<Desc/Clms Page number 1>
BREVET BELGE Dispositif pour le réglage automatique de
EMI1.1
l'intensité de courant dans l'enrcalement d'un embrayage électromagnétique.
EMI1.2
a Hii i' ?à i' :' (:lU:;tJTION
<Desc/Clms Page number 2>
L'invention concerne un dispositif pour le réglage automatique de l'intensité de courant dans l'enroulement d'un embrayage électromagnétique,destiné particulièrement aux véhicules à moteur à combustion interne doté d'un embrayage électromagnétique dont le couple transmis doit être réglé, automatiquement,en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre du moteur.
On connaît des dispositifs pour le réglage automati- que de l'Intensité de courant dans l'enroulement d'un embraya- ge électromagnétique en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre du moteur des automobiles sur lesquelles cet em- brayage est monté afin de transmettre le couple moteur à la botte de vitesses.
Dans ces dispositifs, la génératrice et la batterie d'accumulateurs de l'automobile sont les sources d'alimen- tation de l'enroulement de l'embrayage.
Dans les automobiles modernes, on utilise surtout des génératrices à courant alternatif qui fournissent une tension constante pratiquement dans toute la gamme de vi- tesses de l'arbre du moteur. Pourtant, pour assurer le régi- me optimal du mouvement :le l'automobile, il est indispensa- ble que dans la gamme de faibles vitesses de rotation de l'arbre du moteur, l'enroulement de l'embrayage soit par- couru par un courant de faible intensité permettant à l'em- brayage de patiner et, : partir de certaines valeurs déter-
<Desc/Clms Page number 3>
minées de la vitesse de l'arbre du moteur, l'intensité de courant dans l'enroulement de l'embrayage doit progressive- ment mais rapidement augmenter afin que dans la zone de ces vitesses de rotation de l'arbre, le fonctionnement de l'em- brayage avec patinage soit prévenu.
Une telle variation de l'intensité de courant dans l'enroulement d'embrayage en fonction de la vitesse de ro- tation de l'arbre du moteur, alors que la tension de la source d'alimentation est constante, est assurée par l'appa- reil proposé.
Dans cet appareil, le capteur de vitesse de rotation de l'arbre du moteur est un rupteur réuni % l'arbre. Les impulsions de courant à rapport constant de la période à la durée d'impulsion,fournies par le rupteur,sont transformées par le multivibrateur de l'appareil en signaux de commande avec un rapport de la période à la durée de l'impulsion qui dépend de la vitesse de rotation de l'arbre du moteur. Ces signaux arrivent ensuite danc un amplificateur d'impulsions qui alimente l'enroulement de l'embrayage électromagnétique.
Vu que le rapport période - durée d'impulsion des signaux de commande dépend de la vitesse de rotation de l'arbre du moteur, la valeur moyenne de l'intensité de courant dans l'enrovlement de l'embrayage augmente avec l'accroissement de la vitesse de rotation de cet arbre.Un régulateur cen'.ri- fuge actionné par l'arbre mené de la boite de vitesses de l'automobile est une partie intégrante de l'appareil proposé.
A une vitesse déterminée de translation de l'automo- bile, ce régulateur agit sur un interrupteur dont la fermeture provoque la connexion directe de l'enroulement de l'embrayage
<Desc/Clms Page number 4>
à la. source d'alimentation et prévient ainsj un fonctionne- ment de l'embrayage avec patinage.
L'inconvénient des dispositifs connus destinés au réglage automatique de l'antensité de courant dans l'enrou- lement d'un embrayage électromagnétique en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre du moteur e3t la difficulté de leur construction.
Dans l'appareil proposé,pour assurer la variation re- quise de l'intensité de courant dans l'enroulement de l'em- brayage, on utilise un bloc de commande complexe à semi- conducteurs et en plus, pour prévenir le patinage de l'em- brayage après l'atteinte par l'automobile d'une vitesse de translation donner, on utilise un régulateur centrifuge complémentaire.
Pour cette raison, le prix de l'appareil est élevé .
Le but de la présente invention est d'éliminer les défauts mentionna ci-dessus.
L'invention vine la création d'un dispositif simple, à bon marché et fiable pour le réglage automatique de l'in- tensité de courant dans l'enroulement d'un embrayage élec- tromagnétique assarant le régime opt.Lmal de fonctionnement simultané du moteur et de l'embrayage.
Ce problème et résolu pRr le fait que dans le die- positif pour le réglage automatique de l'intensité de oou- rant dans l'enroulement de l'embrayage électromagnétique en fonction de la vitesse de rot@tion de l'arbre du moteur, la tension de la source d'alimantation étant constante, -le- quel dispositif comprenant comme capteur de vitesse de l'ar- bro du moteur un rupteur et un élément assurant, lors de la
<Desc/Clms Page number 5>
variation de la vitesse de rotation de cet arbre, la trars- formation du courant du rupteur à rapport constant de la pé- riode à la durée de l'impulsion en un signal de commande avec rapport variable de la période à la durée d'impulsion, qui arrive à l'entrée de l'amplificateur,-l'élément qui assure,
lors de la variation de la vitesse de rotation de l'arbrc du moteur,la transformation de courant du rupteur à rapport constant de la période à la durée d'impulsion en signal de commande à rapport variable de la période à la durée d'impulsion, est, selon l'invention, exécuté soue forme d'un transformateur à trois enroulements dont l'on- roulement primaire est connecté par un bout,par l'intermé- diaire d'une iésistance branchée en série,à la source d'ali- mentation et par l'autre bcut au rupteur, et dont l'enroule- ment secondaire est connecté par l'intermédiaire d'un redres- seur,à l'entrée de l'amplificateur, l'enroulement tertiaire qui est un enroulement ,.;
.. faction étant connecte par un de sec bouts à la sourre J'alimentation,par l'intermédiaire d'un diviseur de tension,et par l'autre bout à un filtre d'égalisation comportart fies éléments "RC" et connecte à la sortie de l'amplificateur.
Lorsque l'amplificateur est à triodes à eemi- conducteurs, il est @ationnel de brancher une thermietanoe entre la source d'alimentation et la base de la triode.
Il est désirable de connecter la sertie de l'ampli- ficateur, par l'intermédiaire des résistances couplées en série et une diode, au premier bout de l'enroulement pri- maire du transformateur.
On peut brancher une bobine d'arrêt en série avec
<Desc/Clms Page number 6>
l'enroulement primaire du transformateur.
Entre le deuxième bout de l'enroulement primaire du transformateur et le rupteur, on peut connecter une diode.
On peut connecter une diode entre '!'enroulement de réaction du transformateur et le diviseur de tension, et connecter la deuxième bout de l'enroulement primaire du transformateur au pôle négatif de la source d'alimentation per l'intermédiaire d'une résistance.
L'invention est expliquée ci-après par un exemple d'exécution et par des dessins où :
La figure '. représente, suivant l'invention, le schéma de principe de commande automatique d'un embrayage électromagnétique comprenant le dispositif proposé pour le réglage automatique de l'intensité de courant dans l'enrou- lement de l'embrayage électromagnétique ainsi que l'appa- reillage électrique auxiliaire complémentaire.
La figure 3 est une variante du schéma de principe de commande automatique d'un embrayage électromagnétique.
Le dispositif suivant la figure 1 comporte un élément assurant, lors de la variation de la viteseu de rotation de l'arbre 1 du moteur, la transformation du courant du rup- teur 2 à rapport constant de la période à la Curée d'im- puleion, en un cignal de commande à rapport variable de la période à la durits d'impulsion;
elle se fait par un trane- formateur 3 à trois enroulements, L'enroulenent primaire 4 du transformateur 3 est conrcoté par un bout, par l'inter- médiaire d'une résistance 5 branchée en série à la source d'alimentation 6, par lea contacts supérieure du commuta- teur 7 réuni à la pédala d'accélérateur 8, par le oommuta-
<Desc/Clms Page number 7>
teur 9 ,l' interrupteur 10 réuni au levier de vitesses 11 ( non représente sur le dessin) et le coupe-circuit 12. Le second bout de cet enroulement 4 est connecte eu rupteur 2
EMI7.1
par l'i1te,édiaire ùe la diode 13.
L'enroulement secondai- re 14 du transformateur 3 est connecté par l'intrmé1iaire des redresseurs 15 et 16 à l'entrée d'un amplificateur utilisa.nt des triodes à semiconducteurs 17 et 18.
L'enroulement tertiaire 19 du transformateur 3 qui est un enroulement de réaction est connecté par un bout
EMI7.2
à la source d'alimentation 6 par 1'irtPimédiaire d'un div- seur de tension 20 réuni à la source Ci 'al1ll1ente,l;ion 6 par les contacts supérieurs du commutateur 7, le commutateur 9, l'interrupteur 10 et le coupe-circuit 12. Le second bout de
EMI7.3
1'>nrou-e;snt de réaction 19 est connecté au fiître d'égali- sation comprenant la résistance 21 et le condensateur 22, et réuni à l'entrée de 3'amplificateur. le source d'alimentation 6 et la base de la triode 18 de l'amplificateur utilisant des triodes à eemicor.ducteurs
EMI7.4
pont connectées par le coupe-circuit 12, 1; inte.t'ru:tur 10 le commutateur 9 et la thermistance 23.
La sortie de l'am- ylificateur eet connectée,par 1'intermédiaire des réeis- tances 21 et 24, la dioda 25 et ler contacts inférieure du comutatour ?,au premier bout de l'earoulement primaire A du tran.toraatU1' 3.
La source d'alimentation 6 et la base de la triode 17
EMI7.5
sont reliées tzar l'intermédiaire du coupc1rout 12, de l'interrupteur 109 du commutateur 9 et à la r.s$."tQn08 2g.
In sdriq avec 1- lIIet1;eul' de la tl'11):!e 17 eet ':i01!tteO- tée 'a diode Fi. Intr* les ooll.euteiee des 4wrioi93 '.7 et 18
<Desc/Clms Page number 8>
est branchée la résistance 28. Entre le collecteur de la triode 18 et le pôle négatif de la source d'alimentation 6 est branchée la diode 29.
L'enroulement 30 *le l'embrayage est connecté à la sortie de l'amplificateur par le commutateur 31.
Entre le commutateur 9 et le commutateur 31 est bran- chée la résistance 32. Parallèlement aux contactb du rupteur 2 est branché le condensateur 33. Le dispositif représenté à la figure 2 diffère du dispositif indiqué à la figure 1 par ce qui suit: Entre l'enroulement de réaction 19 et le diviseur de tension 20 est branchée la diode 34,et le second bout de l'enroule- ment primaire du transformateur 3,par l'intermédiaire de la résistance 35, est connecté au pôle négatif de la source d'alimentation 6 .En série avec l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 est branchée la bobine d'arrêt 36. Le diviseur de tension 20 est connecté à la source d'alimenta- tion sans passer par lcs contacts du commutateur 7.
Le dispositif pour le réglage automatique de l'inten- site de courant dans l'embrayage électromagnétique représenté à la figure 1 fonctionne de la façon suivante:
Lors de la mise des commutateurs 9 et 31 dans la posi- tion indiquée en trait continu, et lors de la fermeture des contacts supérieurs du commutateur 7, fermeture qui est réalisée lorsqu'on appuie sur la pédale d'accélérateur 8, à l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 est appliquée la tension venant de la source d'alimentation 6.
Grâce à la fermeture et à l'ouverture périodiques des contacts du rupteur 2, qui ont lieu par suite de ia rota-
<Desc/Clms Page number 9>
tion de l'arbre 1 du moteur, l'enroulement 4 est paroouru par un courant pulsatoire dont la valeur varie dans le temps suivant une loi exponentielle.
La constante de tempe électromagnétique du circuit d'alimentation de l'enroulement primaire 4 du transforma- teur 3,qui dépend de l'inductance de cet enroulement ainsi que de la résistance totale du circuit donné, est choisie de façon que pour une faible vitesse de rotation de 1'arbre
1 du moteur, la durée de la fermeture et de l'ouverture des contacts du rupteur 2 soit de beaucoup supérieure au temps pour lequel le courant dans l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 atteint sa valeur permanente.
Grâce à cela, lors d'une faible vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur, pendant une partie notable de la pé- riode de fermeture des contacts du rupteur 2, l'intensité du courant dans l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 a une valeur permanente constante et pendant une grande par- tie de la période d'ouverture des contacts du rupteur 2, l'intensité du courant dans cet enroulement est nulle. Dans ]'enroulement secondaire 14 du transformateur 3 , la force électromotrice (FEM) est induite seulement durant la période de temps où a lieu une variation de l'intensité du courant dans l'enroulement primaire 4 au transformateur 3.
Pour cette raison, lors d'une faible vitesse de rotation de l'ar- bre 1 du moteur, la durée des impulsions de la FEM induite dans l'enroulement secondaire 14 du transformateur 3 est de beaucoup inférieure à la durée de l'état de fermeture et d'ouverture des contacts du rupteur 2.
<Desc/Clms Page number 10>
Avec l'accroissement de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur, la durée des impulsions de la FEN ne varie pas, mais dans ce cas, la durée des périodes durait lesquelles la forçât électromotrice est nulle diminue.
De cette façon, lors de la variation de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur, le rapport de la période à la durée d'impulsion de la force électromotrice induite dans 1'enroulement secondaire 14 du transformateur 3 varie automatiquement.
Les impulsions de différentes polarités e cette force électromotrice, après leur redressement à l'aide des diodes 15 et 16; sont appliquées à l'entrée de l'emplifica- teur à sem@conducteurs comprenant les triodes 17 et 18 con- nectées suivant le schéma d'une double triode.
A la sortie de cet amplificateur est connecté, par l'intermédiaire du commutateur 31, l'enroulement 30 de l'em- brayage électromagnétique.
L'amplificateur ne laisse passer le courant que du- rant la période de temps pendant laquelle une force électro- motrice est induite dans l'enroulement secondaire 14 du transformateur 3. Pour cette raison, plus la vitesse de ro- tetion de l'arbre 1 du moteur est élevée, plus long est le temps durant lequel le courant passe par l'enroulement 30 de l'embrayage, et par conséquent, plus est élevée la valeur moyenne de l'intensité du courant passant par cet enroule- ment.
On a décrit plue haut le fonctionnement du dispositif sans tenir compte e l'action de l'enroulement de réaction 19 du transformateur 3. Un bout de cet enroulement est con-
<Desc/Clms Page number 11>
necté à la sortie de l'amplificateur par l'intermédiaire d'un filtre d'égalisation comprenant une résistance 21 et un condensateur 22, et l'autre bout est connecté au diviseur de tension 20. Lorsque l'arbre 1 du moteur tourne à faible vitesse, la valeur moyenne de la tension à la sortie de l'amplificateur a une valeur réduite inférieure à la valeur de la tension au peint milieu du diviseur de tension 20.
Cela fait que par l'enroulement le réaction 19 du transforma- teur 3 passe un courant dans le sens qui va du point milieu du diviseur 20 à la sortie de l'amplificateur. Il en résulte une excitation complémentaire du transformateur 3 par le courant continu de cet enroulement 19.
Les paramètres du transformateur 3 ont été choisis de façon que lor3 du passage par son enroulement primaire 4 d'un courant permanont, le circuit magnétique du transforma- teur 3 devienne presque saturé. Pour cette raison, l'excita- tien complémentaire du transformateur 3 par le courant pas- sant pat 1'enroulement de réaction 19 fait que le circuit magnétique du transformateur 3 se pâture pour des valeurs de l'intensité de courut dans l'enroulemen. primaire 4 du transformateur 3, qui sont inférieures au courant permanent de cet enroulement 4.
Il en résulte que la durée des impulsions de la force électromotrice induites dars l'enroulement secondaire 14 du transformateur 3 diminue et que, par conséquent, la valeur moyenne de l'intensdté de courant dans l'enroulement 30 de l'embrayage électromagnétique diminue respectivement.
Grâce à un choix correct des paramètres du montage, il devient possible d'obtenir une intensité requise quelcon-
<Desc/Clms Page number 12>
que dans l'enroulement 30 de l'embrayage, dans la gamme de faibles vitesses de rotation de l'arbre 1 du moteur.
Au fur et à mesure de l'accroissement de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur, la tension à la sortie de l'amplificateur augmente et l'intensité de courant d'exci- tation de l'enroulement de réaction 19 diminue.
Il en résulte un accroissement de la durée des im- pulsions de la force électromctrice induite dans l'enroule- ment secondaire 14 du transformateur 3.
Lorsque la tension à la sortie de 3'amplificateur aug- mente jusqu'à une certaine valeur,le sens de courant passant par l'enroulement 19 de réaction du transformateur 3 change.
Cela fait que l'enroulement de réaction 19 commence à agir dans un sens opposé à celui de l'enroulement primaira 1 du transformeteur 3. Il on résulte que la courbe de variation,
EMI12.1
dans le temps, du :"lUX magi,4tique du transformateur 3 est partiellement dépistée au-dessous Ae l'axe des abscisses, ce qui fait augmenter Le durée relative des périodes où a lieu
EMI12.2
une v!xx 4ation du f ,ux magnétique du transformateur 3. La du- rée des impulsions e force élec:x:motrice dr3ns l'enroulement secondaire 14 du triirieformateur 3 augmente respectivement, ainsi que la valeur moyenne du \::nU'Ql11. dane- l'enroulement 30 de 1"311brayage.
Le diviseur de tension <0 ;3t 8"' \\:4 soufi formj d'un potentiomètre réglable et en o4rinçant son curseur, on reut réalleur la passage de Ifexo1&1n A la dânexcitation du tra8.,n'mateur 3,à Ú1rr6r8ft't.. vitesoes de rotation de 1.'ar bre 1 du moteur. Avec 7'sooroieeem.snt 4a la vittaaa de rota- tion de l'arcre 1 du moteur par suite de la diminution de la
<Desc/Clms Page number 13>
durée de la fermeture et de l'ouverture des contacts du rupteur 2 , se produit l'accroissement de la tension à la soutie de l'amplificateur. Il en résulte un accroissement de l'intensité du courant dans l'enroulement de réaction 19, ce qui à son tour fait augmenter la pension à la sortie de l'amplificateur, etc.
Grâce à l'action indiquée de la réaction positive à partir d'une certaine valeur de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur, il se produit un accroissement rapide du courant dans l'enroulement d'embrayage 30 jusqu' à une valeur maximale permanente, ce qi prévient le patinage de l'embrayage.
Your lisser les ondulations du courant dans l'enrou- lement de réaction 19,qui agissent négativement sur l'exci- tation et la désexcitation du circuit magnétique du trans- formateur 3, l'alimentation de cet enroulement est réalisme par un filtre d'égalisation comprenant une résistance 27 et un condensateur 22.
Pour assurer la stabilité de fonctionnement de l'em- plificateur à semiconducteurs en cas de température élevée du milieu ambiant, on branche er. série avec l'émetteur de la triode 17, une diode au silicium 27, et en outre le ter- eion de la source d'alimentation 6 est appliquée à la base do la triode 18 par l'intermédiaire d'une thermistance 23 et à la base 17 par l'intermédiaire d'une récistance 26.
la charge de l'amplificateur est formée par l'enrou- lement 30 de l'embrayage électromagnétique qui poésie une grande inductance.. Afin de prévenir l'apparition de hautes tensione aux triodes 17 et 18 à l'inetant de leur blocage,
<Desc/Clms Page number 14>
entre le collecteur de la triode 18 et le pôle négatif de la source d'alimentation 6 est branchée la diode 29 par la- quelle se ferme le circuit du courant d'auto-induction de l'enroulement d'embrayage 30.
Pour la sécurité de la marche de l'automobile, il faut que,lorsque la conducteur lâche la pédale d'accéléra- tion 8, l'embrayage reste engagé jusqu'au moment où la vi- tesse de l'automobile diminue pour atteindre la valeur prescrite.
Cette exigence est assurée grâce au passage du dis- positif en régime d'auto-excitation lors de la fermeture des contacts inférieurs du commutateur 7, lorsque le con- ducteur lâche la pédale d'accélérateur 8. Dans ce cas, malgré le débranchament de l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 de la source d'alimentation 6, le courant dans cet enroulement 4 n'est pas coupé, car l'enroulement reste connecté @@ filtre d'égalisation de l'amplificateur par l'intermède-.-; de la résistance 24, de la diode 25 et des contacts lhférieure du commutateur 7.
Le régime auto-excitation ne cesse qu'après la diminution de la @@tesse de rotation de l'arbre 1 du mc- teur jusqu'à la @@@cur requise qui dépend de la valeur de la résistance 24,
Les commut@t@urs 9 et 31 et la résistance 32 sont destinés à assurec une intensité de courant constante dans T'enroulement 30 @@ l'enbrayage, indépendamment de la vi- taase de rotation de l'arbre 1 du mateur.
Lorsque les commuteteurs 9 et 31 sont mie dans un* position indiquée en poi@tillés sur la figure 1, le courant
<Desc/Clms Page number 15>
arrive dans 1'enroulement 30 de l'embrayage depuis la soue- ce d'alimentation 6 par le coupe-circuit 12, les contacts de l'interrupteur 10 et des commutateurs 9 et 31. Dans ce cas, le courant maximal passe par l'enroulement 30 de l'embrayage car, dans le circuit d'alimentation de l'enrou- lement, les résistances de limitation sont absentes.
Lorsque le commutateur 9 est mis dans la position médiane et lorsque le commutateur 31 est mis dans la posi- tion indiquée en pointillée, le courant arrive dans l'entru- lement 30 de l'embrayage depuis la source d'alimentation 6 par le coupe-circuit 10, la résistence 32 et les contacts du commutateur 31. Dans ce cas, l'intensité du courent dans l'enroulement 30 n'atteint pas la valeur maximale, car la résistance 32 est branchée dana le circuit d'alimentation.
Les deux méthodes indiquées de branchement de l'en- roulement 30 de l'embrayage à la "ource d'alimentation sont auxiliaires et sont à utiliser eeulement dans certaines con- ditions spécifiques de l'exploitation de l'automobile.
@@@mi ces conditions, on citera par exemple la nécessité de faire démarrer le moteur par remorquage de l'automobile, le freinage de l'automobile immobile sur une pente lore du non fonctionnement du moteur, l'utilisation de l'automobile en cas de mine hors service de oertains éléments du dispositif de réglage automatique.
Le débrayage loro du changement de vitesses est réalisé par l'interrupteur 10, dont les contacts s'ouvrent: lorsque la conducteur déplece le levier de ohangement de vitesaes 11.
EMI15.1
le dialouitif pour ie réglage automatique do l'intea-
<Desc/Clms Page number 16>
sité de courant dans l'enroulement de l'embrayage représenté à la figure 2 est analogue par son principe de fonctionne- ment au dispositif représenté à la figure 1 ; en diffère par certaines particularités de fonctionnement.La principale différence entre ces dispositifs réside dans le mode d'excitation et de désexcitation du circuit magnétique du transformateur 3.
Dans le dispositif représenté à la figure 2, le se- cond bout de l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 est connecté à travers la résistance 35 au pôle négatif de la source d'alimentation 6. Pour cette raiscn, lorsque la rupture des contacts du rupteur 2 a lieu, l'intensité de courant dans l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 ne baisse pas jusqu'à zéro, car il continue à être alimenté par la résistance 35.
Lors de la fermeture des contacts du rupteur 2, l'ac- croissement du courant dans l'enroulement primaire 4 du transformateur 3 a lieu à partir d'une certaine valeur qui n'est pas nulle, ce qui fait que le courant dans cet enrou- lement atteint la valeur permanente plus rapidement qu'en l'absence de la résistance 35.
Il en résulte une diminution de durée des impulsions de force électromotrice dans l'enroulement secondaire 14 du transformateur 3, et respectivement, une diminution de la valeur moyenne de l'intensité de courant dans l'enrou- lement 30 de l'embrayage, c'est-à-dire que l'on obtient le même effet que dans le dispositif représenté à la figure 1.
Lorsque la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur est faible, la tension à la sortie de l'amplificateur
<Desc/Clms Page number 17>
est inférieure à celle obtenue au point médian du diviseur de tension 20. Pour cette raison, le courant ne passe pas par l'enroulement de réaction 19, car dans le circuit de l'alimentation de cet enroulement est branchée la diode 34.
Le courant ne commence à passer par l'enroulement 19 qu'après l'accroissement de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur jusqu'à une valeur pour laquelle la tension à la sortie de l'Amplificateur devient supérieure à la tension au point médian du diviseur de tension 20. L'enroulement de réaction 19 désexcite alors le circuit magnétique du transformateur 3.Par ailleurs, le principe de fonctionne- ment des dispositifs représentés sur les figures 1 et 2 est le même.
Dans le dispositif représenté sur la figure 2, par le réglage de la résistance 35 et le déplacement du curseur du diviseur de tension 20, il est possible de réaliser la variation requise de l'intensité de courant dans l'enroule- ment 30 de l'embrayage, en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur.
Dans le dispositif représenté à la figure 1, ces possibilités sont plus limitées, car il n'y a qu'un seul organe de réglage, le diviseur de tension 20. Toutefois, dans ce dispositif, on utilise un nombre moindre de résis- tances et de diodes et pour cette raison, il est préférable lorsqu'on n'impose pas aux caractéristiques de réglage des exigences trop sévères.
Dans le circuit d'alimentation de l'enroulement pri- maire 4 du transformateur 3 du dispositif représenté à la figure 2, est branchée une bobine d'arrêt 36. A l'aide de
<Desc/Clms Page number 18>
cette bobine, on obtient la constante de temps électro- magnétique requise du circuit donné.
L'emploi de la bobine 36 n'eat pas indispensable et sen emploi dépendra des paramètres concrets du transforma- teur 3 du rvpteur 2.
Dans le dispositif représenté à la figure 2, le di- viseur de tension 20 est toujours connecté à la source d'ali- mentation 6 indépendamment de la position des contacts du
EMI18.1
COll1I'lut.teur 7.
Una telle connexion du diviseur de tension 20 assure, en régime d'auto-excitation du montage, une variation plus douce de l'intensité de coulant dane l'enroulement de l'em- brayage en fonction de la vitesse de rotation de l'arbre 1 du moteur, que lors de la connexion du diviseur de tension à la source d'alimentation 6 par les contacts du commuta- teur 7, comme cela est réalisé dans le dispositif représenté à la figure 1.
Les régimes auxiliaires d'alimentation de l'enroule- ment 30 de l'embrayage dans lee deux variantes du dispositif proposé sont assurés de façon absolument analogue.
Les dispositifs proposés ont subi des essais sur banc, ainsi que des essais sur routes, et les automobiles sur les- quelles ils ont été installés ont parcouru jusqu'à 75.000 kilomètres.
Ces essais ont confirmé la stabilité des caractéris- tiques de ces dispositifs lors de leur fonctionnement, dans une large gamme de températures du milieu ambiant ( de -20 C à + 55 C), ainsi qu'une haute fiabilité des dispositifs eux- mêmes.
<Desc / Clms Page number 1>
BELGIAN PATENT Device for the automatic adjustment of
EMI1.1
the current intensity in the engagement of an electromagnetic clutch.
EMI1.2
a Hii i '? to i': '(: lU:; tJTION
<Desc / Clms Page number 2>
The invention relates to a device for the automatic adjustment of the current intensity in the winding of an electromagnetic clutch, intended particularly for vehicles with an internal combustion engine provided with an electromagnetic clutch, the transmitted torque of which must be automatically adjusted. , depending on the rotational speed of the motor shaft.
Devices are known for the automatic adjustment of the intensity of current in the winding of an electromagnetic clutch as a function of the speed of rotation of the motor shaft of automobiles on which this clutch is mounted. in order to transmit the engine torque to the gearbox.
In these devices, the generator and the automobile accumulator battery are the sources of power for the clutch winding.
In modern automobiles, most use is made of alternating current generators which provide a constant voltage almost throughout the entire speed range of the motor shaft. However, to ensure the optimum speed of movement: in the automobile, it is essential that in the range of low rotational speeds of the motor shaft, the clutch winding is run by a low current allowing the clutch to slip and,: from certain deter-
<Desc / Clms Page number 3>
mined from the speed of the motor shaft, the current in the clutch winding must gradually but rapidly increase so that in the region of these speeds of rotation of the shaft, the operation of the The clutch with slipping is warned.
Such a variation of the current in the clutch winding as a function of the rotational speed of the motor shaft, while the voltage of the power source is constant, is ensured by the proposed device.
In this device, the motor shaft rotational speed sensor is a shaft-assembled breaker. The current pulses at constant ratio of period to pulse duration, supplied by the breaker, are transformed by the device's multivibrator into control signals with a period-to-pulse duration ratio which depends the speed of rotation of the motor shaft. These signals then arrive at a pulse amplifier which supplies the winding of the electromagnetic clutch.
Since the period - pulse duration ratio of the control signals depends on the rotational speed of the motor shaft, the average value of the current in the clutch coil increases with increasing the speed of rotation of this shaft. A centrifugal governor actuated by the driven shaft of the automobile gearbox is an integral part of the proposed apparatus.
At a determined speed of travel of the automobile, this regulator acts on a switch whose closing causes the direct connection of the clutch winding.
<Desc / Clms Page number 4>
to the. power source and thus prevents slipping clutch operation.
The drawback of known devices intended for automatic adjustment of the current antensity in the winding of an electromagnetic clutch as a function of the speed of rotation of the motor shaft is the difficulty of their construction.
In the proposed apparatus, in order to ensure the required variation of the current intensity in the clutch winding, a complex semiconductor control block is used and in addition, to prevent slipping of the clutch. clutch after the automobile has reached a given travel speed, an additional centrifugal governor is used.
For this reason, the price of the device is high.
The aim of the present invention is to eliminate the defects mentioned above.
The invention results in the creation of a simple, inexpensive and reliable device for the automatic adjustment of the current intensity in the winding of an electromagnetic clutch ensuring the optimum speed of simultaneous operation of the motor. engine and clutch.
This problem is solved by the fact that in the die- positive for the automatic adjustment of the intensity of the current in the winding of the electromagnetic clutch according to the speed of rotation of the motor shaft, the voltage of the power source being constant, which device comprising as a speed sensor of the motor shaft a breaker and an element ensuring, during the
<Desc / Clms Page number 5>
variation of the speed of rotation of this shaft, the trars- formation of the current of the breaker with constant ratio of the period to the duration of the pulse into a control signal with variable ratio of the period to the duration of the pulse , which arrives at the input of the amplifier, - the element which ensures,
when varying the rotational speed of the motor shaft, transforming the current of the constant-ratio breaker from period to pulse duration into a control signal with variable ratio from period to pulse duration , is, according to the invention, executed in the form of a transformer with three windings, the primary coil of which is connected at one end, through the intermediary of a resistor connected in series, to the source of. power supply and by the other bcut to the breaker, and whose secondary winding is connected by means of a rectifier, to the input of the amplifier, the tertiary winding which is a winding ,.;
.. faction being connected by one of dry ends to the power supply, by the intermediary of a voltage divider, and by the other end to an equalization filter comprising the "RC" elements and connected to the amplifier output.
When the amplifier is semiconductor triode, it is appropriate to connect a thermietanoe between the power source and the base of the triode.
It is desirable to connect the amplifier crimp, through resistors coupled in series and a diode, to the first end of the primary winding of the transformer.
A choke coil can be connected in series with
<Desc / Clms Page number 6>
the primary winding of the transformer.
Between the second end of the transformer primary winding and the breaker, a diode can be connected.
A diode can be connected between the transformer feedback winding and the voltage divider, and the second end of the transformer primary winding can be connected to the negative pole of the power source via a resistor.
The invention is explained below by an exemplary embodiment and by drawings where:
The figure '. shows, according to the invention, the schematic diagram of automatic control of an electromagnetic clutch comprising the device proposed for the automatic adjustment of the current intensity in the winding of the electromagnetic clutch as well as the apparatus. additional auxiliary electric reening.
Figure 3 is a variant of the automatic control block diagram of an electromagnetic clutch.
The device according to FIG. 1 comprises an element ensuring, during the variation of the speed of rotation of the shaft 1 of the motor, the transformation of the current of the switch 2 at a constant ratio of the period to the curée of im- puleion, in a control signal with variable ratio of the period to the pulse durits;
it is done by a transformer 3 with three windings, The primary winding 4 of the transformer 3 is connected by one end, through a resistor 5 connected in series with the power source 6, by the upper contacts of switch 7 joined to the accelerator pedal 8, by the oommuta-
<Desc / Clms Page number 7>
switch 9, switch 10 joined to gear lever 11 (not shown in the drawing) and circuit breaker 12. The second end of this winding 4 is connected to switch 2
EMI7.1
by the i1te, ediary to the diode 13.
The secondary winding 14 of transformer 3 is connected through the intermediary of rectifiers 15 and 16 to the input of an amplifier using semiconductor triodes 17 and 18.
The tertiary winding 19 of the transformer 3 which is a feedback winding is connected by one end
EMI7.2
to the power source 6 by means of a voltage divider 20 joined to the source Ci 'allllente, the ion 6 by the upper contacts of the switch 7, the switch 9, the switch 10 and the circuit breaker 12. The second end of
EMI7.3
The feedback nou-e; snt 19 is connected to the equalization filter comprising the resistor 21 and the capacitor 22, and joined to the input of the amplifier. the power source 6 and the base of the triode 18 of the amplifier using eemicor triodes.
EMI7.4
bridge connected by circuit breaker 12, 1; inte.t'ru: tur 10 switch 9 and thermistor 23.
The output of the amplifier is connected, via resistors 21 and 24, to dioda 25 and the lower contacts of the comutatour ™, to the first end of the primary flow A of the trans.toraatU1 '3.
The power source 6 and the base of the triode 17
EMI7.5
are connected tzar through coupc1rout 12, switch 109 of switch 9 and to r.s $. "tQn08 2g.
In sdriq with 1- lIIet1; eul 'de la tl'11) :! e 17 eet': i01! TteO- tée 'a diode Fi. Intr * les ooll.euteiee of 4wrioi93 '. 7 and 18
<Desc / Clms Page number 8>
the resistor 28 is connected. Between the collector of the triode 18 and the negative pole of the power supply 6 is connected the diode 29.
The winding 30 * the clutch is connected to the output of the amplifier by the switch 31.
Between switch 9 and switch 31 is connected the resistor 32. Parallel to the contactsb of the breaker 2 is connected the capacitor 33. The device shown in figure 2 differs from the device shown in figure 1 by the following: Between l The feedback winding 19 and the voltage divider 20 is connected to the diode 34, and the second end of the primary winding of the transformer 3, through the resistor 35, is connected to the negative pole of the source d. The power supply 6. In series with the primary winding 4 of the transformer 3 is connected the choke coil 36. The voltage divider 20 is connected to the power source without passing through the contacts of the switch 7.
The device for automatic adjustment of the current intensity in the electromagnetic clutch shown in figure 1 operates as follows:
When the switches 9 and 31 are placed in the position shown in solid lines, and when the upper contacts of the switch 7 are closed, which is achieved when the accelerator pedal 8 is depressed, at the primary winding 4 of transformer 3 is applied the voltage coming from power source 6.
Thanks to the periodic closing and opening of the contacts of the breaker 2, which take place as a result of the rotation.
<Desc / Clms Page number 9>
tion of the shaft 1 of the motor, the winding 4 is paroouru by a pulsating current whose value varies over time according to an exponential law.
The electromagnetic temperature constant of the supply circuit of the primary winding 4 of the transformer 3, which depends on the inductance of this winding as well as on the total resistance of the given circuit, is chosen so that for a low speed shaft rotation
1 of the motor, the duration of the closing and opening of the contacts of the breaker 2 is much greater than the time for which the current in the primary winding 4 of the transformer 3 reaches its permanent value.
Thanks to this, at a low speed of rotation of the shaft 1 of the motor, during a significant part of the period of closing of the contacts of the breaker 2, the intensity of the current in the primary winding 4 of the transformer 3 has a constant permanent value and during a large part of the period when the contacts of breaker 2 are open, the intensity of the current in this winding is zero. In the secondary winding 14 of the transformer 3, the electromotive force (EMF) is induced only during the period of time when a change in the intensity of the current takes place in the primary winding 4 at the transformer 3.
For this reason, at a low speed of rotation of the shaft 1 of the motor, the duration of the pulses of the EMF induced in the secondary winding 14 of the transformer 3 is much less than the duration of the state. for closing and opening of breaker contacts 2.
<Desc / Clms Page number 10>
With the increase in the speed of rotation of the shaft 1 of the motor, the duration of the pulses of the FEN does not vary, but in this case, the duration of the periods during which the electromotive force is zero decreases.
In this way, when varying the speed of rotation of the shaft 1 of the motor, the ratio of the period to the pulse duration of the electromotive force induced in the secondary winding 14 of the transformer 3 varies automatically.
The pulses of different polarities e this electromotive force, after their rectification using diodes 15 and 16; are applied to the input of the semiconductor exemplifier comprising the triodes 17 and 18 connected according to the scheme of a double triode.
At the output of this amplifier is connected, via the switch 31, the winding 30 of the electromagnetic clutch.
The amplifier only allows current to flow during the period of time in which an electro-motive force is induced in the secondary winding 14 of transformer 3. For this reason, the higher the rotational speed of the shaft. 1 of the motor is high, the longer is the time during which the current passes through the clutch winding 30, and therefore, the higher the average value of the current passing through this winding.
The operation of the device has been described above without taking into account the action of the reaction winding 19 of the transformer 3. One end of this winding is connected.
<Desc / Clms Page number 11>
nected to the output of the amplifier through an equalization filter comprising a resistor 21 and a capacitor 22, and the other end is connected to the voltage divider 20. When the shaft 1 of the motor turns at low speed, the average value of the voltage at the output of the amplifier has a reduced value less than the value of the voltage at the middle of the voltage divider 20.
This causes the feedback 19 of transformer 3 to pass a current through the winding in the direction from the midpoint of divider 20 to the output of the amplifier. This results in a complementary excitation of the transformer 3 by the direct current of this winding 19.
The parameters of transformer 3 have been chosen so that when a permanent current passes through its primary winding 4, the magnetic circuit of transformer 3 becomes almost saturated. For this reason, the complementary excitation of the transformer 3 by the current flowing through the feedback winding 19 causes the magnetic circuit of the transformer 3 to graze for current values in the winding. primary 4 of transformer 3, which are lower than the permanent current of this winding 4.
As a result, the duration of the pulses of the electromotive force induced in the secondary winding 14 of the transformer 3 decreases and, therefore, the average value of the current intensity in the winding 30 of the electromagnetic clutch decreases respectively. .
Thanks to a correct choice of the parameters of the assembly, it becomes possible to obtain any required intensity.
<Desc / Clms Page number 12>
than in the clutch winding 30, in the range of low speeds of rotation of the shaft 1 of the motor.
As the speed of rotation of the shaft 1 of the motor increases, the voltage at the output of the amplifier increases and the intensity of the excitation current of the feedback winding 19 increases. decreases.
This results in an increase in the duration of the pulses of the electromotive force induced in the secondary winding 14 of transformer 3.
When the voltage at the output of the amplifier 3 increases to a certain value, the direction of current passing through the feedback winding 19 of the transformer 3 changes.
This causes the reaction winding 19 to begin to act in a direction opposite to that of the primary winding 1 of the transformer 3. It follows that the variation curve,
EMI12.1
in time, the: "magi, 4tique of transformer 3 is partially tracked below Ae the x-axis, which increases the relative duration of the periods in which takes place
EMI12.2
a change in the magnetic f, ux of transformer 3. The duration of the pulses of the electric force in the secondary winding 14 of the transformer 3 increases respectively, as does the mean value of the \ :: nU ' Ql11. in the winding 30 of the clutch.
The voltage divider <0; 3t 8 "'\\: 4 sufi formj an adjustable potentiometer and by closing its cursor, one realizes the passage of Ifexo1 & 1n To the dânexcitation of the tra8., Notmateur 3, to Ú1rr6r8ft' t .. speed of rotation of motor shaft 1. With 7'sooroieeem.snt 4a the speed of rotation of arc 1 of the motor as a result of the decrease in
<Desc / Clms Page number 13>
duration of the closing and opening of the contacts of the breaker 2, the increase in the voltage at the support of the amplifier occurs. This results in an increase in the intensity of the current in the feedback winding 19, which in turn increases the pension at the output of the amplifier, etc.
Due to the indicated action of the positive feedback from a certain value of the speed of rotation of the shaft 1 of the motor, there is a rapid increase in the current in the clutch winding 30 up to a maximum permanent value, this qi prevents clutch slippage.
Your smoothing out the ripples of the current in the feedback winding 19, which act negatively on the excitation and de-excitation of the magnetic circuit of the transformer 3, the power supply of this winding is realistically through a filter of equalization comprising a resistor 27 and a capacitor 22.
In order to ensure the operational stability of the semiconductor amplifier in the event of high ambient temperature, er. series with the emitter of the triode 17, a silicon diode 27, and further the term of the power source 6 is applied to the base of the triode 18 through a thermistor 23 and to base 17 via a recistor 26.
the load of the amplifier is formed by the winding 30 of the electromagnetic clutch which has a large inductance. In order to prevent the appearance of high voltages at the triodes 17 and 18 without their blocking,
<Desc / Clms Page number 14>
between the collector of the triode 18 and the negative pole of the power source 6 is connected the diode 29 by which closes the circuit of the self-induction current of the clutch winding 30.
For safe operation of the automobile, it is necessary that, when the driver releases the accelerator pedal 8, the clutch remains engaged until the moment when the speed of the automobile decreases to reach the maximum speed. prescribed value.
This requirement is ensured by switching the device to self-excitation when closing the lower contacts of switch 7, when the driver releases the accelerator pedal 8. In this case, despite disconnecting the switch. the primary winding 4 of the transformer 3 of the power source 6, the current in this winding 4 is not cut, because the winding remains connected @@ the equalization filter of the amplifier through the intermediary. -; resistor 24, diode 25 and the lower contacts of switch 7.
The self-excitation regime does not stop until after the reduction of the speed of rotation of the shaft 1 of the motor up to the required cur which depends on the value of the resistor 24,
Switches 9 and 31 and resistor 32 are intended to provide constant amperage through the clutch coil 30, regardless of the rate of rotation of the die 1 shaft.
When the switches 9 and 31 are put in a * position indicated in poi @ tillés in figure 1, the current
<Desc / Clms Page number 15>
enters the clutch winding 30 from the power supply 6 through the circuit breaker 12, the contacts of the switch 10 and the switches 9 and 31. In this case, the maximum current flows through l The clutch winding 30 because in the winding supply circuit the limiting resistors are absent.
When switch 9 is put in the middle position and when switch 31 is put in the dotted position, current flows into clutch input 30 from power source 6 through cut. -circuit 10, the resistor 32 and the contacts of the switch 31. In this case, the intensity of the current in the winding 30 does not reach the maximum value, because the resistor 32 is connected in the supply circuit.
The two stated methods of connecting the clutch coil 30 to the power source are auxiliary and are to be used only under certain specific conditions of automobile operation.
Under these conditions, mention will be made, for example, of the need to start the engine by towing the automobile, the braking of the automobile stationary on a slope when the engine is not working, the use of the automobile in case of mine out of service of certain elements of the automatic adjustment device.
The gear change loro is disengaged by switch 10, the contacts of which open: when the driver moves the gear shift lever 11.
EMI15.1
the dialouitif for the automatic adjustment of the
<Desc / Clms Page number 16>
The current flow in the clutch winding shown in FIG. 2 is analogous in its principle of operation to the device shown in FIG. 1; differs from it in some peculiarities of operation.The main difference between these devices lies in the mode of excitation and de-excitation of the magnetic circuit of the transformer 3.
In the device shown in Figure 2, the second end of primary winding 4 of transformer 3 is connected through resistor 35 to the negative pole of power source 6. For this reason, when the contacts break. of breaker 2 takes place, the current in the primary winding 4 of transformer 3 does not drop to zero, because it continues to be supplied by resistor 35.
When the contacts of breaker 2 are closed, the increase in current in primary winding 4 of transformer 3 takes place from a certain value which is not zero, so that the current in this winding reaches the permanent value faster than without resistor 35.
This results in a decrease in the duration of the electromotive force pulses in the secondary winding 14 of the transformer 3, and respectively, a decrease in the average value of the current intensity in the winding 30 of the clutch, c 'that is to say that we obtain the same effect as in the device shown in Figure 1.
When the rotational speed of motor shaft 1 is low, the voltage at the output of the amplifier
<Desc / Clms Page number 17>
is less than that obtained at the midpoint of the voltage divider 20. For this reason, the current does not pass through the reaction winding 19, because in the power supply circuit of this winding is connected the diode 34.
The current does not begin to flow through the winding 19 until after the speed of rotation of the shaft 1 of the motor has increased to a value at which the voltage at the output of the Amplifier becomes greater than the voltage at the midpoint of the voltage divider 20. The feedback winding 19 then de-energizes the magnetic circuit of the transformer 3. Moreover, the principle of operation of the devices shown in Figures 1 and 2 is the same.
In the device shown in Fig. 2, by adjusting the resistor 35 and moving the slider of the voltage divider 20, it is possible to achieve the required variation in the current intensity in the winding 30 of the. clutch, depending on the speed of rotation of the shaft 1 of the engine.
In the device shown in FIG. 1, these possibilities are more limited, since there is only one adjustment member, the voltage divider 20. However, in this device, a smaller number of resistors is used. and diodes and for this reason it is preferable when too severe requirements are not imposed on the control characteristics.
In the supply circuit of the primary winding 4 of the transformer 3 of the device shown in FIG. 2, a choke coil 36 is connected.
<Desc / Clms Page number 18>
this coil gives the required electromagnetic time constant of the given circuit.
The use of coil 36 is not essential and its use will depend on the specific parameters of transformer 3 of repeater 2.
In the device shown in FIG. 2, the voltage divider 20 is always connected to the power supply 6 independently of the position of the contacts of the
EMI18.1
COll1I'lut.tor 7.
Such a connection of the voltage divider 20 ensures, in self-excitation mode of the assembly, a smoother variation of the flow intensity in the winding of the clutch as a function of the speed of rotation of the clutch. shaft 1 of the motor, only when connecting the voltage divider to the power source 6 through the contacts of the switch 7, as is done in the device shown in figure 1.
The auxiliary supply regimes for the clutch winding 30 in the two variants of the proposed device are ensured in absolutely similar fashion.
The proposed devices have undergone bench tests as well as road tests, and the automobiles in which they have been installed have driven up to 75,000 kilometers.
These tests confirmed the stability of the characteristics of these devices during their operation, in a wide range of ambient temperatures (from -20 C to + 55 C), as well as a high reliability of the devices themselves.