Устройство для автоматического регулирования режимов работы двигателя и скорости движения машины с бесступенчатой передачей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК п 9) и 55 В 60 К 41 12 ЕТЕНИ АВТОРСКО ВИ ЕТЕЛЬ ТВУ бд 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ И(71) Специализированное конструкторское бюро по специальным гусеничным тракторам класса 2(56) Авторское свидетельство СССР ЬЬ 207047, кл. В 63 С 20/30, 1965.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧ ЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ДВИГАТЕЛЯ И СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ МАШИНЫ С БЕССТУПЕНЧАТОЙ ПЕРЕДАЧЕЙ(57) Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть испольх машинах, у которых ена с использованием нчатых передач. Цель шение экономичности утем повышения точноараметров. Устройство мотора 2; 14, золотники енно связаны с датчиента двигателя и датчиигателя. Поршни 3, 15 етственно связаны с орвыходным звеном 9 поциальных рычагов 6, 5, бесступенчатой пере- подачи топлива. Рычаг этически связан с дифчагами 5, 6, 1 ил. зовано на гусеничнь трансмиссия выполн бортовых бесступе изобретения - повы работы двигателя и сти регулируемых и содержит два серва которых соответств ком 8 крутящего мом ком 18 оборотов дв сервомоторов соотв ганом 19 настройки, средством дифферен органом управления дачей 4, органом 16 1 управления кинем ференциальными ры,Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано в системах автоматического управления бесступенчатых трансмиссий,Цель изобретения - повышение экономичности работы двигателя путем повышения точности регулирования параметров управления.На чертеже показана схема устройства в положении при стоянке с работакнцим двигателем.Устройство содержит рычаг 1 управления и регулятор непрямого действия, выполненный в виде гидравлического сервомотора 2, поршень 3 которого соединен с органом управления бесступенчатой трансмиссией 4 и двумя дифференциальными рычагами 5 и 6. Золотник 7 сервомотора 2 соединен с датчиком 8 крутящего момента двигателя. Датчик крутящего момента должен быть устроен так, чтобы при возрастании крутящего момента под действием нагрузки (сигнал +М) его выходное звено 9 перемещалось принудительно, а при уменьшении крутящего момента(сигнал -М) - под действием пружины 10. Таким образом, при отсутствии нагрузки и при нагрузках меньше расчетного крутящего момента пружина 10 постоянно выдает сигнал -М.Дифференциальный рычаг 5 одним концом шарнирно соединен со штоком поршня 3, а другим упирается в звено 9 со стороны пружины 10, Этот упор образует обратную сВязь ОднОстороннего д 8 йствия, Средняя часть его через тягу 11 соединена с рычагом 1 управления, зафиксированным на шкале скоростей Чо - Чкакс. Описанные детали образуют регулятор 12 передаточного числа бесступенчатой трансмиссии, и редназначенный для поддержания постоянного крутящего момента двигателя независимо от внешней нагрузки.Регулятор 13 скорости машины содержит регулятор непрямого действия, выполненный в виде гидравлического сервомотора 14, поршень 15 которого соединен с органом 16 подачи топлива в дви атель. Золотник 17 сервомотора соединен с приводимцм от двигателя центробежнцм датчиком 18 оборотов орган 19 настройки (пружина) которого через шток 20 шарнирно соединен с одним концом дифференциального рычага 6, середина которого через тягу 21 соединена с рычагом 1 управления, а другой конец шарнирно соединен со штоком поршня 3,Устройство работает следующимобраВ положении "Стоянка с работающим двигателем" (фиг, 1) вращаются входной1020 253035 элемент находящейся в нейтрали бесступенчагой трансмиссии 4, приводимый через датчик 8 крутящего момента двигателя, ицентробежный датчик 18, орган 19 настройки которого настроен на минимальные регулируемые обороты, которые большеоборотов холостого хода, От отдельного источника давления к золотникам 7 и 17 сервомоторов 2 и 14 подводится рабочая жидкость (показано стрелками), Посколькуна стоянке нагрузка на двигатель отсутствует, пружина 10 датчика 8 крутящего моментавыдает сигнал -М (стремится сдвинуть вниз золотник 7), но этот сигнал заблокирован упором выходного звена 9 датчика 8 момента в дифференциальный рычаг 5. которыйсдвинуться не может, так как его середина связана с рычагом 1 управления, зафиксированным на шкале скоростей Чо Чмакс в положении Уо, а другой конец связан со штоком поршня 3 сервомотора 2, нагруженного усилием перестановки органа управлениябесступенчатой трансмиссией,При трогании с места без нагрузки рычаг 1 управления перемещается из положения Чо в сторону Айзакс, При этом дифференциальный рычаг 5, поворачиваясьвокруг неподвижного пока шарнира, связанного со штоком поршня 3, отходит отвыходного звена 9 датчика 8 момента. Пружина 10 датчика момента немедленно перемещает вниз золотник 7(реализуется сигнал -М), вследствие чего поршень 3 сервомотора 2 также перемещается вниз, изменяя передаточное число трэн:миссии, Машина трогается с места. Перемещение поршня 3 вниз вызывает поворот связанного с ним дифференциального рычага 5 в противоположном направлении вокруг среднего шарнира, связанного с рычагом 1, При этом зазор между рычагом 5 и выходным звеном 9 уменьшается, Если рычаг 1 осгановлен и зафиксирован на шкале скоростей, то, продолжая поворст, рычаг 5 сначала выберетзазор между собой и выходным звеном 9, а затем вернет звено 9 и связанный с ним золотник 7 в исходное положение. Золотник перекроет подачу жидкости к поршню 3 и последний также остановится, Процесс регулирования закончился, Машина будетдвигаться со скоростью, определяемой достигнутым передаточным числом трансмиссии и минимальным регулируемым числом оборотов двигателя. , Таким образом, ско 55 рость движения машины и зи малых нагрузках,когда потребная мощность ниже мощности, соответствующей минимальным регулируемцм оборотам, определяется, и ограничивается упором между диффеоенциальным рычагом 5 и выходным звеном 9, Так проис5 10 ааг 1 перемещается в сторону Чмакс Диффе 20 25 30 40 ходит до исчерпания пределов регулирования передаточного числа трансмиссии, когда поршень 3 доходит до упора и дальше двигаться не может несмотря на то, что золотник 7 обеспечивает доступ жидкости к нему. Начиная с этого момента, зазор в обратной связи между рычагом 5 и звеном 9 не выбирается, а при дальнейшем перемещении рычага 1 - увеличивается,Одновременно с описанными процессами, происходящими в регуляторе 12 передаточного числа трансмиссии, в регуляторе 13 скорости происходит следующее,При трогании с места без нагрузки рыренциальный рыааг 6, поворачиваясь вокруг неподвижного пока шарнира на штоке поршня 3, другим своим концом воздействует на орган 19 настройки датчика 18 оборотов двигателя, настраивая его на повышениеаастоты вращения двигателя, От этого грузики датчика 18 сходятся и перемещают золотник 17 вниз, который открывает доступ жидкости к поршню 15 сервомотора 14,Поршень 15 перемещается вверх и перестраивает орган управления подачи топлива в двигатель в сторону увеличения оборотов, и двигатель увеличивает обороты, Однако шток поршня 3 в это время уже движется вниз, ато вызывает поворот дифференциального рычага 6 вокруг среднего шарнира в противоположном направлении. Это перестраивает орган 19 настройки на более низкий скоростной режим и ограничивает изменение частоты вращения двигателя. При остановке и фиксировании, рычага 1 на шкале скоростей продолжающееся движение штока поршня 3 аерез рычаг 6 возвращает орган 19 настройки в исходное положение, К этому моменту двигатель успел повысить свои обороты, поэтому грузики датчика 18 расходятся и перемещают золотник 17 вверх, ато вызывает движение поршня 15 вниз и возвращение режима работы двигателя в исходное состояние.Машина движется со скоростью, определяемой передаточным числом трансмиссии при минимальной регулируемой частоте вращения двигателя.Так происходит до исчерпания пределов регулирования передаточного числа трансмиссии. После этого шток поршня 3 перестает двигаться и дальнейшее перемещение рычага 1 приводит к повороту рычага 6 и перестройке органа 19 настройки датчика 18 на увеличение частоты вращения двигателя, Соответственно двигатель увеличивает частоту вращения, С этого момента увеличение скорости движения только эа счет увеличения частоты вращения 45 50 55 двигателя при постоянном минимальном передаточным числе трансмиссии,При движении под нагрузкой при некотором промежуточном передаточном числе в трансмиссии наступает равновесие между внешней нагрузкой, приведенной к валу двигателя, и настройкой датчика 8 крутящего момента. При этом сигнал - М пропадает и датчик 8 возвращает золотник 7 в исходное положение. Поршень 3 останавливается и регулирование трансмиссии прекращается. Машина движется со скоростью, определяемой данным передаточным числом и минимальной регулируемой частотой вращения двигателя, При этом двигатель развивает мощность, необходимую для движения с данной скоростью при данной нагрузке.Если в этих условиях рычаг 1 передвинуть дальше в сторону Чмакс, то оба дифференциальных рычага 5 и 6 повернутся относительно неподвижного штока поршня 3. При этом образуется зазор между рычагом 5 и звеном 9, так как последнее не будет следовать за рычагом 5 из-за отсутствия сигнала -М, Рычаг 6, повернувшись, перестроит орган 19 настройки на повышенную частоту вращения двигателя, отчего грузики датчика 18 сойдутся, золотник 17 переместится вниз, а поршень 15 переместится вверх и перестроит орган 16 управления подачей топлива в сторону повышения частоты вращения двигателя. Когда заданная частота вращения будет достигнута, грузики разойдутся и переместят золотник 17 в нейтраль. Увеличение частоты вращения прекратится. Машина будет двигаться с повышенной скоростью, для чего при данной нагрузке требуется повышенная мощность, которая обеспечивается повышенной частотой вращения двигателя,Если в условиях движения по предыдущему абзацу возрастает внешняя, а вместе с ней и приведенная к валу двигателя нагрузка, то датчик 8 момента выдает сигнал +М и переместит золотник 7 вверх, чему рычаг 5 не препятствует. В ту же сторону переместится и поршень 3, увеличивая передаточное число трансмиссии так, чтобы приведенная к валу двигателя нагрузка снова сравнялась с настройкой датчика 8 и сигнал +М исчез. Перемещение штока поршня 3 вверх вызывает поворот дифференциальных рычагов 5 и 6 около их средних шарниров., соединенных с неподвижным рычагом 1. При повороте рычага 5 увеличивается зазор между ним извеном 9, При повороте рычага 6 происходит перестройка органа 19 настройки на повышенную частоту вращения двигателя, вслед за чем двигатель увеличивает частоту вращения, Увеличениепередаточного числа трансмиссии уменьшает скорость движения, а увеличение частоты вращения двигателя увеличивает ее, Эти два противоположных процесса компенсируют друг друга и скорость движения машины остается неизменной, Тэк поддерживается режим постоянной скорости - один из двух основных режимов работы устройства, Машина движется с прежней скоростью при увеличенной внешней нагрузке, для чего требуется повышенная мощность, которую обеспечивает повышенная частота вращения,При дальнейшем росте внешней нагрузки наступает момент, когда в результате описанного процесса частота вращения двигателя станет максимальной, что означает использование всей мощности двигателя и исчерпание пределов регулировки двигателя. При этом поршень 15 останавливается, не а силах переместить орган 16 управления подачей токлива, При дальнейшем росте внешней нагрузки датчик 8 момента выдает сигнал +М, вследствие чего увеличивается передаточное число трансмиссии и скорость движения уменьшается, так как для движения с прежней скоростью не хватает максимальной мощности двигателя, которая с этого момента не изменяется. Это переход ко второму главному режиму работы - режиму постоянной мощности.При уменьшении нагрузки из режима постоянной мощности процессы идут в обратном порядке. Сначала появляется сигнал -М, золотник 7 перемещается вниз, поршень 3 уменьшает передаточное число трансмиссии, отчего скорость движения увеличивается. Одновременно с перемещением штока поршня 3 вниз поворачиваются рычаги 6 и 5. Это приводит к уменьшению зазора между рычагом 5 и звеном 9, перестройка органа 19 настройки а сторону уменьшения частоты вращения не меняется, так как в режиме постоянной мощности орган 19 настройки был перерегулированрычагом б.При дальнейшем перемещении штока поршня и повороте рычага б наступает момент, когда перерегулирование органа 19 настройки заканчивается и двигатель начинает уменьшать частоту вращения, Происходит перехоц в ражим постоянной скорости, С этого момента скорость движения остается постоянной, так как тенденция к ее увеличению из-,за уменьшения. передаточного числа трансмиссии компенсируется уменьшением частоты вращения двигателя, Так продолжается до достижения двигателем минимальной регулируемой частоты вращения, если рычагом 1 задана скорость Г 1 О 15 20 25 3 О 35 40 45 5 О 55 ниже соответствующей минимальному передаточному числу трансмиссии,Одновременно происходят касание рычага 5 и звена 9 и блокирование сигнала -М,так как дальнейшая разгрузка привела бы кдальнейшему уменьшению передаточногочисла и превышению заданой скорости даже при минимальной частоте вращения двигателя,Если задана скооость выше упомянутойвеличины, то при загрузке в трансмиссиидостигается минимальное число передаточное, а регулирование двигателя прекращается при некоторой величине частотывращения, большей минимальной, В этомслучае зазор между рычагом 5 и звеном 9сохраняется,При перемещении рычага 1 а сторонууменьшения скорости дифференциальныерычаги 5 и 6 поворачиваются относительнонеподвижного штока поршня 3, При этом,если между рычагом 5 и звеном 9 имеетсязазор, то он уменьшается и воздействия назвено 9 пока не происходит, Рычаг 6 перестраивает орган 19 настройки на меньшуючастоту вращения двигателя, отчего частотавращения двигателя и скорость машиныуменьшаются. При дальнейшем перемещении рычага 1 рычаг 5 касается звена 9 иподнимает его вверх (имитируется прохождение сигнала+М), Золотник 7 перемещается вверх, за ним следует поршень 3 иперестраивает трансмиссию в сторону увеличения передаточного числа трансмиссии.Скорость движения теперь уменьшается засчет увеличения передаточного числа трансмиссии,Преимущество предложенного устройства по сравнению с известным заключается а повышении точности поддержаниярегулируемых параметров, в обеспеченииработы двигателя на минимальной регулируемой частоте вращения всегда, когда повнешней нагрузке большей мощности нетребуется. Эти преимущества обеспечивают повышенную экономичность работы машины.Формула изобретенияУстройство для автоматического регулирования режимов работы двигателя и скорости движения машины с бесступенчатойпередачей, содержащее рычаг управления,регулятор передаточного числа трансмиссии, имеющий сервомотор, поршень кОтОрого связан с органом управлениябесступенчатой трансмиссии, и золотникуправления, центробежный датчик оборотов двигателя, связанный через регуляторскорости с органом подачи топлива, о т л ича ю щееся тем,что, с цельк).повышения1689136 10 Составитель А,БарыковРедактор А.Гратилло Техред М,Моргентал Корректор Т,Палий Заказ 3774 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-З 5, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 экономичности работы двигателя путем повышения точности регулирования параметров управления, оно снабжено датчиком крутящего момента двигателя, двумя дифференциальными рычагами. регулятор скорости содержит сервомотор, поршень которого связан с органом подачи топлива; золотник управления и орган настройки, выполненный в виде пружины, один конец которой связан с выходным звеном датчика оборотов двигателя и золотником управления, а другой - с одним из плеч первого дифференциального рычага, при этом выходное звено датчика крутящего момента связано с золотником управления регулятора передаточного числа трансмиссии и раз мещено с возможностью одностороннеговзаимодействия с одним иэ плеч второго дифференциального рычага, причем вторые плечи дифференциальных рычагов Связаны с поршнем сервомотора регулятора переда точного числа трансмиссии, а средние частипосредством тяг связаны с рычагом управления.