Устройство для регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства

Номер патента: 1692870

Авторы: Безруков, Капский, Лазарев, Лосихин, Синицын

ZIP архив

Текст

)5 В 60 С 23/00 ЕТЕНИЯ кторм для инах вляемое из здсловедуЩей ел 4, устаГОСУДАРСТВЕ ННЫЙ КОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯ ПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Брянский технологический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(57) Изобретение относится к автотракторной технике, в частности к устройствам длярегулирования давления воздуха в шинах:колесных машин, Цель изобретения - повышение тягово-сцепных качеств и проходиИэоб ной техни регулиров колесных Цель сцепных тимиздци минимума На фи схема пре управляе няющееф та, вид в минимума зависимо нию Рот Устро пневмосо нок 1, уст шестерниретение относится к автотра ке, в частности к устройства ания давления воздуха в ш машин.изобретения - повышение тяговокачеств и проходимости путем опи давления в шинах по критериюэнергозатрат на движение.г.1 изображена принципиальная длагаемого устройства; на фиг.2 - мое пневмосопротивление,выполункцию датчика крутящего момен- плане; на фиг.3 - график поискаэнергозатрат; на фиг.4 - график сти силы сопротивления движедавления воздуха Р.йство содержит упрапротивление, состоящееановленных на втулке 2главной передачи 3, соп мости путем оптимизации давления в шинах по критерию минимума энергозатрат на движение. Устройство содержит регулятор давления, состоящий из пневмопереходника 6, непрерывно-дискретного 10, запоминающего 18 и сравнивающего 19 пневматических элементов, пневмомеханического триггера 22 со счетным входом и пневмораспределителей 29 и 30, соединяющих шины либо с источником 33 сжатого воздуха, либо с атмосферой. При этом сравнивающий пневматический элемент 19, выполнен в виде подвижного мембранного блока Работа устройства заключается в непрерывном пошаговом реверсивном изменении давления до достижения величины, обеспечивающей минимум энергозатрат. 4 ил. новленных на торсионном вале 5 вместе с пневмопереходником 6, имеющим вход 6.1 и выход 6.2 пневмопереходника 6, через выход 6.2, пневмопроводы 7 и 8 и сумматор 9 соединена с непрерывно-дискретным элементом 10, имеющим первый вход 10.1, выход 10.2 и второй вход 10,3,Непрерывно-дискретный элемент 10 включает в себя нормально закрытый клапан 11, открываемый при воздействии через вход 10.3 на мембрану 12 дискретного сигнала от пневматического генератора импульсов, состоящего из трехмембранного реле 13, пневмоемкости 14 и пневмосопротивления 15, охваченных через пневмопровод 16 обратной связью.Через выход 10.2 и пневмопровод 17 непрерывно-дискретный элемент 10 соединен с первым входом элемента 18 запоминания-сравнения, имеющего первый вход18.1, выходы 18,2, 18,3, 18.4, 18,5 и входы 18.6 и 18,7 и состоящего из трехмембранного реле с подвижным мембранным блоком 19 и пневмосопротивления 20,Выходы 18.2 и 18.3 элемента запоминания-сравнения с.помощью пневмопривода 21 соединены с входом управляющей камеры пневмомеханического триггера 22, со,держащего мембранный блок 23, храповой ;механизм 24 и шток 25, воздействующий через пружину 26 на мембранный блок 27 и ,"через пружину 28 на клапан двухпозиционного трехлинейного пневмораспределителя 29, имеющего вход 29,1, выход 29,2 и вход 510 либо через выход 29.2 с атмосферой, либо через вход 29,1 и пневмопровод 32 с источ 20 ником 33 давленияВыход-вход 30,2 пневмораспределите,ля 30 соединен с помощью пневмопровода 34 с полостью шин 35, а полость над мембранным блоком 36, управляющим нормально закрытым клапаном 37, через вход 30,3 и пневмопровод 38 сообщается с выходом сумматора 9.Питание устройства. осуществляется от ,источника 33 давления через стабилизатор 25 30 39 и пневмопроводы 40 и 41.Логика поиска минимума энергозатрат, заложенная в алгоритм действия устройст;ва, заключается в следующем (фиг.З). Из источника О, соответствующей определенным 35 значениям крутящего момента и давления в шинах, устройство делает шаг вправо и влево,Команду на "пробный шаг" устройства в ту или иную сторону дает триггер 22, имеющий два устойчивых состояния, обеспечивающих соединение полости шин либо с атмосферой, либо с источником питания, Поэтому первоначальное устойчивое состояние триггера и обеспечивает направление 40"пробного шага". Длительность шага определяется периодом колебаний прямоугольных импульсов, формируемых на выходе непрерывно-дискретного устройства и имеющих амплитуду, адекватную. действующему крутящему моменту.Для пояснения алгоритма работы устройства используется график функциональной зависимости Мк . - = 1 Р, изображенной на фиг.З и адекватно отражающей известную 45 50 зависимость Рг = 1 Р, поскольку Мк = Р гк,Как следует из графика (фиг.4) зависимость Рг = 1(Рчч) носит экстремальный характер (имеется явный минимум энергозатрат), обусловленный противоположными влияниями давления Р в шинах 55 выход 29,3 и сообщающего выход-вход 30,1 15 двухпозиционного пневмораспределителя 30 через вход-выход 29,3 и пневмопровод 31 на составляющие суммарного сопротивления: потери на колееобразование Рг имеютпрямую зависимость от Р, а потери на гистерезис в шине Р имеют обратную зависимасть от Рщ,Физическая сущность поиска оптимального давления, обеспечивающего минимумэнергозатрат, аналогична поведению шарика на вогнутой поверхности - где бы его непоместили, он стремится скатиться вниз - вточку с наименьшим запасом потенциальной энергии.Теперь о процессе поиска оптимального давления,Команду на направление "пробного шага" дает триггер, при этом не имеет значения ни местонахождение начальной точкина кривой М = 1(Р), ни направление изменения давления, В случае совпадения направления шага, заданного триггером, суменьшением Мк (шарик скатывается к точке перегиба) следующий шаг, заданный непрерывно-дискретным устройством,делается в этом же направлении. Этот процесс протекает до тех пор, пока устройствоне "перешагнет" точку экстремума (шарик .проскочил точку перегиба и по инерции начал подниматься вверх), Как только это произойдет, устройство осуществляет реверс -изменяет направление истечения воздухана обратное, Команду триггеру на этот реверс дает устройство 18 запоминания-срав-нения установившее, что амплитудапоследующего импул.ьса больше амплитудыпредыдущего. Теперь устройство начинает"рыскать" около точки экстремума (шариксовершает колебания с одной восходящейветви кривой на другую), поддерживая оптимал ьное да влен ие воздуха.Работа устройства на разных фонах.Обратимся опять к графику Р = 1(Р), изкоторого следует, что при качении колеса понедеформируемой опорной поверхностиимеет место только сопротивление качениюот гистерезиса в шине, графически описываемое кривой Ръ = 1(Рч) и достигающее минимума при максимально допустимомдавлении в шине.При качении жесткого колеса по деформируемому основанию имеют место толькопотери на колееобразование, графическиописываемые кривой Рг = т(Ра) и достигающие минимума при минимальна допустимом давлении.Минимально и максимально допустимые давления в шине ограничиваются трехлинейным пневмораспределителем 29 засчет подбора упругости пружины 26, установленной между штоком 25 триггера имембранным блоком 27.45 50 55 Для всех же случаев качения эластичного(упругого) колеса по деформируемому основанию экстремальный характер кривой Р = 1(Р) неизменен, только точка экстремума в соответствии с изменением несущей способности опорной поверхности перемещается в ту или иную сторону вдоль оси Р с одновременным дрейфом вдоль оси Р(изменение абсолютной величины Рг), Поэтому задача поиска оптимального давления на всех типах опорной поверхности решается однозначно согласно указанного алгоритма.При изменении режимов движения изменяются вертикальная нагрузка на ведущий мост и абсолютная величина крутящего момента, функционально не связанные с давлением воздуха в шинах. Экстремальный же характер кривой Р =- 1(Р) не изменяется, она просто как бы "дрейфует" относительно осей Р и Рч.Поэтому работа устройства и в этом случае опять же протекает по изложенному алгоритму, Увеличение нагрузки на шину вызывает дополнительную деформацию шины на рост потерь на гистерезис, то есть уход параметра Р из зоны экстремума, а разтак, то устройство возвращает систему взону экстремума, делая шаг в сторону увеличения давления, что предохраняет шины от езды с давлением, не соответствующим нагрузке.Устройство работает следующим образом,Крутящий момент закручивает торсионный вал 5, вызывая угловое смещение установленного на нем пневмопереходника 6 с соплами 4 относительно заслонок 1, т,е, - изменение пневмосопротивления сопло 4 - заслонка 1 (фиг.2), формируя тем самым в полости пневмопереходника 6 результирующее давление, являющееся мерой крутящего момента.Непрерывный пневматический сигнал через выход 6,2 по пневмопроводам 7 и 8 поступает на вход 10,1 непрерывно-дискретного элемента 10.Циклическое изменение соотношения давлений в камерах В и Б реле 13 за счет включения в обратную связь 16 реле апериодического звена, состоящего из пневмоемкости 14 и пневмосопротивления 15, давление на вход которых поступает с выхода реле 13, и связанное с этим перемещение мембранного блока приводит к возникновению в пневмоприводе 16 и, следовательно, в полости В преобразователя 10 пневматических импульсов, воздействующих на мембрану 12 и клапан 11, В результате периодического открытия и закрытия клапа 5 10 15 20 25 30 35 40 на на выходе 10.2 непрерывно-дискретного элемента формируются прямоугольные импульсы, поступающие с интервалом, равным одному периоду колебаний генератора, через пневмопривод 17 и вход 18.1 в камеру Б элемента 18 запоминания-сравнения, а затем, пройдя через выход 18.4, пневмосопротивление 20 и вход 18.6, запоминаются в камере В.Каждый последующий импульс. поступающий в камеру Б в конце шага устройства, сравнивается с запомненным в камере В предыдущим импульсом. Если последующий импульс меньше предыдущего, то мембранный блок 19 перемещается вверх и сообщает выход 18.5 реле 18 с атмосферой - управляющий сигнал на выходе 18.3, пневмопроводе 21 и на входе триггера 22 не возникает и устройство делает еще один шаг в том же направлении, т,е. сохраняется предшествующее направление истечения воздуха через распределитель 29. Если же поступающий импульс больше предыдущего, то мембранный блок 19 перемещается вниз, сообщает выход 18,2 с входом 18,7 а, значит, и с линией 40 питания, формируя тем самым управляющий дискретный сигнал, который поступает в камеру А пневмохимического триггера 22, что вызывает перемещение мембраны 23, срабатывание храпового механизма 24 и через шток 25, пружину 26 переход мембранного блока 27 в новое устойчивое состояние, т,е. реверс пневмораспределителя 29, и, следовательно, изменение направления истечения воздуха через пневмолинии распределителя. Истечение воздуха в этом направлении происходит до появления нового управляющего сигнала на входе триггера 22 или до достижения нижнего или верхнего пределов допустимого давления воздуха в шинах, В последнем случае усилия пружины 26 (или пружины 26 и пружины 28 клапана) уравновешиваются давлением на мембранный блок 27 со стороны камеры Б распределителя, и камера Б, соединенная с полостью шин, отключается соответственно от атмосферного выхода 29.2 (или от входа 29,1 линии питания).Пневмораспределитель 30 сообщает полость шин 35 через пневмопроводы 34 и 31 и пневмораспределитель 29 с атмосферой или с источником давления только во время движения транспортного средства, когда пневматический сигнал от датчика крутящего момента (выход 6.2) передается по пневмопроводам 7,8 и 38 на вход 30.3 и в камеру А пневмораспределителя 30, приводя тем самым к перемещению мембранного блока 36 вниз и открытию клапана 37.При наличии у транспортного средства двух и более ведущих мостов для суммирования пневматических сигналов датчиков крутящего момента в устройстве вводится в действие аналоговое пневматическое сум мирующее устройство 9. В остальном устройство для регулирования давления работает аналогично описанному.Формула изобртетенияУстройство для регулирования давле ния воздуха в шинах транспортного средства, содержащее источник сжатого воздуха, связанный трубопроводом с регулятором давления, имеющим датчики крутящего момента, выходы которых соединены с входом 15 сумматора, и двухпозиционные пневмораспределители, один из которых выполнен двухлинейным и имеет выход, связанный трубопроводом с полостью шин, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения 20 тягово-сцепных качеств и проходимости путем оптимизации давления в шинах по критерию минимума энергозатрат на движение, регулятор давления выполнен по пневмомеханической схеме и содержит пневмомеханический генератор импульсов, непрерывно-дискретный, запоминающий и сравнивающие пневматические элементы, механо-пневматический преобразователь крутящего момента типа сопло - заслонка и пневматический триггер со счетным входом, а второй пневмораспределитель выполнен трехлинейным, при этом выход сумматора подключен к входу непрерывно-дискретного элемента, другой вход которого связан с выходом генератора импульсов, а выход подключен к входу элемента запоминания- сравнения, два выхода которого в свою очередь подключены к входу триггера, управляющего трехлинейным пневмораспределителем, вход которого соединен с источником давления, первый выход соединен с атмосферой, а второй - с входом двухлинейного пневмораспределителя, управляющий вход которого связан с первым входом непрерывно-дискретного элемента.1692870 4-А т оставитель А,Глинк Редактор С.П ше ед М,Моргентал Корректор М,По з 4042 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 и ГКНТ СССР тел ьокий комбинат ф 3 Татент", г, Ужгород, ул, Гагарина,зводственно-и

Смотреть

Заявка

4428186, 23.05.1988

БРЯНСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СИНИЦЫН СЕРГЕЙ СЕРГЕЕВИЧ, ЛАЗАРЕВ ВИТАЛИЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, КАПСКИЙ АРКАДИЙ НИКИФОРОВИЧ, БЕЗРУКОВ ИГОРЬ АЛЕКСАНДРОВИЧ, ЛОСИХИН СЕРГЕЙ МИХАЙЛОВИЧ

МПК / Метки

МПК: B60C 23/00

Метки: воздуха, давления, средства, транспортного, шинах

Опубликовано: 23.11.1991

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1692870-ustrojjstvo-dlya-regulirovaniya-davleniya-vozdukha-v-shinakh-transportnogo-sredstva.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства</a>

Похожие патенты