Система автоматического управления дифференциалом ведущего моста тягового колесного средства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А107 19) 8 9 В 60 К 17 ННЫЙ КОМИТЕТ СССРОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТ ПО ДЕЛАМ САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт(56) 1, Авторское свидетельство СССР612838, кл. В 60 К 17/20, 1978.2. Авторское свидетельство СССР позаявке3419517/11, кл. В 60 К 17/20,(54) (57) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛОМВЕДУЩЕГО МОСТА ТЯГОВОГО КОЛЕСНОГО СРЕДСТВА, содержащая гидроуправляемую фрикционную муфту, подключенную через электрогидравлическийусилитель, к выходу многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройстваи сравнивающего устройства подключенк датчикам скоростей вращения ведущихколес и к регулируемому поте нциометру,подвижный элемент которого кинематическисвязан с рулевым механизмом, выход регулируемого потенциометра соединен с вторым пороговым устройством, установленнымв цепи связи одного из входов многовходового элемента ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего моментана ведущих полуосях, кроме того, один из)входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров кинематически связаны соответственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач, отличающаяся тем, что, с целью улучшения тягово-эксплуатационных характеристик колесного средства путем обеспечения блокировки. дифференциала при разгоне и торможении, а также до преодоления тяжелого дорожного участка, она снабжена датчиками положения педалей муфты сцеп- Я ления и тормоза, подключенными к двум входам многовходовогЬ элемента ИЛИ, клю.чом, запоминающим устройством и третьим пороговым устройством, причем управляющий вход ключа соединен с выходом первого порогового устройства, а рабочий вход Я ключа подключен к выходу блока определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, причем выход ключа посредством запоминающего устройства подключен к одному из входов третьего порогового устройства, другой вход ф которого соединен с рабочим входом ключа, 4 фф а выход третьего порогового устройства Я) подключен к одному из входов элемента д1 О щая гидроуправляемую фрикционную муфту, ЗО 35 40 45 50 55 Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам управления трансмиссиями, и касается блокировки дифференциала ведущего моста тягового колесного средства.Известна система автоматического управления дифференциалом ведущего моста колесного средства, содержащая фрикционную муфту, управляемую сервомеханизмом,подключенным через сравнивающие и пороговые устройства к датчикам скоростей вращения колес и крутящих моментов и имеющая регулируемый потенциометр, включенный в цепь сигнала датчиков скоростей вращения колес между сравнивающим и пороговым устройством, подвижный элемент которого кинетически связан с рулевым устройством 11.Недостатком этой системы является то, что она не обеспечивает блокировку дифференциала при разгоне и торможении тягового колесного средства, а также при работе его с определенной крюковой нагрузкой в одинаковых тягово-сцепных условиях левого и правого ведущих колес, кроме того, для измерения крутящих моментов на полуосях неизвестны датчики, обладающие достаточной надежностью и долговечностью в условиях сельскохозяйственного производства.Известна также система автоматического управления дифференциалом ведущего моста тягового колесного средства, содержасоединенную через электрогидравлический усилитель с выходом многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройства и сравнивающего устройства подключен к датчикам скоростей вращения ведущих колес и к первому регулируемому потенциометру, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым механизмом, выход первого регулируемого потенциометра соединен также с вторым пороговым устройством, установленным в цепи связи одного из входов многовходового элемента ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, кроме того, один из входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров кинематически связаны соответственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач 2.В известной системе разблокирование дифференциала происходит после срабатывания реле времени, если же не преодолен 15 20 25 участок с различными сцепными характеристиками, то система вновь блокирует дифференциал после появления разности скоростей вращения полуосей, что снижает тягово-сцепные характеристики тягового средства.Блокирование дифференциала значительно повышает устойчивость движения при торможении, поскольку разность тормозных моментов левого и правого бортов обуславливает поворачивающий момент, вызывающий неуправляемый поворот тягового средства. Кроме того, блокирование ведущего моста улучшает характеристики разгона тягового средства, так как в период разгона трансмиссией передается повышенный крутящий момент, вызывающий значительное буксование и нагруженность. Известная система не обеспечивает блокировку дифференциала до преодоления участка с различными тягово-сцепными характеристиками бортов тягового средства, а также при торможении и разгоне.Цель изобретения - улучшение тяговоэксплуатационных характеристик колесного средства путем обеспечения блокировки дифференциала до преодоления тяжелого дорожного участка, а также при разгоне и торможении.Поставленная цель достигается тем, что система автоматического управления дифференциалом ведущего моста колесного тягового средства, содержащая гидроуправляемую фрикционную муфту, подключенную через электрогидравлический усилитель к выходу многовходового элемента ИЛИ, один из входов которого посредством первого порогового устройства и сравнивающего устройства подключен к датчикам скоросстей вращения ведущих колес и к регулируемому потенциометру, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым механизмом, выход регулируемого потенциометра соединен с пороговым устройством, установленным в цепи связи одного из входов многовходового элемента ИЛИ с блоком определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, кроме того, один из входов многовходового элемента ИЛИ соединен с выходом этого элемента посредством реле времени, причем блок определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях представляет собой электрически последовательно соединенные регулируемые потенциометры, вход одного из которых соединен с источником постоянного напряжения, а подвижные элементы потенциометров ки нем атически связаны соответ. ственно с рейкой топливного насоса и рычагом переключения передач, снабжена датчиками положения педалей муфты сцепления и тормоза, подключенными к двум входам многовходового элемента ИЛИ, ключом, запоминающим устройством и третьим пороговым устройством, причем управляющий вход ключа соединен с выходом первого порогового устройства, а рабочий вход ключа подключен к выходу блока определения сигнала о величине крутящего момента на ведущих полуосях, а выход ключа посредством запоминающего устройства подключен к одному из входов третьего порогового устройства, другой вход которого соединен с рабочим входом ключа, а выход третьего порогового устройства подключен к одному из входов элемента ИЛИ.На чертеже изображена схема системы автоматического управления дифференциалом тягового колесного средства.Система содержит фрикционную гидро- управляемую муфту 1, блокирующую дифференциал 2, соединенную через гидравлический многовходовый усилитель 3, например шестивходовый элемент ИЛИ 4, реле времени 5, первое 6, второе 7 и третье 8 пороговые устройства, сравнивающее устройство 9, ключ 10 и запоминающее устройство 11 с датчиками 12 и 13 скоростей вращения ведущих колес, регулируемым потенциометром 14, подвижный элемент которого кинематически связан с рулевым управлением, датчиками 15 и 16 положения соответственно педалей муфты сцепления и тормоза и с выходом блока 17 определения сигнала-аналога крутящего момента на полуосях, выполненного в виде последовательно соединенных датчиков включенной передачи 18 и нагрузки двигателя 19. Два входа шестивходового элемента ИЛИ 4 соединены с датчиками 15 и 16 положения педалей муфты сцепления и тормоза, параллельно подключенными к источнику постоянного напряжения. Три входа шестивходового элемента ИЛИ 4 соединены с выходами первого 6, второго 7 и третьего 8 пороговых устройств. Первое пороговое устройство 6 соединено с выходами датчика 14 и сравнивающего устройства 9, входы которого подключены к выходам датчиков 12 и 13. Второе пороговое устройство 7 соединено с выходами датчиков 14 и 18. Третье пороговое устройство 8 соединено с выходами датчика 18 и запоминающего устройства 11, вход которого посредством ключа 10, управляемого сигналом с выхода первого порогового устройства 6, соединен с выходом датчика 18. На последний вход шестивходового элемента ИЛИ 4 включено реле времени 5, вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ 4, Последовательное соединение регулируемых потенциометров 18 и 19, когда выход одного из регулируемых потенциометров, например 19, связан с входом регулируемого потенциометра 18, а вход - с источником постоянного напряжения, обеспечивает пропорциональность выходного сигнала регулируемого потенциометра 18 5 1 О 5 20 25 зо 35 40 45 50 55 суммарному крутящему моменту на полуосях или крюковой нагрузке тягового колесного средства.Система работает следующим образом.Шестивходовый элемент ИЛИ 4 выдает командный сигнал к электрогидравлическому усилителю 3 и муфте 1 на блокировку дифференциала 2 при появлении ступенчатого сигнала хотя бы на одном из его шести входов. На первом или втором входе появляются сигналы датчиков 15 и 16 при выключенной муфте сцепления или включении тормозов, т.е. в момент начала разгона или при торможении колесного тягового средства. После отпускания водителем педалей выключения муфты сцепления тормоза дифференциал 2 остается включенным некоторое время, необходимое для разгона колесного средства благодаря наличию на шестом входе элемента ИЛИ 4 сигнала, поступающего от реле времени 5. На пятом входе появляется сигнал при превышении установленной разности, определенной сравнивающим устройством 9, сигналов датчиков 12 и 13 скоростей вращения ведущих колес порогового значения, определенного с учетом значения сигнала, пропорционального отклонению рулевого управления, который поступает от регулируемого потенциометра 14, На четвертом входе элемента ИЛИ 4 появляется сигнал, если крюковая нагрузка станет больше заранее установленной, с учетом угла поворота управляемых колес, т.е. с учетом значения сигнала, поступающего от датчика 14. На третьем входе элемента ИЛИ 4 появляется и присутствует ступенчатый сигнал до тех пор, пока текущее значение сигнала о величине крутящего момента на полуосях с датчика 18 превосходит значение, записанное в запоминающее устройство 11 в момент, когда появился сигнал на выходе первого порогового устройства 6. Когда значение сигнала от датчика 18 станет меньше значения, записанного в запоминающем устройстве1, ступенчатый сигнал на третьем входе элемента ИЛИ 4 исчезает, а память запоминающего устройства 11 освобождается от записанной в ней информации.При движении тягового колесного средства по твердой дороге без буксования колес с нагрузкой, меньшей пороговогозначения, при отсутствии управляющих воздействий водителя на педали муфты сцепления и тормоза, на входах многовходового элемента ИЛИ 4 сигналов нет, на его выходе также нет командного сигнала, дифференциал 2 разблоки рован. При трогани и с места и разгоне, когда водитель выжимает педаль 15 муфты сцепления, на первом входе элемента ИЛИ 4 появляется ступенчатый сигнал, вследствие чего командный сигнал появляется на выходе элемента ИЛИ 4, усиленный в электрогидравли 1079484ного сигнала на выходе элемента 4 этот сигнал подается на вход реле времени 5, вызывая появление на его выходе ступенчатого сигнала. После блокировки дифференциала скорости вращения ведущих колес выравниваются, значения сигналовдатчиков 12 и 13 стают одинаковыми, на выходе первого порогового устройства 6 и на пятом входе шестивходового элемента ИЛИ 4 сигнал пропадает. Однако на выходе реле времени 5 сигнал еще наблюдается определенное время, необходимое на преодоление скользского участка дороги, что обеспечивает с помощью шестивходового элемента ИЛИ 4, электрогидравли 40 45 50 5ческом усилителе 3 включает фрикционную муфту 1, блокирующую дифференциал 2,Одновременно с появлением командногосигнала на выходе элемента ИЛИ 4 этот сигнал подается на вход реле времени 5, вызывая появление на его выходе и, сле довательно, на шестом входе элемента ИЛИ 4 ступенчатого сигнала. После отпускания водителем педали 15 муфты сцепления ступенчатый сигнал на первом входе элемента ИЛИ 4 исчезает. Однако на выходе реле времени 5 сигнал еще наблюдается определенное время, благодаря этому дифференциал 2 остается заблокированным некоторое время, пока происходит разгон колесного тягового средства.При торможении водитель выжимает педаль тормоза и на втором входе элемента ИЛИ 4 появляется поступающий от датчика 16 ступенчатый сигнал, вызывающий появление командного сигнала на его выходе и, следовательно, блокирование дифференциала 2. Благодаря срабатыванию ре ле времени 5 дифференциал 2 остается заблокированным некоторое время после отпускания водителем педали тормоза.Если скорость вращения одного из ведущих колес увеличивается вследствие попадания его на скользкий участок опорной поверхности, на выходе сравнивающего устройства 9 появляется сигнал, величина которого равна разности величин сигналов датчиков 12 и 13 скоростей вращения ведущих колес. При превышении этой разностью порогового значения на выходе первого порогового устройства 6 появляется ступенчатый сигнал, который, поступая на пятый вход шестивходового элемента ИЛИ 4, вызывает появление командного сигнала на его выходе. Этот сигнал, усиленный электро- гидравлическим усилителем 3, включает фрикционную муфту 1, дифференциал 2 блокируется. Одновременно с появлением командбческого усилителя 3 и фрикционной муфты 1 блокировку дифференциала 2. Одновременно с подачей ступенчатого сигнала с выхода первого порогового устройства 6 на пятый вход шестивходового элемента ИЛИ 4 он подается на управляющий вход ключа О. Ключ открывается, и в запоминающее устройство 11 поступает сигнал о величине крутящего момента на полуосях при появлении разности скоростей вращения полуосей, Значение сигнала записывается, сравнивается с текущим значением нагрузки посредством третьего порогового устройства 8, на выходе которого наблюдается ступенчатый сигнал. Текущее значение нагрузки превышает значение, записанное в запоминающем устройстве 11, т.е.пока дорожные условия остаются достаточно тяжелыми. Дифференциал 2 при этом заблокирован. Когда же значение нагрузки на полуосях снизится настолько, что станет меньше значения, записанного в запоминающее устройство 11, на выходе порогового устройства 8 сигнал пропадает и, если на всех прочих входах шестивходового элемента ИЛИ 4 сигналы также отсутствуют, дифференциал 2 разблокируется.При работе колесного тягового средства со значительной тяговой нагрузкой, превосходящей пороговое значение второго порогового устройства 7, на выходе этого устройства появляется сигнал, который, поступая на четвертый вход элемента ИЛИ 4 электрогидравлический усилитель 3 и гидроуправляемую муфту 1, вызывает блокиРовку дифференциала 2Выполненная таким образом системаавтоматического управления дифференциалом ведущего моста обеспечивает продолжительный режим движения тягового колесного средства с заблокированным дифференциалом при значительной крюковой нагрузке, при наличии тяжелых дорожных условий, движение с заблокированным дифференциалом при разгоне и торможении даже при одинаковых, скоростях вращения ведущих колес, что улучшает в 1,5-2,5 раза устойчивость прямолинейного движения.Это обуславливает повышение эксплуатационной скорости движения машинно-тракторных агрегатов с тяговым колесным сред ством и, следовательно, производительности труда на 4-5%, снижение расхода топлива до 5%, кроме того, улучшаются условия труда механизатора, так как уменьшают.ся психо-физические нагрузки на управление агрегатом.едактар Л. Повхан аказ 1229/15 ВНИИПИ Го по делам 113035, Москва Филиал ППП ПаБелоуськоКорректорПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5род, ул. Проектная иг