8.3. Гидромеханическая передача с электронным управлением
Гидромеханическая передача (ГМП) с электронным управлением предназначена для применения на автобусах. Применение электронного управления упрощает конструкцию гидравлических и механических элементов передачи, повышает надежность системы в целом и позволяет оптимизировать закон переключения передач, обеспечивая тем самым снижение расхода топлива.
На рис. 8.2. приведена функциональная схема ГМП. В ее состав входят: ДС – датчик скорости, вырабатывающий сигнал переменного тока, частота которого пропорциональна частоте вращения выходного вала ГМП; ДН- датчик нагрузки двигателя, представляющий собой ступенчатый переключатель на три положения, связанный с топливоподающим органом двигателя.
Первое положение соответствует нагрузке от О до 50%, второе - от 50 до 100%, третье - более 100% (так называемый режим пик-дозы); КУ - контроллер управления - ступенчатый переключатель на пять положений; ДГ - контактный датчик включения гидрозамедлителя; БУ ГМП - электронный блок управления; ЭМ1, ЭМ2, ЭМЗ, ЭМ"ЗХ", ЭМ"БЛ" - исполнительные электромагниты включения первой ЭМ1, второй ЭМ2 и третьей ЭМЗ передач, передачи заднего хода и блокировки гидротрансформатора; КЛ - контрольная лампа индикации аварийного режима.
ДС
ПЧН
Блок
компараторов
Дешифратор
ЭМ 1
ЭМ 2
ДН
УСП
ЭМ 3
КУ
ЭМ «БЛ»
ДГ
ЭМ «3Х»
УК
К 1
БУГМП
Рис.8.2 Блочная схема ГМП
Сигнал с датчика скорости ДС поступает в преобразователь частоты в напряжение ПЧН, где преобразуется в сигнал постоянного тока, напряжение которого пропорционально частоте входного сигнала. Напряжение с выхода ПЧН подается на вход блока компараторов. Этот блок содержит три компаратора, сигнальные входы которых объединены. Опорным сигналом для компараторов является сигнал, формируемый в устройстве сдвига порогов УСП. Каждый из компараторов настроен таким образом, что при увеличении (или уменьшении) скорости автобуса происходит поочередное переключение компараторов. При срабатывании первого компаратора формируется команда на включение второй передачи. Второй и третий компараторы соответственно формируют команды на включение третьей передачи и блокировки гидротрансформатора БЛ. Отсутствие сигналов на входах компараторов будет свидетельствовать о включении первой передачи. Устройство сдвига порогов изменяет пороги срабатывания компараторов в зависимости от положения датчика нагрузки двигателя. При этом при увеличении нагрузки переключение компараторов будет происходить при больших скоростях движения автобуса.
Команды на переключение передач с выходов блока компараторов поступают на выходы дешифратора. Сюда же подаются командные сигналы с контроллера управления КУ и с датчика включения гидрозамедлителя ДГ. В зависимости от положения контроллера управления дешифратор обеспечивает автоматическое переключение передач по командам блока компараторов, принудительное включение первой передачи, заднего хода или отключение коробки передач "нейтраль". При включении гидрозамедлителя обеспечивается принудительная блокировка гидротрансформатора.
Узел контроля УК обеспечивает защиту от аварийных режимов при коротком замыкании или обрыве в цели датчика скорости и при непредусмотренных комбинациях одновременного включения двух электромагнитов при возникновении аварийных режимов узел контроля снимает напряжение питания с электромагнитов и включает контрольную лампу КЛ.
Функциональная схема автоматического переключения передач, в зависимости от нагрузки и частоты вращения коленчатого вала показана на устройстве с применением логических и корректирующих устройств, следящих за ходом рейки ТНВД дизельных автомобилей, приведена на рис.8.3.
Рис8.3.
Блочная схема автоматического
переключения передач
Преобразователи положения рейки состоят из индуктивных датчиков 6 и 8, составными элементами которых являются катушки индуктивности и конденсатор, питающихся от источников переменного тока, мультивибраторов 1 и 2; детекторов амплитудно-модулированных сигналов, выполненных на фильтрах низких частот и диодах. При перемещении рейки внутри катушки изменяется ее индуктивность и, как следствие, индуктивное сопротивление, что приводит к изменению выходных сигналов преобразователя. Преобразователи частоты вращения коленчатого вала состоят из индукционных датчиков 3 и 4, дифференцирующих цепей 5 и 7, выпрямителя и фильтра низких частот. При вращении вала стальная пластина, закрепленная на нем, периодически входит в зазор импульсного модулятора, на выходе которого периодически появляется импульсный сигнал, который поступает затем в преобразователь. Устройство для переключения передач содержит электромагнитные клапаны с катушками Р1 и Р2 механизма переключения передач. Катушки через усилители 12 и 13 подключены к выходам соответствующих сумматоров 9 и 11. К их диодам подключены датчики 6 и 8 положения рейки ТНВД, а индукционные датчики 3 и 4 частоты вращения коленчатого вала через дифференцирующие цепи 5 и 7 подключены: один – к суммирующему входу сумматора, второй – к вычитающему. С выходами усилителей 12 и 13 соединены цепи отключения электромагнитов 15 и 16 и эммитерные повторители 17 и 18, а выходы цепей отключения электромагнитов – со входами релейных усилителей 12 и 13, поэтому цепь отключения электромагнитов представляет собой обратную отрицательную связь, охватывающую нелинейный элемент устройства для переключения передач. В сумматоре 9, установленном в канале включения высших передач, сигналы преобразователей частоты вращения коленчатого вала и положения рейки топливного насоса складываются, а в сумматоре параллельного канала включения низших передач – вычитаются. Если выходной сигнал сумматора 9 достигает порога срабатывания усилителя 12, запитывается катушка Р1 электромагнита высших передач; если выходной сигнал сумматора 11 достигает порога срабатывания усилителя 13, срабатывает катушка Р2 электромагнита низших передач; если выходные сигналы обоих сумматоров не достигают соответствующих порогов срабатывания своих усилителей в оптимальном режиме, значит, электромагниты отключены. При уменьшении нагрузки дизеля частота вращения его коленчатого вала увеличивается, и рейка ТНВД перемещается в сторону уменьшения подачи топлива. Входные сигналы сумматора 9 канала управления включением высших передач увеличиваются, при этом постоянно формируется сигнал управления. При оптимальной загрузке дизеля в цепи обратной связи, ток не протекает. При достижении выходным сигналом сумматора порога срабатывания усилителя, электромагнит выключается, изменяя при этом потенциал эммитерного повторителя 17. При истечении заданной выдержки времени, в цепь усилителя 12 подается отрицательный потенциал, электромагнит отключается. Переключение передач при увеличении нагрузки дизеля осуществляется аналогично. Элементы устройства для повышения надежности выполнены бесктактными. Устройство снижает расход топлива из-за оптимальной работы двигателя, независимо от режимов движения.