Устройство для моделирования механической передачи

(51)М. Кд. С 069 7/64 Гвеуддрстееллый квинтет СССР в делам лзабретеккй и фткрцтий)54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ 1Изобретение относится к аналого-вычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств и исследовательских стендах.Известно устройство для моделирования механической передачи, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, усилитель и второй интегратор выход которого подключен к входу первого интегратора 1 1;Также известно устройство, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, усилитель и второй интегратор, который через мостовой выпрямитель подключен к истоннику разнополярного напряжения 2 1 .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для моделирования .механической передачи, содержащее инвертор и последовательно соединенные первый интегратор, первый коммутатор, второй интегратор, усилитель, ограничитель, второй коммутатор, третий интегратор, вход и выход 2которого соединены с одной парой вершин мостового выпрямителя, другая пара вершин которого через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, выход третье го интегратора соединен с вторым входом второго интегратора, управляющие входы коммутаторов подключены к соот- ветствующим выходам датчика переключения передач ГЗ ,1 ОНедостатком этого устройства является, во-первых, то, что данное устройство не модулирует работу коробки передач при выключенной передаче, вовторых, неточно воспроизводится переходный процесс, так как наличие различных резисторов, определяющих различное передаточное число коробки, на входах интеграторов приводит к значительному изменению суммарной податливости и моментаФинерции коробки передач, хотя в реальных коробках податливость от входного вала .и момент инерции вращающихся масс и самого транспортного средства, приведен 3 1001 . ных к выходному валу, изменяются меньше, чем передаточное число коробки передач.Цель изобретения - повышение точнос.- ти моделирования.Указанная цель достигается тем что в устройство для моделирования механической передачи, содержащее три интегра-.тора, ограничитель напряжения, мостовой10выпрямитель, ограничительные резисторы, источник разнополярного напряжения, датчик напряжения фрикциона, инвертор, два коммутатора, первый суммирующий уси-, литель, датчик положения рычага переключения передач, состоящий из группы выключааелей, одни входы которых объединены и подключены к шине постоянного потенциала, а другие выходы соединеныс управляющими входами соответствую о ших комму таторов, первый. вход первого интегратора является входом устройства, а его выход соединен с первым информационным входом первого коммутатора и с входом инвертора, выход которого под ключен к второму информационному входу первого коммутатора, выходкоторого соединен с первым входом второго интегратора, выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения, управляющие входы которого соединенв с выходами датчика напряжения фрикциона, выход ограничителя напряжения подключен к информационному входу второго коммутатора, выходы кото 35 рого соединены соответственно с входами первого суммирующего усилителя, выход которого соединен с входом третьего интегратора, одна пара вершин мостового выпрямителя соединена соответственнос входом и выходом третьего интегратора, а другая пара вершин мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного налряжения, дополнительно вверены третий и четвертый коммутаторы и вто- рой суммирующий усилитель, причем управляющие входы третьего и четвертого коммутаторов соединены с выходами соответствующих переключателей датчика положения рычага переключения передач 50 информационный вход третьего коммутатора соединен с выходом ограничителя напряжения, а выход подключен к второму входу первого интегратора, информационный вход четвертого коммутатора 55 соединен с выходом третьего интегратора, а выходы подключены соответственно к входам второго суммирующего усилите 124фля, выход которого подключен к второму входу второго интегратора.На чертеже изображена схема устройУстройство содержит первый интегратор 1, первый коммутатор 2, инвертор 3, второй суммирующий усилитель 4, третий коммутатор 5, второй интегратор 6, ограничитель 7 напряжения, датчик 8 ограничения напряжения фрикциона, четвертый 9 и второй 10 коммутаторы, мостовой выпрямитель 13., третий интегратор 12, датчик 13 положения рычага переключения передач, второй суммирую-щий усилитель 14, источник 3.5 разнополярного напряжения, операционные усилители 16, резисторы 17 и конденсаторы 18.Выход интегратора 1 через последовательно соединенные коммутатор 2, интегратор 6 и ограничитель 7 соединенс входом коммутатора 10, группа выходов которого соединена с группой входовсумматора 14, выход последнего через интегратор 12 соединен с входом коммутатора 9, группа выходов которого соединена с группой входов сумматора 4, выход последенго соединен с вторым входом интегратора 6. Выходы датчика 13 положения рычага переключения передач одновременно соединены с соответствующими управляющими входами коммутатороь 2, 5, 9 и 10. Выход интегратора 1 через инвертор 3 соединен с вторым входом коммутатора 2, а выход датчика 8 соединен с управляющими входами ограничителя 7, выход которого через коммутатор 5 соединен с входом интегратора 1,другой вход которого является входом устройства.Устройство работает следующим образом.При режиме включенной передачи в датчике 13 положения рычага переключения нередач, препставляющем собой группу выключателей, включен переключатель соответствующей передачи, например второй. В этом случае сигнал с датчика 13 поступает на коммутаторы 9 и 10, подключая определенный вход суммирующих усилителей 4 и 3.4 соответственно к выходам интегратора 12 и ограничителю 7, Коммутаторы могут представлять собой либо реле, либо аналоговые электронные переключатели. Если в этом случае на свободный вход интегратора 1 подать напряжение О, пропорциональное крутящему момен у, приложенному к входному валу коробки, то на выходе интегра5 1001тора 1 появится напряжение О , , пронорциональное оборотам выходного вала.М 1 фПостоянная времени интегратора 1 определяет момент инерции врашаюшихсямасс, находящихся в постоянном зацеп- фленни с входным валом и приведенных кнему.Напряжение Ц 1 поступает через коммутатор 2 на вход интегратора 6, на выходе которого формируется напряжение О10пропорциональное моменту упругих сил,Увозникающих в результате упругой деформации. Постоянная времени интегратора6 определяет податливость деформируемыхчастей коробки передач. 1Напряжение 01 без изменения по амплитуде проходит через ограничитель 7и с помощью коммутатора 10 направляется на вход суммирующего усилителя14, соответствующий включенной передаче. Коэффциент передачи данного усилителя по каждому входу определяет передаточное число коробки передач по моменту.Таким образом, на входе усилителя 14формируется напряжение, пропорциональ 25ное произведению 1 М , Последнее поступает на вход интегратора 12, на выходекоторого формируется напряжение Ощ21пропорциональное оборотам выходного вала коробки передач. На другоой вход ин- ЗОтегратора 12 через мостовой выпрями-тель 11 с источника разнополярного напряжения подается напряжение, пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил. Это напряжение за счевмостового выпрямителя будет всегдапротивоположным по знаку напряжению101 т.е. оно будет всегда тормозньвюдля интегратора 12,Напряжение Оц 1 с помошью коммута 2 40тора 9 подается на один из входов усилителя 4 соответствующей передачи.Коэффициент сумматора по каждому входу равен передаточному числу коробкипередач. Таусим образом, на выходе усилителя 4 формируется напряжение, про 45порциональное произведению 1 Оц 2, которое поступает на второй вход интегратора6, При достижении равенства О, =1011 ф 12процесс разгона коробки прекращается инаступает установившийся режим.Режим выключенного фрикциона харытеризуется тем, что напряжения с датчика фривциона равны нулю, поэтому уравень ограничения ограничителя 7 такжеравен нулю. В этом случае при подаченапряжения Она свободный вход интегратора 1 на его выходе будет напряжениеОо , на выходе интегратора 6 также 124 Сбудет напряжение О,ц . Однако это наупряжение через ограничитель не пройдет, так как уровень его ограничения равен нулю, и тогда (независимо от включенной передачи) не будет раскручиваю 3 цего момента, приложенного к выходному валу коробки передач, т.е. напряжение Оц 2 на выходе интегратора 12 будет равноПри режиме включенной нейтрали все коммутирующие элементы коммутаторов 5, 9 и 10 разомкнуты. В этом случае (как и в предыдущем) передача момента не осуществляется, а коммутатор 5 служит для того, чтобы при замкнутом фрккционе, т.е. когда на управляющих входах ограничителя 7 присутствует максимальное напряжение, по цепи обратной связи не поступало напряжение О 1 с выходаУограничителя 7, которое было сформиро-вано в резульщ те наличия напряжения Оц 1 на первом входе интегратора 6. Если бы напряжение Ому поступало на второй вход интегратора 6, то оно создавало бы момент сопротивления вращению входного вала, что является противоестественным фактом, так как при включенной нейтрали в коробке передач передача мощностиотсутствует.В режиме заднего хода устройство работает так же, как и в режиме включенной передачи переднего хода, с той лишь разницей, что напряжение Ош с1 помощью коммутатора 2 подключается к интегратору 6 через инвертор 3, в результате чего напряжение 0 становит 2ся противоположным по зн"ку налряжению 01 в при включенных передачах переднего хода.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет более точно моделировать работу коробки передач, что дает воэможность испольэовать его не только в тренажерахно.и в исследовательских стендах.формула изобретенияУстройство для моделирования механи ческой передачи, содержащее три интегратора, ограниитель напряжения, мостовой выпрямитель, огранич игельные резисторы, источник раэнополярного напряжения, дат чик напряжения фрикциона, инвертор, два коммутатора, первый суммирующий усилитель, датчик положения рычага переключения передач, состоящий иэ группы выключателей, одни входы которых объеди нены и подключены к шине постоянногопотенциала а другие выходы соединеныс управляющими входами соответствующихкоммутаторов, первый вход первого интегратора является входом устройства, аего выход соединен с первым информационным входом первого коммутатора ис входом инвертора, выход которого подключен к второму информационному входупервого коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго интеграто ра, выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения,управляющие входы которого соединены свыходами датчика напряжения фрикциона,выход ограничителя напряжения подключен 15к информационному входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами первого суммирующего усилителя,выход которого соединен соответственнос входом третьего интегратора, одна пара 20вершин мостового выпрямителя соединенасоответственно с входом и выходом третьего интегратора, а другая пара вершинмостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, о т -л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цельюповышения точности моделирования, оно 124 8дополнительно содержит третий и четвертый коммутаторы и второй суммирующийусилитель, причем управляющие входытретьего и четвертого коммутаторов соединены с выходами соответствующих выключателей датчика положения рычагапереключения передач, информационныйвход третьего коммутатора соединен свыходом ограничителя напряжения, а вы-ход подключен к второму входу первогоинтегратора, информационный вход четвертого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выходыподключены соответственно к входамвторого суммирующего усилителя, выходкоторого подключен к второму входувторого интегратора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по аналоговой вычислительной технике. Под ред. Г. Е, Пухова,Киев, фТехникаф, 1975, с, 351.2. Авторское свидетельство СССР641465. кл, С, 06 С, 7/48, 1975.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке3235707/18-24,кл. Я 06 С 7/64, 1981 (прототип).1001124 Сос В. Фукало р, М. Шарош едакто ех стелевкч Коррек гшал ППП Патентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 аказ 1398/57 ВНИИПИ и 11 ЗОЗ 5Тираж 704осударственного комиелам изобретений и оМосква, Ж 35, Раушс Подписноетета СССРткрытийкая наб., д, 4/