Устройство для моделирования механической передачи

Номер патента: 1254515

Авторы: Баранов, Бельке

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ап 1254(51) 4 06 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ аранов роиз а ра низаторо Устройст тельство СССРС 7/64, 1981льство СССРС 17/64, 1982. во со испол еграторы, ель, схеммутаторы, ик напряли напряму с блок(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯМЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИн ни суммаа переторы, ключе(088.8)ское свидкл. С 06ое свидеткл. С 06 предназначено для использования втренажерах транспортных средств.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем восведения влияния синхроботу коробки передач.держит суммирующие интнительный блок, усилитавнения, инверторы, ковыделения модуля, датчфрикциона, ограничитемостовые выпрямителдатчики положения рычния передач, элемент ИЛИи диоды. 1 ил.12 Изобре гение относится к аналоговычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспортных средств.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей устройства путем воспроизведения влияниясинхронизаторов на работу коробкипередач.На чертеже представлена схемапредлагаемого устройства.Устройство содержит первый суммирующий интегратор 1, исполнительныйблок 2, усилитель 3, схему 4 сравнения, первый инвертор 5, пятый коммутатор б, блок 7 выделения модулянапряжения, второй суммирующий интегратор 8, датчик 9 напряжения фрикциона, второй ограничитель 10 напряжения, первый ограничитель 11 напряжения шестой суммирующий интегратор12, второй мостовой выпрямитель 13,четвертый суммирующий интегратор 14,второй коммутатор 15, первый сумматор 16, третий коммутатор 17, пятыйсуммирующий интегратор 18, второйиннертор 19, первый датчик 20 положения рычага переключения передач,элемент ИЛИ 21, четвертый коммутатор 22, второй датчик 23 положениярычага переключения передач, второйсумматор 24, третий суммирующий интегратор 25, первый мостовой выпрямитель 26, первый коммутатор 27,резисторы 28 и диоды 29.Устройство работает следующимобразом,При нейтральном положении механизма переключения передач ни одна изпередач не включена. ЕСинематическисвязанные с механизмом переключенияпередач первый и второй датчики 20и 23 переключения передач отключены,Поскольку сигналы управления отдатчиков 20 и 23 на управляющиевходы коммутаторов 15, 17, 22 и 27не поданы, коммутационные цепи последних разорваны,Если на вход интегратора 1 податьнапряжение ЕЕ , пропорциональноемфкрутящему моменту, приложенному квыходному валу коробки, па выходеинтегратора 1 появляется напряжение ЕЕ пропорциональное оборотамвходного вала коробки передач. Постоянная времени интегратора 1 определяет момент инерции вращающихсямасс, находящихся в постоянном зацеплении с входным валом и приведен 54515оных к нему. Это напряжение поступаетчерез коммутатор б на вход интегратора 8.Интегратор 8 формирует напряжениеЕЕ , пропорциональное моменту упругихсил, возникающих н результате деформации вращающихся масс и входного вала коробки передач. Постоянная времени интегратора 8 определяет по датлиность деформируемых частейвходного вала и вращающихся масс, на.ходящихся с ним н постоянном зацеплении. Это напряжение поступает навход ограничителя 11, а с его выхо да - на вход суммирующего интегратора 14.Огранчитель 11 и датчик 9 напряжения фрикциона моделируют работуфрикциона. Величина напряжения на 20 управляющих входах ограничителя 11определяет состояние фрикциона. Примаксимальном напряжении с датчика 9ограничитель полностью открыт. Этосоответствует замкнутому фрикциону 25 и передаче через ограничитель 11 напряжения без ограничения по амплитуде. При уменьшении напряжения надатчике 9 напряжение на ограничивающих входах ограничителя 11 уменьшается, ограничиваются и напряжения,проходящие через него, Если напряжение на датчике 9 равно О, напряжение, проходящее через ограничитель 11, ограничивается до О. Такое 35состояние соответствует режиму разомкнутого фрикциона.При замкнутом фрикционе напряжениеБ формирует на выходе суммирующего интегратора 14 напряжение ЕЕ ,2 40пропорциональное ведущим частям коробки передач, находящихся в постоянном зацеплении, а постоянная времени интегратора 14 определяет их момент инерции, Это напряжение подается навход суммирующего интегратора18, на выходе которого формируетсянапряжение Ц , пропорциональное мохменту упругих связей ведущих частейкоробки передач, находящихся в постоянном зацеплении. 11 остоянная времени интегратора 18 определяет податливость деформируемых ведущихчастей коробки передач.Через мостовой выпрямитель 13 отисточника разнополярного напряженияна интегратор 14 подается напряжение,пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил ведущих частейкоробки передач. Причем это напряже 3 12345 ние за счет мостового выпрямителя 13 всегда противоположно по знаку У т.е. оно всегда является тормознымг для интегратора 14.В режиме включенной передачи в датчике 23 положения рычага переключения передач, состоящем из группы выключателей, включен выключатель соответствующей передачи, например первый. Сигналом с этого выключате О ля замыкаются соответствующие коммутационные пары коммутаторов 17 и 22, подключая соответствующие входы суммирующего интегратора 18 и сумматора 22. 15Напряжение с выхода интегратора 18 через замкнутую пару коммутатора 22 подается на соответствующий вход сумматора 24, коэффициент передачи данного сумматора по каждому входу 20 определяет передаточное число коробки передач по моменту.На выходе сумматора 24 формируется напряжение, пропорциональное .М , которое затем подается на соУ 2ответствующий вход суммирующего интегратора 25. На выходе последнего появляется напряжение Б, пропорзциональное оборотам выходного вала корооки передач и ведомым частям коробки передач, а постоянная времени интегратора 25 определяет их момент инерции.На другой вход интегратора 25 через мостовой выпрямитель 2 б с источ 35 ника разнополярного напряжения подается напряжение, пропорциональное моменту сопротивления диссипативных сил ведомых частей коробки передач, Причем это напряжение за счет мостового выпрямителя всегда противоположно по знаку напряжению .Мг, т,е. оно всегда является тормозным для интегратора 25.Напряжение У, через замкнутуюЯпару коммутатора 17 поступает на соответствующий вход суммирующего интегратора 18. Масштабирующий резистор по каждому входу интегратора 18 определяет передаточное число ко О робки передач, т.е. .г5При достижении равенства Б=Ю2 5 процесс разгона прекращается и наступает установившийся режим.55В режиме заднего хода устройство работает так же, как и в режиме передач, переднего хода, с тем отличием, что напряжение выхода интегратора 1 с помощью коммутатора б подключается к интегратору 8 через инвертор 5, В результате напряжение на выходе интегратора 25 становится про тивоположным по знаку напряжению при включении передач переднего хода,При переходе с нижней передачи на высшую и наоборот включение передач происходит через синхронизаторы передач. Это связано с тем, что ведущие части коробки передач с включаемой шестерней и ведомые части коробки передач с ведомым валом вращаются е разными угловыми скоростями.Синхронизаторы позволяют уравнять обороты ведущих и ведомых частей коробки передач при включении соответствующей передачи и тем самьм пред - отвратить превышение допустимых оборотов двигателя и допустимых механических нагрузок в коробке передач.Выравнивание оборотов ведущих и ведомых частей коробки передач происходит за счет силы трения, возникающей при подсоединении синхронизатора к шестерне включенной передачи, вращающихся с разными угловыми скоростями. Как только обороты включаемой шестерни и синхронизатора, жестко связанного с выходным валом коробки передач выравняются, сила трения-скольжения прекращает свое действие и происходит жесткое сцепление шестерни включаемой передачи с выходньм валом коробки передач.Моделирование работы синхронизаторов производится следующим образом.На механизме переключения передач установлены выключатели первого датчика 20 положения рычага переключения передач, которые включаются в начале хода рычага при включении соответстьующих передач.Пусть, например, нужно переключиться с нижней передачи на высшую: с первой на вторую. Водитель сбрасывает "газ", выжимает педаль фрикциона и выводит рычаг переключения передач из зацепления, Прц выжатой педали фрикциона напряжение на датчике 9 становится р"вным 0 и напряжение на выходе ограничителя 11 ограничивается до О, т,е, происходит расцепление ведущих и вецомых частей фрикциона. Кинематически связанный с рычагом переключения передач выключатель выключаемой передачи датчика 23 отключается и размыкает коммутационные сети коммутаторов 17 и 22.1254515 1 О 15 20 25 35 40 45 50 55 5Напряжения, на выходах интеграторов 14 и 25 начинают постоянно уменьшаться, т.е. происходит вращение ведущих и ведомых частей коробки передач по инерции. Торможение осуществляется за счет воздействия диссипативных сил сопротивления с мостовых выпрямителей 13 и 26.Водитель, выводя рычаг переключения передач из зацепления, вводит его в зацепление следующей передачи. При этом срабатывает механически связанный с этой передачей выключатель датчика 20 положения рычага переключения передач. Сигналом с последнего замыкается соответствующая коммутационная пара включаемой передачи коммутатора 15, и одновременно схема ИЛИ 21 включает коммутатор 27. На вход сумматора 16 подаются напряжения Б 1 и Б , соответственно пропорциональные оборотам ведущих и ведомых частей коробки перепач,Поскольку водитель переключает передачу с нижней на высшую, шестерня включаемой передачи (последняя находится в постоянном зацеплении с ведущими частями коробки передач) вращается быстрее, чем ведомые части и связанный с ними выходной вал коробки передач.Между конусом включаемой передачи и конусом синхронизатора возникает разность оборотов, т.е. на выходе сумматора 16 формируется напряжение, пропорциональное разнице угловых скоростей включаемой шестерни и конуса синхронизатора. Это напряжение поступает на вход интегратора 12, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное силе трения- скольжения, возникающей между конусами включаемой шестерни и синхронизатора.Одновременно это напряжение поступает на вход блока 7 выделения модуля. На выходе последнего независимо от полярности входных сигналов формируется сигнал одной полярности. С выхода блока 7 выделения модуля напряжение одной полярности подается на вход сравнивающего устройства 4, представляющего собой нуль-орган. Сравнивающее устройство срабатывает, и на его выходе появляется сигнал, который усиливается усилителем 3 и поступает на вход исполнительного блока 2. ЬИсполнительный блок 2, выполняемый в виде, например, электромагнита, срабатывает, и е 1 о якорь при включении препятствует дальнейшему передвижению рычага переключения передач.Напряжение, пропорциональное силе трения-скольжения и ограниченное ограничителем 10 до определенного уров ня, поступает одновременно на соответствующие входы интеграторов 14 и 25. Поскольку ведущие части коробки передач вращаются быстрее, напряжение, приходящее на вход интегратора 14, разряжает его, т,е. происходит торможение ведущих частей коробки передач и вместе с ними включаемой шестерни.Напряжение, приходящее на вход интегратора 25, заряжает его, и происходит процесс разгона ведомых частей и вместе с ними выходного вала коробки передач.Процесс разряда интегратора 14 и заряда интегратора 25 происходит до тех пор, пока напряжение на выходе сумматора 16 не станет равным О, т.е, происходит процесс выравнивания оборотов ведущих и ведомых частей коробки передач. В этом случае напряжение на валу блока 7 становится равным О, асравнивающее устройство 4 через усилитель 3 отключает исполнительныйблок 2. Последний разблокировываетрычаг переключения передач, и водитель может передвинуть его до включения выключателя датчика 23 соответствующей передачи (в данном случае второй),При переходе с высшей передачи на низшую, например с третьей на вторую, процесс аналогичен описанному. На выходе сумматора 16 возникает напряжение, пропорциональное разности оборотов ведущих и ведомых частей коробки передач. Полярность этого напряжения противоположна полярности напряжения, которое образуется при переходе с низшей передачи на высшую. В этом случае напряжение с выхода интегратора 12 заряжает интегратор 14, раскручивая ведущие части коробки передач и включаемую шестерню, в интегратор 25 разряжается, т.е, пр исходит процесс торможения ведомых частей вместе с выходным валом коробки передач.формула и э обретения30 Устройство для моделирования механической передачи, содержащее первый коммутатор, последовательно соединенные схему сравнения, усилитель и исполнительный блок, первый и вто рой сумматоры, второй коммутатор, первый и второй датчики положения рычага переключения передач, входы которых подключены к источнику постоянного напряжения, третий, четвер тый и пятый коммутаторы, первый, второй и третий суммирующие интеграторы, первый инвертор, первый ограничитель напряжения, выходы первого датчика положения рычага переклю чения .передач, подключены к соответствующим управляющим входам второго коммутатора выход которого подключен к соответствующим входам первого сумматора, одноименные управляющие вхо ды третьего и четвертого коммутаторов соединены и подключены соответственно к выходам второго датчика рычага переключения передач, датчик напряжения фрикциона, выходы которо го соединены соответственно с первым и вторым входами задания уровня ограничения первого ограничителя на 7 1254Пля ускорения процесса переключения с высшей передачи на низшую можно моделировать режим "перегазовки". Он заключается в следующем. Ведущие части коробки при переключении на низшую передачу вращаются медленнее и тормозятся быстрее, поскольку их масса в момент инерции меньше, чем у ведомых частей коробки передач.Для того, чтобы раскрутить веду 10 щие части и включаемую шестерню коробки до оборотов, больших или равных оборотам ведомых частей коробки передач, водитель отпускает педаль фрикциона и нажимает на педаль га 15 за". В этом случае ограничитель 11 открывается и на вход интегратора 14 поступает напряжение У , которое11заряжает его, т.е. происходит процесс раскрутки включаемой шестерни до обо 20 ротов, равных оборотам ведомых частей коробки передач.Таким образом, устройство позволяет воспроизводить работу ведомых и ведущих частей коробки передач и более точно моделировать процесс работы механических синхронизаторов при переключении передач. 515 8пряжения, информационный вход которого подключен к выходу второго суммирующего интегратора, а выход - к первым входам первого суммирующего интегратора, второй вход которого является входом устройства, выход первого суммирующего интегратора соединен с входом первого инвертора и первым информационным входом пятого коммутатора, второй информационный вход и выход которого соответственно соединены с выходом первого инвертора и первым входом второго суммирующего интегратора, управляющий вход пятого коммутатора соединен с соответствующим выходом второго датчика положения рычага переключения передач, входы второго сумматора подключены соответственно к выходам четвертого коммутатора, а его выход соединен с первым входом третьего суммирующего интегратора, первый мостовой выпрямитель, одна пара противоположных вершин которого соединена с вторым входом и выходом третьего суммирующего интегратора,. выход кОторого соединен с информационными входами третьего коммутатора, дру. гая пара противоположных вершин первого мостового выпрямителя через ограничивающие резисторы подключена к источнику разнополярного напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей путем воспроизведения влияния синхронизаторов на работу коробки передач, оно дополнительно содержит четвертый, пятый и шестой суммирующие интеграторы, элемент ИЛИ, второй инвертор, второй ограничитель напряжения, блок выделения модуля, второй мостовой выпрямитель, первый вход и выход четвертого суммирующего интегратора соединены с противоположными вершинами второго мостового выпрямителя, две другие вершины которого через ограничивающие резисторы подключены к источнику разнополярного напряжения, второй вход четвертого суммирующего интегратора соединен с выходом первого ограничителя напряжения, первый информационный вход пятого суммирующего интегратора соединен с выходом четвертого суммирующего интегратора, вторым информационным входом второго суммирующего интегратора и информационными входами второго коммутатора, выход второго инвертора подклю)К,писноеР а 4 5 оск роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ектная 9чен к третьему информационному входу четвертого суммирующего интегратора, а вход второго инвертора соегинен с выходом пятого суммирующего интегратора и информационными входами четвертого коммутатора, второй, третий и четвертый информационные входы пятого суммирующего интегратора соединены соответственно с выходами третьего коммутатора, входы элемента ИЛИ 1 О подключены соответственно к выходам первого датчика положения рычага переключения передач, а выход элемента ИЛИ соединен с управляющим входом первого коммутатора, выход 5 которого соединен с соответствующим входом первого, сумматора, а информационный вход первого коммутатора подключен к выходу третьего суммирую. 15 10щего интегратора, первый вход и выход шестого суммирующего интеграторасоответственно одключены к выходуи информационному входу второго ограничителя напряжения, управляющиевходы которого через ограничивающиерезисторы соединены с источникомразнополярного напряжения, второйинформационный вход шестого суммирующего интегратора подключен к выходупервого сумматора, выход шестого интегратора соединен с третьим информационным входом третьего суммирующего интегратора и четвертым информационным входом четвертого суммирующего интегратора, выход первого сумматора соединен с входом блока выделения модуля, выход которого подключен к входу схемы сравнения.

Смотреть

Заявка

3876150, 27.03.1985

ПРЕДПРИЯТИЕ ПЯ Р-6284

БЕЛЬКЕ АНДРЕЙ АНДРЕЕВИЧ, БАРАНОВ ВАСИЛИЙ ВЛАДИМИРОВИЧ

МПК / Метки

МПК: G06G 7/64

Метки: механической, моделирования, передачи

Опубликовано: 30.08.1986

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-1254515-ustrojjstvo-dlya-modelirovaniya-mekhanicheskojj-peredachi.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для моделирования механической передачи</a>

Похожие патенты