Устройство для моделирования механической передачи

СО 1 ОЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 6 4 дом перв друг ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Авторское свидетельство СССРВ 1001124, кл,6 06 С 7,/64, 1981(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ по авт.св. 9 1001124, о т л и ч а ю щ е е -с я тем, что, с целью расширенияфункциональных возможностей за счетмоделирования механической передачис синхронизаторами, оно дополнитель"но содержит второй датчик положения,801091192 А рычага переключения передач, пятыи коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, схему сравнЬ ния, усилитель и исполнительный блок, кинематически связанный с датчиком положения рычага переключения передач, причем выходы второго датчика положения рычага переключения передач соединены с соответствующими управляющими входамн пятого.коммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего сумматора, информационный вход пятого коммутатора соединен с выхотретьего интегратора, а выход ого интегратора подключен к ому входу схемы сравнения.1192 2 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 э 3 1 109Изобретение относится к аналогбвычислительной технике и может бытьиспользовано в тренажерах транспортных средств.По основному авт.св.У 1001124 известно устройство, содержащее три интегратора, ограничитель напряжения,мостовой выпрямитель, ограничительные резисторы, Источник раэнополярного напряжения, датчик напряженияфрикциона, инвертор, два коммутатора, первый суммирующий усилитель,датчик положения рычага переключенияпередач, состоящий из группы выключателей, одни входы которых объединены и подключены к шине постоянногопотенциала, а другие выходы соединены с управляющими входами соответ-.ствующих коммутаторов, первый входпервого интегратора является входомустройства и его выход соединен спервым информационным входом первого коммутатора и с входом инвертора,выход которого водключен к второмуинформационному входу первого коммутатора, выход которого соединен с .первым, входом второгоинтегратора,выход которого подключен к информационному входу ограничителя напряжения, управляющие входы которого сое; динены с выходами датчика напряжения фрикциона, выход ограничителя напря жения подключен к информационному входу второго коммутатора, выходы которого соединены с входами первого суммирующего усилителя, выход которо. го соединен соответственно с входом третьего интегратора, одн пара вершин мостового выпрямителя соединенасоответственно с входом и выходомтретьего интегратора,а другая пара вершин мостового выпрямителя через ограничительные резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, третий и четвертый коммутаторы и второй суммирующий усилитель, управляющие входы третьего и четвер-. того коммутаторов соединены с выхода ми соответствующих выключателей датчика положения рычага переключения передач, информационный вход третьего коммутатора соединен с выходом ограничителя напряжения, а выход подключен к второму входу первого интегратора, информационный вход четвертого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выходы подключены соответственно к входам второго суммирующего усилителя,выход которого подключен к второмувходу второго интегратора Г 1Недостатком данного .устройстваявляется то, что при моделированииобычной механической коробки передачоно не воспроизводит работу синхронизаторов, которые позволяют переключать передачи с высшей на низшуютолько при условии соответствия угловых скоростей ведомых и ведущих частей,Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей за счетмоделирования механической передачис синхронизаторами,Поставленная цель достигается темчто в устройство дополнительно введены второй датчик рычага переключения передач, пятый коммутатор и последовательно соединенные третий сумматор, компаратор, усилитель и исполнительное устройство, механическисвязанное с рычагом переключенияпередач, выходы второго датчика рычага переключения передач соединеныс соответствующими входами пятогокоммутатора, выходы которого соединены с соответствующими входами третьего сумматора, информационный входпятого коммутатора соединен с выходом третьего интегратора, а выходпервого интегратора соединен совторым входом компаратора,На чертеже представлена схемаустройства для моделирования механической передачи,Устройство содержит первый интегратор 1, первый коммутатор 2, инвер-тор 3, первый суммирующий усилитель4, третий коммутатор 5, второй интег.ратор 6, ограничитель 7 напряжения,датчик 8 напряжения фрикциона. чет=.,вертый 9 и второй 10 коммутаторы,мостовой выпрямитель 11, третий интегратор 12, первый датчик 13 положения рычага переключения передач,второй суммирующий усилитель 14,источник 15 разнополярного напряжения, исполнительный блок 6, усилитель 17, схему 18 сравнения, третийсуммирующий усилитель 19, пятый коммутатор 20, второй датчик 21 положения рычага переключения передач, резисторы 22, конденсаторы 23 и операционные усилители 24.Устройство работает следующим образом.Режим включенной передачи. Приэтом в датчике 13 положения рычага10911 1 О Напряжение Ощбез изменения по З 5 амплитуде проходит через ограничитель 7 и с помощью коммутатора 10 направляется на вход суммирующего усилителя 14, соответствующего включенной передаче. Коэффициент переда О чи данного усилителя по каждому входу определяет передаточное число коробки передач по моменту. Таким образом, на входе усилителя 14 формируется напряжение, пропорциональное произве.45 дению 1 М. Последнее поступает на вход интегратора 12, на выходе которого формируется напрякениепрош 2 порциональное оборотам выходногос вала коробки. передач. На другой вход 5 О интегратора 12 через мостовой выпрямитель 11 с источника разнополярного напряжения подается напряжение, пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил,. Причем это 55 напряжение за счет мостового выпрямителя будет всегда противоположным по знаку напряжению 10 , т.е. онойч 3переключения передач, представляющем группу выключателей, включен переключатель соответствующей передачи,например второй. В этом случае сигнал с датчика 13 поступает на коммутаторы ". и 10, подключая определенный вход суммирующих усилителей 4 и 14 соответственно к выходу интегратора 12 и ограничителя 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 моменту, 15 приложенному к входному валу коробки то на выходе интегратора 1 появится напряжение 0 ,1, пропорциональное оборотам выходного валаПостоянная времени интегратора 1 определяет момент инерции вращающихся масс, находящихся в постоянном зацеплении с входным валом и приведенных к неНапряжение Опоступает через 25 коммутатор 2 на вход интегратора 6,на выходе которого формируется напря жение О , пропорциональное моменту упругих сил, возникающих в результате деформации, Постоянная време- ЗО ни интегратора 6 определяет податливость деформируемых частей коробки передач. 92будет всегда "тормозным" для инте-гратора 12.Напряжение Ощ 2 с помощью коммутатора 9 подается на один из входов блока 4. Коэффициент сумматора по каждому входу равен передаточному числу коробки передач. Таким образом, на выходе усилителя 4 Формируется напряжение, пропорциональное произведению 1 О 2, которое поступат на второй вход интегратора 6. При достижении равенства =Ц 2 процесс разгона коробки прекращается и наступает установившийся режим.Режим выключенного фрикциона. Он характеризуется тем, что напряжение с датчика фрикциона равно нулю, поэтому уровень ограничения ограничителя 7 также равен нулю. В этом случае при подаче напряжения 0 на свободный вход интегратора , на его выходе будет напряжение 0 , на выходеинтегратора 6 также будет напряжение О . Однако это напряжение через ограничитель не пройдет, так как уровень его ограничения равен нулю и тогда, независимо от включенной передачи, не будет "раскручивающего момента", приложенного к выходному валу коробки передач, т.е. напряжение О ;2 на выходе интегратора 12 будет равно нулю.Релком включенной "нейтрали". При этом все коммутирующие элементы коммутаторов 5,9 и 1 О разомкнуты. В. этом случае, как и в предыдущем , передача момента не осуществляется, а ком. мутатор 5 служит для того, чтобы при "замкнутом фрикционе", т.е. когда на управляющих входах ограничителя 7 при сутствует максимальное напряжение, по цепи обратной связи не поступало напряжение Ос выхода ограничителякоторое сформировалось в результате наличия напряжения О на первомИ 1 входе интегратора 6. Если напряжение 1,1,1 поступало на второй вход интегратора 6., то оно создавало бы момент сопротивления вращению входного вала, что является, противоестественнымфактом, так как при включенной нейтрали" в коробке передач передача мощности отсутствует.Режим "заднего хода". В этом режиме устройство работает так же, как и в режиме включенной передачи переднего хода, с той лишь разницей, что напряжение 0с помощью коммутатора 2 подключается к интегратору 6 черезинвертор 3, в результате чего напряжение 0 становится противоположным по знаку напряжению Опри включенных передачах переднего хода.Для моделирования работы синхро" низаторов на механизме переключения передач установлены выключатели второго датчика 21 положения рычага переключения передач, которые выключа 0 ются в начале хода рычага включения соответствующей передачиВыключатели первого датчика включаются в конце хода рычага, где он фиксируется, т.е. передача включена.Пусть, например, включена вторая,.45 передача, при этом напряжения, пропор: циональные оборотам входного и выходного валов связаны соотношением 01= = Юц, . При переключении передач водитель сбрасывает газ и выжимает20 фрикциои, При этом за счет тормоз" ного двигателя напряжение 0становится равным ОцуС Оцр,. Ои у. плавно уменьшается. Далее водитель переводит рычаг переключения передач25 в положение для включения передачи, при этом включается выключатель второго датчика 21, соответствующе. гопервой передаче, и напряжение с выхода интегратора 12 через комиута30 тор 20 поступает на. соответствующий вход сумматора 19, где учитывается передаточное число по оборотам. Тогда на выходе последнего формирует-, ся напряжение 0, соответствующее 35 оборотам ведомых частей коробки при включении первой передачи. Причем О,= 1 02 а так как 1, 7 1, то 00 , Эти напряжения поступают141на схему 18 сравнения, на выходе которой появляется напряжение при выполнении условия 01 7 О . Если1 и м Ф С 0, то на выходе схемы 18В 1 Шнапряженйе равно нулю. Напряжение с выхода схемы 18 сравнения усиливает ся усилителем 17 и поступает на исполнительный блок 16, который предста вляет собой, например, электромагнит, якорь которого при включении препятствует дальнейшему передвижению рычага переключения передач. Причем рычаг будет блокироваться таким образом до тех пор, пока не выполнится условие О, ., 4 О тогда водитель сможет йередвинуть рычаг до включения выключателя датчика 13 соот ветствующей передачи (в данном случае, первой .Таким образом, устройство позволяет моделировать работу механических синхронизаторов коробки передач, что не достигалось в прототипе,Использование предлагаемого устройства в тренажерах транспортных средств позволит .более .качественно обучать водителей приемам переключения передач, за счет чего повышается уровень подготовленности водителя, качество управления транспортным средством, а также снижается рас- ход горюче-.смазочных материалов и снижается вероятность поломок маиин.