Устройство для предотвращения опрокидывания мобильной машины Советский патент 1984 года по МПК B62D49/08 B60K17/00 

Изобретение относится к устройствам, повышающим безопасность эксплуатации мобильных средств механизации, имеющих привод от двигателя внутреннего сгорания.

Известно устройство для предотвращения опрокидывания мобильной мащины, содержащее электрический датчик крена, выполненный в виде емкости, частично заполненной ртутью, с вмонтированными центральным и боковыми расположенными на двух уровнях электродами, нижний из которых электрически соединен с источником звукового и светового сигналов, а верхний соединен электрически с исполнительным механизмом, связанным с педалями муфты сцепления и тормоза 1.

Однако для известного устройства присущи необходимость предварительной ориентации датчика в направлении ожидаемого опрокидывания (что в практике эксплуатации предсказать не всегда удается) и срабатывание его только в одномерной (предварительно сориентированной) плоскости; недостаточная долговечность в связи с выходом из строя стеклянной трубки датчика. Kpoiyie того, малый ход сердечников соленоидов не всегда приводит к полному выключению сцепления и полному включению тормозов, так как рабочий ход педалей устройств в 2,5-3 раза больше хода сердечника; невозможно использование устройства на машинах (преимущественно тракторах), запускающихся от пусковых двигателей и не имеющих аккумуляторных батарей или мощных -электрогенераторов, а также затруднено электропитание в зимних условиях, когда часть э.чектроэнергии тратится на привод (ительных вентиляторов, разогрев, щеткн стсгхлоочистителей и др. или когда .;1Игп)ны( батареи нуждаются в подзарядке; появляются ложные срабатывания из-зм разбрызгивания ртути в результате сг тряски и инерционного перемещения при движении по неровностям.

Целью изобретения является повышение бсзопасности эксплуатации мобильной машины путем исключения ее опрокидывания в .(юбой плоскости и повышение надежности сраб;1Т)ГВу ппя.

Постов.лспьаи цель достигается тем, что в устро( содержащем электрический датчик крена, вьнго.шснньп в виде емкости, частично 3aiui.(4.;ri()ii ртутью, с вмонтиро|-;ан1Нх1М1 цcнтpaльi iJlм и боковыми располо/кснными на двух урсвнях электродами, ii i KHHii лз кот(.)рых э. скт11нческн с()едине|1 с источннком звукового и све1ОВ(;го сигна- юв, а верхний COC/UIHCH -(,1сктрически с исиолннтельным мсха1Н ;«К).. связанным с Педалями муфт1 1 сцсплсння si тормоза, датчик крена выполнен в виде двхх уссчс Н ых Чашеобразных сфер раз,11((;к) радиуса. установленных одна в другой с за.зорпч

между ними, и имеет два цилиндрических установленных в пространстве зазора по всему его периметру гасителя колебаний из нетокопроводного материала с выполненными в нижних их половинах отверстиями, а боковые электроды датчика выполнены в виде цилиндрических колец, вмонтированных во внутреннюю поверхность внешней усеченной сферы, причем исполнительный механизм содержит два последовательно электрически соединенных электромагнитных клапана с управляющими элемента.ми, установленных в гидролинии, на выходе из которой установлены силовые гидроцилиндры, щтоки которых механически связаны

с педалями муфты сцепления и тормоза, при этом вход гидролинии соединен с гидросистемой мобильной машины, а один из клапанов электрически подключен к верхне.му цилиндрическому кольцу.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого

устройства; на фиг. 2 - схема датчика крена; на фиг. 3 - то же, одно из рабочих положений.

Устройство для предотвращения опрокидывания мобильной .мащины в любой плос5 кости (преимущественно тракторов) содержит датчик 1 крена (положения), выключатели 2 и 3, источник 4 тока, звуковой сиг, нал 5, три разноцветные сигнальные лампы 6-8, два электромагнитных клапана 9 и 10, два силовых гидроцилиндра 11 и 12, два

0 двуплечих рычага 13 и 14, электропроводку, гидролинии, гидронасос, гидрораспределитель и маслобак (последние .три узлд являются общими для трактора и устройства). Датчик крена (положения) имеет внешнюю 15 и внутреннюю 16 усеченные сферы, сое Динительное кольцо 17, центральный электрод 18, верхний кольцевой, (круговой) периферийный электрод 19, верхний цилиндрический гаситель 20 колебаний жидкости, нижний кольцевой (круговой) периферий0 ный электрод 21, нижний цилиндрический гаситель 22 колебаний жидкости.

Датчик крена выполнен из нетокопроводящего материала (например текстолита, фторопласта и т.п.) и состоит из усеченных чашеобразных тонкостенных сфер различного радиуса, установленных одна в другой с обеспечением кругового зазора между ними в центре (зоне центрального электрода) до 15 .мм, а кольцевого зазора по краям (в верхней части сфер) до 7 .мм. Указанные 0 сферы соединяются между собой соединительным кольцом при помощи резьбы, нарезанной по внутреннему и внешне.му диаметрам соединительного кольца и соответственно на внешнем диаметре внутренней усеченной сферы и внутреннем диа.метре 55 вкешней усеченной сферы. На диаметрах усеченных сфер имеется по два паза, расположенных на различной высоте, в которых

устанавливаются верхний и нижний тонкостенные (до 1 мм) гасители колебаний жидкости из нетокопроводного материала (например эбонита). На внутренней поверхности внешней сферы на различной высоте вмонтированы (например впресованны) на расстоянии не менее 10 мм друг от друга верхний и нижний кольцевые (круговые) электроды, соединенные электропроводом каждый со своей линией. Верхний кольцевой паз под наружный цилиндрический гаситель колебаний расположен между верхним и нижним кольцевыми электродами. Оба гасителя колебаний имеют в нижней половине своей высоты ряд отверстий диаметром до 3 мм, насверленных по всему их периметру. Центральный электрод своим стержнем крепится в центре внутренней усеченной сферы (например на резьбе или за счет плотной посадки) так, чтобы его часть (в виде перевернутой буквы Т) находилась во второй (нижней) половине зазора (на расстоянии не более 1/3 зазора от центра внутренней поверхности внешней сферы), образованного усеченными сферами (после их сборки) и заполненного от 1/3 до 1/2 высоты зазора ртутью. Центральный электрод соединен с источником электропитания через выключатель с нормально замкнутыми контактами. Нижний периферийный кольцевой электрод датчика крена служит для включения и выключения звукового сигнала 5 и лампы 7 (загорается лампа желтого цвета), предупреждаюших оператора об опасной ситуации; при движении агрегата без опасных продольного и поперечного кренов горит сигнальная лампа 6 зеленого цвета (фиг. 1). Верхний периферийный кольцевой электрод датчика крена служит для включения и выключения при нормально замкнутых контактах выключателя 2 электромагнитных клапанов 9 и 10 и включения красной сигнальной лампы 8 (лампы аварийного положения). В качестве звукового сигнала и сигнальных ламп используется стандартное оборудование, установленное на транспортном средстве. Электромагнитный клапан 9 при подаче на него напряжения открывает гидролинию высокого давления, а электромагнитный клапан 10 закрывает канал отвода масла из гидроцилиндров. Масло при этом из гидрораспределителя трактора под напором гидронасоса гидросистемы трактора поступает в гидроцилиндры 11 и 12, перемешая их штоки (сжимая пружиныэ) и связанные с ними двуплечие рычаги 13 и 14 в положение выключателя муфты сцепления и включения тормозов. При превышении давления в гидроцилиндрах сверх установленного (обеспечивающего воздействие на органы управления муфты сцепления и. тормозов, аналогичное прилагаемому со стороны оператора

усилию до 120 Н). масло через предохранительные клапаны перетекает в гидролинии низкого давления и направляется в бак.

В цепи управления электромагнитными клапанами 9 и 10 установлен выключатель 2, нормальное положение которого - постоянно замкнутые контакты. Цепь электропитания имеет выключатель 3 с нормально замкнутыми контактами.

Датчик 1, выключатели 2 и 3, звуковой сигнал 5 и лампы 6-8, а также об.мотки электромагнитных клапанов подключены к источнику электрической энергии трактора (генератору или аккумуляторной батарее).

При движении агрегата (трактора) работает его двигатель, системой электрооборудования обеспечивается подача напряжения на центральный электрод датчика 1 и на сигнальную лампу 6 зеленого цвета, а гидронасосом обеспечивается подача масла под давлением через гидрораспределитель в гидролинию. Поскольку электромагнитный клапан 9 закрывает гидроканал, то масло редуцируется в распределителе. При движении агрегата (трактора) по горизонтальному рельефу ртуть или другая высокоэлектропроводная жидкость не соединяет центральный и кольцевые переферийные электроды. Это приводит к тому, что не подается питание на звуковую и световую сигнализации и на электромагнитные клапаны 9 и 10. Предлагаемое устройство в такой ситуации не работает. При наклоне трактора более заданного в любую сторону (в лю бой плоскости) через электропроводную жид кость соединяется центральный электрод с кольцевым переферийным. Этим обеспечивается включение звукового сигнала и желтой лампы 6, указывающих оператору на возникновение опасной с точки зрения опрокидывания ситуации. При дальнейше.м наклоне машины, приближающемуся к предельно допустимому, происходит электрическое соединение центрального электрода с верхним кольцевым периферийным, что приводит к подаче напряжения в электромагнитные клапаны 9 и 10. Последние при протекании тока в них срабатывают, при этом клапан 9 открывает путь маслу из гидронасоса и гидролинии гидроцилиндров, а клапан 10 закрывает путь маслу в гидролинию низкого давления (на переток). Штоки гидроцилиндров, перемещаясь, воздействует на двуплечие рычаги и обеспечивают перемещение педалей муфты сцепления и тормозов соответственно в сторону выключения и включения. В результате этого происходит автоматическое отсоединение (.муфта выключена) источника энергии (двигателя) от трансмиссии (колес) и автоматически гасится кинетическая энергия агрегата (включены тормоза) без воздействия водителя, что предотвращает опрокидывание и возникновение аварий, а если такие и происходят, то при меньшей кинетической энергии агрегата, что уменьшает опасность тяжелого травмирования и больших повреждений. Если агрегат находится в таком положении, при котором его крен обеспечивает контакт центрального и верхнего периферийного электродов, то дальнейшее движение трактора для ликвидации аварийной ситуации возможно только при нажатии и удержании кнопки выключателя 2 в выключенном положении. При этом, прекращается подача напряжения на электромагнитные клапаны 9 и-10, в результате чего первый из них перекрывает подвод масла под давлением в гидроцилиндры 11 и 12, а второй 10 открывает линию низкого давления (на фиг. 1 показано именно это положение), давая возможность пружинам гидроцилиндров разжаться и вытолкнуть масло из гидроцилиндров через линию низкого давления в масляный бак, освободив тем самым педали муфты сцепления и тормозов от воздействия на них штоков гидроцилиндров. Этим обеспечивается возможность уже осознанных (после предаварийных ситуаций и часто сопутствующих им шоковых состояний операторов) управлений педалями муфты сцепления и тормозов со стороны оператора. Кнопку выключателя 2 надо держать нажатой до того момента, пока машина не займёт не опасное с точки зрения опрокидывания положение, т.е. пока не разъединятся центральный и верхний кольцевой периферийный электроды. Гасители 20 и 22 колебаний не дают возможности разбрызгиваться токопроводной жидкости в результате колебаний-и вибраций, имеющих место при работе на дорогах с обычным рельефом, и исключает возможность ложного срабатывания устройства. Наличие в нижних половинах гасителей колебаний больщого числа отверстий по кругу не препятствует перетоку жидкости в сторону опасного наклона мащины и оттоку её при движении по горизонтальной поверхности. При оснащении предлагаемым изобретением тракторных агрегатов практически исключается в большинстве случаев опрокидывание их или снижается кинетическая энергия (за счет автоматического торможения) до момента столкновения с препятствием.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ОПРОКИДЫВАНИЯ МОБИЛЬНОЙ МАШИНЫ, содержащее электрический датчик крена, выполненный в виде ёмкости, частично заполненный ртутью, с вмонтированными центральным и боковыми расположенными на двух уровнях электродами, нижний из которых электрически соединен с источником звукового и светового сигнала, a верхний соединен электрически с исполнительным механизмом, связанным с педалями муфты сцепления и тормоза, отличающееся тем, что, с целью повышения безопасности эксплуатации мобильной машины путем исключения опро кидывания в любой плоскости, повышения надежности срабатывания, датчик крена выполнен в виде двух усеченных чашеобразных сфер различного радиуса, установленных одна в другой с зазором между ними, и имеет два цилиндрических установленных в пространстве зазора по всему его периметру, гасителя колебаний из нетокопроводного материала с выполненными в нижних их половинах отверстиями, a боковые электроды датчика выполнены в виде цилиндрических колец, вмонтированных во внутреннюю поверхность внешней усеченной сферы, причем исполнительный механизм содержит два последовательно электрически соединенс ных электромагнитных клапана с управляю® щими элементами, установленных в гидроли(Л нии, на выходе из которой установлены силовые гидроцилиндры, штоки которых механически связаны с педалями муфты сцепления и тормоза, при этом вход гидролинии соединен с гидросистемой мобильной машины, a один из клапанов электрически подключен к верхнему цилиндрическому кольцу.

(иг.З

H электромагнитным клапанам и аварийному сигналу

Н предупреждающим сигналам зёуг еЗому и cSemoSoMy