Устройство для автоматического управления колесными тормозами по условиям сцепления

(19) И 1) А 3151) В 60 т 8/02 Д ИИПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН виЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Уральский электромеханическинститут инженеров железнодорожного транспорта(56) 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке )г 3005819/24-11,кл. В 60 Т 8/02, 1980.(54)(57) УстРОйстВО для АвтомАтиЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛЕСНЫМИ ТОРМОЗАМИ ПО УСЛОВИЯМ СЦЕПЛЕНИЯ, к тормозному цилиндру которых подключенывпускной и выпускной вентили, содержащее связанные с независимо вращающимися колесами транспортногосредства датчики сигналов угловыхскоростей колес, блок замещенияпри одновременном юзе всех колес,входы которого сообщены с выходамидатчиков, схему выбора наибольшегоиз сигналов угловых скоростей, квходам которой подключены выходыдатчиков и блока замещения, вырабатывающий сигнал относительного скольжения первый сумматор, к первомувходу которого подключен выход схемы выбора наибольшего сигнала, ак второму - выход датчика угловойскорости контролируемого колеса,первый пороговый элемент, связанный входом с выходом первого сумма"тора, второй пороговый элемент, входкоторого через дифференциаторсообщен с выходом датчика угловой скорости контролируемого колеса, а выход подключен к одному из входов первой схемы совпадения, служащей для управления по отрицательным сигналам выпускным вентилем тормозного цилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности торможения и предотвращения истощения тормозной системы, оно снабжено второй схемой совпадения, служащей для управления по положительным с гналам, первый вход которой связан с выходом первого порогового элемента, а выход - с впускным вентилем, связывающим воздухораспределитель с тор мозным цилиндром, оборудованным датчиком давления, третьей схемой совпадения, служащей для управления по Я положительным сигналам, формирователем, третьим пороговым элементом, вход которого соединен с выходом первой схемы совпадения, а выход подсоединен к второму входу трещь тьей схемы совпадения и к входу формирователя, элементом памяти, управляющий вход которого сообщен с выходом формирователя, а информационный - с выходом датчика давления, вторым сумматором с неизменной уставкой, первый вход которого сообщен с выходом датчика давления, а второй - с выходом элемента памяти, четвертым пороговым элементом, через который выход второго сумматора сообщается с первым входом третьей схемысовпадения, элементом задержки во вре- , мени, через который выход третьей схемы совпадения сообщен с вторым входом второй схемы совпадения, причем другой вход первой схемы совпадения связан с выходом первого порогового элемента,Изобретение относится к устройствам для автоматического управления, колесными тормозами посредством изменения давлений в тормозных цилиндрах и может быть использовано в тормозных системах транспортных средств, преимущественно на железнодорожном транспорте. Наиболее близким к изобретению является устройство для автоматического управления колесными тормозами по условиям сцепления, к тормозному цилиндру которых подключены впускной и выпускной вентили, содер" жащее связанные с независимо вращаю 3 щимися колесами транспортного средства датчики сигналов угловых скоростей,колес, блок замещения при одновременном юзе всех колес, входы которого. сообщены с выходами датчиков, схему выбора наибольшего из сиг. налов угловых скоростей, к входам которой подключены выходы датчиков и блока замещения, вырабатывающий сигнал относительного скольжения первый сумматор, к первому входу которого подключен выход схемы выбора наибольшего сигнала, а к второму- выход датчика угловой скорости контролируемого колеса первый пороговый элемент, связанный входом с выхо дом. первого сумматора, второй пороговый элемент, вход которого через дифференциатор сообщен с выходом датчика угловой скорости контролируемого колеса а выход подключен к одному из входов первой схемы совпадения, служащей для управления по отрицательным сигналам выпускным вентилем тормозного цилиндра 11 3. 10 20 25 35 40 В известном устройстве после антиблокировочного цикла уровень восстанавливаемого давления постоянени не зависит от величины силы сцеп-. ,45ленив на участке торможения. При пониженном сцеплении это вызывает непрерывное срабатывание устройства,что уменьшает средний уровень давления за период торможения, снижает 50эффективность торможения и приводитк истощению тормозной системы. В случае повышения сцепления на участкеторможения, тормозная эффективностьтранспортйого средства не возрастает, а остается неизменной на уровне,определяемом величиной установленного давления,Цель изобретения - повышение эффективности торможения и предотвращение истощения тормозной системы.Указанная. цель достигается тем, что устройство для автоматического управления колесными тормозами,па условиям сцепления, к тормозному цилиндру которых подключены впускной и выпускной вентили, содержащее связанные с независимо вращающимися колесами транспортного средства датчики сигналов угловых скоростей колес, блок замещения при одновременном юзе всех колес, входы которогосообшены с выходами датчиков, схему выбора наибольшего иэ сигналов угловых скоростей, к входам которой подключены выходы датчиков и блока замещения, вырабатывающий сигнал относительного скольжения первый сумматор, к первому входу которого подключен выход схемы выбора наибольшего сигнала, а к второму " выход дат чика угловой скорости контролируемого колеса, первый пороговый элемент, связанный входом с выходом перво,о сумматора, второй пороговый элемент, вход которого через дифференциатор сообщен с вь 1 ходом датчика угловой скорости контролируемого колеса, а выход подключен к одному из входов первой схемы совпадения, служащей для управления по отрицательным сигналам выпускным вентилем тормозного цилиндра, снабжено второй схемой совпадения, служащей для управления по положительным сигналам, первый вход которой связан с.выходом первого порогового элемента, авыход - с впускным вентилем, связывающим воэдухораспределитель с тормозным цилиндром, оборудованным датчиком давления, третьей схемой совпадения, служащей для управления, по положительным сигналам, формирователем, третьим пороговым элементомвход которого соединен с выходом первой схемы совпадения, а выход подсоединен к второму входу третьей схемысовпадения и к входу формирователя, элементом памяти, управляющий входкоторого сообщен с выходом формирователя, а информационный - свыходом датчика давления, вторым сумматором с неизменной уставкой,первый вход которого сообщен с выходом датчика давления, а второй.с выходом элемента памяти, четвер1047тым пороговым элементом, через который выход второго сумматора сооб" щается с первым входом третьей схемы совпадения, элементом. задержки во времени, через который выход третьей схемы совпадения сообщен с вторым входом второй схемы совпадения, причем другой вход первой схемы совпадения связан с выходом первого порогового элемента, 10Н фи г, 1 при веде н а схема устройст ва; на фиг. 2 - временные диаграммы изменения отдельных выходных сигналов блоков.15Устройство содержит связанные с независимо вращающимися колесами транспортного средства датчики 1-4 сигналов угловых скоростей колес, блок 5 замещения при одновременном юзе всех колес, входами связанный с датчиками, схему 6 выбора наибольшего из сигналов угловых скоростей, к входам которой подключены выходы датчиков и блока. замещения, вырабатывающий сигнал относительного скольжения первый сумматор 7, к первому входу которого подключен выход схемы, выбора наибольшего сигнала, а к второму - выход датчика угловой скорости контролируемого колеса, первыйЗО пороговый элемент 8, связанный входом с выходом первого сумматора, первую схему 9 совпадения по отрицательным сигналам и вторую схему 10 совпадения по положительным сигналам, к первым входам которых подключен выход первого порогового элемента, второй пороговый элемент 11; вход ко-, торого через дифференциатор 12 сооб- . щен с выходом датчика контролируемо-,40 го колеса, а выход подан на второй вход первой схемы совпадения, установленныи" на тормозном цилиндре впускной вентиль 13 с подведенным к нему давлением от воэдухораспределителя45 и управляемый от выхода второй схемы совпадения, выпускной вентиль 14, управляемый от выхода первой схе" мы совпадения и связанный с тормозным цилиндром 15, оборудованным датчй 50 ком 16 давления, третий пороговый элемент 17 и сообщенный через него с выходом первой схемы совпадения формирователь 18, элемент 19 памяти, управляющим входом связанный с форми рователем 18, а информационным - с датчиком давления, второй сумматор 20, на один вход которого подан 755, 4неизменный по величине уровень сиг= нала Ь О второй вход сообщен с выходом датчика давления, а третий с выходом элемента памяти четвертый пороговый элемент 21, через который второй сумматор сообщается с первым входом третьей схемы 22 совпадения по положительным сигналам, второй вход которой сообщен с выходом третьего порогового элемента, задержку 23 по времени, входом связанную с выходом третьей схемы совпадения, а выходом - с вторым входом второй схемы совпадения и осу ществляющую задержку по времени прохождения только положительного фронта сигналаДля пояснения процессов, протекающих в предлагаемом устройстве при торможении, приведены временные риаграммы изменения отдельных, наиболее важных для анализа, выходных сигналов блоков (фиг. 2), При этом на верхнем графике кривой О отображено изменение во времени линейной скорости транспортного средства при торможении; кривой Д определяются граничные значения допустимого (неиэбыточного) скольжения колеса; кри" вой 4 - одновременное изменение окружной скорости контролируемого ко" леса при возникновении и ликвидации его блокировки, Восемь нижерасположенных (фиг. 2) временных зависи" мостей показывают изменение сигналов на выходах следу 1 ощих блоков:кривая - блока 12; О - 7; РМс; )- 23; о." 15; К; Л.Устройство работает следующим образом.Перед торможением при ускорен"ном равномерном или замедленном (на выбеге) движении транспортного средства относительное скольжение контролируемого колеса не превышает допустимого на выходе схемы 6 выбора наибольшего сигнала выделяется максимальный из сигналов, поступающих от датчиков 1"4, из которого в первом сумматоре 7 вычитается сигнал датчика контролируемого колеса, а полученная разность, поступающая на вход первого порогового элемента 8, меньшая, при данных условиях движения, уровня его срабатывания удерживает на его выходе положительный сигнал.Аналогичный положительный сигналпоступает с выхода задержки 23 повремени (фиг. 2).Дифференциатор 12 при ускоренномравномерном или замедленном движении контролируемого колеса вырабатывает на выходе соответственно. положительный, нулевой или отрицательный сигналы, которые вызывают навыходе второго порогового элемента11 в первых двух случаях положительный, а в третьем - отрицательныйуровни, Блоком 5,замещения вырабатывается сигнал равный максимальному,поступающему от датчиков 1-1, при 15отсутствии одновременной блокировкиконтролируемых колес и эталонныйсигнал,уменьшаемый постоянной скоростью,при наличии указанной блокировки,20Таким образом, перед торможениемс выхода схемы 10 совпадения по положительным сигналам на впускнойвентиль 13 поступает включающий егосигнал, а на выходе схемы совпадения 9 по отрицательным сигналам сигнал отсутствует, и выпускной вентиль14 выключен, Давление в тормозномцилиндре 15 равно нулю, также равеннулю и сигнал на выходе датчика 16давления, В элементе 19 памяти хранит;ся информация о давлении в тормозном цилиндре 15, при котором началсяпроцесс развития юза в последнем цикле предшествующего режима торможения или при опробовании тормозов в35пункте отправления транспортногосредства. На выходе второго сумматора 20 имеется отрицательный сигнал равный разности сигналов с выхода40элемента 19 памяти и выхода датчика 16 давления вместе с постояннымуровнем ЬО, поданным на первый входвторого сумматора 20, Четвертый поро-,говый элемент 21 подает при этом на45первый вход третьей схемы 22 совпадения по положительным сигналамотрицательный сигнал, а третий пороговый элемент 17, ввиду отсутствиясигнала на его входе, подает на вто-рой вход этой схемы положительныйсигнал, р результате чего на ее выходе присутствует отрицательный сигнал. При этом с выхода задержки 23 повремени на второй вход второй схемы10.совпадения снимается положительный сигнал,При торможении сжатый воздух отвоздухораспределителя поступает через впускной вентиль 13 в тормозной цилиндр 15, положительный сигнал на выходе датчика, 16 давления растет и, когда он достигает уровня мень" шего на ЬО (по абсолютной величине) отрицательного сигнала, поступающего от элемента 19 памяти, на выходе второго сумматора 20 изменяется полярност.ь напряжения и четвертый пороговый элемент 21 начинает подавать на первый вход третьей схемы 22 совпадения положительный сигнал, Так как с выхода первой схемы 9 совпадения сигнал отсутствует, то третьим пороговым элементом 17 на второй вход третьей схемы 22 совпадения подается положительный сигнал. На выходе последней также формируется положительный сигнал, поступающий на задержку 23. по времени, которая при этом изменяет знак на выходе с положительного на отрицатель- . ный,Вторая схема 10 совпадения прекращает подавать сигнал на впускной вентиль 13 и последний, закрывшись, прекращает доступ воздуха от воздухораспределителя в тормозной цилиндр 15.После выдержки времени с на выходе задержки 23 по времени сигнал изменяется с отрицательного на положительный и через вторую схему 10 совпадения вновь включается впускной вентиль 13, через который давление воздуха в тормозном цилиндре 15 начинает возрастать, При замедленном вращении колеса через дифференциатор 12 и йторой пороговый элемент 11 на первом входе первой схемы 9 совпадения удерживается отрицательный сигнал. Когда скольжение контролируемого колеса превысит допустимое, положительный сигнал с выхода первого сумматора 7 станет больше уровня срабатывания первого порогового элемента 8, и последний подает на входы первой схемы 9 и второй схемы 10 совпадения отрицательный сигнал. На выходе первой схемы 9 совпадения сигнал появляется, а на выходе второй 10 - исчезает, При этом впускной вентиль 13 выключается, срабатывают выпускной вентиль 11, третий пороговый элемент 17, изменяющий сигнал на выходе с положительного на отрицательный, формирователь 1 р, подающий короткий импульс перезаписи на управляющий вход элемента 19 памяти.В последнем регистрируется новая ве" личина давления воздуха, при которой наступила блокировка колеса. С выхода третьей схемы 22 совпадения на вход задержки 23 по времени поступает отрицательный сигяал, который не изменяет положительного сигнала на ее выходе. Через выпускной вентиль 1 М давление в тормозном цилиндре 15 понижается, сигналы на выходах второго сумматора 20 и четвертого порогового элемента 21 становятся отрицательными.Когда контролируемое колесо переходит от замедленного к ускоренному вращению, сигнал на выходе порогового элемента .11 изменяется на положительный, а на выходе первой схемы 9 совпадения сигнал исчезает. Выпускной вентиль 14 выключается и наступает состояние перекрыши.Третий пороговый элемент 17 меняет знак на своем выходе с отрицательного на положительный, однако сигнал с выхода третьей схемы 22 совпадения остается отрицательным за счет удержания его четвертым пороговым элементом 21.При прекращении избыточного сколь женил контролируемого колеса знак на выходе первого порогового элемента 8 становится положительным. При этом на выходе второй схемы 10 совпадения формируется сигнал и срабатывает впускной вентиль 13, через кото. рый давление в тормозном цилиндре начинает возрастать, Когда положительный сигнал с выхода датчика 16 давления достигает величины меньшей (по абсолютному значению) на ЬО отрицательного сигнала, поступающего от элемента 19 памяти, на выходах второго сумматора 20 и четвертого порогового элемента 21 формируются1 положительные сигналы. На выходетретьей схемы 22 совпадения знак меняется с отрицательного на положи 5 тельный и некоторое время , не пропускается на второй вход второй схемы 10 совпадения задержкой 23 по времени, за счет чего впускной вентиль10 .13 на этот период окажется выключенным, По истечении выдержки времениработа устройства повторяется так,как описано выше,Бсли в процессе выдержки времениЪ или в любое другое время контро 5лируемое колесо из-за понижения силысцепления войдет в блокировочное состояние, то предлагаемое устройствочерез элемент 19 памяти зарегистрируетвеличину давления, при котором сколь 20 жение стало чрезмерным, а затем, осуществив антиблокировочный цикл, в соответствии с описанным выше, установитдавление несколько меньшим (на Ь Р)того, при котором возникла блокиров"25ка, Через время Г это давление вновьнарастает до появления избыточногоскольжения и т.д,Таким образом, данное устройствопозволяет периодически, на каждом30 участке торможения устанавливатьдавление в тормозных цилиндрах транспортного средства в соответствии ссилой сцепления и, тем самым, реализовать тормозную эффективность близкую к максимально возможной для колесного тормоза в данных условиях движения. Это дает возможностьиспользовать силы сцепления приторможении, ограниченные в наиболее40 широко применяемых тормозах заранее установленным максимальным рас"считанным на безъюзовое торможение, значением тормозной силы,1017755 авитель В,Ляскоед Т,Иаточка - (оррект чик Редактор Г.Гербер Тираж 675 .И Государственного ко елам изобретений и от осква, Ж, Рауаская аказ 7833/18 Подписноитета СССРрытийнаб., д, 4 ВН 13035 л ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна