999

Модернизация системы блокировки дифференциала трактора Беларус-1523 (конструкторская часть дипломного проекта)

ID: 197979
Дата закачки: 25 Января 2019
Продавец: AgroDiplom (Напишите, если есть вопросы)
    Посмотреть другие работы этого продавца

Тип работы: Диплом и связанное с ним
Форматы файлов: КОМПАС, Microsoft Word

Описание:
СОДЕРЖАНИЕ

4. Конструкторская разработка…
4.1 Актуальность проблемы…
4.2 Обзор и анализ систем управления блокировкой дифференциала…
4.3 Описание работы модернизированной системы
4.4 Конструкторские расчеты…

4.3 Описание работы модернизированной системы
Предлагаемая система блокировки дифференциала имеет следующие со-ставные части:
Датчик скорости вращения колес.
Индуктивный колесный датчик скорости вращения обеспечивает элек-тронный блок управления (ECU) необходимой информацией о скорости вращения колес. Схема предлагаемой системы блокировки дифференциала показана на рис. 4.8.
Блок ECU с LSI.
Блок ECU системы принимает, фильтрует и усиливает сигнал от датчика скорости вращения колеса перед их использованием для определения скольжения и ускорения колес.
Входной блок. Состоит из фильтра низких частот и входного усилителя.
Цифровой контроллер. Состоит из цифровых LSI. Этот блок обрабатывая информацию, поступающую от двух колес (каналы 1 и 2), и проводят логические вычисления.
Логика контроллера преобразует сигналы управления в позиционные команды для соленоидного клапана.
Последовательный интерфейс, подсоединенный к входному каскаду логического устройства и логики контроллера посредством канала передачи данных, поддерживает связь и передачу данных между цифровыми LSI.
Еще один функциональный блок содержит схему управления для обеспечения распознания ошибок и анализа. Как только в ECU появляется неисправность, сигнальная лампочка информирует водителя о том, что система блокировки дифференциала больше не функционирует. Однако система блокировки дифференциала сохраняет полную работоспособность даже тогда, когда она неисправна (принудительная блокировка).



1-датчики скорости вращения колес; 2-аккумуляторная батарея; 3-входной блок; 4-цифровой контроллер; 5-LSI; 6-стабилизатор напряжения; 7-выходной блок; 8-выходной каскад; 9-соленоидные клапаны; 10 реле защиты; 11-стабилизированное напряжение аккуму-ляторной батареи; 12-сигнальная лампа.
Рисунок 4.6 – Предлагаемая система блокировки дифференциала

Выходной блок. Выходной блок функционируют подобно регуляторам тока для каналов 1+2 во время получения поступающих от LSI позиционных команд, используемых для управления соленоидом.
Выходной каскад. Использует вводы от регуляторов тока двух выходных блоков для возбуждения тока соленоидных клапанов.
Стабилизатор напряжения. В функцию этого блока входит стабилизация напряжения напряжения в пределах допуска, необходимого для надежной работы ECU. Блок также реагирует на недостаточное бортовое напряжение посредством отключения устройства, управляет работой реле и цепью сигнальной лампы.
Блок управления с микропроцессорами. В этом блоке LSI используются два микропроцессора, которые осуществляют обработку сигналов, прогон программы контроллера и функцию автоуправления системы блокировки дифференциала. Блок также выполняет диагностику в соответствии со стандартами ISO, давая возможность отслеживать неисправные компоненты системы блокировки дифференциала с помощью сигнальной лампы или измерительного прибора.
Использование микропроцессора позволяет достичь значительной оптимизации контроллерных алгоритмов, включая адаптацию к требованиям характеристик трактора и особенностей водителя.
Соленоидный клапан. Клапан служит дляуправления давлением в муфте системы блокировки дифференциала трактора.
Система работает следующим образом.
Если датчики частоты вращения полуосей определяют, что колеса во время прямолинейного движения имеют разные частоты вращения, то блок управления открывает клапан электорогидрораспределителя и масло под давлением попадает в муфту управления блокировки дифференциала, последний блокируется и обеспечивает равномерное вращение ведущих колес трактора. Разблокировка дифференциала осуществляется при увеличении скорости трактора более 20 км/ч, и (или) при повороте рулевого колеса на угол более 13 градусов (програмируется в ECU).
Предусмотрена принудительная блокировка дифференциала путем нажатия водителем на соответсвующую клавишу (клавиша принудительной блокировки неимеет фиксированного положения).
Кроме этого в заднем ведущем мосту возле муфты блокировки диффе-ренциала установливаем предохранительный клапан (рисунок 4.7). Его применение обосновано тем, что на высоко нагруженных работах иногда случаются поломки дифференциала. В основном это происходит, когда в тяжёлых условиях тракторист использует принудительную блокировку дифференциала. Поэтому вводя в магистраль подвода масла к муфте механизма блокировки предохранительный клапан, рассчитанный на давление достаточное для блокировки дифференциала, таким образом исключатсям аварийная эксплуатация трактора.
Работает клапан следующим образом. При нормальном давлении пор-шень 5 прижат пружиной 3 к своему седлу и путь на слив маслу закрыт. Усилие давления масла с одной стороны уравновешивается жёсткостью пружины с другой. При превышении давления масла выше нормативных значений поршень перемещается, сжимая пружину, и перепускает масло на слив.





4.1 Актуальность проблемы

При покупке новой техники отдаётся предпочтение колёсным тракторам «Минского тракторного завода» вследствие некоторых причин (тракторы «Беларус» предприятиями приобрести легче из-за помощи государства, простота в обслуживания, ремонтопригодность и надежность в эксплуатации), а трактор «Беларус–1523В» в последнее время самый покупаемый из энергонасыщенных тракторов. Ему приходится работать в различных тягово-сцепных условиях, поэтому данная проблема повышения тягово-сцепных свойств довольно актуальна.
На наш взгляд, самый простой способ, не требующий больших дополнительных капиталовложений и затрат труда – это применение блокировки дифференциала поскольку все современные трактора оборудуются различными устройствами блокировки дифференциала отличающимися принципом действия и конструктивным исполнением.
Блокировка дифференциала как способ повышения тягово-сцепных свойств имеет ряд преимуществ по сравнению с другими широкоизвестными способами (применение арочных шин и сдвоенных колес, полугусеничного хода, наполнения камер водой, механическое и гидравлическое догружение и т. п.)
- нет необходимости в специальной подготовке трактора;
- простота в использовании не требующая больших навыков от тракториста;
- возможность автоматизации;
- самое главное то, что блокировка дифференциала может сочитаться с любыми другими способами повышения тягово-сцепных свойств.
Из всех способов блокировать дифференциал в тракторостроении наи-большее применение получили три способа блокировки дифференциала ведущих колёс:
1) принудительная, 2) применение самоблокирующихся дифференциалов и дифференциалов повышенного трения, 3) автоматическая с внешним управлением. Принудительная блокировка может включаться только при прямолинейном движении при необходимости повысить тягово-сцепные свойства, при повороте на хорошей дороге с блокированным дифференциалом в трансмиссии возникают большие напряжения способные привести к поломке последнего, а также повышенный износ шин и тяжесть управления.
Уже разработаны самоблокирующиеся дифференциалы, имеющие высокий коэффициент блокировки и при этом небольшое сопротивление повороту, но их применение в конструкции тракторов «Минского тракторного завода» неоправданно (необходимость переналадки оборудования, а, следовательно, значительных капиталовложений, лучшие варианты уже используются другими производителями, поэтому требуют отчислений за использование патентов).
Самый оправданный способ блокировки дифференциала тракторов се-мейства «Беларус» это автоматическая блокировка дифференциала, которая сейчас устанавливается на все трактора «Минского тракторного завода», но на мой взгляд в ней есть небольшой недостаток, который проявляется на энергонасыщенных тракторах.
С увеличением мощности двигателя конструкция заднего ведущего моста трактора «Беларус-1523В» изменилась не значительно, но передаваемая мощность возросла, и как следствии на очень нагруженных работах иногда случаются поломки дифференциала. В основном это происходит, когда в тяжёлых условиях тракторист использует принудительную блокировку дифференциала. Поэтому вводя в магистраль подвода масла к муфте механизма блокировки предохранительный клапан, рассчитанный на давление, достаточное для блокировки дифференциала, мы исключаем аварийную эксплуатацию трактора. Если трактор выедет на хорошую дорогу или в случае перегрузки, фрикционная муфта блокировки дифференциала будет работать как предохранительная муфта и на время разблокирует дифференциал, исключив тем самым его поломку. Самое важное, что данная модернизация не требует переналадки оборудования и значительных капиталовложений.
Кроме этого предлагается автоматизировать систему путем модернизации системы управления блокировкой дифференциала, обеспечивающей автоматическое управление блокировкой дифференциала в зависимости от скорости движения трактора и угла поворота управляемых колес. Данная модернизация позволит повысить не только эффективность использования трактора «Беларус-1523В», но и позволит диагностировать узел.

4.2 Обзор и анализ систем управления блокировкой дифференциала

Система управления блокировкой дифференциала заднего моста трактора «Беларус-1523В»
Система управления блокировкой дифференциала (БД) заднего моста (рис. 4.1) состоит из панели управления (1), расположенной в кабине трактора справа от водителя, датчика (10) угла поворота направляющих колес, установленного на ПВМ с левой стороны, двух датчиков (13) включенного состояния рабочих тормозов, расположенных под тормозными педалями электрогидрораспределителя (6), установленного на правой крышке КП и гидравлически связанного с фрикционной муфтой БД заднего моста, соединительных кабелей (9) с разъемом (4) и колодками (12). Система запитана от бортовой электросети через блок предохранителей (2). Питание системы осуществляется после запуска двигателя от блока пусковых реле (3).



1-панель управления; 2-блок предохранителей; 3-блок пусковых реле; 4-штепсельный разъем; 5-датчик реверса; 6-электрогидрораспределитель управления БД, 7-датчик авто-матического включения привода ПВМ; 8-гидрораспределитель управления приводом ПВМ; 9-соединительные кабели; 10, 11-датчики угла поворота направляющих колес; ±13 град. и ± 25 град., соответственно; 12-соединительные колодки; 13-датчики включенного состояния рабочих тормозов; 14,16, 20-сигнализаторы; 15-переключатель управления приводом ПВМ; 17-переключатель управления БД; 18-переключательПВОМ (если установлен); 19-включатель звукового сигнала (1523В).
Рисунок 4.1 – Система управления блокировкой дифференциала (БД) заднего моста и приводом переднего ведущего моста (ПВМ).

На панели (1) расположены клавишный переключатель (17) управления БД заднего моста и сигнализатор (16) включенного состояния БД заднего моста. Переключатель (17) имеет три положения:
• Блокировка автоматическая (верхнее фиксированное);
• Блокировка принудительная (нижнее нефиксированное);
• Блокировка выключена (среднее фиксированное). В положении переключателя (17) «Блокировка выключена» к электрогидрораспределителю (6) не подается питание, муфта БД заднего моста сообщена со сливом и дифференциал заднего моста разблокирован. В положении переключателя (17) «Блокировка автоматическая» (при выполнении работ со значительным относительным буксованием задних колес) включается электрогидрораспределитель (6), который направляет поток масла под давлением к муфте БД заднего моста и блокирует дифференциал. Разблокирование дифференциала будет происходить автоматически при повороте направляющих колес на угол более 13° в любую сторону или при включении одного или обоих рабочих тормозов. При необходимости кратковременного блокирования задних колес, в том числе и при повороте, нажмите нижнюю часть клавиши (17) в положение «Блокировка принудительная» и удерживайте ее в этом положении. При отпускании клавиши происходит разблокирование («Блокировка выключена»).

Устройство блокировки RU пат. № 1041327 В 60К 17/20 опубликована 24.08.84г.
Устройство блокировки отличается тем, что управление блокирующим устройством выполнено электрогидравлическое следящим с переменным мо-ментом трения, регулируемым в зависимости от разности вращения полуосей трактора, состоящим из двух тахогенераторов, соединённых с синхронным валом отбора мощности и ведущей шестерней конечной передачи, мостовых трёхфазных выпрямителей, потенциометрического сравнивающего устройства, усилителя постоянного тока, генератора коротких импульсов, электрогидравлического клапана пропорционального типа, фрикционной блокировочной муфты. В данном случае блокировка дифференциала блокируется переменным моментом трения, зависящим от величины буксования колес, а не постоянным моментом трения.


Рисунок 4.2 – Устройство блокировки RU пат. № 1041327
Реализовано это посредством электромагнитного клапана пропорцио-нального типа, на который подаётся управляющая команда в зависимости от буксования ведущих колёс, получая команду клапан уменьшает или увеличивает давление масла, подаваемого в фрикционную муфту, тем самым изменяет блокирующий момент.

Механизм блокировки дифференциала по сигналу управляющего устройства USA патент № 4967109, МПК В60К 41/00, опубликован 09.04.96г.
В патенте описывается сельскохозяйственная машина с механизмом блокировки дифференциала по сигналу управляющего устройства, которое содержит датчик скорости движения машины, датчик частоты вращения по меньшей мере одного из приводных колес, вырабатывающий пропорциональный сигнал, компаратор, сравнивающий сигналы датчиков и вырабатывающий сигнал, пропорциональный степени пробуксовывания приводного колеса, а также блок управления, соединенный с компаратором и блокирующим механизмом. Блок управления вырабатывает управляющие сигналы когда пробуксовывание колес достигает заданной величины. Управляющий сигнал поступает в механизм блокировки дифференциала, ограничивая пробуксовывание колес машины.


Рисунок 4.3 – Механизм блокировки дифференциала
по сигналу управляющего устройства USA патент № 4967109
Отличия проверяемой системы в том, что в применяемой системе управления отсутствуют датчики скорости движения машины и частоты вращения по меньшей мере одного из приводных колес, компаратор, сравнивающий их сигналы. В проверяемой системе при включенном автоматическом режиме дифференциал разблокируется при повороте направляющих колес на угол свыше 13° и торможении.

Устройство управления управления блокировкой дифференциала транспортного средства RU Пат. № 2265766 F 16 H 48/30. Устройство блокировки отличается тем, что содержит главную и дифференциальную передачи и блокирующее устройство, включающее сцепную муфту и управляющий орган. Ведущая полумуфта сцепной муфты жёстко связана с водилом, а ведомая полумуфта с помощью подвижного шлицевого соединения с полуосью. Управляющий орган содержит датчики угловой скорости колеса в виде тахометров, кинематически связанных с полуосями, схему измерения и сравнения углового ускорения колёс с заданным критическими значением, включающую дифференцирующие звенья, преобразующие угловые скорости и в угловые ускорения е и е, которые с помощью сумматоров сравниваются с заданным критическим ускорением екр диоды, усилители и реле времени, а также сервопривод. Последний при помощи вилки кинематически связан с ведомой полумуфтой.


Рисунок 4.4 – Устройство управления управления блокировкой дифференциала транспортного средства RU Пат. № 2265766
Вилка снабжена пружиной, обеспечивающей нормально разомкнутое состояние муфты при отсутствии управляющего сигнала на сервопривод. При маневрировании машины при условии Де1=е1-екр> 0 на сервопривод поступит сигнал и он, преодолевая сопротивление пружины, перемещая полумуфту по шлицам, и полумуфты, сцепляясь, блокируют водило с центральным колесом. Дифференциал блокируется.

Система управления блокировкой дифференциала ведущего моста колёсного транспортного средства RU Пат. 2246060 F 16 H 48/30.
Устройствоотличается тем, что система управления блокировкой дифференциала ведущего моста колёсного транспортного средства,содержащая источник давления текучей среды с редукционным клапаном, распределитель, управляемый от рулевого колеса иручной тяги и сообщённый с управляющей полостью муфты блокирования, образованной корпусом этой муфты и подвижнойперегородкой, и дополнительной диафрагменной камеры, имеющей свою управляющую полость, размещенную соосно ипоследовательно относительно управляющей полости муфты блокирования, причём подвижная перегородка последней связанас нажимным диском посредством штока, жёстко соединенного одним своим концом с этим нажимным диском и установленногос возможностью взаимодействия посредством закрепленного на другом его конце опорного фланца с диафрагмой дополнитель-ной диафрагменной камеры, а своей средней частью проходящего через центральную часть подвижной перегородки и жёсткосвязанного с опорной шайбой, установленной с возможностью взаимодействия с этой перегородкой, при этом управляющаяполость дополнительной диафрагменной камеры сообщена с распределителем, выполненным трехпозиционным, избирательнообеспечивающим связь упомянутых управляющих полостей со сливной магистралью и редукционным клапаном, выпол-неннымрегулируемым. Снабжение системы управления блокировкой диффе-ренциала двухкамерным диафрагменным цилиндром, состоящимиз управляющей полости муфты блокирования, образованной корпусом этой муфты и подвижной перегородкой, и дополнительнойдиафрагменной камеры, имеющей свою управляющую полость, размещенную соосно и последовательно относительноуправляющей полости муфты блокирования, позволяет получить ступенчатое изменение уровня блокировки дифференциалапутём подачи текучей среды под давлением одновременно в обе управляющие полости, обеспечивая тем самым высокийуровень блокировки, или только в одну управляющую полость, обеспечивая низкий уровень блокировки.

Рисунок 4.5 – Система управления блокировкой дифференциала ведущего моста ко-лёсного транспортного средства RU Пат. 2246060

Проведя анализ механизмов блокировки дифференциала используемых на отечественных и зарубежных тракторах, а также в процессе поиска в охранных документах различных стран были выявлены следующие тенденции:
только принудительная блокировка на современных тракторах не применяется;
основная масса охранных документов в области блокировки дифферен-циала приходится на самоблокирующиеся дифференциалы и дифференциалы повышенного трения;
в автоматических блокировках дифференциала чаще всего управление осуществляется при помощи электрогидравлических систем управления, а в зарубежных аналогах электронно-гидравлических систем управления.
Выводы по патентному поиску. В процессе проведения проверки на па-тентною чистоту объекта «Управление блокировкой дифференциала» был проведен поиск по массивам патентной информации в отношении изобретений и полезных моделей по странам проверки: Российская Федерация, Великобритания, США, Германия и Франция.
При проведении поиска был просмотрен и проанализирован массив ин-формации по классам МПК В60К и МПК F 16 H 48/28-30, что охватывает управление блокировкой дифференциалов и дифференциалы с внешней блокировкой в результате были отобраны охранные документы, по технической сущности близко совпадающие с проверяемым объектом и его составными частями. После их предварительного анализа были выявлены существенные отличия, исключающие необходимость последующего детального сопоставительного анализа.
На основании вышеизложенного можно сделать следующие выводы: проверяемый объект «Управление блокировкой дифференциала» обладает патентной чистотой в отношении изобретений в странах: Российская Федерация, Великобритания, США, Германия и Франция.
Проверяемый объект может быть беспрепятственно реализован на территории вышеназванных стран проверки.



Размер файла: 6,5 Мбайт
Фаил: (.rar)
-------------------
Обратите внимание, что преподаватели часто переставляют варианты и меняют исходные данные!
Если вы хотите, чтобы работа точно соответствовала, смотрите исходные данные. Если их нет, обратитесь к продавцу или к нам в тех. поддержку.
Имейте ввиду, что согласно гарантии возврата средств, мы не возвращаем деньги если вариант окажется не тот.
-------------------

Скачать

Добавить в корзину

Занесено в корзину

    Скачано: 3         Коментариев: 0

Есть вопросы? Посмотри часто задаваемые вопросы и ответы на них.
Опять не то? Мы можем помочь сделать!

Некоторые похожие работы:

Повышение эффективности использования трактора Беларус-1523В в ГСХУ «Лепельская СС» с модернизацией системы блокировки дифференциала (дипломный проект)
Ещё искать по базе с такими же ключевыми словами.