УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ШИНАХ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к области пневмоавтоматики, в частности, к устройствам управления и автоматического поддержания заданного давления в шинах транспортных средств путем автоматической накачки шин.
Известно устройство регулирования давления воздуха в шинах, содержащее электропневмоклапаны, соединенные трубопроводами с пневматической системой транспортного средства и шинами, причем последние соединены через манжетные блоки уплотнений на осях и шинные краны, электронное электронный блок, панель контроля и управления водителя и устройство контроля давления, установленное в трубопроводе подвода воздуха к шинам (RU №2421345).
Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению является устройство автоматической накачки шин, включающее орган управления, распределительный блок, связанное с ним электрическими связями, а также с колесными клапанами и компрессором, питаемую от компрессора пневмомагистраль, соединяющую элементы системы, орган управления выполнен в виде электронного блока, в качестве распределительного устройства используют электромагнитный клапан, а компрессор связан с элементами системы через осушитель воздуха и воздушный ресивер (RU №112098, прототип).
Известные устройства имеют следующие недостатки:
- малое быстродействие, обусловленного выпуском воздуха из шин через электромагнитный клапан; малый ресурс блока манжетных уплотнений на осях, обусловленный необходимостью работы манжет при постоянно подведенном избыточном давлении.
Задачей полезной модели является создание эффективного устройства автоматического регулирования давления воздуха и расширение арсенала устройств автоматического регулирования давления воздуха, преимущественно, в шинах транспортного средства.
Технический результат, обеспечивающий решение технической задачи состоит в повышении быстродействия при регулировании в процессе выпуска воздуха из шин и при подкачке воздуха в шинах.
Сущность полезной модели состоит в том, что устройство автоматического регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства содержит управляющий программируемый электронный блок с панелью управления и индикации, распределительный блок, выполненный с возможностью переключения по командам электронного блока, и средства контроля давления в шинах колес, попарно размещенных на осях транспортного средства, соединенные с электронным блоком, а также пневмомагистрали для соединения распределительного блока с источником давления и, через нормальнозакрытые пневмоуправляемые колесные пневмоклапаны, - с каждой шиной, каждый колесный пневмоклапан выполнен с возможностью открывания для выпуска воздуха из шины в атмосферу при подаче вакуума в полость управления и снабжен встроенным обратным клапаном, подключенным входом к распределительному блоку, а выходом - к шине, при этом распределительный блок выполнен в виде связанных с источником давления общего электропневмоклапана накачивания и эжекторного генератора вакуума, а также группы параллельно включенных колесных электропневмоклапанов, связанных входами с общим электропневмоклапаном накачивания и с эжекторным генератором вакуума, а выходами - с полостями пневмоуправления колесных пневмоклапанов и со входами встроенных обратных клапанов, а электронный блок подключен к электромагниту управления каждого из электропневмоклапанов распределительного блока.
Предпочтительно, распределительный блок снабжен электропневмоклапаном питания эжекторного генератора и электропневмоклапаном подключения вакуума, при этом общий электропневмоклапан накачивания связан с источником давления непосредственно, а эжекторный генератор вакуума - через электропневмоклапан питания эжекторного генератора, причем последний связан с колесными электропневмоклапанами через электропневмоклапан подключения вакуума.
Предпочтительно, вход каждого обратного клапана выполнен заодно с полостью управления колесного пневмоклапана.
Предпочтительно, средства контроля давления в шинах выполнены в виде датчика давления, подключенного к электронному блоку, с возможностью попарного или индивидуального контроля давления в шинах.
В некоторых частных случаях реализации распределительный блок выполнен с числом колесных электропневмоклапанов, равным числу осей, при этом колесные пневмоклапаны подключены к колесным электропневмоклапанам попарно.
В иных частных случаях реализации, распределительный блок выполнен с количеством колесных электропневмоклапанов, равным количеству шин, при этом каждый из колесных электропневмоклапанов подключен к одному из колесных пневмоклапанов.
При этом каждая шина снабжена блоком манжетных уплотнений для оси транспортного средства.
На чертеже изображена схема устройства автоматического регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства с колесной формулой 6×6.
Устройство автоматического регулирования давления воздуха в шинах 1 транспортного средства содержит программируемый электронный блок 4 (устройство управления) с панелью управления и индикации.
Распределительный блок 3 выполнен с возможностью переключения по командам электронного блока 4, и средства контроля давления в виде датчика 2 давления в шинах 1 колес, попарно размещенных на осях транспортного средства, соединенные с электронным блоком 4. Пневмомагистрали 7 предназначены для соединения распределительного блока 3 с источником давления (компрессор, ресивер - не изображены) и, через нормальнозакрытые пневмоуправляемые колесные пневмоклапаны 6, - с каждой шиной 1. Каждый колесный пневмоклапан 6 выполнен с возможностью открывания для выпуска воздуха из шины 1 в атмосферу при подаче вакуума в его полость управления и снабжен встроенным обратным клапаном (не изображен), подключенным входом к распределительному блоку 3, а выходом - к шине 1. Распределительный блок 3 выполнен в виде связанных с источником давления общего электропневмоклапана 3.1 накачивания и эжекторного генератора 3.4 вакуума, а также группы параллельно включенных колесных электропневмоклапанов 3.5, связанных входами с общим электропневмоклапаном 3.1 накачивания и с эжекторным генератором 3.4 вакуума, а выходами - с полостями пневмоуправления колесных пневмоклапанов 6 и со входами встроенных обратных клапанов. Электронный блок 4 подключен к электромагниту управления каждого из электропневмоклапанов 3.1-3.3, 3.5 распределительного блока 3.
Распределительный блок 3 снабжен электропневмоклапаном 3.2 питания эжекторного генератора 3.4 и электропневмоклапаном 3.3 подключения вакуума, при этом общий электропневмоклапан 3.1 накачивания связан с источником давления непосредственно, а эжекторный генератор 3.4 вакуума - через электропневмоклапан 3.2 питания эжекторного генератора 3.4, причем последний связан с колесными электропневмоклапанами 6 через электропневмоклапан 3.3 подключения вакуума.
Вход каждого обратного клапана выполнен заодно с полостью управления колесного пневмоклапана 6.
Средства контроля давления в шинах выполнены в виде датчика 2 давления, подключенного к электронному блоку 4, с возможностью попарного или индивидуального контроля давления в шинах 1.
В некоторых частных случаях реализации распределительный блок 3 выполнен с числом колесных электропневмоклапанов 3.5, равным числу осей (пар шин 1), при этом колесные пневмоклапаны 6 подключены к колесным электропневмоклапанам 3.5. попарно.
В иных частных случаях реализации, распределительный блок 3 выполнен с количеством колесных электропневмоклапанов 3.5, равным количеству шин 1, при этом каждый из колесных электропневмоклапанов 3.5 подключен к одному из колесных пневмоклапанов 6 индивидуально.
При этом каждая шина 1 снабжена блоком 5 манжетных уплотнений для оси транспортного средства.
На чертеже обозначены:
1 - шина;
2 - устройство контроля давления (датчик);
3 - распределительный блок;
3.1 - общий электропневмоклан накачивания;
3.2 - электропневмоклапан питания генератора вакуума;
3.3 - электропневмоклапан подключения вакуума к колесным магистралям;
3.4 - эжекторный генератор вакуума;
3.5 - колесные (осевые) электропневмоклапаны;
4 - электронный блок с панелью управления и индикации (устройство управления);
5 - блок манжетных уплотнений;
6 - колесные клапаны;
7 - пневмомагистрали.
Устройство автоматического регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства работает следующим образом.
Водитель транспортного средства на панели управления и индикации блока 4 выбирает режим (программу) работы шин 1 в соответствии с дорожными условиями или в ручном режиме устанавливает необходимую величину давления воздуха в шинах 1.
Электронный блок 4 получает электрический сигнал от датчика 2 с информацией о фактическом давлении, который анализируется. При обнаружении несовпадения заданного значения давления (введенного водителем) с фактическим давлением в шинах 1 электронный блок 4 подает на соответствующие электропневмоклапаны из состава электропневмоклапанов 3.1-3.5 распределительного блока 3 электрический сигнал для активации процесса накачивания или выпуска, в зависимости от того, что нужно сделать, увеличить или снизить давление в шинах 1. Накачивание происходит при включении (открытии) общего электропневмоклапана 3.1 и колесных (осевых) электропневмоклапанов 3.5. Сжатый воздух от электропневмоклапана 3.5 через соответствующий обратный клапан, на входе которого имеется при этом повышенное давление для его открытия, попадает из источника давления в шины 1, т.е. процесс накачивания идет непосредственно через обратные клапаны, имеющие лишь одну подвижную деталь и максимальное быстродействие при срабатывании по сравнению с клапанами других типов.
Выпуск происходит при активации эжекторного генератора 3.4 вакуума включением электропневмоклапана 3.2 питания генератора 3.4 с одновременным подключением последнего через колесные пневмомагистрали 7 к полостям управления колесных пневмоклапанов 6 посредством открытия электропневмоклапанов 3.3 и 3.5 и срабатыванием колесных пневмоклапанов 6 от вакуума, подведенного в полости управления последних, с соединением участка от колесного пневмоклапана 6 до шины 1 непосредственно с атмосферой. При наличии вакуума в полости управления пневмоклапана 6 его упругий элемент отжимает запорный элемент и происходит соединение объема шины 1 с атмосферой. Обратный клапан, на входе которого имеется при этом разрежение, остается закрытым. Таким образом, происходит быстрый выпуск воздуха из шин 1.
После приведения давления в шинах 1 к заданной величине происходит автоматический выпуск из магистрали 7 на участке от распределительного блока 3 до обратного клапана, встроенного в колесный пневмоклапан 6.
В случае появления утечек датчик 2, который периодически проводит контроль (опрос) давления в шинах 1, подает сигнал на электронный блок 4, который, в свою очередь, подает на распределительный блок 3 сигнал накачивания. В случае невозможности компенсации возникшей утечки производительностью источника давления, электронный блок 4 отключает поврежденную шину 1 от распределительного блока 3 и на панели индикации блока 4 появляется соответствующая информация.
Устройство контроля давления (датчик 2) при проведении контроля осуществляет измерение давления сжатого воздуха и подачу электрического сигнала по электрической связи к электронному блоку 4.
Электронный блок 4 осуществляет управление системой по электрическим связям с распределительным блоком 3, получает электрический сигнал от датчика 2, световые индикаторы, отображают информацию о состоянии системы. Электронный блок 4 может быть подключен к сети передачи данных CAN (Controller Area Network - сеть контроллеров).
Распределительный блок 3 срабатывает по электрическим сигналам от блока 4 и осуществляет подачу сжатого воздуха к шинам 1 через обратные клапаны в пневмоклапанах 6, или генерацию и подачу вакуумного сигнала к колесным пневмоклапанам 6.
Блок 5 манжетных уплотнений обеспечивает герметичность подвижного соединения, обеспечивающего подачу сжатого воздуха к шине 1 вращающегося колеса.
Колесные пневмоклапаны 6 благодаря встроенному обратному клапану беспрепятственно пропускают воздух к шинам 1 и не позволяют ему выходить из шин 1. Нормально закрытый колесный пневмоклапан 6 при подаче вакуумного сигнала на его вход (полость пнемоуправления), открывается и немедленно (без задержки) сообщает внутреннюю полость шины 1 с атмосферой, при снятии указанного сигнала пневмоклапан 6 закрывается.
Пневмомагистрали 7 осуществляют присоединение к источнику давления транспортного средства и соединение пневматических компонентов системы.
Техническое решение позволяет реализовать следующие функции:
- мониторинг давления в шинах 1;
- накачку и выпуск сжатого воздуха из шин 1;
- автоматическое приведение значения давления в шине 1 к заданной величине и его автоматическое поддержание;
- контроль режима работы шин 1, сигнализацию при выходе давления за пределы заданных величин и автоматическое согласование параметров;
- обнаружение утечек из шин 1, автоматическая компенсация утечек, лимитируемая производительностью компрессора источника давления;
- отключение поврежденных шин 1 колес при невозможности компенсации утечек производительностью компрессора источника давления и сигнализация об этом.
Заявляемая полезная модель состоит из элементов и узлов, находящихся в конструктивном единстве и функциональной взаимосвязи, т.е. представляет собой решение, охраняемое в качестве полезной модели, его использование обеспечивает повышении быстродействия при регулировании в процессе выпуска воздуха из шин и при подкачке воздуха в шинах
Данная полезная модель имеет высокие эксплуатационные качества за счет выполнения своих функций, как на стоянке, так и в движении. Автоматический режим поддержания заданных величин давления, при котором водитель нажатием кнопки выбирает только режим дорожных условий, повышает безопасность движения, т.к. при этом водитель не отвлекается от управления транспортным средством для слежения за давлением в шинах. Система имеет возможность оперативного ручного принудительного управления давлением в шинах с минимальным запаздыванием. Техническое решение можно применять на автотранспортных средствах с любой колесной формулой с возможностью управления давлением по осям или в каждом отдельно взятом колесе.