Устройство для автоматического регулирования колесного тормоза по условиям движения

Устройство для автоматического регулирования колесного тормоза по условиям движения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам автоматического управления колесными тормозами транспортных средств. Цель изобретения - повышение эффективности торможения. Устройство, включающее в себя антиблокировочный узел, вырабатывающий на выходе управляющий сигнал при возникновении избыточного скольжения колес и понижающего при этом, посредством быстрого уменьшения давления рабочей среды в тормозном цилиндре 22, тормозное нажатие для предупреждения блокировки (юза) колеса, снабжено узлом корректировки максимальной величины необходимого для реализации экстренного торможения давления рабочей среды в цилиндре 22. Узел корректировки содержит блок 20 сравнения с двумя выходами, один из которых через элемент ИЛМ 23 воздействует на выпускной вентиль 24, сообщенный с цилиндром 22, а другой через элемент ЗАПРЕТ 25 - на впускной вентиль 26. Блок 20 сравнения сопоставляет величины сигнала от датчика 21 давления и сигнала, вырабатываемого сумматором 18, на входы которого через функциональные преобразователи 17, 19 поступают сигналы от датчика 16 загрузки транспортного средства и схемы 6 выделения наибольшего из сигналов угловых скоростей колес. Узел корректировки по управляющему входу элемента ЗАПРЕТ 25 выключается антиблокировочным узлом в случае возникновения опасности блокировки колес тормозами. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1505811 (51) 4 В 60 Т 8/84

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4312789/27-11 (22) 21. 07. 87 (46) 07.09. 89. Бкл. К - 33 (71) Уральский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспорта им. Я.M. Свердлова (72) В,P. Асадченко и В.Ф . Пестерев (53) 629.4,077-592(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 935329, кл. В 60 Т 8/72, 1980.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЛЕСНОГО ТОРМОЗА ПО

УСЛОВИЯМ ДВИЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к устройствам автоматического управления колесными тормозами транспортных средств. Цель изобретения — повышение эдхЬективности торможения. Устройство, включающее в себя антиблокиз 150581 ровочный узел, вырабатывающий на выходе управляющий сигнал при возникновении избыточного скольжения колес и понижающего при этом, посредством быстрого уменьшения давления рабочей среды в тормозном цилиндре

22, тормозное нажатие для предупреждения блокировки (юэа) колеса, снабжено углом корректировки максималь- 10 ной величины необходимого для реализации экстренного торможения давления рабочей среды в цилиндре 22.

Узел корректировки содержит блок 20 сравнения с двумя выходами, с,днн иэ IS которых через элемент ИЛИ 23 воздействует на выпускной вентиль 24, сообщенный с цилиндром 22, а другой через элемент ЗАПРЕТ 25 — на впускной вентиль 26 ° Блок 20 сравнения сопоставляет величины сигнала от датчика 21 давления и сигнала, вырабатываемого сумматором 18, на входы которого через функциональные преобразователи 17, 19 поступают сигналы от датчика 16 загрузки транспортного средства и схемы 6 выделения наибольшего иэ сигналов угловых скоростей колес. Узел корректировки по управляющему входу элемента ЗАПРЕТ

25 выключается .нтяблокировочным узлом в случае возникновения опасности блокировки колес тормозами. 1 w;.

Изобретение относится к средствам автоматического управления тормозами транспортных средств посредством изменения давления рабочей 25

% среды в тормозных цилиндрах колесного тормоза в соответствии с характеристиками текущих условий движения транспортного средства и может быть использовано в тормозных системах, 30 преимущественно на железнодорожном транспорте.

Цель изобретения †повышение эффективности торможения.

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Устройство для автоматического регулирования колесного тормоза по условиям движения содержит связанные с независимо вращающимися колесами 40 транспортного средства датчики 1-4 сигналов угловых скоростей колес, выходы которых подключены к соответствующим входам блока 5 замещения при юзе всех колес и схемы 6 выделения 45 наибольшего иэ сигналов угловых скоростей колес, причем выход блока 5 также подсоединен к одному из входов схемы 6 °

Выход датчика 1 скорости контроли-5, руемого колеса подключен к первому (вычитаемому) входу первого сумматора 7, к второму (суммирующему) входу которого подсоединен выход схемы 6 выделения наибольшего из сигналов, к третьему (суммирующему) входу— выход генератора 8 импульсов, а к четвертому (вычитающему) — выход интегратора 9, связанного входом

< с выходом первого порогового элемента 10.

Вход первого порогового элемента

10 соединен с выходом первого сумматора 7. Выход датчика 1 скорости контролируемого колеса через последовательно соединенные дифференциатор

11 и дискриминатор 12 подключен к первому управляющему входу схемы 13 совпадения, вырабатывающей сигнал юза. Выход первого порогового элемента 10 через элемент 14 задержки подсоединен к второму входу схемы 13 совпадения, третий вход которой через второй пороговый элемент 15 связан с выходом схемы 6 выделения наибольшего из сигналов.

Выход датчика 16 загрузки транспортного средства через первый функциональный преобразователь 17 подключен к первому входу дополнительного сумматора 18, к второму входу которого через второй функциональный преобразователь 19, воспроизводящий зависимость сцепления контролируемого колеса от скорости, подключен выход схемы 6 выделения наибольшего иэ сигналов угловых скоростей колес.

Выход дополнительного сумматора 18 подсоединен к первому входу трехпозиционного блока 20 сравнения, к второму входу которого подключен своим выходом датчик 21 в тормозном цилиндре 22.

Выход схемы 13 совпадения и инверсный выход трехпозиционного блока 20 сравнения подключен к входам элемента ИЛИ 23, выход которого свя50

Ъ

5 г05 аан с электрическим входом выпускного вентиля 24 и управляющим входом элемента ЗАПРЕТ 25. Прямой выход трехпозиционного блока 20 сравнения под5 соединен к информационному входу элемента ЗАПРЕТ 25, выход которого связан с электрическим входом впускного вентиля 26, сообщенного своим пневматическим входом с воздухорас- 10 пределителем (не показан), а выходом наряду с выходом выпускного вентиля 24 — с тормозным цилиндром 25.

Устройство работает следующим образом. 15

При движении транспортного средства датчики 1-4 сигналов угловых скоростей колес вырабатывают сигналы, пропорциональные значениям угловым скоростей колес. В блоке 5 замещения 20 формируется эталонный сигнал, соответствующий угловой скорости снижения вращения колес без юза. Схемой 6 выделения наибольшего из сигнапов выявляется максимальный из сигналов, 25 поступающих. от датчиков 1-4 и блока

5 замещения. Этот сигнал подается на первый сумматор 7, где из него вычитаются сигнал от датчика 1 угловой скорости контролируемого колеса 30 и сигнал, формируемый на выходе интегратора 9. Сумматором 7 суммируются импульсы, поступающие от генератора 8. При срабатывании первого порогового элемента 10 включается элемент 14 задержки и не пропускает поступающий сигнал на схему 13 совпадения в течение времени Т задержки, необходимого для срабатывания испол нительного механизма (тормозного ци- 4р линдра) ° Одновременно с сигналом первого порогового элемента 10 включается интегратор 9, вырабатывающий нарастающее напряжение, что приводит к уменьшению разности сигналов на выходе первого сумматора 7и выключению первого порогового элемента 10.

При этом выключается и элемент 14 задержки. Сигнал на выходе интегратора 9 начинает убывать, по сигналу первого сумматора 7 вновь включается первый пороговый элемент 10, повторяя описанный цикл работы устройства при движении транспортного средства без юэа. Скорость интегриро- 55 вания выбирается равной наибольшей возможной скорости изменения разности сигналов на выходе схемы 6 выделаущя наибольшего из сигналов и сиг811 6 нала датчика 1 при движеп и к .. ес без юза. Время Т задержки пимента

14 задержки устанавливается Г>опыте максимальной длительности сигналов, поступающих от первого порогового элемента 10 при наибольшей скорости увеличения разности названных сигналов в отсутствии юза.

Одновременно при движении (как и на стоянке) датчик 16 загрузки транспортного средства вырабатывает сигнал, пропорциональный весу (заг! узки} транспортного средств; и псвава-. емый на первый функциональный преобразователь 17 воспроизведения функциональной зависимости силы сцепления от загрузки для коррекции давления в тормозе по загрузк» и р:.алиэующий заданную зависимость сипы сцепления в функции загрузки, которая определяет уровень максимального (в отсутствие юза) давления в тормозном цилиндре конкретной тормозной системы при различных загрузке и скорости транспортного средства.

Зависимость необходимого изменения давления в тормозном цилиндре при изменении скорости движения формиру— ет второй функциональный преобразователь 19 воспроизведения функциональной зависимости силы сцепления от скорости (коррекция давления по скорости). На выходе дополнительного сумматора 1.8 вырабатывается сигнал, соответствующий необходимому для полного (экстренного) торможения давлению в тормозном цилиндре, соответствующему загрузке и скорости движения транспортного средства.

Трехпозиционный блок 20 сравнения имеет прямой выход, воздействующий через информационный вход элемента ЗАПРЕТ 25 на впускной вентиль

26, и инверсный выход, воздействующий через элемент ИПИ 23 на выпускной вентиль 24. Сигнал управления на прямом выходе трехпозиционного блока 20 сравнения появляется в том случае, когда сигнал требуемого (с выхода дополнительного сумматора

18) давления больше, чем сигнал фактического (от датчика 21) давления, при этом на инверсном выходе сигнал равен нулю. Когда сигнал требуемого давления меньше сигнала фактического давления, появляется сигнал на инверсном выходе блока 20, а на прямом пропадает. В случае равенства

1505811 сигналов требуемого и фактического давлений сигналы на обоих выходах блока 20 отсутствуют. В отсутствии торможения давление в тормозном ци5 линдре 22 и сигнал на выходе датчика 21 давления равны нулю. Так как в этом случае сигнал с выхода дополнительного сумматора 18 больше сигнала датчика 21 давления, с выхода трехпозиционного блока 20 сравнения чеpcs элемент ЗАПРЕТ 25, открытый гго управляющ.му входу, пос;-упэ".т иг ;л, включающий впускной вентиль 26, н .тормозной цилиндр 22 сообщается с воздухораспределителем или другим источником давления.

Так как в отсутствие торможения на выходе схемы 13 совпадения от".Утствует сигнал (юза), то обнулен:ый 20 по обоим входам элемент ИЛИ 23 на выходе также имеет нулевой уровень, выпускной вентиль 24 при этом остается закрытым, а элемент ЗАПРЕТ 25 пропускает сигнал включения впускно- 25 го вентиля 26.

При торможении, в отсутствии юза, давление сжатого воздуха от воэдухораспределителя поступает через включенный впускной вентиль 26 в тормозной цилиндр 22.

В случае регулировочного торможения (в отсутствие юза) давление в тормозном цилиндре 22 устанавливается равным заданному воздухораспреде35 лителем, при этом впускной вентиль

26 остается включенным, а выпускной вентиль 24 закрытым, так как сигнал от датчика 21 остается меньшим сигнала требуемого давления с выхода дополнительного сумматора 18.

При задании полного (или экстренного) торможения давление в тормозном цилиндре p cTeT H сигна-гг датчика 45

21 увеличивается, как только он сравняется с сигналом требуемого давлений, сигнал на прямом выходе блока

20 становится равным нулю и впускной вентиль 26 также закрывается.

При изменении условий движения сигнал требуемого давления на выходе дополнительного сумматора 18 изменяется. При его уменьшении трехпоэиционный блок 20 сравнения изменяет

55 состояние инверсного выхода. На вход элемента ИЛИ 23 поступает сигнал, включается управления элемента ЗАПРЕТ 25, запрещая включение впускно-, ro вентиля 26 и наполнение тормозного цилиндра 22. В то же время элемент

23 включает впускной вентиль 24 и давление в тормозном цилиндре 22 уменьшается до требуемого, после чего выпускной вентиль 24 снова закрывается. При других изменениях условий движения сигнал требуемого давления, например, увеличивается и становится больше сигнала фактического давления. П|.и э ом -.-.к 20 сраг.— ! еннг иэм няет со.". нние неводов: его инверсный в -ход сбнуляет (при отсутствии юза) элемент ",ЛП 2 н снимает ;игнал запрета, а прямой выход через информационный вход элемента ЗАПРЕТ 25 включает впускной вентиль 26 Давление в тормозном цилиндре 22 ловьппается, пока не достигнет требуемого, после чего прямой выЫод блока 20 также обнуляется и повышение прекращается.

Таким образом, при торможении в отсутствие юза давление в тормозном цилиндре 22 устанавливается в соответствии с услови,.ми движения; загрузкой транспортного средства и его скоростью, При торможении транспортного средства в случае развития юза значение разности между сигналами на выходах схемы 6 и датчика 1 возрастает со скоростью, большей скорости интегрирования интегратора 9. Поэтому при превышении сигналом на выходе первого сумматора 7 порогового уровня несмотря на формирование на выходе интегратора 9 возрастающего сиг-. нала сигнал на выходе первого сумматора.7 продолжает увеличиваться и первый пороговый элемент 10 устойчиво находится во включенном состоянии.

По истечении времени Т с выхода элемента 14 задержки на вход схемы 13 совпадения поступает сигнал о выявлении юза.

При замедлении колеса в процессе развития юза подключенный к датчику

1 угловой скорости дифференциатор 11 вырабатывает сигнал, пропускаемый дискриминатором 12 на схему 13 совпадения. При скорости движения более

10 км/ч сигнал с выхода схемы 6 становится больше уровня срабатывания второго порогового элемента 15 и с выхода последнего на вход схемы 13 совпадения также поступает сигнал.

При одновременном поступлении сиг1505811

10 налов от дискриминатора 12, элемента 14 задержки и второго порогового элемента 15 на входы схемы 13 совпадения последняя вырабатывает на выхо5 де сигнал управления (наличия юза), включающий через элемент ИЛИ 23 выпускной вентиль 24 и закрывающий элемент ЗАПРЕТ 25, исключающий включение впускного вентиля 26 (или выключающую его, если он бып включен блоком 20 сравнения).

Давление в тормозном цилиндре 22

I уменьшается и в МОмент перехода колеса от замедленного к ускоренному вращению изменяется знак производной угловой скорости на выходе дифференциатора 11, что препятствует поступлению сигнала от дискриминатора 12 на вход схемы 13 совпадения до тех пор, пока контролируемое колесо ускоряется. При этом запрет снимается и так как уровень давления в тормозном цилиндре 22 оказывается ниже заданного сигналом на выходе дополнительного сумматора 18, выпускной вентиль выключается, а через откры гый по управляющему входу элемент

ЗАПРЕТ 25 по информационному входу включается впускной вентиль 26> по. вышая давление в тормозном цилиндре

22 до требуемого. При повторном воз никновении юзового состояния описан ный цикл работы устройства повторяется е

С понижением скорости движения транспортного средства перед остановкой сигнал с выхода схемы 6 становится меньше уровня срабатывания 4О второго порогового элемента 15, сигнал на его выходе исчезает и схема

13 совпадения закрывается, блокируя выработку сигнала управления о возможном юзе При этом давление В тор 45 моэном цилиндре 22 корректируется с изменением скорости транспортного средства.

Таким образом, устройство позволяет устанавливать в тормозном цилиндре давление в соответствии с загрузкой и скоростью транспортного средства, обеспечивает антиблокировочный цикл торможения, позволяет повысить величину нажатия тормозных колодок при противоюзном регуляторе, не приводя к его частым срабатываниям и истощению тормозной системы.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования колесного тормоза по условиям движения, содержащее тормозной цилиндр, подключенные к нему впускной и выпускной вентили, связанные с независимо вращающимися колесами транспортного средства датчики сигналов угловых скоростей колес, блок замещения при одновременном юзе всех колес, входы котсрог сос . ."н с выходами датчиков, схему выде.: ения наибольшего из сигналов угловьг с ростей, к входам которой подключены выходы датчиков и блока замещения, первый сумматор, к первому входу ксторого подключен выход датчика угловой скорости контролируемого колеса, к второму — выход схемы выделения наибольшего сигнала, к третьему— выход генератора импульсов, а к четвертому — выход интегратора, связанного входом с выходом первого порогового элемента, вход которого соединен с выходом первого сумматора, дифференциатор, вход которого сообщен с датчиком угловой скорости контролируемого колеса, а выход через дискриминатор подключен к первому входу схемы совпадения, к второму входу которой через элемент задержки подключен выход первого порогового элемента а третий вход схемы совпадения через второй пороговый элемент подключен к выходу схемы выделения наибольшего из сигналов, о т л ичающе е ся тем, что, с целью повышения эффективности торможения, оно снабжено датчиком загрузки транспортного средства, двумя фунКциональными преобразователями, дополнительным сумматором, трехпозиционным блоком сравнения, датчиком давления в тормозном цилиндре, элементом ИЛИ и элементом ЗАПРЕТ, причем выход датчика загрузки соединен с входом первого функционального блока, воспроизводящего заданную зависимость силы сцепления от загрузки, выходом связанного с одним из входов дополнительного сумматора, второй функциональный блок, воспроизводящий заданную зависимость силы сцепления от скорости, подключен входом к выходу схемы выделения наибольшего из сигналов, а выходом — к второму входу дополнительного сумматора, выход

Составитель С. Макаров

Редактор Л. Зайцева Техред М, Дидык Корректор И. Иаксимишинец

Закаэ 5382/18 Тира к 522 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

ll 1 которого соединен с первьаи входом трехпоэиционного блока сравнения, BT0pbM входом свяэанного с выходом датчика давления, элемент ИПИ первым входом свяэан с выходом схемы совпадения, вторым — с одним иэ выходов трехпоэиционного блока сравнения, 505811 12 а выходом соединен с электрическим входом выпускного вентиля и управляницим входом элемента ЗАПРЕТ, череэ

5 который второй выход трехпоэиционного блока сравнения подключен к электрическому входу впускного вентиля.