Патент на изобретение №2189910
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ КОЛЕС СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ТРАКТОРА
(57) Реферат: Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано для контроля давления в пневматических шинах движущегося трактора. Устройство содержит зубчатые диски, установленные на соответствующих колесах, индукционно связанные с измерительными преобразователями углов поворота колес трактора. Блок обработки сигналов измерительных преобразователей содержит компаратор, входы которого связаны с измерительными преобразователями через последовательно соединенные преобразователи частота – напряжение, времязадающие цепи и диоды. Компаратор имеет два пороговых состояния и охвачен обратной связью с возможностью изменения порога срабатывания. Преобразователи частота – напряжение выполнены с возможностью плавного регулирования их коэффициентов передачи. Выход блока обработки сигналов соединен с элементами звуковой и световой сигнализации. Техническим результатом изобретения является повышение универсальности и точности контроля давления в шинах сельскохозяйственных тракторов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к транспортной технике и может быть использовано для контроля давления в пневматических шинах движущегося трактора. Известно устройство (авторское свидетельство СССР 1434290, кл. 7 G 01 L 17/00, 1985) для контроля давления в шинах транспортных средств, содержащее индукционные преобразователи, установленные на колесах, индукционные катушки, установленные на неподвижной части транспортного средства, блок обработки и индикации сигналов, состоящий из счетчиков, автогенератора, логических элементов и сигнализаторов. Известно также устройство (патент РФ 2047115, кл. G 01 L 17/00, 1992) для контроля давления воздуха в шинах колес транспортных средств, содержащее два индукционных преобразователя, выполненных с возможностью установки на соответствующих колесах, и индукционных катушек, устанавливаемых на неподвижной части транспортного средства, а блок обработки и индикации сигналов выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго светодиодов, параллельно которым включен индикаторный cветодиод. Таким устройствам присущ существенный недостаток, заключающийся в низкой точности контроля давления в шинах тихоходных, малоскоростных транспортных средств и имеющих различные радиусы колес. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение универсальности и точности контроля давления в шинах особенно тихоходных транспортных средств, например сельскохозяйственных тракторов, выполняющих технологические операции. Такой технический результат достигается тем, что устройство для автоматического контроля давления воздуха в шинах колес сельскохозяйственного трактора, включающее измерительные преобразователи углов поворота колес трактора, закрепленные на неподвижной части трактора, блок обработки их сигналов, выход которого соединен с элементами звуковой и световой сигнализаций, содержит зубчатые диски, установленные на соответствующих колесах различного радиуса вращения, а блок обработки сигналов измерительных преобразователей углов поворота колес трактора содержит компаратор, имеющий два пороговых состояния и охваченный обратной связью с возможностью изменения порога срабатывания компаратора, входы которого связаны с измерительными преобразователями соответственно через последовательно соединенные преобразователи “частота – напряжение”, выполненные с возможностью плавного регулирования их коэффициентов передачи, времязадающие цепи и диоды. К тому же, измерительные преобразователи углов поворота колес выполнены в виде индукционных элементов с подмагничиванием. Схема устройства (представлена на чертеже) содержит зубчатые металлические диски 1, магниты 2, индукционные датчики 3 с подмагничиванием, соединенные через диоды 4 с времязадающими цепями. Преобразователи 6 “частота – напряжение” подключены к компаратору 8 с двумя пороговыми состояниями, имеющему обратную связь 9 для изменения уровня порога срабатывания компаратора 8. Коэффициенты передачи преобразователей 6 имеют плавную регулировку (за счет изменения величин резисторов 7) для компенсации разбаланса диаметров малого R1 и большого R2 радиусов колес. К выходу компаратора 8 подсоединены элементы световой (например, светодиоды) 10 и звуковой 11 сигнализаций. Устройство работает следующим образом. При вращении колес и соответственно зубчатых дисков 1 (жестко закрепленных на колесах) в индукционных катушках 3 наводится электродвижущая сила (ЭДС) в виде коротких импульсов с периодом Т их следования, равным Т = 1/fc (fc – частота импульсов, поступающих с индукционных катушек 3, пропорциональная частоте вращения колес). Поскольку изменение давления воздуха в шинах колес сопровождается изменением их радиусов, то с изменением давления в шинах будет также изменяться и частота вращения соответствующих колес. Таким образом, измерение разности частот вращения колес трактора, возникающей при уменьшении радиуса одного из двух колес, позволяет судить о соответствующем изменении давления в одном из колес. Информационные сигналы с частотами f1 и f2 поступают на времязадающие цепи 5 и на преобразователь 6 “частота – напряжение”. При одинаковом давлении воздуха в парах колес соотношение значений частот f1 (для колеса с малым радиусом) и f2 (для колеса с большим радиусом) будет равно К= R2/R1. Для достижения равенства уровней выходных напряжений преобразователей 6 коэффициент передачи одного из них устанавливается равным К. В этом случае уровень напряжения на выходе компаратора 8 будет приближаться к нулю, вследствие чего светодиоды 10 не будут излучать света. При снижении же давления в одной из шин (для определенной пары колес) происходит уменьшение ее радиуса соответствующего колеса, что влечет за собой увеличение частоты его вращения относительно другого колеса (имеющего номинальное давление), и при этом выходные напряжения преобразователей 6 “частота – напряжение” будут иметь различные значения, разница которых будет пропорциональна рассогласованию частот f1 и f2*=К  f2 (приведенной к f1). На выходе компаратора с учетом знака рассогласования будет излучать свет один из светодиодов 10, свидетельствующий о падении давления в шине соответствующего колеса.
Для измерения разности давлений в колесах по значениям разноса частот f1 и f2*=Кf2 их вращения можно использовать следующие соотношения: где  1(t1), 2(t1) – фактические углы поворота первого и второго колес в момент времени t1; 1(t0), 2(t0) – начальные углы поворота колес в момент времени t=t0.
Тогда разность углов 1(t1) и 2(t1) в моменты времени t1 будет равна Операция интегрирования разности частот f1(t)-f2*(t) выполняется парой колес. При этом  знаки  соответствуют случаям, когда f1 > f2 или f2 > f1 соответственно.
С учетом выражения для скорости движения трактора Vmp = 2 R1f1 = 2R2f2, где R1 и R2 – радиусы различных по размерам колес, получим где L – путь, пройденный за интервал времени (t0-t1). Условие согласования по фазе положений первого и второго колес L [(R*2-R1)/R1R*2] = 2/к, где R2*=R1К (приведенный к R1 радиус R2*).
Принимая, что R*2 = R1+ R при f1 > f2 и R*2 = R1–R при f1 < f2, получимL [R/((R1R)R1)] = 2/кили L = [(2 R1/kR)(2R1/k)].Применение данного устройства в транспортных средствах позволяет: уменьшить износ протектора, увеличить срок службы корда шин и улучшить условия работы водителя, определять появление недопустимых люфтов, определять степень буксования колес. Формула изобретения
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 02.09.2004
Извещение опубликовано: 20.02.2006 БИ: 05/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
