менени давлени во времени дл соответствующего гидроцилиндра фрикционных муфт. Многоступенчата коробка передач 1 имеет дл переключени ступеней многодисковые фрикционные муфты 2-5. Кажда муфта имеет силовой гидроцилиндр , у которого максимальный рабочий ход поршн равен .. Гидравли ческа система содержит гидронасос 6 с приводом от элементов коробки пе редач, регул тор давлени 7, устройство управлени в виде многопозиционного распределител 8, вход которого напорной гидролинией 9 подключен к гидронасосу, а выходы - к гйдро ци индрэм муфт 2-5. К этим же выхода параллельно подключены механизмы 10 плавного включени известной конструкции . Дренажный канал распределител 8 дренажной гидролинией 11 подключен к источнику 12 переменного давлени . Последний гидролини ми 13 и 1 подключен к гидронасосу и гидро баку. Стрелкой 15 условно изображено управл ющее воздействие, посредст вом которого формируют требуемую характеристику изменени давлени источника 12. На чертеже показаны три рабочие позиции распределител 8, соответствующие I, И и III ступен м. В реальных устройствах число позиций может быть значительно больше. Переключение ступеней осуществл етс следующим образом. В изображенном на чертеже исходном положении распределител 8 включена ступень I{, которой соответству ет муфта 3. Bee гидроцилиндре, сооб щенном с гидронасосом 6 через распределитель 8 и гидролинию 9, поршен смещен вниз на максимальную величину MdKC давление равно давлению Ру, гидронасоса, задаваемому регул тором 7. Остальные гидроцилиндры через рас пределитель 8, гидролинию 11, источник давлени 12 и гидролинию 14 сообщены с гидробаком, давление в них отсутствует, а их поршни наход тс в крайнем верхкем положении. Дл переключени , например, на I1I ступень распределитель перевод т а III позицию, при которой гидроцилиндр муфты сообщаетс с напор ной гидролинией 9, а гидроцилиндр ранее выключенной муфты 3 через дренажную гидролинию 11 с источником 12 переменного давлени . 92 4 Изменение давлений жидкости во всех гидроцилиндрах и в источнике 12, при данном переключении изображено на соответствующих графиках, где координата t обозначаетс врем процесса, а Р - давление. Изображенные положени поршней соответствуют моменту t 0. Давление Р. во включаемом гидро- . цилиндре измен етс по линии А, пока поршень движетс из верхнего в нижнее положение. Это давление невелико, почти посто нно ( и определ етс сопротивлением холостому движению поршн в течение времени t. После выбора зазоров между фрикционными дисками муфты k ее поршень останавлива- . етс , и давление в гидроцилиндре постепенно увеличивают по кривой Б, задаваемой соответствующим механизмом 10 плавного включени . К моменту времени tg, оно уравниваетс с давлением насоса (Р РН муфта замыкаетс , что соответствует включению I11 ступени . Источник переменного давлени имеет характеристику, соответствующую линии Г на графиках: он поддерживает в дренажной гидролинии 11 определенное избыточное давление в течение некоторого времени за счет частичного соединени ее с напорной магистралью, а в остальное врем сообщает ее с гидробаком через гидролинию k, так что избыточное давление в гидролинии 11 в это врем равно нулю . В момент начала переключени , соответствующий началу координат на графиках, гидроцилиндры всех муфт, кроме включаемой муфты k, одновременно сообщены с дренажной гидролинией 11, давление Рдр в которой источник 12 измен ет по кривой Г. Далее давлен.и в гйдроцилиндрах измен ютс следующим образом. На участке от источника 12 до дросселей 16, сопротивлени которых значительно больше, чем сопротивлени гидролиний, давление примерно посто нно по длине и равно давлению Рдр. Поэтому давлени перед дроссел ми измен ютс по кривой Г, котора нанесена на графиках гидроцилиндров пунктиром. Жидкость под давлением поступает далее от источника 12 через дроссели 16 в гидроцилиндры муфт 2 и 5, поршни их движутс вниз. При этом в гидроцилиндрах муфт 2 и 5 устанавливаютс одинаковые дав592 лени : . Расход жидкости, поступающей в каждый из них, определ етс перепадом давлени в гидролини х , т.е. с учетом прин тых допущений, перепадами на дроссел х 16. На графиках этим перепадам соответствуют заштрихованные зоны площадью Sg. ц,д , При наступлении момента Ъц давление источника 11 быстро падает до нул , а в гидроцилиндрах - медленно падает от PQ д6 нул по мере возврата поршней пружинами. В гидроцилиндре выключаемой муфты 3 давление Р измен етс иначе, В начальный момент переключени Pj Pj 7fJ|. Поэтому давление в нем резко падает до величины Рдр , а затем уравниваетс с (р и повтор ет его изменение по кривой Г. Поскольку поршень гидроцилиидра остаетс во включенном (нижнем) положении, перепад на дросселе 1б муфты 3 отсутствует , так как расход через него, пренебрега утечками, равен нулю, фрикционные диски муфты 3 сжаты с усилием , созданным давлением Рдр (см.кривую г), и муфта буксует, передава соответствующий крут щий момент. Включаема муфта k начинает передавать рабочий момент примерно в точке времени -Ьд остановки своего гидроцилиндра . В течение времени to потенциально может буксовать только муфта 3, в течение времени a-fc буксуют обе муфты и передают крут щий момент, что и соответствует переключению с перекрытием. В момент времени t , определ емый по любому из известных критериев, работу муфты 3 прекращают, дл чего давление Рдр источника 12 уменьшают до нул и гиДролинию 11 сообщают с гидробаком. В выключенных муфтах 2 и 5 за аре м Ъц течение которо го в них поддерживаетс избыточное /давление, порш ни перемест тс на величину X Соотношение величин X и X ( оценить из следующих соображений. По известным формулам гидравлики расход жидкости q равен cVrlC- -VuP . где К - посто нный коэффициент; g - гидравлическое сопротивление течению жидкости; дР - перепад давлени , под которым происходит истечение. 0 Элементарный объем uV жидкости, поступающей в гидроцилиндр муфты 2 или 5, за врем dt равен ,dt )-dt ( )at. Полный объем V , поступающий во врем t - Jvv - Известно , что интеграл есть площадь под кривой функции.В данном случае это заштрихованные площадиSg,,д.Cлeдoвательно , дл каждой муфтыV ;а -Зд. , f-тл I. ., --...- ег. .. ... j.j. ОШлЛ гдед .- масштабный коэффициент. Ход поршн X 5 , где Sj - площадь поршн . , Тогда заштрихованные площади изображают в некотором одинаковом масштабе ходы поршней муфт 2 и 5. Заполнение гидроцилиндра включаемой муфты происходит под давлением РН , превышающим Рд,р, причем гидроцилиндр сообщен с насосом через распределитель 8 мину дроссель 1б. Поэтому мгновенное значение расхода поступающ(ей в него жидкости значительно больше, чем расход а выключенные гидроцилиндры муфты 2 и 5, ограниченный дроссел ми 16. Объем жидкости, поступающей во включаемый гидроцилиндр k, соответствует заштрихованной площади и равен максимальному рабочему объему гидроцилиндра, освобождаемому поршнем при перемещении на величину за врем о По истечении времени ) жидкость не поступает в гидроцилиндр муфты 4, поскольку поршень ее неподвижен, ко продолжает поступать в цилиндры муфты 2 и 5 до окончани периода ta . Очевидно, что если зоры между дисками муфт 2 и 5 не будут полностью выбраны за врем , включени этих муфт не произойдет, и их поршни, не достигнув рабочего положени , возврат тс назад под действием пружин. При этом муфты 2 и 5 не окажут вли ни на процесс переключени , который полностью определ етс работой муфт 3 и i с перекрытием во времени, как и в прототипе. Однако по сравнению с последним техническа реализаци нового способа значительно проще, так как здесь не требуетс специальных коммутирующих устройств дл попеременного подключени источника 12 к выключаемой муфте при каждом переключении.changes in pressure over time for the respective hydraulic cylinder friction clutches. The multi-stage gearbox 1 has multi-plate friction clutches 2-5 for shifting the stages. Each clutch has a power cylinder, in which the maximum piston stroke is equal to. The hydraulic system contains a hydraulic pump 6 driven by gearbox elements, a pressure regulator 7, a control device in the form of a multi-position distributor 8, the inlet of which is connected to a hydraulic pump , and outputs - to hydro-qi indram couplings 2-5. Mechanisms 10 of smooth connection of a known construction are connected in parallel to these outputs. The drainage channel of the distributor 8 is connected by drainage line 11 to a variable pressure source 12. The last one with hydrolines 13 and 1 is connected to the hydraulic pump and hydro tank. Arrow 15 conventionally depicts a control action by which the desired pressure change characteristic of source 12 is formed. The drawing shows three working positions of the distributor 8 corresponding to the I, And and III steps. In real devices, the number of positions can be much larger. The switching of the steps is carried out as follows. In the initial position of the distributor 8 shown in the drawing, the stage I {is included, which corresponds to the clutch 3. The hydraulic cylinder 6, which is connected to the hydraulic pump 6 through the distributor 8 and the hydraulic line 9, is displaced downward by a maximum MdKC pressure equal to the pressure Py; 7, the remaining cylinders through the distributor 8, the hydraulic line 11, the pressure source 12 and the hydraulic line 14 communicate with the hydraulic tank, there is no pressure in them, and their pistons are in the extreme upper position. For switching, for example, to stage I1, the distributor translates into position III, in which the coupling hydraulic cylinder communicates with pressure hydraulic line 9, and the hydraulic cylinder of the previously disconnected coupling 3 through drainage hydraulic line 11 with a variable pressure source 12. 92 4 The change in fluid pressure in all hydraulic cylinders and in source 12, with this switching, is depicted in the corresponding graphs, where the coordinate t denotes the process time and P the pressure. The depicted positions of the pistons correspond to the moment t 0. The pressure R. in the switched on hydro-. the cylinder changes along line A while the piston moves from the upper to the lower position. This pressure is small, almost constant (and determined by the resistance to idle movement of the piston during time t. After selecting gaps between the friction disks of the coupling k, its piston stops, and the pressure in the hydraulic cylinder is gradually increased along curve B defined by the corresponding smooth mechanism 10 on. At time tg, it is equalized with the pressure of the pump (P PH the coupling closes, which corresponds to the inclusion of stage I11. The variable pressure source has a characteristic corresponding to the line D on the graphs: maintains a certain overpressure in the drainage line 11 for a certain time due to its partial connection with the pressure line, and at other time communicates it with the hydraulic tank through the hydraulic line k, so that the overpressure in the line 11 is zero at this time. that corresponds to the origin of coordinates on the graphs, the hydraulic cylinders of all the couplings, except for the activated coupling k, are simultaneously communicated with the drainage hydraulic line 11, the pressure Rdr in which the source 12 varies along curve G. Then the pressure in g The cylinders are changed as follows. In the section from the source 12 to the chokes 16, the resistances of which are much greater than the resistances of the hydrolines, the pressure is approximately constant in length and equal to the pressure Rdr. Therefore, the pressures ahead of the throttles vary along the curve D, which is plotted on the hydraulic cylinder charts with a dotted line. The pressurized fluid flows further from the source 12 through the throttles 16 into the hydraulic cylinders of the couplings 2 and 5, their pistons moving downwards. At the same time, in the hydraulic cylinders of the couplings 2 and 5, the same pressure is set. The flow rate of the fluid entering each of them is determined by the pressure drop in the hydrolines, i.e. taking into account the accepted assumptions, the differences on throttles x 16. On the graphs, these differences correspond to shaded areas with an area of Sg. q, d. At the onset of the torque bc, the pressure of the source 11 quickly drops to zero, and in hydraulic cylinders slowly decreases from PQ q6 zero as the pistons return with springs. In the hydraulic cylinder of the disengaged clutch 3, the pressure P varies differently, In the initial moment of switching Pj Pj 7fJ |. Therefore, the pressure in it drops sharply to the value Rdr, and then equalizes with (p and repeats its change along curve G. Since the hydrocyliidra piston remains in the switched on (lower) position, there is no differential on the throttle 1b of clutch 3, as the flow through it neglecting leaks is equal to zero, the clutch discs of clutch 3 are compressed with the force created by pressure Rdr (see curve g), and the clutch slips by transferring the corresponding torque. The clutch that is turned on starts transmitting the working moment to approximately cylinder, only clutch 3 can potentially slip during the time t, both clutches slip and transmit torque over time a-fc, which corresponds to switching with overlapping. At time t, determined by any of the known criteria, clutch operation 3 is stopped, for which the pressure Рдр of the source 12 is reduced to zero and hydroline 11 is communicated with the hydraulic tank. In disconnected couplings 2 and 5 beyond the area of which they maintain excess pressure / pressure, the piston moves by X value X (estimate of the following considerations. According to the known hydraulics formulas, the fluid flow q is equal to cVrlC- -VuP. where K is a constant coefficient; g - hydraulic resistance to fluid flow; dP is the pressure drop under which the flow occurs. 0 The elemental volume uV of fluid entering the hydraulic cylinder of clutch 2 or 5, during dt is equal to, dt) -dt () at. Total volume V arriving at time t - Jvv - It is known that the integral is the area under the function curve. In this case, these are shaded areas Sg, etc. Further, for each coupling V; a –GD. , f-tl I.., --...- er. .. ... j.j. OKLL where .- scale factor. Stroke X 5, where Sj is the piston area. Then the shaded areas depict the strokes of the clutches 2 and 5 on some identical scale. The filling of the hydraulic cylinder of the included coupling occurs under the pressure PH exceeding РД, р, and the hydraulic cylinder communicates with the pump through the distributor for 8 minutes choke 1b. Therefore, the instantaneous flow rate comes in (fluid in it is significantly larger than the flow rate and shut-off hydraulic cylinders of couplings 2 and 5, limited by throttles 16. The volume of fluid entering the activated hydraulic cylinder k corresponds to the shaded area and is equal to the maximum working volume of the hydraulic cylinder released by the piston at displacement by a value in time. After the time has elapsed, the fluid does not flow into the hydraulic cylinder of the coupling 4, since its piston is stationary and continues to flow into the cylinders of the coupling 2 and 5 until the end of the period ode ta. Obviously, if the bores between the clutch plates 2 and 5 are not fully selected in time, these clutches will not turn on, and their pistons, before reaching the working position, will return back under the action of springs. In this case, clutches 2 and 5 will not affect the switching process, which is completely determined by the operation of clutches 3 and i with overlap in time, as in the prototype. However, in comparison with the latter, the technical implementation of the new method is much simpler, since here no special switching devices are required to alternately connect the source 12 to the switch-off coupling with each switch.
Переключение со II на I ступень и т.д. происходит аналогично описанному выше, но графики давлений в гидроцилиндрах помен ютс местами. При большем числе гидроцилиндров коробки передач процессы в них также аналогичны описанным.Switching from II to I, etc. It is the same as described above, but the pressure graphs in the hydraulic cylinders are swapped. With a greater number of hydraulic cylinders transmission processes in them are also similar to those described.
Из иаложенного выше видно, что ограничение количества жидкости, поступающей в гидроцилиндры выключенны муфт, до величины, исключающей замыкание последних в период переключени , достигаетс подбором гидравлических сопротивлений гидролинии от источника 12 до муфт, например, установкой специальных дросселей 16. При этом конструкци распределител 8 должна обеспечивать включение дрос селей 16 в гидролинию управлени муфтами только на этапе слива из гидроцилиндров . В тех случа х, когда требуема величина Рдр существенно меньше Р, описанное выше соотношение объемов жидкости обеспечиваетс только за счет этой разницы, и дополнительные дроссели 16 не требуютс , что упрощает конструкцию распределител .From the above it can be seen that limiting the amount of fluid entering the hydraulic cylinders of the couplings off, to the extent precluding closure of the latter during the switching period, is achieved by selecting hydraulic hydraulic lines from source 12 to couplings, for example, installing special throttles 16. to ensure the inclusion of droplets of mudflows 16 in the hydroline of controlling the couplings only at the stage of discharge from hydraulic cylinders. In those cases when the required value of Рдр is significantly less than Р, the ratio of liquid volumes described above is provided only at the expense of this difference, and additional throttles 16 are not required, which simplifies the design of the distributor.
Кроме аккумул торов дл поддержани давлени в выключенной муфте могут примен тьс и другие средства, например дополнительные регул торы давлени .In addition to the accumulators, other means, such as additional pressure regulators, may be used to maintain the pressure in the disengaged clutch.
Врем перекрыти t может отличатс от изображенного. Оно выбираетс из соображений, выход щих за рамки данной за вки. Поэтому воздействие, задающее закон изменени Рдр изображено условно в виде стрелки 15.The overlap time t may differ from what is shown. It is selected from considerations beyond the scope of this application. Therefore, the effect that sets the law of change Rdr is conventionally depicted in the form of an arrow 15.