RU2721207C1 - Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота - Google Patents
Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота Download PDFInfo
- Publication number
- RU2721207C1 RU2721207C1 RU2019127821A RU2019127821A RU2721207C1 RU 2721207 C1 RU2721207 C1 RU 2721207C1 RU 2019127821 A RU2019127821 A RU 2019127821A RU 2019127821 A RU2019127821 A RU 2019127821A RU 2721207 C1 RU2721207 C1 RU 2721207C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotation
- pump
- control knob
- mobile machine
- measured
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D11/00—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
- B62D11/02—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
- B62D11/06—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source
- B62D11/10—Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides by means of a single main power source using gearings with differential power outputs on opposite sides, e.g. twin-differential or epicyclic gears
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Control Of Fluid Gearings (AREA)
Abstract
Группа изобретений относится к трансмиссиям мобильных машин. Привод дифференциального механизма поворота (ДМП) мобильной машины осуществляется двигателем внутреннего сгорания (1) и гидротрансформатором (ГТ), включающим насос (2) и турбину (3). Гидрообъемная передача (ГОП) содержит регулируемый насос (4), нерегулируемый мотор (5) и микропроцессорный блок управления (6), который управляет положением наклонной шайбы насоса (4). Механизм поворота содержит также два суммирующих дифференциальных механизма (СДМ) (7 и 8), ручку управления поворотом (9), вал подкрутки (10), реверс-редуктор (11) вала подкрутки, гироскопический датчик (12), соединенный с микропроцессорным блоком управления (6). Способ управления ДМП заключается в изменении положения наклонной шайбы ГОП для реализации заданного ручкой управления поворотом радиуса поворота. При этом измеряют частоту вращения турбины и насоса ГТ, угловую скорость поворота, заданную ручкой управления поворотом, и угловую скорость поворота, измеряемую гироскопическим датчиком. Независимо от оператора, задающего ручкой управления поворотом радиус траектории движения мобильной машины, вычисляют сигнал, формирующий угол поворота наклонной шайбы насоса ГОП по формуле: 
где 
- относительное угловое положение наклонной шайбы насоса ГОП, 
- относительное угловое положение ручки управления поворотом, iГТ - передаточное отношение ГТ, ωГК - угловая скорость поворота, измеряемая гироскопическим датчиком, ωР - угловая скорость поворота, заданная ручкой управления поворотом, k - коэффициент усиления. Достигается повышение точности управления поворотом и быстродействия. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к трансмиссиям мобильных машин, в частности промышленных тракторов, и может быть использована в дифференциальных механизмах поворота мобильных машин.
Известен дифференциальный механизм поворота гусеничной машины, содержащий гидрообъемную передачу (далее ГОП), нерегулируемый мотор которой соединен через вал подкрутки с двумя суммирующими дифференциальными механизмами (СДМ) и бортовыми редукторами, а регулируемый насос ГОП соединен с коленчатым валом двигателя внутреннего сгорания (ДВС) [Теория движения танков и БМП: Учебник / М.: Военное издательство. 1984, стр. 166].
Недостатком такого механизма поворота является самопроизвольное изменение радиуса поворота гусеничной машины при изменении сопротивления движению. При росте сопротивления движению уменьшается скорость турбины гидротрансформатора, а скорость ДВС сохраняется. При этом линейная скорость трактора уменьшается, а угловая - остается постоянной. Поэтому при постоянном положении штурвала произвольно изменяется траектория движения, т.к. радиус траектории - это линейная скорость, деленная на угловую.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является дифференциальный механизм поворота гусеничной машины, содержащий ГОП, нерегулируемый мотор которой соединен через вал подкрутки с двумя суммирующими дифференциальными механизмами, и бортовыми редукторами, а регулируемый насос ГОП соединен с турбиной гидротрансформатора (ГТ) [Военные гусеничные машины: Учебник / В 4-х т. Т. 1. Устройство. Кн. 2. - М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана. 1990, стр. 223].
Недостатком такого механизма поворота является его низкий КПД, так как мощность двигателя внутреннего сгорания, затрачиваемая на поворот гусеничной машины, проходит последовательно не только через ГОП, но и через гидротрансформатор.
Известен способ управления дифференциальным механизмом поворота гусеничной машины, заключающийся в формировании угла поворота наклонной шайбы насоса ГОП пропорционально углу поворота штурвала управления поворотом [Сергеев Л.В. Теория танка. Москва. Издание Академии. 1973. - стр. 307].
Недостатком такого способа являются значительные погрешности в управлении механизмом поворота.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ управления или дифференциальным механизмом поворота, заключающийся в измерении угловой скорости поворота корпуса гусеничной машины гироскопическим датчиком, сравнении ее с угловой скоростью поворота, заданной штурвалом, вычислении разности этих скоростей и внесении через обратную связь сигнала, корректирующего положение наклонной шайбы насоса ГОП [Кондаков СВ. Автоматизированное управление движением быстроходной гусеничной машины: монография / С.В. Кондаков, О.О. Павловская. - Saarbrucken: LAPLAMBERT Academic Publishing, 2013. - стр. 50-54].
Недостатком такого способа является уменьшение быстродействия управления за счет того, что в ближайшем аналоге управление осуществляется только по отклонению, при этом не учитывается управление по возмущению.
Решаемой технической задачей группы изобретений является повышение КПД дифференциального механизма поворота и быстродействия в его управлении.
Технический результат группы изобретений направлен на обеспечение постоянства радиуса поворота мобильной машины при неизменном положении ручки управления поворотом и изменяющемся сопротивлении движению.
Также технический результат группы изобретений заключается в повышении точности и быстродействия в управлении поворотом.
Для достижения указанного технического результата дифференциальный механизм поворота мобильной машины, как и наиболее близкий аналог, содержит в качестве источника энергии двигатель внутреннего сгорания и гидротрансформатор, вал подкрутки с реверс-редуктором, два суммирующих дифференциальных механизма, ручку управления поворотом и гидрообъемную передачу, включающую регулируемый насос и нерегулируемый мотор. Но, в отличие от наиболее близкого аналога, дифференциальный механизм поворота снабжен гироскопическим датчиком и микропроцессорным блоком управления наклонной шайбой регулируемого насоса, который соединен посредством электрических связей с ручкой управления поворотом, регулируемым насосом гидрообъемной передачи, насосом и турбиной гидротрансформатора и гироскопическим датчиком.
Указанный технический результат достигается также тем, что, как и наиболее близкий аналог, способ управления дифференциальным механизмом поворота мобильной машины заключается в изменении положения наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи для реализации заданного ручкой управления поворотом радиуса поворота. Но, в отличие от наиболее близкого аналога, в заявляемом способе также измеряют частоту вращения турбины и насоса гидротрансформатора, угловую скорость поворота, заданную ручкой управления поворотом, и угловую скорость поворота, измеряемую гироскопическим датчиком, и независимо от оператора, задающего ручкой управления поворотом радиус траектории движения мобильной машины, вычисляют сигнал, формирующий угол поворота наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи по формуле:
где 
- относительное угловое положение наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи, 
- относительное угловое положение ручки управления поворотом, iГТ - передаточное отношение ГТ, ωГК - угловая скорость поворота,
измеряемая гироскопическим датчиком, ωР - угловая скорость поворота, заданная ручкой управления поворотом, k - коэффициент усиления.
Наличие микропроцессорного блока управления в дифференциальном механизме поворота обеспечивает постоянство радиуса поворота мобильной машины при неизменном положении ручки управления поворотом управления и изменяющемся сопротивлении движению. Микропроцессорный блок управления получает информацию о положении ручки управления поворотом и о частотах вращения насоса и турбины гидротрансформатора, угловой скорости, заданной ручкой управления поворотом и угловой скорости, замеренной гироскопическим датчиком, и формирует на основе этой информации итоговый сигнал для определения положения наклонной шайбы насоса ГОП. Т.е. в заявляемой группе изобретений управление - комбинированное: управление по отклонению и управление по возмущению. Это повышает быстродействие, которое больше у способа управления по возмущению.
Сущность группы изобретений поясняется принципиальной схемой работы дифференциального механизма поворота мобильной машины, представленной на чертеже.
Привод дифференциального механизма поворота мобильной машины осуществляется двигателем внутреннего сгорания 1 и гидротрансформатором, включающим насос 2 и турбину 3. ГОП содержит регулируемый насос 4, нерегулируемый мотор 5 и микропроцессорный блок управления 6, который управляет положением наклонной шайбы регулируемого насоса 4. Механизм поворота содержит также два суммирующих дифференциальных механизма 7 и 8, ручку управления поворотом 9, вал подкрутки 10, реверс редуктор 11 вала подкрутки, гироскопический датчик 12, соединенный с микропроцессорным блоком управления 6.
Способ реализован в дифференциальном механизме поворота мобильной машины следующим образом: крутящий момент от двигателя внутреннего сгорания 1 передается насосу 2 гидротрансформатора и насосу 4 ГОП. Турбина 3 гидротрансформатора в свою очередь вращает эпициклические шестерни (на чертеже не показаны) суммирующих дифференциальных механизмов 7 и 8, а мотор 5 ГОП вращает солнечную шестерню (на чертеже не показана) суммирующего дифференциального механизма 8 и через реверс-редуктор 11 вала подкрутки 10 солнечную шестерню (на чертеже не показана) механизма 7. Гироскопический датчик 12 замеряет угловую скорость корпуса машины и передает сигнал в микропроцессорный блок управления 6.
Микропроцессорный блок управления 6 вычисляет передаточное отношение ГТ iГТ по формуле iГТ=ωТ/ωН где ωТ - частота вращения турбины гидротрансформатора, ωН - частота вращения насоса гидротрансформатора.
Микропроцессорный блок управления 6 также вычисляет интеграл от разности угловых скоростей, заданной ручкой управления поворота и замеренной гироскопическим датчиком 12. Далее полученный сигнал о передаточном отношении перемножает на сигнал о положении ручки управления поворота 9, складывает с интегралом разности угловой скорости поворота, заданной ручкой управления поворота и угловой скоростью поворота, измеряемой гироскопическим датчиком 12, и создает итоговый управляющий сигнал для наклонной шайбы насоса 4 ГОП по формуле:
Заявляемым способом и механизмом поворота мобильной машины обеспечивается повышение точности управления поворотом и быстродействия, а также обеспечивается постоянство радиуса поворота мобильной машины при неизменном положении ручки управления поворотом и изменяющемся сопротивлении движению.
Claims (4)
1. Дифференциальный механизм поворота мобильной машины, содержащий в качестве источника энергии двигатель внутреннего сгорания и гидротрансформатор, вал подкрутки с реверс-редуктором, два суммирующих дифференциальных механизма, ручку управления поворотом и гидрообъемную передачу, включающую регулируемый насос и нерегулируемый мотор, отличающийся тем, что дифференциальный механизм поворота снабжен гироскопическим датчиком и микропроцессорным блоком управления наклонной шайбой регулируемого насоса, который соединен посредством электрических связей с ручкой управления поворотом, регулируемым насосом гидрообъемной передачи, насосом и турбиной гидротрансформатора и гироскопическим датчиком.
2. Способ управления дифференциальным механизмом поворота мобильной машины, заключающийся в изменении положения наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи для реализации заданного ручкой управления поворотом радиуса поворота, отличающийся тем, что при этом измеряют частоту вращения турбины и насоса гидротрансформатора, угловую скорость поворота, заданную ручкой управления поворотом, и угловую скорость поворота, измеряемую гироскопическим датчиком, и независимо от оператора, задающего ручкой управления поворотом радиус траектории движения мобильной машины, вычисляют сигнал, формирующий угол поворота наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи по формуле:
где 
- относительное угловое положение наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи, 
- относительное угловое положение ручки управления поворотом, iГТ - передаточное отношение гидротрансформатора, ωГК - угловая скорость поворота, измеряемая гироскопическим датчиком, ωР - угловая скорость поворота, заданная ручкой управления поворотом, k - коэффициент усиления.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127821A RU2721207C1 (ru) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019127821A RU2721207C1 (ru) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2721207C1 true RU2721207C1 (ru) | 2020-05-18 |
Family
ID=70735356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019127821A RU2721207C1 (ru) | 2019-09-03 | 2019-09-03 | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2721207C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805453C2 (ru) * | 2020-11-27 | 2023-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Ходовые системы" | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0004427A1 (en) * | 1978-03-21 | 1979-10-03 | General Electric Company | Four forward range hydromechanical steering transmission |
| SU996251A1 (ru) * | 1981-04-28 | 1983-02-15 | Предприятие П/Я А-7701 | Трансмисси гусеничной машины |
| RU2109650C1 (ru) * | 1987-04-06 | 1998-04-27 | Закрытое акционерное общество "Метровагонмаш" | Способ управления поворотом военной гусеничной машины и устройство для его осуществления |
| RU2604259C2 (ru) * | 2014-03-27 | 2016-12-10 | Константин Андреевич Колобов | Дифференциальный механизм поворота пропорционального изменения скорости сторон колесного или гусеничного движителя, сохраняющего на поворотах среднюю скорость прямолинейного движения транспортного средства |
| RU2645487C2 (ru) * | 2015-12-16 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук (ИМАШ УрО РАН) | Мехатронная система управления движением быстроходной гусеничной машины |
-
2019
- 2019-09-03 RU RU2019127821A patent/RU2721207C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0004427A1 (en) * | 1978-03-21 | 1979-10-03 | General Electric Company | Four forward range hydromechanical steering transmission |
| SU996251A1 (ru) * | 1981-04-28 | 1983-02-15 | Предприятие П/Я А-7701 | Трансмисси гусеничной машины |
| RU2109650C1 (ru) * | 1987-04-06 | 1998-04-27 | Закрытое акционерное общество "Метровагонмаш" | Способ управления поворотом военной гусеничной машины и устройство для его осуществления |
| RU2604259C2 (ru) * | 2014-03-27 | 2016-12-10 | Константин Андреевич Колобов | Дифференциальный механизм поворота пропорционального изменения скорости сторон колесного или гусеничного движителя, сохраняющего на поворотах среднюю скорость прямолинейного движения транспортного средства |
| RU2645487C2 (ru) * | 2015-12-16 | 2018-02-21 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт машиноведения Уральского отделения Российской академии наук (ИМАШ УрО РАН) | Мехатронная система управления движением быстроходной гусеничной машины |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2805453C2 (ru) * | 2020-11-27 | 2023-10-17 | Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Ходовые системы" | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2375340T3 (es) | Un controlador electrónico para una transmisión de variación continua, una transmisión de variación continua (cvt) y un método de control de una transmisión de variación continua. | |
| US9447858B2 (en) | Hydro-mechanical continuously variable transmission for producing high torque output | |
| JP6422912B2 (ja) | 測位検出装置及び測位検出装置を備えた作業機 | |
| JP2015164845A5 (ru) | ||
| JP2010209990A (ja) | 作業機 | |
| RU2721207C1 (ru) | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота | |
| US20160083931A1 (en) | Work vehicle and method of controlling work vehicle | |
| EP2118523B1 (en) | Method for controlling two variable displacement hydrostatic units in an infinitely variable hydro-mechanical transmission | |
| JP2974083B2 (ja) | 静油圧―機械式伝動機の制御装置 | |
| US4355509A (en) | Split torque transmission control | |
| RU2805453C2 (ru) | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота | |
| JP6871831B2 (ja) | 作業車両用の自律走行システム | |
| US20150025760A1 (en) | Control apparatus of vehicle | |
| JP6004409B2 (ja) | 車両用動力伝達装置 | |
| US10221938B2 (en) | Apparatus for managing fluid flow in a vehicle | |
| KR101937666B1 (ko) | 궤도형 차량의 조향성 향상을 위한 동력전달구조 | |
| CN103796887A (zh) | 驱动控制装置 | |
| JP2982606B2 (ja) | 静油圧−機械式変速機の制御装置 | |
| RU156493U1 (ru) | Система управления движением быстроходной гусеничной машины | |
| US6516916B2 (en) | Steering device | |
| CN108263370B (zh) | 用于在车库换挡期间进行车辆发动机速度控制的系统和方法 | |
| RU2645487C2 (ru) | Мехатронная система управления движением быстроходной гусеничной машины | |
| RU2020138975A (ru) | Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота | |
| US7765889B2 (en) | Start-up assistance coaxial gear reducer with increasing ratio up to direct drive | |
| US10759242B2 (en) | Vehicle |