Что обеспечивает возможность переключения магистралей
Что обеспечивает возможность переключения магистралей
Глава 2. Проетирование транспортных пересечений в разных уровнях.
Типы транспортных пересечений в разных уровнях и их классификация.
(. )Транспортные пересечения в разных уровнях по начертанию их в плане подразделяются на следующие группы:
В проектировании и дорожном строительстве городов наибольшее распространение получили транспортные пересечения в двух и трех уровнях, которые по очертанию в плане и схеме организации движения подразделяются на следующие типы:
Каждый из приведенных типов пересечений имеет свои недостатки и преимущества.
Определение целесообразности применения того или иного пересечения в разных уровнях в конкретных условиях требует подробного изучения всех перечисленных типов.
Транспортное пересечение типа «полный клеверный лист » по своему очертанию в плане напоминает контур листа клевера. Отсюда и происхождение его названия. Этот тип пересечения обеспечивает непрерывной движения транспорта по всем направлениям при пересечении между собой двух магистралей, равнозначных по своему транспортному значению.
Принцип его проектирования заключается в обеспечении такой организации движения, при которой пересекающиеся между собой прямые направления движения осуществляются в двух уровнях, а левоповоротные направления заменяются поворотами вправо по специальным четырем съездам.
Само название этого типа пересечения определяет его родственный характер с принципом движения на пересечении по типу «клеверный лист». Здесь также на оси пересечения улиц сооружается один путепровод. Отличие состоит лишь в уменьшенном количестве съездов для организации левоповоротного движения. Необходимость применения съездов определяется в зависимости от размеров этого движения, целесообразности переключения его на близрасположенные узлы и от местных условий, ограничивающих возможность устройства нерегулируемой развязки по всем направлениям (как при «полном клеверном листе » и «сплющенном клеверном листе »).
Пересечения в двух уровнях по типу «неполный клеверный лист» в зависимости от местных условий и характера движения на перекрестках подразделяются на следующие разновидности:
а) с четырьмя односторонними проездами;
б) с двумя съездами и проездами двустороннего движения, расположенными в соседних четвертях перекрестка;
в) с двумя съездами и проездами двустороннего движения, расположенными в накрест лежащих четвертях перекрестка;
г) с тремя съездами и проездами двустороннего движения, расположенными в трех четвертях перекрестка.
Указанные разновидности пересечений в двух уровнях по типу «неполный клеверный лист » могут иметь различную схему организации движения на них в зависимости от значимости отдельных поворотных направлений и возможности переключения их на прилегающие проезды и узлы. В отдельных случаях на них организуется непрерывное движение по двум пересекающимся направлениям с отнесением части поворотных направлений на близрасположенные транспортные узлы. Однако при этом следует учитывать размеры поворотного движения и транспортно-экономическую целесообразность перепробегов, вызванных переключением его на соседние узлы.
Пересечение в двух уровнях типа «сплющенный клеверный лист»
Такой тип пересечения применяется в целях максимального сокращения территории, занятой транспортным пересечением в разных уровнях. Преимущества его заключаются в том, что при относительно малой площади, занимаемой пересечением, обеспечивается непрерывность движения по всем направлениям. При этом полностью сохраняется принцип организации движения на пересечении типа «полный клеверный лист».
По боковым проездам осуществляется двустороннее движение, а для безопасности движения в местах поворотов устраиваются направляющие островки.
Несмотря на необходимость значительного снижения скорости движения при поворотах на кривых минимального радиуса, пересечения по типу «сплющенный клеверных лист» могут найти широкое применение при реконструкции транспортных узлов, особенно в условиях сложившейся застройки.
Достоинством транспортного пересечения в двух уровнях по типу «сплющенный клеверный лист», является обеспечение развязки движения транспорта по всем направлениям, как и в пересечении по типу «полный клеверный лист» при значительно меньшей (более чем в два раза) территории, необходимой для его размещения, что в городских условиях становится более приемлемым.
К недостаткам этого типа пересечения, кроме тех, которые характеризуют «полный клеверный лист», следует отнести сокращение длины участка перестроения при левоповоротном движении, ограниченного расстоянием между съездами.
Пересечение в двух уровнях с пятью путепроводами типа «крест »
Однако применение рассматриваемого типа пересечения строго ограничивается пересечением двух главных магистралей, когда в каждом из возможных направлений следует достаточно мощный поток движения. Если же на некоторых направлениях движение невелико и возможно обычное пересечение в разных уровнях, применение пересечения типа «крест» нецелесообразно. Кроме того, при таком пересечении на пути следования прямых сквозных потоков имеются участки криволинейной формы, которые совершенно не оправданы в случае, если потоки транспорта, идущего на поворот, не обладают достаточной мощностью.
К недостаткам этого типа пересечения относятся необходимость устройства дополнительных четырех путепроводов и непривычный для водителей переход с правостороннего на левостороннее движение у подходов к пересечению.
Вместе с тем при решении вопроса о целесообразности применения пересечения типа «крест» следует учесть как положительный фактор, что здесь длина и ширина путепровода в центре пересечения значительно меньше, чем у сооружения типа «клеверный лист». Это объясняется тем, что движение транспорта по верху и по низу путепровода состоит только из прямых сквозных потоков, в то время как в «клеверных» пересечениях по центральному путепроводу проходят потоки, идущие на левый поворот, вызывающие необходимость устройства четырех дополнительных полос для ускорения и замедления скорости, и, следовательно, ширина и длина путепровода увеличивается на две полосы.
Улучшенное пересечение в двух уровнях по типу «распределительное кольцо с пятью путепроводами»
Этот тип пересечения предусматривает организацию кольцевого движения только для левых и обратных поворотов, а движение в прямом направлении по пересекающимся магистралям идет через центральный путепровод, расположенный на оси их пересечения между собой. Кроме центрального путепровода двустороннего движения в местах пересечения кольцевого проезда с магистралями размещаются четыре путепровода одностороннего движения для пересечения их в разных уровнях. Следовательно, устройство такого типа пересечения требует сооружения пяти путепроводов. Причем размещение дополнительных четырех путепроводов в кольцевом направлении движения вызывает необходимость увеличения периметра кольца.
Наряду с увеличением стоимости строительства, в связи с необходимостью сооружения пяти путепроводов, этот тип пересечения требует также значительной свободной площади для его размещения на перекрестке. Поэтому пересечение в двух уровнях с пятью путепроводами применяется редко.
Пересечение в двух уровнях на примыкании магистралей по типу «труба»
Пересечение в разных уровнях по типу «труба» применяется на примыкании одной магистрали к другой при Т-образных или У-образных перекрестках.
Здесь с помощью одного путепровода, расположенного на оси пересечения с примыкающей магистралью, в комбинации со съездами и проездами «клеверного» типа достигается непрерывность движения с полной развязкой всех лево- и правоповоротных направлений.
По удобству движения примыкания типа «труба» вполне удовлетворяют требованиям хорошей ориентировки водителей.
Пересечения в разных уровнях на примыканиях магистралей, кроме типа «труба», могут иметь свою разновидность как по очертанию в плане, так и по количеству путепроводов.
К наиболее характерным разновидностям примыканий магистралей в разных уровнях относятся:
Недостатком примыкания в разных уровнях «полуклеверного» типа является потребность в большей территории для его размещения и то, что оба левоповоротных потока движения осуществляются здесь штопорообразно с перепробегом, перегружая участок магистрали сквозного направления;
Имеется ряд других разновидностей примыканий в разных уровнях, отличающихся по очертанию в плане и количеству путепроводов.
Пересечение в двух уровнях по типу «двойная петля»
Наряду с необходимостью устройства двух путепроводов, а также потребностью большой свободной площади для их размещения такое пересечение не обеспечивает достаточно полной безопасности движения, так как все повороты с главной магистрали вливаются в потоки второстепенного направления не с правой, а с левой стороны. Кроме того, схема движения усложняет ориентировку водителей транспорта. Поэтому пересечение по типу «двойная петля» малопригодно для широкого применения. Вместе с тем, в отдельных случаях, исходя из местных условий, такого типа пересечения могут оказаться оправданными.
Пересечение в трех уровнях с кольцевым движением
Приведенный тип пересечения требует большей площади для размещения тоннеля, над ним эстакады и кольцевого островка на поверхности земли. Для создания нормальных условий при перестроении потоков левоповоротного движения по кольцевому проезду диаметр островка должен быть равным не менее 80 м.
Устройство для переключения магистралей Советский патент 1981 года по МПК F15B11/10
Описание патента на изобретение SU823667A1
Изобретение относится к мгиминостроительной гидравлике, а именно к устройствам для переключения магистралей, и может найти применение в гидросистемах, имеющих tleвepeивный исполнительный орган, работающий в автоматическом режиме с программным управлением.
Известно устройство для переключения магистралей, содержащее основной распределительный золотник с гидроуправлением от золотника-пилота, и две магистрали для попеременного подвода рабочей жидкости к реверсивному исполнительному органу Ll
Недостатком известного устройства является то, что его невозможно настроить на определенное количество переключений магистралей, что исключает его применение в средствах управления реверсивньм исполнительным органом, работающим в автоматическом режиме с программным управлением.
Цель изобретения,- расширение функциональных возможностей устройства.
и 25 золотника-пилота 2. Дроссели 26 и 27 служат для создания перепада давления, обеспечивающего перемеадение золотника-пилота 2. Регулировка объема мерной емкости 7 производится по шкале 28 с указателем 29 винтовым упором 30.
Устройство для переключения магистралей работает следующим образом.
При нагнетании жидкости в торец 17 основного распределительного золотника 1 последний перемещается слева направо вытесняя при этом ранее запитанную жидкость из торца 5 16 в мерную.емкость 7, указатель 29 которой вновь, перемещается на определенную величину в сторону винтового упора 30. Перемещаясь в крайнее правое положение, основной
Q распределительный золотник 1 соединяет магистраль 4 со сливом, а магистраль 3-е напором, под действием которого исполнительный орган 5 меняет направление движения.
Переключение магистралей 3 и 4,
5.а следовательно и движение исполнительного органа 5, осуществляется до тех пор, пока мерная емкость 7 не заполнится до отказа. При заполнении мерной емкости 7 ее указатель
0 29 упирается в винтовой упор 30.
При заполненной мерной емкости 7 переключение магистралей 3 и 4 основным распределительным золотником 1 не происходит, так как запитанная
5 жидкость из торцов 17 и 16 основного распределительного золотника 1 вытесняться не может, а следовательно и основной распределительный золотник 1 из одного крайнего положения в другое переместить невозможно.
Предлагаемое устройство обеспечивает автоматическую настройку заданного количества переключения магистралей., что, в свою очередь, расс ширяет область его применения.
ринятые во внимание при экспертизе
1. Башта Т.М. Гидропривод и гидропневмоавтоматика. М.,Машино Троение, 1972, с. 79, рис. 50а.
30
Как устроена коробка-автомат с гидротрансформатором
Достоинство гидротрансформаторной трансмиссии заключается, конечно же, в удобстве управления тягой автомобиля. В упрёк таким трансмиссиям можно поставить медлительность, невысокий КПД и относительно небольшой ресурс. Хотя надо отдать им должное — современные коробки отличаются завидной «скорострельностью».
Не падайте в обморок, ничего сложного здесь нет. Сейчас всё растолкуем. Но сначала давайте определимся с терминологией. Дело в том, что многие по ошибке автоматической коробкой передач называют два агрегата, соединённых воедино: собственно саму коробку и гидротрансформатор.
Гидротрансформатор состоит из двух лопастных машин — центробежного насоса и центростремительной турбины. Между ними расположен направляющий аппарат — реактор. Насосное колесо жёстко связано с коленчатым валом двигателя, турбинное — с валом коробки передач. Реактор же, в зависимости от режима работы, может свободно вращаться, а может быть заблокирован при помощи обгонной муфты.
Передача крутящего момента от двигателя к коробке передач осуществляется потоками рабочей жидкости (масла), которая отбрасывается лопатками насосного колеса на лопасти колеса турбинного. Между насосным колесом и турбиной обеспечены минимальные зазоры, а их лопастям придана специальная геометрия, которая формирует непрерывный круг циркуляции рабочей жидкости. Так что получается, что жёсткая связь между двигателем и трансмиссией отсутствует. Это обеспечивает работу двигателя и остановку автомобиля с включённой передачей, а также способствует плавности передачи тягового усилия.
Надо сказать, что по описанной выше схеме работает гидромуфта, которая просто передаёт крутящий момент, не трансформируя его величину. Чтобы изменять момент, в конструкцию гидротрансформатора введён реактор. Это такое же колесо с лопатками, но оно, имея связь с картером (корпусом) коробки передач, не вращается (заметим, до определённого момента). Лопатки реактора расположены на пути, по которому масло возвращается из турбины в насос, и они имеют особый профиль. Когда реактор неподвижен (гидротрансформаторный режим), он увеличивает скорость потока рабочей жидкости, циркулирующей между колёсами. Чем выше скорость движения масла, тем выше его кинетическая энергия, тем она большее оказывает воздействие на турбинное колесо. Благодаря этому эффекту момент, развиваемый на валу турбинного колеса, удаётся значительно поднять.
Представьте себе стандартную ситуацию — передача в коробке уже включена, а мы стоим на месте и жмём себе на педаль тормоза! Что происходит в этом случае? Турбинное колесо находится в неподвижном состоянии, а момент на нём в раза выше (в зависимости от конструкции) того, что развивает двигатель на этих оборотах. Кстати, момент на выходном валу гидротрансформатора будет тем больше, чем будут выше обороты двигателя. Стоит отпустить педаль тормоза, и автомобиль тронется. Разгон будет продолжаться до тех пор, пока момент на колёсах не сравняется с моментом сопротивления движению машины.
Когда турбинное колесо приближается по оборотам к скорости вращения насосного колеса, реакторное колесо освобождается и начинает вращаться вместе с двумя «напарниками». В этом случае говорят, что гидротрансформатор перешёл в режим гидромуфты. Так снижаются потери, и увеличивается КПД гидротрансформатора.
А поскольку в некоторых случаях надобность в преобразовании крутящего момента и скорости отпадает, в определённые моменты гидротрансформатор и вовсе может быть заблокирован при помощи фрикционного сцепления. Этот режим помогает довести КПД передачи практически до единицы, проскальзывание между лопаточными колёсами в этом случае исключено по определению.
Но представьте себе такую ситуацию. Вы едете по прямой с постоянной скоростью и вдруг начинаете подниматься в горку. Скорость автомобиля начнёт падать, а нагрузка на ведущие колёса увеличится. На это изменение тут же отреагирует гидротрансформатор. Как только станет уменьшаться частота вращения турбины, реакторное колесо начнёт автоматически затормаживаться, в результате скорость циркуляции рабочей жидкости возрастёт, что автоматически приведёт к увеличению крутящего момента, который будет передаваться на вал от турбинного колеса (читай на колёса). В некоторых случаях увеличившегося момента хватит для того, чтобы преодолеть подъём без перехода на низшую передачу.
Поскольку гидротрансформатор не может преобразовывать скорость вращения и передаваемый крутящий момент в широких пределах, к нему присоединяют многоступенчатую коробку передач, которая, вдобавок ко всему, способна обеспечить и реверсивное вращение (иными словами — задний ход). Те коробки, которые работают в паре с гидротрансформаторами, обычно включают в себя ряд планетарных передач и имеют много общего с привычными нам «ручными» коробками.
В механической коробке шестерни находятся в постоянном зацеплении, при этом ведомые — свободно вращаются на вторичном валу. Включая передачу, мы механически блокируем соответствующую шестерню на ведомом валу. Работа автоматической коробки передач построена на таком же принципе. Но планетарные передачи (или редукторы) имеют некоторые интересные особенности. Они включают в себя несколько элементов: водило, сателлиты, солнечную и кольцевую шестерни.
Приводя во вращение одни элементы и фиксируя другие, такие редукторы позволяют менять передаточные отношения, то есть скорость вращения и передаваемое через планетарную передачу усилие. Приводятся планетарные передачи от выходного вала гидротрансформатора, а их соответствующие элементы фиксируются при помощи фрикционных лент или фрикционных пакетов (в механической коробке эту роль играют синхронизаторы и блокирующие муфты).
Включается передача следующим образом. На фрикцион давит гидравлический толкатель, который в свою очередь приводится в действие давлением рабочей жидкости, той самой, что используется в гидротрансформаторе. Давление это создаётся специальным насосом, а распределяется оно между соответствующими фрикционами передач под неусыпным контролем электроники при помощи специальной системы электромагнитных клапанов — соленоидов в соответствии с алгоритмом работы коробки.
Существенное отличие АКПП от обычных механических коробок заключается в том, что передачи в них переключаются практически без разрыва потока мощности. Одна выключилась, другая почти в тот же момент включилась. Сильные рывки при переключениях практически исключены, поскольку их гасит уже упомянутый выше гидротрансформатор. Хотя, надо отметить, современные коробки со спортивной настройкой не могут похвастать плавной работой. Толчки при их работе обусловлены более быстрой сменой передач: такой расклад позволяет отыграть некоторое количество времени при разгоне, но приводит к ускоренному износу фрикционов. На трансмиссии и ходовой части в целом это тоже сказывается не лучшим образом.
В автоматических трансмиссиях первого поколения системы управления были целиком гидравлическими. В дальнейшем гидравлику оставили только в качестве исполнительной части системы управления, задавать же алгоритм работы стала электроника. Благодаря ей возможно реализовывать различные алгоритмы работы коробки — режим резкого ускорения, спортивный, экономичный, зимний…
В спортивном режиме, например, тяга двигателя используется на все сто процентов. Включение каждой последующей передачи происходит при частотах коленчатого вала, близких к частотам, на которых развивается максимальный крутящий момент. При дальнейшем ускорении частота вращения коленчатого вала доводится до максимальных значений, при которых двигатель развивает максимальную мощность. И так далее. Автомобиль в этом случае развивает значительно большие ускорения по сравнению с теми, что осуществляются при работе «экономичной» или «нормальной» программ.
На большинстве современных автомобилей с автоматической трансмиссией те или иные алгоритмы управления активизируются в зависимости от манеры вождения. Электроника адаптирует работу тандема двигатель-трансмиссия самостоятельно. Компьютер, анализируя информацию от многочисленных датчиков, принимает решение о переключении передач в те или иные моменты, в зависимости от требуемого характера переключений. Если манера движения размеренная и плавная, контроллер делает соответствующие поправки, при которых двигатель не выводится на мощностные режимы работы, что положительно сказывается на расходе топлива. Как только водитель «занервничал» и начал чаще и резче нажимать на педаль газа, искусственный интеллект тут же понимает, что ускорения и разгоны нужно производить резвее, и силовой агрегат сразу же начнёт работать по «спортивной» программе. Если же водитель станет педалировать плавно, «умная» электроника переведёт коробку и двигатель в штатный режим работы.
Всё большее количество автомобилей оснащается коробками, в которых наряду с автоматическим предусмотрен и полуавтоматический режим управления. Здесь команды на переключение передач даёт водитель, а сами переключения обеспечивает система управления. Но это совсем не означает, что электроника позволит вам сильно разгуляться. Часто скорость перехода с одной передачи на другую в этом режиме увеличивают, но многие производители, заботясь о ресурсе силового агрегата, время переключений оставляют таким же, как в автоматическом режиме. Машиностроители называют эти системы — Autostick, Steptronic, Tiptronic.
Кстати, с недавних пор некоторые АКПП можно тюнинговать. А возможно это стало благодаря перепрограммированию блоков управления двигателем и коробки. В угоду скорости разгона в программе управления АКПП меняют моменты перехода с передачи на передачу и существенно сокращают время переключений.
Электроника из года в год становится всё умнее. Компьютеры научили анализировать степень износа фрикционов и генерировать соответствующее давление, необходимое для включения каждой муфты. Регистрируя давление, можно прогнозировать степень износа фрикционных дисков, а следовательно, и коробки в целом. Блок управления постоянно контролирует исправность системы, записывая в свою память коды неисправностей тех элементов, в которых происходили сбои в процессе работы.
В некоторых случаях блок управления начинает работать по обходной программе. Обычно в аварийном режиме в коробке передач запрещаются все переключения, и включается одна передача, как правило, — вторая или третья. Эксплуатировать, в этом случае автомобиль не рекомендуется (да и не получится), но доехать своим ходом до мастерской программа поможет.
Все типы коробок способны доставлять радость владельцам автомобилей своей службой при пробеге в 200 тысяч километров с лишним. Но есть одно «но» — безотказная работа возможна при правильной эксплуатации и регулярном квалифицированном ТО.
Режимы автоматической трансмиссии
«P» — parking. В этом режиме все передачи выключены, выходной вал КПП и «ветка» трансмиссии, связанная с ведущими колёсами, заторможены блокирующим механизмом коробки. При работающем двигателе ограничитель частоты вращения коленчатого вала срабатывает гораздо раньше, чем при разгоне. Такая «защита от дурака» не позволяет «перекручивать» мотор и без толку перелопачивать трансмиссионную жидкость.
«R» — reverse, — задний ход.
«N» — нейтраль. В этом режиме двигатель и ведущие колёса не связаны. Автомобиль может двигаться накатом, его можно также буксировать без вывешивания ведущей оси.
Режим «D» или «Drive» разрешает движение. В этом режиме смена передач осуществляется автоматически.
«S», «Sport», «PWR», «Power» или «Shift» — спортивный режим. Самый динамичный и самый расточительный. При разгонах двигатель «загоняется» в режим максимальной мощности. Скорость перехода с одной передачи на другую (в зависимости от конструкции и программы) может быть увеличена. Двигатель в этом случае всегда находится в тонусе, как правило, работая на оборотах, которые не ниже тех, на которых развивается максимальный крутящий момент. Забудьте об экономичности.
«» — режим, в котором осуществляется переход на пониженную передачу для осуществления интенсивного ускорения, например, при обгоне. Резкий подхват происходит за счёт того что двигатель выводится в режим максимальной отдачи, и за счёт большего передаточного отношения понижающей передачи. Чтобы трансмиссия перешла в этот режим, по педали газа нужно хорошенько топнуть. В трансмиссиях более старшего поколения для срабатывания «кикдауна» нужно было обязательно нажать педаль газа, что называется, «в пол» до характерного щелчка.
При работе в режиме «Overdrive» или «O/D» повышающая передача будет включаться чаще, переводя двигатель на пониженные обороты. «Овердрайв» обеспечивает экономичное передвижение, но его активация может привести к существенной потере в динамике.
«Norm» реализует наиболее сбалансированный режим движения. Переключения на повышающие передачи, как правило, происходят по достижении средних оборотов и на оборотах несколько выше средних.
Если поставить селектор напротив «1» (L, Low), «2» или «3», ваша коробка не будет переходить выше выбранной передачи. Режимы востребованы в тяжёлых дорожных условиях, например, при движении по горным дорогам, при буксировке прицепа или другого автомобиля. В этом случае двигатель может работать в области средних и высоких нагрузок без перехода на повышающую передачу.
«W», «Winter», «Snow» — так называемый «зимний» режим работы АКПП. В целях предотвращения пробуксовки ведущих колёс трогание с места осуществляется со второй передачи. Дабы не спровоцировать лишние проскальзывания, переход с одной передачи на другую в этом случае тоже может осуществляться более мягко и при более низких оборотах. Разгон при этом может быть не слишком динамичным.
Наличие значков «+» и «-» определяет совсем не полюсность, а возможность ручного переключения передач. Разные производители «перемешивать» передачи позволяют : селектором управления АКПП, кнопками на руле или подрулевыми переключателями… В этом режиме электроника не позволит перейти на те передачи, которые, по её мнению, неуместны в данный момент. При работе со знаками «сложения» и «вычитания» скорость смены ступеней не будет выше той, что определена программой в режиме «Sport». Достоинство ручного режима — возможность действовать на опережение.