СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ГИДРОПЕРЕДАЧЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для автоматического управления гидропередачей, преимущественно тепловозов.
Известна система автоматического управления многоциркуляционной гидравлической передачи транспортной машины, содержащая насос питания и управления, командное устройство, золотниковые распределительные коробки, гидроаппараты, клапанное устройство, трубопроводы управления и питания (SU №350685, В61С 9/18, 13.09.1972).
Недостатком данной системы является низкий к.п.д. многоциркуляционной гидравлической передачи за счет золотников наполнения, обеспечивающих частичное наполнение гидроаппаратов смежных ступеней скорости в период переключения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемой полезной модели является система автоматического управления гидропередачей, содержащая питательный насос, соединенный через трубопровод с входом золотника управления, второй, третий входы которого соединены через трубопроводы соответственно с первым и вторым выходами управляющего распределителя, содержащего электрогидравлические вентили, четвертый вход золотника управления соединен через клапан быстрого включения с третьим выходом управляющего распределителя посредством трубопроводов, два гидротрансформатора и гидромуфту, входы и выходы которых через соответствующие трубопроводы соединены с соответствующими выходами и входами золотника управления и гидропередачи (В.Н.Логунов, В.Г.Смагин, Ю.И.Доронин и др. Устройство тепловоза ТГМ6А. - М.: Транспорт, 1989, с.120-121).
Недостаток данной системы заключается в низком к.п.д. гидропередачи в период переключения гидроаппаратов и в низкой надежности за счет значительного снижения мощности на выходном валу гидропередачи в процессе переключения.
Задача полезной модели - повышение к.п.д. гидропередачи в период переключения и повышение надежности системы автоматического управления гидропередачей.
Технический результат достигается тем, что система автоматического управления гидропередачей, содержащая питательный насос, соединенный через трубопровод с входом золотника управления, второй, третий входы которого соединены через трубопроводы соответственно с первым и вторым выходами управляющего распределителя, четвертый вход золотника управления соединен через клапан быстрого включения с третьим выходом управляющего распределителя посредством трубопроводов, два гидротрансформатора и гидромуфту, входы которых через соответствующие трубопроводы соединены с соответствующими выходами золотника управления, дополнительно содержит три регулируемых дросселя, блок управления, вход-выход которого соединен с управляющим распределителем, три выхода блока управления соединены соответственно с первыми входами трех регулируемых дросселей, вторые входы которых соединены через трубопроводы с соответствующими выходами гидротрансформаторов и гидромуты, выходы трех регулируемых дросселей соединены соответственно с пятым, шестым входами золотника управления и входом гидропередачи.
Сущность полезной модели поясняется чертежами: на фиг.1 изображена принципиальная схема системы автоматического управления гидропередачей, на фиг.2 представлены зависимости относительной потери мощности при переключении гидротрансформаторов от продолжительности процессов наполнения и опорожнения, на фиг.3 изображены характеристики относительной потери мощности при переключении гидротрансформатора и гидромуфты от продолжительности процессов наполнения и опорожнения.
Система автоматического управления гидропередачей содержит питательный насос 1, соединенный через трубопровод 2 с входом золотника управления 3, второй, третий входы которого соединены через трубопроводы 4, 5 соответственно с первым и вторым выходом управляющего распределителя 6, четвертый вход золотника управления 3 соединен через клапан быстрого включения 7 с третьим выходом управляющего распределителя 6 посредством трубопроводов 8, 9, два гидротрансформатора 10, 11 и гидромуфту 12, входы которых через соответствующие трубопроводы 13, 14, 15 соединены с соответствующими выходами золотника управления 3, блок управления 16 (К.П.Агеев. Рельсовые автобусы PA-1, PA-2. Устройство основных узлов, устройство аппаратов, электрические и пневматические схемы - М.: Центр Коммерческих Разработок, 2007, с 37-38), вход-выход которого соединен с управляющим распределителем 6, три выхода блока управления соединены соответственно с первыми входами трех регулируемых дросселей 17, 18, 19 (FHG/FHCG), вторые входы которых соединены через трубопроводы 20, 21, 22 с соответствующими выходами гидротрансформаторов 10, 11 и гидромуфты 12, выходы трех регулируемых дросселей 17, 18, 19 соединены соответственно с пятым, шестым входом золотника управления 3 и входом гидропередачи 23 посредством трубопроводов 24, 25, 26.
Принцип работы системы автоматического управления гидропередачей заключается в следующем. В зависимости от скорости движения тепловоза, от величины которой зависит действие управляющего распределителя 6, формируется сигнал блока управления 16, настраивающий регулируемые дроссели 17, 18, 19, обеспечивающие оптимальную работу двух гидротрансформаторов 10, 11 и гидромуфты 12.
При включении тепловоза в режим тяги, управляющий распределитель 6 по трубопроводу 4 подает рабочую жидкость в золотник управления 3, который сообщает питательный насос 1 с гидротрансформатором 10 по трубопроводу 13.
При достижении скорости тепловоза, соответствующей моменту переключения с гидротрансформатора 10 на гидротрансформатор 11, управляющий распределитель 6 через клапан быстрого включения 7 посредством трубопроводов 8, 9 подает масло в золотник управления 3, который сообщает питательный насос 1 с гидротрансформатором 11. Блок управления 16, в котором формируется управляющий сигнал, после частичного наполнения гидроаппарата 11 посылает сигнал регулируемому дросселю 17, который сообщает трубопровод 24 с золотником управления 3.
При достижении скорости тепловоза, соответствующей переходу на высшую ступень, управляющий распределитель 6 подает масло по трубопроводу 5 в золотник управления 3, который сообщает питательный насос 1 с гидромуфтой 12. Блок управления 16, после частичного наполнения гидромуфты 12, включает регулируемый дроссель 18 и сообщает трубопровод 25 с золотником управления.
Осуществление перехода с высшей ступени на низшую происходит в обратном порядке.
При возникновении режимов работы тепловоза, не отвечающих эксплуатационным требованиям, блок управления 16, получающий сигнал от управляющего распределителя 6, включает один из регулируемых дросселей 17, 18, 19, работающего гидротрансформатора 10, 11 и гидромуфты 12, и по обратной связи воздействует на управляющей распределитель 6 для осуществления настройки системы автоматического регулирования гидропередачей.
Предлагаемое устройство позволяет повысить к.п.д. гидропередачи и надежность системы автоматического управления гидропередачей, обеспечивая минимальное снижение мощности на выходном валу гидропередачи в период переключения гидротрансформаторов и гидромуфты, за счет оптимальных условий наполнения и опорожнения.
Повышение к.п.д. гидропередачи в период переключения подтверждается графическими зависимостями фиг.2 и 3 переходного процесса при переключении гидротрансформаторов и гидромуфты, полученных на основании расчета значений относительной потери мощности, применительно к тепловозу ТГМ6А:
,
где
B1
N - мощность на вторичном валу гидропередачи в конце процесса переключения;
B2
N - мощность на вторичном валу гидропередачи в течение процесса переключения;
t - время переходного процесса.
На фиг.2 представлено изменение относительной потери мощности локомотива ТГМ6А при переключении гидротрансформаторов в маневровом и поездном режиме работы в зависимости от времени переходного процесса. Зависимость 1 характеризует процесс переключения оригинальной системы автоматического управления гидропередачей. Зависимость 2 характеризует процесс переключения системы автоматического управления гидропередачей с использованием регулируемых дросселей.
Фиг.3 демонстрирует изменение относительной потери мощности локомотива ТГМ6А при переключении с гидротрансформатора на гидромуфту в маневровом и поездном режиме работы в зависимости от времени переходного процесса. Зависимость 1 характеризует процесс переключения оригинальной системы автоматического управления гидропередачей. Зависимость 2 характеризует процесс переключения системы автоматического управления гидропередачей с использованием регулируемых дросселей.
Согласно представленным характеристикам оптимальным процессом переключения гидроаппаратов должно стать запаздывание процесса опорожнения на 4 с по отношению к наполнению при общем времени переходного процесса равном 16 с.Представленный алгоритм переключения позволит повысить к.п.д. гидропередачи в период переключения примерно на 10-12%.