Стенд для испытаний системы управления торможением колес транспортного средства Советский патент 1984 года по МПК G01M17/00 B60T17/22 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям транспортных средств, может быть использовано в авиационной и автомобильной промышленности при исследованиях, испытаниях и доводке систем управления торможением, колес и антиблокировочных устройств летательных аппаратов и автомобилей.

По основному авт. св. № 839791 известен стенд для испытаний системы управления торможения колес транспортного средства, содержаш,ий связанные между собой трансмиссией маховик-имитатор кинетической энергии и скорости транспортного средства, .муфту-имитатор момента сцепления колеса с покрытием дороги, имитатор колеса, муфту-имитатор тормозного момента, первый и второй тахогенераторы, механически связанные соответственно с имитатором кинетической энергии и скорости и с имитатором колеса. Кроме того, стенд содержит блок вычисления тормозного момента, состоящий из узла умножения и двух функциональных преобразователей, выходы которых подклю-. чены к входам, узла умножения, вход одного функционального преобразователя к первому тахогенератору, вход которого - к тормозу испытуемой системь, а выход узла умножения - к обмотке управления муфтыимитатора тормозного момента, блок вычисления момента сцепления, состоящий из узла умножения, выход которого подключен к обмотке управления муфты-имитатора момента сцепления, двух функциональных преобразователей, выходы которых подключены к входам узла умножения, вход одного функционального преобразователя подключен к первому тахогенератору, и узла деления, вход делимого которого подключен ко второму тахогенератору, выход - к входу второго функционального преобразователя, а вход делителя - к выходу функционального преобразователя скорости транспортного средства в угловую скорость незатормаживаемого колеса, вход которого подключен к первому тахогенератору.

Недостатком известного стенда яа,1яется то, что изменение угловой скорости маховика, моделирующей линейную скорость транспортного средства, определяется моментом, создаваемым муфто-имитатором момента сцепления. В реальном же тормозном пробеге замедление транспортного средства определяется не моментом, а силой сцепления колеса с дорогой, причем законы изменения силы сцепления и момента сцепления совпадают только для. абсолютно жесткого колеса. Радиус качения колеса определяется жесткостью ,пневматика, давлением воздуха в нем и действующей на колесо нагрузкой, которая, в свою очередь, зависит от веса транспортного средства и аэродинамической подъемной силы, являющейся

функцией скорости и аэродинамических характеристик. Величина изменения радиуса колеса при тормозном пробеге зависит от типа транспортного средства и для лета5 тельных аппаратов с пневматиками высокого давления достигает 10-15%. Таким образом, отнощение момента сцепления к силе сцепления также меняется на 10-15%. Интенсивность этого изменения пропорциональна

квадрату скорости и максимальна в начале тормозного пробега. На известном стенде изменение соотношения между моменто.м сцепления и силой сцепления не воспроизводится, что приводит к ощибке при моделировании изменений скорости транспортного

5 средства до 10-15%.

Цель изобретения - уменьшение методической погрешности моделирования процесса изменения скорости транспортного средства.

Указанная цель достигается тем, что стенд снабжен муфтой-компенсаторо.м, установленной в трансмиссии стенда на входе маховика-имитатора кинетической энергии и скорости, множительно-делительным устройством и сум.матором, выход которого под5 к тючен к обмотке управления муфты-компенсатора, кроме того, вход делителя множительно-делительного .устройства подключен к тахогенератору, механически связанному с маховиком-имитатором, один вход сумматора подключен к выходу множительно-делительного устройства, вход делимого которого и второй вход сумматора подключены к выходу узла умножения блока вычисления момента сцепления, а вход множительно-делительного устройства - к выходу блока вос произведения функциональной зависимости угловой скорости незатормаживаемого колеса от скорости транспортного средства.

На чертеже представлена блок-схема стенда для испытаний систем управления торможением колес транспортного сред0 ства.

Стенд содержит связанные между собой трансмиссией двигатель 1 раскрутки, муфтукомпенсатор 2, маховик-имитатор 3 кинетической энергии и скорости, муфту-имитатор 4

j момента сцепления колеса с дорогой, муфту-имитатор 5 тормозного момента, имитатор 6 колеса и два тахогенератора 7 и 8. В качестве муфт 2, 4 и 5 могут быть использованы, например, электромагнитные порошковые муфты.

0 Кроме того, стенд содержит су.мматор 9, выход которого подключен к обмотке управления муфты 2; .множительно-делительное устройство 10, выход которого подключен к одному входу сумматора 9, и два блока 11 и 12 вычисления соответственно, момента сцепления и тормозного момента. В состав блока 11 (12) входят узел 13 (14) умножения, выход которого подключен к обмотке

управления муфты 4 (5), и два функциональных преобразователя 16 и 17 (18 и 19), выходы которых подключены к входам соответствующего узла умножения. В блок 11 входят также узел 20 деления, один вход которого подключен к тахогенератору 8, а другой - к функциональному преобразователю 15 скорости транспортного средства в угловую скорость незатормаживаемого колеса, а выход - к преобразователю 16. Выход преобразователя 15 подключен также и к входу множительно-делимого устройства 10 Входы преобразователей 17 и 18 и вход делителя устройства 10 подключены к тахогенератору 7. Выход узла 13 умножения подключен к входу множителя устройства 10 и к второму входу сумматора 9. Сумматор 9, узлы 13 и 14 умножения, блок 20 деления и функциональные пре: образователи 15-19 могут быть реализованы, например, известными типовыми включениями стандартных операционных усилителей, блоков нелинейностей и блоков умножения, входящих в состав аналоговой вычислительной мащины (например, МН-10). В качестве устройства 10 может быть использовано, например, множительно-делительное устройство, работающее на принципе щиротно-импульсной модуляции.

Стенд также содержит испытуемую систему 21 с датчиком 22 частоты вращения колеса, механически связанным при испытаниях с имитатором 6 колеса, и с датчиком 23 давления в тормозе колеса, подключенным к входу преобразователя 19.

Перед началом испытаний в функциональные преобразователи вводятся, например методом кусочно-линейной апроксимации, нормированные по максимальному значению функциональные зависимости угловой скорости незатормаживаемого колеса от скорости транспортного средства (в преобразователе 15), момента сцепления от скольжения (преобразователь 16) и от скорости (преобразователь 17), тормозного момента от скорости (преобразователь 18) и от давления в тормозе колеса (преобразователь 19). В узлы 13 и 14 умножения вводятся коэффициенты моделирования моментов, а в устройстве 10 коэффициент моделирования силы сцепления.

Двигатель 1 через переведенную в режим раскрутки муфту-компенсатор 2 разгоняет маховик-имитатор 3 до заданного значения угловой скорости, моделирующей линейную скорость транспортного средства. Угловая скорость маховика-имитатора 3 измеряется тахогенератором 7, преобразуется преобразователем 15 в сигнал, пропорциональный угловой скорости незатормаживаемого колеса. Муфта-имитатор 4 по сигналам с блока 11 вычисления момента сцепления прикладывает к имитатору 6 колеса момент, разгоняя его до тех пор, пока сигналы с тахогенератора 8 преобразователя 15 не сравняются, т.е. до совпадения угловых скоростей имитатора колеса и незатормаживаемого колеса. После этого муфта 2 переводится в режим компенсации, для чего ее обмотка управления подключается к сумматору 9.

Процесс испытаний начинается с включения тормозной системы 21, в тормозе которой возрастает давление, воздействующее через датчик 23 на преобразователь 19. Блок 12 по текущим значениям скорости маховика 3 и давления в системе 21 рассчитывает величину тормозного момента и воздействует на муфту-имитатор, в которой создается тормозной момент, замедляющий вращение имитатора 6 колеса. Узел 20 деления рассчитывает величину относительного скольжения имитатора 6 колеса по отнощению к незатормаживаемому колесу, а блок 11 по текущим значениям скольжения и скорости рассчитывает значение момента сцепления. В муфте-и111итаторе 4 по сигналу с блока II создается момент, препятствующий замедлению имитатора 6 колеса. Если располагаемый момент сцепления превыщает максимальный тормозной момент (торможение на сухой дороге), то при некотором значении скольжения установится динамическое равновесие между моментами в муфтахимитаторах 4 и 5. Если располагаемый момент сцепления меньще максимального тормозного момента (торможение на мокрой или покрытой льдом дороге), то скольжение и замедление имитатора.6 колеса будут нарастать до тех пор, пока тормозная система 21 не сбросит давление в тормозе, а следовательно, и момент в муфте 5. При этом имитатор 6 колеса раскрутится моментом сцепления в муфте-имитаторе 4 за счет энергии маховика 3 до нового значения угловой скорости незатормаживаемого колеса, сформированного преобразователем 15, после чего тормозная система 21 вновь подаст давление в тормоз и цикл будет повторяться до полной остановки маховика 3.

На всех режимах тормозного пробега одновременно с появлением сигнала с блока 11 устройство 10 формирует сигнал, пропорциональный произведению сигнала с блока 11 (момента сцепления) на отнощение сигнала с преобразователя 15 (угловой скорости незатормаживаемого колеса) к сигналу с тахогенератора 7 (линейной скорости), т.е. пропорциональный силе сцепления колеса с дорогой. Таким образом, с учетом введенного коэффициента моделирования силы сцепления устройство 10 формирует сигнал, пропорциональный тормозному моменту маховика 3. Причем, так как в общем случае из-за изменения соотношения между сило и моментом сцепления в процессе торможения, момент, рассчитанный в устройстве 10, не совпадает с моментом сцепления, рассчитанным блоком 11, то на выходе сумматора 9, осуществляющего алгебраическое суммирование, формируется сигнал, пропорциональный их разности. Сигнал с сумматора 9 воздействует на муфту-компенсатор 2, создавая в ней момент, компенсирующий разность сигналов с блока 11 и устройство 10. В результате на маховик 3 воздействуют два момента: тормозной момент с муфты-имитатора 4 и крутящий момент с двигателя 1 через муфту-компенсатор 2, а сумма этих моментов равна могу1енту, рассчитанному в устройстве 10. Следовательно к маховику приложен тормозной момент, моделирующий силу сцепления колеса с дорогой, что исключает методическую погрешность моделирования процесса изменения линейной скорости транспортного средства. При испытаниях серийных тормозных систем летательных аппаратов на стенде до 10% торможений приходится на подбор постоянного радиуса колеса, при котором расхождение в графиках процессов изменения скорости маховика и реальной скорости летательного аппарата минимально. Использование изобретения снижает методическую ощибку моделирования процесса изменения скорости и позволит исключить необходимость указанных торможений.

СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ КОЛЕС ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА по авт. св. № 839791, отличающийся тем, что, с целью уменьшения методической погрешности моделирования процесса изменения скорости транспортного средства, он снабжен муфтой-компенсатором,установленной в трансмиссии стенда .на входе маховика-имитатора кинетической энергии и скорости, множительно-делительным устройством и сумматором, выход которого подключен к обмотке управления муфты-компенсатора, кроме того, вход делителя множительно-делительного устройства подключен к тахогене ратору, механически связанному с маховиком-имитатором, один вход сумматора подключен к выходу множительно-делительного устройства, вход делимого которого и второй вход сумматора подключены к выходу узла умножения блок вычисления момента сцепления, а вход множительно-делительного устройства - к выходу блока воспроизведения функциональной зависимости угловой г скорости незатормаживаемого колеса от скорости транспортного средства. (О 1 1