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 PDF

Info

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
Application number
RU2019127821A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Владимирович Кондаков
Александр Анатольевич Дьяконов
Юрий Матвеевич Землянский
Владимир Геральдович Перезолов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Ходовые системы" (ООО ПК "Ходовые системы")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Ходовые системы" (ООО ПК "Ходовые системы") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью Производственная компания "Ходовые системы" (ООО ПК "Ходовые системы")
Priority to RU2019127821A priority Critical patent/RU2721207C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2721207C1 publication Critical patent/RU2721207C1/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D11/00Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like
    • B62D11/02Steering non-deflectable wheels; Steering endless tracks or the like by differentially driving ground-engaging elements on opposite vehicle sides
    • B62D11/06Steering 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
    • B62D11/10Steering 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:
Figure 00000008
где
Figure 00000009
- относительное угловое положение наклонной шайбы насоса ГОП,
Figure 00000010
- 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:
Figure 00000001
где
Figure 00000002
- относительное угловое положение наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи,
Figure 00000003
- 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 iГТТН 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:
Figure 00000004
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:
Figure 00000005
где
Figure 00000006
- относительное угловое положение наклонной шайбы насоса гидрообъемной передачи,
Figure 00000007
- 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.
RU2019127821A 2019-09-03 2019-09-03 Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота RU2721207C1 (ru)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2675523C2 (ru) Интерфейс гидравлической системы управления для автоматического направления валкоукладчика
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)
KR101950123B1 (ko) 차량 조향 시스템 트랜스미션
US20160083931A1 (en) Work vehicle and method of controlling work vehicle
RU2721207C1 (ru) Дифференциальный механизм поворота мобильной машины и способ управления дифференциальным механизмом поворота
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
JP6976782B2 (ja) 作業車両用の自律走行システム
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
US20240239171A1 (en) Electric vehicle
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