Стенд для испытаний систем управления торможением колес транспортных средств Советский патент 1982 года по МПК B60T17/22 

(5) СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ТОРМОЖЕНИЕМ КОЛЕС ТРАНСПОРТНЫХ Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям транспортных средств, и может быть использовано в авиационной промышленности и автомобилестроении при исследованиях, испытаниях и доводке систем управления торможением колес и антиблокировочных устройств летательных аппаратов и автомобилей. Наиболее близким к изобретению техническим решением является стенд для испытаний систем управления тормо жением колес транспортного средства, содержащий связанные трансмиссией маховик - имитатор кинетической энергии и скорости транспортного средства, имитатор поперечной жесткости подвески колес транспортного средства в направлении движения, муфту - имитатор момента сцепления колеса с покрытием дороги, имитатор колеса, муфту имитатор тормозного момента и два дат чика (например тахогенератрры) скорос ти вращения маховика и имитатора ко. СРЕДСТВ. леса. Кроме того, стенд содержит блок воспроизведения функциональной зависимости тормозного момента от скорости и давления в тормозе испытуемой системы, выход которого связан с муфтой-имитатором тормозного момента, один из входом - с первым тахогенератором, а другой - с датчиком давления в тормозе испытуемой системы, блок воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скорости, вход которого связан с первым тахогенератором, а выход - с одним входом блока умножения, другой вход которого связан с выходом блока воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скольжения, блок вычисления скольжения, входы которого подключены к тахогенераторам, а выход - к блоку воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скольжения 1J. Недо.статком известного стенда является то, что механические имитаторы 393 жесткости обеспечивают точность моделирования поперечной жесткости, в частности и на известном стенде, в 3-6 раз меньше точности моделирования механических моментов на этом же стенде, что снижает точность и достоверность результатов испытаний. Снижение точности объясняется тем, что для одновременного удовлетворения требованиям жесткости и прочности мехЗнический имитатор жесткости должен иметь малые линейные размеры (диаметр и длину), что приводит к уменьшению реальной точности установки требуемой действующей длины имитатора. Кроме того, малая прочность имитатора жесткости сужает диапазон моделирования тормозного момента и момента сцепления на стенде, снижает безопасность работы на стенде и его надежность. Другим недостатком известного стенда, связанным с применением механическогоимитатора жесткости, является невозможность моделирования нелинейной жесткости подвески колес, зависящей от приложенных к подвеске сил и моментов, что снижает достоверность результатов испытаний, так как реальные характеристики жесткости подвески нелинейны. Цель изобретения - расширение диапазона моделирования поперечной жесткости подвески колес в направлении движения и повышение точности испытаНИИ. Цель достигается тем, что стенд, содержащий кинематически связанные между собой маховик - имитатор кинетической энергии и скорости транспортного средства, муфту - имитатор момента сцепления колеса с покрытием дороги, тормоз - имитатор тормозного момента, имитатор колеса и датчики скорости вращения маховика и имитатора колеса, а также блоки воспроизведения функциональных зависимостей тор мозного момента от скорости и давления в тормозе колеса, момента сцепления от скорости и момента сцеплен1-я от скольжения, блок вычисления скольженмя, один из входов которого подключен к выходу датчика скорости вращения имитатора колеса, а выход - к блоку воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скольжения, блок умножения, выходы которого подключены к выходам блоков воспроизведеммя функциональных зависимостей момента сцепления от скорости и от скольжения, снабжен блоком моделирования поперечной жесткости подвески колес в направлении движения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход к одному входу первого блока суммирования, другой вход которого подключен к датчику скорости вращения маховика, блоком деления, выход которого подключен к другому входу блока вычисления скольжения, логическим блоком, вход которого подключен к блоку умножения, один выход к муфте - имитатору момента сцепления, а другой - к одному входу второго блока суммирования, второй вход которого подключен к блоку воспроизведения функциональной зависимости тормозного момента от скорости и давления, а выход к имитатору тормозного момента, причем вход дифференциатора связан с датчиком скорости вращен{1Я маховика, выход первого блока суммирования подключен к входам блока деления, блока воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скорости, и к одному входу блока воспроизведения функциональной зависимости тормозного момента от скорости и давления, второй вход которого подключен к датчику давления в тормозе испытуемой системы. На чертеже представлена блок-схема стенда для испытаний систем управления торможением колес транспортерных средств. Стенд содержит кинематически связанные между собой маховики - имитатор кинетической энергии и скорости 1, имитатор 2 момента сцепления колеса с покрытием дороги (например электромагнитная порошковая муфта), имитатор тормозногс момента 3 (например электромагнитный порошковы тормоз),.имитатор колеса А, датчики скоростей вращения 5 и 6 имитатор 4 и 1 соответственно (например тахогенераторы). Кроме того, стенд содержит Электронные блоки суммирования 7 и 8, дифференциатор 9, блок 10 моделирования поперечной жесткости подвески колес в направлении движения транспортного средства, логический блок 11, блок умножения 12, блоки 13 воспроизведения функциональных зависимостей момента сцепления от 5. скольжения, момента сцепления от скорости Т и тормозного момента от скорости и давления 15, блок делени 16 и блок вычисления скольжения 17. На чертеже также представлена испытуемая система 18 с датчиком 19 ско рости колеса и датчиком 20 давления в тормозе колеса. Перед началом испытаний датчик 1 снимают с колеса системы 18 и устанавливают на стенд, подключая к ими татору колеса k, В блок 10 вводится информация, определяющая зависимост моделируемой жесткости подвески колес от действующих на колесо моментов, а также кинематические и механические характеристики и дифференциальные уравнения движения центра колёса на подвеске. В блоки вводятся функциональные зависимости момента сцепления от скольжения и от скорости и момента торможения от скорости и давления. В блоке 16 устанавливается коэффициент деления, пропорциональный радиусу колеса. В имитаторе 1 запасается кинетическая энергия, раскручивается маховик, за счет которой приводится в движение имитатор колеса Ц и датчик 18. Причем скорость вращения имитатора ч в установившемся режиме меньше скорости вращения имитатора 1 в число раз, установленное в блоке 16, который вычисляет значение скорости вращения нетормозящргося колеса. С этим значением в блоке 1 сравнивается фактическая скорость вращения имитатора колеса k. Сигнал, пропорциональ ный рассчитанной в блоке 17 величине скольжения воздействует через блоки 13 и 12, где вырабатывается сигнал, пропорциональный заданному значению момента сцепления, на блок 11, который в зависимости от знака поступающего с блока 12 сигнала направляет этот сигнал либо на имитатор 2, если сигнал положителен, либо на имитатор 3, если сигнал отрицателен. В первом случае это соответствует положительному моменту сцепления, когда скорость имитатора t меньше скорости нетормозящегося колеса и скольжение положительно, во втором случае это соответствует отрицательному моменту сцепления, когда скорость имитатора 4 больше скорости нетормозящегося колеса и скольжение отрицательно. В результате устанав3ливается динамическое равновесие, при котором скорость имитатора колоса Ц равна скорости нетормозящегося колеса, рассчитанной в блоке 16. Процесс испытаний начинается с нажатия тормозной педали в испытуемой системе 18, в тормозе колеса которой повышается давление, воздействующее через датчик 20 на блок 15, который в зависимости от текущих значений давлений и скорости вырабатывает сигнал, пропорциональный заданному значению тормозного момента, который, пройдя через сумматор 7, поступает на имитатор 3 Это приводит к росту тормозного момента в имитаторе 3, что вызывает уменьшение скорости имитатора k колеса и рост скольжения. Изменяющееся скольжение, рассчитанное в блоке 17, воздействует на блок 13. Выходные сигналы с блоков 13 и И перемножаются блоком 12, который вырабатывает управляющий сигнал, направляемый блоком II на имитатор 2, момент сцепления в котором возрастает. Если максимально возможный для данных значений скорости и скольжения момент сцепления превосходит максимальный момент в тормозе колеса, то при некотором скольжении устанавливается равновесие между моментами в имитаторах 2 и 3. Имитатор 1 затормаживается с ускорением, пропорциональным действующему на него моменту сцепления в имитаторе 2. Замедление имитатора 1измеряется дифференциатором 9, вырабатывающим сигнал, пропорциональный действующему моменту сцепления. Этот сигнал поступает на блок 10, где устанавливаются начальные условия, соответствующие изгибу подвески колес при действии на колесо данного момента сцепления. Оператор вводит через блок 14 кратковременное уменьшение момента сцепления, соответствующее попаданию колеса на мокрое пятно дороги. Имитатор колеса начинает интенсивно затормаживаться тормозным моментом в имитаторе 3. При достижении предельно допустимого для данной системы 18 замедления датчик 19 выдает сигнал на сброс давления в тормозе, что приводит к сбросу момента в имитаторе 3. Одновременно резко уменьшается сигнал с блока 9. так как имитатор 1 перестает замедляться. Блок 10, решая заложенные в него дифференциальные уравнения с учетом из .меняющегося сигнала с блока 9, выдаёт на блок суммирования 8 сигнал, соответствующий скорости центра коле са по отношению к транспортному сред ству при возвращении согнутой подвески колеса на исходное положение. Сигнал с блока 10 суммируется с сигналом с датчика 6, и выходной сигнал с блока 16 возрастает, нто приводит tf увеличению скольжения, рассчитанного блоком 17, а следовательно, и к увеличению момента в имитаторе 2. Имитатор k колеса получает возможность разогнаться до скорости, превышающей скорость нетормозящегося колеса. Это происходит, когда сигнал с блока 10 становится отрицательным в соответствии с решаемыми блоком дифференциальными уравнениями, что соответствует возвращению подвески колес из крайуего заднего положения в которое она попала после маха назад. При этом сигнал на выходе блока 16 уменьшается и скольжение, рассчитанное блоком 17, становится отрицательным. Блок 11 направляет сигнал, соответствующий отрицательному моменту сцепления, на блок суммирования 7 и далее на имитатор 3. При неблагоприятном сочетании xapaftYepиcти жесткости подвески колес, наложенных в блок 10, и характеристик испытуемой системы 18, нарастание тормозного момента в имитаторе 3 от действия испытуемой системы может совпадать по времени с тормозным моментом, появившемся из-за действия сил упру- . гости в подвеске колес, В результате суммарный тормозной момент может -превысить максимальный для текущих значений скорости и скольжения момент сцепления, что вызывает замедление имитатора t с ускорением больше допустимого. Датчик 19 выдает в систему 18 сигнал на сброс давления в тормозе, и описанный процесс повто ряется, В.системе 18 возникают автоколебания тормозного момента, что снижает его среднюю величину, а сле.довательно, увеличивает тормозной путь и время тормозного пробега. В предлагаемом стенде за счет применения электронного имитатора поперечной жесткости подвески колес в направлении движения расширен диапазон моделирования жесткости, так как а блок моделирования можно вводить как линейные, так и.нелинейные дифференциальные уравнения, описывающие процесс движения центра колеса на подвеске, в то время как на базовом стенде механический имитатор может решать только линейные уравнения. Кроме того, в 3-6 раз повышается точность моделирования жесткости за счет использования имитаторов тормозного момента и момента сцепления в качестве исполнительных элементов . электронного имитатора жесткости. За счет расширения диапазона моделирования жесткости и точности этого моделирования повышается точность и достоверность результатов испытаний. Формула изобретения Стенд для испытаний систем управления торможением колес транспортных средств, содержащий кинематически связанные между собой маховик - имитатор кинетической энергии и скорости транспортного средства, муфту- . имитатор момента сцепления колеса с покрытием дороги, тормоз-имитатор тормозного момента, имитатор колеса и датчики скорости вращения маховика и имитатора колеса, а также блоки воспроизведения функциональных зависимостей тормозного момента от скорости и давления в тормозе колеса, момента сцепления от скорости и момента сцепления от скольжения, блок вычисления скольжения, один из выходов которого подключен к выходу датчика скорости вращения имитатора колеса, а выход - к блоку воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скольжения, блок умножения, входы которого подключены к выходамблоков воспроизведения функциональных зависимостей момента сцеп/ ения от скорости и от скольжения, о т л и м а ю щ. и и тем, что; с целью расширения диапазона моделирования поперечной жесткости подвески колес в направлении движения и повышения точности испытаний, он снабжен блоком моделирования поперечной жесткости подвески колес в направлении движения, вход которого подключен к выходу дифференциатора, а выход - к одному входу первого блока суммирования, другой вход которого подключен к датчику скорости вращения маховика.

блоком деления, выход которого подключен к другому входу блока вычисления скольжения, логическим блоком, вход которого подключен к блоку умножения, один выход - к муфте - имитатору момента сцепления, а другой к одному входу второго блока суммирования, второй вход которого подключен к блоку воспроизведения функциональной зависимости тормозного момента от скорости и давления, а выход к имитатору тормозного момента, причем вход дифференциатора связан € датчиком скорости вращения маховика, выход первого блока суммирования подключей к входам блока деления, блока воспроизведения функциональной зависимости момента сцепления от скорости и к одному входу блока воспроизведения функциональной зависимости тормозного момента от скорости и давления, второй вход которого подключен к датчику давления в тормозе испытуемой системы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР по заявке tf 2700330/27-П, кл, 8 60 Т 17/22, 21.12.78 (прототип).