Автор работы: Пользователь скрыл имя, 10 Марта 2013 в 20:45, курсовая работа
Сорок лет назад, в 1969 году старший инженер компании Yaskawa Electric Тецуро Мориа придумал новый термин — «мехатроника». Термин состоит из двух частей — «меха», от слова механика, и «троника», от слова электроника. Одно из определений этого термина следующее: «Мехатроника это новая область науки и техники, посвященная созданию и эксплуатации машин и систем с компьютерным управлением движением, которая базируется на знаниях в области механики, электроники и микропроцессорной техники, информатики и компьютерного управления движением машин и агрегатов».
Введение……………………………………………………………………….3
1.Конструкция роботизированной коробки переключения передач…….4
2.Система управления…………………………………...………………….13
2.1.Селектор выбора режима движения……………………………..13
2.2. Блок Mechatronik…………………………………………………15
2.3. Датчики…………………………………………………………....23
Вывод…………………………………………………………………………30
Список источников……………………………………………………..........31
Сцепления 1 и 2 приводятся гидравлически (рис.2.9). Для этого в блоке Mechatronik для каждого из сцеплений предусмотрен отдельный привод. Привод сцепления состоит из цилиндра и поршня. Поршень приводит рычаг выключения сцепления. На поршне расположен постоянный магнит, который служит для распознавания положения поршня с помощью датчика хода сцепления. Для того чтобы не оказывать негативного воздействия на распознавание положения поршня, цилиндр и поршень должны быть сделаны из немагнитных материалов. Для привода сцепления блок управления Mechatronik подаёт сигнал управления на электромагнитный клапан. Электромагнитные клапаны привода сцепления регулируют объём масла, поступающего к приводам сцепления. Приводы управляют положениями сцеплений 1 и 2.
Рисунок 2.9 - Привод сцепления
В обесточенном состоянии электромагнитные клапаны открыты и диски сцеплений разомкнуты. Поршень привода сцепления находится в исходном положении. Электромагнитный клапан открыт в направлении обратного потока. От клапана ограничения давления делительного механизма масло под давлением поступает в масляный резервуар Mechatronik.
При необходимости приведения сцепления 1 в действие блок управления подаёт сигнал управления на электромагнитный клапан. Этот клапан открывает масляный канал, ведущий к приводу сцепления, и масло под давлением подаётся за поршень привода сцепления. Поршень перемещается и приводит в действие рычаг выключения сцепления 1. Диски сцепления 1 замыкаются. Блок управления получает от датчика хода сцепления 1 сигнал о точном положении сцепления.
Степень пробуксовки сцепления, разность частот вращения первичного и выходного вала КП регулируется электромагнитым клапаном путём распределения давления масла между приводом сцепления и обратной магистралью.
2.3. Датчики
Датчики хода сцепления расположены в блоке Mechatronik (рис.2.10) над приводами сцеплений. Для управления КП со сдвоенным сцеплением необходимо точное измерение фактического положения сцеплений. Поэтому для регистрации хода сцепления были использованы бесконтактные датчики. При использовании бесконтактного метода измерения положения сцепления повышается достоверность результатов. Это позволяет избежать влияния износа и вибраций на точность измерений. Составные части датчика хода сцепления:
- железный сердечник с первичной обмоткой;
- две вторичных обмотки;
- постоянный магнит, расположенный на поршне привода сцепления;
- электронный блок.
Рисунок 2.10 - Расположение датчиков
На первичную обмотку подаётся переменное напряжение (рис. 2.11). За счёт этого в железном сердечнике образуется магнитное поле. При задействовании сцепления поршень с постоянным магнитом перемещается через магнитное поле. При движении постоянного магнита во вторичных обмотках создаётся напряжение. Величина создаваемого во вторичных обмотках напряжения слева и справа зависит от положения постоянного магнита. На основании величины напряжения в левой и правой вторичных обмотках электронный блок распознаёт положение поршня привода сцепления [2].
При выходе датчика хода сцепления 1 из строя отключается ветвь КП 1. Невозможно включить 1, 3, 5 и 7 передачу. При выходе датчика хода сцепления 2 из строя невозможно включить 2, 4, 6 передачи и передачу заднего хода.
Рисунок 2.11 - Принципиальная схема датчика сцепления
Датчик частоты вращения (рис. 2.12) первичного вала КП установлен в корпусе КП. Это единственный датчик, расположенный вне блока Mechatronik.
Он считывает импульсы с зубчатого обода маховика и таким образом измеряет частоту вращения первичного вала КП. Частота вращения первичного вала КП идентична частоте вращения двигателя. Датчик работает по принципу датчика Холла. Сигнал, поступающий от датчика частоты вращения первичного вала КП, используется блоком управления для управления и расчёта степени пробуксовывания сцеплений.
Для этого блок сравнивает сигналы, поступающие от датчика частоты вращения первичного вала КП перед сцеплением с сигналами о частоте вращения первичных валов от датчиков 1 и 2. При выходе датчика из строя в качестве эквивалентного сигнала блок управления использует сигнал частоты вращения двигателя. Этот сигнал поступает от блока управления двигателя по шине CAN.
Рисунок 2.12 - Датчик частоты вращения маховика двигателя
Датчик 1 частоты вращения первичного вала КП 1 и датчик 2 частоты вращения первичного вала КП 2 расположены в блоке Mechatronik. Датчик 1 считывает импульсы с задающего ротора, расположенного на первичном валу 1. На основании поступающего сигнала блок управления рассчитывает частоту вращения первичного вала 1. Датчик 2 считывает импульсы с зубачтого колеса, расположенного на первичном валу 2. На основании поступающего сигнала блок управления рассчитывает частоту вращения первичного вала 2. Оба датчика представляют собой датчики Холла. Сигналы частоты вращения первичных валов 1 и 2 используются блоком управления для управления сцеплениями и для расчёта степени пробуксовывания сцеплений [8].
При выходе датчика 1из строя отключается делительный механизм 1.Теперь можно включить только 2, 4, 6 передачи и передачу заднего хода.При выходе датчика 2 из строя отключается делительный механизм 2. Теперь можно включить только 1, 3, 5 и 7 передачу.
Датчик температуры расположен непосредственно внутри блока управления Mechatronik. Блок управления постоянно омывается горячим гидравлическим маслом и за счёт этого нагревается. Сильное нагревание может оказать негативное воздействие на работу блока управления. Датчик регистрирует температуру непосредственно на тех компонентах, для которых опасен перегрев. Это позволяет заблаговременно предпринять меры по снижению температуры масла и избежать сильного нагревания. Сигнал, поступающий от датчика, используется для проверки температуры блока Mechatronik. При температуре выше 139 °C частота вращения двигателя может быть снижена. При выходе датчика из строя в качестве эквивалентного значения блок управления использует внутреннее программное значение.
Датчик давления в гидросистеме встроен в масляный контур блока Mechatronik. Он представляет собой мембранный датчик давления. Блок управления использует этот сигнал для управления электродвигателем гидравлического насоса. При давлении гидравлического масла около 60 бар после поступления сигнала от датчика давления электродвигатель отключается и включается вновь при давлении около 40 бар. При выходе датчика из строя электродвигатель гидравлического насоса работает непрерывно. Давление в гидросистеме определяется клапаном ограничения давления.
Датчики хода переключателей передач (рис. 2.13) расположены внутри блока Mechatronik. Совместно с магнитом на вилках переключения эти датчики вырабатывают сигнал, по которому блок управления определяет точное положение переключателей передач [3].
Рисунок 2.13 - Положение датчика хода переключения передач
Принцип действия датчиков основан на эффекте Холла. Основные преимущества этих датчиков заключается в отсутствии механических движущихся частей и высоком быстродействии (до 100 кГц). Благодаря этому датчики Холла отличаются высокой надежностью, долговечностью и не требуют физического контакта с измеряемой средой. Эффект Холла заключается в возникновении напряжения в проводнике с током в магнитном поле. Возникающее напряжение перпендикулярно протекающему току и пропорционально магнитному потоку, создаваемому постоянным магнитом. Изменение напряженности поля достигается путем перемещения магнита.
Данные о точном положении необходимы блоку управления для управления переключателями при переключении передач.
При выходе датчика положения из строя блок управления не может распознать положение соответствующего переключателя передач. При этом блок управления не может распознать, включена ли передача с помощью переключателя передачи и вилки переключения передач. Во избежание повреждения КП в этом случае отключается ветвь КП соответствующего датчика хода.
ВЫВОД
Большинство современных
машин управляются
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ