталей привода мобильной машины и датчик продольного ускорения ее корпуса. К выходам контроллера подключены электрогидравлические клапаны включения фрикционных муфт коробки передач. В контроллере указанного устройства определяется продольное ускорениемобильной машины и величина буксованияее движителей. Предлагаемое устройство позволяет осуществить несколько вариантов автоматического снижения величиныв зависимости от ускорениядвижения мобильной машины. Однако, когда для снижения величины буксованияосуществляется переключение на низшую передачу, происходит разрыв потока мощности, вызываемый временем заполне 2 74952011.08.30 ния объема гидролинии включения фрикционной муфты низшей передачи и объема гидроцилиндра этой муфты, освобождаемого при перемещении ее поршня муфты до начала сжатия ее фрикционных дисков. Разрыв потока мощности по времени может быть значительным, если переключение на низшую передачу происходит на низких оборотах двигателя и, соответственно, низких оборотах гидронасоса, связанного с двигателем,обеспечивающего подачу рабочей жидкости к включаемым фрикционным муфтам коробки передач. Разрыв потока мощности приводит к снижению скорости машины и возможной ее остановке. В случае остановки машины последующее ее трогание связано с увеличением расхода топлива и возрастанием динамических нагрузок в трансмиссии. Задачей полезной модели является повышение надежности системы в условиях бездорожья. Поставленная задача решается в противобуксовочной системе мобильной машины с устройством определения величины буксования движителей, включающей микропроцессорный контроллер, датчики угловой скорости привода и ускорения машины, подключенные к входам контроллера электрогидравлические клапаны включения фрикционных муфт коробки передач, подключенные к выходам контроллера, причем выходы электрогидравлических клапанов соединены с гидроцилиндрами фрикционных муфт коробки передач, при этом, согласно техническому решению, система дополнительно содержит датчики давления в гидроцилиндрах фрикционных муфт коробки передач, подключенные к входам контроллера. На фигуре дана схема противобуксовочной системы мобильной машины. Система содержит устройство 1 определения величины буксования движителей, включающее микропроцессорный контроллер 2, датчик 3 угловой скоростивращающихся деталей привода движителей и датчик 4 продольного ускорениямашины, подключенные соответственно к входам 1, 2 контроллера 2 электрогидравлические клапаны 5 (далее ЭГК), подключенные к выходам 1 -контроллера 2, а выходы ЭГК 5 соединены гидролиниями 6 с гидроцилиндрами 7 фрикционных муфт 8 коробки передач (не показана), содержащими поршень 9 и отжимные пружины 10 датчики давления 11 в гидроцилиндрах 7 фрикционных муфт 8, подключенные к входам-контроллера 2. Система работает следующим образом. Во время движения мобильной машины при опросах датчиков 3 и 4 контроллером 2 в нем периодически вычисляются теоретическаяи действительнаяскорости машины. Теоретическая скоростьмашины определяется в контроллере 2 при обработке показаний датчика 3 угловой скоростивращающихся деталей привода. Действительная скоростьмашины находится в контроллере 2 при обработке показаний датчика 4 ускорения машины интегрированием ускоренияпо времени(-1),где (-1) - действительная скорость машины, установленная на предыдущем шаге вычислений- ускорение машины в момент времени- шаг интегрирования. Величина буксованиядвижителей вычисляется в контроллере 2 из выражения Если величинапревышает предельно допустимое значение доп, соответствующее состоянию поверхности движения и выполняемому технологическому процессу, то в зависимости от ускорениямашины возможны, как и в прототипе, три варианта автоматического снижения буксования движителей, обеспечиваемых контроллером 2 устройства 1 противобуксовочной системы. В случае, когда применяемые варианты снижения величины буксованиядвижителей оказались неэффективными, производится переключение на низшую передачу. 3 74952011.08.30 Для устранения разрыва потока мощности при включении низшей передачи используется обеспечиваемая контроллером 2 задержка выключения ЭГК 5 текущей передачи на время указанного разрыва. В этом случае во время заполнения объема гидролинии 6 включения фрикционной муфты 8 низшей передачи и объема гидроцилиндра 7 этой муфты, освобождаемого при перемещении поршня 9 муфты 8 низшей передачи до начала сжатия ее фрикционных дисков, мощность от двигателя продолжает передаваться включенной текущей передачей к движителям машины. ЭГК 5 текущей передачи остается включенным до тех пор, пока давление в гидроцилиндре 7 муфты 8 низшей передачи, определяемое с помощью датчика 11 давления, не возрастет до пороговой величины пор его срабатывания. Указанная пороговая величина давления датчика 11 для исключения разрыва потока мощности должна несколько превышать величинупротиводавления на поршень 9, создаваемую отжимными пружинами 10 муфты 8 низшей передачи. Величинанаходится из выражения пр , где пр - усилие отжимных пружин 10 муфты 8 низшей передачи- площадь поршня 9 муфты 8 низшей передачи. В процессе переключения на низшую передачу контроллер 2 производит опрос датчика 11 давления в гидроцилиндре 7 муфты 8 низшей передачи. При выполнении условия неравенства порконтроллер 2 выключает ЭГК 5 текущей передачи и гидроцилиндр 7 муфты 8 текущей передачи через ЭГК 5 подключается к сливной магистрали. Движение машины продолжается на одной низшей передаче с увеличенным крутящим моментом, подводимым к движителям. После этого через некоторый промежуток времени контроллер 1 производит вновь опрос датчиков 3 и 4 и вычисляет величину . Если оказывается, что величинапревышает допустимое значение, то рассмотренная процедура снижения буксования движителей повторяется с новыми значениями угловой скоростии ускорения . Предлагаемая противобуксовочная система позволяет повысить надежность ее работы в условиях бездорожья за счет исключения разрыва потока мощности при переключении передач. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4