HU217700B - Eljárás és rendszer automata sebességváltó rendszer szabályozására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás és rendszer automata sebességváltó rendszer(100) szabályozására. A pneumatikus szabályozórendszer (200) asebességváltó rendszerben (100) lévő sebességváltó (110) leosztó(splitter) mellékváltóját (114) szabályozza. A kapcsolást egyműködtető (162) szabályozza, ami hengerből (164) és eltérő területűhomloklapokkal (168, 170) rendelkező dugattyúból (166) áll. A henger(164) első kamrája (168A) a kis sebességű működéshez, második kamrája(170A) a nagy sebességű működéshez tartozik. A kamrák (168A, 170A)nyomás alá helyezését és nyomásmentesítését egymástól függetlenülkülön-külön működtethető, mágnestekercs- csel vezéreltszabályozószelepek (202, illetőleg 204) szabályozzák. Aszabályozószelepeket a 124 logikai kapcsolás (elektronikusszabályozóegység) által előállított szabályozójelek vezérlik. Azeljárás során kis sebességű módosításról a nagy sebességű módosításbavaló kapcsolás érzékelésekor mind az első, mind a másodikszabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítják, aműködtetőhelyzetét észlelik, és az üzemanyag-- szabályozót úgybefolyásolják, hogy a motor üzemanyag-ellátása csökken. Ezután – haazt érzékelik, hogy a működtető a nagy sebességű módosításkapcsolásának helyzete felé mozog – az üzemanyag-szabályozástvisszaadják a gépjárművezetőnek, és legalább az elsőszabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezésihelyzetben tartják, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítésihelyzetbe állítják. Ha azt érzékelik, hogy a működtető a közbensőhelyzet felé mozog és abban marad, akkor mindkét szabályozószelepetnyomásmentesítési helyzetbe állítják és az üzemanyag-szabályozót úgybefolyásolják, hogy a motor egy előírt szinkrón forgással forogjon anagy sebességű módosítás körmös tengelykapcsolója lényegében szinkrónforgásának érzékeléséig, és legalább az első szabályozószelepet nyomásalá helyezési helyzetbe állítják. Ezután – ha azt érzékeljük, hogy aműködtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog– az üzemanyag-- szabályozást visszaadják a gépjárművezetőnek, éslegalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomásalá helyezési helyzetben tartják, majd mindkét szabályozószelepetnyomásmentesítési helyzetbe állítják. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás és rendszer automata sebességváltó rendszer szabályozására. Ezt az eljárást és rendszert gépjárművek automatizált vagy részben automatizált, összetett sebességváltójában lévő mellékváltó leosztó („splitter”) működtetőjének szabályozására szolgál, elsősorban olyan sebességváltóknál, amelyekben kétállású, pneumatikus működtetőt használnak a szinkronizálatlan körmös tengelykapcsolók kapcsolására és kioldására egy kis sebességű vagy nagy sebességű leosztófokozat kapcsolására.

Az adott szakterületen jól ismertek az ilyen típusú összetett sebességváltók, amelyekben a sebességváltó főváltójával egy vagy több mellékváltó sorba van kapcsolva. Az ilyen sebességváltókat tipikusan a nehéz körülmények között működő gépjárművekben, így nagy tehergépkocsikban, traktorokban, féltrélerekben és hasonlókban alkalmazzák. A sebességváltók mellékváltóinak három fő típusa a tartományváltó („rangé”) típusú, a leosztó („split”) típusú és a kombinált tartományváltó-leosztó („range/split”) típusú mellékváltó.

A leosztó típusú mellékváltót tartalmazó összetett sebességváltókban a leosztó típusú mellékváltó módosítási lépcsői kisebbek, mint a főváltó módosítási lépcsői, és a főváltó mindegyik módosítási lépcsőjét „hasítani” vagy leosztani lehet a leosztó mellékváltóval. Leosztó mellékváltót tartalmazó összetett sebességváltókat ír le a 4 290 515 számú, a 3 799 002 számú és a 4 527 447 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amikre a jelen leírásban hivatkozunk.

A kombinált tartományváltó-leosztó („range/splitter”) típusú mellékváltóban vagy mellékváltókban van mind tartományváltó típusú, mind leosztó típusú módosítás. így a főváltó módosításait fokozatosan lehet kapcsolni legalább két tartományban, és emellett a főváltó módosításait legalább egy tartományban le lehet osztani. Egy kombinált tartományváltó-leosztó típusú mellékváltót tartalmazó összetett sebességváltókat ír le a 3 283 613 számú, a 3 648 546 számú és a 4 754 664 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amikre a jelen leírásban hivatkozunk. A jelen találmány bejelentőjének jól ismert RT/RTO 11613 és RT/RTO 14718 „Eaton Roadranger” sebességváltói is példák a kombinált tartományváltó leosztó típusú sebességváltóra. Egy másik példa a Zahnradfabrik Friedrichshafen Aktiengesellschaft (Friedrichshafen, Németország) által forgalmazott „Ecosplit” típusú sebességváltó. Ennek a sebességváltónak tizenhat előremeneti sebessége van. A főváltó előtt egy kétsebességes leosztó mellékváltó, a főváltó után egy különálló, kétsebességes tartományváltó mellékváltó van.

Megjegyzendő, hogy a „főváltó” és „mellékváltó” kifejezés viszonylagos, és ha főváltó és segédváltó rendeltetése megcserélődik, akkor a mellékváltó típusa (tartományváltó vagy leosztó) is megcserélődik. Más szavakkal : adva van egy szokványosán négysebességes főváltónak tekintett sebességváltó kétsebességes tartományváltó mellékváltóval. Ha most a segédváltót tekintjük főváltónak, akkor az eredeti főváltó most már az „új” főváltó négysebességes leosztó típusú mellékváltója lesz. A sebességváltó gyártásban általánosan elfogadott megállapodás szerint - és ezt alkalmazzuk a jelen találmány leírásában is - az összetett váltó főváltójának azt a váltórészt tekintik, amelyik a legnagyobb számú (vagy legalábbis nem kisebb számú) előremeneti sebességfokozatot tartalmaz; amelyik lehetővé teszi egy semleges (üresjárati) helyzet beállítását; amelyik tartalmazza a hátrameneti fokozatot (fokozatokat) és/vagy amit (kézi vagy félautomata váltóknál) a sebességváltó kar vagy sebességváltó sín, vagy kapcsolótengelyből és kapcsolócsapból álló szerkezet kezelésével kapcsolnak, ellentétben a vezérszelepből, követőszelepből, hengerből álló elrendezések vagy hasonlók révén történő kapcsolással.

Az adott szakterületen ismertek az automatizált vagy részben automatizált összetett sebességváltókban a leosztó típusú mellékváltó nem szinkronizált körmös tengelykapcsolónak teljesen vagy részben automatizált kapcsolásának szabályozására szolgáló leosztóváltás-szabályozó rendszerek és eljárások. Egy ilyen, részben automatizált sebességváltó rendszerre példa a 4 722 248 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amire itt hivatkozunk. Az ilyen ismert automatizált vagy részben automatizált sebességváltókban - és különösen a kétsebességes leosztó típusú mellékváltót tartalmazó sebességváltókban, ahol vagy egy kis sebességű vagy egy nagy sebességű leosztómódosítást lehet választani pneumatikus nyomással működtetett olyan dugattyúkat használnak működtetőként, aminél a két homloklap területe különböző. A dugattyú kisebb területű felülete állandóan nyomás alatt van, és ennek következtében a működtető kapcsolva tartja a leosztó mellékváltó kis sebességű fokozatát. A dugattyú nagyobb területű homloklapjához tartozó kamrát szelektíven nyomás alá lehet helyezni vagy ki lehet üríteni, és így kapcsolni vagy oldani lehet a nagy sebességű leosztófokozatot.

HU 217 700 Β

A leosztó mellékváltók szabályozására szolgáló ismert rendszerek és eljárások nem voltak teljesen kielégítőek, mivel a kapcsolás a leosztás tengelykapcsolójának kerepelése miatt időnként zajos; hideg időben a kis sebességű leosztó tengelykapcsoló kioldása nehéz, mivel nem áll rendelkezésre a dugattyú nagyobbik felülete által létrehozott teljes erő, és ha a mágnestekercs-szabályozóknál áramkimaradás van, akkor a leosztó mellékváltó a kezelő szándékától függetlenül automatikusan kihagyja a kis sebességű fokozatot.

Találmányunk célja az ismert eljárások és rendszerek hátrányainak minimalizálása vagy megszüntetése és evégett a teljesen vagy részben automatizált, összetett sebességváltókhoz az automatizált leosztás kapcsolásához olyan szabályozási eljárás és rendszer kialakítása, ami csökkenti a leosztó mellékváltó tengelykapcsolójának kerepelését, minimalizálja a hideg időben kimaradó kapcsolások számát, potenciálisan hosszabbá teszi a leosztó mellékváltó tengelykapcsolójának élettartamát, és a szabályozó mágnestekercs(ek)nél bekövetkező villamos hiba esetén lehetővé teszi, hogy a leosztó mellékváltó tengelykapcsolója kapcsolódva maradjon a leosztó mellékváltó éppen fennálló módosításában.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy egyedileg - külön-külön - szabályozható szelepek, előnyös módon mágnestekercsekkel szabályozott szelepek (mágnesszelepek) szabályozzák a működtetőhenger azon kamráinak nyomás alá helyezését és nyomásmentesítését, amelyek egy kétállású, különböző területű homloklapokkal rendelkező működtetődugattyú kisebb területű felületéhez, illetőleg nagyobb területű felületéhez kapcsolódnak.

Ennek megfelelően egy leosztó kapcsolási átmenet alatt annak érzékelésekor, hogy a működtető nem kapcsolódott helyzetben van - ami abból ered, hogy nagymértékben nem szinkrón forgás közben kísérelték meg a leosztó tengelykapcsoló kapcsolását -, a szabályozó lehetővé teszi a működtető mindkét kamrájának nyomásmentesítését annyira, hogy a kapcsolódó tengelykapcsoló lényegében szinkrón forgása érzékelhető. Ez csökkenti a leosztó tengelykapcsoló fogainak kerepelését. Amikor a körmös tengelykapcsoló közeledik a szinkrónhoz, akkor a megfelelő henger előnyös módon ismét nyomás alá kerül, hogy lehetővé váljon a leosztó körmös tengelykapcsolójának gyors és sima kapcsolódása. Ezenkívül hideg időben viszonylag nagyobb erő használható a kis sebességű leosztó körmös tengelykapcsoló kioldására és a nagy sebességű leosztó tengelykapcsoló kapcsolódásba hozására a dugattyú nagy területű homloklapjához kapcsolódó működtetőkamra nyomás alá helyezésével és a másik kamra nyomásmentes állapotban való tartályával. Emellett a kamrákat szabályozó összes szelep előnyös módon alaphelyzetben nyomásmentesítő állásban van. Ily módon a szabályozó mágnesszelepeknél bekövetkező villamos hiba esetén a mágnesszelepek mindkét kamrát nyomásmentesítik és így a leosztó tengelykapcsoló fenntartja az éppen bekapcsolt módosítást.

A gépjármű automatizált sebességváltó rendszere, amit a találmány szerinti rendszer szabályoz, tartalmaz egy összetett sebességváltót. Ebben a sebességváltóban egy főváltóval sorba van kötve egy mellékváltó, aminek van egy nagy sebességű módosítása és egy kis sebességű módosítása. A mellékváltó tartalmaz egy nem szinkronizált körmös tengelykapcsolót az egyik mellékváltó-fokozat kapcsolására és egy pneumatikusan működtetett kétállású működtetőt, ami a mellékváltót a kiválasztott - nagy sebességű vagy kis sebességű - fokozatban kapcsolja. A működtetőt egy dugattyú képezi, aminek az egyik homloklapja a nagy sebességű fokozatba kapcsoló erőt fejt ki és másik, az előzővel szemben lévő, kisebb homloklapja a kis sebességű fokozatba kapcsoló erőt fejt ki. A mellékváltó tartalmaz továbbá egy helyzetérzékelőt, ami érzékeli, hogy a működtető a nagy sebességű módosítást kapcsoló helyzetben, a kis sebességű módosítást kapcsoló helyzetben vagy egy közbenső helyzetben van-e, és ennek megfelelő helyzetjeleket állít elő. A sebességváltóval hajtó kapcsolatban van egy üzemanyag-szabályozású motor. A motorba jutó üzemanyag mennyiségét egy üzemanyag-szabályozó szabályozza. Egy első kétállású szabályozószelep a kiválasztás szerint nyomás alá helyezi vagy nyomásmentesíti a dugattyú első homloklapját, és egy második kétállású szabályozószelep a kiválasztás szerint nyomás alá helyezi vagy nyomásmentesíti a dugattyú másik homloklapját. Ezeket a szabályozószelepeket külön-külön lehet működtetni. Forgásisebesség-érzékelők érzékelik a lényegében szinkrón és lényegében nem szinkrón állapotot a körmös tengelykapcsolóknál és ennek megfelelő sebességjeleket állítanak elő. Egy szabályozóegység bemenőjeleket kap, ezek között jeleket a helyzetérzékelőtől és a forgásisebesség-érzékelőktől, ezeket a jeleket előre meghatározott logikai szabályok szerint feldolgozza, és kimenő parancsjeleket állít elő az üzemanyag-szabályozó, valamint az első és második szabályozószelep számára. A szabályozórendszerben vannak elemek, amik a kis sebességű fokozatból a nagy sebességű fokozatba való kapcsolás érzékelésekor mind az első, mind a második szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítják, a működtető helyzetét észlelik, és az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásolják, hogy a motor üzemanyag-ellátása csökken. Ezután - ha az érzékelés szerint a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog - szabályozórendszer az üzemanyag-szabályozást viszszaadja a kezelőnek (gépjárművezetőnek), és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartja, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítja. Ha az érzékelés szerint a működtető a közbenső helyzet felé mozog és abban marad, akkor a szabályozórendszer mindkét szelepet nyomásmentesítő helyzetbe állítja, az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásolja, hogy a motor egy előírt szinkrón forgással forogjon a nagy sebességű módosítás körmös tengelykapcsolója lényegében szinkrón forgásának érzékeléséig és legalább az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítja. Ezután - ha az érzékelés szerint a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog - a szabályozórendszer az üzemanyag-sza3

HU 217 700 Β bályozást visszaadja a gépjárművezetőnek, és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartja, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítja.

A szabályozórendszer előnyös módon tartalmaz továbbá olyan elemeket, amik a fentebb említett műveletek elvégzése után az első szabályozószelepet periodikusan a nyomásmentesítési helyzetből nyomás alá helyezési helyzetbe állítják, majd visszaállítják nyomásmentesítési helyzetbe, és eközben a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetben tartják.

A szabályozórendszer előnyös módon tartalmaz továbbá olyan elemeket, amik - ha az érzékelés szerint a működtető egy első időtartamra a kis sebességű módosítás helyzetében marad - az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetben tartják, a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítják, és a motorba juttatott üzemanyag mennyiségét pillanatszerűen növelik és csökkentik.

A mellékváltó előnyös módon egy leosztó típusú mellékváltó.

A szabályozórendszer előnyös módon pneumatikusan működik. A szabályozószelepek előnyös módon mágnestekerccsel szabályozott szelepek (mágnesszelepek).

A mágnesszelepek alaphelyzete előnyös módon a nyomás alá helyezési helyzet.

A szabályozóegység előnyös módon egy mikroprocesszor alapú szabályozóegység.

A nagy sebességű módosítás tengelykapcsolója lényegében szinkrón forgásának érzékelése előnyös módon a motor előírt forgási sebességet közelítő sebességének a működtető reakcióidejéhez viszonyított aránya érzékeléseként történik.

A feladatot az eljárás tekintetében úgy oldjuk meg, hogy a kis sebességű módosításról a nagy sebességű módosításba való kapcsolás érzékelésekor mind az első, mind a második szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítjuk, a működtető helyzetét észleljük, és az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásoljuk, hogy a motor üzemanyag-ellátása csökken. Ezután - ha azt érzékeljük, hogy a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog - az üzemanyag-szabályozást visszaadjuk a gépjárművezetőnek és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartjuk, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk. Ha azt érzékeljük, hogy a működtető a közbenső helyzet felé mozog és abban marad, akkor mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk, és az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásoljuk, hogy a motor egy előírt szinkrón forgással forogjon a nagy sebességű módosítás körmös tengelykapcsolója lényegében szinkrón forgásának érzékeléséig és legalább az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítjuk. Ezután - ha azt érzékeljük, hogy a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog - az üzemanyag-szabályozást visszaadjuk a gépjárművezetőnek, és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartjuk, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk.

Az eljárás fentebb leírt lépései után az első szabályozószelepet előnyös módon periodikusan nyomásmentesítési helyzetből nyomás alá helyezési helyzetbe mozgatjuk, majd nyomásmentesítési helyzetbe visszamozgatjuk, és eközben a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetben tartjuk.

Ha azt érzékeljük, hogy a működtető egy első időtartamra a kis sebességű módosítás helyzetében marad, akkor az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetben tartjuk, a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk, és a motorba juttatott üzemanyag-mennyiséget pillanatszerűen növeljük és csökkentjük. Az első szabályozószelepet előnyös módon körülbelül 10...60 másodpercenként mozgatjuk periodikusan nyomásmentesítési helyzetből nyomás alá helyezési helyzetbe, és az első szabályozószelepet előnyös módon egy-két másodpercig tartjuk nyomás alá helyezési helyzetben.

Találmányunkat, annak további céljait és előnyeit annak egy példaképpeni kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben, ábráink segítségével, amelyek közül az

1. ábra egy részben automatizált leosztó váltókapcsolással ellátott, részben automatizált, mechanikus sebességváltó rendszer vázlatos ábrázolása, az

A. ábra az 1. ábra szerinti rendszerben alkalmazott és kombinált tartományváltó és leosztó (rangé and splitter) típusú mellékváltót tartalmazó sebességváltó vázlatos ábrázolása, az

IB. ábra az 1. ábra szerinti sebességváltó rendszer félautomata sebességváltási mintájának vázlatos ábrázolása, a

2. ábra egy ismert leosztó váltást szabályozó rendszer vázlatos ábrázolása, a

3. ábra a találmány szerinti automatizált leosztóváltást szabályozó rendszer vázlatos ábrázolása.

A következő leírásban megállapodásszerűen és hivatkozási célokból - korlátozó jelleg nélkül - egy bizonyos terminológiát használunk. A „felfelé”, „lefelé”, Jobbra” és „balra” szavak a hivatkozott rajzon lévő irányokat jelentik. Az „elülső” és „hátsó” szavak a gépjárműbe szokásos módon beszerelt sebességváltó elülső, illetőleg hátsó végére utalnak, ami az 1. ábrán látható sebességváltónál a bal, illetőleg jobb oldalnak felel meg. A „befelé” és „kifelé” szavak a berendezés és annak hivatkozott részei mértani középpontja felé, illetőleg attól elmutató irányt jelentenek. Ezek a megállapodások vonatkoznak magukra az említett szavakra, az azokból képzett szavakra és a hasonló jelentésű szavakra.

Az „összetett sebességváltó” kifejezéssel egy olyan sebességváltó vagy áttételváltó szerkezetet jelölünk, ami tartalmaz egy több előremeneti sebességes főváltót és legalább egy többsebességes segédváltót, amik sorba vannak kötve, úgyhogy a főváltóban kiválasztott áttételcsökkentés a mellékváltóban kiválasztott további átté4

HU 217 700 Β telcsökkentéssel kombinálható. A „szinkronizált tengelykapcsoló egység” és a hasonló jelentésű szavak egy kényszerkapcsolódású, kormos típusú tengelykapcsoló egységet jelentenek, amivel egy kényszerkapcsolódású tengelykapcsoló révén egy kiválasztott fogaskereket elforgathatatlanul egy tengelyhez kapcsolnak, és aminél a tengelykapcsoló megkísérelt kapcsolódása mindaddig meg van gátolva, amíg a tengelykapcsoló tagjai lényegében szinkrón nem forognak. A tengelykapcsoló tagjain viszonylag nagy kapacitású súrlódó elemek vannak, amik elegendőek ahhoz, hogy a tengelykapcsoló kapcsolódásának kezdetén a tengelykapcsoló tagjait és az ezekkel forgó összes elemet lényegében szinkrón sebességgel forgassák.

Az 1. ábrán látható egy részben automatizált 100 sebességváltó rendszer. A 100 sebességváltó rendszerben lévő összetett 110 sebességváltó tartalmaz egy 112 főváltót, amivel sorba van kötve egy tartományváltó és leosztó típusú 114 mellékváltó. A főváltó nagy sebességű, és a tartományváltó nagy sebességű helyzetében (vagyis a 11. és 12. sebességfokozatban) a leosztóváltás a 11. és 12. sebességfokozat között automatizált. Az ilyen típusú sebességváltó rendszerre példa a 4 722 248 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amire a jelen leírásban hivatkozunk.

Az összetett típusú 110 sebességváltó egy 112 főváltóból és az ezzel összekapcsolt 114 mellékváltóból áll, amit a találmány szerinti leosztóváltó-szabályozó rendszer és eljárás szabályoz. A 112 főváltót a C tengelykapcsoló kapcsolja össze a gépjármű E motorjának 20 forgattyús tengelyével (hajtótengelyével), és a mellékváltó 94 kimenőtengelyét általában egy hajtótengely köti össze a gépjármű nem ábrázolt kerekeivel.

A 110 sebességváltóval előállítható módosításokat kézileg választják ki úgy, hogy a motor hajtótengelyének leválasztása végett először benyomják a 116 tengelykapcsoló-pedált, majd a 118 sebességváltó kart az előírt váltási minta szerint állítják be a fő váltó kívánt, adott módosításának kapcsolása végett, majd - ha a kívánt, adott módosítás a 114 mellékváltó különböző módosításán belül van - villamos váltógombbal vagy pneumatikus működtető 120 szelepekkel egy jelet állítanak elő, ami a kívánt kapcsolást a 114 mellékváltóban létrehozza. Ezt az összetett típusú sebességváltók működtetése terén jártas szakemberek jól ismerik.

A jelen találmány keretében a „csoport” kifejezésen egy gépjármű sebességváltójával és különösen egy összetett típusú sebességváltóval előállítható módosítások halmazát értjük, amikor egy adott módosítást egy kezelő kézileg választ ki, és „sorrendileg összefüggő”-nek nevezünk a kiválasztott csoportban lévő módosításokat, ha a két módosítás közzé nem esik egy olyan módosítás, ami egy másik csoporthoz tartozik. Például: az IB. ábra szerinti ,,AUTO” jelölésű csoportban automatikus a váltás a 11. és 12. módosítás (fokozat) között, de nem automatikus a 4. fokozat és a 11. vagy 12. fokozat között, mivel a 4. fokozat és a 11. és 12. fokozat közötti fokozatokat más csoportok tartalmazzák. Általában a sebességváltó olyan típusú, hogy több előremeneti fokozata van, amik közül a kezelő által kiválasztható egyik csoport sorrendileg összefüggő, és kevesebb, mint a sebességváltó által szolgáltatott fokozatok teljes száma. Automatikus a váltás legalább két, sorrendileg összefüggő fokozat között.

A 100 sebességváltó rendszerben a kezelő előnyös módon az összes fokozatot - a legmagasabb fokozat kivételével és a legmagasabb fokozatot tartalmazó csoportban a legmagasabb fokozattal sorrendileg összefüggő fokozatok kivételével - kézileg választhatja ki, szükség esetén a 120 gomb működtetésével (vagyis előválasztással), majd benyomja a 116 tengelykapcsoló-pedált, hogy a C tengelykapcsoló leválassza a 112 főváltót e motor hajtótagjáról, ezután helyzetbe állítja a 118 sebességváltó kart, és a kívánt fokozat kapcsolódása után felengedi a 116 tengelykapcsoló-pedált.

A kapcsolást (sebességváltást) szabályozórendszer indítja, és lehetővé teszi az automatikus váltást a legmagasabb csoporton belül legalább a sorrendileg összefüggő fokozatok között, és előnyös módon minden csoporton belül az összes sorrendileg összefüggő fokozat között, amennyiben a kezelő a csoporton belüli legalacsonyabb fokozatot választja ki.

A találmány szerinti szabályozórendszer tartalmaz érzékelőelemeket, amik alkalmas 122 jeleket állítanak elő azon elemek számára, amik lehetővé teszik az automata váltást a kívánt módosítás helyzetébe. Az automatikus váltást megvalósító elemek a 124 logikai kapcsolás (szabályozóegység), a 126 tengelykapcsoló-szabályozó, az automatikus 128 üzemanyag-szabályozó és a váltás 130 működtetője. A 124 logikai kapcsolás információként kapja a bemeneti 132 sebességjelet, a módosítás helyzetére vonatkozó 122 jeleket, a kimenő 134 sebességjeleket és a gázpedál helyzetére vonatkozó 136 helyzetjelet. A 124 logikai kapcsolás ennek az információnak az alapján megfelelően indítja és elvégzi az automatikus váltást. Az automatikus váltást a 124 logikai kapcsolástól kapott 138 jel természetének megfelelően általában a váltás 130 működtetője hajtja végre, ami szelepeket, működtetőelemeket és hasonlókat tartalmaz. Ezek a szakterületen járatosak számára jól ismertek. A 124 logikai kapcsolás 140 jelet ad a 126 tengelykapcsoló-szabályozónak, ami 142 jelet ad a C tengelykapcsoló automatikus működtetéséhez. Ez koordinálva van egy 136 helyzetjel előállításával, amit az automatikus 128 üzemanyag-szabályozó kap a 144 gázpedálkezelő által működtetésére vonatkozóan, járulékosan ahhoz az információhoz, ami a 94 kimenőtengely sebességére vonatkozik, és amit a 124 logikai kapcsolás 134 sebességjelként kap meg.

Az automatikus váltást megvalósító, fentebb leírt elemek az adott szakterületen járatos szakemberek számára jól ismertek, kivéve azt, hogy ezek csak akkor léphetnek működésbe, ha a kezelő kézzel bekapcsolt egy olyan fokozatot, ami a legmagasabb fokozatot tartalmazó csoportban van. Ilyen automatikus váltásra vonatkozó példákat részletesebben ismertet a 4 361 060 számú, a 4 527 447 számú és a 3 478 851 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amikre a jelen leírásban hivatkozunk.

A 124 logikai kapcsolás előnyös módon egy mikroprocesszor-alapú szabályozó- vagy elektronikus szabá5

HU 217 700 Β lyozóegység. Ilyet ír le a 4 595 986 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amikre a jelen leírásban hivatkozunk.

A kombinált tartományváltó és leosztó típusú 114 mellékváltót tartalmazó, összetett 110 sebességváltó felépítése az 1 A. ábrán látható. Az 1A. ábrán vázlatosan ábrázoltunk egy jól ismert és kereskedelmileg nagyon sikeres tizenhárom sebességes összetett 110 sebességváltót. A 11 sebességváltó tartalmaz egy 112 fóváltót, ami sorba van kötve egy 114 mellékváltóval. A 114 mellékváltó tartalmaz mind tartomány váltó, mind leosztó típusú áttételt. A 110 sebességváltó tipikusan egy házban van elhelyezve, és tartalmaz egy 16 bemenőtengelyt, amit a mozgatóerő forrása, például egy E motor, így egy dízelmotor egy szükség szerint kioldható (szétválasztható), alaphelyzetben kapcsolódásban lévő C tengelykapcsolón át hajt. A C tengelykapcsoló egy súrlódó főtengelykapcsoló, aminek van egy, a motor 20 forgattyústengelyével hajtási kapcsolatban lévő bemenő vagy hajtó 18 kapcsolórésze és egy, a sebességváltó 16 bemenőtengelyéhez forgathatóan rögzített, hajtott 22 kapcsolórésze.

A 112 főváltóban a 16 bemenőtengelyen van egy bemenő 24 fogaskerék, ami lényegében azonos forgási sebességgel, szimultán hajtja a főváltó több, lényegében azonos 26 és 26a előtéttengely-egységét. Az ábrázolt 110 sebességváltóban két, lényegében azonos főváltó előtéttengely-egység van egy 28 főtengely átmérősen ellentett oldalain. Ez a főtengely általában koaxiális a 16 bemenőtengellyel. A főváltó mindegyik, 26 és 26a előtéttengely-egységében van egy főváltó 30 előtéttengely, amit a H házban a 32 és 34 csapágy hordoz. A H háznak csak egy részét ábrázoltuk vázlatosan. A főváltó mindegyik 30 előtéttengelyén a 38, 40, 42, 44, 46 és 48 csoportkerékből álló, azonos főváltó kerékcsoport van. A csoportkerekek úgy vannak rögzítve, hogy együtt forognak az előtéttengellyel. A 28 főtengelyt több, 50, 52, 54, 56 és 58 hajtókerék vagy főtengelykerék veszi körül, amik közül egyszerre egy hajtókerék a kiválasztás szerint összekapcsolható a 28 főtengellyel és azzal együtt forog. A hajtókereket az adott szakterületen jól ismert módon kormos, csúszógyűrűs 60,62 és 64 tengelykapcsolók kapcsolják össze a főtengellyel. A 60 tengelykapcsolót arra is lehet használni, hogy összekapcsolja a tengelykapcsoló 24 fogaskerekét a 28 főtengellyel, így közvetlen hajtási kapcsolat (direkt kapcsolás) jön létre a 16 bemenőtengely és a 28 főtengely között. A főváltóban előnyös módon mindegyik hajtókerék körülveszi a 28 főtengelyt és állandó kapcsolatban van az előtéttengely megfelelő kerékcsoportjával, ami a hajtókereket magával viszi. Az ehhez szükséges rögzítési eszközöket és az ebből fakadó előnyöket részletesebben ismerteti a 3 105 395 számú és a 3 335 616 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom, amikre itt hivatkozunk. A 60, 62 és 64 tengelykapcsolót axiálisan, tipikus módon nem ábrázolt kapcsolóvillák mozgatják, amik a váltórúd nem ábrázolt házában vannak elhelyezve, amint ez a szakterületen jól ismert. A 60, 62 és 64 tengelykapcsolók a jól ismert, szinkronizálatlan, kettős működésű, kormos tengelykapcsolók.

A leírt 110 sebességváltó jól ismert, kereskedelmileg sikeres, több azonos előtéttengelyt, együtt forgó főtengelyt és együtt forgó hajtókerekeket tartalmazó típus, és a találmány szerinti mellékváltó különösen jól alkalmazható az ilyen felépítésű sebességváltóban, ugyanakkor nyilvánvaló, hogy a jelen találmány előnyei ugyanúgy alkalmazhatóak az egy előtéttengelyt tartalmazó vagy több, nem azonos előtéttengelyt tartalmazó sebességváltókban is.

A főváltó 58 hajtókereke a hátrameneti fogaskerék és nem ábrázolt, szokványos közvetítő előtét-fogaskerekeken át állandó kapcsolódásban van a 48 csoportkerekekkel. Megemlítjük, hogy a 112 főváltón ugyan öt előremeneti sebességfokozatot lehet választani, de a legalacsonyabb előremeneti sebességfokozat - ami akkor jön létre, amikor a főtengely 56 hajtókereke van hajtási kapcsolatban a 28 főtengellyel - gyakran olyan nagy áttételcsökkentést eredményez, amit alacsony vagy „kúszó” sebességfokozatnak lehet tekinteni. Ezt a fokozatot csak a gépjármű nehéz feltételek közötti indítására használják, és általában nem alkalmazzák a magas áttételi tartományban és/vagy ez a fokozat nem osztható le az alacsony áttételi tartományban. Ezért, bár az ábrázolt 112 főváltó öt előremeneti sebességet szolgáltat, mégis általában „4+l”-es főváltónak nevezzük, mivel csak négy előremeneti sebesség van kombinálva a 114 mellékváltóval.

A csúszógyűrűs kormos 60, 62 és 64 tengelykapcsoló háromállású, mivel beállítható az ábrázolt, nem kapcsoló középhelyzetbe, vagy jobbra teljesen kapcsolt helyzetbe, vagy baba teljesen kapcsolt helyzetbe.

A 114 mellékváltó a 112 fő váltó val sorba van kötve. A mellékváltó háromréteges, háromsebességes, kombinált tartományváltó-leosztó típusú mellékváltó. A 28 főtengely benyúlik a 114 mellékváltóba. A 28 főtengelyen van rögzítve a 70 mellékhajtókerék, ami azonos forgási sebességgel szimultán hajt több mellékváltó 72 és 72A előtéttengely-egységet. Mindegyik mellékváltó 72 és 72A előtéttengely-egységben van egy mellékváltó 74 előtéttengely, amit a H házban a 76 és 78 csapágyakban hordoz. A 74 előtéttengelyen vele együtt forgóan van rögzítve a mellékváltó három, 80, 82 és 84 csoportkereke. A mellékváltó 80 csoportkerekei állandó kapcsolatban vannak a 70 mellékhajtókerékkel, a mellékváltó 82 és 84 csoportkerekei pedig állandó kapcsolatban vannak a mellékváltó 86, illetőleg 88 hajtott kerekével. A mellékváltó 86 hajtott kereke koaxiálisán körülveszi a 90 tengely csonkot, ami koaxiális a 28 főtengellyel, és egy szinkronizált, csúszó, kéthelyzetű 92 tengelykapcsoló-egységet hordoz. A mellékváltó 88 hajtott kereke koaxiálisán körülveszi a 94 kimenőtengelyt, ami egy kétállású, csúszókarimás, kormos 96 tengelykapcsolót hordoz. Ez a kormos, csúszókarimás tengelykapcsoló szerkezetileg és funkcionálisan lényegében azonos a csúszókarimás, kormos 60, 62 és 64 tengelykapcsolókkal, amiket a 112 főváltóban alkalmazunk. Mind a 92 tengelykapcsoló-egység, mind a 96 tengelykapcsoló kétállású: a kiválasztás szerint lehet jobb oldali szélső helyzetben vagy bal oldali szélső helyzetben, de normálisan nem lehet az ezek közötti, középső,

HU 217 700 Β nem kapcsolódó helyzetben. A 92 tengelykapcsolóegységet és a 96 tengelykapcsolót kapcsolóvillával lehet axiálisan a kiválasztott helyzetbe állítani. A kapcsolóvillákat a szakterületen jól ismert, távszabályozott, pneumatikusan működtetett dugattyúegység helyezi.

A szinkronizált 92 tengelykapcsoló-egységet el lehet mozgatni a bal oldali szélső helyzetbe, ahol hajtási kapcsolatba hozza a 70 mellékhajtókereket és a 28 főtengelyt a mellékváltó 90 tengelycsonkjával, vagy axiálisan a jobb oldali szélső helyzetbe lehet állítani, ahol forgási kapcsolatba hozza a mellékváltó 86 hajtott kerekét a mellékváltó 90 tengelycsonkjával. A csúszókarimás 96 tengelykapcsolót axiálisan a bal oldali szélső helyzetbe lehet állítani, ahol forgási kapcsolatba hozza a 90 tengelycsonkot a 94 kimenőtengellyel, vagy axiálisan a jobb oldali szélső helyzetbe lehet állítani, ahol forgási kapcsolatba hozza a mellékváltó 88 hajtott kerekét a 94 kimenőtengelyével.

A mellékváltó 80 csoportkerekei és 70 mellékhajtókereke képezik a három fokozatréteggel rendelkező 114 mellékváltó első fokozatrétegét, a mellékváltó 82 csoportkerekei és 86 hajtott kereke képezik a második fokozatréteget, és a mellékváltó 84 csoportkerekei és 88 hajtott kerekei képezik a harmadik fokozatréteget. Ha a 96 tengelykapcsoló a jobb oldali szélső helyzetben van, és hajtási kapcsolatba hozza a mellékváltó 88 hajtott kerekét a 94 kimenőtengellyel, akkor a 28 főtengely a 94 kimenőtengelyt a 70 mellékhajtókeréken, a mellékváltó 80 csoportkerekén, a mellékváltó 84 csoportkerekén és a mellékváltó 88 hajtott kerekén át hajtja - függetlenül a szinkronizált 92 tengelykapcsoló-egység helyzetétől -, és így a három fokozatréteggel rendelkező 114 mellékváltóval maximum háromféle áttételi viszonyt lehet választani.

A szinkronizált 92 tengelykapcsoló-egység a tartományváltó tengelykapcsoló, amit a mellékváltóban tartományváltásokra használunk, míg a csúszókarimás, kormos 96 tengelykapcsoló a leosztó tengelykapcsoló, amit a mellékváltóban leosztó kapcsolásokra használunk. A nem szinkronizált, csúszógyűrűs, kormos 96 tengelykapcsoló kiválasztás szerinti axiális helyezésére egy 96A kapcsolóvilla szolgál.

A 110 sebességváltóról és a leosztó 96 tengelykapcsolóról további részletek találhatók a 4 754 665 számú, a 4 788 889 számú és a 4 964 313 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalomban, amikre itt hivatkozunk.

A 2. ábrán egy kétsebességes leosztóváltó automatizált kapcsolásának szabályozására szolgáló, ismert 160 szabályozórendszer látható. A leosztó csúszógyűrűs, kormos 96 tengelykapcsoló axiális helyezését egy 96A kapcsolóvilla végzi, ami egy pneumatikusan működtetett 162 működtetőhöz kapcsolódik. A 162 működtető egy hengerből és különböző területű homloklapokkal rendelkező dugattyúból áll.

A 162 működtető 164 hengerében tömítetten csúszhat el a 166 dugattyú, aminek van egy kisebb területű 168 homloklapja és ezzel szemben egy nagyobb területű 170 homloklapja. A 166 dugattyú a hengert az első homloklaphoz tartozó első, 168A kamrára és a második homloklaphoz tartozó második, 170A kamrára osztja.

Ha a 168A kamra nyomás alá kerül, akkor fellép egy erő, ami a 96A kapcsolóvillát balra viszi, ahol a kis sebességű leosztófokozatot kapcsolja. Ha a 170A kamra kerül nyomás alá, akkor a fellépő erő a 96A kapcsolóvillát jobbra viszi, ahol a nagy sebességű leosztófokozatot kapcsolja.

A 172 vezetéken át a kis sebesség 168A kamrája állandó összeköttetésben van a 174 préslevegőforrással és a 176 szűrőszabályozó egységgel. A 174 préslevegőforrás gyakran a gépkocsi saját kompresszora és/vagy egy légtartály. A nehézüzemű gépjárműveknél a sebességváltóhoz és más működtetőkhöz vezetett préslevegő nyomását tipikusan 0,40...0,55 MPa-ra szabályozzák.

A 170A kamra a 178 vezetékre van kötve, ami pneumatikusan összekapcsolja a nagy sebesség 170A kamráját egy háromútú, kétállású 180 szeleppel. A 180 szelep alaphelyzetben a légkörrel köti össze a 178 vezetéket (nyomásmentesítés), és kívánat szerint eltolható egy olyan helyzetbe, amelyben a 178 vezetéket szűrt és szabályozott nyomású levegő forrásával köti össze. A 180 szelepet a 124 logikai kapcsolástól kapott kimenő parancsjelek alapján egy 182 szelepműködtető, például egy mágnesszelep működteti.

Működés közben az első, 168A kamra állandóan nyomás alatt van, és egy első erővel kapcsolódásra készteti a kis sebesség kormos leosztó tengelykapcsolóját. A nagy sebesség leosztó tengelykapcsolójának kapcsolása végett a 180 szelepet nyomás alá helyező vagy második helyzetbe állítjuk, amelyben nyomás alá helyezi a második kamrát, vagyis a nagy sebesség 170A kamráját és a nagy sebesség kormos leosztó tengelykapcsolóját kapcsolódásra készteti egy erő, ami a szabályozott levegőnyomásnak és a dugattyú második, 170 homloklapja és első, 168 homloklapja közötti területkülönbség szorzatával egyenlő.

Egy konkrét példában az első, 168 homloklap felszínének terület körülbelül 7,1 cm² (A! = 7,1 cm²), a második 170 homloklap felszínének területe körülbelül 15,9 cm² (A2=15,9 cm²) és a szabályozott nyomás 0,40 MPa (Ps=0,40 MPa). Ennek megfelelően az első homloklap nyomás alá helyezésekor a balra irányuló erő körülbelül 292 N, a második homloklap nyomás alá helyezésekor a jobbra irányuló erő körülbelül 650 N, és a mindkét homloklap nyomás alá helyezésekor a jobbra irányuló erő körülbelül 358 N. Ha tehát a 180 szelep alaphelyzetben vagy nyomásmentesítési helyzetben van, akkor a leosztó 96 tengelykapcsolót körülbelül 292 N erő készteti kapcsolódásba a kis sebességű leosztófokozattal (direkt fokozattal az 1. ábrán), és ha a 180 szelep nyomás alá helyezési helyzetben van, akkor a leosztó 96 tengelykapcsolót körülbelül 358 N erő készteti kapcsolódásba jobbra, a nagy sebességű leosztófokozattal (gyorsítófokozattal az 1. ábrán).

A 2. ábra szerinti, ismert szabályozórendszer általában hatékony, bizonyos körülmények között azonban kívánatos a tökéletesítés. Minthogy a 168A kamra állandóan nyomás alatt van, ezért a 96 tengelykapcsoló állandóan el van tolva balra vagy jobbra. Emiatt a tengelykapcsoló fogai kerepelő kapcsolódásba kényszerülnek még akkor is, ha a kormos tengelykapcsoló kapcsolódó

HU 217 700 Β fogainál lényegében nem szinkrón forgás van érzékelve. Ez kifogásolhatóan zajos leosztóváltást és/vagy a tengelykapcsoló fogainak kopását idézheti elő. Ezenkívül a tengelykapcsoló kapcsolódása után folyamatosan állandó erő hat a tengelykapcsoló-hüvelyre, amit a kapcsolóelemek kopását és/vagy igénybevételét idézheti elő. Emellett a 182 szelepműködtető villamos meghibásodásakor a leosztócsoport a kis sebességű helyzetben marad, ami ellentétes lehet a kezelő szándékaival.

Ehhez járul még, hogy - mivel a 168A kamra állandóan nyomás alatt van - a 170A kamra nyomás alá helyezésekor fellépő teljes erő (körülbelül 650 N) nem áll rendelkezésre a kis sebességű fokozat nagy erejű kioldásához és/vagy a nagy sebességű leosztási fokozat kapcsolásához. Ez viszont kívánatos lehet a 100 sebességváltó rendszer bizonyos feltételek közötti - például hideg időben történő - működtetésekor.

A kétsebességes leosztócsoport automata váltásához szolgáló, jelen találmány szerinti 200 szabályozórendszert a 3. ábrán mutatjuk be. Ugyanúgy, mint az ismert 160 szabályozórendszerben, egy kétállású, eltérő területű homloklapokkal rendelkező 162 működtetőt alkalmazunk a leosztó 96 tengelykapcsoló átállítására, és préslevegőt vezetünk be a 174 préslevegőforrásból a 176 szűrő-szabályozó egységen át.

A rendszer elektronikus szabályozóegysége, a 124 logikai kapcsolás különböző - az üzemanyag-szabályozótól, a működtető 201 helyzetérzékelőjétől és a sebességérzékelőktől kapott - bemenőjelek alapján kimenő parancsjeleket állít elő az üzemanyag-szabályozó és két, 202 és 204 szabályozószelep számára.

Mind a 202, mind a 204 szabályozószelep kétállású, háromútú szelep, amik egy szabályozott 202A, illetőleg 204A kaput, vagy a szabályozott préslevegőforrással vagy a légkörrel kötnek össze. A 202 és 204 szabályozószelepet egymástól függetlenül lehet működtetni. A 202 szabályozószelep szabályozza a működtető 168A kamrájának nyomás alá helyezését vagy nyomásmentesítését, a 204 szabályozószelep szabályozza a 170A kamra nyomás alá helyezését vagy nyomásmentesítését. A 202 és 204 szabályozószelep a 3. ábra szerinti előnyös módon mágnesszelep, amik alaphelyzetben nyomásmentesítő állásban vannak. Minthogy a szabályozószelepek egymástól függetlenül működtethetőek, ezért a működtető két, 168A és 170A kamráját egymástól függetlenül, külön-külön lehet nyomás alá helyezni vagy nyomásmentesíteni, és a villamos áram kimaradása esetén egyik kamra sincs nyomás alatt. Ellenkező esetben a működtető nem a kívánt helyzetbe kerülhetne.

A 200 szabályozórendszer a következőképpen működik.

Magasabb fokozatba kapcsoláskor a sebességváltási műveletsor akkor kezdődik, amikor a 124 logikai kapcsolás megállapította a váltási pont elérését. A váltási pont kiválasztását a logikai kapcsolás több bemenőjel alapján végezheti. A kiválasztás alapulhat például a fentebb említett, 4 361 060 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalomban alkalmazott logikán. Minthogy magasabb fokozatba való kapcsolásról van szó, ezért mind a kis sebesség 202, mind a nagy sebesség

204 szabályozószelepe feszültséget kap. Az eltérő területű homloklapokkal rendelkező dugattyú által kifejtett eredő erő a leosztó tengelykapcsolót a nagy sebességű leosztási fokozat helyzetébe állítja. Ezzel egyidejűleg az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásoljuk, hogy csökkentse a motor üzemanyag-ellátását, ami hirtelen nyomatékcsökkenést vált ki. Amikor a nyomatéknak ez a csökkenése bekövetkezik, akkor a leosztó 96 tengelykapcsolóra az eredő erő a nagy sebességű fokozat irányában hat, ami kioldja a leosztó tengelykapcsolót a kis sebességű fokozatból. Minthogy a leosztó tengelykapcsolót a dugattyúból és hengerből álló, kétállású 162 működtető mozgatja, ezért a leosztó tengelykapcsoló a nagy sebességű kormos tengelykapcsolóval való kapcsolódás felé mozogva átmegy a semleges helyzeten. Minthogy azonban a kormos tengelykapcsoló kapcsolódó tagjai között kezdetben rendszerint nagy sebességkülönbség áll fenn, ezért a nagy sebességű fokozat fogaskerekével forgó kapcsolórész visszalöki a csúszó kapcsolórészt, és a kormos tengelykapcsoló fogai csak kissé kerepelnek. Amikor a rendszer a 201 helyzetérzékelő által észleli, hogy a leosztó tengelykapcsoló semleges helyzetbe került, akkor mind a 202, mind a 204 szabályozószelep kikapcsolódik, hogy a leosztó tengelykapcsoló ereje nullára csökkenjen. A leosztó tengelykapcsoló most a semleges területen „lebeg” és várja a szinkrón sebesség létrejöttét.

A leosztó tengelykapcsoló semleges helyzetének észleléseikor ezzel egyidejűleg az automatikus üzemanyag-szabályozás szinkronizáló üzemmódban működik, hogy a motor sebessége szinkrónba kerüljön a kívánt fogaskerékkel. Ez előnyös módon zárt láncú szabályozás. Amikor a motor sebessége közeledik a szinkrónhoz, amit a szinkrón sebesség közelítésének üteme és a tengelykapcsoló működtetőjének válaszideje alapján érzékelünk, akkor a nagy sebességű fokozat 204 szabályozószelepe - és csak ez - feszültséget kap, hogy a teljes erő álljon rendelkezésre a leosztó tengelykapcsoló nagy sebességű fokozat helyzetébe való kapcsolásához. Ez elősegíti, hogy a kormos tengelykapcsoló teljesen kapcsolódjon. Amikor a rendszer megállapítja, hogy a leosztó tengelykapcsoló teljesen kapcsolódott, akkor a motor üzemanyag-ellátásának szabályozását visszaadja a kezelőnek. A nagy sebességű fokozat 204 szabályozószelepe előnyös módon egy bizonyos, elegendő ideig (körülbelül 2 másodpercen át) feszültség alatt marad, hogy biztosítva legyen a nagy sebességű fokozat kormos tengelykapcsolójának folyamatos kapcsolódása. Ezután a mágnestekercsek nem kapnak feszültséget, hogy a mágnestekercsek és a hajtóáramkör megbízhatósága nagyobb legyen.

A 200 szabályozórendszernél az alacsonyabb fokozatba kapcsoláskor a műveletek sora hasonló a magasabb fokozatba kapcsolás előbb leírt műveletsorához, kivéve azt, hogy ekkor csak a kis sebesség 202 szabályozószelepe kap feszültséget, hogy a leosztó tengelykapcsolót először semleges helyzetbe, majd a kis sebességű leosztás működtetésének helyzetébe állítsa. Fontos az a tény, hogy az alacsonyabb fokozatba való kapcsoláskor a kioldáshoz szükséges erő jóval kisebb, mi8

HU 217 700 Β vei a kapcsolódó fogaskerekeket összefogó nyomatékzáró effektus kisebb. Ezért a dugattyúból és hengerből álló pneumatikus működtető úgy van kialakítva, hogy nagy sebességről kis sebességre való kapcsoláskor (tehát lefelé kapcsoláskor) kisebb erőt és kis sebességről nagy sebességre való kapcsoláskor (tehát felfelé kapcsoláskor) nagyobb erőt fejtsen ki.

A fenti rendszer lehetővé teszi a teljes erejű leosztóváltás szabályozási algoritmusát is. Ez különösen akkor hasznos, amikor alacsony (-1 °C alatti) hőmérsékleten történik a váltás a nagy sebességű leosztási fokozatba, és a leosztóváltó ellenállása a kis sebességű fokozat kioldásával szemben rendkívül nagy. A nagy sebességű fokozat 204 szabályozószelepének független szabályozásával a nyomás alatt lévő levegőnek a dugattyú 170 homloklapjára ható teljes erejét fel lehet használni arra, hogy a leosztó tengelykapcsolót a kis sebességű helyzetből kioldja.

Összefoglalva: magasabb fokozatba való kapcsoláskor, amikor mindkét szabályozószelep működtetve volt, akkor - ha az üzemanyag-adagolás csökkentése után egy adott időköz (körülbelül 1,0...2,0 másodperc) elteltével nem érzékeljük a kis sebességű leosztófokozat kioldását - a kis sebesség 202 szabályozószelepéről a feszültséget levesszük, míg a nagy sebesség 204 szabályozószelepén a feszültség rajta marad, és így maximális erő léphet fel a kis sebességű fokozat kioldásához. Ugyanakkor az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásoljuk, hogy a motor üzemanyag-ellátását növelje, majd csökkentse, és így újabb nyomatékesést idézzen elő a leosztóváltóban. Alacsonyabb fokozatba való kapcsoláskor - bár a leosztó tengelykapcsolóra ható erő nem növelhető -, ha a nagy sebességű fokozat kioldását egy előre meghatározott időn (rendszerint egy-két másodpercen) belül nem érzékeljük, akkor a motor üzemanyagszabályozóját ugyancsak úgy befolyásoljuk, hogy a motor üzemanyag-ellátását pillanatszerűen növelje, majd csökkentse, és így a kapcsolódásban lévő leosztó kormos tengelykapcsolókon nyomatékesés jöjjön létre.

Ha a kívánt kapcsolás fennállását egy előre meghatározott időközön át érzékeljük, akkor - mint fentebb említettük - mindegyik szabályozószelepről levesszük a feszültséget, hogy a mágnestekercsek, a működtetők és hajtóelemek élettartamát és megbízhatóságát növeljük. A folyamatos kapcsolódás biztosítása végett a megfelelő mágnestekercsre periodikusan (20...60 másodpercenként) rövid időközre (1,0...2,0 másodpercre) feszültséget lehet adni, hogy a kívánt leosztási fokozat kormos tengelykapcsolójának teljes és folyamatos kapcsolódása biztosítva legyen.

Korábban már említettük, hogy mindkét mágnestekerccsel vezérelt 202 és 204 szabályozószelep alaphelyzetben a nyomásmentesítő állásban van, és ezért feszültségkimaradás esetén ezek a szelepek a nyomásmentesítő helyzetbe állnak át vagy abban maradnak. Ez lehetővé teszi, hogy a leosztó tengelykapcsoló abban a helyzetben maradjon, amelyikben éppen van.

Találmányunkat ugyan ennek egy előnyös kiviteli alakja kapcsán, bizonyos mértékig egyedi formában írtuk le, mégis nyilvánvaló, hogy ez az előnyös kiviteli alak csak példaképpen szolgál, és az egyes részek részletes szerkezetének, kombinációjának és elrendezésének számos módosítása lehetséges az igénypontokban leírt találmány szellemétől és terjedelmétől való eltérés nélkül.

Claims (22)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás automata sebességváltó rendszer (100) szabályozására, ami tartalmaz egy összetett sebességváltót (110), az összetett sebességváltóban van egy főváltó (112), sorba kötve egy mellékváltó (114), aminek van egy nagy sebességű módosítása és egy kis sebességű módosítása; egy nem szinkronizált kormos tengelykapcsolót (96) a mellékváltó egyik fokozatának kapcsolására; egy kétállású, pneumatikus működtetőt (162), a mellékváltó (114) a kiválasztott nagy sebességű vagy kis sebességű fokozatba kapcsolására, és amit eltérő területű homloklapokkal rendelkező dugattyú (166) képez, és ennek a dugattyúnak (166) az első homloklapja (170) a nagy sebességű fokozatba kapcsoló erőt kifejtő módon van kialakítva, a második homloklapja (168), ami az első homloklapnál (170) kisebb, és azzal szemben helyezkedik el, a kis sebességű fokozatba kapcsoló erőt kifejtő kialakítású; egy helyzetértékelőt (201) annak érzékelésére, hogy a működtető (162) a nagy sebességű fokozatot kapcsoló helyzetben, a kis sebességű fokozatot kapcsoló helyzetben vagy közbenső helyzetben van-e, és ennek megfelelő helyzetjelek előállítására; egy üzemanyag-szabályozású motort (E), ami hajtási kapcsolatban van a sebességváltóval (110); egy üzemanyag-szabályozót (128) a motorba (E) jutó üzemanyag mennyiségének szabályozására; egy első kétállású szabályozószelepet (204) a dugattyú (166) első homloklapját (170) a kiválasztás szerint nyomás alá helyezésére vagy nyomásmentesítésére, és egy második szabályozószelepet (202) a dugattyú második homloklapját (168) a kiválasztás szerint nyomás alá helyezésére vagy nyomásmentesítésére, és ezek a szabályozószelepek (202,204) külön-külön működtethető kialakításúak; forgási sebességérzékelőket (150, 152, 154) szinkrón állapot érzékelésére a kormos tengelykapcsolóknál, és ennek megfelelő sebességjelek előállítására; egy szabályozóegységet vagy logikai kapcsolást (124), ami bemenőjeleket, többek között a helyzetérzékelő (201) és a forgásisebesség-érzékelők (150, 152, 154) által előállított jeleket fogadó és ezeket logikai szabályok szerint feldolgozva kimenő parancsjeleket előállító kialakítású üzemanyag-szabályozó (128), és az első és második szabályozószelep (202, 204) számára, azzal jellemezve, hogy a kis sebességű módosításról a nagy sebességű módosításba való kapcsolás érzékelésekor mind az első, mind a második szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítjuk, a működtetőhelyzetét észleljük, és az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásoljuk, hogy a motor üzemanyag-ellátása csökken; ezután, ha azt érzékeljük, hogy a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog, az üzemanyag-szabályozást visszaadjuk a gépjárművezetőnek, és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tart9

   HU 217 700 Β juk, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk; ha viszont azt érzékeljük, hogy a működtető a közbenső helyzet felé mozog és abban marad, akkor mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk, és az üzemanyag-szabályozót úgy befolyásoljuk, hogy a motor egy előírt szinkrón forgással forogjon a nagy sebességű módosítás kormos tengelykapcsolója szinkrón forgásának érzékeléséig, és legalább az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítjuk; majd, ha azt érzékeljük, hogy a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozog, akkor az üzemanyag-szabályozást visszaadjuk a gépjárművezetőnek, és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartjuk, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az abban leírt lépések után az első szabályozószelepet előnyös módon periodikusan nyomásmentesítési helyzetből nyomás alá helyezési helyzetbe mozgatjuk, majd nyomásmentesítési helyzetbe visszamozgatjuk, és eközben a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetben tartjuk.
3. 3. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ha azt érzékeljük, hogy a működtető egy első időtartamra a kis sebességű módosítás helyzetében marad, akkor az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetben tartjuk, a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítjuk, és a motorba juttatott üzemanyag-mennyiséget pillanatszerűen növeljük és csökkentjük.
4. 4. Az 1., 2. vagy 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mellékváltó (114) egy leosztó (splitter) típusú mellékváltó.
5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szabályozórendszert (200) pneumatikusan működtetjük.
6. 6. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szabályozószelepekként (202, 204) mágnesszelepeket alkalmazunk.
7. 7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mágnesszelepek alaphelyzetben nyomásmentesítési állásban vannak.
8. 8. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a logikai kapcsolást (124) egy mikroproceszszor-alapú szabályozóegység képezi.
9. 9. A 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az első szabályozószelepet körülbelül 10...60 másodpercenként mozgatjuk periodikusan nyomásmentesítési helyzetből nyomás alá helyezési helyzetbe, és az első szabályozószelepet egy-két másodpercig tartjuk nyomás alá helyezési helyzetben.
10. 10. A 4. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a nagy sebességű fokozat tengelykapcsolójának lényegében szinkrón forgását úgy érzékeljük, mint a motor (E) előírt forgási sebességét közelítő sebességének a működtető reakcióidejéhez viszonyított arányát.
11. 11. A 3. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott idő körülbelül egy másodperc.
12. 12. A 11. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mellékváltó (114) egy leosztó (splitter) típusú mellékváltó.
13. 13. Szabályozórendszer (200) automata sebességváltó rendszer (100) szabályozására, ami tartalmaz egy összetett sebességváltót (110), az összetett sebességváltóban van egy főváltó (112), sorba kötve egy mellékváltó (114), aminek van egy nagy sebességű módosítása és egy kis sebességű módosítása; egy nem szinkronizált kormos tengelykapcsolót (96) a mellékváltó megfelelő fokozatának kapcsolására; egy kétállású, pneumatikus működtetőt (162), ami a mellékváltót (114) a kiválasztott nagy sebességű vagy kis sebességű fokozatba kapcsoló kialakítású, és amit eltérő területű homloklapokkal rendelkező dugattyú (166) képez, és ennek a dugattyúnak (166) az első homloklapja (170) a nagy sebességű fokozatba kapcsoló erőt kifejtő kialakítású, a második homloklapja (168), ami az első homloklapnál (170) kisebb és azzal szemben helyezkedik el, a kis sebességű fokozatba kapcsoló erőt kifejtő kialakítású; egy helyzetértékelőt (201) annak érzékelésére, hogy a működtető (162) a nagy sebességű fokozatot kapcsoló helyzetben, a kis sebességű fokozatot kapcsoló helyzetben vagy közbenső helyzetben van, és ennek megfelelő helyzetjeleket előállító kialakítású; egy üzemanyag-szabályozású motort (E), ami hajtási kapcsolatban van a sebességváltóval (110); egy üzemanyag-szabályozót (128) a motorba (E) jutó üzemanyag mennyiségének szabályozására; egy első kétállású szabályozószelepet (204), ami a dugattyú (166) első homloklapját (170) a kiválasztás szerint nyomás alá helyező vagy nyomásmentesítő, és egy második szabályozószelepet (202), ami a dugattyú második homloklapját (168) a kiválasztás szerint nyomás alá helyező vagy nyomásmentesitő, és ezek a szabályozószelepek (202, 204) külön-külön működtethető kialakításúak; forgásisebesség-érzékelőket (150, 152, 154) a szinkrón állapot érzékelésére a kormos tengelykapcsolóknál és ennek megfelelő sebességjelek előállítására; egy szabályozóegységet vagy logikai kapcsolást (124), ami bemenőjeleket, többek között a helyzetérzékelt (201) és a forgásisebesség-érzékelők (150, 152, 154) által előállított jeleket fogadó, és ezeket logikai szabályok szerint feldolgozva kimenő parancsjeleket előállító kialakítású üzemanyag-szabályozó (128) és az első és második szabályozószelep (202, 204) számára, azzal jellemezve, hogy a szabályozórendszerben vannak elemek, amik a kis sebességű fokozatból a nagy sebességű fokozatba való kapcsolás érzékelésekor mind az első, mind a második szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állítok, a működtető helyzetét észlelők és az üzemanyag-szabályozó a motor üzemanyag-ellátását csökkentő, ezután az érzékelés szerint a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozgása esetén a szabályozórendszer az üzemanyag-szabályozást a kezelőnek (gépjárművezetőnek) visszaadó, és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartó kialakítású, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állító; az érzékelés szerint a működtető a közbenső helyzet felé

    HU 217 700 Β mozgása és abban maradása esetén a szabályozórendszer mindkét szelepet nyomásmentesítő helyzetbe állító, az üzemanyag-szabályozót a motor egy előírt szinkrón forgását biztosító kialakítású, a nagy sebességű módosítás körmös tengelykapcsolója lényegében szinkrón forgásának érzékeléséig, és legalább az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetbe állító, majd az érzékelés szerint a működtető a nagy sebességű módosítás kapcsolásának helyzete felé mozgása esetén - a szabályozórendszer az üzemanyag-szabályozást a gépjárművezetőnek visszaadó, és legalább az első szabályozószelepet előre meghatározott ideig nyomás alá helyezési helyzetben tartó, majd mindkét szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állító kialakítású.
14. 14. A 13. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá olyan elemeket, amik az első szabályozószelepet periodikusan a nyomásmentesítési helyzetből nyomás alá helyezési helyzetbe állító kialakításúak, majd nyomásmentesítési helyzetbe visszaállítóak és eközben a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetben tartó kialakításúak.
15. 15. A 14. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy tartalmaz továbbá olyan elemeket, amik - ha az érzékelés szerint a működtető egy első időtartamra a kis sebességű módosítás helyzetében marad - az első szabályozószelepet nyomás alá helyezési helyzetben tartók, a második szabályozószelepet nyomásmentesítési helyzetbe állítok, és a motorba juttatott üzemanyag mennyiségét pillanatszerűen növelő és csökkentő kialakításúak.
16. 16. A 13., 14. vagy 15. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy a mellék váltó (114) egy leosztó (splitter) típusú mellékváltó.
17. 17. A 16. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy a szabályozórendszer pneumatikus működésű.
18. 18. A 16. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy a szabályozószelepek (202, 204) mágnesszelepek.
19. 19. A 18. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy a mágnesszelepek alaphelyzetben nyomásmentesítési állásban vannak.
20. 20. A 13. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy a logikai kapcsolást (124) egy mikroprocesszor-alapú szabályozóegység képezi.
21. 21. A 13. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy a nagy sebességű fokozat tengelykapcsolója szinkrón forgásának érzékelése a motor (E) előírt forgási sebességet közelítő sebességének a működtető reakcióidejéhez viszonyított aránya érzékeléseként történik.
22. 22. A 13. igénypont szerinti szabályozórendszer, azzal jellemezve, hogy az előre meghatározott időköz egy másodperc.