Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства

Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (и> 6 958 74 (б1) Дополнительное к авт. саид-ау (22) заявлено 230377 (21) 2466070/27-11 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51)М. Кл.

В 60 Т 17/22

G 0I M 17/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 629.113-.

-59.001.4 (088.8) Опубликовано 0511.79- Бюллетень Мо 41

Дата опубликования описаиия0511.79 (72) Авторы изобретения

A. A. Отставнов и В. Г. Фролов (71) Заявитель

Саратовский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ IIAPAt4ETPOB

ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА

Изобретение относится к испытательному оборудованию тормозов, вращающихся деталей машин и механизмов, конкретно к устройствам для испытания и для проверки технического состояния тормозов транспортных средств, в частности автомобилей.

Известно устройство для измерения параметсов тормозного процесса путем измерения тормозного замедления, содержащее датчик, закрепленный на эатормаживаемом объекте, и регулируемое измерительное устройство, подключенное к датчику (1).

Начало и соответственно конец измерения в этом устройстве определяются по пороговому значению верхнего и нижнего ограничения области затягивания частоты измерительного устройства. Причем датчик выполнен контактным и в качестве выключателей контакта служит один или несколько магнитов. Хронизирующий элемент состоит иэ конденсатора и сопротивления, а начало и соответственно конец измерения определяются уровнем зарядки конденсатора. В качестве регистрирующего устройства применяется механическое реле, Однако данное устройство не позволяет измерять время срабатывания тормозного привода; обладает недостаточной точностью измерения, вследствие использования в качестве хрониэирующего элемента конденсатора и сопротивления, когда начало и конец измерения определяются уровнем зарядки конденсатора, что приводит к значительным погрешностям. Так, например, при загрязнении или подго15 рании контактов датчика заданный уровень зарядки конденсатора наступит значительно позже (из-за того, что будет больше падение напряжения на контактах датчика), вследствие чего начало торможения будет также позже заданного, хотя фактическая скорость вращения исследуемого объекта будет больше заданной.

Из известных решений наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок формирования информацнон695874 ного параметра, хронизирующий блск с элементами сравнения и соединенными с одними из их входов задающими элементами, генератор импульсов, измерительный и регистрирующий узлы, включающие в себя каждый счетчики и схемы совпадения, подключенные каждая одним из входов к генератору импульсов, а выходом — к соответствующему счетчику, блок управления регистрирующим узлом и блок управления измерительным узлом, соединен..ный с выходом блока формирования информационного параметра и включающий в себя триггер, схему совпаде.ния, выход которой соединен с одним из входов триггера, и кнопку управления (23.

Недостатком этого устройства также является недостаточно высокая точность измерений °

20

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Указанная цель,цостигается тем, что блок формирования информационного параметра выполнен на последовательно соединенных датчике скорости вращения, формирователе импульсов и триггере со счетным входом, а блок управления измерительным узлом снабжен узлом автоматического гашения и дополнительными триггером и схемсй совпадения, выход которой через узел автоматического гашения соединен со сбросовым входом счетчика измерительного узла, соединенного с другими входами элементов сравнения хронизирующего блока, а один из входов с одним из вьходов дополнительного триггера, другой выход которого соединен с одним из входов первой 40 схемы совпадения, другой вход которой совместно с другим входом дополнительной схемы совпадения соединен с одним из выходов триггера со счетным входом блока формирования информацион- 5 ного параметра, дополнительно соециненного первым выходом через кнопку управления с одним из входов дополнительного триггера блока управления измерительным узлом, и дРугим выхо- 50 дом — с другим входом первого триггера этого узла, выход которого соединен с другим входом схемы совпадения измерительного узла, причем блок управления регистрирующим узлом выполнен на схемах совпадения, подключенных выходом каждая к другому входу одной из схем совпадения регистрирующего узла, и триггерах, подключенных попарно выходами ко входам схем совпадения этого блока, а входами — один и другой к выходам соответственно одного и другого элементов сравнения, а остальные — к выходу третьего элемента сравнения хронизирующего блока, соединенному дополнительно со вторым входом дополнительного триггера блока управления измерительным узлом.

На чертеже изображена функциональная схема устройства.

Устройство содержит входящие в блок формирования информационного параметра датчик 1 скорости вращения, работающий от затормаживаемого объекта, формирователь 2 импульсов, вход которого связан с выходом датчика

1 cI

3, измерительный узел 5, связанный с блоком 4 управления измерительным узлом, хронизирующий блок 6, соединенный с измерительным узлом 5, блок 7 управления регистрирующим узлом, соединенный с блоком 6, и регистрирующий узел 8, подключенный к блоку 7 управления регистрирующим узлом.

Блок 4 управления измерительным узлом выполнен в виде первого триггера 9, один вход которого через кнопку 10 соединен с одним из выходов триггера 3, а второй вход — с выходом одного из элементов сравнения 11 хронизирующего блока, первой схемы совпадения 12, один вход которой подключен к выходу первого триггера

9, а второй — к одному из выходов триггера 3, второго триггера 13, один вход которого соединен с выходом первой схемы совпадения 12, а второй — со вторым выходом триггера, 3, второй схемы совпадения 14, один вход которой подключен к выходу первого триггера 9, а второй вход к первому выходу триггера 3, узла

15 автоматического гашения, вход которого соединен с выходом второй схемы совпадения 14, а выход подключен в разрыв .цепи гашения пересчетных декад электронного счетчика 16 измерительного узла.

Узел 5 выполнен в виде десятичного счетчика 16, связанного через один из входов схемы совпадения 17 с генератором 18 импульсов времени, а второй вход схемы срвпадения 17 подключен к выходу второго триггера

13 блока управления измерительным узлом.

Хронизирующий блок 6 выполнен в виде трех задающих элементов 19, 2g и 21, выходы которых соответственно связаны с одними. входами трех элементов сравнения 22, 23 и 11, вторые входы которых соединены с соответствующими разрядами дешифраторов пересчетных декад счетчика 16 измерительного узла.

695874

Блок 7 управления регистрирующим узлом выполнен в виде четырех триггеров 24, 25, 26 и 27, управляющих попарно двумя схемами совпадения

28 и 29, причем один нход первого триггера 24 подключен к выходу первого элемента сравнения 22 хронизирующего блока, одни входы второго

25 и третьего 26 триггеров — к выходу второго элемента сравнения 23, один вход четвертого триггера 27 к выходу третьего элемента сравнения 11, à — òîðûå входы всех триггеров соединены с источником импульсов сброса, выходы первого 24 и второго 25 триггеров подключень. ко входам первой схемы совпадения 28, выход которой соединен с одним из входов первой схемы совпадения 30

Регистрирующего узла, ныходы третьего 26 и четвертого 27 триггеров под,ключены ко входам второй схемы совпадения 29,- выход которой .соединен с одним из входов второй схемы совпадения 31 регистрирующего узла.

Узел 8 выполнен н .виде двух электронных счетчиков 32 и 33, связанных соответственно через вторые входы схем совпадения 30 и 31 с генератором 18 импульсов времени.

Датчик 1 скорости вращения предназначен для получения н процессе вращения колеса импульсов, частота которых пропорциональна его скорости вращения, и может быть выполнен в виде диска с равномерно расположенными на нем радиальными прорезями, по одну сторону которого находится источник света, а по другую чувствительный элемент, в качестве которого используется фотодиод.типа

ФД-2. Диск датчика имеет по своему периметру специальные захваты, с помощью которых он жестко устанавливается непосредственно на колесе °

Формирователь 2 импульсов служит для усиления, ограничения по амплитуде и формирования по длительности импульсов датчика 1 скорости вращения колеса и может быть выполнен в виде двух электронных усилителей с установленным между ними эмиттерным повторителем, к которым подключены последовательно соединенные триггер

Шмитта и эмиттерный,повторитель.

Триггер 3 служит для деления поступающих на его нход импульсов датчика 1 скорости вращения на четные и нечетные, имеющие прямоугольную форму.

Блок 4 управления измерительным. узлом предназначен для управления работой измерительного узла таким образом, что до тех пор, пока действительная скорость вращения колеса не достигла величины, соотнетст15

65 вующей концу торможения, он автоматически обнуляет показания счетчика

16 за время части оборота, а при достижении этой скорости сохраняет его показания.

Узел 5 предназначен для непрерынного измерения скорости вращения колеса путем подсчета числа импульсов эталонного генератора за время части (1/36} оборота колеса.

Блок б служит для выдачи сигналов, соответствующих скорости вращения колеса в момент начала торможения, прижатия тормозных накладок к барабану и конца торможения.

Блок 7 управления регистрирующим узлом предназначен для управления работой регистрирующего узла таким образом, что при достижении колесом скорости начала торможения открывается счетчик 32 для подсчета импульсов времени от генератора 18, в момент достижения скорости, соответствующей прижатию тормозных накладок к барабану, останавливается счетчик 32 и запускается счетчик 33, при достижении скорости конца торможения останавливается счетчик 33.

Узел 8 предназначен для регистрации промежутков времени от момента начала торможения до момента прижатия тормозных накладок к барабану, соответствующего времени срабатывания тормозного привода, и от момента прижатия тормозных накладок к барабану до момента конца торможения, соответствующего времени тормозного замедления.

Триггеры 9, 13, 24, 25, 26 и 27 служат для управления работой схем совпадения соответственно 12 и 14, 17, 28 и 29. Все триггеры выполнены с раздельными входами.

Кнопка 10 предназначена для подачи сигналов с выхода триггера 3 на вход триггера 9 в момент. проведения измерения.

Схемы совпадения 12, 14, 17, 30 и 31 предназначены для выдачи на их выходах сигналов при наличии на входах соответствующих сигналов с выходов соответственно триггеров 9 и

13 и схем совпадения 28 и 29. Схемы совпадения 28 и 29 управляются каждая двумя триггерами соответстненно

24, 25 и 26, 27. Все схемы совпадения выполнены на транзисторах на два входа каждая.

Узел 15 автоматического гашения служит для автоматического гашения показаний счетчика 16, когда действительная угловая скорость колеса при измерении ее в пределах 1/36 части оборота не достигла заданной и соответствующей концу торможения.

Он представляет собой схему совпадения, выполненную на транзисторе, 69 874 н 0 жМ5

40 ю

50 включенным в разрыв цепи гашения декад счетчика 16.

Счетчик 16 служит для непрерывного измерения скорости вращения колеса путем подсчета числа импульсов времени за время части его оборота. Счетчики 32 и 33 предназначены для измерения промежутков времени соответственно от момента начала торможения до момента прижатия тормозных накладок к барабану и от маме та прижатия тормозных накладок к барабану да момента конца торможения.

Они выполнены в виде шестиразрядных электронных десятичных счетчиков, ка дый разряд которых состоит из пересчетного устройства, дешифратора и цифрового индикатора.

Генератор 18 импульсов времени служит источником электрических колебаний повышенной стабильности с частотой 1 МГц. Генератор выполнен в виде последовательно соединенных задающего узла, эмиттерного IoH торителя, импульсного усилителя и второго эмиттерного повторителя, соб ранных на транзисторах °

Элементы сравнения 11, 22 и 23 служат для выдачи на выходах сигналов в случае совпадения чисел, заданных с помощью элементов соответственно 21, 20 и 19„ с числами, отсчитанными счетчиком 16 за время части оборота колеса. И могут быть выполнены в виде схем совпадения на шесть входов, соединенных с выходами разрядов задающих устройств, и собраны на диодах, включенных параллельно с общей нагрузкой. На выходе каждой схемы совпадения установлены трехкаскадные электронные усилители.

Перед началом измерения с помощь элементов 19, 20 и 21 задают в виде числа импульсов соответственно скорость начала торможения, скорость, при которой тормозные накладки вход в соприкосновение с тормозным барабаном, и скорость конца торможения.

Скорости начала и конда торможения задаются по желанию исследователя и могут изменяться в широких пределах. Скорость, соответствующая моменту прижатия тормозных накладок к барабану, характеризуется резким ее уменьшением в процессе вращения колеса и принимается равной в 1,5 раза меньше скорости начала торможения.

При измерении параметров тормозного процесса автомобиля скорость вращения колеса в начальный момент должна быть несколько больше заданной скорости начала торможения, что определяется, например, с помощью тахогенератора.

Устройство работает следующим образом.

В момент подачи питающих устрой-ство напряжений,его узлы устанавливаются в самопроизвольное состояние. Нажатием кнопки гашение (на чертеже не показана) все электронные счетчики обнуляются, а управляющие триггеры приходят в состояния, при которых схемы совпадения находятся в закрытом состоянии.

Импульсы от датчика 1 скорости вращения колеса поступают на формирава. тель 2, где они формируются по амплитуде и длительности. Сформированные импульсы поступают далее на счетный вход триггера 3, периодически переводя из состояния 0 в состояние 1 и наоборот, и разделяя все приходящие на его вход импульсы на четные и нечетные. Импульсы времени с генератора 18 не могут пройти на счетчики 16, 32 и 33 вследствие закрытого состояния схем совпадения

17, 30 и 31.

После достижения колесом скорости вращения, превышающей скорость начала торможения, нажимают на кнопку 10 пуск . При этом сигналы с выхода триггера 3 на короткое время подаются на вход триггера 9, в результате чего он переходит в противоположное состояние и на один из входов схемы совпадения 12 поступает отрицательный сигнал. При поступлении с триггера 3 отрицательного сигнала на второй вход схемы совпадения 12 она вырабатывает импульс, опрокидывающий триггер 13, и схема совпадения 17 открывается. При этом на вход счетчика 16 начинают поступать импульсы времени с генератора 18.

При поступлении на вход триггера

13 сигнала с выхода правой половины триггера 3 триггер 13 возвращается в исходное состояние, схема совпадения 17 закрывается и счетчик

16 останавливается.

Если число импульсов, суммированных счетчиком 16, например, за вреся четной части оборота не достигло числа, заданного с помощью элемента 19 и соответствующего началу торможения, элемент сравнения 22 сигнала не выдаст. Тогда в течение нечетной части оборота в момент поступления с левой половины триггера 3 импульса на вход схемы совпадения

14 последняя выдаст сигнал узлу 15 автоматического гашения и показания счетчика 16 автоматически сбрасываются на нули.

Затем цикл измерений повторяется и так продолжается до тех пор, пока скорость вращения колеса не достигнет скорости начала торможения.

В момент совпадения числа импульсов, суммированных счетчиком 16, с числом заданным с помощью элемента 19 и соответствующим скорости начала торможения, элемент сравнения 22 ныдаст сигнал, который опрокидывает триггер 24, и результате чего открывается схема совпадения 28 и на ее выходе выделяется сигнал. Этот 5 сигнал открывает схему совпадения

30, и счетчик 32 начинает подсчитывать число и."лпульсон времени от генератора 18 °

В зто время происходит антамати- »и ческое нажатие на тормозную педаль, скорость вращения колеса начинает уменьшаться, ко счетчик 16 продолжает периодически подсчитывать длительность части оборота колеса, осущестн- 5 ляя слежение эа величиной его скорости вращения. Как только число и»лпульсон, подсчитанных счетчиком

16, станет равным числу, заданному элементом 20 и соответствующему скорости вращения колеса н момент прижатия тормозных накладок к барабану» элемент сравнения,23 выдает сигнал, который одновременно перебРасывает триггеры 25 и 26. В результате пеаебрасынания триггера

25 совпадение ка схеме совпадения

28 исчезает, схема совпадения 30 закрывается, и счетчик 32 останавливается. Б результате перебрасывания триггера 26 на схеме совпадения 29 выделяется сигнал, который открывает схему совпадения 31, и счетчик

ЗЗ начикает подсчет импульсов времени, поступающих на ега вход.

Б момент совпадения числа импульсон, подсчитанных счетчикам Еб и числом, задакньж с помощью элемента 21 и соответствующим скорости вращения колеса в момент конца торможения, 40 элемент сравнения 11 выдает сигнал, переворачивающий триггер 27. В результате этого схемы совпадения 29 и 31 закрываются, и счетчик 33 также остананлинается. Одновременно сигнал с выхода элемента сравнения

11 поступает на вход триггера 9, перебрасывает его, в результате чего .схема совпадения 12 закрывается, прекращая поступление на вход триггера 13 импульсов с выхода левой половины триггера 3. Сигнал с выхода правой половины триггера 3 поступает на вход триггера 13, перебрасывает его и схема совпадения

17 закрывается, разобщая счетчик SS

16 с генератором 18 импульсов. На этом цикл измерений заканчивается.

В результате на счетчике 32 фиксируется число импульсов генератора, соответствующее времени срабатыва-, 60 кия тормозного привода, а на счетчике 33 — число импульсов генератора, соответствующее тормозному замедлению в иктервале скоростей вращения колеса, заданных элементами 20 и 21.

Использование устройства позволяет повысить точность измерений параметрон тормозного процесса автомобиля за счет непрерывного слежения за величиной скорости вращения колеса путем ее измерения, сравнения с заданными значениями, соответствующими началу торможения, моменту прижатия тормозных накладок к барабану и концу торможечия, и выдачи соответствующих сиг на он

Измерение времени срабатывания тор»лазкога привода обеспечивается возможностью обнаружения момента прижатия тормозных накладок к барабану, характериэующег с.я резким уменьшением скорости вращения колес. формула изобретения

Устройство для измерения параметрон тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок формирования информационного параметра, хронизирующий блок с элементами сравнения и соединенными с одними из их входов задающими элементами, генератор импульсов, измерительный и регистрирующий узлы, включающие в себя каждый счетчики и схемы совпадения, подключенные каждая одним иэ входов к генератору импульсов, а выходом — к соответствующему счетчику, блок управления регистрирующим узлам и блок управления измерительным узлом, соединенный с выходом блока формирования информационного параметра и включающий в себя триггер, схему совпадения, выход которой соединен с одним из входон триггера, и кнопку управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, блок формирования информационного параметра выполнен на последовательно соединенных датчике скорости вращения, формирователе импульсов и триггере со счетным входом, а блок управления измерительным узлом снабжен узлом автоматического гашения и дополнительнымк триггером и схемой совпадения, выход которой через узел автоматического гашения соединен со сбросоным входом счетчика измерительного узла, соединенного с другими входами элементов сравнения хронизирующега блока, а один иэ входов — с одним из выходов дополнительного триггера, другой выход которого соединен с одним из входов первой схемы совпадения, другой вход которой совместно с другим входом дополнительной схемы совпадения соединен с одним иэ выходов триггера со счетным входом блока формирования информационного параметра, дополнительно соединенного первым -выходом

696874

Составитель Л. Цобан

Ре акто С. Байкова ех eö И.Келемеш Ко ектор Г .

Г. Назарова

Заказ 6680/18 Тираж.804 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035 Москва Ж-35 Вв скак каа.

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 через кнопку управления с одним иэ входов дополнительного триггера блока угравления измерительным узлом, и другим выходом - с другим входом пер. вого триггера этого учла, выход котого соединен с другим входом схемы совпадения измерительного узла, причем блок управления регистрирующим узлом выполнен на схемах совпадения, подключенных выходом каждая к другому входу одной иэ схем совпадения регистрирующего узла, и триггерах, подключенных попарно выходами кс входам схем совпадения этого блска, а входами - один и другой к выхсдам соответственно одного и другого элементов сравнения, а остальные — к выходу третьего элемента сравнения хрониэирующего блока, соединенному дополнительно со вторым входом дополнительного триггера блока управления измерительным узлом..

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1О 1. Заявка ФРГ Р 1673425, кл. G 01 Х 5/28, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР .Р 481481, кл. В 60 Т 17/22, 271072 (прототип).