Стенд для диагностирования пневматических шин автомобиля Советский патент 1982 года по МПК G01L17/00 B60C23/06 

Изобретение относится к оборудованию для диагностирования эксплуатационного состояния пневматических шин автомобиля и контроля внутреннего давления в шинах и может быть использовано на станциях технического обслу живания автомобилей и в автотранспорт ных предприятиях. Известен стенд для диагностирования пневматических шин автомобиля, содержащий направляющие для колес автомобиля с устройством для измерения длины пятна контакта шин с опорной поверхностью и систему регистрации параметров предварительной тарировки. Измерительные элементы устройства выполнены в виде подпружиненных пластин, которые, прогибаясь под действием шины, воздействуют на элементы электрической измерительной цепи. Указанный стенд содержит также картотеку таблиц перевода длин контакта в соответствующее давление в шине для каждой конкретной шины .1 . Недостатками известного стенда являются большая трудоемкость и длительность диагностирования, связанная с необходимостью неподвижной установки автомобиля для проведения измерений, нахождения соответствующей таблицы в картотеке и обработкой результатов. Кроме того, результаты, полученные на данном стенде, не обладают необходимой точностью, так как не учитывают влияние износа протектора шины на изменение длины пятна контакта. Целью изобретения является снижение трудоемкости, повышение объективности и оперативности диагностирования . Это достигается тем, что вдоль каждой направляющей установлены два фотодатчика, закрепленные по высоте на уровне опорной поверхности, и два фотодатчика - на уровне боковины шины, причем выходы фотодатчиков через логические преобразователи сигналов

в величины, пропорциональные длине пятна контакта шины и длине шины по хорде, проходящей через ее боковину, подключены к вычислительному устройству, имеющему на выходе устройство j индикации результатов.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг. 2 - функциональная блоксхема устройства; на фиг. 3 - блоксхема электронной части устройства ; 10 на фиг. k - принятая схема измерения длины пятна контакта.

Стенд содержит направляющие 1 и 2 |ДЛЯ колес автомобиля, вдоль каждой Vi3 которых установлены два фотодатчи- 15 ка 3 и , расположенные на уровне опорной поверхности направляющих. Для прохода луча света от осветителей (на фиг. 1 не показаны) в опорной поверхности направляющих выполнены jo канавки 5 и 6. Фотодатчики 7 и 8 в комплекте с осветителями 9 и 10 установлены на уровне боковины шины.

Функциональная блок-схема устройства {фиг. 2) содержит блок фотодат- 2S чиков 1 1 левых колес, блок фото-датчиков 12 правых колес, блок 13 электронной схемы преобразования времени длительности импульсов в число импульсов и обслуживания двух колес, окан- jo чивающийся счетчиками импульсЬв, арифметико-логический блок 1, блок памяти 15, блок 16 печатающей машинки и индикации, фотосчитыватель 17 номера автомобиля. Блок 16 печатаю- j щей машинки и индикации является выходом стенда.

Электронная часть стенда включает четыре аналогичных схемы: схему для измерения длины пятна контакта шин д правых колес, схему для измерения длины хорды шин правых колес, схему для измерения длины пятна контакта левых колес, схему для измерения длины хорды шин левых колес

Указанные схемы могут быть построены на элементах как цифровой, так и аналоговой техники.

Блок-схема на элементах цифровой техники (фиг. 3) включает фотодат- ® чики 3 и , формирователи 18 и 19, указатели измеряемого колеса 20 и 21 (триггеры, работающие в счетном режиме) , измерители 22 и 23 времени проождения пятном расстояния ЕП ,-между

иСЛ I

фотодатчиками передним и задним коесом (триггеры, работающие в режиме раздельного запуска) , измерители

и 25 времени прохождения длины л2 передними и задними колесами (триггеры, работающие в режиме раздельного запуска), преобразователи 2б и 27 время-число импульсов дляЛ- посУ Р Д него и заднего колеса (схемы И),преобразователи 28 и 29 время-число импульсов для л2 передних и задних колес (схемы И),счетчики импульсов 333, задающий генератор З, схемы 35 (ИЛИ-НЕ). Выходы- счетчиков импульсов 30-33 подключены к арифметикологическому блоку 1.

Работа устройства основана на принципе измерения разности д2 между фактической длиной пятна контакта шины с опорной поверхностью и расстоянием между фотодат чиками 3 и 4 (фиг. ч), а также аналогичной разности между фактической длиной шины по хорде, расположенной на высоте фотодатчиков 7 и 8, и постоянным расстоянием между фотодатчиками 7 и 8.

Когда колесо наезжает на канавку, через которую проходит луч света от осветителя к фотоэлементу, луч света перестает падать на фотоэлемент и величина напряжения на выходе фотоэлемента изменится от величины до величины равной О. Таким образом, при проезде колеса через фотодатчик для измерения контакта шины с поверхностью дороги выработано два импульса напряжения: один длительностью t с момента, когда колесо наедет на первую канавку, и до момента, когда колесо наедет на вторую канавку (время прохождения расстояния пост второй длительностью t с момента наезда на вторую канавку и до момента съезда с первой канавки (время проезда остальной части контакта шины с поверхностью дороги - измеряемая величина А)Электронный блок 13 (Работает следующим образом.

При наезде переднего колеса на канавку фотодатчика 4 с формирователя 18 на счетный вход указателя 20 поступит низкий уровень напряжения и он перебросится в единичное состояние. С его нулевого выхода на единичный вход измерителя 23 прийдет также низкий уровень напряжения и он перебрасывается в единичное состояние. С единичного выхода измеритеЛя 23 на вход преобразователя 27 приходит высокий уровень напряжения Так как на другой вход этого преобразователя приходят импульсыс зада щего генератора З, то они проходят преобразователь 28 и поступают на вход счетчика 31. Последний перестает считать импульсы тогда, когда пятно наедет на канавку фотодатчика 3- В этот момент с формирователя 19 на счетный вход указателя 21 и на нулевой вход измерителя 23 пос тупит низкий уровень напряжения. Из (меритель 23 перебрасывается в нулевое состояние, указатель 21 и измеритель 25 - в единичное. Начинает считать счетчик 33. Он закончит сче тогда, когда пятно съедет с канавки фотодатчика k. Таким образом, число импульсов, полученное на счетчике 3 (N) пропорционально длине пост число, полученное на счетчике 33 (N2), пропорционально длине лЕ. Так как tnnrT , а дЕ Vt,.,, -пост то V , где - V скорость автомобиля, и Е е (1) пост t пост N. Из формулы (О видно, что измеряе мая величина /vP- не зависит от величи ны скорости движения автомобиля. Полученные числа N и N 2. с регистров счетчиков 31 и 33 перебрасываются в арифметико-логический блок Одновременно с N. и в блок пе ресылаются и числа Mj и 2. с регистров счетчиков аналогичной схемы измеряющей длину шины по хорде. При наезде на канавку фотодатчика заднего колеса указатель 20 перебрасывается в нулевое состояние и перебрасывает измеритель 22. Последний отпирает преобразователь 26 и начинает считать импульсы счетчик 30 Счетчик 32 начинает считать 1мпyльcы тогда, когда закончит счет импульсов счетчик 30. После съезда заднего колеса с канавки фотодатчика схема прибора устанавливается в состояние готовности к измерению давления в переднем колесе этой стороны следующего автомобиля. Выработанные счетчиками числа пересылаются в арифметико-логический блок 1A, в котором они обрабатываются в соответствии с заданным алгоритмом обработки. Алгоритм обработки предусматривает два режима работы арифметико-логического блока. Первый ражим Тарировка используется для составления картотеки таблиц перевода измеряемого параметра в соответствующие величины давления в шинах для.каждого колеса. В этом режиме блок 1 производит вычисления по формуле (1). Полученные значения дЕ заносятся в в блок памяти 15. В режиме Тарировка автомобиль проезжает через фотодатчики два раза: при давлении в шинах большем на 0,1 кгс/см и меньшим на О , 1 кгс/см- от нормального давления. За это время в блок памяти 15 занесены для каждого колеса следующие значения: дР , А -при пониженкоитном давлении ,Д В -при повышеннон т ном давлении. Кроме указанных значений в блок памяти заносятся: Л прот величина размера протектора шины П, измеренная обычными способами работником, обслуживающим стенд, или водителем автомобиля. Эти значения могут быть занесены в любое время выбираемое работником, обслуживающим стенд. Кроме того, по усмотрению работника, обслуживающего стенд, может быть установлен такой режим Тарировка, при котором занесение в блок памяти информации может производиться только для одного какого-то колеса. Так же в блок памяти заносится таблица зависимости длины контакта шины с поверхностью дороги от величины изменения хорды протектора шины. Предварительные расчеты показывают, что для проверки давления воздуха в шинах и протектора шин в колесах 1000 автомобилей требуется емкость блока памяти порядка 100 тыс. бит. Второй режим Контроль используется для проверки давления в шинах и измерения протектора шин ежедневно во время выезда автомобиля из автохозяйства или приезда в автохозяйство. В этом режиме блок 1 осуществляет вычисления и управляет пишущей машинкой и индикаторами. Для каждого колеса производятся следующие операции: вычисляются по формуле (1) иь2рр(зт у , вычисляется разнЪсть О - Y К, отыскивается поправка дХ на износ протектора, если К О, вычисляется сумма

X X + дХ, вычисляется разность А - X М,

Если М меньше О, то вырабатывается сигнал Меньше, который передается на машинку и в блок индикации. В соответствии с этим печатается в колонке для данного колеса на бумаге Меньше и при звуке сирены загорается лампочка данного колеса с надписью Меньше. . Если М окажется больше О, то вычисляется разность В - X Е.

Если Е окажется больше О, то вырабатывается сигнал Больше, который передается на машинку и в блок индика ции. В соответствии с этим печатается на машинке, в колонке для данного колеса Больше и при звуке сирены загорается лампочка данного колеса с надписью Больше.

Если М окажется больше О, а Е окажется меньше О, то вырабатывается сигнал Норма. Сигналы при этом в акустический звук и световую сигнализацию не преобразуются.

Если К больше О, то вычисляется разность П - К/2. Эта величина пересылается в пишущую машинку, где она печатается в колонке для данного ко/leca со значением Протектор.

Если разность П - К/2 окажется равной О, то вырабатывается сигнал Протектор меньше. В соответствии с этим сигналом в колонке Протектор печатается Меньше и действует свето вая и звуковая сигнализация.

Электронная часть устройства может быть также построена на элементах аналоговой техники, В этом случае измерители 23 и 2k работают также, как и в схеме по фиг. 3.

Они управляют электронными ключами, которые подключают-суммирующую точку интегрирующих усилителей к цепи входных сопротивлений. Интегрирующий усилитель, суммирующий усилитель и блок деления вырабатывают поправку изменения напряжения из-за отличия скорости движения автомобиля от расчетной, интегрирующий усилитель вырабатывает напряжение,пропорциональное скорости движения автомобиля, суммирующий усилитель - напряжение, пропорциональное величине отличия длины измеряемого пятна контакта от велиi-MHbi длины пятна нормально накачанного колеса.

Результирующее напряжение измеряется нуль-индикатором, проградуированным в единицах давления.

Быстродействие устройства определяется скоростью движения автомобиля. При скорости движения автомобиля 5 км/ч (1 и k м/с ) расстояние между передними и задними колесами автомобиля Волга ГАЗ-24 (2 и 8 м) проходится за 2 с, что достаточно для распечатки результатов на пишущей машинке. Время самого измерения около 0,3-0,5 с (длина пятна порядка 180250 мм). Таким образом, время обработки одного легкового автомобиля приблизительно 5 с, пропускная способность 700-750 автомобилей в час.

Изобретение обеспечивает возможность экспресс-диагностики эксплуатационного состояния шин большого числа автомобилей с высокой точностью, что повышает ходимость шин и способствует повышению безопасности движения.

Формула изобретения

Стенд для диагностирования пневматических шин автомобилей, содержащий направляющие для колес автомобиля с устройством для измерения длинны пятна контакта шин с опорной поверхностью и систему регистрации парамет эов предварительной тарировки, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, повышения объективности и оперативности диагностирования, вдоль каждой направляющей установлены два фотодатчика, закрепленные по высоте на уровне опорной поверхности, и два фотодатчика - на уровне боковины шины, причем выходы фотодатчиков через логические преобразователи сигналов в величины, пропорциональные длине пятна контакта шины и длине шины по хорде, проходящей через ее боковину, подключены к вычислительном устройству к имеющему на выходе устройство индикации результатов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № , кл. В 60 С 23/00,опублик. 1976,

и

15

13

16

cpus.Z