Стенд для диагностирования технического состояния транспортных средств Советский патент 1990 года по МПК G01M17/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния двигателя и трансмиссии транспортного средства.

Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости диагностирования.

На фиг. 1 изображена структурная схема стенда; на фиг. 2 - график изменения частоты ы вращения ведущих колес, нагрузки на ведущих колесах и углового ускорения Ј ведущих колес от времени.

Стенд содержит установленные на основании ведущие 1 и поддерживающие 2 опорные ролики, регулируемый тормоз 3, кинематически, соединенный с ведущими опорными роликами 1, датчик 4 частоты вращения опорных роликов с нормирующим преобразователем 5,

датчик 6 крутящего момента регулируемого тормоза с нормирующим преобразователем 7, первый 8, второй 9 и третий 10 компараторы, блок 11 уставок, систему 12 автоматического регулирования, регистрирующий прибор 13 скорости, дифференциатор 14, логический блок 15, вычислительное устройство 16 и регистрирующий прибор 17.

Система 12 автоматического регулирования содержит усилитель 18 рассогласования, переключатель 19 и блок 20 управления силовыми элементами.

Логический блок 15 содержит первый элемент И 21, инвертор 22, второй 23 и третий 24 элементы И, RS-триггер на первом 25 и втором 26 элементах И-НЕ, резистор 27 и нормально открытый контакт (кнопку) 28 Сброс.

Вычислительное устройство 16 содержит с первого по пятый блоки 29-33

Сл

4

СО

to

00

памяти, первый сумматор 34, делитель 35, первый 36 и второй 37 перемножители, второй сумматор 38 и третий перемножитель 39. Блоки памяти выполнены на схемах выборки-хранения, сумматоры - на операционных усилителях, делитель и перемножители - на базе интегральной микросхемы аналогового перемножителя.

Блок 11 уставок представляет собой четыре резисторных делителя напряжения и формирует напряжения, соответствующие со3 , оо2, u, р„ .

Компараторы 8, 9 и 10 выполнены на базе интегральных микросхем и имеют на выходе сигнал лог.1 при частоте вращения опорных роликов, меньшей соответствующей уставки.

Сигнализирующее устройство 40 пред ставляет собой управляемый мультивибратор, на выходе которого включено световое табло Отключить двигатель. Переключатель 19 выполнен на базе двунаправленного бесконтактного переключателя в интегральном исполнении.

Выход нормирующего преобразователя 5 соединен с входами регистрирующего прибора 13 скорости и дифференциатора 14, вторыми входами первого 8, второго 9 и третьего 10 компараторов и с вторым входом вычислительного устройства 16, выход дифференциатора 14 соединен с первым входом вычислительного устройства 16. Первый вход первого компаратора 8 соединен с третьим выходом блока 11 уставок, первый вход второго компаратора 9 - с вторым выходом блока 11 уставок, первый вход третьего компаратора 10 - с первым выходом блока 11 уставок. Выход первого компаратора 8 соединен с первым входом логического блока 15, выход второго компаратора 9 - с вторым входом логического блока 15, выход третьего компаратора 10 - с третьим входом логического блока 15 и с входом сигнализирующего устройства 40. Выход нормирующего преобразователя 7 соединен с одним из входов усилителя 18 рассогласования и с третьим входом вычислительного устройства 16. Чевтертый выход блока 11 уставок соединен с другим входом усилителя 18 рассогласования, выход которого соединен с вторым входом переключателя. Управляющий вход переключателя 19 соединен с первым выходом логического блока 15, а выход - с входом блока

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

20 управления силовыми элементами, выход которого соединен с входом управляющего элемента регулируемого тормоза 3. Первый выход логического блока 15 соединен с четвертым входом вычислительного устройства 16, второй выход - с пятым входом вычислительного устройства 16, третий выход - с шестым входом вычислительного устройства 16, выход которого соединен с регистрирующим прибором 17.

В составе логического блока 15 его второй вход соединен с первым входом первого элемента И 21 и с входом инвертора 22, выход которого соединен с первым входом второго элемента И 23. Первый вход третьего элемента И 24 соединен с первым входом логического блока 15, второй вход второго элемента И 23 - с первым выходом RS-триг- гера, связанным с выходом первого элемента И-НЕ 25. Вторые входы первого 21 и третьего 24 элементов И объединены и соединены с вторым выходом RS.-триггера, связанным с выходом второго элемента И-НЕ 26. Выход первого элемента И 21 соединен с вторым выходом логического блока 15, выход второго элемента И 23 - с третьим выходом логического блока 15, выход третьего элемента И 24 - с первым выходом логического блока 15. Первый вход первого элемента И-НЕ 25 соединен с третьим входом логического блока 15, второй вход - с выходом второго элемента И-НЕ 26, первый вход второго элемента И-НЕ 26 - с выходом первого элемента И-НЕ 25, второй вход через резистор 27 - с плюсовой клеммой источника тока. Нормально разомкнутый контакт (кнопка 28 Сброс) подключен к резистору 27 и к минусовой клемме источника тока.

Вход первого блока 29 памяти соединен с третьим входом вычислительного устройства 16, вход второго блока 30 блока памяти - с вторым входом вычислительного устройства 16, входы третьего 31, четвертого 32 и пятого 33 блоков памяти объединены и соединены с первым входом вычислительного устройства 16. Управляющие цепи первого 29, второго 30 и третьего 31 блоков памяти соединены с четвертым входом вычислительного устройства 16, управляющая цепь четвертого блока 32 памяти - с пятым входом вычислитель- ,ного устройства 16, а управляющая

5

цепь пятого блока 33 памяти - с гаес- тым входом вычислительного устройства 16. Выход третьего блока 31 памяти соединен с одним из входов первого сумматора 34, выход четвертого блока 32 памяти - с другим входом первого сумматора 34 и с одним входом первого перемножителя 36. Выход первого блока 29 памяти соединен с одним входом делителя 35, выход первого сумматора 14 - с другим входом делителя 35, выход которого соединен с другим входом первого перемножителя 36 и с одним из входов второго перемножителя 37. Выход пятого блока 33 памяти соединен с другим входом второго перемножителя 37. Выход первого поромножителя 36 соединен с одним входом второго сумматора 38, другой вход которого соединен с выходом второго перемножнтеля 37. Один из входов третьего перемножителя 39 соединен с выходом второго блока 30 памяти, другой вход - с выходом второго сумматора 38, а выход с выходом вычислительного устройства 16.

Для определения мощности двигателя и потерь мощности в трансмиссии транспортное средство устанавливают ведущими колесами на опорные ролики 1 и 2, нажимают кнопку 28 Сброс разгоняют транспортное средство до частоты обращения, контролируемой датчиком 4 частоты вращения. Включается сигнализирующее устройство 40, которое подает световой сигнал Откл чить двигатель. Отключают двигатель транспортного средства от входного вала трансмиссии, при этом вращение трансмиссии происходит в режиме свободного выбега.

При нажатии кнопки 28 Сброс устанавливают RS-триггер на элементах И-НЕ 25 и 26 в нулевое состояние, т.е. на первом выходе RS-триггера (выходе первого элемента И-НЕ 25) устанавливается лог.О. Разгон транспортного средства начинается с постоянной нагрузкой ц о( участок 1 на фиг. 2). Постоянство нагрузки в транмиссии обеспечивается замкнутой системой 12 автоматического регулирования, в которой сравнивается сигнал поступающий с четвертого выхода блока 11 уставок, и сигнал обратной связи, поступающий с выхода нормирующего преобразователя 7. Разность

0

5

сигналов (сигнал рассогласования) усиливается усилителем 18 рассогласования и через открытый переключатель

- 19 и блок 20 управления силовыми элементами поступает на управляющий элемент регулирующего тормоза 3.

В процессе разгона на выходе дифференциатора 14 формируется сигнал,

0 пропорциональный угловому ускорению Ј ведущих колес транспортного средства, который поступает на входы третьего 31, четвертого 32 и пятого 33 блоков памяти. Одновременно на входы

5 второго 30 и первого 29 блоков памяти поступают сигналы соответственно с выхода нормирующего преобразователя 5 датчика 4 частоты вращения и с выхода нормирующего преобртэователя 7 датчика 6 крутящего момента. Первый 29, второй 30, третш 31 и четвертый 32 блоки памяти находятся в режиме записи, так как на четвертый и пятый входы вычислительного устройства 16

Поступают СИГНЛТЪ ЛОГ.1 С ВЫХОДОВ

элементов И 24 и 21, на входы которых поступают сигналы лог.1 соответственно от первого 8 и второго 9 компараторов и RS-триггера (с выхода

0 второго элемента И-НЕ 26),

В процессе разгона в момент времени t t, при достижении значения частоты а1,вращения срабатывает первый компаратор 8 и на выходе третьего

5 элемента И 24 появляется сигнал лог.О, что переводит первый 29f второй 30 и третий 31 блоки памяти в режим хранения и на т выходе появляются сигналы соответственно рс,

0 t, f,, соответствующие моменту

срабатывания первого компаратора 8. В этот же момент сигнал лог.О с выхода третьего элемента И 24 поступает на управляющий вход иереключа5 теля 19, который отключает выход

усилителя 18 рассогласования от входа блока 20 управления силовыми элементами, что пртгаодит к отключению регулируемого тормоза 3. С момента

0 времени t L разгон транспортного средства осуществляется без дополнительной нагрузки при отключенном регулируемом тормозе 3 (участок II на фиг. 2).

При достижении частоты и-ы,вра- щения в момент времени t t срабатывает второй компаратор 9 и на выходе первого элемента И 21 появляется сигнал лог.О, что переводит четвертый блок 32 памяти в режим хранения и на выходе последнего появляется сигнал, соответствующий Јг. При достижении частоты w вращения срабатывает третий компаратор 10, что приводит к изменению состояния RS- триггера и появлению сигнала лог. Ч на выходе второго элемента И 23, что переводит пятый блок 33 памяти в режим записи. В этот же момент включается сигнализирующее устройство 40, по Сигналу Отключить двигатель которого отключают двигатель транспортного средства от входного вала трансмиссии. Транспортное средство переходит в режим свободного выбега (участок III на фиг. 2). При достижении частоты ц) и;., в ращения в момент времени t отключается первый компаратор 8, на выходе второго элемента И 23 появляется сигнал лог.О, который переводит пятый блок 33 памяти в режим хранения и на выходе последнего появляется сигнал, соответствующий Ј3. С выходов третьего 31 и четвертого 32 блоков памяти сигналы поступают на входы первого сумматора 34, на выходе которого формируется сигнал, пропорцио- нальный разности . С выхода первого блока 29 памяти и выхода первого сумматора 34 сигналы поступают на входа делителя 35, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный частному р0/(Ј7-Ј,). С выхода четвертого блока 32 памяти и выхода делителя 35 сигналы поступают на входы первого перемножителя 36, на выходе которого Нормируется сигнал, пропорционалм ный („ Чг1 (Ј2-Ј,). С выхода пятого блока 33 памяти и выхода делителя 35 сигналы поступают на входы второго перемножителя 37, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный Ц„ Н4/(Е7-Ј,). Сигналы с выходов первого 36 и второго 37 перемножителей поступают на входы второго сумматора 38, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный (Ј2+ Ј3) /(Е7 -Ј,). С выхода второго блока 30 памяти и- выхода второго сумматора 38 сигналы поступают на входы третьего перемножителя 39, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный мощности N двигателя транспортного средства:

N М о tej+Ј3)uJ/(,

Сигнал с выхода третьего перемножителя 39 поступает на регистрирующий прибор 17. По величине мощности двигателя, определяемой вычислительным устройством 16 по приведенной формуле, оценивается техническое состояни транспортного средства.

Таким образом, в предлагаемом стенде воспроизводятся последовательно два процесса разгона транспортного средства при двух различных уровнях нагрузки с последующим свободны выбегом, что устраняет необходимость определения момента инерции вращающихся масс трансмиссии и стенда и тем самым повышает точность диагностирования технического состояния транспортного средства. Автоматическое определение мощности двигателя снижает трудоемкость диагностирования.

Формула изобретения

Стенд для диагностирования технического состояния транспортных средств содержащий установленные на основании опорные ролики, регулируемый тормоз, кинематически соединенный с опорными роликами, датчик частоты вращения опорных роликов с нормирующим преобразователем, датчик крутящего момента регулируемого тормоза с нормирующим преобразователем, регистрирующий прибор скорости и дифференциатор, входы которых соединены с выходом нормирующего преобразователя датчика частоты вращения опорных роликов, блок уставок, первый компаратор, первый вход которого соединен с третьим выходом блока уставок, второй вход - с выходом нормирующего преобразива- вателя датчика частоты вращения опорных роликов, второй компаратор, первый вход которого соединен с вторым выходом блока уставок, второй вход - с выходом нормирующего преобразователя датчика частоты вращения опорных роликов, вычислительное устройство, первый вход которого соединен с выходом дифференциатора, регистрирующий прибор, соединенный с выходом вычислительного устройства, и систему автоматического регулирования, имеющую усилитель рассогласования, один вход которого соединен с выходом нормирующего преобразователя датчика крутящего момента регулируемого

тормоза, и блок управления силовыми элементами, выход которого соединен с входом управляющего элемента регулируемого тормоза, о тличающий с я тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости диагностирования, он снабжен третьим компаратором, первый вход которого соединен с первым выходом блока уставок, второй вход - с выходом нормирующего преобразователя датчика частоты вращения опорных роликов, сигнализирующим устройством, вход которого соединен с выходом третьего компаратора, логическим блоком, первый вход которого соединен с выходом первого компаратора, второй вход - с выходом второго компаратора, третий вход - с выходом третьего компаратора, первый, второй, третий выходы - соответственно с четвертым, пятым, шестым входами вычислительного устройства, и переключателем, управляющий вход которого соединен с первым выходом логического блока, второй вход - с выходом усилителя рассогласования, а выход - с входом блока управления силовыми элементами, при этом второй вход вычислительного устройства соединен с выходом нормирующего преобразователя датчика частоты вращения опорных роликов, третий вход - с выходом нормирующего преобразователя

0

5

0

5

0

датчика крутящего момента регулируемого тормоза, а четвертый выход блока уставок - с другим выходом усилителя рассогласования, при этом логичес-- кий блок содержит инвертор, вход которого соединен с вторым входом логического блока, первый элемент И, первый вход которого соединен с вторым входом логического блока, выход - с вторым выходом логического блока, второй элемент И, первый вход которого соединен с выходом инвертора, выход - с третьим выходом логического блока, третий элемент И, первый вход которого соединен с первым входом логического блока, выход - с первым выходом логического блока, первый элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с третьим входом логического блока, выход - с вторым входом второго элемента И, второй элемент И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, выход - с вторым входом первого элемента И-НЕ и с вторыми входами первого и третьего элементов И, резистор, подключенный к второму входу второго элемента И-НЕ и к плюсовой клемме источника тока, и нормально открытый контакт, подключенный к второму входу второго элемента И-НЕ и к минусовой клемме источника тока.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть использовано при оценке технического состояния двигателя и трансмиссии транспортного средства. Цель изобретения - повышение точности и снижение трудоемкости диагностирования. Транспортное средство устанавливают на опорные ролики, кинематически соединенные с регулируемым тормозом. С помощью системы управления осуществляют последовательно два процесса разгона транспортного средства при двух различных уровнях нагрузки с посследующим свободным выбегом и посредством датчика частоты вращения, датчика крутящего момента и вычислительного устройства определяют мощность двигателя транспортного средства. 2 ил.

1

Фиг. 2