Система управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК я В 60 К 41/06 ЕН ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ОПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР позаявке3406456/27-11, кл. В 60 К 41/06,11.03.82 (прототип) .(54) (57) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ФРИК-,ЦИОННЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ СТУПЕНЧАТОЙ КОРОБКИ ПЕРЕДАЧ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателей и скорости транспортного средства,80109476 соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размещенной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и штифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полость между перегородкой и одним торцом поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника, примыкающего к штифту, выполнены д смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с рр полостью перед другим торцом поршня.Изобретение относится к транспортной технике, а именно к системам управления фрикционными элементами ступенчатых коробок передач транспортных средств.Известна система управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства, содержащая источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателя и скорости транспортного средства, соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с поршнем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель 11.Недостаток известной системы заключается в сложности конструкции.Цель изобретения - упрощение конструкции.Указанная цель достигается тем, что в системе управления фрикционными элементами ступенчатой коробки передач транспортного средства, содержащей источник давления рабочей жидкости, соединенный через клапан переключения фрикционных элементов с гидроцилиндрами фрикционных элементов, датчики нагрузки двигателя и скорости транспортного средства, соединенные с управляющими полостями упомянутого клапана, при этом последний включает в себя корпус с золотником и по крайней мере одну торцовую рабочую камеру с порш. нем, полость перед одним из торцов которого сообщена с гидробаком через дроссель, клапан переключения фрикционных элементов снабжен перегородкой, размешенной между торцовой рабочей камерой с поршнем и корпусом клапана, и штифтом, подвижно установленным в перегородке, при этом полость между перегородкой и одним торцом поршня сообщена с гидробаком, а в корпусе упомянутого клапана со стороны торца золотника, примыкающего к, штифту, выполнены смежные полости, посредством которых один из датчиков системы управления соединен с полостью перед другим торцом поршня.На фиг. 1 изображена система управления с клапаном автоматического переключения ступеней, показанным в полокении включенной понижающей ступени; на фиг. 2 - клапан автоматического управления при среднем положении, его золотника; на фиг. 3 - вариант конструкции клапана автоматического переключения ступеней при подводе к рабочей камере дифференциального поршня давления датчика скорости транспортного средства; на фиг, 4 - характеристики усилий, действующих с 2 сторон на золотник клапана автоматического переключения,Система управления переключением ступеней содержит источник 1 давления рабочей жидкости, датчик 2 нагрузки двигателя,датчик 3 скорости транспортного средстваи клапан 4 автоматического переключенияфрикционных муфт 5 и 6.Клапан 4 автоматического переключения содержит корпус 7 с полостями 8-13,золотник 14 с шейками 15 - 17 и торцовыерабочие камеры 18 и 19 с поршнями 20 и 21,заглушенные крышками 22 и 23. Корпус 7 ирабочая камера 18 разделены перегородкой24, в которой подвижно установлен штифт25; Рабочая камера 18 имеет полость 26,сообщенную с гидробаком 27 через дроссель28. Полость 29 рабочей камеры 19 черезвыполненное в ней отверстие 30 сообщаетсяс гидробаком 27. В поршне 20 выполненапроточка 31 и отверстие 32, сообщенные сполостью 26 рабочей камеры 18,Один из датчиков системы - датчик 220 (для варианта клапана, изображенногона фиг. 1) или датчик 3 (для варианта клапана, изображенного на фиг. 3) каналом33 сообщается с полостью 8 корпуса 7 клапана 4, Через смежную полость 9 корпуса7, канал 34 и выполненное в рабочей камере 18 отверстие 35 давление одного из датчиков (2 или 3) подводится к полости 36перед поршнем 20. Полость 37 рабочей ка-.меры 18 между перегородкой 24 и поршнем20 сообщается с гидробаком. 27.30Давление датчика 3 скорости каналом38 подводится к полости 39 перед торцомпоршня 21 через выполненное отверстие40 в рабочей камере 19. Давление датчика2 подводится к полости 39 перед торцом35 золотника 14 (фиг. 3)Источник 1 (фиг. 1) через смежные полости 12 и 11 корпуса 7 клапана 4 и канал41 сообщается с гидроцилиндром фрикционной муфты 5 включения понижающей ступени (Фр 1), а через полости 12 и 13 и канал42 - с гидроцилиндром фрикционной муфты 6 включения повышающей ступени (ФД.Система управления работает следующим образом.В исходном положении, соответствующем троганию с места, клапана 4 находитсяв положении включенной понижающей ступени (включена фрикционная муфта 5 (4 т),показанном на фиг. 1, при котором золотник 14 клапана 4 находится в правом край нем положении. Указанное положение зо 0 лотника обеспечивается тем, что при включенном двигателе (не показан) и стоящемна месте транспортном средстве начинаетработать источник 1 и при этом датчик 2нагрузки двигателя создает начальное давление Р даже при отсутствии нажатия напедаль управления подачей тойлива к двигателю. Рабочая жидкость под давлениемР по каналу 33 подводится к полости 8корпусаи, воздействуя на торец золотни1094767 50 55 3ка 14, создает начальное усилие О 1Ф 9 =Р (1 зр 1 -1), где 1 зод - площадь сечения золотника 14, 1, - площадь сечения штифта 25, необходимое для, перемещения золотника 14 в крайнее правое положение. При этом источник 1 соединяется через полости 12 и 11 корпуса 7 и канал 41 с гидроцилиндром фрикционной муфты 5 (Фут) и происходит включение понижающей стуйени, на которой и начинается разгон с места. Одновременно с включением фрикционной муфты 5 давление Рдатчика 2 каналом 34 через отверстие 35 подводится к полости 36 перед поршнем 20. Под воздействием этого давления (оно обязательно будет даже при левом крайнем положении поршня 20 благодаря дросселю 28) поршень 20 и штифт 25 также перемещаются в крайнее правое положение, вдогонку за золотником 14, После того, как поршень 20 переместится в правое крайнее положение, начальное усилие увеличивается до величины (,Я, =Р, (Р 1+1 цр), где Г, - площадь сечения поршня 20. По мере нажатия водителем на педаль управления подачей топлива к двигателю (не показана)усилие Я возрастает в соответствии с харакфтеристйкой датчика 2 нагрузки двигателя Р 1 =.1(Ь), где д 1 - перемещение пружины в датчике 2, достигая максимального значеЯ, = 1,п,х , где Р =Е;+1-1 и, при полйой нагрузке двигателя (прямая 1 на фиг. 4)При увеличении скорости при разгоне на золотник 14 клапана 4 с противоположной стороны начинает действовать давление Р датчика 3 скорости, создавая усилие Я=Рг Ц (кривая 2 на фиг. 4), где Р - давление датчика 3 скорости; Г - площадь сечения поршня 21. При определенной частоте вращения вала и (фиг. 4), с которым жестко связан датчик 3 скорости, усилие Я становится равным по величине фи дальнейшее увеличение скорости приводит к перемещению. золотника 14 в левое крайнее положение и включению повышающей передачи - фрикционной муфты - Фа (фиг. 1),В процессе передвижения золотника 14, примерно в середине его хода, резко уменьшается сила Я, за счет снижения давтления Р, датчика 2 в полости 36 перед поршнем 20. Снижение давление Р 1 происходит в результате сообщения полости 36 с гидро- баком 27 через щелевые жиклеры 6, иЬ (фиг. 2) и дроссель 28. В соответствии с уменьшением силы сопротивления (величины Я, ) золотник 14 резко переходит,из среднего в крайнее левое положение, фиксируя состояние включенной повышающей ступени (фрикционной муфты 6 - Фру ) . При включенной повышающей ступени (левом крайнем положении золотника 14) датчик 2 (фиг. 1) отсекается от полости 36 перед поршнем 20 и потому в этом положении характеристика усилия С, = 1(д 1) является прямой 1 (фиг. 4), где Я 1 = Р 1 Ох 1 ш)При снижении скорости движения, вызванно м, например, увеличением дорожного сопротивления, в определенный момент времени, например, при частоте вращения пф (фиг. 4) усилия, действующие с противоположных сторон на золотник 14 клапана 7, станут равными по величине, и дальнейшее 10 уменьшение скорости приводит к автоматическому включению понижающей ступени.В процессе перемещения золотника 14 вправо, примерно в середине его хода, резко возрастает усилие 9за счет дополнительного воздействия давления Р 1 п,х на поршень 20 - ;),., = Я,с +ьЯ = - Я 1 ии +Р 1 тзх 11). В результате существенного увеличения переключающего усилия Я,",золотник 14 резко переходит из среднего в правое крайнее положение, фиксируя состояние включенной понижающей ступени (фрикционной муфты 5 - 4-, ).Величина Гф, Р 1 в полости 36 зависит от размеров щелевых жиклеров Ь, иД и величины дросселя 28. Поэтому степень быстродействия золотника 14 при движении его в обе стороны может регулироваться за счет конструктивных параметров клапана, влияющих на величину щелевых жиклеров, и размера дросселя 28. При этом можно обеспечить разную степень быстродействия включения вверх и вниз, например, чтобы включение вниз происходило по времени переходного процесса переключения более замедленно, чем вниз, что положительно сказывается на плавности включения ступеней.Аналогичным образом действует механизм ускорителя золотника 14 при движении его в обе стороны в варианте клапана 7, изображенном на фиг, 3.Как это видно из фиг. 2, для обеспечения правильной последовательности включения и выключения фрикционных элемен тов 5 и 6 в среднем положении золотника14 давление источника 1 отсечено от обоих фрикционных элементов (ширина шейки 16 золотника несколько больше, чем ширина полости 12 корпуса 7), а кромки край них шеек 15 и 17 золотника 14 находятсяна ноже соответствующих кромок корпуса 7).В предлагаемой конструкции клапана автоматического переключения ступеней рабочая камера дифференциального поршня разделена на две изолированные полости. Это .позволяет при подводе давления датчика 2 через полости корпуса 7 использовать золотник 14 клапана в качестве плунжера дифференциального поршня, упрощая тем самым конструкцию клапана. Кроме того, при этом уменьшаются размеры поршня 20, поскольку при включении вверх используется площадь поршня 20 и золотника 14 (Р;+1 ) за вычетом площади штифта 1,.Подвод к камере дифференциального поршня давления датчика 3 скорости позволяет еще больше упростить конструкцию клапана, избавившись от рабочей камеры 19 (фиг. 3).В этом случае переключение вверх и вниз обеспечивается поочередным совместным использованием характеристик 2 и 1 и 2 и 1 (фиг. 4) при следующих уравнениях равновесия сил, действующих на золотник клапана, соответствующих режиму полной нагрузки двигателя (т. е, при Ь 1 тах)Йтзх 1=Рь (1 мд 1 щ) (1)где , - плошадь сечения плунжера,находящегося под воздействием давления Рдатчика 2 нагрузки двигателя;Р - давление датчика 3 скорости,соответствующее включению вверх при полной нагрузке двигателя;- площадь сечения золотника 14;площадь сечения штифта 25Рсаих 11 = Ъ (г+1 ьол-, (2) где Р - давление датчика 3 скорости,соответствующее включению вниз при полной нагрузке двигателя;Г - площадь сечения поршня 20.Из уравнения (1) следует, что если Р- =Р (1- ф - ), то 1, =1,О, и, следоьах 2двательно, датчик 2 нагрузки двигателя может воздействовать непосредственно на золотник 14 и надобность в рабочей камере 19 с поршнем 21 отпадает (фиг. 3). Соотношение давлений датчиков 2 и 3, при котором достигается равенство 1-= 1 О, практически обеспечивается в системах управления, в которых в качестве датчика 3 скорости используется трубка. Пито, размещенная в мас ляной ванне, жестко связанной с турбинным валом гидротрансформатора, Радиус расположения выходного наконечника трубкивыбирается таким, что Р) Р , и вэтом случае вышеуказанное равейство легко достигается.Таким образом, вариант конструктивноговыполнения клапана 4, представленный нафиг. 3, наиболее прост - он имеет наименьшее количество основных деталей (корпус,золотник, одну рабочую камеру с поршнем,10 перегородку и штифт) и наименьшую длину. Кроме того, в сравнении с известнымиконструкциями клапанов переключения ступеней предлагаемый клапан существенноотличается от них и лучшей технологичностью вышеуказанных деталей, Пределыизменения программы переключения внизв данной конструкции клапана также ничемне ограничены - для этого требуется только соответственно изменить наружный диаметр поршня 20 и рабочей камеры 18.20 Применение клапана предлагаемой конструкции в системах управления автоматическими (гидромеханическими) трансмиссиями транспортных средств создает технико-экономический эффект, величина которого складывается из: максимально возможной простоты конструкции клапана аналогичного назначения и технологичностивходящих в него деталей (простота формыи отсутствие ступенчатых расточек); снижения веса панели управления, связанногос сокращением длины клапана и уменьшением подводящих к нему каналов в сопряженных деталях панели - разводных плигах, пластинах и т.д.; снижения трудоемкости панели управления,По сравнению с известной предлагаемая система при применении ее для управления 4 ступенчатой коробкой передач на10% менее трудоемка в изготовлении.ль А.ерес ВНИИПИ Госу по делам 113035, Москва,филиал ППП Пате