Система автоматического управления режимами работы уборочной машины

(ю 4 АО ОПИОАНИЕ ИЗОБРЕК А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ Н ср Гом СССР1981.ЕСКОАБОТЬ ГО УП 1 УБО ьскохоможет рочных сгораыми пе- овышехода ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧРАВЛЕНИЯ РЕЖИМАМИ РРОЧНОЙ МАШИНЫ(57) Изобретение относится к сезяйственному машиностроению ибыть применено на самоходных убмашинах с двигателями внутреннегния и бесступенчатыми гидрообъемнредачами. Цель изобретенияние производительности, снижение топлива и энергоемкости машины. Система содержит двигатель 1 с валом 3 отбора мощности, топливный насос, рабочие органы 4 с приводом, движители 5 и гидрообъемную передачу 6. В процессе движения режимы работы машины регулируются восемью контурами стабилизации. Первый контур стабилизирует мощность двигателя 1, второй - скорость машины (СМ) в режиме недогрузки двигателя (НД), третий - СМ на экономическом топливном режиме при НЛ, четвертый - максимальную мощность двигателя 1 и нагрузку рабочих органов, пятый - топливный режим и СМ при Н(, шестой - СМ с оптимизацией режима по расходу топлива при НД, седьмой - СМ с оптимизацией работы по энергоемкости, восьмой - СМ с оптимизацией расхода топлива по расходу мощности двигателя 1 при 11 П. 10 з.п.ф-лы. 6 ил.Формула изобретения 1. Система автоматического управления режимами работы уборочной машины, снабженной двигателем внутреннего сгорания с валом отбора мощности с датчиком скорости вращения и топливным насосом с рейкой, рабочими органами с приводом, а также движителем с приводом от гидрообьемной передачи с органом управления, содержащая контур автоматического регулирования в режиме стабилизации максимальной мощности двигателя, включающий измерительный преобразователь и задатчик частоты вращения двигателя, соединенное с ними на входе сравнивающее устройство, а также исполнительный механизм, кинематически связанный с органом управления гидрообъемной передачей и подключенный через усилитель к выходу сравнивающего устройства, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, снижения расхода топлива и энергоемкости работы машины и потерь урожая, а также повышения безопасности движения, она дополнительно снабжена семью контурами автоматического регулирования режимов работы машины, в их числе вторым контуром стабилизации транспортной скорости машины в режиме недогрузки двигателя, связанным электрически на входе с датчиком скорости вращения вала отбора мощности двигателя, а на выходе через усилитель и исполнительный механизм первого контура - с органом управления гидропередачей движителя, третьим контуром стабилизации транспортной скорости машины на экономичном топливном режиме при недогрузке двигателя, связанным электрически с датчиком скорости вращения вала отбора мощности двигателя, а также с преобразователем и задатчиком частоты вращения двигателя первого контура, а на выходах - кинематически с рейкой топливного насоса двигателя и через усилитель и исполнительный механизм первого контура кинематически - с органом управления гидропередачей движителя, четвертым контуром стабилизации максимальной мощности двигателя и нагрузки рабочих органов, связанным электрически на входах с рабочими органами и датчиком скорости вращения вала отбора мощности двигателя и на выходе с усилителем и исполнительным механизмом первого контура, пятым контуром стабилизации рабочей скорости на экономичном топливном режиме работы машины при недонагрузке двигателя, связанным на входах электрически с приводом рабочих органов и с измерительным преобразователем и задатчиком частоты вращения двигателя первого контура, а на выходах - кинематически с органом управления рейкой топливного насоса двигателя и электрически с усилителем и исполнительным механизмом первого контура, шестым контуром стабилизации рабочей скорости с оптимизацией режима работы машины по расходу топлива при недогрузке двигателя, на входах сообщенным с топливным насосом двигателя и соединенным электрически с приводным валом движителя, а на выходе связанным кинематически с рейкой топливного насоса двигателя, седьмым контуром стабилизации рабочей скорости с оптимизацией работы машины по энергоемкости при недогрузке двигателя, соединенным на входах электрически с датчиком скорости вращения вала отбора мощности двигателя и приводным валом движителя, а на выходе - кинематически с рейкой топливного насоса двигателя, восьмым контуром стабилизации рабочей скорости машины с оптимизацией расхода топлива по расходу мощности двигателя при его недогрузке, на входах сообщенным с топливным насосом двигателя и соединенным электрически с дат чиком скорости вращения вала отбора мощности двигателя, на выходе связанным кинематически с рейкой топливного насоса, причем система содержит также общие для упомянутых восьми контуров многоканальное сравнивающее устройство, имеющее восемь входов и четыре выхода, и состоящее из параллельно соединенных устройств сравнения, выполненных, например, на элементной базе четырех микросхем операционных усилителей с резисторами на входах и в цепи обратной связи, и связанных на тех же входах с релейно-управляемыми контактами, комбинированный для ручного или автоматического действия переключатель контуров, выполненный, например, на базе десяти реле, соединенных на выходах с контактами сравнивающего устройства и с узлами блокировки измерительных цепей контуров, командный блок автоматического управления комбинированным переключателем на режимах работы первого, второго и пятого контуров выполненный на базе двух реле и компаратора и соединенный на одном входе с вторым выходом многоканального сравнивающего устройства, а на выходе - с комбинированным переключателем контуров.2.Система по п. 1, отличающаяся тем,что второй контур содержит дополнительно измерительный преобразователь и задатчик скорости движения машины, подключенные соответственно к третьему и четвертому входам сравнивающего устройства, второй выход которого соединен через второй вход 50 узла блокировки гидрообъемной передачи сусилителем и исполнительным механизмом первого контура.3. Система по пп. 1 и 2, отличающаясятем, что третий контур содержит дополнительно фиксатор предельного положения 55 органа управления гидропередачей, соединенный на выходе с пятым входом сравнивающего устройства, сигнализатор, соединенный на входах с выходом фиксатора идержит соединенные между собой делительное устройство и оптимизатор шестого контура, причем первый вход делительного устройства заблокирован, а второй - соединен с измерительным преобразователем рабочей скорости движения машины второго контура, выход оптимизатора через узел блокировки двигателя связан через второй усилитель с вторым исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса двигателя, измерительный преобразователь крутящего момента на привод рабочих органов и взорой измерительный преобразователь крутящего момента на привод двигателя, соединенное с последними суммирующее устройство, множительное устройство, один вход которого связан с суммирующим устройством, а второй - с измерительным преобразователем частоты вращения двигателя первого контура, узел блокировки седьмого контура, соединенный на входе с множительным устройством, а на выходе - с третьим входом делительного устройства.8. Система по пп. 1 и 7, отличающаяся тем, что восьмой контур дополнительно снабжен расходомером шестого контура, сообщенным на входе с топливным насосом двигателя и с первым входом делительного устройства, второй вход которого заблокирован.9. Система по пп. 1 и 68, отличающаяся тем, что оптимизатор выполнен, например, на базе микросхемы, включающей устройство запоминания и сравнения на элементной базе конденсатора, диода и резистора, соединенное на входе с делительным устройством шестого контура, устройство обрат. ной связи с поляризованным реле и связанным с устройством запоминания и сравнения и с трансформатором, к которому подключен второй исполнительный механизм рейки топливного насоса двигателя, нейтральное реле, связанное на входе с устройством запоминания и сравнения и с устройством обратной связи, а на выходе через узел блокировки двигателя и усилитель . с вторым исполнительным механизмом управления рейкой топливного насоса двигателя. 10. Система по и. 1, отличающаяся тем, что с целью расширения функциональных возможностей и повышения степени автоматизации управления режимами, а также с целью защиты нормального функционирования, задатчик скорости движения машины снабжен многоканальным входом, сообщенным с выходами регуляторов параметров рабочих органов.11. Система по и. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности ее использования на различных уборочных машинах и в различных условиях, контуры автоматического регулирования выполнены съемными. с третьим выходом сравнивающего устройства, с шестым и вторым входом которого соединен выход задатчика минимально допустимой частоты вращения двигателя первого контура, узел блокировки двигателя, первый вход которого соединен с третьим выходом сравнивающего устройства, а выход - с вторым усилителем, соединенный с последним второй исполнительный механизм, кинематически связанный с рейкой топливного насоса двигателя, а также орган ручного управления положением рейки.4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что четвертый контур содержит дополнительно многоканальный измерительный преобразователь и задатчик скоростей движения рабочих органов, соединенные соответственно с седьмым и восьмым входами сравнивающего устройства, сигнализатор третьего контура, подключенный к четвертому выходу сравнивающего устройства.5. Система по пп. 1 и 3, отличающаяся 2 О тем, что пятый контур дополнительно содержит вторую гидрообъемную передачу от вала отбора мощности двигателя на привод рабочих органов с органом управления второй гидрообъемной передачей, многоканальные измерительный преобразователь и задатчик скоростей движения рабочих органов четвертого контура, соединенные соответственно с седьмым и восьмым входами сравнивающего устройства, узел блокировки второй гидрообъемной передачи, первый вход зр которого соединен с четвертым выходом сравнивающего устройства, а выход - с третьим усилителем, соединенный с последним третий исполнительный механизм, кинематически связанный с органом управления второй гидрообъемной передачей, второй фик- З 5 сатор предельного положения органа управления второй гидрообъемной передачей, соединенный с сигнализатором третьего контура и пятым входом сравнивающего устройства, третий фиксатор максимальной подачи топлива, соединенный с тем же сигна О лизатором.6. Система по пп. 1 и 5, отличающаяся тем, что шестой контур дополнительно содержит расходомер, сообщенный с топливным насосом двигателя, делительное уст ройство, один из входов которого соединен с расходомером, а второй вход - с измерительным преобразователем скорости движения машины второго контура, оптимизатор с обратной связью, соединенный на входа с делительным устройством и через обрат ную связь с выходом второго исполнительного механизма управления рейкой топливного насоса двигателя, а на выходе - через узел блокировки двигателя и второй усилитель - с тем же вторым исполнительным механизмом. 557. Система по пп. 1 и 5, отличающаяся тем, что седьмой контур дополнительно соРедактор С. ПекарьЗаказ 7145/1ВНИИГ 1 И Государственного113035, МоскПроизводственно-полиграф Составитель И. Кап Техред И. Верес Тираж 631 комитета СССР по делаа, Ж - 35, Рагвскаяческое предприятие, г. У тоновКорректор С. ЧерниПодписноеизобретений и открытийаб., д. 4/5жгород, ул. Проектная, 4Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено на энергонасыщенных самоходных уборочных машинах, оборудованых преимущественно двигателями внутреннего сгорания и бесступенчатыми гидрообъемными передачами привода движителя машины.Цель изобретения - повышение производительности и надежности уборочной машины, снижение удельного расхода топлива и потерь урожая, облегчение условий труда оператора, а также расширение функциональных возможностей и повышение эффективности использования системы автоматического управления.На фиг. 1 представлена блок-схема исходного, второго, третьего и восьмого контуров автоматического регулирования; на фиг. 2 блок-схема четвертого контура автоматического регулирования с комбинированным переключателем режимов работы и командным блоком автоматического управления переключателем; на фиг, 3 - блок-схема пятого - седьмого контуров автоматического регулирования с комбинированным переключателем режимов работы и командным блоком автоматического управления переключателем; на фиг. 4 - блок-схема релейного управления узлами блокировки; на фиг. 5 - принципиальная схема Оптимизатора; на фиг. 6 -- блок-схема релейного управления входами делительного устройства и узла блокировки в пятом - седьмом контурах.Система автоматического управления (САУ) режимами работы уборочной машины содержит двигатель 1 внутреннего сгорания с рейкой 2 топливного насоса, валом 3 отбора мощности (ВОМ) рабочими органами 4 и движителем 5 с гидрообъемной передачей 6, имеющей гидронасос 7 и гидро- мотор 8, исходный контур автоматического регулирования загрузки двигателя 1, включающий измерительный преобразователь 9 и задатчик 10 частоты вращения двигателя 1, соединенные соответственно с первым и вторым входами многоканального сравнивающего устройства 11, каналы которого выполнены на операционных усилителях, включенные через релейно управляемые контакты К - КЗ по схеме сравнения аналоговых сигналов. Первый выход сравнивающего устройства 11 связан с первым входом узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6, который через усилитель 13 соединен с исполнительным механизмом 14, кинематически связанными с органом 15 управления гидрообъемной передачей 6, а также систему автоматического регулирования режимов работы уборочной машины, состоящую из второго- - восьмого контуров автоматического регулирования. Второй контур автоматического регулирования при недогрузке двигателя (1 х)к (Х.;-) в режиме стабилизации транспортной скорости (Ъ р= 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55=сопз движения уборочной машины включает измерительный преобразователь 16 и задатчик 17 скорости движения машины, соединенные соответственно с третьим и четвертым входам и ср авни вак) щего устройства 11, второй выход которого через второй вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и усилитель 13 соединен с исполнительным механизмом 14 и органом 15 управления гидрообъемной передачей 6 исходного контура. Третий контур автоматического регулирования при недогрузке двига- ТЕЛЯ (Хдк( (Х(мккк) В рЕжИМЕ СтабИЛИЗацИИ транспортной скорости (/р = сопз движения уборочной машины с автоматической настройкой на экономичный топливный режим двигателя включает второй контур автоматического регулирования, фиксатор 18 предельного положения органа 15 управления гидропередачей 6, соединенный с пятым входом сравнивающего устройства 11, сигнализатор 19, соединенный с фиксатором 18 и с третьим выходом сравнивающего устройства 11, с шестым и вторым входами которых соединен второй выход сигналов задатчика 10 частоты вращения двигателя 1, узел 20 блокировки двигателя 1, первый вход которого соединен с третьим выходом сравнивающего устройства 11 и на выходе через усилитель 21 с исполнительным механизмом 22, кинематически связанным с рейкой 2 топливного насоса двигателя 1, а также орган 23 ручного управления положением рейки 2 топливного насоса двигателя. Восьмой контур автоматического регулирования в режиме стабилизации максимальной мош- НОСТИ (Мчакк=СОПЯ ДВИГВТЕЛЯ 1 С аВТОМатической защитой рабочих органов от перегрузок включает исходный контур автоматического регулирования, многоканальный измеритель 24 скоростей движения контролируемых рабочих органов и многоканальный задатчик 25 минимально допустимых скоростей движения рабочих органов 4, соединенные соответственно с седьмым и восьмым входами сравниваюгцего устройства 11, четвертый выход которого связан с сигнализатором 19 третьего контура,Четвертый Контур автоматического регу- ЛИРОВВНИЯ ПРИ НЕДОГРУЗКЕ (Хлк( Хааке) ЛВИ- гателя 1 в режиме стабилизации рабочей скорости (Ър= сопз) движения машины с автоматизированной настройкой на экономичныи топливныи режим (включан н 0 Ъ р=СОПВ(ет третий контур автоматического регулирования, вторую гидрообъемную передачу 26 на привод рабочих органов 4 с гидро- насосом 27 и гидромотором 28, многоканаль. ные измерительный преобразователь 24 и задатчик 25 скоростей движения рабочих органов 4, соединенные соотвественно с седьмым и восьмым входами сравнивающегоустройства 11, четвертый выход которого соединен с первым входом узла 29 0,окировки гидрообъем ной передачи 26 на привод рабочих органов и через его выход и усилитель 30 с исполнительным ме;анизмом 31, кинематически связанным с органом 32 управления гидропередачей 26, фиксатор 23 предельного положеция органа 32 управления гидрообъемной передачей 26, соединенный с сигнализатором 19 и пятым входом сравнивающего устройства 11, фиксатор 34 максимальной подачи топлива, соединенный с сигнализатором 19.Пятый контур автоматического рсгулиро- Ва НИЯ ПРИ НЕДОГРУЗКЕ ( Мло( Х)с 1 аас ) ЯВИ ГаТЕЛ Я 1 в режиме стабилизации рабочей скорости (Ър= сопя) уборочной машины с кочбинированной автоматизированной и авточатичсской настройкой на экономичный топлив ный режих работы уборочной мипицц цо минимальному удельному расходу топли)дна единицу производительгости (,0)Го=- СОИ В уборочной машины включает четвертыи контур автохатичсско 0 рсдсровгния, р;гсходомер 35, сообцсицыг с тоиггивггтм нд 25 сосом двигателя 1, делительное устройство 36, первыи вход к)горого соединен с расходомером 35, а второй - с измеритель(ым преобразовдтс,гех 16 скорости движения машины, оптимизатор 37, связанный гга входе с целительным устройством 36 и состоящий из устройства 38 запоминания экстремумов сигналов, пропорциональных отцогцсциго - , и сравнения их с текущими зца сУрв(циями, включающий конденсатор с;, иод 1) и резистор )х, устройства обратной связи с поляризованным релем Р, связанным через трансформатор Т с вторым входом исполнительного механизма 22, нейтрального релеРгь соединенного через узел 20 блокировки двигателя 1 .г( усилитель 21 с входом исполнительного механизма 22 управления рей О кой 2 топливного насоса двигателя 1.Шестой контур автоматического рсгсли- РОВаНИЯ ПРИ НЕДОГРУЗКЕ (М). ( ХЬ(аа ) ДВИГателя 1 в режиме стабилизации рабочей скорости т= сопз) движения уборочной мд. 4 шины с комбинированной автоматизированной настройкой и автоматической самонастройкой на экономичный энергетический режим по минимальному удельному рдсходу мощности ца единицу производительностиХ)(в50-- тоороааоа гиашааы акгтатаает А = соп зчетвертый контур автоматического регулирования. делитсльцое устройство 36, первый вход которого заблокирован, второй - - соединен с измерительным преобразователем 16 55 скорости движения машины, а выхо; - с оптимизатором 37 пятого контура, выход которого связан через узел 20 блокировки дьигд(осля 1 с ус или гаслсм 1 и с исполнитсльцыч хгсх (цизмом 22 управления рейкой 2 ТОПЛИВ О 0 насос ЯВИГЗТ(Х 1 я 1,; ТВКЖСт измеритсльцьс преобразователи крутящих моментов 39 цд приводах рабочих органов 4 И 40;ВИЖИТ.,5 5, СоедццЕГцгтг. С СуММИ- рмюцим,стройством 41, множительное устройство 42, один из входов которого сообщен с суммируюцьим устройством 41, д вторОй - С ВтХОдОМ ИЗМЕрцтСЛЬНОГО црЕОбразоватсля 9 частоты вращения двигателя 1, узел 43 блокировки шестого контура, СВЯЗДЦНЫй Ца Г(КОДС С (гиожцтегонЫХ УСтрогствох 42 и цд гыходс с трет(тих входом дел итсльцог о утроггсВа. 1 ствсрттг контур сВтохдтичтско 0 Рс(,1 РОВс)НИЯ ц 1)ит нсдогрч(кс (Х, ( .х,. ) двигдтсгя В режиме ста- С)ИЛцздгИИ рд 00 ЧСй .КОрССтц (Сгт= СОПЯ) уборочной ч;(цгицы с комбинированцтй двт",с сТ 3 РОВСЦО г;), ТРОКО ;1ЧсТИЧС. с КОИ Сетгоц с( ТГ Кой г с ЭКОНОХ И Нг: И ТОИГИВИЫЙ 1 СЯц) ЯВИс)ТСи (т )гцИ).)ГЬИОЧ( ЧДСХ 5 СХГОХГ( РДХОЛХ Г)гт (тв : С,(Ининыст)гоццосТ1 с)г( 0 ис ЕГ Ог КОНТС р Я ее(. сУ сцдбжсцд (.0 хбицировдццым релсй- ЦЬМ ЦС Р(ок,К)ис 1 С( Х -т Г Р(г(ОГО И с)ВТОХ(сТИССК)0 .(тйТв(Я,(,)( с,)К 1 Ю(С(я РЕж МОИ рдОО(Ы. С(с,пцеццьгИ С сКГВЕтЛВуюцИМИА 6 т СпсЦИВДКГЦСГО ЧСТРОЙСтвд 11, ст Тдггжс С ТттеттЧ ВХОдоч12 0 Г Окирц)ки Ги:рообъс хгцог передачи 6 ;ни)китс,я 5, с вторым Вхсдсх )злд 29 блокировки гидрообълнои гсрсдачи 26 привода расючих органов 4, с вторым Входом узла 20 блокировки двигателя 1 и с вторым входом ЧЗ га 43 О )ОКИ)ОВКИ ИССто 0 СОНТ ( рс Система имел ко(ги;цтгг( блск 45 автоматического ) правления псрсключд гелсч 43. Кохггц,цтгг блок 45, г(гиголисццыг Нд базе рслс Р. и Р". цсрсклк) гдющих соотвст. СтВЕН;Ц ИСРВЫй, ВтОРОй И ЧстВСРтЫй КОЦТХ(- ры, и компардтора, реализованного цд базе операционного (усигитсоля, соединен ОДОМ ВХОСо С ВТО",)ЫХГ ВЫХО)ОХ С(сВ Всгго. цсго устройства 11, цд втором с Выходом фиксатора 34 максимальной подачи топлива рейки 2 топливного насос;: двигдтеля 1, и цд выходе с цсресгггочдтсггс) 4.1 режимов рдботы. Ь,онтурт двд - всечь двто- МатИЧССКОГО РСЧ ЧГцт)оцсзцця ВЫОЛЦС ЦЫ СХСЦ- цычи с цельк) приспособления силсмы к КотСТ;)(С,И. И ( Дзц; ЧСт 0 ( 00 РО( И ЫХ М с ниц, необходимой точ Ости регулирования, а таджа В здВИС Х(Сс ГИ;т ;и 0 НОМЕН- клдт;ры рсгсл р,счых цдр:гчсгров чборочной мдшиць(.матически включаются или выклоцаются отдельные контуры автоматического регулирования или их комбинации так, цто СЛУ оптимизирует режим функционирования кормоуборочной машины.Предлагаемая система работает следуюцим образом.Работа СЛУ в режиме стабилизации мак- СИЫЯЛЬНОЙ МОШНОСТИ (Яквкс= СОПЗ) ДВИГателя уборочной машинь возможна только при полной загрузке двигателя путем стабилизации частоты вращения двигателя, соответствующей его максимальной могцности при максимальной подаче топлива и соответствуюцем постоянном суммарном моменте сопротивления рабочих органов и двигателе, поддерживаемом регулятором посредством изменения скорости движения машины.ДЛЯ РЕа.Иэа Ци РЕжИМа ( Мкккс=- СОПЬ 1) рейка 2 топливного насоса двигателя с помощью органа 23 ручного управления устанавливается на максимальную подачу топлива, а переключатель 44 - в положение Первый контур, при этом снимаются запреты на первый и второй входы сравнивающего устройства 11 и на первый вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6. Одновременно остаются разомкнутыми третий и четвертый входы сравнивающего устройства 11 и его пятый - восьмой входы. В таком положении сигнал рассогласования заданной и текущей частот вращения двигателя с первого выхода сравнивающего устройства 11 через узел 12 блокировки и усилитель 13 поступает в исполнительный механизм 14, который в зависимости От знака сигнала рассогласования увелициваст или уменьшает посредством органа 15 управления гидрообьемной передачей 6 передаточное отношение так, цтобы снизить скорость движения уборочной машины при паде нии оборотов двигателя, т.е. снизить нагрузку на двигатель и восстановить номинальную частоту его вращения. В случае снижения нагрузки на двигатель его регулятор увеличивает скорость движения убороцной машины до тех пор, пока не стабилизируется заданная номинальная частота вращения двигателя или скорость движения не достигнет максимального значения по характеристике машины. Работа СЛУ при недогрузке двигателя и( Ммккс) В режиме стабилизации транспортной скорости (7 ср= сопв 1) уборочной машины (второй контур) осуществляется при отключенных рабочих органах 4 с установкой переключателя 44 в положение второй контур. При этом фиксатор 18 находится в нейтральном положении, а с третьего и четвертого входов сравниваюцего устройства 11 снимаются запреты. Одновременно снимается запрет с второго входа узла 12 блокировки гидрообьемной передачи 6. 1 О 5 20 30 35 40 45 50 55 В указанном положении сигнал рассогла. сования заданной и фактической скоростей движения поступает с второго выхода сравнивающего устройства 11 на второй вход узла 12 блокировки и через усилитель 13 на исполнительный механизм 14, который в зависимости от знака сигнала рассогласования с помощью органа 15 управления гидрообъем ной передачей 6 изменяет ее передаточное отношение так, цто скорость движения уборочной машины восстанавливается до заданной (Ч.р= сопз). Работа на постоянной заданной в зависимости от условий движения скорости (Чс= Сопз 1) уборочной машины снимает определенный элемент психологической и физической нагрузок водителя, т.е. облегчает управление уборочной машины.СЛУ при недогрузке двигателя (Мккс.-, ( Мызкс) в режиме постоянной транспортной скорости (Ъ.р= сопв уборочной машины с автоматизированной настройкой на экономичный топливный режим (третий контур) работает следующим образом.Для повышения экономичности работы уборочной машины на транспортном режиме в САУ введен третий контур автоматического регулирования. Для работы СЛУ на третьем контуре фиксатор 18 переводится в рабочее положение, фиксирующее предельное отклонение органа 15 управления гидрообъемной передачей 6 от нейтрального положения в сторону увеличения передаточного отношения, определяемого минимально допустимым значением КПД гидрообъемной передачи О, переключатель 44 устанавливается в положение Третий контур, включая второй контур автоматического регулирования со снятием запретов с соответствующих входов во втором контуре (работа САУ на втором контуре). В этом положении водитель перемешает вручную с помощью органа 23 ручного управления рейку 2 топливного насоса двигателяиз положения максимальной подачи топлива в направлении уменьшения подачи топлива. В результате (в условиях постоянной нагрузки двигателя) уменьшаются обороты двигателя и снижается удельный расход топлива () и(7.р=сопз (., ) . Снижение подачи топлива,М,кк= сопз 1сопровождаемое снижением оборотов двигателя, может осуществляться до момента контакта органа 15 управления гидрообменной передачи с фиксатором 18, после чего сигнал, фиксирующий контакт, поступает на вход сигнализатора 19 (и предупреждает водителя) и одновременно на пятый вход сравнивающего устройства 11. с третьего выхода которого, управляющий сигнал поступает на первый вход узла 20 блокировки двигателя, затем в усилитель 21 и исполнительный механизм 22, которыи в соответст 1281197вии с алгоритмом управления, перемещает рейку 2 топливного насоса двигателя в сторону увеличения подачи топлива. При этом обороты двигателя увеличатся, соответственно увеличится скорость движения уборочной машины и на втором выходе блока 11 появится соответствуюший сигнал рассогласования, который посредством усилителя 13, исполнительного механизма 14 и органа 15 управления гидропередачей 6 уменьшит ее передаточное отношение и разомкнет контакт между органом 15 и фиксатором 18, таким образом, снимется сигнал на сигнализаторе 19 и восстановится заданная скорость (7 р= сопз 1) машины, но уже с мини 0мальным удельным ( ) расходомЧтр= сопз 1 топлива. При неисправности или отсутствии автоматического регулирования топливоподачи водитель по сигналу на сигнализаторе 19 с помощью органа 23 ручного управления увеличивает подачу топлива до устойчивого снятия сигнала на сигнализаторе 19.Использование третьего контура позволяет снизить удельный расход топлива на транспортном режиме не менее, чем на 10 О, а также снизить износ двигателя в сравнении с режимом работы двигателя на номинальной частоте вращения.В качестве варианта работы САУ в режиме стабилизации транспортной скорости (Ч.р= сопз 1) уборочной машины с автоматизированной настройкой на экономичный топливный режим двигателя служит дублирующий контур автоматизированного регулирования, включаемый переключателем 44 в положение Третий контур, дублер. При этом снимаются запреты на первый вход сравнивающего устройства и на прохождение сигнала минимально допустимой частоты вращения двигателя с второго выхода задатчика 10 на второй вход сравнивающего устройства 11 и с первых входов узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и узла 20 блокировки двигателя, В этом положении, перемещая вручную с помощью органа 21 ручного управления рейку 2 топливного насоса двигателя из положения максимальной подачи топлива в направлении уменьшения подачи, водитель выбирает экономичный топливный режим двигателя, одновременно снижая его обороты,Пределом снижения подачи топлива является появление нулевого сигнала рассогласования между сигналом заданной минимально допустимой частоты вращения двигателя, поступившим с второго выхода задатчика 10 на шестой вход сравнивающего устройства 11, и сигналом текушего значения частоты вращения двигателя, поступившим с измерительного преобразователя 9 на первый вход сравнивающего устройства 11. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 В результате на третьем и первом выходах сравнивающего устройства 11 появляются одновременно два управляющих сигнала, один из которых с третьего выхода сравнивающего усгройства 11 поступает на вход сигнализатора 19, предупреждая водителя о предельном режиме двигателя. Второй управляющий сигнал нулевого рассогласования с третьего выхода сравниваюшего устройства 11 через узел 20 блокировки поступает на исполнительный механизм 22,который посредством рейки 2 топливного насоса двигателя увеличивает подачу топлива, выводя частоту вращения двигателя из минимального предела.В случае резкого нарастания нагрузки (подъем, трудно проходимый участок и т. д.) на двигатель и запаздывания автоматического регулирования загрузки и оборотов двигателя с помощью увеличения подачи топлива управляющий сигнал нулевого рассогласования с первого выхода сравниваюшего устройства 11 через узел 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и усилитель 13 поступает на исполнительный механизм 14, который с помощью органа 15 управления гидрообъемной передачей 6 автоматически, в соответствии с алгоритмом управления, резко снижает скорость движения уборочной машины, предупреждая таким образом остановку двигателя.САУ в режиме автоматической стабилизации максимальной мощности (М.-.=сопз 1) двигателя с автоматической защитой рабочих органов от перегрузок (восьмой контур) работает следующим образом.При работе самоходного кормоуборочного комбайна с контуром автоматического регулирования по схеме известной системы на режиме стабилизации 1 ООО загрузки двигателя (М= сопз 1) происходят систематические технологические забивания рабочих органов. В процессе работы уборочной машины наблюдаются перегрузки рабочих органов, что проявляется в возрастании крутящих моментов на приводных валах рабочих органов и, как следствие, в падении скорости движения рабочих органов как за счет снижения частоты вращения двигателя от возрастающей нагрузки, так и вследствие мгновенных падений скорости в пределах кинематической жесткости приводов рабочих органов. Снижение скорости движения рабочих органов всегда связано с вероятностью их технологических забиваний из-за замедления непрерывно движущегося потока растительной массы, при этом наибольшая вероятность снижения скорости возникает на предельной нагрузке двигателя,т.е. на режиме Чз"= сопМ.Для автоматической защиты рабочих органов от перегрузок и технологических забиваний, которые занимают до 10% простоя в уборочных машинах, в САУ уборочной машины введен восьмой контур авто 1281197 105О 15 матического регулирования (работа САУ на первом контуре), который В режиме Макаке= =сопз 1 при нормальном протекании технологического процесса компенсирует возрастание 1 снижение) нагрузок на уборочную машину снижением (повышением) скорости ее движения, стабилизируя таким образом максимальную потребную мощность Мха двигателя для работы уборочной машины.Функционирование восьмого контура САУ при резких перегрузках рабочих органов 4 происходит следующим образом.При снижении под воздействием нагрузки скорости движения одного или одновременно нескольких из контролируемых рабочих органов 4", 4, 4" до совпадения с заданной максимально допустимой скоростью, т.е. при возникновении нулевой разности сигналов, поступающих с выхода измерительного преобразователя 24, пропорциональных текущим скоростям контролируемых рабочих органов 4", 4", и сигналов выхода задатчика 25, пропорциональных максимально допустимым скоростям тех же контролируемых рабочих органов, управляющий сигнал нулевого рассогласования с первого выхода сравнивающего устройства 11 поступает на первый вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и через усилитель 13 на исполнительный механизм 14, который в соответствии с алгоритмом управления снижает с помощью органа 15 управления гидропередачей 6 скорость движения уборочной машины вплоть до ее остановки. В случае запаздывания регулирования указанным способом 1 по перегрузке рабочих органов) перегрузку начнет испытывать двигатель 1, обороты которого станут снижаться быстрее, чем снизится скорость движения уборочной машины, управляемая первым контуром автоматического регулирования. Кроме того, перегрузку продолжают испытывать и рабочие органы, например, от порции повышенной подачи растительной массы, находящейся в уборочной машине независимо от последующих подач. В случае снижения частоты вращения двигателя до значения минимально допустимой на первый вход сравнивающего устройства поступит сигнал, однозначный с сигналом на втором входе сравнивающего устройства 11, поступающим с первого выхода задатчика 10. В результате на первом выходе сравнивающего устройства сформируется управляющий сигнал нулевого рассогласования, который через первый вход узла 12 блокировки гидрообъемной передачи 6 и усилитель 13 поступит на исполнительный механизм 14, посредством которого орган 15 управления гйдрообъемной передачей 6 в соответствии с алгоритмом управления пере местится в нейтральное положение и уборочная машина остановится. 20 25 30 35 40 45 50 55 Остановка уборочной машины может быть произведена и водителем по сигналу на сигнализаторе 19, который включается управляющим сигналом нулевого рассогласования текущего и минимально допустимого значений частоты вращения двигателя с третьего выхода сравнивающего устройства 11.Работа САУ при недогрузке (Мдв( 11 макс) двигателя в режиме стабилизации рабочей скорости (ЪР= сопз 1) уборочной машины и автоматизированной настройкой на экономичный топливный режим по минимальному удельному расходу топлива на единицу производительности 1 1 четвертыйЧр= сопз 1 контур) с использованием исходного контура приводит к непрерывному увеличению и колебаниям скорости движения уборочной машины, Вследствие того, в известную систему введено комбинированное ручное и автоматическое управление органом 15 гидропередачи 6 с целью оперативного вмешательства водителя комбайна в управление скоростью движения уборочной машины путем перехода на частичную, например 85-, 90-, 95-процентную, загрузку дви.гателя. Однако и в этом случае, работая на режиме стабилизации заданной мощности, автоматический регулятор для стабилизации заданной загрузки двигателя изменяет скорость движения уборочной машины в обратной пропорции к суммарному моменту от сопротивления рабочих органов и скорость передвижения машины непрерывно меняется. С целью устранения указанных недостатков в предлагаемую САУ введен четвертый контур автоматического регулирования в режиме стабилизации рабочей скорости (Чр= сопз 1) без вмешательства водителя. Для перехода на этот режим переключатель 44 устанавливается в положение Четвертый контур. При этом включается третий контур автоматического регулирования и снимаются запреты с третьего - восьмого входов сравнивающего устройства 11.Фиксаторы 18 и 33 предельных максимальных передаточных отношений гидро- объемных передач 6 и 26 устанавливаются в рабочие положения. Задатчик 17 скорости движения уборочной машины устанавливается водителем на максимально допустимую по агротехническим и почвенным требованиям рабочую скорость движения, а задатчик 25 - на номинальные рабочие скорости движения рабочих органов 4", 4, 4", К многоканальному входу задатчика 17 могут быть также подключены выходы сигналов, пропорциональных максимально допустимым скоростям движения уборочной машины, с выходов регуляторов технологических параметров уборочной машины, зависимых от ее скорости55 движения, например с выхода регулятора высоты среза. В указанном положении функционирование САУ при включенном четвертом контуре происходит следующим образом,Стабилизация постоянной рабочей скорости (Чр= сопз происходит аналогично функционированию второго контура в режиме стабилизации транспортной скорости (Ч.р= сопз 1), Автоматизированная настройка на экономичный топливный рабочийЫРежим ( 1) производится водителемЧр= сопМ так же, как и в транспортном режиме (Ч.р= сопМ) с помощью органа 23 ручного управления рейкой 2 двигателя за счет уменьшения топливоподачи и частоты вращения двигателя до предельно максимальных значений передаточных отношений гидропередач 6 и 26 и до минимально допустимых значений частоты вращения двигателяя.При этом стабилизация номинальных скоростей движения рабочих органов 4 происходит по управляющему сигналу рассогласования между сигналами, пропорциональными номинальным значениям скоростей контролируемых органов 4, поступающими с задатчика 25 на восьмой вход сравнивающего устройства 11, и сигналами, пропорциональными текущим значениям скоростей тех же рабочих органов, поступающими на седьмой вход. При этом управляющий сигнал рассогласования с четвертого выхода сравнивающего устройства 11 поступает на первый вход узла 29 блокировки гидрообъемной передачи 26 и через усилитель 30 на исполнительный механизм 31, который с помощью органа 32 управления гидрообъемной передачей 26 изменяет передаточное отношение и стабилизирует частоту вращения выходного вала гидромотора 27 и приводных валов рабочих органов 4 на заданные номинальные значения. В предельных случаях при контакте органа 32 управления гидрообъемной передачей 26 с фиксатором 33 сигнал, фиксирующий контакт, поступает с фиксатора 33 на сигнализатор 19 и на пятый вход сравнивающего устройства 11, откуда в соответствии с алгоритмом управления управляющий сигнал поступает на третий выход сравнивающего устройства и через первый вход узла 20 блокировки двигателя и усилитель 21 на исполнительный механизм 22, с помощью которого рейка 2 топливного насоса перемещается на увеличение подачи топлива, вследствие чего обороты двигателя увеличиваются,передаточное отношение гидропередачи 26 уменьшается, контакт фиксатора ЗЗ с органом 32 управления гидрообъемной передачей 26 размыкается и снимается сигнал на сигнализаторе 19. В случае неисправности или отсутствия автоматического регулятора 15 20 25 30 35 40 45 50 топливоподачи водитель по сигналу на сигнализаторе 19 вручную с помогцью органа 23 ручного управления рейкой 2 топливного насоса двигателя увеличивает подачу топлива до устойчивого снятия сигнала сигнализатора 19. Наличие в четвертом контуре автоматических регуляторов стабилизации номинальных скоростей движения рабочих органов и допустимой поступательной скорости движения уборочной машины позволяет использовать четвертый контур для оптимального по нагрузочным режимам перехода с режима стабилизации рабочей скорости (Ъг= сопз 1) уборочной машины на режим стабилизации максимальной мощности (Х;.-=сопя двигателя и обратно, что позволяет осуществлять непрерывную автоматическую самонастройку САУ уборочной машины на экономичные нагрузочные режимы работы.Автоматический переход с режима стабилизации рабочей скорости (Чр=сопз 1) движения уборочной машины при недогрузке (Мв(М.") двигателя на режим стабилизации максимальной мощности двигателя и обратно производится следующим образом.При возрастании нагрузки на уборочную машину, работающей в режиме стабилизации рабочей скорости Чр=сопз, четвертый контур автоматического регулирования, стабилизирующий скорость движения уборочной машины и номинальные скорости движения рабочих органов, автоматически посредством перемещения рейки 2 топливного насоса двигателя увеличивает подачу топлива. Положение рейки 2, соответствующее максимальной подаче топли-. ва, фиксируется контактным фиксатором 34, в результате с его выхода подается сигнал на второй вход командного блока 45, реле Р,и. которого включают соответствующие реле переключателя 44, а последние - контакты первого - четвертого входов сравнивающего устройства 11, а также на сигнализатор 19, который предупреждает водителя о максимальной загрузке двигателяя.С помощью командного блока 45 переключатель 44 автоматически переключает работу САУ с четвертого контура без запрета на третий и четвертый входы сравнивающего устройства 11 на исходный контур в режиме стабилизации максимальной мощности (Думаке=сопй) двигателя, обеспечивая на этом режиме максимальную производительность и топливную экономичность работы уборочной машины. В случае снижения нагрузки на уборочную машину скорость ее движения начинает возрастать и при совпадении значений сигналов текущей скорости движения со значениями сигналов максимально допустимой скорости движения с задатчика 17 нулевой управляющий сигнал рассогласования с вто 1281197рого выхода блока 11 поступает на первый вход командного блока 45, который переключает переключатель 44 на работу четвертого контура в режиме стабилизации заданной рабочей скорости (Чр== сопз движения машины.Таким образом, цикл автоматического перехода с режима Чр=: сопй на режим Мчакс= сопз( и обратно повторяется, обеспечивая автоматическую самонастройку работы САУ на экономичные нагрузочные и топливные режимы уборочной машины.САУ при недогрузке (Яав( авакс) двигателя в режиме стабилизации рабочей скорости (Чр= сопв 1) уборочной машины с комбинированной автоматизированной и автоматической настройкой на экономичный топливный режим работы уборочной машины по минимальному расходу топлива на единицу производительности уборочной машины (пятый контур) работает следующим образом. 20Для каждого значения мощности, развиваемой двигателем внутреннего сгорания, существует оптимальная частота вращения двигателя, которой соответствует минимальц ц Ян ни 25 ныи удельныи расход топлива - , т.е. экстр,в%втремум. Особенностью мобильных сельскохозяйственных машин является то, что с двигателя снимается мощность не только для перемещения, как это происходит в транспортных машинах, но главным образом на привод рабочих органов, причем, например, в самоходном кормоуборочном комбайне КСК - 100, имеющем двигатель 200 л.с., на привод рабочих органов расходуется до 85%, а в отдельных случаях и более мощ ности двигателя, Управление топливной экономичностью двигателя в уборочных энергонасыщенных машинах, имеющих гидрообъемную передачу на движитель, может быть осуществлено на транспортных режимах введением третьего контура. В убороч О ных машинах, в которых применены кроме гидрообъемных передач на двигатель гидрообьемные передачи на привод рабочих органов, одну из них эффективно устанавливают так, что через гидрообьемную переда чу проходит вся мощность на привод рабочих органов и можно производить изменение оборотов двигателя без изменения номинальных скоростей движения рабочих органов путем изменения передаточного отношения гидрообъемной передачи, как в пя том - седьмом контурах автоматического регулирования.Для перехода на работу САУ с пятымконтуром автоматического регулированияпереключатель 44 устанавливается в положение Пятый контур, включая четвертыйконтур автоматического регулирования иблоки 35 - 37. В этом положении автоматизированная настройка на экономичныйтопливный режим по критерию минимальИного удельного расхода ( ), а такЧ Р= СОПЯже автоматическая самонастройка на переходы с режима стабилизации рабочей скорости (Чр= сопМ) при недогрузке двигателя на режим стабилизации его максималь- НОЙ МОЩНОСТИ (Хвакс) И ОбРатНО ПРОИЗВОДИТ- ся аналогично функционированию САУ с четвертым контуром.Автоматическая самонастройка на оптимальный топливный режим уборочной машины по минимуму удельного расходатоплива ( н ) на единицу произЧр= сопМводительности уборочной машины происходит следующим образом.Сигнал, пропорциональный текущему значению расхода топлива, поступает с расходомера 35 на первый вход делителя 36, на второй вход которого поступает сигнал с измерительного преобразователя 16, пропорциональный скорости (Чр) движения уборочной машины, С выхода делителя 36 сигнал,пропорциональный отношению ( ),РЧр сопз 1т.е. пропорциональный критерию оптимизации, поступает на оптимизатор 37, где запоминается его экстремальное значение и сравнивается с текущим, а разность, скорректированная сигналом обратной связи с второго выхода исполнительного механизма 22, подается на соответствующую обмотку нейтрального реле Р 2. С выхода оптимизатора управляющий сигнал подается на второй вход узла 20 блокировки двигателя и через усилитель 21 поступает на исполнительный механизм 22, который перемещает рейку 2 топливного насоса двигателя 1 так, чтобы удельный расход (в этот момент стал минимальЧр= сопз 1нйм.САУ при недогрузке Чав( авакс) двига. теля в режиме постоянной рабочей скорости (Чр= сопз движения уборочной машины с комбинированной на экономичный энергетический режим уборочной машины на минимальный удельный расход мощности на единицу ее производительности4 р,ь( (шестой контур) работает следур= сопзющим образом.Для каждого текущего значения мощности, развиваемой двигателем, существует оптимальное значение частоты вращения двигателя, при которой значение удельного расхода топлива минимальное, что и реализуется в САУ с помощью автоматизированных и автоматических контуров регу 128119715165 10 15 45 50 55 лирования при полной нагрузке двигателя с помощью исходного контура, при неполной нагрузке - с помощью третьего - пятого контуров. Однако в процесе эксплуатации характеристики двигателя меняются, а также точность настройки или оптимизация топливного режима по непосредственно измеренной мощности (Мдв) двигателя, что реализуется введением в САУ шестого контура автоматического регулирования при недогрузке двигателя (Идв( Хмвкс) по критерию минимального удельного расхода мощности на единицу производительности уборочной машины ( )МдвЧрПри этом переключатель 44 устанавливается в положение Шестой контур, включая четвертый контур автоматического регулирования с заблокированным первым входом делительного устройства 36 сигналов с расходомера 33 и снимая запрет с выхода узла 43 блокировки шестого контура. В таком положении сигналы, пропорциональные крутящим моментам на ВОМ 3 двигателя и на первичном валу гидрообъемной передачи 26, соответственно с измерительных преобразователей 39 и 40 поступают на суммирующее устройство 41, с выхода которого сигнал, пропорциональный суммарному крутящему моменту на двигателе 1, поступает на первый вход множительного устройства 42, на второй вход которого поступает сигнал с измерительного преобразователя 9 частоты вращения двигателя 1. С выхода множительного устройства 42 сигнал, пропорциональный действительной текущей мощности, развиваемой двигателем 1, поступает через узел 43 блокировки шестого контура на третий вход делительного устройства 36, на второй вход которого с измерительного преобразователя 16 поступает сигнал, пропорциональный скорости (Чр) движения машины, С выхода делительного устройства 36 на вход оптимизатора 37 поступает сигнал, пропорциональный значеХдвнию отношенияВ случае рассогласования текущего знаМдвнения с минимумом отношения .ст-мтоояТв соответствующим текущему нагрузочному и скоростному режимам работы уборочной машины, с выхода оптимизатора 37 через узел 20 и усилитель 21 на исполнительный механизм 22 поступает управляющий сигнал рассогласования и исполнительный механизм 22 в соответствии с алгоритмом управления устанавливает рейку 2 топливного насоса двигателя в положение, обеспе 1 Чд чивающее миниму энергоемкости ( - ) рабоЧр ты уборочной машины. 20 25 30 35 40 Автоматизированная настройка на эко.1 дв номичный энергетический режим (- - ) с ис.р пользованием органа 23 ручного управления рейкой 2 топливного насоса, а также автоматическая настройка переходов на режимы Чв= сопз 1 и М не=сонэ( и обратно производится аналогично функцион;трованию САУ на четвертом и пятом контурах.Работа САУ при недогрузе (Мдв ( Ммаис) двигателя в режиме стабилизации рабочей скорости (Чр= сопз уборочной машины с комбинированной автоматизированной настройкой и автоматической самонастройкой на экономичный топливный режим двигателя по минимальному удельному расходу топ,аминлива на единицу мощности ф - ) двигателяДЬ(седьмой контур). реализуется установкой переключателя 44 на седьмой контур, при этом включается шестой контур с блокировкой второго входа делительного устройства 36 сигналов с измерительного преобразователя 16 скорости движения уборочной машины и снимается запрет с первого входа делительного устройства 36 сигналов с расходомера 35.В таком положении САУ функционирует так, как и в случае шестого контура, за исключением того, что на выходе делительного устройства отрабатывается сигнал, пропорциональный текущему удельному расходу топлива на единицу мощности6( - , развиваемой двигателем, который поХдвступает в оптимизатор 37. С выхода оптимизатора 37 через узел 20 блокировки двигателя и усилитель 21 поступает управляющий сигнал на исполнительный механизм 22, который в соответствии с алгоритмом управления устанавливает рейку 2 в положение, обеспечивающее минимальный удельный расход топлива (- - ), соответствующий те- тяедв кущему нагрузочному режиму двигателя.В результате применения на самоходной уборочной машине, например на кормоуборочном комбайне, предлагаемой системы автоматического управления указанными режимами работы достигается автоматическое снижение расхода топлива и энергоемкости процесса уборки сельскохозяйственных культур, повышение использования паспортной мощности двигателем в условиях эксплуатации с одновременным повышением до предельно допустимых по агротехническим и другим требованиям рабочих скоростей и, следовательно, производительности машины за чистое время работы, предотвращаются аварийные перегородки двигателя и рабочих органов, облегчаются условия труда оператора.