Способ измерения давления воздуха в пневматических шинах Советский патент 1991 года по МПК G01L17/00 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано для измерения давления воздуха в пневматиче- ских шинах и касается усовершенствования способа измерения давления воздуха в пневматических шинах по авт.св. СССР № 1397757.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 схематически изображено устройство для осуществления способа; на фиг.2 - расчетная схема двухмассового реактивного возбудителя(неприставленного к шине); на фиг.З - временная диаграмма скорости V2 Х2 подвижной части возбудителя; на фиг,4 - временная диаграмма

скорости vi xi корпуса возбудителя; на фиг.5 - диаграмма нагружения возбудителем шины; на фиг.6-8 - диаграммы напряжений Uy, Ue, Ug, подаваемых блоком питания на соответствующие обмотки возбудителя; на фиг.9 - начальный участок осциллограммы свободных колебаний колебательной системы Присоединенный груз - упругая стенка на фиг 10 - график тарировочной зависимости частоты свободных колебаний колебательной системы от величины давления воздуха Р в пневматической шине колеса автомобиля.

Устройство, при помощи которого может быть реализован способ измерения давления воздуха в пневматических шинах, выполнено следующим образом.

°

1СЛ

N

ю

К контролируемой шине 1 (фиг.присоединен груз 2 (присоединение груза 2 к беговой дорожке контролируемой шины 1, а также ее удержание во время проведения измерений можно осуществлять вручную с помощью упругой штанги, эластичного крепления и другим способом). На присоединенном грузе 2 установлен приемник 3 колебаний (например, акселерометр), связанный с частотомером 4. Для возбуждения свободных колебаний шины предназначен двухмассный возбудитель, создающий реактивную нагрузку. Данный возбудитель состоит из двух основных частей - подвижной части 5 с массой та и неподвижной части 6 (корпуса) с массой гтц. Внутри корпуса 6 размещены обмотки электромагнитов 7-9. Для питания электромагнитов предназначен блок 10 питания.

В основе предложенного способа лежит использование для возбуждения свободных колебаний шины в точке, диаметрально противоположной точке присоединения груза, реактивной нагрузки, создаваемой приложенным к шине двухмассным возбудите- лем. Причем реактивная нагрузка создается перемещением подвижной части возбудителя а направлении от шины.

Сначала сумма приложенных к возбудителю внешних сил равна нулю (фиг.2), т.е. вибровозбудитель не приложен к шине. С помощью внутренних сил (в нашем случае электромагнитных) подвижной части возбудителя с массой гп2 сообщают скорость V2. Количество движения возбудителя как до, так и после действия внутренних сил не меняется и равно нулю (Р 0). Тогда согласно закону сохранения количества движения системы часть возбудителя с массой гтц со-, вершает реактивное движение, скорость v которого можно рассчитать по формуле.

mwi + rri2V2 0.

Как видно из формулы, скорость vi ре- активного движения части 1 и, соответственно, ее количество движения mivi легко управляется массой та и величиной ее скорости V2.

Затем вибровозбудитель прикладыва- ют к шине (фиг.1). Скорость V2 подвижной части возбудителя увеличивают от нуля до V2 макс (относительно неподвижной части), а затем подвижную часть затормаживают (см. временную диаграмму скорости V2 на фиг.З). Причем интервал времени от начала разгона подвижной части до конца ее торможения ориентировочно равен четверти периода колебаний шины. При движении подвижной части возбудителя в направлении от шины неподвижная часть совершает реактивное движение в направлении к шине и нагружает ее (см. временную диаграмму скорости движения неподвижной части вибровозбудителя на фиг.4). В момент времени, когда скорость движения неподвижной части возбудителя становится равной нулю, на- гружение шины возбудителем достигает максимума (см. точку А на временной диаграмме нагружения возбудителем шины), и на возбудитель практически действует только сила упругости со стороны шины. Эта сила разгоняет возбудитель с заторможенной подвижной частью от шины, и возбудитель отделяется от нее. После отделения возбудителя шина продолжает совершать свободные колебания по основной форме, частоту которой замеряют.

Возбуждение свободных колебаний шины реактивным усилием имеет то преимущество, что шине не передаются высокочастотные составляющие колебаний от возбудителя. Кроме того, при использовании предложенного возбудителя отпадает необходимость в точной взаимной ориентации шины и возбудителя.

Способ измерения давления воздуха в пневматических шинах без вскрытия вентиля осуществляется при помощи описанного устройства (фиг.1) следующим образом.

К поверхности шины 1 в области ее беговой дорожки в точке, расположенной в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения колеса, присоединяют груз массой m 1 кг, образуя колебательную систему Присоединенный груз - упругая стенка шины. Затем в точке, расположенной диаметрально противоположно точке присоединения груза, возбуждают свободные колебания шины 1. Для этого блоком 10 питания формируют постоянное напряжение Kg 12 В (фиг.8). Обмотка электромагнита 9 при этом удерживает подвижную часть 5 в исходном положении. Вибровозбудитель прикладывают к шине (фиг,1).

Для создания реактивной нагрузки бло,- ком 10 формируют импульс напряжения U (фиг.6) продолжительностью ti и электромагнитом 7 разгоняют подвижную часть 5,в направлении от шины до скорости У2макс- Следующим импульсом напряжения Uy продолжительностью t2 1,1 скорость подвижной части 5 уменьшают до нуля. Затем блоком 10 формируют постоянное напряжение Us (фиг.8). Этим напряжением обмотка электромагнита 8 поддерживает подвижную часть 5 в крайнем положении.

При разгоне подвижной части 5 в направлении от шины корпусом 6 создается

реактивная нагрузка, которая прикладывается к шине, возбуждая ее свободные колебания. Затем установленным на присоединенном грузе 2 приемником 3 колебаний регистрируют свободные колебания шины, после чего частотомером 4, связанным с приемником колебаний и блоком 10, измеряют частоту f свободных колебаний шины. Запуск частотомера осуществляется блоком 10 По измеренной частоте с помощью предварительно построенной тарировочной зависимости f от Р (фиг. 10) определяют давление воздуха в пневматической шине.

0

Формула изобретения

Способ измерения давления воз духа в пневматических шинах по авг ев № 1397757, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, возбуждение колебаний поверхности шины осуществляют реактивным импульсом, который создают движением в сторону от шины подвижного сердечника из магнитного материала, размещенного в цилиндрическом корпусе, торец которого предварительно приводят в механический контакт с поверхностью шины.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в качестве экспресс-метода контроля технического состояния колес транспортных средств. Цель изобретения - повышение точности измерений - достигается тем, что с поверхности шины в области ее беговой дорожки к точке, расположенной в горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения колеса, присоединяют груз массой т, величину которой выбирают из условия 0,08М т 3,ЗМ, где М - масса шины. Затем в точке, расположенной диаметрально противоположно точке присоединения груза, осуществляют возбуждение свободных колебаний шины реактивным импульсом, создаваемым перемещением подвижной части двухмассового возбудителя в направлении от шины. Измеряют частоту возбуждаемых колебаний шины и по измеренной частоте, используя предварительно построенную тарировочную зависимость давления от частоты колебаний, определяют величину давления в шине. 10 ил. (Л С

иш

77777

Фиг,1

шш

77777

§иг.2

Фиг. 3

Фиг. 4

Фиг. 5

V,

Фиг. 6

Фиг. 7

Фиг. 8

фиг. 9

3 р,кГ/сп

Фиг. Ю