Устройство для автоматического регулирования колесного тормоза по условиям движения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 801505811 А 1(51)4 В 60 Т 8/84 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯА ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобр ствам авто трой ение относится ктического управлермозами транспорть изобретения - п ия ых колесными то средств, Цел ние эдхЬектив вышест ости торможения. чающее в себя ан иблокироиство, вкл Ьафй Ввай ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Уральский электромеханическийинститут инженеров железнодорожноготранспорта им. Я.М. Свердлова(54) УСТРО 11 СТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГОРЕГУЛИРОВАНИЯ КОЛЕСНОГО ТОРМОЗА ПОУСЛОВИЯМ ДВИЖЕНИЯ3 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 ной величины необходимого для реализации экстренного торможения давления рабочей среды в цилиндре 22.Узел корректировки содержит блок 20 сравнения с двумя выходами, с дин иэ 15 которых через элемент ИЛИ 23 воздействует на выпускной вентиль 24, сообщенный с цилиндром 22, а другой через элемент ЗАПРЕТ 25 - на впускной вентиль 26Блок 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 .нтяблокировочнымузлом в случае возникновения опасности блокировки колес тормозами. 1 из.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 движениятранспортного средства и может бытьиспользовано в тормозных системах, 30преимущественно на железнодорожномтранспорте,Цель изобретения вповышение эффективности торможения.На чертеже приведена блок-схемаустройства,Устройство для автоматическогорегулирования колесного тормоза поусловиям движения содержит связанныес независимо вращающимися колесами 40транспортного средства датчики 1-4сигналов угловых скоростей колес,выходы которых подключены к соответствующим входам блока 5 замещения приюзе всех колес и схемы 6 выделения 45наибольшего иэ сигналов угловых скоростей колес, причем выход блока 5также подсоединен к одному из входов схемы 6Выход датчика 1 скорости контроли-,руемого колеса подключен к первому(вычитаемому) входу первого сумматора 7, к второму (суммирующему) входукоторого подсоединен выход схемы 6выделения наибольшего из сигналов,к третьему (суммирующему) входу -выход генератора 8 импульсов, а кчетвертому (вычитающему) - выходинтегратора 9, связанного входом гс выходом первого порогового элемента 10,Вход первого порогового элемента10 соединен с выходом первого сумматора 7. Выход датчика 1 скоростиконтролируемого колеса через последовательно соединенные дифференциатор11 и дискриминатор 12 подключен кпервому управляющему входу схемы 13совпадения, вырабатывающей сигналюза. Выход первого порогового элемента 10 через элемент 14 задержки подсоединен к второму входу схемы 13совпадения, 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 дополнительногосумматора 18, к второму входу которого через второй функциональный преобразователь 19, воспроизводящий зависимость сцепления контролируемогоколеса от скорости, подключен выходсхемы 6 выделения наибольшего иэсигналов угловых скоростей колес.Выход дополнительного сумматора 18подсоединен к первому входу трехпозиционного блока 20 сравнения, квторому входу которого подключен своим выходом датчик 21 в тормозном цилиндре 22.Выход схемы 13 совпадения и инверсный выход трехпозиционного блока 20 сравнения подключен к входамэлемента ИЛИ 23, выход которого свя5г 05 дан с электрическим входом выпускного вентиля 24 и управляющим входом элемента ЗАПРЕТ 25. Прямой выход трехпозициоццого блока 20 сравнения под 5 соединен к информационному входу элемента ЗАПРЕТ 25, выход которого связан с электрическим входом впускного вентиля 26, сообщенного своим пневматическим входом с воздухорас пределителем (не показан), а выходом наряду с выходом выпускного вентиля 24 - с тормозным цилиндром 25.Устройство работает следующим образом, 15При движении транспортного средства датчики 1-4 сигналов угловых скоростей колес вырабатывают сигналы, пропорциональные значениям угловым скоростей колес. В блоке 5 замещения 2 д формируется эталонный сигнал, соответствующий угловой скорости снижения вращения колес без юза. Схемой 6 выделения наибольшего из сигцапов 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 исполнительного механизма (тормозного ци О линдра)Одновременно с сигналом первого порогового элемента 10 включается интегратор 9, вырабатывающий нарастающее напряжение, что приводит к уменьшению разности сигналов на выходе первого сумматора 7 и выключению первого порогового элемента 10, При этом выключается и элемент 14 задержки. Сигнал на выходе интегратора 9 начинает убывать, по сигналу 5 О первого сумматора 7 вновь включается первый пороговый элемент 10, повторяя описанный цикл работы устройства при движении транспортного средства без юза. Скорость интегриро вания выбирается равной наибольшей возможной скорости изменения разности сигналов на выходе схемы 6 выделаНИя наибольшего из сигналов и сиг 811 6нала датчика 1 прц дццжеиц ко.;.есбез юза. Впемя Т ддержки ьц.мента14 задержки устаалццдется бспьшемаксимальной длительности сигцдлоц,поступающих от первого пороговогоэлемента 10 при наибольшей скоростиувеличения разцости цдзваццых сигналов в отсутствии юзд,Одновременно при движении (как цна стоянке) датчик 16 здгрузкц транспортного средства вырабатывает сигнал, пропорциональный песу (здг узки) транспортного средства и подаваемый ца первый функциональный преобразователь 17 цоспроизедения функциональной зависимости силы сцепления от загрузки для коррекции ддпления в тормозе по загрузке и 1 и.длцзующий заданную зависимость сипы сцепления в функции загрузки, котораяопределяет уровень максимального(в отсутствие юза) давлеия ц тормозном цилиндре конкретной тормозной системы при различных загрузкеи скорости транспортного средства.Зависимость необходимого изменениядавления в тормозном цилиндре приизменении скорости движения формирует второй функциональный преобразователь 19 воспроизведения функциональной зависимости силы сцепленияот скорости (коррекция давления поскорости). На выходе дополнительногосумматора 1.8 вырабатывается сигнал,соответствующий необходимому дляполного (экстренного) торможениядавлению в тормозном цилиндре, соответствующему загрузке и скоростидвижения транспортного средства.Трехпозиционный блок 20 сравнения имеет прямой выход, воздействующий через информационный вход элемента ЗАПРЕТ 25 на впускной вентиль26, и инверсный выход, воздействующий через элемент ИПИ 23 на выпускной вентиль 24. Сигнал управленияна прямом выходе трехпозиционцогоблока 20 сравнения появляется в томслучае, когда сигнал требуемого(с выхода дополнительного сумматора18) давления больше, чем сигнал фактического (от датчика 21) давления,при этом на инверсном выходе сигналравен нулю. Когда сигнал требуемогодавления меньше сигнала фактическогодавления, появляется сигнал ца инверсном выходе блока 20, а на прямом пропадает. В случае равенствасигналов требуемого и фактическогодавлений сигналы на обоих выходахблока 20 отсутствуют. В отсутствииторможения давление в тормозном ци 5линдре 22 и сигнал на выходе датчика 21 давления равны нулю, Так какв этом случае сигнал с вьжода дополнительного сумматора 18 больше сигналадатчика 21 давления, с выхода трехпозиционного блока 20 сравнения через элемент ЗАПРЕТ 25, открытый ггоуправляющ".му входу пос"упэ .т игдглвключающий впускной вентиль 26 итормозной цилиндр 22 сообщаетсяс воздухораспределителем или другичисточником давления.Так как в отсутствие торможенияна выходе схемы 13 совпадения от"утствует сигнал (юза), то обнулен:ыйпо обоим входам элемент ИЛИ 23 навыходе также имеет нулевой уровень,выпускной вентиль 24 при этом остается закрытым, а элемент ЗАПРЕТ 25пропускает сигнал включения впускного 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 втормозном цилиндре 22 устанавливается равным заданному воздухораспреде 35лителем, при этом впускной вентиль26 остается включенным, а выпускнойвентиль 24 закрытым, так как сигналот датчика 21 остается меньшим сигнала требуемого давления с выходадополнительного сумматора 18. При задании полного (или экстренного) торможения давление в тормозном цилиндре растет и сигнал датчика 4521 увеличивается, как только он сравняется с сигналом требуемого давлений, сигнал на прямом выходе блока20 становится равным нулю и впускной вентиль 26 также закрывается.При изменении условий движения сигнал требуемого давления на выходедополнительного сумматора 18 изменяется, При его уменьшении трехпоэиционный блок 20 сравнения изменяет55состояние инверсного выхода. На входэлемента ИЛИ 23 поступает сигнал,включается управления элемента ЗАПРЕТ 25, запрещая включение впускно-,ьго 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, Пги э.ом -.;к 20 сраг, - неннг иэмгняет со."ание неводов: его инверсный в-ход сбнуляет (при отсутствии юза) элемеч г ",ЛП 2 н снимает сигнал запрета, а лрямпй выход через информационный вход элемента ЗАПРЕТ 25 включает впускной вентиль 26 Давление в тормозном цилиндре 22 ловьппается, пока не достигнет требуемого, после чего прямой высод блока 20 также обнуляется и повышение прекращается.Таким образом, при торможении в отсутствие юза давление в тормозном цилиндре 22 устанавливается в соответствии с условими движения;загрузкой транспортного средства ц 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 превьгшении сигналом на выходе первого сумматора 7 порогового уровня несмотря на формирование на выходе интегратора 9 возрастающего сигнала 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 сигналов от дискриминатора 12, элемента 14 задержки и второго порогового элемента 15 на входы схемы 13 совпадения последняя вырабатывает на выхо 5 де сигнал управления (наличия юза), включающий через элемент ИЛИ 23 выпускной вентиль 24 и закрывающий элемент ЗАПРЕТ 25, исключающий включение впускного вентиля 26 (или выклю О чающую его, если он бып включен блоком 20 сравнения).Давление в тормозном цилиндре 22 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 25 заданного сигналом на выходе дополнительного сумматора 18, выпускной вентиль выключается, а через открыгый по управляющему входу элемент ЗАПРЕТ 25 по информационному входу включается впускной вентиль 26, повышая давление в тормозном цилиндре 22 до требуемого. При повторном воз никновении юзового состояния описанный цикл работы устройства повторяется еС понижением скорости движения транспортного средства перед остановкой сигнал с выхода схемы 6 становится меньше уровня срабатывания 4 О 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 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 тормоз. ной 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, входь 1 которог сос.гн с выходами датчиков, схему виде: ения наибольшего из сигналов угловьг с - ростей, к входам которой подключены выходы датчиков и блока замещения, первый сумматор, к первому входу кс - торого 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 и- чающее с я 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, выходЗакаэ 5382/18 Тирам 522 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.узгород, ул. Гагарина,10 11 1 которого соединен с первым входом трехпоэиционного блока сравнения, вторым входом свяэанного с выходом датчика давления, элемент ИПИ первым входом свяэан с выходом схемы совпадения, вторым - с одним иэ выходов трехпоэиционного блока сравнения,505811 12а выходом соединен с электрическимвходом выпускного вентиля и управляницим входом элемента ЗАПРЕТ, череэ5который второй выход трехпоэиционного блока сравнения подключен кэлектрическому входу впускного вентиля.