Механизм плавного включения фрикционной муфты трансмиссии транспортного средства

(12) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ МЕХАНИЗМ ПЛАВНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ ФРИКЦИОННОЙ МУФТЫ ТРАНСМИССИИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(71) Заявитель Научный центр проблем механики машин Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Научный центр проблем механики машин Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Механизм плавного включения фрикционной муфты трансмиссии транспортного средства, содержащий регулятор давления рабочей жидкости с переменной настройкой, имеющий два объединенных гидролинией входа аккумулятор для изменения настройки регулятора, сообщенный с входом регулятора через дроссель входную гидролинию, отличающийся тем, что он снабжен электрогидравлическим клапаном и источником электрических сигналов, причем гидравлический вход указанного клапана сообщен с входной гидролинией механизма, а гидравлический выход - с входами регулятора давления, при этом выход источника электрических сигналов, связанного с трансмиссией, подключен к электрогидравлическому клапану. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника электрических сигналов служит датчик давления. 3. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что в качестве источника электрических сигналов служит бортовой компьютер.(56) 1. Тарасик В. П. Фрикционные муфты автомобильных гидромеханических передач. - Мн. Наука и техника, 1973. - С. - 193. 2. А.с. СССР 737257 МПК В 60 К 20/14, 1980. 3. А.с. СССР 1076330 МПК В 60 К 20/14, 1984. Фиг. 1 Предполагаемая полезная модель относится к транспортной технике и может быть использована в уст 110 ройствах управления многоступенчатыми трансмиссиями, в которых ступени переключаются посредством многодисковых фрикционных муфт. Известны механизмы плавного включения, содержащие регулятор давления с переменной настройкой с помощью поршневого аккумулятора, сообщенного с регулятором через дроссель 1. В начальный период включения гидроцилиндра муфты аккумулятор разряжен и регулятор настроен на низкое давление. По мере зарядки аккумулятора давление настройки и, соответственно, давление в гидроцилиндре медленно нарастает, что обеспечивает плавное замыкание муфты. В связи с тем, что такой механизм включения может устанавливаться на некотором удалении от гидроцилиндра муфты, наблюдается зависимость его рабочих характеристик от гидравлического сопротивления гидролинии управления муфтой на участке от механизма до гидроцилиндра. Начальная настройка регулятора соответствует давлению в точке его подключения во время заполнения гидроцилиндра и, следовательно, превышает давление в последнем на величину гидравлических потерь. В некоторых случаях, например в ряде коробок передач вального типа, эти потери настолько велики, что вообще исключают применение внешних механизмов плавности рассматриваемого типа. Вместо них применяют устройства, встроенные непосредственно в муфту, что усложняет ее конструкцию и снижает надежность. Известен механизм плавного включения, содержащий в гидролинии управления сужающие устройства,например, трубку Вентури, с помощью которых снижается давление в точке подключения механизма за счет преобразования части статического давления потока жидкости в скоростной напор 2. Однако возможности сужающих устройств ограничены, так как некоторое избыточное статическое давление сохраняется, и оно возрастает с ростом сопротивления гидролинии от механизма включения до гидроцилиндра муфты. В качестве ближайшего аналога предлагаемого технического решения выбран механизм плавного включения фрикционной муфты транспортного средства 3. Механизм содержит регулятор давления рабочей жидкости с переменной настройкой, аккумулятор для изменения настройки регулятора и эжектор с всасывающим каналом, соединенным с входом регулятора, для понижения давления. Однако с ростом сопротивления гидролинии от механизма включения до гидроцилиндра муфты возрастает статическое давление во всасывающем канале эжектора, что делает возможной работу устройства лишь в узком диапазоне изменения сопротивлений управляемой гидролинии. Кроме того, общим недостатком рассмотренных устройств является то, что они имеют жесткую (постоянную) характеристику регулирования давления в процессе сжатия фрикционных дисков муфты, не зависящую от изменения параметров движения транспортного средства, что не позволяет выбрать оптимальный режим включения муфты и тем самым снизить нагруженность трансмиссии. Задачей настоящего технического решения является расширение рабочего диапазона устройства за счет исключения зависимости его характеристики от изменения сопротивления гидролинии от механизма включения до гидроцилиндра муфты, а также изменения рабочих характеристик устройства в зависимости от поступающих электрических сигналов. Поставленная задача решается в механизме плавного включения фрикционной муфты трансмиссии транспортного средства, содержащем регулятор давления рабочей жидкости с переменной настройкой,имеющим два объединенных гидролинией входа, аккумулятор для изменения настройки регулятора, сообщенный с входом последнего через дроссель, входную гидролинию, причем согласно техническому решению, механизм снабжен электрогидравлическим клапаном и источником электрических сигналов, причем гидравлический выход указанного клапана сообщен с входами регулятора давления, а гидравлический вход с входной гидролинией механизма для подключения к напорной гидролинии включения фрикционной муфты, при этом выход источника электрических сигналов, связанного с трансмиссией, подключен к электрогидравлическому клапану. При этом в качестве источника электрических сигналов может служить либо датчик давления, либо бортовой компьютер. Предлагаемое устройство позволяет расширить рабочий диапазон механизма плавного включения муфты благодаря обеспечению его работоспособности вне зависимости от величины сопротивления гидролинии от механизма до гидроцилиндра муфты, а также изменению характеристики регулируемого давления в зависимости от поступающих электрических сигналов. Это достигается благодаря отсутствию доступа жидкости к механизму от контролируемой гидролинии в то время, когда не требуется регулирование давления, и его обеспечение, когда регулирование давления в контролируемой гидролинии необходимо, а также установлению связи с источником электрических сигналов, обеспечивающим изменение рабочих характеристик устройства. Такая схема работы механизма возможна за счет введения электрогидравлического затвора,обеспечивающего закрытие устройства от доступа жидкости из напорной гидролинии, и электрического входа для его открытия и связи с источником электрических сигналов. На фиг. 1 дана принципиальная схема механизма с датчиком давления. На фиг. 2 - то же с бортовым компьютером. На фиг. 3 даны графики изменения давлений при работе с датчиком давления. На фиг. 4, 5 - графики изменения давлений при работе с бортовым компьютером. 2 110 Механизм 1 плавного включения (фиг. 1) содержит регулятор 2 давления с переменной настройкой и пружиной 3, аккумулятор 4 для изменения настройки регулятора 2, подключенный через дроссель 5 к входной гидролинии 6 регулятора 2 и электрогидравлический клапан 7, гидравлический выход которого сообщен с входной гидролинией 6 регулятора 2, а гидравлический вход - с входной гидролинией 8 механизма 1, соединенной с напорной гидролинией 9, подключенной к источнику 10 давления. Клапан 7 имеет электрический вход 11, подключенный к выходу источника электрических сигналов, в качестве которого служит датчик 12 давления с электрическим выходом. Вход 13 датчика 12 сообщен с напорной гидролинией 9 управления гидроцилиндром 14 фрикционной муфты (не показана). Механизм 1 (фиг. 2) отличается от механизма на фиг. 1 тем, что в нем в качестве источника электрических сигналов используется бортовой компьютер 15. Механизм, в котором в качестве источника электрических сигналов используется датчик 12 давления(фиг. 1), работает следующим образом. Для включения гидроцилиндра 14 в него подают жидкость под давлением от источника 10 давления, которое распространяется на входную гидролинию 8 механизма 1 и на вход 13 датчика 12. Поршень гидроцилиндра 14 начинает движение. При этом входная гидролиния 6 регулятора 2 сообщена со сливом, а входная гидролиния 8 перекрыта золотником клапана 7. Причем пружина 3 регулятора 2, опирающаяся на поршень аккумулятора 4, имеет минимальное установочное усилие,соответствующее давлению в гидроцилиндре 14 в момент остановки его поршня. На такое же давление срабатывания настроен датчик 12. Доступ жидкости от гидроцилиндра 14 к регулятору 2 закрыт. При окончании заполнения гидроцилиндра 14 и остановке его поршня давление в гидролинии 9 возрастает, и происходит срабатывание датчика 12. На выходе датчика 12 появляется напряжение, которое подается на электрический вход 11 клапана 7, золотник которого перемещается в крайнее положение. На выходе клапана 7 и соответственно во входной гидролинии 6 регулятора 2 появляется давление. Регулятор 2 открывается и направляет избыточную жидкость на слив, не допуская нарастания давления в гидролинии 9 сверх давления настройки регулятора 2. Одновременно жидкость поступает через дроссель 5 к аккумулятору 4. Последний постепенно заряжается и при этом своим поршнем сжимает пружину 3. В результате постепенно повышается давление настройки регулятора 2, и соответственно плавно возрастает давление в гидролинии 9 и гидроцилиндре 14. Для работы механизма 1 с бортовым компьютером 15 (фиг. 2) в качестве источника электрических сигналов должен быть известен интервал времени (который может быть найден расчетным или экспериментальным путем) от подачи электрического сигнала К на включение гидроцилиндра 14 фрикционной муфты до остановки его поршня. В этом случае компьютер после поступления электрического сигнала К на его вход производит отсчет указанного интервала времени, соответствующего движению поршня гидроцилиндра 14. При этом доступ жидкости от гидролинии 9 к регулятору 2 закрыт. В конце этого интервала времени,соответствующего остановке поршня гидроцилиндра 14, с выхода компьютера подается напряжение, которое поступает на вход 11 клапана 7. Последний срабатывает и подает жидкость от гидролиний 9 и 8 к входной гидролинии 6 регулятора 2. Регулятор 2 открывается, и дальнейший процесс аналогичен ранее описанному в соответствии с фиг. 1. Рассмотренному процессу соответствуют изменения давлений, показанные на графике (фиг. 3), где в качестве источника электрических сигналов используется датчик 12 (фиг. 1). Давление в гидроцилиндре 14 в процессе движения его поршня изменяется по кривой А, определяемой сопротивлением его движению. Величина Р 0 этого давления соответствует моменту 0 остановки поршня. Давление во входной гидролинии 8 механизма 1 возрастает по кривой Б до величины 1. Начиная с момента 0, соответствующего остановке поршня и срабатыванию датчика 12 давления, а также последующему открытию клапана 7 и регулятора 2,давление в гидролиниях 8 и 9 снижается, а с момента 1 кривые А и Б сливаются. На участке от 1 до моментаони представляют собой характеристику механизма 1, определяемую изменением настройки регулятора 2,где давление плавно возрастает до давления питания Р по кривой В. Давление во входной гидролинии 8(кривая Б) превышает Р 0 на величину Р 1-Р 0, которая представляет собой перепад давления (гидравлические потери) на сопротивлении гидролинии 9 от входной гидролинии 8 механизма 1 до гидроцилиндра 14. Из графика видно, что благодаря открытию клапана 7 в момент остановки поршня гидроцилиндра 14 и начальной настройке регулятора 2 на давление равное давлению в гидроцилиндре 14 в указанный момент, давление во всех точках гидролиний 8 и 9 понижается до величины Р 0. Таким образом, полностью исключается влияние гидравлического сопротивления гидролинии 9 на работу механизма. Благодаря этому начальные настройки датчика 12 и регулятора 2 могут выполняться по линии Г, т. е. на давление предельно близкое к Р 0. В результате клапан 7 и регулятор 2 надежно закрыты в процессе движения поршня и открываются сразу,как только начинает нарастать давление сверх Р 0. При этом представляется возможность при использовании компьютера 15 (фиг. 2) получать различные характеристики регулируемого давления, обеспечиваемые механизмом 1 в зависимости от вида поступающих с его выхода электрических сигналов на вход 11 клапана 7. В этом случае (фиг. 4) компьютер после поступления электрического сигнала К на его вход производит отсчет времени от 0 до 0, и в точке 0 выдает импульс напряжения , который поступает на вход 11 клапана 7. Кла 3 110 пан 7 и соответственно механизм 1 открываются и, начиная с 0 до 1, регулятор 2 механизма 1 понижает давление в гидролиниях 8 и 9, как это было выше описано. Если длительность импульса составляет (2 - 0), то регулирование давления производится на участке от 1 до 2. В точке 2 напряжение на выходе компьютера и соответственно на входе 11 клапана 7 исчезает, и давление скачкообразно возрастает до Р. При этом механизм 1 закрывается и прекращает работу. Меняя длительность электрического импульса в интервале от 0 доможно получать различные характеристики регулируемого давления и соответственно различный темп включения фрикционной муфты. С помощью компьютера 15 (фиг. 2) в качестве источника электрических сигналов, можно также получать различные характеристики регулируемого давления с меньшими скачками его изменения, чем в рассмотренном выше случае. Это может быть достигнуто за счет управления механизмом не одним электрическим импульсом от компьютера, а серией импульсов различной частоты и скважности. На фиг. 5 представлен график изменения регулируемого давления, получаемого таким образом. Подача первого импульса напряжения начинается с момента 0, и он должен быть достаточной длительности, чтобы обеспечить снижение давления в управляемой гидролинии до величины соответствующей точке 1. Длительность последующих импульсов может быть любой. До времени 0 механизм 1 находится в закрытом состоянии. При подаче импульса на вход 11 механизм 1 открывается и начинает регулирование давления в контролируемой гидролинии (участки ломаной линии В с меньшим наклоном). В промежутках между импульсами приращение давления происходит скачкообразно. Очевидно, что изменяя параметры импульсного управления (частоту, скважность) можно изменять характеристику регулируемого давления и обеспечивать различный темп включения фрикционной муфты. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширить рабочий диапазон механизма плавного включения фрикционной муфты за счет исключения его зависимости от величины сопротивления контролируемой гидролинии, а также получения различных характеристик регулируемого давления. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.