Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства

Союз Советских Социалистических Республик(я)М, Кл,2 В 60 Т 17/22 6 01 М 17/00 Государственны)1 коинтет СССР по делаю изобретений и открытий(71) Заявитель Саратовский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВАИзобретение 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 параметров 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 поз 5 воляет измерять время срабатываниятормозного привода; обладает недостаточной точностью измерения, вследствие использования в качестве хрониэирующего элемента конденсатораи сопротивления, когда начало и конец измерения определяются уровнемзарядки конденсатора, что приводитк значительным погрешностям. Так,например, при загрязнении или подго 15рании контактов датчика заданныйуровень зарядки конденсатора наступит значительно позже (из-за того,что будет больше падение напряженияна контактах датчика), вследствиечего начало торможения будет такжепозже заданного, хотя Фактическаяскорость вращения исследуемого объекта будет больше заданной.Из известных решений наиболееблизким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок Формирования информацнон 695874ного 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 формиронания информационного параметра и включающий в себя триггер, схему совпаде.ния, выход которой соединен с одним из входон триггера, и кнопку управления 2).Недостатком этого устройства также является недостаточно высокая точность измерений10 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 входон с одним из выходов 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 информационного параметра, дополнительно соециненного первым выходом через кнопку управления с одним из входов дополнительного триггера блока управления измерительным узлом, и другим ныхо дом - с другим входом первого триггера этого узла, выход которого соединен с другим входом схемы совпадения измерительного узла, причем блокуправления регистрирующим узлом выполнен на схемах совпадения, подключенных выходом каждая к другомувходу одной из схем совпадения регистрирующего узла, и триггерах, подключенных попарно выходами ко входамсхем 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, соединенномудополнительно со вторым входом дополнительного триггера блока управления измерительным узлом.На чертеже изображена функциональная схема устройства,Устройство содержит входящие в блокформирования информационного параметра датчик 1 скорости вращения,работающий от затормажинаемого объекта, Формирователь 2 импульсов, входкоторого связан с выходом датчика1 скорости вращения, триггер 3 дляполучения прямоугольных импульсов,счетный вход которого подключен квыходу Формирователя 2 импульсон,блок 4 управления измерительным узлом, соединенный с выходами триггера3, измерительный узел 5, связанный сблоком 4 управления измерительнымузлом, хронизирующий блок б, соединенный с измерительным узлом 5, блок 7управления регистрирующим узлом, соединенный с блоком 6, и регистрирующийузел 8, подключенный к блоку 7 управления регистрирующим узлом.Блок 4 управления измерительнымузлом выполнен н виде первого триггера 9, один вход которого через кнопку 10 соединен с одним из выходовтриггера 3, а второй вход - с выходомодного из элементов сравнения 11хронизирующего блока, первой схемысовпадения 12, один вход которойподключен к выходу первого триггера9, а второй - к одному из выходовтриггера 3, нторого триггера 13,один вход которого соединен с выходом первой схемы совпадения 12,а второй - со ВтоРым Выходом триггера,3, нторой схемы совпадения 14, одинвход которой подключен к выходупервого триггера 9, а второй входк первому выходу триггера 3, узла15 автоматического гашения, входкоторого соединен с выходом второйсхемы совпадения 14, а выход подключен в разрыв .цепи гашения пересчетных декад электронного счетчика 16 измерительного узла.Узел 5 выполнен н виде десятичного счетчика 16, связанного черезодин из нходон схемы совпадения 17с генератором 18 импульсов времени,а второй вход схемы совпадения 17подключен к выходу второго триггера13 блока управления измерительнымузлом.Хронизирующий блок б выполненв виде трех задающих элементов 19,2 и 21, выходы которых соответственно связаны с одними. входами трехэлементов сравнения 22, 23 и 11,вторые входы которых соединены ссоответствующими разрядами дешифраторов пересчетных декад счетчика 16 измерительного узла.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, а вторые входы всех триггеров соединены с источником импульсов сброса, выходы первого 24 и второго 25 триггеров подключены 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 в 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. Диск дачика имеет по своему периметру специальные захваты, с помощью которых он жестко устанавливается непосредственно на колесеФормирователь 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 сустановленным между ними эмиттернымповторителем, к которым подключеныпоследовательно соединенные триггерШмитта и эмиттерный,повторитель,Триггер 3 служит для деленияпоступающих 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, соответст 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 вующей концу торможения, он автоматически обнуляет показания счетчика16 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 ра" ботой 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, 6918 14н 0ж 52025303540ю50 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 повторителя, импульсного усилителя и второго эмиттерного повторителя, соб ранных на транзисторахЭлементы 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 помощьэлементов 19, 20 и 21 задают в виде числа импульсов соответственно скорость начала торможения, скорость,при которой тормозные накладки входв соприкосновение с тормозным барабаном, и скорость конца торможения. Скорости начала и конда торможениязадаются по желанию исследователяи могут изменяться в широких пределах. Скорость, соответствующаямоменту прижатия тормозных накладок к барабану, характеризуетсярезким ее уменьшением в процессевращения 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 помощьютахогенератора.Устройство работает следующимобразом. В момент подачи питающих устрой-. ство напряжений,его узлы устанавливаются в самопроизвольное состояние. Нажатием кнопки гашение (на чертеже не показана) все электронныесчетчики обнуляются, а управляющиетриггеры приходят в состояния, прикоторых схемы совпадения находятсяв 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 совпадения14 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 исоответствующим скорости начала торможения, элемент сраннения 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 импульсов времени от генератора 18В зто время происходит автоматическое нажатие на. тормозную педаль, скорость вращения колеса начинает уменьшаться, ко счетчик Еб продолжает периодически подсчитывать длительность части оборота колеса, осущестн ляя слежение эа величиной его скорости вращения, Как только число илпульсов, подсчитанных счетчиком 16, станет равным числу, заданному элементом 20 и соответствующему скорости вращения колеса в момент прижатия тормозных накладок к барабану элемент сравнения,23 выдает сигнал, который одновременно перебРасывает триггеры 25 и 26, В результате перебрасывания 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 его вход.Б момент совпадения числа импульсов,подсчитанных счетчиком Еб и числом,заданно с помощью элемента 21 исоответствующим скорости вращенияколеса в момент конца торможения,40элемент сравнения 11 выдает сигнал,переворачивающий триггер 27. В результате этого схемы совпадения 29и 31 закрываются, и счетчик 33 также остананлинается. Одновременносигнал с выхода элемента сравнения11 поступает на вход триггера 9,перебрасывает его, в результатечего схема совпадения 12 закрывается, прекращая поступление на входтриггера 13 импульсов с выхода левойполовины триггера 3. Сигнал с выхода правой половины триггера 3поступает на вход триггера 13, перебрасывает его и схемасовпадения17 закрывается, разобщая счетчик 5516 с генератором 18 импульсов. Наэтом цикл измерений заканчивается.В результате на счетчике 32 фиксируется число импульсов генератора,соответствующее времени срабатыва-, бОкия тормозного привода, а на счетчике 33 - число импульсов генератора, соответствующее тормозному замедлению в иктервале скоростей вращенияколеса, заданных элементами 20 и 21. 65 Использование устройства позволяет повысить точность измерений параметров 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 торможения, и выдачи соответствующих си 1 аонИзмерение времени срабатывания торлозого привода обеспечивается возможностью обнаружения момента прижатия тормозных накладок к барабану, характеризующего.я резким уменьшением скорости вращения колес.формула изобретенияУстройство для измерения параметров 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 узлом 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 ка последовательно соединенных датчике скорости вращения, формирователе импульсов и триггере со счетным входом, а блок управления измерительным узлом снабжен узлом автоматического гашения и дополкительнымк триггером и схемой совпадения, выход которой через узел автоматического гашения соединен со сбросовым входом счетчика измерительного узла, соединенного с другими входами элементов сравнения хронизирующего 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 выходом695874 Составитель Л. Цобане акто С. Байкова Теххрец И.Келемеш Ко ектор Г.Г Назарова ПодписноеСССРй каз 6680/18ЦНИИПИ Госпо дела1 ЭЭОЭЭ Москва Тираж 804арственного комитет изобретений и откры ЖРа ская наб. 4 Патент, г. Ужгород, ул. Проект лиал через кнопку управления с одним иэвходов дополнительного триггера блокаугравления измерительным узлом, идругим выходом - с другим входом первого триггера этого учла, выход котого соединен с другим входом схемысовпадения измерительного узла, причем блок управления регистрирующимузлом выполнен на схемах совпадения,подключенных выходом каждая к другому входу одной иэ схем совпадениярегистрирующего узла, и триггерах,подключенных попарно выходами ксвходам схем совпадения этого блока,а входами - один и другой к выхсдам соответственно одного и другого элементов сравнения, а остальные - квыходу третьего элемента сравненияхрониэирующего блока, соединенномудополнительно со вторым входомдополнительного триггера блока управления измерительным узлом. Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе1 О 1. Заявка ФРГ Р 1673425,кл. О 01 Х, 5/28, 1973,2, Авторское свидетельство СССРР 481481, кл. В 60 Т 17/22, 271072