動(dòng)態(tài)換擋系統(tǒng)是指液力傳動(dòng)機(jī)車在運(yùn)行狀態(tài)下自動(dòng)轉(zhuǎn)換調(diào)車工況和運(yùn)轉(zhuǎn)工況的系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)，能夠使機(jī)車在起動(dòng)范圍內(nèi)獲得較高效率和較大起動(dòng)牽引力以及在運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)獲得較高的最終速度。

動(dòng)態(tài)換擋系統(tǒng)的難點(diǎn)在于使1個(gè)內(nèi)齒輪和另一個(gè)外齒輪在高速轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下安全嚙合。經(jīng)分析認(rèn)為安全換擋應(yīng)同時(shí)滿足幾何學(xué)條件、運(yùn)動(dòng)學(xué)條件和動(dòng)力學(xué)條件，即約束內(nèi)、外齒輪間的相位差△φ、角速度差△w和角加速度差△e在一定范圍內(nèi)。本系統(tǒng)的關(guān)鍵是測(cè)控部分的設(shè)計(jì)，尤其是合理選用傳感器來(lái)完成對(duì)齒輪運(yùn)動(dòng)狀態(tài)參數(shù)的拾取。

 
霍爾開(kāi)關(guān)的應(yīng)用

(1) 材料的準(zhǔn)備磁鋼片，考慮其規(guī)格、磁性的強(qiáng)弱和磁極性；霍爾探頭，考慮探頭的分辨力、靈敏度；非導(dǎo)磁性材料盤，在其上加工好安裝槽，以備嵌入磁鋼片；粘接劑，選用HY- 914快速粘接劑；霍爾探頭支架。

(2) 制做用粘接劑將磁鋼片粘入非導(dǎo)磁性材料盤的安裝槽中，注意保證全部磁鋼片的最強(qiáng)極性面朝向霍爾探頭，制成沿圓周裝有N個(gè)磁鋼片的磁鋼片盤。按圖2將磁鋼片盤安裝好，隨齒輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)，再將霍爾探頭安裝在支架上探頭的安裝高度可調(diào)。支架固定在底座上，相對(duì)位置可調(diào)。

 
調(diào)試
當(dāng)磁鋼片盤隨齒輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾探頭的前面每經(jīng)過(guò)一個(gè)磁鋼片，便產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，霍爾開(kāi)關(guān)就輸出頻率隨轉(zhuǎn)速變化的脈沖信號(hào)。將霍爾脈沖信號(hào)輸入到示波器，每到來(lái)一個(gè)磁鋼片時(shí)，在示波器的小屏幕上可以觀察到一一個(gè)正跳變，每離開(kāi)一個(gè)磁鋼片時(shí)，會(huì)觀察到一個(gè)負(fù)跳變。觀察示波器的輸出波形，當(dāng)輸出波形較清晰且按規(guī)律上下跳變、不間斷時(shí)，說(shuō)明霍爾探頭與磁鋼片盤保持的高度和距離較理想。若觀察到的波形不對(duì)，可做下列檢查:
 
(1) 檢查磁鋼片的極性。磁鋼片本身各個(gè)面的磁極性是不同的，我們選擇磁極性最強(qiáng)的面對(duì)著霍爾探頭。如果某個(gè)磁鋼片的磁極性粘錯(cuò)了，則會(huì)引起脈沖間斷。


(2) 檢查重爾探頭與磁鋼片盤的相對(duì)位置?；魻栭_(kāi)關(guān)是利用霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)磁電轉(zhuǎn)換的一種傳感器，當(dāng)磁鋼片與霍爾探頭正對(duì)著、距霍爾探頭表面3~8 mm時(shí)，磁通密度達(dá)到最大，霍爾元件可以探到霍爾電勢(shì)。通過(guò)不斷地調(diào)整霍爾探頭的位置，同時(shí)觀察示波器的輸出波形，可判斷出磁鋼片盤與霍爾探頭的最佳相對(duì)位置。

(3) 檢查磁鋼片的間距。霍爾探頭的分辨能力是有限的，如果磁鋼片之間的距離太近，會(huì)造成霍爾探頭將多個(gè)磁鋼片感知為一個(gè)磁鋼片的現(xiàn)象。這時(shí)可以通過(guò)提高霍爾探頭的分辨力或使磁鋼片的間距加大來(lái)解決。


安裝與使用

考慮到工況箱內(nèi)空間小、充滿油污、環(huán)境惡劣、安裝和維護(hù)傳感器困難，需要采用傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將齒輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)引出來(lái)，進(jìn)行檢測(cè)。為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、便于引線，傳感器探頭相對(duì)箱體靜止安裝，磁鋼片盤與待測(cè)齒輪一同轉(zhuǎn)動(dòng)。選用3組霍爾開(kāi)關(guān)，分別用于測(cè)試工況箱中外齒輪、運(yùn)轉(zhuǎn)內(nèi)齒輪、調(diào)車內(nèi)齒輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，并且每組采用雙路霍爾式脈沖轉(zhuǎn)速傳感器作為元件冗余和數(shù)據(jù)冗余。

采用雙路同時(shí)測(cè)速的方法，通過(guò)計(jì)算修正信號(hào)的誤差，對(duì)測(cè)速電路中的斷路或短路引起的故障進(jìn)行判斷和處理。傳感器輸出的脈沖信號(hào)中含有齒輪的相位、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)加速度信息，將脈沖信號(hào)輸向8098單片機(jī)，做進(jìn)一步的信號(hào)處理，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控。