СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ПНЕВМОГИДРОАМОРТИЗАТОРОВ ПОДВЕСКИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2025 года по МПК G01M17/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее техническое решение относится к транспортным средствам, а именно к способам определения технического состояния пневмогидроамортизаторов подвески транспортного средства.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Из уровня техники известен источник информации US 10689833 B2, опубликованный 23.06.2022 года и раскрывающий систему для определения износа детали. Данная система содержит устройство для зацепления за грунт, прикрепленное к землеройному оборудованию; деталь, прикрепленная к зацепляющемуся за землю изделию, подверженная износу; по крайней мере, один электронный датчик, прикрепленный к зацепляющемуся за землю изделию для определения степени износа детали и беспроводной передачи такой информации; и программируемое логическое устройство, использующее переданную информацию для оценки оставшегося срока службы изнашиваемой детали.

Наиболее близким источником информации является RU 2311620 С2, опубликованный 27.11.2007 года и раскрывающий устройство контроля массы груза, перевозимого самосвалом, и подвески карьерного самосвала. Устройство содержит электронные датчики массы груза, датчики давления с электрическими преобразователями, электронные датчики углов продольного и поперечного кренов рамы автосамосвала, электронные датчики температуры, электронный датчик спидометра, микропроцессор, блок сопряжения датчиков с микропроцессором и средства доставки электрических сигналов, блок памяти, сигнализаторы, табло и блок клавишных переключателей. Решение заключается в непрерывном получении достоверных и точных массовых показателей груза в кузове транспортного средства и расширении функциональных возможностей диагностирования силовых узлов транспортного средства.

Предлагаемое решение отличается от известных из уровня техники решений тем, что для определения технического состояния пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства осуществляют вычисление частот собственных колебаний подвески по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора и результаты вычисления сравниваются с ранее установленными, фактическими частотами.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание способа определения технического состояния пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства, для оперативности контроля технического состояния пневмогидроамортизатора транспортного средства, за счет непрерывного получения достоверных и точных значений в подвеске транспортного средства и расширении функциональных возможностей диагностирования условий эксплуатации и неисправностей узлов подвески транспортного средства.

Техническим результатом, достигаемым при решении вышеуказанной технической задачи, является оперативности контроля технического состояния пневмогидроамортизатора транспортного средства.

Заявленный технический результат достигается за счет осуществления способа определения технического состояния пневмогидроамортизаторов подвески транспортного средства, содержащего этапы, на которых:

осуществляют определение токов по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства;

осуществляют преобразование значения токов по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства в вес, для определения погрузки или разгрузки карьерного самосвала;

осуществляют определение частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора при погрузке транспортного средства;

полученные результаты вычисления частоты собственных колебаний по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески при погрузке транспортного средства сохраняют в блок памяти вычислительного устройства, данные результаты являются эталонными результатами;

при эксплуатации транспортного средства осуществляют определение частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора;

полученные результаты сравнивают с эталонными результатами, в случае различий между значениями формируют сообщение о состоянии по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора;

сформированное сообщение передается по CAN шине в цифровую сеть транспортного средства для отображения выявленных неисправных пневмогидроамортизатор на электронной панели оператора или цифрового советчика, установленной в кабине транспортного средства и отображается в виде индикатора состояния.

В частном варианте реализации предлагаемого способа, индикатор состояние представлен в виде следующих состояний: зеленый индикатор-пневмогидроамортизатор исправен, желтый индикатор-пневмогидроамортизатор требует внимания, красный индикатор-пневмогидроамортизатор неисправен.

В другом частном варианте предлагаемого способа, данные о состоянии пнемогидроамортизаторов исправности/ неисправности журнализируются во внутреннюю память БВС.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Реализация изобретения будет описана в дальнейшем в соответствии с прилагаемыми чертежами, которые представлены для пояснения сути изобретения и никоим образом не ограничивают область изобретения. К заявке прилагаются следующие чертежи:

Фиг. 1 иллюстрирует график усреднений значений давления по методу "Модифицированное скользящее среднее".

Фиг. 2 иллюстрирует график давления каждого цилиндра и вес.

Фиг. 3 иллюстрирует график давления первого переднего цилиндра.

Фиг. 4 иллюстрирует характеристику датчика давления и область контролируемого давления преобразованного в силу тока.

ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако квалифицированному в предметной области специалисту будет очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не были описаны подробно, чтобы не затруднять понимание особенностей настоящего изобретения.

Кроме того, из приведенного изложения будет ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, будут очевидными для квалифицированных в предметной области специалистов.

Техническое состояние транспортного средства существенно зависит от технического состояния амортизаторов подвески.

Оперативная диагностика состояния амортизаторов подвески, напрямую влияет на коэффициент технической готовности, планирование ремонтов, стоимости ремонтов, длительность простоев.

Предлагаемый способ определения технического состояния пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства осуществляется посредством работы системы, состоящей из бортовой вычислительной системы (БВС) транспортного средства, датчиков давления с электрическими преобразователями, установленных в пневмогидроамортизаторах, электронных датчиков углов продольного и поперечного кренов рамы транспортного средства, датчика акселерации. БВС содержит микропроцессор, с установленным программным обеспечением для обработки данных, блок сопряжения датчиков с микропроцессором и средства доставки электрических сигналов, блок памяти.

Транспортным средством может быть карьерный самосвал или другое транспортное средство, на котором установлены схожие типы пневмогидроамортизаторов.

Предлагаемый способ определения технического состояния пневмогидроамортизаторов подвески транспортного средства включает в себя следующие этап.

Осуществляют определение токов по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства. Измеряют данные с датчиков давления с электрическими преобразователями с частотой 50 Гц в режиме реального времени и передают их на БВС в блок памяти. С датчиков давления снимают значения сигнала тока, так как он меньше подвержен высокочастотным электрическим помехам, присутствующим на карьерном самосвале электроприводом. В блоке памяти хранится 512 последних значений по каждой подвеске.

Далее осуществляют преобразование значения токов по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства в вес, для определения погрузки или разгрузки карьерного самосвала. Значения токов пересчитывают в значение давления (бар), согласно линейным характеристикам датчиков, по которому переводят значения давления в вес. Во время движения транспортного средства происходит усреднение значения «вес», для повышения точности весоизмерений.

При подаче на вход датчика давления (с линейной зависимостью выходного сигнала от входного) измеряемого давления Р его значение определяют по формуле: "Модифицированное скользящее среднее".

n - коэффициент усреднения

I - входное значение

A_new - новое усредненное значение

A_last - предыдущее усредненное значение

На фигуре 4 изображена характеристика датчика давления,

где Iв, Iн - верхнее и нижнее предельные значения выходного сигнала, мА; Рв, Рн - верхний и нижний пределы измерений давления, кПа, МПа или кгс/см²

Р - значение измеряемого давления в тех же единицах, что и Рв, Рн. Диапазон измерения давления, бар 0-600.

Выходной сигнал 4-20 мА.

Усреднение значений производится по методу "Модифицированное скользящее среднее". Каждое значение имеет равный вес. Исходная функция и ее простые скользящие средние по четырем значениям п=4 приведены на фиг. 1, где

- Зеленая линия - центрирование по середине интервала (истинное положение).

- Красная линия - сдвиг графика вправо к последнему значению окна значения.

От текущего веса, если значения веса измениться за 100 мсек от базового «0 к значению «5 тонн», то тогда в этот момент определяется факт погрузки первого ковша.

Определяются 10 срезов спектра, со смещением точки отсчета (Δ=1+0.1), и вычислением значений токов формирующих спектр частот за определенный отрезок времени t=1. Вычисленная частота, с максимальной амплитудой и есть собственная частота колебания пневмогидроамортизатора.

Полученные результаты вычисления частоты собственных колебаний по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески, сохраняют в блок памяти вычислительного устройства, данные результаты являются эталонными результатами.

Рассмотрим пример вычисления частоты собственных колебаний правого переднего цилиндра карьерного самосвала БЕЛА3-75306.

Из исследований известно, что базовые характеристики АЧХ для передних пневмогидроамортизаторов = 0.74 Гц, а для задних пневмогидроамортизаторов = 1.67 Гц.

На фиг. 2 показан график давления каждого цилиндра и вес.

На фиг. 3 показан график давления первого переднего цилиндра. Были определены 10 спектров при разной длине сигнала. Частота, при которой максимальная амплитуда - собственная частота. Следовательно, на фиг. 2 отражено, что собственная частота переднего правого цилиндра равна 1.515 Гц.

При эксплуатации транспортного средства осуществляют определение частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора, как описано выше.

Полученные результаты сравнивают с эталонными результатами, в случае различий между значениями формируют сообщение о состоянии по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора.

Сформированное сообщение передается по CAN шине в цифровую сеть транспортного средства для отображения выявленных неисправных пневмогидроамортизаторов на электронной панели оператора или цифрового советчика, установленной в кабине транспортного средства и отображается в виде индикатора состояния.

Индикатор состояния представлен в виде следующих состояний: зеленый индикатор - пневмогидроамортизатор исправен (Передний Амортизатор = 0.74 Гц, Задний Амортизатор = 1.67 Гц±10%.), желтый индикатор - пневмогидроамортизатор требует внимания (±12% от значения зеленого индикатора), красный индикатор-пневмогидроамортизатор неисправен (-±20% от значения зеленого индикатора). Пневмогидроамортизатор требует внимания, если значение токов выше максимального значения 20 мА, а при значениях токов ниже минимального значения 4 мА - пневмогидроамортизатор неисправен.

Данные о состоянии пневмогидроамортизаторов: исправности/неисправности журнализируются во внутреннюю память БВС.

Вычислительная система, обеспечивающая обработку данных, необходимую для реализации заявленного решения, в общем случае содержат такие компоненты как: один или более процессоров, по меньшей мере одну память, средство хранения данных, интерфейсы ввода/вывода, средство ввода, средства сетевого взаимодействия.

При исполнении машиночитаемых команд, содержащихся в оперативной памяти, конфигурируют процессор устройства для выполнения основных вычислительных операций, необходимых для функционирования устройства или функциональности одного, или более его компонентов.

Память, как правило, выполнена в виде ОЗУ, куда загружается необходимая программная логика, обеспечивающая требуемый функционал. При осуществлении работы предлагаемого решения выделяют объем памяти, необходимый для осуществления предлагаемого решения.

Средство хранения данных может выполняться в виде HDD, SSD дисков, рейд массива, сетевого хранилища, флэш-памяти и т.п. Средство позволяет выполнять долгосрочное хранение различного вида информации, например, вышеупомянутых файлов с наборами данных пользователей/пассажиров, базы данных, содержащих записи измеренных для каждого пользователя временных интервалов, идентификаторов пользователей и т.п.

Интерфейсы представляют собой стандартные средства для подключения и работы периферийных и прочих устройств, например, USB, RS232, RJ45, СОМ, и т.п.

Выбор интерфейсов зависит от конкретного исполнения устройства, которое может представлять собой персональный компьютер, мейнфрейм, серверный кластер, тонкий клиент, смартфон, ноутбук и т.п.

В качестве средств ввода данных в любом воплощении системы, реализующей описываемый способ, может использоваться клавиатура. Аппаратное исполнение клавиатуры может быть любым известным: это может быть, как встроенная клавиатура, используемая на ноутбуке или нетбуке, так и обособленное устройство, подключенное к настольному компьютеру, серверу или иному компьютерному устройству. Подключение при этом может быть, как проводным, при котором соединительный кабель клавиатуры подключен к порту PS/2 или USB, расположенному на системном блоке настольного компьютера, так и беспроводным, при котором клавиатура осуществляет обмен данными по каналу беспроводной связи, например, радиоканалу, с базовой станцией, которая, в свою очередь, непосредственно подключена к системному блоку, например, к одному из USB-портов. Помимо клавиатуры, в составе средств ввода данных также может использоваться: джойстик, дисплей (сенсорный дисплей), проектор, тачпад, манипулятор мышь, динамики, микрофон и т.п.

Средства сетевого взаимодействия выбираются из устройства, обеспечивающий сетевой прием и передачу данных, например, Ethernet карту, WLAN/Wi-Fi модуль, Bluetooth модуль, BLE модуль, NFC модуль, IrDa, RFID модуль, GSM модем и т.п.С помощью средств обеспечивается организация обмена данными по проводному или беспроводному каналу передачи данных, например, WAN, PAN, ЛВС (LAN), Интранет, Интернет, WLAN, WMAN или GSM.

Компоненты устройства сопряжены посредством общей шины передачи данных.

В настоящих материалах заявки было представлено предпочтительное раскрытие осуществление заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные частные воплощения его реализации, которое не выходят за рамки испрашиваемого объема правовой охраны и является очевидными для специалистов в соответствующей области техники.

Изобретение относится к способам определения технического состояния пневмогидроамортизаторов подвески транспортного средства. Способ содержит следующие этапы. Определяют токи по меньшей мере одного амортизатора. Преобразуют значения токов в вес, для определения погрузки или разгрузки карьерного самосвала. Определяют частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного амортизатора при погрузке транспортного средства. Полученные результаты сохраняют в блок памяти вычислительного устройства. Данные результаты являются эталонными. При эксплуатации транспортного средства осуществляют определение частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного амортизатора. Полученные результаты сравнивают с эталонными. В случае различий между значениями формируют сообщение о состоянии по меньшей мере одного амортизатора. Сформированное сообщение передают по CAN шине в цифровую сеть транспортного средства для отображения выявленных неисправных амортизаторов на электронной панели оператора или цифрового советчика. Панель установлена в кабине транспортного средства и отображает выявленные неисправности в виде индикатора состояния. Достигается оперативность контроля технического состояния амортизаторов. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ определения технического состояния пневмогидроамортизаторов подвески транспортного средства, содержащий этапы, на которых:

осуществляют определение токов по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства;

осуществляют преобразование значения токов по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески транспортного средства в вес, для определения погрузки или разгрузки карьерного самосвала;

осуществляют определение частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора при погрузке транспортного средства;

полученные результаты вычисления частоты собственных колебаний по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора подвески при погрузке транспортного средства сохраняют в блок памяти вычислительного устройства, данные результаты являются эталонными результатами;

при эксплуатации транспортного средства осуществляют определение частоты собственных колебаний подвески по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора;

полученные результаты сравнивают с эталонными результатами, в случае различий между значениями формируют сообщение о состоянии по меньшей мере одного пневмогидроамортизатора;

сформированное сообщение передается по CAN шине в цифровую сеть транспортного средства для отображения выявленных неисправных пневмогидроамортизаторов на электронной панели оператора или цифрового советчика, установленной в кабине транспортного средства и отображается в виде индикатора состояния.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что индикатор состояние представлен в виде следующих состояний: зеленый индикатор - пнемогидроамортизатор исправен, желтый индикатор-пнемогидроамортизатор требует внимания, красный индикатор-пнемогидроамортизатор неисправен.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что данные о состоянии пнемогидроамортизаторов исправности/неисправности журнализируются во внутреннюю память БВС.