Устройство для измерения временных параметров тормозов колес автомобиля Советский патент 1985 года по МПК G01M17/07 B60T17/22 

i Иэобретешге относится к диагност рованию технического состояния тран портных средств, в частности к устройствам для контроля и измерения тормозных параметров автомобиля. По основному авт.ев, № 462752 известно устройство для измере шя временных параметров тормозов колес автомобиля, содержащее по меньшей мере один измерител.ьный канал, состоящий из датчика тормозной силы, соединенного через блок фop п poвaни сигнала управления с регистрирующим прибором, и блок формирования импул са начала отсчета, причем блок форм рования сигнала управления содержит дифференцирующую цепочку, формирова тель импульса и триггер, к одному из входов которого подключена через формирователь импульса указанная це , а к другому - блок формирова ния импульса начала отсчета, который может быть выполнен в виде ана логичного первому второго измерител ного канала Ctf . Недостатком известного устройств является сравнительно большая трудоемкость диагностирования вследствие невозможности разделения неисправностей пневматического тормо ного привода (увеличенньА свободный лоц педали тормо:за, дефект тормозного крана, нарушение герметичности трубопровода и др.) и тормозных мех низмов (дефект тормозной камеры, увеличе гкый зазор между тормозными накладками к барабаном и др.). Цель нзоС5ретения - сокращение грудовйкости диагностирования торМ05НОЙ системы автомобиля. Поставленная, цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено двумя измерительными кана лами, каждь Й из которьгх состоит из датчика лавления воздуха в тормозной камере колеса автомобиля, фор;чировате,г1я импульса, трех триггеров и двух регистрирующих приборов, причем вход формирователя импульса подключен к выходу датчика давления воздуха в тормозной камере один вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульса начала отсчета, другой вход с выходом формирователя импульса, а выход - с первым регистрирующим прибором, один вход второго тригге ра соединен с выходом формирователя импульса, другой вход - с вы92ходом третьего триггера, а выход с вторым регистрирующим .прибором, при этом счетный вход третьего триггера подключен к выходу триггера Шмитта блока формирования сигнала управления. На фиг. 1 изображена блок-схема устройства на фиг. 2 - осциллограммы напряжения в различных точках схемы. Устройство содержит датчики 1 и 2 тормозных сил соответственно правого и левого колес, датчики 3 и 4 давления воздуха в тормозной камере соответственно правого и левого колес, усилители 5-10, дифференцирующие цепи 1 и 12f триггеры 3-16 Шкитта, триггерь; 7-26, переключатели 27 и 28, схемы 29 и 30 формирования импульса начала отсчета и регистрирующие приборы 31-36. Вь;ход датчика 1 тормозной силы правого колеса автомобиля подключен к входу усилителя 5. Выход усилителя 5 через дифференцирующую цепь 1, усилитель 9 и триггер 3 Шмиття соединен со счетными входами триггеров 17 и 19, Один вход триггера 21 связан с выходом триггера 17, другой через переключатрг-ь 27 - с выходом схемы 29 формирования импульса начала отсчета. Выход триггера 2 соединен с регистрирующим прибором 3, Выход датчика 3 давления воздуха в тормозной камере правого колеса подключен через усилитель 7 к входу триггера 15 Шмитта. Один вход триггера 23 соединен с выходом триггера 15 Шмитта, другой - с выходом cxeNfti 29 формирования импульса начала отсчета. Выход триггера 23 связан с входом регистрирующего прибора 33. Один вход триггера 25 соединен с выходом триггера 5 Шмитта, другой вход - с выходом триггера 19, а выход с регистрирующим прибором 35. Выход датчика 2 тормозной силы левого колеса автомобиля подключен к входу усилителя 6. Выход усилителя 6 через дифференцирующую цепь 2, усилитель 10 и триггер 14 Шмитта соединяется с счетными входами триггеров 18 и 20. Один вход триггера 22 связан с выходом триггера 18, другой - через переключатель 28 с выходом схемы 30 формирования импульса начала отсчета. Выход триггера 22 подключен к регистрирующему прибору 32. Выход датчика 4 дав- 3 леиия воздуха в тор(озной камере левого колеса соединен через усилитель 8 с входом триггера 16 Шмитта. Один вход триггера 24 связан с выходом триггера 16 Шмитта, другой - с выходом схемы 30 формирования импульса начала отсчета, а выход - с входом регистрирующего прибора 34. Одии вход триггера 26 сое динен с выходом триггера 16 Шмитта другой вход - с выходом триггера 20, а выход - с регистрирующим прибором 36. Датчики 1 и 2 тормозной силы колес автомобиля предназначены для преобразования тормозной силы в электрический cirtHan, пропорциональный ей по напряжению. Каждый из датчиков содержит пружинную месдозу и индуктивный преобразователь линей ных перемещений в электрическую величину типа 1Щ-5. Усилители 5 и 6 служат для усиления сигналов датчиков 1 и 2 тормозной силы и выполнены на основе операционных усилителей К140УД16 с отрицательной обратной связью. Дифференцирующие цепи И и 12 предназначены для получения первой производной от тормозной силы правого и левого колес, aвfoмoбиля и выполнены в виде пассивных ВС-цепей Усилители 9 и 10 служат для усиления сигналов с выходов дифференцирую1ких цепей 11 и 12 и выполнены на основе операционных усилителей К140УД8Б с высоким входным сопротивлением и отрицательной обратной связью. Триггеры 13 и 14 Юмитта предназначены для формирования переднего и заднего фронта сигналов с выходов усилителей 9и 10и к толненына основ операционных усилителей К140УДIБ с по ложительной обратной связью. Триггеры 17 и 18 служат для выделения момента достижения тормозной силой соответственно правого и левого колес максимального значения, имеют счетные входы и выполнены на основе цифровых интегральных мик росхем К155ТМ2. Триггеры 21 и 22 предназначены для формирования импульсрв, длительности которых соответствуют времени срабатывания тормозной системы соответственно правого и левого колес и выполнены с раздельными входами на основе микросхем К155ТМ2. Триггеры 19 и 20 94 служат для выделения моментов начала возрастания тормозной силы соответственно правого и левого колес имеют счетные входы и выполнены на основе микросхем KI55TM2. Переключатели 27 и 28 предназначены для подключения входов триггеров 21 и 22 к выходам схем 29 и 30 формирования импульса начала отсчета или к выходам триггеров 18 и 17 и выполнены в виде переключателя П2К. Схемы 29 и 30 формирования импульса начала отсчета служат для формирования сигналов о начале нажатия на педаль тормоза. Они вьтолнены в виде микропереключателя, установленного на тормозной педали испытуемого автомобиля. Регистрирующие приборы 31 и 32 предназначены для измерения времени срабатьгаания тормозной системы соответственно правого и левого колес или неодновременности срабатывания тормозов колес автомобиля в цифровом виде в зависимости от положения переключателей 27 и 28. Они представляют собой,электронные счетчики на базе микросхем К155ИЕ2-, подсчитывающие число импульсов эталонного генератора за время длительности импульсов с выходов триггеров 21 и 22. Состояние счетчиков индицируется цифровыми индикаторами ИН-12, управляемыми дешифраторами ,5.ИД1. Датчики 3 и 4 давления воздуха в тормозной камере правого и левого колес служат для преобразования давления воздуха в пропорциональный ему по уровню напряжения электрический сигнал. В качестве датчиков используются датчики давления воздуха типа Щ 1А-0-7. Усилители7 и 8 служат для усиления сигналов датчиков 3 и 4 даваения воздуха и выполнены аналогично усилителям 5 и 6. Триггеры 15 и 16 Шмитта предназначены для вьздачи сигналов при превышении давления воздуха а тормозной камере соответственно правого и левого колес заданной величины, определяемой уровнем порога срабатывания триггеров Шмитта и выполнены на основе операционных усилителей К140УД1Б с положительной обратной связью, и регулируемым порогом срабатывания. Триггеры 23 и 24 служат для формирования импульсов, длитель-. ности которых соответствуют времени запаздывания срабатьгаания пневматического тормозного привода соответственно правого и левого колес и выполнены на базе микросхем К155ТМ2 Оба триггера имеют раздельные входы. Триггеры 25 и 26 предназначены для формирования импульсов, длительности которых соответствуют времени запаздьшания срабатывания тормозного механизма соответственно правого и левого колес. Они выполнены на основе микросхем KI55TM2 и имеют раздельные входы. Регистрирующие приборы 33 и 34 служат для измерения времени запаздывания срабатывания пневматическог тормозного привода соответственно правого и левого колес, а регистрир ккцие приборы 35 и 36 - времени запаздывания срабатывания тормозного механизма правого и левого колес со ответственно. Все регистрирующие пр боры выполнены аналогично регистрир ющим приборам 31 и 32. Устройство работает следующим образом. На фиг, 2а показан сигнал с выхо да датчика I тормозной силы правого колеса. В момент времени t включается электродвигатель тормозного стенда. Сигнал усиливается усилителем 5, затем дифференцируется (фиг, 26). Положительные импульсы, соответствующие переднему фронту сигналов, усиливаются усилителем 9 и формируются триггером J3 Шмитта (фиг. 2в). Триггер J7 работа ет в счетном режиме от.заднего фрон та импульсов, поступающих с выхода триггера 13 Шмитта (моменты времени 11 ) На выходе триггера 17 присутствует прямоугольное напряжение , задний фронт которого соответствует моменту t,() достижения тормо ной силой правого колеса максимального значения (фиг. 2г), В момент времени tj- включается тормоз. С выхода схемь 29 формирования импульса начала отсчета появляется прямоугольное напряжение (фиг.2д), пе редним фронтом которого запускается триггер 21. На выходе триггера 21 и ется прямоугольное напряжение фиг. длительность которого соответствует времени срабатьгеания тормоза правого колеса автомобиля (tf-t). На фиг, 2ж изображен сигнал с выхода датчика 3 давления воздуха в тормозной камере правого колеса. После включения тормоза уровень этого сигнала возрастает по напряжению, усиливается усилителем 7 и при достижении порога срабатывания триггера 15 Шмитта в момент времени tj на его выходе формируется прямоугольное напряжение (фиг. 2 з). Триггер 23 запускается передним фронтом прямоугольного напряжения с выхода схемы 29 формирования импульса начала отсчета, а выключается .сигналом с выхода триггера 15 Шмнтта. Прямоугольное напряжение на выходе триггера 23 (фиг.2и) соответствует времени запаздывания срабатывания пневматического тормозного привода правого колеса автомобиля (tg-tf). Сигнал с выхода триггера 15 Шмитта также запускает триггер 25, который выключается прямоугольным напряжением с выхода триггера 19 {фиг, 2к). На выходе триггера 25 имеется прямоугольное напряжение (фиг. 2л), длительность которого соответствует времени запаздывания срабатывания тормозного механизма правого колеса автомобиля (tg-t,). На фиг. 2м изображен сигнал с выхода датчика 2 тормозной силы левого колеса. Сигнал усиливается усилителем 6 и дифференцируется (фиг. 2н). Положительные импульсы, соответствующие переднему фронту сигналов, усиливаются усилителем 10, формируются триггером 14 ПЫитта (фиг. 2о) и поступают на триггер 18, работающий в счетном реяшме. На выходе триггера 18 появляется прямоугольное.напряжение (фиг. 2п), задний фронт которого соответствует моменту tij достижения тормозной силой левого колеса максимального значения. С выхода триггера 22 имеется прямоугольное напряжение (фиг. 2р), длительность которого равна, времени срабатывания тормоза левого колеса (tj-t,). На фиг. 2с изображен сигнал с выхода датчика А давления воздуха в тормозной камере левого колеса. После включения тормоза уровень этого сигнала начинает возрастать по напряжению, усиливается усилителем 8 и при достижении порога срабатывания триггера 16 Шмитта в момент времени t на его выходе формируется прямоугольное напряжение (фиг. 2т). Триггер 24 запускается передним фронтом прямоугольного напряжения с выхода схемы 30 формирования импульса начала отсчета, а выключается сигналом с выхода триггера 16 ПЫитта. Прямоугольное напряжение на выходе триггера 24 (фиг. 2у) соответствует времени запаздывания срабатывания пневматического тормозното привода левого колеса автомобиля (tj-t,). Сигнал с выхода триггера 16 Шмитта запускает триггер 26, который выключается прямоугольным напряжением с выхода триггера 20 (фиг. 2ф). На выходе триггера 26 имеется йрямоугольное напряжение (фиг. 2х), длительность которого соответствует времени запаздывания сра батывания тормозного механизма левого колеса автомобиля (). При по даче сигнала через переключатель 27 на второй вход триггера 21 с выхода триггера 18 и через переключатель 28 на второй вход триггера 22 с выхода триггера 17 на выходе триггера 21 появляется прямоугольное напряжение (фиг. 2ц), длительность которого рав на времени опережения срабатывания тормозного привода правого колеса от носительно левого. Триггер 22 не дает показаний на регистрирующий прибор 32, в процессе торможения он остается в нулевом положении. В случа если раньше срабатывает тормозной привод левого колеса, прямоугольное напряжение появляется на выходе триг гера 22. При одновременном срабатывании тормозов на выходе триггеров 21 и 22 сигналов нет, регистрируиицие приборы 31 и 32 остаются в нулевом положении . Таким образом, по окончании .цикла работы устройства регистрирующие приборы 31 и 32 фиксируют время от момента начала нажатия на педаль тормоза до момента достижения максимального значения тормозной силы соответственно правого и левого колес, т.е. время срабатьгеания тормозного привода, или (при другом положении переключателей 27 и 28) время от момента достижения максимума тормозной силы на одном колесе до момента достижения максимума тормозной силы ha другом колесе, т.е. неодновременность срабатывания тормозов колес автомобиля. Регистрирующие приборы 33 и 34 регистрируют время от момента начала нажатия на педаль тормоза до момента начала возрастания давления воздуха в тормозной камере соответственно правого и левого колес, т.е. время запаздывания срабатывания пневматического тормозного привода. Регистрирующие приборы 35 и 36 фиксируют время от момента начала возрастания давления воздуха в тормозной камере до момента начала возрастания тормозной силы соответственно правого и левого колес, т.е. время запаздывания срабатывания тормозного механизма колес. I Введение двух измерительных каналов позволяет раздельно измерять время запаздывания пневматического тормозного привода и время запаздывания срабатывания тормозного-меха.ниэма и тем самым сократить время диагностирования.

П

JJ

25

35

П

Эч

Г7.

31

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗОВ КОЛЕС АВТОМОБИЛЯ по авт.св. №462752, отличающееся тем, что, с целью сокращения трудоемкости диагностирования тормозной систеьвд автомобиля, оно дополнительно снабжено двумя измерительными каналами. каждый из которых состоит из Датчика давления воздуха в тормозной камере колеса автомобиля, формирователя импульса, трех триггеров и двух регистрирукяцих приборов, причем вход формирователя импульса подключен к выходу датчика давления воздуха в тормозной камере, один вход первого триггера соединен с выходом формирователя импульса, другой вход - с блоком формирования импульса начала отсчета, а выход - с первым регистрирующим прибором, один вход второго триггера соединен с выходом формирователя импульса, другой вход - с выходом третьего триг(Л гера, а выход - с вторым регистриг рукяцим прибором, приЭТОМ счетный вход третьего триггера подключен к выходу триггера Шмитта блока формирования сигнала управления.

10

12

гф-.

I1В

32

20

3fy

Hi

фиг,-/.