×
10.10.2014
216.012.fa53

МЕХАТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ БЫСТРОХОДНОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к системе управления поворотом быстроходных гусеничных машин (БГМ). БГМ оснащена гидромеханической трансмиссией и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом. Система управления поворотом состоит из объемного гидропривода, гидронасос которого кинематически через механический редуктор соединен с двигателем машины, а первый канал управления - с задающим (командным) органом управления поворотом (штурвалом), бортовой компьютер, сенсоры положения и перемещения: штурвала, педали подачи топлива, числа оборотов двигателя, номера включенной передачи, дифференциального механизма, ведомые элементы которого кинематически соединены с солнечными шестернями суммирующего планетарного ряда трансмиссии. Система управления поворотом дополнительно включает двухступенчатый планетарный редуктор, соединяющий гидромотор гидропривода с дифференциальным механизмом поворота и управляемый двумя фрикционными элементами. Достигается повышение скоростных качеств машины. 1 ил.
Основные результаты: Система управления поворотом быстроходной гусеничной машины, состоящей из объемного гидропривода, включающего гидронасос и гидромотор, гидронасос которого кинематически через механический редуктор соединен с двигателем машины, а первый канал управления - с задающим (командным) органом управления поворотом (штурвалом), а второй канал - с бортовым компьютером, со входом которого соединены сенсоры положения и перемещения: штурвала, педали топлива, числа оборотов двигателя, номера включенной передачи, дифференциального механизма, ведомые элементы которого кинематически соединены с солнечными шестернями суммирующего планетарного ряда трансмиссии, отличающаяся тем, что механический привод от гидромотора к дифференциальному механизму осуществляется через двухступенчатый планетарный редуктор, состоящий из водила, солнечной шестерни и эпицикла, управляемый двумя фрикционными элементами, а управляемые клапана серводвигателей фрикционных элементов электрически соединены с бортовым компьютером информационно-измерительной управляющей системой трансмиссии (ИИУСТ).
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при синтезе систем управления поворотом быстроходных гусеничных машин (БГМ), оснащенных гидромеханической трансмиссией (ГМТ) и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом.

Известна система управления поворотом БМП Marder (Бурцев С.Е. "Основы применения гидрообъемных вариантов типовых трансмиссий", 1983 г. Изд-во Киевское ВТИУ рис. 3.41, стр. 200), которая содержит гидропривод, включающий гидронасос, кинематически через редуктор соединенный с двигателем, а гидромотор соединен с дифференциальным механизмом, ведомые элементы которого соединены с солнечными шестернями суммирующих планетарных рядов трансмиссий. Параллельно гидроприводу включена гидромуфта с регулируемым в процессе поворота наполнением, это обеспечивает высокую управляемость движения гусеничной машины, в том числе при входе в поворот и в процессе движения в повороте. Основным недостатком этой системы является недостаточное быстродействие, особенно при выходе из поворота, большая длительность переходных процессов, приводящая к режиму эволюционного движения.

Наиболее близкой по технической сути и достигаемому результату является система управления поворотом БМП-3 (Боевая машина пехоты БМП-3. Руководство по эксплуатации. 4.1. Техническое описание. - Ростов-на-Дону: Изд-во ООО БелРусь, 2010 г. - рис. 6.6, стр. 295, рис. 7.5, стр. 327-329), которая содержит управляемый командным органом (штурвалом) гидрообъемный привод, ведущий вал гидронасоса которого соединен с двигателем, а ведомый вал гидромотора соединен с валом дифференциального механизма поворота. На валу расположены шестерни, кинематически соединенные с солнечными шестернями СПР одного борта БГМ через промежуточную шестерню, а второго борта - непосредственно.

Водитель, воздействуя посредством приводов управления на гидропривод, изменяет режим его работы и тем самым изменяет направление движения машины. При этом контроль за поведением машины осуществляет водитель. Для компенсации возникающих отклонений траектории водитель воздействует на органы управления, пытаясь реализовать требуемую траекторию движения с необходимой для безопасности точностью. Однако вследствие ограниченности психофизиологических свойств водителя, его утомляемости в процессе длительного движения принятые решения и реализуемое им управляющее воздействие характеризуются большим количеством ошибок. В связи с этим, в ряде технических решений предложено ввести систему дополнительного автоматического управления наклонной шайбой управления насоса гидропривода. Для этого в систему управления дополнительно включается бортовой компьютер, сенсоры положения и перемещения штурвала, педали подачи топлива, числа оборотов двигателя, номера включенной передачи, а также гироскопического датчика угловой скорости, соединенного с бортовым компьютером. При отклонении параметров траектории, организованная обратная связь управления наклонной шайбой насоса ГОП отрабатывает разность между управляющим воздействием и управляемым параметром, подавая сигнал на второй канал (электронный) управления гидронасосом (Держанский В.Б., Тараторкин И.А. "Прогнозирование динамической нагруженности трансмиссий транспортных машин" - Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2008 г., рис. 3.19, стр. 145).

Основной недостаток этой системы состоит в том, что жесткая кинематическая связь солнечной шестерни суммирующего ряда через гидропривод с двигателем приводит к тому, что в такой системе угловая скорость поворота гусеничной машины зависит не только от угла поворота штурвала, но и от частоты вращения вала двигателя (положение педали подачи топлива). При движении гусеничной машины на высших передачах на твердых дорогах с незначительным сопротивлением повороту угловая скорость является функцией двух управлений - угла поворота штурвала и педали подачи топлива, не зависит от номера включенной передачи. Передаточные числа определяются из условия движения без бокового заноса на грунтах с высокими сцепными свойствами на максимальном скоростном режиме. При этом расчетная угловая скорость поворота принимается равной 1 рад/с. Это обеспечивает высокие скоростные качества машины на дорогах с интенсивным изменением кривизны. Однако при движении машины со скоростью ниже максимальной, при вращении вала двигателя на режиме максимального момента угловая скорость поворота снижается в 1,5…2 раза и может быть недостаточной. Для вписывания в требуемую траекторию при движении по окружности с радиусом 20 м по сухой бетонной дороге со скоростью, предельной по заносу, равной 12,6 м/с, угловая скорость должна составлять 0,63 рад/с. Если двигатель работает на режиме максимального момента, то расчетная угловая скорость составляет 0,5 рад/с. При юзе и буксовании гусениц фактическая угловая скорость поворота еще меньше и не превышает 0,33…0,38 рад/с (принято, что на установившемся режиме коэффициент буксования гусениц определяется отношением длины опорной поверхности к ширине колеи). Следовательно, передаточное число привода дифференциального механизма от гидромотора ГОП должно быть регулируемым для обеспечения необходимой угловой скорости поворота машины при работе двигателя не на максимальной угловой скорости.

Для устранения основного недостатка системы управления поворотом, состоящей из объемного гидропривода, включающего гидронасос и гидромотор, гидронасос которого кинематически через механический редуктор соединен с двигателем машины, а первый канал управления - с задающим (командным) органом управления поворотом (штурвалом), бортовой компьютер, сенсоры положения и перемещения: αшт штурвала, αпт педали подачи топлива, числа оборотов двигателя, номера включенной передачи, дифференциального механизма, ведомые элементы которого кинематически соединены с солнечными шестернями суммирующего планетарного ряда трансмиссии, дополнительно вводится двухступенчатый планетарный редуктор, соединяющий гидромотор гидропривода с дифференциальным механизмом поворота и управляемый двумя фрикционными элементами.

Схема предложенной системы приведена на фиг.1. Система управления состоит из объемного гидропривода - 1, включающего управляемый гидронасос - 2 с двумя каналами управления и гидромотор - 3. Гидропривод - 1 кинематически через механический редуктор - 4 соединен с двигателем машины - 5. Первый канал управления гидропривода - 1 соединен с задающим (командным) органом управления поворотом - 6 (штурвалом). С бортовым компьютером соединены сенсоры положения и перемещения штурвала - 8 (αшт), педали подачи топлива - 9 (αпт), частоты вращения вала двигателя - 10 (nд) и номера включенной передачи - 11 (mj). Ведомые элементы дифференциального механизма - 12 кинематически соединены с солнечными шестернями 13 и 14 суммирующих планетарных рядов (СПР). Механический привод от гидромотора - 3 к дифференциальному механизму - 12 осуществляется через двухступенчатый планетарный редуктор - 15. Редуктор - 15 состоит из водила - 16, солнечной шестерни - 17 и эпицикла -18 и управляется двумя фрикционными элементами через серводвигатели 19 и 20. Серводвигатели гидравлически соединены с управляемыми клапанами - 21, 22, которые соединены с бортовым компьютером - 7.

Работает предлагаемая система следующим образом. Включение системы происходит при движении БГМ с большой скоростью на высоких передачах (υ>35 км/ч). Водитель, анализируя характер изменения траектории дороги и прогнозируя реакцию машины на управляемое воздействие, при отклонении дороги от выбранного ранее направления движения создает в соответствии с навыками вождения упреждающее управляющее воздействие - поворачивает штурвал 6 на некоторый угол αшт. Соответствующий сигнал сенсора 6, как и положение педали подачи топлива αпт 9, частоты вращения вала двигателя nд 10 и номера включенной передачи mj 11 поступают в бортовой компьютер 7. На основе этих сигналов определяется параметр управляемого движения: расчетная угловая скорость поворота ωpшт, αпт). Если движение машины осуществляется на одной из высших передач и значение расчетной угловой скорости меньше 0,75…0,80 максимально возможной, то соответствующий сигнал бортового компьютера 7 поступает на вход пропорционального клапана 21 и 22 клапанной коробки, и серводвигатели 19 и 20 осуществляют выключение фрикциона и включение тормоза дополнительно введенного редуктора 15. Солнечная шестерня - 17 при этом останавливается, и тем самым происходит снижение передаточного числа дополнительно введенного редуктора, а угловая скорость его эпицикла - 18 возрастает. Благодаря этому возрастает и угловая скорость солнечных шестерней 13 и 14 суммирующих планетарных рядов, соответственно, и угловая скорость поворота машины.

Эффективность предложенного решения заключается в повышении степени реализации потенциальных скоростных качеств машины за счет возможности поворота гусеничной машины с высокой угловой скоростью, то есть - вписывание в заданную траекторию без дополнительного переключения передач в трансмиссии машины. Это снижает требуемый уровень квалификации водителя и степень его утомляемости.

Система управления поворотом быстроходной гусеничной машины, состоящей из объемного гидропривода, включающего гидронасос и гидромотор, гидронасос которого кинематически через механический редуктор соединен с двигателем машины, а первый канал управления - с задающим (командным) органом управления поворотом (штурвалом), а второй канал - с бортовым компьютером, со входом которого соединены сенсоры положения и перемещения: штурвала, педали топлива, числа оборотов двигателя, номера включенной передачи, дифференциального механизма, ведомые элементы которого кинематически соединены с солнечными шестернями суммирующего планетарного ряда трансмиссии, отличающаяся тем, что механический привод от гидромотора к дифференциальному механизму осуществляется через двухступенчатый планетарный редуктор, состоящий из водила, солнечной шестерни и эпицикла, управляемый двумя фрикционными элементами, а управляемые клапана серводвигателей фрикционных элементов электрически соединены с бортовым компьютером информационно-измерительной управляющей системой трансмиссии (ИИУСТ).
МЕХАТРОННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ БЫСТРОХОДНОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 61.
27.04.2013
№216.012.39d0

Система стабилизации движения быстроходной гусеничной машины

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при синтезе систем управления поворотом быстроходных гусеничных машин с гидромеханической трансмиссией и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом. Система стабилизации содержит бортовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480361
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.11.2013
№216.012.85c9

Способ исключения резонансных режимов колебаний металлокерамических дисков гидромеханической трансмиссии транспортной машины

Изобретение относится к способу исключения резонансных режимов колебаний металлокерамических дисков гидромеханической трансмиссии транспортной машины. Способ заключается в аналитическом или экспериментальном определении спектра частот возмущений двигателя и спектра собственных частот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499927
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.10.2014
№216.012.fa5a

Шарнир гусеничной цепи

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в конструкциях быстроходных гусеничных машин. Шарнир гусеничной цепи включает резиновую облицовку и привулканизированную внутри облицовки силовую арматуру, выполненную в виде соединительных пальцев, связанных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529936
Дата охранного документа: 10.10.2014
27.11.2014
№216.013.0aa0

Система управления движением быстроходной транспортной машины

Изобретение относится к системам управления движением быстроходных гусеничных машин (БГМ). БГМ оснащена гидромеханической трансмиссией и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом. Автоматизированная система управления движением состоит из измерителей управляющих воздействий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534128
Дата охранного документа: 27.11.2014
10.01.2015
№216.013.1963

Установка гидропневматической рессоры

Изобретение относится к конструкции подвесок опорных катков транспортных гусеничных машин. Установка гидропневматической рессоры включает рессору, закрепленную в подвеске опорного катка. Гидропневматическая рессора закреплена посредством межпоршневой перегородки неподвижно на внутреннем борту...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537927
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.01.2015
№216.013.1964

Система управления пневмо-торсионной подвески гусеничной машины

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к системе управления пневмо-торсионной подвески гусеничной машины, и может быть использовано в конструкциях транспортных гусеничных машин, в том числе военного назначения. Система включает торсионы и пневмогидравлические...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537928
Дата охранного документа: 10.01.2015
27.02.2015
№216.013.2c4e

Шестиступенчатая несоосная коробка передач со сдвоенным сцеплением

Изобретение относится к конструкции коробок передач со сдвоенным сцеплением. На входе в коробку передач (КП) расположено сдвоенное сцепление. Часть ведомых дисков этого сцепления установлена на трубчатом валу, на котором закреплена одна ведущая шестерня. Внутри трубчатого вала расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542810
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2c52

Шестиступенчатая несоосная раздаточная коробка со сдвоенным сцеплением

Изобретение относится к раздаточным коробкам со сдвоенным сцеплением. На входе в раздаточную коробку (РК) расположено сдвоенное сцепление. Часть ведомых дисков этого сцепления установлена на ведущем трубчатом валу, на котором закреплена одна ведущая шестерня. Внутри трубчатого вала расположен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542814
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2c53

Восьмиступенчатая коробка передач со сдвоенным сцеплением

Изобретение относится к транспортным средствам и может быть использовано в автомобилях-тягачах, тракторах, дорожно-строительной и др. технике. На входе в коробку передач расположено сдвоенное сцепление (3). Часть ведомых дисков (28) этого сцепления установлена на первичном валу (5), а другая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542815
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.02.2015
№216.013.2c54

Шестнадцатиступенчатая вальнопланетарная коробка передач 16r4 со сдвоенным сцеплением

Изобретение относится к шестнадцатиступенчатой вальнопланетарной коробке передач со сдвоенным сцеплением. На входе в коробку передач (КП) расположено сдвоенное сцепление, часть ведомых дисков этого сцепления установлена на первичном валу КП, а другая часть - на трубчатом валу. На этих валах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002542816
Дата охранного документа: 27.02.2015
Показаны записи 1-10 из 80.
27.04.2013
№216.012.39d0

Система стабилизации движения быстроходной гусеничной машины

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано при синтезе систем управления поворотом быстроходных гусеничных машин с гидромеханической трансмиссией и дифференциальным механизмом поворота с гидрообъемным приводом. Система стабилизации содержит бортовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480361
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.448a

Способ изготовления инструментального композиционного материала

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано в машиностроении для производства дешевого инструмента, в частности выглаживателей для деталей из цветных металлов. Для упрощения процесса производства композиционного материала и обеспечения равномерности его свойств,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483123
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4884

Способ получения железа из воздушной взвеси частиц содержащей его руды и устройство для осуществления способа

Группа изобретений относится к способу и устройству для получения металлического железа из рудного сырья. Способ включает формирование исходной механической смеси из руды и углерода, восстановление железа с помощью генерируемого в рабочей зоне физического поля и осуществление обработки в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484144
Дата охранного документа: 10.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fd6

Способ подготовки порошка на основе чугунной стружки

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к получению порошка на основе железа, содержащего небольшое количество углерода. Может использоваться для получения стального порошка на основе переработки отходов металлообрабатывающей промышленности - чугунной стружки. Порошок,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486031
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.07.2013
№216.012.59f5

Способ получения столбчатых монокристаллов кремния из песка и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области получения монокристаллов кремния. Способ включает предварительную установку в нижней части тигля затравки, обеспечивающей кристаллизацию конечного продукта, загрузку полости тигля сырьевой массой, состоящей из зерен песка, с обеспечением непрерывной подачи в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488650
Дата охранного документа: 27.07.2013
20.09.2013
№216.012.6b38

Способ получения графита и композитов на его основе из водяной суспензии частиц углеродосодержащих материалов и устройство для его осуществления

Изобретение может быть использовано в химической промышленности и в электротехнике. Во внутренней полости емкости 3 размещают водяную суспензию, содержащую, об.%: частицы кокса 4 с размерами 1-8 мкм - 50-70%; остальное - вода. В суспензию дополнительно вводят частицы окиси алюминия и/или окиси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493099
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6bf6

Способ диффузионного титанирования изделий из чугуна

Изобретение относится к металлургии, а именно к диффузионному титанированию металлов, в частности к диффузионному титанированию чугуна, и может быть использовано в машиностроении. Способ диффузионного титанирования изделий из чугуна включает насыщение его поверхности титаном при нагреве до...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493289
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.85c9

Способ исключения резонансных режимов колебаний металлокерамических дисков гидромеханической трансмиссии транспортной машины

Изобретение относится к способу исключения резонансных режимов колебаний металлокерамических дисков гидромеханической трансмиссии транспортной машины. Способ заключается в аналитическом или экспериментальном определении спектра частот возмущений двигателя и спектра собственных частот...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499927
Дата охранного документа: 27.11.2013
20.12.2013
№216.012.8d5b

Способ получения металлического алюминия из водяной суспензии глиняных частиц и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способу и устройству для получения металлического алюминия из водяной суспензии глиняных частиц. Способ включает размалывание алюмосодержащей глины на частицы с размерами 0,001-1,0 мм, перемешивание ее с водой в количестве 30-40% от суммарной массы размолотой глины с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501870
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.12.2013
№216.012.90f7

Способ производства этилового спирта и устройство для его осуществления

Изобретение относится к производству этилового спирта. Способ предусматривает воздействие на сброженную массу, находящуюся в герметично закрытой емкости, переменного вращающегося магнитного поля, напряженность которого в зоне обработки составляет 1×10А/м-1×10 А/м при его частоте 40-70 Гц. При...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502804
Дата охранного документа: 27.12.2013
+ добавить свой РИД