SU1068953A1 - Устройство дл моделировани механической передачи - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ, содержащее датчик положени  переключател  передач ,элемент НЕ,первый коммутатор, информационный вход которого  вл етс  входом устройства, а группа выходов соединена соответственно с группой входов пёрво1:о интегратора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и ограничитель подключен к информационному входу второго коммутатора, группа выходов которого соединена - с группой входов . второго интегратора, выход которого  вл етс  выходом устройства и соединен с первым входом первого интегратора , второй вход которого через инвертор соединен с первым выходом первого коммутатора, управл ющие входы ограничител  соединены соответственно с выходами датчика силы сцеплени  1бортового фрикциона, первый вход и выход второго интегратора соединены соответственно с первой парой вершин мостового выпр мител , втора  пара вершин которого через ограничительные резисторы соединена с соответствующими выходами источника двухполйрного напр жени , первый, второй, третий и четвертый входы третьего коммутатора соединены соответственно с первым, вторым; третьим и четвертым выходами датчика положени  переключател  передач, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет воспроизведени  режимов работы бортовой коробки переда 1, управл еS мой рычаге поворота, оно дополнительно содержит датчик положени  рычага поворота и блок согласующих усилителей, пр1ичем первый, второй, третий, четвертый и п тый входы блока согласующих усилителей подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому выходам третьего коммутатора и п тому выходу датчика положени  переключател  передач, вы05 00 ход датчика положени  рычага поворота соединен с п -тым входом третьего коммутатора и входом элемента НЕ, высо ход которого подключен к шестому СП входу третьего коммутатора. СдЭ

Description

Изобретение относитс  к аналоговычислительной технике и может быть использовано в тренажерах транспорт ных средств и исследовательских сте Дах. Известно устройство дл  моделировани  механической передачи, содержащее последовательно соединенные первый интегратор, усилитель, ограничитель и первый коммутатор, выходы которого соединены с группой входов второго интегратора, выход j OTOporo непосредственно и через мостовой выпр митель соответственно соединен с первым входом первого ин тегратора, и входом второго интеграт ра,группа входов первого интегратор подключена к группе выходов второго коммутатора,вход которого  вл етс  входом устройства, выход второго . коммутатора через инвертор соединен с вторым входом первого интегратора СП. Наиболее близким по технической сущности к изобретению  вл етс  устройство дл  моделировани  механичес кой передачи, содержащее последовательно соединенные первый коммутатор , первый интегратор,усилитель,огра ничитель, второй коммутатор и второй интегратор, второй вход и выход которого соединены с одной парой вершин мостового выпр мител , друга  пара йершин которого через ограничительные резисторы соединена с источником напр жени , управл ющие входы ограничител  подключены к выходам датчика фрикциона, первый вход первого интегратора через первый инвертор подключен к первому выходу первого коммутатора, управл ю щие входы первого, второго и третьего коммутаторов соединены соответственно с выходами датчика переключател  передач, вход третьего коммутатора подключен к выходу датчика тгормоза поворота, а выход - к первому входу сумматора,второй вход кото рого соединен с выходом датчика остановочного тормоза,а выход - с входом второго инвертора, вход и выход которого через резисторы соединены с ограничительными резисторами, третий вход и выход сумматора подключены к одной паре вершин второго мостово ,го выпр мител , друга  пара вершин которого через соответствующие огра ничительные резисторы соединена с источником напр жени  L21. Однако с ПОМОЩЬЮизвестного устройства нельз  моделировать работу бортовой коробки передач гусеничной машины, управление которой, кроме рычага переключени  передач,, осуществл етс  с помощью рычага поворота, причем последовательность управлени  рычагом поворота следукица : при вклю ченной передаче, кроме первой и заднего хода, и установке рычага поворота из исходного положени  1 в положение 1: (водитель берет рычаг на себ ) происходит понижение номера включенной передачи. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет воспроизведени  режимов работы бортовой коробки передач,, управл емой рычагом поворота. Эта цель достигаетс  тем, что в устройство, содержащее датчик положени  переключател  передач, элемент НЕ, первый коммутатор, информационный вход которого  вл етс  входом устройства, а группа выходов соединена соответственно с группой входов первого интегратора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и ограничитель подключен к информационному входу второго коммутатора, группа выходов которого соединена с группой входов второго интегратора, выход которого  вл етс  выходом устройства и соединен с первым входом, первого интегратора , второй вход которого через инвертор соедине.н с первым выходом первого коммутатора, управл ющие входы ограничител  соединены соответственно с выходами датчика силы сцеплени  бортового фрикциона, первый вход и выход второго интегратора соединены соответственно с первой парой вершин мостового выпр мител , втора  пара вершин которого через ограничительные резисторы соединена с соответствующими выходами источника двухпол рного напр жени , первый,, второй, третий и четвертый входы третьего коммутатора соединены соответственно с первым/ вторым, третьим и четвертым выходами датчика положени  переключател  передач, введены датчик положени  рычага поворота и блок согласующих усилителей, причем первый, второй, третий, четвертый и п тый входы блока согласующих .усилителей подключены соответственно к первому, второму, третьему, четвертому выходам третьего коммутатора и п тому выходу датчика положени  переключател  передач, выход датчика положени  рычага поворота соединен .с п тым входом третьего коммутатора и входом элемента НЕ, выход которого подключен к шестому входу третьего коммутатора. На чертеже изображена схема предлагаемого устройства. Устройство, входом которого  вл етс  вход 1 первого коммутатора 2, содержит инвертор 3, первый интегратор 4,- усилитель 5, датчик б силы сцеплени  бортового фрикциона, ограничитель 7, второй коммутатор 8, второй интегратор 9, мостовой выпр митель 10 на диодах 10 - 10, , ограничительные резисторы 11, источник

12двухпол рного напр жени , третий коммутатор 13, блок 14 согласующих усилителей. Резистор 15 и тpaRзиcтop 16 образуют согласующие усилители 17-21, В состав третьего коммутатора

13вход т элементы ИЛИ 22 - 24 и элементы И 25-30.

Устройство содержит также элемен : НЕ 31, датчик 32 положени  переклю|Чател  передач и датчик 33 положени  рычага поворота.

Устройство работает следующим образом. .

Датчик 32 рычага переключени  передач, который представл ет собой, например, группу микропереключателей , механически св занных с рычагом переключени  передач при установке рычага переключени  передач в опреде ленное положение вьщает на соответствующий в.ыход сигнал логической единицы, сохран   на остальных выходах сигнал логического нул .

Датчик 33 положени  рычага поворо та механически, св зан с рычагом поворота и может представл ть собой, например, группу миркопереключателей . Механически с рычагом поворота св зан и -датчик б силы сцеплени  бортового фрикциона.

При установке рычага поворота в исходное положение I на выходе датчика 33 формируетс  сигнал единицы, а датчик 6 обеспечивает максимальные управл ющие сигналы на ограничителе 7. При установке рычага поворота в положение , среднее между Хим.-, датчик 6 бортового фрикциона обеспечивает нулевой уровень ограничени  ограничител  7, а на выходе датчика 33 рычага поворота формируетс  сигна логического нул . В реальном изделии в брртовой коробке передач происходит выключение включенной передачи и подготовка к включению передачи на номер ниже включенной. При уста новке рычага поворота в положение S датчик 6 бортового фрикциона вновь обеспечивает максимальные управл ющие сигналы на ограничителе 7, а дат jlик 33 рычага поворота на выходе сохран ет сигнал логического нул . В реальном изделии это соответствует полному включению передачи на номер ниже включенной. Элемент НЕ 31 инвер тирует сигнал, поступающий с датчика 33 рычага поворота.

Устройство имеет два режима работы в зависимости от положени  рычага поворота.

При первом режиме работы рычаг поворота установлен в исходное положение I , на выходе датчика 33 имеетс  сигнал, единицы, а на выходе элемента НЕ 31.- нулевой сигнал. При установке рычага переключени  передач в положение, соответствующее переда е заднего хода, единичный сигнал с п того выхода датчика 32 рычага переключени  передач поступает на первый согласующий усилитель 17.

Согласующие усилители 17 - 21 преобразуют сигналы в сигналы, необходимые дл  включени  исполнительных элементов в первом 2 и втором 8 коммутаторах . Согласующий усилитель представл ет, например, электронный транзисторный ключ, в коллекторную цепь которого включены реле,  вл ющиес  исполнительными элементами в коммутаторах 2 и 8, поэтому сигнал с согласующегоусилител  17 обеспечивает включение исполнительных элементов , соответствующих передаче згщнего хода. Эти исполнительные элементы подключают напр жение, пропорцинальное оборотам входного вала коробки передач и поступающее на вход J коммутатора 2, к определенному входу интегратора 4. Коэффициент передачи каждого входа интегратора выбран с учетом передаточного числа коробки передач. При включении передачи заднего хода напр жение, пропорциональное оборотам входного вала коробки передач, поступает на соответствующий вход интегратора 4 через инвертор 3, чем достигаетс  изменение пол рности отноЬительно напр жени , пропорционального оборотам выходного Bzuia -коробки передач. Это напр жение снимаетс  с выхода интегратора 9. Исполнительные элементы коммутатора 8 соедин ют выход ограничител  7 с определенным входом интегратора 9, На входе интегратора 4 напр жени , пропорциональные оборотам входного и выходного валов коробки передач, складываютс  и на выходе интегратора 4 образуетс  напр жение, пропорциональное Действующему крут щему моменту .

При этом решаетс  уравнение: сМИ

/1 ;7г- УьУву-ьавыч

где И. - суммарна  податливость элементов коробки передач; М - крут щий момент; U)j (Лцач. обороты входного и выходно го вала коробки передач L - передаточное число коробки

передач.

Напр жение, пропорциональное крут щему моменту, через усилитель 5 поступает на ограничитель 7, который моделирует нелинейность типа Сухое трение. Этот ограничитель ограничивает напр жение, пропорциональное крут щему моменту (U). Уровень ограничени  определ етс  управл ющими напр жени ми, поступающими с датчика 6. Эти напр жени  пропорциональны

моменту, передаваемому фрикцион-ными элементами коробки передач. Если напр жение UKV проходит через ограничитель с ограничением, моделируетс  буксование Фрикционных элементов, если напр жение UN ограничено полностью , моделируютс  полностью выключенные фрикционные элементы. Йа чертеже показан случай Полнбго ограничени , когда управл ющие напр жени  с датчика б равны нулю. В случае подачи управл ющих напр жений по величине больших U, модулируетс  передача момента без «буксовани .г.

Напр жение UM с выхода ограничител  7 через исполнительные элементы коммутатора 8 поступает на определенный вход интегратора 9. Коэффициент передачи по соответствующему входу интегратора пропорционален передаточному числу коробки передач дл  данной передачи.

С помс дью интегратора 9 решаетс  уравнение:

.M-M,

1

.( ...

где О среднее значение момента инерции вращающихс  масс коробки передач, приведенных к выходному валу коробки передач; М --крут щий момент; I - передаточное число; MC - момент сопротивлени  вращению .

Напр жение, пропорциональное моменту сопротивлени  вращению подаетс  .на вход интегратора 9 от источника 12 двухпол рного напр жени  через ограничительные резисторы 11 и мостовой выпр митель 10, собранный на диодах 10ц . Таким образом, предлагаемое устройство дл  моде;1иро.вани  механической передачи воспроизводит работу бортовой коробКи передач с фрикционными элементами при включении передачи заднего хода.

При установке рычага переключени  передач в положение, соответствующее .1 -и передаче, на п том выходе датчика 32 по вл етс  сигнал логического нул , обеспечивающий отключение исполнительных, элементов передачи заднего хода в коммутаторах 2 и 8, а на первом выходе датчика по вл етс  ; сигнал логической единицы, который поступает на вход элемента ИЛИ 24, на вход которого поступает сигнал логического нул  с выхода элемента И 30. Образующийс  на выходе элемента ИЛИ 24 сигнал единицы через; согласующий усилитель 21 обеспечивает включение исполнительных элементов передачи в коммутаторах 2 и 8-. Далее устройство работает как и при включений передачи заднего хода.

Отличие заключаетс  лишь в том, что напр жение, пропорциональное оборотам входного вала коробки передач, с входа 1 коммутатора 2 подаетс  на вход интегратора 4 напр мую, мину  инвертор 3. При установке датчика

32 в положение 1-й передачи на втором выходе датчика по вл етс  сигнал логической единицы, а на остальных выходах датчика - сигналы логическо0 го нул , поэтому на входы элемента ИЛИ 24 поступают сигналы логического нул  с вйхода элемента И 30 и с пер- . вого выхода датчика 32. Сигнал логит ческого нул , сформированный на выхо5 де элемента ИЛИ 24, обеспечивает через согласукщий усилитель 21 отключение исполнительных элементов U -и передачи в коммутаторах 2 и 8. На вход элемента И 29 поступают сигналы

0 .логических единиц с датчика 33 рычага поворота и второго выхода датчика 32 переключени  передач, поэтому на выходе элемента И 29 формируетс  сигнал логической единицы, который

5 поступает на вход элемента ИЛИ 23. .Яа другой его вход с выхода элемента И 28 поступает сигнал логического нул . Сформировг1.нный элементом ИЛИ 23 сигнал логической единицы через

л согласующий усилитель 20 обеспечивает -включение исполнительных элементов Ti -и передачи в коммутаторах 2 и 8.

Аналогично устройство работает при установке датчика положени  рычага переключени  передач 32 в положение ffi -и и W -и передач.

При Ътором режиме работы рычаг пово .рота установлен в положение IJ ,на выхо0 де датчика 33 рычага поворота формируетс  сигнал логического нул , а на выходе элемента НЕ 31 - сигнал логической единицы. При установке датчи ,ка 32 в положение, соответствующее

5 передаче заднего хода или I-и передаче , устройство работает так же, как.и в первом режиме работы.

При установке датчика 32 положен ни  рычага переключени  передач в положение Ti -и передачи устройство работает следующим образом. На вхо-. ды элемента И 28 поступают сигналы логического нул  с третьего выхода датчика 32 и логической единицы с элемента НЕ 31. Сформированный сигнал логического нул  с выхода элемента И 28 поступае,т на вход элемента ИЛИ 23. На ВХОДЫ: элемента И 29 поступают сигналы логического нул  с датчика 33 и логической единицы

0 с датчика 32, поэтому на его выходе формируетс  сигнал логического нул , посту1тающий на другой вход элемента ИЛИ 23. Сформированный сигнал логического нул  на выходе элемента ИЛИ

5 23 обеспечивает через согласующий

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧИ, содержащее датчик положения переключателя передач, элемент НЕ,первый коммутатор, информационный вход которого является входом устройства, а группа выходов соединена соответственно с группой входов первого интегратора, выход которого через последовательно соединенные усилитель и ограничитель подключен к информационному входу второ^· го коммутатора, группа выходов которого соединена. с группой входов второго интегратора, выход которого является выходом устройства и соединен с первым входом первого интегратора, второй вход которого через инвертор соединен с первым выходом первого коммутатора, управляющие входы ограничителя соединены соответственно с выходами датчика силы сцеп ления ’бортового фрикциона, первый вход и выход второго интегратора соединены соответственно с первой парой вершин мостового выпрямителя, вторая пара вершин: которого через ограничительные резисторы соединена с соответствующими выходами источника двухполйрного напряжения, первый, второй, третий и четвертый входы третьего коммутатора соединены соответственно с первым, вторым; третьим и четвер тым выходами датчика положения переключателя передач, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет воспроизведения режимов работы _с бортовой коробки передач, управляв- S мой рычагом поворота, оно дополнительно содержит датчик положения рычага поворота и блок согласующих усилителей, причем первый, второй, третий, четвертый и пятый входы блока согласующих усилителей подключены S соответственно к первому, второму, L третьему; четвертому выходам третьего коммутатора и пятому выходу датчика положения переключателя передач, выход датчика положения рычага поворота соединен с пятым входом третьего . коммутатора и входом элемента НЕ, выход которого подключен к шестому входу третьего коммутатора.

   □о со Си 00