Устройство для сигнализации о нагрузке на автомобиль Советский патент 1993 года по МПК G01G19/08 

Изобретение относится к транспортному машиностроению и может быть.использовано для модернизации действующих и при проектировании новых автомобилей и других наземных транспортных средств, содержащих пневмогидравлические подвески или гидравлические амортизаторы.

Цель изобретения - увеличение долговечности - достигается за счет того, что в устройство, содержащее датчики давления, связанные с индикаторами, введено реле ускорения, связанное с индикатором и выполненное в виде установленного в ударопрочном кожухе корпуса с инерционной массой, связанной с ним посредством двух мембран, подпружиненных контактных стержней, установленных в корпусе с возможностью осевого перемещения, и тел качения, размещенных между инерционной массой и корпусом и выполненных из вязко- упругого материала.

Совокупность и .взаимосвязь указанных элементов позволяет водителю, например,

грузового автомобиля, карьерного самосвала, контролировать правильность распределения массы груза на подвески автомашины в процессе загрузки ее, обеспечить данной информацией оператора, осуществляющего загрузку ее, путем установки дублирующей панели вне кабины, контролировать достижение при погрузке максимальной массы груза, допустимой на данный автомобиль в . конкретных условиях, контролировать допустимые динамические нагрузки на автомобиль в процессе загрузки и в процессе движения автомобиля по трассе. С данным устройством можно доводить скорость движения автомобиля в конкретных дорожных условиях и по пересеченной местности до величины, приближающейся, но не превышающей по динамическим нагрузкам на автомобиль допустимую, определенную для данной марки автомобиля на испытательном автомобильном полигоне. Размещение на кузове трех таких реле ускорения в трех взаимно перпендикулярных направлениях

ю

обеспечивает возможность индикации направления вектора опасного ускорения. Это дает возможность водителю выбрать оптимальную скорость движения по конкретной дороге с конкретным грузом, размещенным относительно подвесок конкретным образом. Например, он может увеличивать скорость до появления отдельных световых или звуковых сигналов индикатора скорости. Продольные и боковые перегрузки от уеко- рений (замедлений) также регистрируются индикаторами скорости при установке на автомобиле трех инерционных реле ускорения. Таким образом увеличивается безаварийность.

Размещение в ударопрочных разъемных герметичных кожухах обеспечивает работу вибростойких датчиков давления и реле ускорения в любых дорожных условиях, когда камень весом 5-10 кг может выле- теть из-под колеса и ударить по корпусу, закрывающему датчики, или когда они попадают в грязь и в воду во время преодоления водной преграды. Таким образом обеспечи; вается надежность и долговечность устрой- ства, равная расчетной долговечности автомобиля. Отсутствие усилителей и промежуточных блоков при небольшом числе элементов системы, каждый из которых имеет свою вероятность выхода из строя, увеличивает надежность и долговечности вводимого устройства. Это положение позволяет при качественном проектировании и изготовлении системы сигнализации обеспечить требуемую долговечность и надеж- ность устройства на уровне всех остальных узлов автомобиля или выше.

Кабельная связь между датчиками и реле, закрепленными на подрёссорной части и сигнальными панелями в кабине, также герметизируется и выполняется ударопрочной. Совокупность перечисленных факторов увеличивает долговечность устройства и всего автомобиля.

- . -Л .V : : . . .

На фиг. 1 - общий вид большегрузного самосвала с заявляемым устройством; на фиг. 2 - вид А на фиг, 1 ; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4-разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Г-Т по фиг. 1. на фиг, 6 -электрическая функциональная схема; на фиг. 7 - вид Д на фиг. 1; на фиг. 8 - вариант установки устройства на грузовой автомобиль с обтекателем; на фиг. 9 - вид Е на фиг.

8. . : :. - : -

Устройство установлено на боль шегруз- ный самосвал следующим образом. К раме 1 с кузовом 2 жестко закреплены реле ускорения 3 в ударопрочных герметических кожухах 4, В пневмогидравлические подвески

с бобышками 5, приваренными к ним в случае необходимости, установлены вибростойкие датчики давления 6. Ударопрочный корпус 7, состоящий из двух полуколец 8 и

9. соединенных винтами без зазора, содержит герметический вывод электропроводов

10. выходящих из корпуса 4 и корпусов 7, уплотненных герметиком 11 и размещенных в ударопрочных трубах (на чертеже не показаны) на всем протяжении до входа в кабину 12 самосвала. В кабине 12 размещена панель 13 индикации загрузки с индикаторами статической нагрузки 14,15,:16трех цветов, а также световые индикаторы динамической нагрузки 17, 18 и 19 с указателями направления опасных ускорений. В кабине размещен также звуковой индикатор превышения скорости 20 и разъем 21, предназначенный для подключения наружной панели-дублера 22, закрепленной на внутренней стороне двери кабины 12 с возможностью ее подъема и поворота панели в сторону оператора, осуществляющего загрузку самосвала. В варианте устройства для автомашин с обтекателем панель-дублер 22 установлена на внутренней поверхности обтекателя, Реле ускорения 3 состоит из кожуха 4, соединенного основанием 23 и винтами 24 с рамой 1 самосвала. Корпус реле 25 крепится винтами 26 к кожуху 4, Пластмассовые крышки 27 закреплены болтами 28 к корпусу 25. Инерционная масса 29 установлена между мемб- ранами 30, зажатыми своими краями между корпусом 25 и крышками 27, Между наружной цилиндрической поверхностью инерционной массы 29 и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса 25 размещены тела качения 31, выполненные из вязкоупругого материала. На торцах инерционной массы 29 через отверстия в мембранах 30 смонтированы стандартные контактные винты 32, покрытые сплавом 33, обеспечивающим надежный электрический контакт . В каждой крышке смонтированы с возможностью осевого перемещения три пары контактных стержней 34, диаметрально расположенных, стандартные контакты 35, которые также ;покрыты сплавом 36, обеспечивающим надежный электрический контакт.

Провода к контактным стержням 34 крепятся с помощью шлицевых гаек 37, отгиб- ных шайб 38 и контргаек 39. Пружины 40 установлены между торцами крышек 27 и контактов 35. Каждая диаметрально расположенная пара контактов размещена на различных, строго определенных расстояниях от контактных винтов 32 с возможностью поочередного замыкания их при

различных амплитудах перемещения инерционной массы 29. Схема электрическая принципиальная устройства содержит выключатель 41, блоки 42 контроля загрузки, блок 43 логический, реле 3 вертикальной, продольной, горизонтальной и поперечной горизонтальной составляющих ускорения автомобиля, индикатора;ы статической нагрузки зеленого цвета 14 включения устройства, выполняющие также функцию индикаторов нагрузки, меньшей 75% от номинальной, индикаторы динамической нагрузки 17, 18 и 19 превышения допустимой для конкретных дорржных условий скорости, по критериям соответственно вертикальной, продольной и поперечной составляющих ускорений подрессоренной массы автомобиля.

Блок 42 включает в себя датчики 6 давления, реагирующие на давление в подвеске 5, соответствующее равномерной нагрузке в кузове 2 массы более 75%, но меньшей 99%, от номинальной, и индикатор желтого цвета 15 этой нагрузки, а также второй датчик давления 6, реагирующий на давление в подвеске, соответствующее равномерной загрузке в кузове 2 массы груза более 99%. от номинальной, и индикатор красного цвета 16 этой загрузки.

Блок43 включает в себя логическую схему ИЛИ 44 контроля загрузки в пределах 75...99%, такую же схему ИЛИ 45 контроля загрузки выше 99%, Выключатель 41 соединяет устройство с бортовой частью 46 автомобиля.

Общие точки контактов датчиков давления б в каждой подвеске 5 автомобиля, предварительно настроенных различно для передних и задних подвесок, соединены соответственно со входами схем ИЛИ 44 и 45, а выходы последних соединены со входами реле ускорения 3. с контактными стержнями 34, настроенными предварительно на замыкание с соответствующими винтами 32 при ускорениях, произведение величин которых на величину массы подрессорной части автомобиля (загруженной соответственно на 75 и на 99%) определяет допускаемые динамические нагрузки в вертикальном, продольном и поперечном направлениях.

Выводы реле ускорения соединены соответственно с индикаторами динамической нагрузки 17, .18, 19, а также со звуковыми индикаторами 20.

Устройство работает следующим образом. Порожний автомобиль подают на загрузку. Устанавливают панель-дублер 22 с поворотом ее в сторону оператора, производящего загрузку (крановщик, экскаваторщик) и нажимают включатель 41. При этом

загораются индикаторы зеленого цвета, расположенные на площади панелей 13 и 22 соответственно расположению подвесок относительно подрессорной части автомоби- 5 ля, Число зеленых индикаторов равно числу подвесок. По мере загрузки кузова 2, например монолитными блоками, загораются одновременно или поочередно индикаторы статической нагрузки 15 желтого цвета, раз0 мещенные вокруг индикаторов статической нагрузки 14, а затем загораются индикаторы статической нагрузки 16 красного цвета, расположенные вокруг индикаторов статической нагрузки 15.

5 Неравномерность загрузки площади кузова видна на панелях 13 и 22 при неодновременном появлении сигналов на индикаторах статической нагрузки 15, а далее на индикаторах статической нагрузки

0 16, что позволяет оператору, производящему загрузку, помещать груз так, чтобы компенсировать эту неравномерность. Предельная величина превышения фактической загрузки в какой-либо подвеске над

5 остальными равна разовой дозе загрузки и непосредственно к работе описываемого устройства не относится, так как зависит от расчетных для каждой модели автомашины величин.

0 При сбрасывании монолитных блоков в загруженный до определенной величины кузов 2 могут возникнуть динамические нагрузки, которые вызывают появление ускорений подрессорной части автомобиля,

5 произведение величины которых на загруженную массу несколько выше допустимы. Тогда загораются на панелях 13 и 22 индикаторы динамической нагрузки 17, которые указывают оператору и водителю, что за0 грузка неправильно производится, нужно опускать дозу груза медленней или сбрасывать ее с меньшей высоты.

При равномерной нагрузке машины и достижении нужного ее уровня водитель мо5 жет убрать в кабину панель-дублер 22 и начать движение. При движении с полной загрузкой (100%) с постоянной скоростью по прямой горизонтальной трассе индикаторы динамической нагрузки 17, 18 и 19 не

0 горят. Наезд на малое препятствие (ухаб) или въезд на участок дороги с малыми препятствиями на малой скорости не вызывает появления каких-либо сигналов. Тот же наезд при определенно большей скорости вы5 зывает транспортную, низкочастотную тряску с ускорениями, вызывающими замыкание контактов 32 и 34 реле ускорения 3 и срабатывание индикаторов динамической нагрузки и звукового индикатора 20. Световой и звуковой сигналы предупреждают водителя о необходимости несколько снизить скорость на данном участке до исчезновения сигналов, Таким образом, увеличивая скорость до появления сигналов и затем несколько снижая ее, водитель может достичь оптимальной скорости при 100% загрузке.

При езде по той же трассе с нагрузкой несколько более 75% водитель может допустить большую скорость. При этом амплитуда колебаний инерционной массы 29 реле ускорения 3 станет большей, замкнется еще и другая пара контактов 32 и 34, которая в сочетаниях с контактами датчиков давления 6, настроенных на величину загрузки 75%, замкнет цепь индикаторов 17 и 20. Водитель может при этом поддерживать описанным выше способом оптимальную скорость.

Если ровная дорога имеет уклон или криволинейный участок пути, реле 3 вертикальной составляющей ускорения может и не срабатывать. Но могут сработать при равномерной загрузке контакты датчика давления 6 передней пары подвесок, причем показать индикатором 16 загрузку 99% при общей загрузке 75%, если угол наклона вниз трасы значителен. При этом определяющими для всех трех реле ускорения 3 будут уже контакты 32 и 34, настроенные на допустимое ускорение для массы груза в 99%. В общем случае при езде по наклонной и криволинейной Трассе и изменении в связи с этим давления в подвесках реле 3 с индикаторами динамической нагрузки 17,18,19 от вертикальных и горизонтальных составляющих ускорения вырабатывают сигналы о возникающих действительных перегрузках, изменяющих давление в отдельных подвесках и учитывающих также центробежные ускорения.

При разгоне и торможении автомобиля также могут возникнуть ускорения, превышающие допустимые. Они вызывают замыкание соответствующей уровню загрузки

машины пары контактов 32 и 34 реле ускорения 3. предназначенного для регистрации продольных ускорений с индикаторами 19 и 20, что должно предотвратить случайные перегрузки при трогании с места. После разгрузки автомобиля устройство отключается выключателем 41.

Общественно-полезным преимуществом заявляемого устройства является повышение .экономической эффективности использования самосвалов с устройствами за счет оптимизации их загрузки по условиям их эксплуатации (состояние машины, состояние трассы). При применении

устройства можно ограничить недогруз самосвалов и предотвратить их перегруз. Кроме того, в результате применения недорогих предлагаемых устройств повышается срок службы карьерных самосвалов без капре-монта.

Экономическая целесообразность для потребителя применения предлагаемых устройств в легковых типах автомашин обуславливается, в основном, повышением

долговечности в случае, если водитель обращает внимание на сигнализацию, предупреждающую о динамической перегрузке на

выбранной скорости.

Формул а изобретения

Устройство для сигнализации о нагрузке на автомобиль, содержащее датчики давления, связанные с индикаторами, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, в него введено реле ускорения, связанное с индикатором и выполненное в виде установленного в ударопрочном кожухе корпуса с инерционной массой, связанной с ним посредством Двух мембран, подпружиненных контактных стержней, установленных в

корпусе с возможностью осевого перемещения, и .тел качения, размещенных между инерционной массой и корпусом и выполненных из вязкоупругого материала.

Вид А

Использование: для модернизации действующих и при проектировании новых автомобилей и других наземных транспортных средств, содержащих пневмогидравли- ческие или гидравлические амортизаторы. Сущность: устройство для сигнализации о нагрузке на автомобиль содержит датчики давления, связанные с индикаторами, реле ускорения,.выполненное в виде установленного в ударопрочном кожухе корпуса с инерционной массой, связанной с ним посредством двух мембран подпружиненных контактных стержней, установленных в корпусе с возможностью осевого перемещения и тел качения, размещенных -между инерционной массой и корпусом и выполненных из вязкоупругого материала. 9 ил.

Фиг. 2

г-г

Т 23 3 38 39 37 34

10

Фиг. 5

Щ

J&

.%

W

,

+ +. -ф

1/

st-b-ziei.

Фи г. 9

ВидЕ