Система автоматического регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства специального назначения Российский патент 2023 года по МПК B60C23/00 

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости, оснащенным системой регулирования давления воздуха в шинах.

Известна система регулирования давления воздуха в шинах колесных транспортных средств специального назначения, содержащая компрессор, соединенный с пневматическим баллоном, электромагнитные клапаны управления давлением, соединенные с эжекторами по числу осей, колесные клапаны по числу колес, связанные между собой посредством трубопроводов и шлангов, электронный блок управления, связанный посредством электрических цепей с электромагнитными клапанами управления давлением, датчики давления воздуха по числу осей, тензометрические датчики по числу осей, связанные посредством электрических цепей с электронным блоком управления [патент RU 198672 U1, В60С 23/00].

Недостатком данной системы регулирования давления воздуха в шинах являются низкий уровень ее децентрализации, автоматизации и эффективности, обусловленный установкой электромагнитных клапанов управления давлением и датчиков давления воздуха по числу осей, что не позволяет идентифицировать величину давления воздуха в шинах разных колес одной оси (например, при пробое одного из них), одновременно повышать давление воздуха в шинах одних колес (например, осуществлять подкачку пробитого колеса) и поддерживать номинальное значение или понижать давление воздуха в других колесах без перекрытия колесных клапанов (шинных кранов, запорных вентилей и т.п.), что приводит к увеличению времени подготовительных работ перед регулированием давления воздуха в шинах.

Известна система автоматического регулирования давления воздуха в шинах по заданным параметрам, включающая кран управления давлением с клапаном-ограничителем, краны запора воздуха, пневмопроводы, головки подвода воздуха и компрессор, у которой колесо соединено пневмопроводом с компрессором через устройство контроля давления воздуха в шине, электропневмоклапан колеса, электропневмоклапан подачи воздуха от компрессора и электропневмоклапан сброса воздуха из системы в атмосферу, а управляющее устройство, установленное на раме автомобиля, имеет электрические связи с устройством контроля давления воздуха в шине, электропневмоклапанами колес, панелью контроля и управления водителя, электропневмоклапаном подачи воздуха от компрессора, электропневмоклапаном сброса воздуха из системы в атмосферу и панелью контроля и управления водителя [патент RU 2421345 C1, В60С 23/00]. Каждое колесо системы оборудовано, устройством контроля давления воздуха в шине и электропневмоклапаном колеса. Управляющее устройство выполнено с возможностью автоматического регулирования давления воздуха в шинах по заданным параметрам. Панель контроля и управления водителя устанавливается внутри кабины водителя и включает лампу-индикатор включения системы, тумблер включения системы, устройство ввода данных, устройство отображения информации.

Недостатками данной системы являются низкий уровень децентрализации и эффективности системы, обусловленный установкой электропневмоклапана подачи воздуха от компрессора в начале пневмопровода и установкой электропневмоклапана сброса воздуха в атмосферу последовательно в пневмопровод после компрессора перед электропневмоклапаном подачи воздуха от компрессора, что не позволяет одновременно повышать давление воздуха в шинах одних колес (например, осуществлять подкачку пробитого колеса) и понижать давление воздуха в других колесах, а также невозможность регулирования значения давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на каждую ось.

Наиболее близким к заявляемому решению (прототипом) является устройство автоматического регулирования давления воздуха в шинах, включающее пневмопроводы, головки подвода воздуха, компрессор, устройство контроля давления воздуха в шине, через которое колесо соединено пневмопроводом с компрессором, управляющее устройство, выполненное с возможностью автоматического регулирования давления воздуха в шинах, установленное на раме автомобиля и имеющее электрические связи с устройством контроля давления воздуха в шине, которым оборудовано каждое колесо, панель контроля и управления, которая устанавливается внутри кабины водителя, включающую лампу-индикатор включения, тумблер включения, устройство ввода данных, устройство отображения информации [патент RU 167642 U1, В60С 23/00]. При этом каждое колесо оборудовано трехпозиционным электропневмораспределителем, установленным последовательно в пневмопроводе между устройством контроля давления воздуха в шине и компрессором, и имеющим электрическую связь с управляющим устройством.

Недостатками прототипа являются:

недостаточная эффективность устройства, обусловленная невозможностью регулирования давления воздуха в шинах по параметрам статической нагрузки, приходящейся на каждую ось;

недостаточная надежность устройства при включенном режиме накачки колес, обусловленная отсутствием ограничения связи колес с пневмопроводом при падении давления воздуха в нем ниже предельного значения в случае его разгерметизации, либо при неработающем компрессоре, что приведет к еще большему снижению давления воздуха в шинах, требующих подкачки, а также невозможностью ограничения максимального значения давления воздуха в пневмопроводе (при любом режиме работы), что приводит к снижению ресурса элементов конструкции.

Технический результат изобретения направлен на:

повышение эффективности устройства за счет обеспечения возможности регулирования давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на каждую ось;

повышение надежности устройства за счет обеспечения ограничения связи колес с пневмопроводом при падении давления воздуха в нем ниже предельного значения в случае его разгерметизации, либо при неработающем компрессоре, а также за счет обеспечения ограничения максимального значения давления воздуха в пневмопроводе.

Технический результат достигается тем, что система автоматического регулирования давления воздуха в шинах, включающая пневмопроводы, головки подвода воздуха, компрессор, устройство контроля давления воздуха в шине, через которое колесо соединено пневмопроводом с компрессором, управляющее устройство, выполненное с возможностью автоматического регулирования давления воздуха в шинах, установленное на раме автомобиля и имеющее электрические связи с устройством контроля давления воздуха в шине, которым оборудовано каждое колесо, панель контроля и управления, которая устанавливается внутри кабины водителя, включающую лампу-индикатор включения, тумблер включения, устройство ввода данных, устройство отображения информации, трехпозиционные электропневмораспределители по числу колес, установленные последовательно в пневмопроводе между устройствами контроля давления воздуха в шине и компрессором и имеющие электрическую связь с управляющим устройством, оснащена редукционным клапаном, датчиком давления воздуха в пневмопроводе, тензометрическими датчиками по числу осей, имеющими электрическую связь с управляющим устройством.

Отличительными признаками от прототипа является то, что система оснащена редукционным клапаном, датчиком давления воздуха в пневмопроводе, тензометрическими датчиками по числу осей, имеющими электрическую связь с управляющим устройством.

Схема предлагаемой системы автоматического регулирования давления воздуха в шинах представлена на фиг. 1. На схеме приняты следующие обозначения: 1 - колесо; 2 - устройство контроля давления воздуха в шине; 3 - трехпозиционный электропневмораспределитель; 4 - управляющее устройство; 5 - панель контроля и управления; 6 - пневмопровод; 7 -редукционный клапан; 8 - датчик давления воздуха в пневмопроводе; 9 - тензометрический датчик.

Устройство 2 контроля давления воздуха в шине предназначено для контроля за давлением воздуха в шине колеса 1. Устанавливается на раме автомобиля последовательно в пневмопроводе 6 между колесом 1 и электропневмораспределителем 3, имеет электрическую связь с управляющим устройством 4. Подает информацию о давлении воздуха в шине на управляющее устройство 4. Устанавливается для каждого колеса.

Трехпозиционный электропневмораспределитель 3 предназначен для перекрытия пневмопровода 6, сообщения шины колеса 1 с источником сжатого воздуха (не показан) через пневмопровод 6 или с атмосферой. Устанавливается на раме автомобиля последовательно в пневмопроводе 6 перед устройством 2 контроля давления воздуха в шине, имеет электрическую связь с управляющим устройством 4. Для включения одного из трех положений («перекрыто», «накачка», «выпуск») срабатывает по сигналу от управляющего устройства 4. Устанавливается для каждого колеса.

Управляющее устройство 4 предназначено для управления устройством автоматического регулирования давления воздуха в шинах. Устанавливается на раме автомобиля, имеет электрическую связь с устройствами 2 контроля давления воздуха в шинах, трехпозиционными электропневмораспределителями 3, панелью 5 контроля и управления, датчиком 8 давления воздуха в пневмопроводе, тензометрическими датчиками 9.

Панель 5 контроля и управления предназначена для ввода параметров и осуществления контроля водителем за состоянием и работой устройства автоматического регулирования давления воздуха в шинах. Устанавливается внутри кабины водителя, имеет электрическую связь с управляющим устройством 4. Панель контроля и управления водителя включает: лампу-индикатор включения системы; тумблер включения системы; устройство ввода данных; устройство отображения информации (на схеме не обозначены).

Пневмопровод 6 предназначен для подачи воздуха от компрессора (не показан) к шинам колес 1 под давлением. Он соединяет компрессор, головки подвода воздуха (не показаны), устройства 2 контроля давления воздуха в шине, трехпозиционные электропневмораспределители 3.

Редукционный клапан 7 предназначен для разобщения пневмопровода 6 с источником сжатого воздуха при повышении давления воздуха в пневмопроводе 6 до величины, превышающей максимальное предельное значение. Устанавливается в пневмопроводе 6 между датчиком 8 давления воздуха и компрессором.

Датчик 8 давления воздуха в пневмопроводе предназначен для идентификации падения давления воздуха в пневмопроводе до минимального значения. Устанавливается в пневмопроводе 6 между электропневмораспределителями 3 и редукционным клапаном 7, имеет электрическую связь с управляющим устройством 4. Подает информацию на управляющее устройство 4 о падении давления воздуха в пневмопроводе 6 до минимального значения.

Тензометрические датчики 9 предназначены для определения статической нагрузки на ось. Установлены в направляющем устройстве подвески по числу осей, имеют электрическую связь с управляющим устройством 4. Подают информацию на управляющее устройство 4 о вертикальной нагрузке на оси.

Система работает следующим образом: водитель на панели 5 контроля и управления с помощью устройства ввода данных устанавливает необходимую величину давления воздуха в шинах колес 1 в соответствии с дорожными условиями, сигнал от панели 5 контроля и управления поступает в управляющее устройство 4, сигналы от устройств 2 контроля давления воздуха в шине с информацией о фактическом давлении воздуха в шинах также поступают в управляющее устройство 4. В управляющем устройстве 4 поступающие данные анализируются и при обнаружении несовпадения параметров, введенных водителем через панель 5 контроля и управления, и фактического давления в шинах колес 1 от управляющего устройства 4 поступает сигнал на трехпозиционный электропневмораспределитель 3 и преводит его из нейтрального положения «перекрыто», в котором шина колеса 1 разобщена с компрессором и атмосферой, в одно из крайних положений, в зависимости от того, что необходимо сделать, увеличить или снизить давление в шинах колес 1. При этом значение давления воздуха в шинах устанавливается в зависимости от определенной тензометрическими датчиками 9 вертикальной нагрузки на ось из диапазона значений заданных параметров согласно дорожным условиям в соответствии с заданным алгоритмом.

В случае пробития колеса 1 срабатывает устройство 2 контроля давления воздуха в шине, которое подает сигнал в управляющее устройство 4. При этом на устройстве отображения информации панели 5 отображается информация о падении давления воздуха в данном колесе. В ответ на этот сигнал от управляющего устройства 4 поступает сигнал на трехпозиционный электропневмораспределитель 3 и переводит его в положение «накачка», соединив тем самым колесо 1 с компрессором через пневмопровод 6, управляющий сигнал от управляющего устройства 4 к трехпозиционным электропневмораспределителям 3 других колес не поступает, оставляя их в положении «перекрыто», и осуществляет поддержание заданного давления в пробитом колесе. В случае необходимости при этом снизить давление в других колесах от управляющего устройства 4 поступает сигнал на трехпозиционные электропневмораспределители 3 других колес и переводит их в положение «выпуск», соединив тем самым колеса 1 с атмосферой при одновременной подкачке пробитого колеса.

В случае падения давления воздуха в пневмопроводе 6 до минимального значения (при неработающем источнике сжатого воздуха или разгерметизации) с датчика 8 давления воздуха на управляющее устройство 4 подается сигнал, который исключает подачу с управляющего устройства 4 сигнала на трехпозиционные электропневмораспределители 3 для перевода их в режим «накачка» с целью исключения падения давления воздуха в колесах 1 за счет обеспечения перекрытия пневмопровода 6.

При повышении давления воздуха в пневмопроводе 6 до величины, превышающей максимальное предельное значение, срабатывает редукционный клапан 7, который разобщает пневмопровод 6 с источником сжатого воздуха.

В результате достигается повышение эффективности системы за счет обеспечения возможности регулирования давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на каждую ось и повышение надежности системы за счет обеспечения ограничения связи колес с пневмопроводом при падении давления воздуха в нем ниже минимального предельного значения в случае его разгерметизации, либо при неработающем компрессоре, а также за счет обеспечения ограничения максимального значения давления воздуха в пневмопроводе.

Изобретение относится к транспортным средствам повышенной проходимости. Система автоматического регулирования давления воздуха в шинах включает пневмопроводы, головки подвода воздуха, компрессор, устройство контроля давления воздуха в шине, управляющее устройство, панель контроля и управления, и трехпозиционные электропневмораспределители. Управляющее устройство установлено на раме автомобиля и имеет электрические связи с устройством контроля давления воздуха в шине. Панель контроля и управления устанавливается внутри кабины водителя и включает лампу-индикатор включения, тумблер включения, устройство ввода данных, устройство отображения информации. Система дополнительно оснащена отключающим редукционным клапаном, установленным в магистрали подачи воздуха в пневмопровод от компрессора и отрегулированным на величину максимального предельного значения давления воздуха в пневмопроводе. Достигается повышение эффективности устройства за счет обеспечения возможности регулирования давления воздуха в шинах в зависимости от нагрузки, приходящейся на каждую ось. 1 ил.

Система автоматического регулирования давления воздуха в шинах, включающая пневмопроводы, головки подвода воздуха, компрессор, устройство контроля давления воздуха в шине, через которое колесо соединено пневмопроводом с компрессором, управляющее устройство, выполненное с возможностью автоматического регулирования давления воздуха в шинах, установленное на раме автомобиля и имеющее электрические связи с устройством контроля давления воздуха в шине, которым оборудовано каждое колесо, панель контроля и управления, которая устанавливается внутри кабины водителя, включающая лампу-индикатор включения, тумблер включения, устройство ввода данных, устройство отображения информации, трехпозиционные электропневмораспределители по числу колес, установленные последовательно в пневмопроводе между устройствами контроля давления воздуха в шине и компрессором и имеющие электрическую связь с управляющим устройством, отличающаяся тем, что система дополнительно оснащена отключающим редукционным клапаном, установленным в магистрали подачи воздуха в пневмопровод от компрессора и отрегулированным на величину максимального предельного значения давления воздуха в пневмопроводе, при достижении которого происходит отключение системы от компрессора, датчиком падения давления воздуха в пневмопроводе, установленным между редукционным клапаном и электропневмораспределителями, имеющим электрическую связь с управляющим устройством и отрегулированным на подачу сигнала в управляющее устройство при понижении давления воздуха в пневмопроводе до минимального допустимого значения, тензометрическими датчиками, по числу осей, имеющими электрическую связь с управляющим устройством.