RU2056305C1 - Автоматическая трансмиссия транспортного средства - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к автоматической трансмиссии транспортного средства. Сущность: автоматическая трансмиссия, содержащая тахометр, схему ключей, снабжена электромагнитными муфтами с магнитной жидкостью, выключателем сцепления, совмещенным с педалью тормоза, и переключателем переднего и заднего хода. Из трансмиссии транспортного средства исключены муфта и педаль сцепления, а также промежуточный вал, что упрощает процесс управления транспортным средством, а также обеспечивает автоматизацию управления транспортным средством. 2 з. п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к автоматическим приводам транспортных средств.

Известна электромагнитная муфта с магнитной жидкостью, с помощью которой осуществляется передача вращательного движения от одного вала к другому [1]
Известна также система автоматического управления ступенчатой коробкой передач транспортной машины, содержащая реверсивный коммутатор, к выходам которого через диоды подсоединены управляющие входы ключей и электромагниты исполнительных устройств, включающих соответственно первую, вторую и третью передачи. Ко вторым входам ключей подключен тахогенератор, вал которого жестко связан с выходным валом коробки передач. Выходы ключей через масштабные резисторы подключены к первым входам сравнивающих устройств, а их вторые входы через суммирующие резисторы подсоединены к выходам датчиков положения рычага регулятора и рейки топливного насоса. Выходы сравнивающих устройств подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного коммутатора через вентили, управляющие входы которых соединены с выходами реверсивного коммутатора, подающими команду на включение высшей и низшей передач. Система снабжена также контроллером для ручного управления коробкой передач [2]
Недостатком данной системы является ее сложность. Кроме того, она предполагает наличие в кабине водителя отдельной педали сцепления, а в трансмиссии отдельной муфты сцепления и промежуточного вала.

Цель изобретения упрощение процесса управления трансмиссией транспортного средства.

Данная система обеспечивает плавное автоматическое переключение скоростей передач и позволяет избавиться от отдельной педали сцепления, что упрощает процесс управления транспортным средством.

Автоматическая трансмиссия транспортного средства содержит тахогенератор, соединенный с выходным валом коробки передач, датчик положения рейки топливного насоса, схему ключей, соединенных управляющими входами с указанными тахогенератором и датчиком положений рейки топливного насоса, управляющую включением электромагнитов исполнительных устройств, включающих соответственно первую, вторую, третью и четвертую передачи.

С целью упрощения процесса управления трансмиссией транспортного средства в нее введен выключатель сцепления, совмещенный с педалью тормоза, и переключатель переднего и заднего хода на три положения, одно из которых нейтральное, источник питания, пять электромагнитных муфт с магнитной жидкостью, расположенных на первичном валу, четыре из которых, обеспечивающие включение скоростей переднего хода, управляются схемой ключей, источник питания через выключатель сцепления соединен с общим контактом переключателя переднего и заднего хода, первый контакт которого является входом коммутируемой цепи тока схемы ключей, второй контакт свободен, а третий контакт соединен с пятой электромагнитной муфтой заднего хода.

На фиг. 1 представлена схема автоматической трансмиссии; на фиг.2 схема установки автоматической трансмиссии на транспортное средство; на фиг.3 вид электромагнитной муфты с магнитной жидкостью; на фиг.4 диаграмма работы автоматической трансмиссии, где а коммутируемый ток 1-ой катушки; б ток самоиндукции 1-ой катушки, в результирующий ток 1-ой катушки; г коммутируемый ток 2-ой катушки; д ток самоиндукции 2-ой катушки; е результирующий ток 2-ой катушки.

Автоматическая трансмиссия транспортного средства содержит тахогенератор 1, соединенный с выходным валом коробки передач, и датчик 2 положения рейки топливного насоса 3, соединенные с входами схемы ключей 4, выходы 5 которых соединены с электромагнитами исполнительных устройств 6-9, включающих соответственно первую, вторую, третью и четвертую передачи.

Электромагнит исполнительного устройства 10, включающего задний ход, подсоединен к третьему контакту переключателя 11 переднего и заднего хода, общий контакт которого подсоединен к источнику питания через выключатель сцепления 12, совмещенный с педалью тормоза. Первый контакт переключателя переднего и заднего хода является входом коммутируемой цепи тока схемы ключей 4, а второй контакт свободен.

Датчик 2 положения рейки топливного насоса подсоединен к источнику питания +Е.

Схема ключей 4 содержит сумматор 13, на вход которого подаются сигналы с тахогенератора 1 и датчика 2 положения рейки топливного насоса, операционный усилитель 14, аналого-цифровой преобразователь 15 и дешифратор 16, открывающий для прохождения коммутируемого тока один из управляемых ключей 17-20, выходы которых являются выходами схемы ключей.

Автоматическая трансмиссия транспортного средства содержит (фиг.2) ступенчатую коробку передач 21, состоящую из пяти электромагнитных муфт 22-26 с магнитной жидкостью, установленных на первичном валу 27 двигателя и входящих с помощью намагничивания магнитной жидкости в жесткое зацепление с зубчатыми колесами, передающими вращение на вторичный вал 28. Магнитная жидкость намагничивается при запитывании электромагнитов исполнительных устройств 6-10.

Первичный вал двигателя 27 (фиг.3) связан с ведущим элементом 29 электромагнитной муфты с магнитной жидкостью. Электромагнитная муфта содержит катушку 30, запрессованную в кольцевом ведомом элементе 31 и питающуюся коммутируемым током через контактные щетки 32, электрически связанные с одним из выходов схемы ключей. Ведомый элемент 31 скреплен с зубчатым колесом 33. Между наружной поверхностью ведущего элемента 29 и внутренней поверхностью ведомого элемента 31 имеется зазор, заполненный магнитной жидкостью 34. При возбуждении намагничивающей катушки 30 коммутируемым током создается магнитный поток, проходящий через ведущий элемент 29, ведомый элемент 31 и магнитную жидкость 34, заполняющую зазор между ними. Под действием магнитного поля магнитная жидкость отвердевает и создает жесткое зацепление между ведущим 29 и ведомым 31 элементами. После отключения коммутируемого тока в данной катушке магнитное поле исчезает и ведущий и ведомый элементы выводятся из зацепления друг с другом.

На фиг.4 изображены график изменения коммутируемого тока, подаваемого на катушку 30 через контактную щетку 32 с выхода схемы ключей и график результирующего тока, протекающего через эту катушку с учетом токов самоиндукции. Из графиков видно, что при импульсном (с крутыми фронтами) изменении коммутируемого тока, имеющем место при переключении передач, результирующий ток катушки 30, а с ним и зацепление между ведущим и ведомым элементами изменяются не скачкообразно, а плавно.

Таким образом переключение скоростей в ступенчатой коробке передач производится плавно. Это позволяет исключить в системе трансмиссии транспортного средства муфту, педаль сцепления и промежуточный вал и заменить их выключателем сцепления, размыкающим при выключении сцепления ток, подаваемый на переключатель переднего и заднего хода. В этом случае ни на одну из катушек исполнительных устройств 6-10, включающих первую, вторую, третью и четвертую передачи и задний ход, ток не подается.

Система работает следующим образом.

Пусть переключатель переднего и заднего хода 11 установлен в первое положение и транспортное средство движется вперед с определенной скоростью при включенной одной из четырех передач переднего хода. Нажатием педали акселератора увеличивается скорость вращения первичного вала, при этом меняется положение рейки топливного насоса и увеличивается ток, поступающий на вход сумматора 13, входящего в схему ключей 4. Результирующий ток на выходе сумматора 13 изменяется и усиливается операционным усилителем 14. Если скорость автомобиля близка к максимальной на данной передаче, то увеличение результирующего тока приводит к изменению логического состояния на выходе АЦП. На выходе дешифратора 16 закрывается выбранный ранее канал и открывается следующий. Из управляемых ключей 17-20 коммутируемый ток теперь будет пропускать тот, который управляется открытым каналом дешифратора 16.

Переключение тока производится импульсно и он имеет вид, изображенный на фиг.4а. Вокруг обесточенной катушки исполнительного устройства исчезает магнитное поле. Магнитная жидкость 34, заполняющая зазор между ведущим 29 и ведомым 31 элементами электромагнитной муфты, постепенно из твердого состояния в жидкое. Исчезает зацепление между ведущим 29 и ведомым 31 элементами электромагнитной муфты, т.е. между соответствующим зубчатым колесом и первичным валом.

В то же время электромагнитная муфта, на катушку исполнительного устройства которой поступает ток, плавно вводится в зацепление с первичным валом за счет отверждения магнитной жидкости. Таким образом производится плавное переключение передач, не требующее в момент переключения выведения сцепления. Это позволило совместить выключатель 12 сцепления с педалью тормоза, цепь тока через этот выключатель размыкается при начальном свободном ходе педали тормоза после нажатия на нее. За счет этого любая включенная передача выводится из зацепления прежде, чем начинается процесс торможения. Это предохраняет от поломки коробку передач.

Если переключатель 11 переднего и заднего хода установлен в положение заднего хода, прерывается цепь коммутируемого тока, поступающего на схему ключей 4, и замыкается цепь тока, проходящего через катушку исполнительного устройства 10. Срабатывает электромагнитная муфта, плавно вводя в зацепление зубчатое колесо заднего хода.

На стоянке переключатель 11 переднего и заднего хода может быть установлен в нейтральное положение, при котором цепь коммутируемого тока, поступающего на катушки исполнительных устройств, включающих передачи переднего и заднего хода, размыкается.

Claims (3)

1. АВТОМАТИЧЕСКАЯ ТРАНСМИССИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая тахогенератор, соединенный с выходным валом коробки передач, датчик положения рейки топливного насоса, схему ключей, соединенных управляющими входами с тахогенератором, отличающаяся тем, что она снабжена выключателем сцепления, совмещенным с педалью тормоза, переключателем переднего и заднего хода на три положения, пятью электромагнитными муфтами с магнитной жидкостью, расположенными на первичном валу, и источником питания, при этом вторые управляющие входы схемы ключей соединены с датчиком положения рейки топливного насоса, выходы схемы ключей соединены с четырьмя электромагнитными муфтами переднего хода, источник питания через выключатель сцепления соединен с общим контактом переключателя переднего и заднего хода, первый контакт которого является входом коммутируемой цепи тока схемы ключей, второй контакт свободен, а третий контакт соединен с пятой электромагнитной муфтой заднего хода.

2. Трансмиссия по п.1, отличающаяся тем, что схема ключей выполнена в виде сумматора, операционного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, дешифратора и управляемых ключей, причем входами схемы ключей являются входы сумматора, выход которого является входом операционного усилителя, выход которого является входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого является входом дешифратора, выходы которого являются входами управляемых ключей, входные цепи коммутации которых объединены и являются входом коммутируемой цепи тока схемы ключей, а выходы управляемых ключей являются выходами схемы ключей.

3. Трансмиссия по п. 1, отличающаяся тем, что каждая электромагнитная муфта выполнена в виде ведущего элемента, закрепленного на первичном валу, магнитной катушки, запрессованной в кольцевом ведомом элементе, связанном своей зубчатой передачей с вторичным валом, питаемой коммутируемым током через контактную щетку, и магнитной жидкости, заполняющей зазор между ведущим и ведомым элементами.

Images