RU2141903C1 - Electrically controlled follow-up action pneumatic shifter - Google Patents
Electrically controlled follow-up action pneumatic shifter Download PDFInfo
- Publication number
- RU2141903C1 RU2141903C1 RU96100901A RU96100901A RU2141903C1 RU 2141903 C1 RU2141903 C1 RU 2141903C1 RU 96100901 A RU96100901 A RU 96100901A RU 96100901 A RU96100901 A RU 96100901A RU 2141903 C1 RU2141903 C1 RU 2141903C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- electromagnet
- valve mechanism
- armature
- pressure
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
Abstract
Description
Техническое решение относится к машиностроению и касается пневматических перемещающих устройств следящего действия, используемых для управления сцеплением трансмиссии транспортных средств. The technical solution relates to mechanical engineering and relates to pneumatic moving devices follow-up, used to control the clutch transmission of vehicles.
Для облегчения управления сцепления в их приводе используют пневматические двигатели, содержащие корпус, полость внутри которого разделена поршнем или диафрагмой на камеры, одна из которых, называемая камерой или полостью регулируемого давления, сообщается через электромагнитный клапан с источником повышенного или пониженного давления воздуха (см. например, патенты в США NN 2514002, 2628696, 2631702, 2634838, 4134482, патент в ФРГ N 2637636). To facilitate clutch control, their drive uses pneumatic engines containing a housing, the cavity inside of which is divided by a piston or diaphragm into chambers, one of which, called a chamber or a controlled pressure cavity, communicates through an electromagnetic valve with a source of increased or reduced air pressure (see, for example , US patents NN 2514002, 2628696, 2631702, 2634838, 4134482, patent in Germany N 2637636).
В качестве прототипа выбрано пневматическое перемещающее устройство следящего действия с электрическим управлением, содержащее корпус, силовой элемент с приводным штоком, разделяющий пространство внутри корпуса на камеры, клапанный механизм, имеющий подвижное и неподвижное седла и подпружиненный запорный элемент, электромагнит, с якорем которого соединено подвижное седло упомянутого клапанного механизма, упругий элемент, расположенный между силовым элементом и якорем электромагнита (см. выданное в СССР авторское свидетельство N 1131688, МПК B 60 K 41/02, 1983 г.). As a prototype, an electrically controlled pneumatic follower action device was selected, comprising a housing, a power element with a drive rod dividing the space inside the housing into chambers, a valve mechanism having movable and fixed seats and a spring-loaded locking element, an electromagnet with an movable saddle connected to its anchor the aforementioned valve mechanism, an elastic element located between the power element and the armature of the electromagnet (see copyright certificate No. 113168 issued in the USSR 8, IPC B 60 K 41/02, 1983).
В этом перемещающем устройстве якорь электромагнита и седла клапанного механизма размещены по одну сторону от запорного элемента, а полость, расположенная между седлами клапанного механизма, соединена с камерой, в которой установлен электромагнит. In this moving device, the electromagnet armature and valve seat are located on one side of the locking element, and the cavity located between the valve seat is connected to the chamber in which the electromagnet is mounted.
Для перемещения штока при необходимости выключить сцепление понижают давление воздуха в камере, в которой расположен электромагнит, сообщая ее при помощи клапанного механизма с источником разрежения воздуха. Однако для обеспечения быстрого опорожнения камеры в составе пневматического устройства требуется дополнительное использовать специальный ресивер, в котором предварительно создается вакуум. Это достигается в результате соединения ресивера с впускным коллектором двигателя внутреннего сгорания. To move the stem, if necessary, turn off the clutch, lower the air pressure in the chamber in which the electromagnet is located, communicating it by means of a valve mechanism with a source of rarefaction of air. However, to ensure quick emptying of the chamber as part of a pneumatic device, it is necessary to additionally use a special receiver in which a vacuum is preliminarily created. This is achieved by connecting the receiver to the intake manifold of the internal combustion engine.
Решаемая задача - создание быстродействующего пневматического перемещающего устройства следящего действия с электрическим управлением, имеющего простую и надежную конструкцию. The task to be solved is the creation of a fast-acting pneumatic moving tracking device with electric control, having a simple and reliable design.
Для решения указанной задачи в пневматическом перемещающем устройстве следящего действия с электрическим управлением, содержащим корпус, силовой элемент с приводным штоком, разделяющий пространство внутри корпуса на камеры, клапанный механизм, имеющий подвижное и неподвижное седла и подпружиненный запорный элемент, электромагнит, с якорем которого соединено подвижное седло упомянутого клапанного механизма, упругий элемент, расположенный между силовым элементом и якорем электромагнита, якорь электромагнита и оба седла клапанного механизма размещены по разные стороны упомянутого запорного элемента, а полость, расположенная между седлами клапанного механизма, соединена с камерой, в которой установлен приводной шток. To solve this problem, in an electrically controlled pneumatic moving follow-up device comprising a housing, a power element with a drive rod dividing the space inside the housing into chambers, a valve mechanism having movable and fixed seats and a spring-loaded locking element, an electromagnet connected to the armature a saddle of the said valve mechanism, an elastic element located between the power element and the armature of the electromagnet, the armature of the electromagnet and both seats of the valve the mechanism is placed on opposite sides of the said locking element, and the cavity located between the seats of the valve mechanism is connected to the chamber in which the drive rod is installed.
При таком выполнении пневматического перемещающего устройства следящего действия передвижение штока для совершения работы производится в результате создания более высокого давления воздуха в той камере, где находится шток. Причем указанное действие совершается при использовании для создания разности давления воздуха как источника повышенного давления, то есть компрессора, так и источника пониженного давления, то есть вакуума. Поскольку рабочий ход штока, обеспечивающий выключение сцепления, происходит в результате впуска воздуха в камеру, а не вследствие его выпуска, то перемещение штока совершается достаточно быстро. В результате обеспечивается быстрое выключение сцепления и более медленное, и, следовательно, плавное его включение. При этом приведение устройства в действие и регулирование темпа перемещения штока осуществляется с помощью всего лишь одного клапанного механизма. In this embodiment, the pneumatic moving device follow-up movement of the rod to perform work is the result of creating a higher air pressure in the chamber where the rod is located. Moreover, this action is performed when using to create a difference in air pressure as a source of increased pressure, that is, a compressor, and a source of reduced pressure, that is, vacuum. Since the stroke of the rod, which provides clutch disengagement, occurs as a result of air inlet into the chamber, and not as a result of its release, the rod moves quickly enough. The result is a quick disengagement of the clutch and a slower, and, therefore, its smooth engagement. In this case, the actuation of the device and the regulation of the rate of movement of the rod is carried out using only one valve mechanism.
На фигуре 1 изображено пневматическое перемещающее устройство следящего действия с электрическим управлением, для приведения в действие которого используется источник пониженного давления, то есть вакуум. The figure 1 shows the pneumatic moving device follow-up action with electric control, to drive which uses a source of reduced pressure, that is, vacuum.
На фигуре 2 представлено аналогичное устройство, для приведения в действие которого используется источник повышенного давления. The figure 2 presents a similar device for the actuation of which is used a source of high pressure.
Изображенное на фигуре 1 пневматическое перемещающее устройство содержит корпус 1, в котором расположен силовой элемент 2, состоящий из опорной детали 3, соединенной с приводным штоком 4, имеющим связь с исполнительным звеном, в частности, с механизмом привода сцепления трансмиссии транспортного средства (не показан), и диафрагмы 5, установленной на опорной детали 3. Упомянутые опорная деталь и диафрагма разделяют пространство внутри корпуса 1 на камеры 6 и 7. The pneumatic transfer device shown in FIG. 1 comprises a
Если в качестве опорной детали силового элемента используется поршень с кольцевыми уплотнителями, то необходимость в применении диафрагмы отпадает. If a piston with O-rings is used as a support part of the power element, then the use of a diaphragm is not necessary.
Камера 6, в которой располагается приводной шток 4, является камерой регулируемого давления, а в камере 7, где располагается электромагнит 8, давление в процессе работы не изменяется, т.е. данная камера является камерой постоянного давления. The
Внутри корпуса 9 электромагнита 8 располагается его обмотка возбуждения 10 и якорь 11, находящийся в пространстве между торцевыми стенками 12 и 13 электромагнита. Между якорем 11 и силовым элементом 2 в штоке 4 расположен упругий элемент 14, представляющий собой пружину сжатия. Inside the
Электромагнит 8 предназначен для управления клапанным механизмом 15, корпус 16 которого соединен с корпусом 9 электромагнита. The
В состав клапанного механизма 15 входят кольцеобразный запорный элемент 17, взаимодействующий с пружиной 18 сжатия, которая упирается в стенку 12 корпуса электромагнита, неподвижное седло 19, являющееся частью корпуса 16 клапанного механизма 15, и подвижное седло 20, установленное на стержне 21, соединенное с якорем 11 электромагнита 8. The
При таком выполнении клапанного механизма его подвижное седло 20 и неподвижное седло 19 оказываются расположенными по отношению к запорному элементу 17 с одной его стороны, а якорь 11 электромагнита - с другой стороны. With this embodiment of the valve mechanism, its
Камера 7 корпуса 1 через патрубок 22 постоянно сообщается с источником низкого давления (разрежением), каковым может быть впускной коллектор двигателя внутреннего сгорания (не показан). The
Между стенкой 12 электромагнита и запорным элементом 17 установлен уплотнитель 23 с целью изоляции камеры 7 от атмосферы. Between the
Полость 24, расположенная снаружи запорного элемента 17, постоянно соединена через отверстие 25 с атмосферой. The
Полость 26 между седлами 19 и 20 через трубопровод 27 сообщена с камерой 6. The
На корпусе 1 и штоке 4 закреплен эластичный уплотнительный элемент 28 с целью изоляции камеры 6 от атмосферы. Выводные концы 29 обмотки 10 подключаются к источнику регулируемого напряжения (не показан). An
Устройство согласно фигуре 1 действует следующим образом. The device according to figure 1 acts as follows.
На силовой элемент 2 справа налево действует усилие Fсц, передающееся на шток 4 от нажимных пружин сцепления (не показаны). В этом же направлении на силовой элемент действует усилие Fос, возникающее в результате сжатия пружины 14, а в противоположном направлении на силовой элемент воздействует усилие FΔ создающееся в результате разности давления воздуха с обеих сторон опорного элемента 3.On the
В результате действия этих усилий силовой элемент устанавливается в положение, которому соответствует равенство сил Fсц + Fос = FΔ. При этом, чем больше величина FΔ, тем дальше внутрь корпуса 1 перемещается силовой элемент 2, воздействующий на привод сцепления. В результате соответственно уменьшается момент, передаваемый сцеплением, вплоть до полного его выключения при крайнем положении силового элемента. Усилие FΔ зависит от величины давления воздуха, создающегося в камере 6, которое регулируется в результате действия клапанного механизма 15. В свою очередь, клапанный механизм управляется электромагнитом 8, якорь 11 которого воздействует на подвижное седло 20. Если якорь 11 электромагнита находится в крайнем правом положении (как это изображено на фигуре 1), то подвижное седло 20 отходит от запорного элемента 17, и данный элемент под воздействием пружины 23 передвигается вправо, то есть он прижимается к неподвижному седлу 19. Вследствие этого камера 26 клапанного механизма 15, постоянно сообщающаяся через трубопровод 27 с камерой 6, во-первых, теряет связь с атмосферой и, во-вторых, через отверстия в стенках 12, 13 и якоре 11 электромагнита сообщается с камерой 7. В результате обеспечивается сообщение между собой камер 6 и 7 с установлением в них одинаковых величин давления воздуха (разрежения).As a result of the action of these efforts, the power element is installed in a position that corresponds to the equality of forces F sc + F OS = F Δ . In this case, the larger the value of F Δ , the further inside the
Данному положению клапанного механизма соответствует условие FΔ = 0, поэтому силовой элемент 2 под действием пружин сцепления перемещается в крайнее левое положение, чему соответствует полное включение сцепления.The condition F Δ = 0 corresponds to this position of the valve mechanism, therefore, the
Когда якорь 11 электромагнит перемещается в крайнее левое положение, то подвижное седло 20 нажимает на запорный элемент 17 и отводит его от неподвижного седла 19. Вследствие этого, во-первых, прерывается связь между камерами 7 и 26 и, во-вторых, через отверстие 25 в корпусе 16 клапанного механизма 15 обеспечивается сообщение камер 26 и 6 с атмосферой. When the
При таком положении клапанного механизма имеет место наибольшая разница в величинах давления воздуха в камерах 6 и 7, чему соответствует максимальное значение усилия FΔ . Под действием этого усилия силовой элемент 2 перемещается в крайнее правое положение, чему соответствует полное выключение сцепления.With this position of the valve mechanism, there is the greatest difference in the air pressure in the
Наряду с рассмотренными режимами работы перемещающего устройства, которые соответствуют двум крайним положениям якоря 11, при определенном его среднем положении подвижное седло 20 только входит в соприкосновение с запорным элементом 17, не отводя его от неподвижного седла 19. В данном случае прерывается сообщение камеры 26 клапанного механизма и, следовательно, камеры 6 как с атмосферой, так и с камерой 7. Вследствие этого изменение давления в камере 6 прекращается, и его величина сохраняется на том уровне, который имел место, когда произошло соприкосновение подвижного седла 20 и запорного элемента 17. Along with the considered operating modes of the moving device, which correspond to the two extreme positions of the
На якорь 11 электромагнита 8 действуют две встречно направленные силы, одна из которых (Fос) создается в результате сжатия пружины 14, а второй силой, действующей справа налево согласно фигуре 1, является тяговое усилие (Fэм), развиваемое электромагнитом.On the
Величина Fос изменяется в зависимости от положения штока 4, поэтому она определяет величину его перемещения. Благодаря этому пружина 14 в перемещающем устройстве выполняет функции элемента обратной связи по ходу привода сцепления.The value of F OS varies depending on the position of the
Тяговое усилие Fэм электромагнита возрастает с увеличением силы тока Iэм, проходящего через обмотку 10 электромагнита. Если, например, силовой элемент 2 находится в положении, при котором усилие Fос пружины 14 оказывается меньше усилия Fэм, развиваемого электромагнитом в результате прохождения через его обмотку определенного тока Iэм, то это приведет к тому, что якорь 11 электромагнита переместится в крайнее левое положение. Вследствие этого подвижный элемент 20 отодвигает запорный элемент от неподвижного седла 19, что обеспечит соединение камеры 6 через отверстие 25 с атмосферным давлением. В результате, давление воздуха в камере 6 превысит его давление в камере 7, следствием чего явится перемещение силового элемента слева направо, приводящее к увеличению усилия сжатия пружины 14. Такое перемещение силового элемента 2, приводящее к соответствующему уменьшению момента, передаваемого сцеплением, будет происходить до тех пор, пока вследствие увеличивающегося сжатия пружины 14 ее усилие не сравняется с тяговым усилием электромагнита. Когда это произойдет, якорь 11 электромагнита установится в положение, при котором в результате взаимодействия подвижного седла 20 и запорного элемента 17 будет обеспечено прекращение сообщения камеры 6 как с камерой 7, так и атмосферой.The traction force F em of an electromagnet increases with increasing current strength I em passing through the winding 10 of the electromagnet. If, for example, the
Чем выше силы тока в обмотке 10 электромагнита и, следовательно, чем больше развиваемое им усилие, тем при большем сжатии пружины 14 будет достигаться равенство усилий Fос и Fэм. Вследствие этого увеличение тока в обмотке 10 электромагнита вызовет необходимость большего перемещения силового элемента 2 внутрь корпуса 1, что приведет к соответствующему уменьшению момента, передаваемого сцеплением.The higher the current strength in the winding 10 of the electromagnet and, therefore, the greater the force it develops, the greater the compression of the
Такое перемещение силового элемента окажется возможным только при условии соответствующего увеличения давления воздуха в камере 6. Это, в свою очередь означает, что после достижения условия Fос = Fэм в камере будут устанавливаться постоянное давление, величина которого окажется тем большей, чем выше сила тока в обмотке 10 электромагнита.Such a movement of the power element will be possible only if there is a corresponding increase in air pressure in the
Если в результате изменения силы тока в обмотке электромагнита его тяговое усилие станет меньше усилия сжатия пружины 14, то это приведет к перемещению якоря 11 в крайнее правое положение, следствием чего явится соединение камеры 6 с камерой 7. If, as a result of a change in the current strength in the winding of the electromagnet, its traction becomes less than the compression force of the
В результате начнет снижаться давление воздуха в камере 6, что приведет к уменьшению усилия FΔ, развиваемого силовым элементом и вызовет его перемещение справа налево. Следствием такого перемещения явится уменьшение усилия сжатия пружины 14, и, когда это усилие окажется равным тяговому усилию электромагнита, его якорь 11 и подвижный клапан 20 установятся в положения, при которых прекратится сообщение камеры 6 как с камерой 7, так и с атмосферой.As a result, the air pressure in the
Соответственно этому уменьшение силы тока в обмотке 10 автоматически обеспечит установление такого давления в камере 6, которое требуется для необходимого перемещения силового элемента с возрастанием до заданной величины момента, передаваемого сцеплением. Accordingly, a decrease in the current strength in the winding 10 will automatically ensure the establishment of such pressure in the
Таким образом, в перемещающем устройстве обеспечивается изменение положения силового элемента 2 и, следовательно, регулирование момента, передаваемого сцеплением, в зависимости от величины тока Iэм в обмотке электромагнита. При этом закон регулирования момента, передаваемого сцеплением, будет определяться только характеристикой изменения силы тока Iэм в функции требуемого параметра управления (например, частоты вращения вала двигателя, скорости движения транспортного средства или положения органа привода топливоподачи).Thus, in the moving device, the position of the
Описанный принцип функционирования перемещающего устройства не изменяется, если для его действия взаимен источника низкого давления (разрежения) используется высокое давление. Такое исполнение перемешивающего устройства представлено на фигуре 2. Его отличие от перемещающего устройства согласно фигуре 1 заключается, во-первых, в том, что камера 7 соединяется не с источником низкого давления, а через отверстие 30 - непосредственно с атмосферой. Кроме того, камера 26 соединяется не с атмосферой, а через патрубок 31 - с источником высокого давления. The described operating principle of the moving device does not change if a high pressure is used for its action of a source of low pressure (vacuum). This embodiment of the mixing device is shown in figure 2. Its difference from the moving device according to figure 1 is, firstly, that the
Перемещающее устройство согласно фигуре 2 действует следующим образом. The moving device according to figure 2 acts as follows.
Если якорь 11 электромагнита находится в крайнем правом положении (как это показано на фигуре 2), то подвижное седло 20 отходит от запорного элемента 17, после чего этот элемент под действием пружины 23 перемещается вправо и прижимается к неподвижному седлу 19. Вследствие этого камеры 26 и 6, во-первых, отключаются от источника высокого давления и, во-вторых, через отверстия в стенках 12, 13 и якоре 11 электромагнита 8 сообщаются с камерой 7. В результате обеспечивается соединение между собой камер 6 и 7 с установлением в них одинакового (атмосферного) давления. При этом усилие FΔ становится равным нулю, и силовой элемент 2 под воздействием нажимных пружин сцепления перемещается в крайнее левое положение, чему соответствует полное включение сцепления.If the
Когда якорь 11 электромагнита перемещается в крайнее левое положение, то подвижное седло 20 нажимает на запорный элемент 17 и отводит его от неподвижного седла 19. Вследствие этого, во-первых, прерывается связь между камерами 7 и 26 и, во-вторых, через патрубок 31 обеспечивается сообщение камер 26 и 6 с источником высокого давления. Поскольку при этом в камере 6 устанавливается более высокое давление воздуха по сравнению с камерой 7, которая через отверстие 30 постоянно соединена с атмосферой, под действием образующейся разности давлений по обе стороны силового элемента 2 происходит его перемещение в крайнее правое положение с обеспечением полного выключения сцепления. When the
Если якорь 11 устанавливается в положении, при котором подвижное седло 20 только входит в соприкосновение с запорным элементом 17, не отводят его от неподвижного седла 19, то прерывается сообщение камер 26 и 6 как с источником высокого давления, так и камерой 7. Вследствие этого изменение давления в камере 6 прекращается, и его величина сохраняется на том уровне, который имел место, когда произошло соприкосновение подвижного седла запорного элемента 17. If the
Величина этого давления и, следовательно, значение FΔ и положения силового элемента 2 определяются, как это было рассмотрено применительно к перемещающему устройству согласно фигуре 1, только силой тока Iэм в обмотке 10 электромагнита 8.The magnitude of this pressure and, therefore, the value of F Δ and the position of the
Благодаря этому и в перемещающем устройстве, выполненном согласно фигуре 2, для регулирования положения силового элемента и, в том числе, перемещения узлов привода сцепления с целью изменения передаваемого им момента, требуется лишь по требуемому закону регулировать величину тока в обмотке 10 электромагнита 8 перемещающего устройства. Due to this, and in the moving device made according to FIG. 2, for regulating the position of the power element and, in particular, moving the clutch drive units in order to change the moment transmitted by it, it is only necessary to regulate the current in the winding 10 of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100901A RU2141903C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Electrically controlled follow-up action pneumatic shifter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU96100901A RU2141903C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Electrically controlled follow-up action pneumatic shifter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU96100901A RU96100901A (en) | 1998-04-10 |
RU2141903C1 true RU2141903C1 (en) | 1999-11-27 |
Family
ID=20175825
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU96100901A RU2141903C1 (en) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | Electrically controlled follow-up action pneumatic shifter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2141903C1 (en) |
-
1996
- 1996-01-11 RU RU96100901A patent/RU2141903C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4361309A (en) | Electromagnetic actuator | |
US5263514A (en) | Boom control valve | |
US4974495A (en) | Electro-hydraulic valve actuator | |
US5809950A (en) | Hydraulic valve control arrangement | |
EP0736671A2 (en) | Balancing valve motion in an electrohydraulic camless valvetrain | |
CA2551987C (en) | Pneumatically actuated valve | |
EP0347978A1 (en) | Pneumatic actuator with permanent magnet control valve latching | |
EP0554923B1 (en) | Resilient hydraulic actuator | |
EP0481184B1 (en) | Electromagnetically operated fluid control valve | |
US4541610A (en) | Fluid flow control valve assemblies | |
RU2141903C1 (en) | Electrically controlled follow-up action pneumatic shifter | |
CA1092482A (en) | Servomotor with position feedback | |
US5003938A (en) | Pneumatically powered valve actuator | |
US6896236B2 (en) | Controlled leakage hydraulic damper | |
CA2007087A1 (en) | Enhanced efficiency valve actuator | |
US2367852A (en) | Fluid pressure device | |
US5029516A (en) | Pneumatically powered valve actuator | |
US4488533A (en) | Atmospheric pressure compensation system for exhaust gas recirculation | |
EP1357265A2 (en) | Electromagnetic valve control apparatus | |
US6997433B2 (en) | Electronic valve actuator having vibration cancellation | |
US5179888A (en) | Split clamp linear solenoid valve positioner | |
SU1636266A1 (en) | Pneumatic servo for control of transport vehicle clutch | |
JPH0620941Y2 (en) | Solenoid operated switching valve | |
JPH0774629B2 (en) | Idle rotation control device | |
JP3749313B2 (en) | Negative pressure control valve |