Электрический выжим фрикционов ГП ГАЗ-71

[vks]

Электрический выжим фрикционов ГП ГАЗ-71


Испытал на своем вездеходе электрическое управление фрикционами. Это своего рода электроусилитель выжима клюшек фрикционов главной передачи. Усилие, которое необходимо для выжима клюшки фрикциона немало и составляет 70-90 кг (!) (в зависимости от жесткости пружин внутри фрикциона).

Чтобы не превращать вездеход в тренажер для рук, поставил на выжим линейные актуаторы с ходом штока 50 мм. На рычагах поставил по кнопке для выжима соответствующего фрикциона, от рычагов действует только гидропривод тормозов.
Пробег с данной схемой около 1500 км по снегу, камням и болотам. Результат, на мой взгляд, удовлетворительный. По болотам и снегу машина управляется только кнопками. Необычные ощущения, нет ни малейшего желания возвращать старую гидравлическую схему.









Для управления фрикционами сначала изготовил специальный контроллер, макетный образец с ардуиной. Сейчас сделал заводские платы. Собрал уже более удобный вариант с дисплеем. Чтобы настраивать привод без программатора.






Логика работы

После нажатия кнопки выжима в течение выдержки времени (Параметр 01) выжимается фрикцион. После отпускания кнопки, выдерживается безтоковая пауза, чтобы не жечь привод и происходит реверс привода (время Параметр 02). Длительностью нажатия кнопки можно поджимать (не полностью выжимать) фрикцион.
Есть сервисная фича: при удерживании двух кнопок в течении времени 7с (Параметр 3), фрикционы остаются выжатыми. Это нужно для снятия кардана (покрутить) и проверки коробки например.

Силовая часть собрана по полной мостовой схеме на MOSFET с защитой от сквозного тока. Схема без ШИМ регулирования (смысла в нем нет). Два раздельных канала (левый/правый)

Об актуаторах

Я поставил BringSmart Model SRB. Ход штока 50 мм. 12 Вольт,

Из них я пробовал на нагрузку 1000N (100 кг, стоят сейчас) и 1500N (150 кг), по факту они очень близки и фактическая измеренная скорость выжима клюшки 20-22 мм за 1.1 с. Хочу еще попробовать более быстрые актуаторы на 750N.

Актуаторы нуждаются в переделке. Внутри стоят концевики с диодами, которые подключены к мотору. Как показывает практика, это весьма ненадежно (концевики внутри слабые на 5 А и могут зависнуть/сгореть от больших токов привода). Поэтому нужно их разобрать, отдельно вывести концевики к контроллеру, отдельно подключить мотор.





Недостатки

Точность управления на скоростях выше 30 км/ч хотелось бы повыше. Думаю это решить с помощью добавления джойстика (входа контроллера подключены, но прошивка еще не готова).

Проект открытый (GPL) исходники будут. Кому нужны контроллеры, пишите, сделаю на заказ.

[vks]

Силовая схема правого канала:




К силовой плате крепится плата дисплея. Подключена по I2C четырьмя проводами. Силовая плата может работать отдельно от дисплея.


Схема принципиальная (полная) силовой платы и дисплея:

Schematic.zip

Исходный код и прошивка в Atmel Studio 7:

Основная плата (без джойстика)

friction.zip

Плата дисплея

disp_i2c.zip

Позже нарисую схему подключения к контроллеру.

[sbuzin]

Вопрос, можно ли заменить простую кнопку на кнопку с «потенцометром» для того чтобы избавиться от ударов по трансмиссии. это нужно для того чтобы плавно замыкать фоикционы

[vks]

По факту привод возвращается с не мгновенно, а со своей скоростью около 20-25 мм/с, поэтому удара как такового нет.

Если принципиально нужен более плавный возврат, то можно программно давать импульсы на реверсе привода (вместо постоянного сигнала). Тогда будет медленнее отпускаться. Думаю, джойстик решит эту проблему

[mmcl200]

vks, я в восторге!

[Александр59]

Извините, что спрашиваю у вас, но ни где не смог найти данной информации, а так как вы занимаетесь данной темой, смею предположить что вы знаете. Какой минимальный рабочий ход рычага в мм. отжима фрикциона, без свободного хода.

[vks]

12-15 мм отжим, свободный ход 8-12 мм. У себя выставил гайками шток актуатора где-то во вторую половину свободного хода фрикциона (то есть некоторый люфт есть).
Важный момент. В выжатом состоянии тормозной барабан крутится легко руками. Если не крутится (как было у меня), значит пластины грязные и требуется капитальная разборка-чистка.

[Александр59]

Понял, большое спасибо.

[Vladislav]

А сколько выжимов выдержат актуаторы?
Каков примерный ресурс всей этой схемы?
Можно ли примерно прикинуть сколько раз происходит выжим за 12 часов управления вездеходом в таких условиях и местности как например в вездеход трофи 2019,как эталон например

[vks]

Ресурс думаю ограничен щеточным аппаратом и одного порядка с ресурсом, скажем, мощного шуруповерта.

У меня с начала года пробег на них 1500 км. Это при средней скорости 15 км/ч, около 100 часов. ПВ (или duty cycle, DC) у них порядка 10%, что примерно соответствует фактическому времени работы. То есть сейчас они проработали около 10-20 часов. Рельеф - снег и горные болота, рулежка постоянная.

Единственное, что случалось - у одного зависал концевик нижнего положения. Тогда переделал схему. Вывел отдельно концевики к контроллеру, отдельно привод. Даже в случае поломки/зависания концевика привод будет работать по выдержкам времени.

Ничто не мешает возить с собой запасной актуатор (я вожу, но не ставил), сейчас закину еще новый запасной контроллер.

Как показывает практика, ресурс ограничен не актуаторами, а трансмиссией - открытые цепи (очень сильный износ), полуоси бортовые, крестовины кардана, диски колесные

[новичок]

vks,
Очень интересно

[vks]

Продолжим...

Распиновка силового блока:





Рабочие параметры:

01 - Время работы на выжим, сек [1,1c по умолчанию] Подобрать минимальное время до полного выжима фрикциона.
02 - Время возврата назад, сек [3,0с по умолчанию]
03 - Время блокировки выжатого состояния при одновременном нажатии кнопок [7,0 сек по умолчанию]

Печатную плату, программу и схемы можно найти здесь:

http://vksensor.ru/load/blok_upravlenija_frikcionami/2


Следующий этап: подключение и калибровка джойстика!

[vks]

Подключил джойстик. Прошивка с джойстиком готова.

Пояснения по логике работы:

[Дмитрий Р]

vks, сделано всё здорово, зачет, однозначно. Но есть на мой взгляд пара нюансов. Не все дружат с электронной начинкой и не всем это по карману. Мне кажется неплохой альтернативой может быть гидропривод. Все предсказуемо и понятно. Это конечно мое мнение,не претендую на оригинальность.

[новичок]

vks, Если свободную позицию джойстика использовать для одновременного выжима двух фрикционов, то эту функцию можно использовать как сцепление. На ГТТ иногда пользовался. Правда там ГП другая. Но функция мне эта нравилась.