Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства Советский патент 1979 года по МПК G01M17/07 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ: ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТОРМОЗНОГО ПРОЦЕССА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к испытательному оборудованию тормозов, врщающихся деталей машин и механизмо конкретно к устройствам для испытания и для проверки технического состояния тормозов транспортных средств, в частности автомобилей.

Известно устройство для измерения параметров тормозного процесса путем измерения тормозного замедления, содержащее датчик, закрепленный на затормаживаемом объекте, и регулируемое измерительное устройство, подключенное к датчику 1.

Начало и соответственно конец измерения в этом устройстве определяются по пороговому значению верхнего и нижнего ограничения области затягивания частоты измерительного устройства. Причем датчик выполнен контактным и в качестве вык.пючателей контакта служит один или несколько магнитов. Хронизирукпций элемент состоит из конденсатора и сопротивления, а начало и соответственно конец измерения оределяются уровнем зарядки конденсатора. В качестве регистрирующего

устройства применяется механическое реле.

Однако данное устройство не позволяет измерять время срабатывания тормозного привода; обладает недостаточной точностью измерения, вследствие использования в качестве хронизирующего элемента конденсатора 0 и сопротивления, когда начало и конец измерения определяются уровнем зарядки конденсатора, что приводит к значительным погрешностям. Так, например, при загрязнении или подгорании контактов датчика заданный

5 уровень зарядки конденсатора наступит значительно позже (из-за того, что будет больше падение напряжения на контактах датчика), вследствие чего начало торможения будет также

0 позже заданного, хотя фактическая скорость вращения исследуемого объекта будет больше заданной.

Из известных решений наиболее 5 близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок формирования информацконного параметра, хронизирующий блок с элементами сравнения и соединенными с одними из их входов задающими элементами, генератор импульсов, измерительный и регистрирующий узлы, включающие в Себя каждый счетчики и схемы совпадения, подключенные каж дая одним из входов к генератору импульсов,, а выходом - к соответствующему счетчику, блок управления регистрирующим узлом и блок управления измерительным узлом, соединен.;ный с выходом блока формирования информационного параметра и включаю щий в себя триггер, схему совпаде-Ния, выход которой соединен с одним из входов триггера, и кнопку управления 2}. Недостатком этого устройства также является недостаточно высокая точность измерений. Цель изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем, что блок формирования информационного па.раметра выполнен на последовательно соединенных датчике скорости вращения, формирователе импульсов и триггере со счетным входом, а блок управления измерительным узлом снабжен узлом автоматического гашения и дополнительными триггером и схемой совпадения, выход которой через узел автоматического гашения соединен со сбросовым входом счетчика измерительного узла, соединенного с други ми входами элементов сравнения хронизирующего блока, а один из входов с одним из вучодов дополнительного триггера, другой выход которого соединен с одним из входов первой схемы совпадения, другой вход котор совместно с другим входом дополнительной схемы совпадения соединен с одним из выходов триггера со счетны входом блока формирования информаци ного параметра, дополнительно соеди ненного первым выходом через кнопку управления с одним из входов дополнительного триггера блока управлени измерительным узлом, и другим выходом - с другим входом первого тригг ра этого узла, выход которого соединен с другим входом схемы совпа;це ния измерительного узла, причем бло управления регистрирующим узлом выполНен на схемах совпадения, подключен ньзх выходом каждая к другому входу одной из схем совпадения резти рирукяцего узла, и триггерах, подклю чённых попарно выходами ко входам схем совпадения этого блока, а входами - один и другой к выходам соот йетственно одного и другого элементов сравнения, а остальные - к выходу третьего элемента сравнения ронизирующего блока, соединенному ополнительно со вторыг/i входом доолнительного триггера блока управения измерительным узлом. Па чертеже изображена функциональая схема устройства. Устройство содержит входящие в блок ормирования информационного параетра датчик 1 скорости вращения, аботающий от затормаживаемого объека, формирователь,2 импульсов, вход оторого связан с выходом датчика скорости вращения, триггер 3 для олучения прямоугольных импульсов, четный вход которого подключен к выходу формирователя 2 импульсов, блок 4 управления измерительным узлом, соединенный с выходами триггера 3, измерительный узел 5, связанный с блоком 4 управления измерительным узлом, хронизирующий блок 6, соединенный с измерительным узлом 5, блок 7 управления регистрирующим узлом, соединенный с блоком G, и регистрирующий узел 8, подключенный к блоку 7 управления регистрирующим узлом. Блок 4 управления измерительным узлом выполнен в виде первого триггера 9, один вход которого через кнопку 10 соединен с одним из выходов триггера 3, а второй вход - с выходом одного из элементов сравнения 11 хронизирующего блока, первой схемы совпадения 12, один вход которой подключен к выходу первого триггера 9, а второй к одному из выходов триггера 3, второго триггера 13, один вход которого соединен с выходом первой схемы совпадения 12, а второй - со вторым выходом триггера, 3, второй схемы совпадения 14, один вход которой подключен к выходу первого триггера 9, а второй вход к первому выходу триггера 3, узла 15 автоматического гашения, вход которого соединен с выходом второй схемы совпадения 14, а выход подключен в разрыв.цепи гашения пересчетных декад электронного счетчика 16 измерительного узла. Узел 5 выполнен в виде десятичного счетчика 16, связанного через один из йходов схемы совпадения 17 с генератором 18 импульсов времени, а второй вход схемы срвпадения 17 подключен к выходу второго триггера 13 блока управления измерительным узлом. Хронизирующий блок 6 выполнен в виде трех задающих элементов 19, 29 и 21, выходы которых соответственно связаны с одними, входами трех элементов сравнения 22, 23 и 11, вторые входы которых соединены с соответствующими разрядами дешифраторов пересчетных декад счетчика 16 измерительного узла.

Блок 7 управления регистрирующим узлом выполнен в виде четырех триггеров 24, 25, 26 и 27, управляющих попарно двумя схемами совпадения 28 и 29, причем один вход первого триггера 24 подключен к выходу первого элемента сравнения 22 хронизирующего блока, одни входы второго 25 и третьего 26 триггеров - к выходу второго элемента сравнения 23, один вход четвертого триггера 27 к выходу третьего элемента сравнения 1.1, а вторые входы всех триггеров соединены с источником импульсов сброса, выходы первого 24 и второго 25 триггеров подключены ко входам перзой схемы совпадения 28, выход которой соединен с одним из .Входов первой схемы совпадения 30 Регистрирующего узла, ВЫХОДЕЛ третьего 26 и четвертого 27 триггеров подключены ко входам второй схемы совпадения 29,-выход которой .соединен с одним из входов второй схемы совпадения 31 регистрирующего узла.

Узел 8 выполнен в .виде двух электронных счетчиков 32 и 33, связанных соответственно через вторые входы схем совпадения 30 и 31 с генератором 18 импульсов времени.

Датчик 1 скорости вращения предназначен для получения в процессе вращения колеса импульсов, частота которых пропорциональна его скорости вращения, и может быть выполнен в виде диска с равномерно расположенными на нем радиальными прорезями, по одну сторону которого находится источник света, а по другую чувствительный элемент, в качестве которого используется фотодиод, типа ФД-2. Диск датчика имеет по своему периметру специальные захваты, с помощью которых он жестко устанавливается непосредственно на колесе.

Формирователь 2 импульсов служит для усиления, ограничения по амплитуде и формирования по длительности импульсов датчика 1 скорости вращения колеса и может быть выполн в виде двух электронных усилителей установленным между кими эмиттерным повторителегл, к которым подключены последовательно соединенные триггер Шмитта и эмиттерный.повторитель.

Триггер 3 служит для деления поступающих на его вход импульсов датчика 1 скорости вращения на четн и нечетные, именяцие прямоугольную форму.

Блок 4 управления измерительным, узлом предназначен для управления работой измерительного узла таким образом, что до тех пор, пока действительная скорость вращения колеса не достигла величины, соответствующей концу торможения, он автоматически обнуляет показания счетчика 16 за время части оборота, а при достижении этой скорости сохраняет его показания.

Узел 5 предназначен для непрерывного измерения скорости вращения колеса путем подсчета числа импульсов эталонного генератора за время части (1/36) оборота колеса.

Блок б служит для выдачи сигналов,

0 соответствующих скорости вращения колеса в момент начала торможения, прижатия тормозных накладок к барабану и конца торможения.

5

Блок 7 управления регистрирующим узлом предназначен для управления работой регистрирующего узла таким образом, что при достижении колесом скорости начала торможения открывается

0 счетчик 32 для подсчета импульсов времени от генератора 18, в момент достижения скорости, соответствующей прижатию тормозных накладок к барабану, останавливается счетчик 32 и

5 запускается счетчик 33, при достижении скорости конца торможения останавливается счетчик 33.

Узел 8 предназначен для регистрации промежутков времени от момента

0 начала торможения до момента прижатия тормозных наклсодок к барабану, соответствующего времени срабатывания тормозного привода, и от момента прижатия тормозных накладок к барабану до момента конца торможения,

5 соответствующего времени тормозного замедления.

Триггеры 9, 13, 24, 25, 26 и 27 служат для управления работой схем совпадения соответственно 12 и 14,

0 17, 28 и 29. Все триггеры выполнены с раздельными входами.

Кнопка 10 предназначена для подачи сигналов с выхода триггера .3 на вход триггера 9 в момент, проведения

5 измерения.

Схемы совпадения 12, 14, 17, 30 и 31 предназначены для выдачи на их выходах сигналов при наличии на входах соответствующих сигналов с вы0ходов соответственно триггеров 9 и 13 и схем совпадения 28 и 29. Схемы совпсщения 28 и 29 управляются каждая двумя тригг.ерами соответственно 24, 25 и 26, 27. Все схемы совпаде5ния выполнены на транзисторах на два входа каждая.

Узел 15 автоматического гашения служит для автоматического гашения показаний счетчика 16, когда действительная угловая скорость колеса

0 при измерении ее в пределах 1/36 части оборота не достигла заданной и соответствующей концу торможения. Он представляет собой схему совпадения, выполненную на транзисторе.

5 включенным в разрыв цепи гашения декад счетчика 16. Счетчик 16 служит для непрерывного измерения скорости вращения колеса путем подсчета числа импульс времени за время части его оборота. Счетчики 32 и 33 предназначен для измерения промежутков времени соответственно от момента начала торможения до момента прижатия тормозн 1Х накладок к барабану и от мом та прижатия тормозных накладок к ба рабану до момента конца торможения Они выполнены в виде -шестиразрядных электронных десятичных счетчиков, к дый разряд которых состоит из пересчетного устройства, дешифратора и цифрового индикатора. Генератор 18 импульсов времени служит источником электрических ко лебаний повышенной стабильности с частотой 1 МГц. Генератор выполнен в виде последовательно соедине ных задающего узла, эмиттерного по торителя, импульсного усилителя и второго змиттерного повторителя, с ранных на транзисторах. Элементы сравнения 11, 22 и 23 спужат для вьщачи на выходах сигна лов в случае совпгздения чисел, заданных с помощью элементов соответственно 21, 20 и 19, с числами, отсчитанными счетчиком 16 за время части оборота колеса. И могут быть выполнены в виде схем совпадения на шесть входов, соединенных с выходами разрядов задающих устройств и собраны на диодах, включенных параллельно с общей нагрузкой. На выходе каждой схемы совпадения установлены трехкаскадные электронны усилители. Перед началом измерения с помощ элементов 19, 20 и 21 задают в вид числа импульсов соответственно ско рость начала торможения, скорость, при которой тормозные накладки вхо в соприкосновение с тормозным бара баном, и скорость конца торможения Скорости начала и конда торможения задаются по желанию исследователя и Могут изменяться в широких пределах. Скорость, соответствующая моменту прижатия тормозных накладок к барабану, характеризуется резким ее уменьшением в процессе вращения колеса и принимается равной в 1,5 раза меньше скорости на чала торможения. При измерении параметров тормоз ного процесса автомобиля скорость вращения колеса в начальный момент должна быть несколько больше задан ной скорости начала торможения, чт определяется, например, с помощью тахогенератора. Устройство работает следующим образом. В момент подачи питающих устройтво напряжений,его устанавиваются в самопроизвольное состояие. Нажатием кнопки гашение (на ертеже не показана) все электронные четчики обнуляются, а управляющие риггеры приходят в состояния, при Которых схемы сов-падения .находятся закрытом состоянии. Импульсы от датчика 1 скорости вращения колеса поступают на формирователь 2, где они формируются по амплитуде и длительности. Сформированные импульсы поступают далее на счетный вход триггера 3, периодически переводя из состояния О в состояние 1 и наоборот, и разделяя все приходящие на его вход импульсы на четные и нечетные. Импульсы времени с генератора 18 не могут пройти на счетчики 16, 32 и 33 вследствие закрытого состояния схем совпадения 17, 30 и 31. После достижения колесом скорости вращения, превышающей скорость начала торможения, нажимают на кнопку 10 пуск. При этом сигналы с выхода триггера 3 на короткое время подаются на вход триггера У, в результате чего он переходит в противоположное состояние и на один из входов схемы совпадения 12 поступает отрицательный сигнал. При поступлении с триггера 3 отрицательного сигнала на второй вход схемы совпадения 12 она вырабатывает импульс, опрокидывающий триггер 13, и схема совпадения 17 открывается. При этом на вход счетчика 16 начинают поступать импульсы времени с генератора 18. При поступлении на вход триггера 13 сигнала с выхода правой половины триггера 3 триггер 13 возвращается в исходное состояние, схема совпадения 17 закрывается и счетчик 16 останавливается. Если число импульсов, суммированных . счетчиком 16, например, за вреся четной части оборота не достигло числа, заданного с помощью элемента 19 и соответствующего началу торможения, элемент сравнения 22 сигнала не выдаст. Тогда в течение нечетной части оборота в момент поступления с левой половины триггера 3 импульса на вход схемы совпадения 14 последняя выдаст сигнал узлу 15 автоматического гашения и показания счетчика 16 автоматически сбрасываются на нули. Затем цикл измерений повторяется и так продолжается до тех пор, пока скорость вращения колеса не дос тигнет скорости начала тормозгения. В момент совпадения числа импульсов, суммированных счетчиком 16, с числом, заданным с помощью элемента 1У и соответствующим скорости начала то можения, элемент сравнения 22 выдаст сигнал, который опрокидывает триггер 24, в результате чего открывается схема совпадения 28 и на ее выходе вьзделяется сигнал. Этот сигнал открывает схему совпадения 30, и счетчик 32 начинает подсчиты число импульсов времени от генератора 18, В это время происходит автомати ческое нажатие на тормозную педаль скорость вращения колеса начинает уменьшаться, но счетчик 16 продолж периодичесьл подсчитывать длительность части оборота колеса, осущес ляя сленсение за величиной его скорости вращения. Как только числ импульсов, подсчитанных счетчиком 16, станет равным числу, заданному элементом 20 и соответствующему скорости вращения колеса в момент прижатия тормозных накладок к барабану эле15 ект сравнения, 23 выдает сигнал, который одновременно перебрасывает триггеры 25 и 26. В результате перебрасывания триггера 25 совпадение на схеме совпадения 28 исчезает, схема совпадения 30 закрывается, и счетчик 32 останавл вается. В результате перебрасывани триггера 26 на схеме совпадения 29 выделяется сигнал, который открыва ет схему совпадения 31, и счетчик 33 начинает подсчет импульсов времени, поступающих на его вход. В момент совпадения числа импуль подсчитанных счетчиком 16 и числом заданным с помощью элемента 2.1 и соответствующим скорости вращения колеса в момент конца торможения, элемент сравнения 11 выдает сигнал переворачивающий триггер 27. В результате этого схемы совпадения 29 и 31 закрываются, и счетчик 33 также останавливается. Одновременно сигнал с выхода элемента сравнения 11 поступает на вход триггера 9, перебрасывает его, в результате чего -схема совпадения 12 закрывается, прекращая поступление на вход триггера 13 импульсов с выхода лево половины триггера 3. Сигнал с выхода правой половины триггера 3 поступает на вход триггера 13, пере брасывает его и схемасовпадения, 17 закрывается, разобщая счетчик 16 с генератором 18 импульсов. На этом цикл измерений заканчивается. В результате на счетчике 32 фиксиру ется число импульсов генератора, соответствующее времени срабатыва-, ния тормозного привода, а на счетчике 33 - число импульсов генератора, соответствующее тормозному заме лению в интервале скоростей вращени колеса, заданных элементами 20 и 2 Использование устройства позволяет повысить точность измерений параметров тормозного процесса автомобиля за счет непрерывного слежения за величиной скорости вращения колеса путем ее измерения, сравнения с заданныг и значениями, соответствующими началу торможения, моменту прижатия тормозных накладок к барабану и концу торможения, и выдачи соответствующих сигналов. Измерение времени срабатывания тормозного привода обеспечивается возможностью обнаружения момента npi-шатия тормозных накладок к барабану, характеризутоиегг гтя резким уменьшением скорости вращения колес . Формула изобретения Устройство для измерения параметров тормозного процесса транспортного средства, содержащее блок формирования информационного параметра, хронизирующий блок с элементами сравнения и соединенкьа ш с одними из их входов задающими элементами, генератор импульсов, измерительный и регистрирующий узлы, включающие в себя каждый счетчики и совпадения, подключенные каждая одним из входов к генератору импульсов, а выходом - к соответствующему счетчику, блок управления регистрируютдим узлом и блок управления измерительным узлом, соединенный с выходом блока фop шpoвaния информационного параметра и включающий в себя триггер, схему совпаления, выход которой соединен с одним из входов триггера, и кнопку управления, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, блок формирования информационного параметра выполнен на последовательно соединенных датчике скорости вращения, формирователе импульсов и триггере со счетным входом, а блок управления измерительнБп узлом снабжен узлом автоматического гашения и дополнительными триггером и схемой совпадения, выход которой через узел автоматического гашения соединен со сбросовым входом счетчика измерительного узла, соединенного с другими входами элементов сравнения хронизирующего блока, а один из входов - с одним из выходов дополнительного триггера, другой выход которого соединен с одним из входов первой схемы совпадения, другой вход которой совместно с другим входом дополнительной схемы совпадения соединен с одним из выходов триггера со счетным входом блока формирования информационного параметра, дополнительно соединенного первым -выходом

через кнопку управления о одним из входов дополнительного триггера блока управления измерительным узлом, и другим выходом с другим входом первого триггера этого узла, выход котого соединен о другим входом схемы совпадения измерительного узла, причем блок управления регистрирующим узлом выполнен на схемах совпадения, подключенных выходом кахсдая к другому входу одной из схем совпадения регистрирующего узла, и триггера.х, подключенных попарно выходами ко ; входам схем совпадекип этого блока, а входами - один и другой к выходам

соответственно одного и другого элеентов сравнения, а остальные - к выходутретьего элемента сравнения хронизирующего блока, соединенному дополнительно со вторым входом дополнительного триггера блока управления измерительным узлом,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Заявка ФРГ № 1673425, кл. G 01 L 5/2В, 1973.

. 2. Авторское свидетельство СССР ,№ 481481, кл. В 60 Т 17/22, 27.10J2 (прототип),