СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БИТУМОЩЕБНЕРАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ

Битумощебнераспределитель (БЩР) предназначен для поверхностной обработки асфальтовых дорог. Технологический процесс предполагает выполнение двух основных операций: 1) подачу связующего материала (битума или битумной эмульсии) на дорожное полотно; 2) подачу каменного материала (щебня) поверх связующего материала. Качество образующегося покрытия напрямую зависит от толщины слоя эмульсии. Недостаток связующего материала приводит к уменьшению высоты его слоя и прочности покрытия. Излишек связующего материала приводит к перерасходу материала и увеличению высоты его слоя, полностью закрывающего каменный материал, что ухудшает эксплуатационные свойства покрытия.
Поступательное движение БЩР должно происходить с заданной скоростью, однако по различным причинам фактическая скорость отличается от заданной скорости. Для обеспечения постоянства расхода материала на единицу площади в системе управления необходимо формировать коррекцию подачи материала от скорости поступательного движения БЩР.
Известна система управления битумощебнераспределителя фирмы Karl Schafer GmbH (Friedrich List Str. 45, 70736 Fellbach), Германия, содержащая датчик скорости движения распределителя и датчик давления связующего материала в напорной линии. Датчики подключены к устройству формирования сигналов, соединенному через гидронасос с гидромотором. Связующий материал из бака гидромотором подается в напорную линию с форсунками. Работа такой системы управления происходит следующим образом. Перед открытием форсунок перекрывается полностью сливная гидролиния. Эту операцию выполняет электромагнитный клапан отсечного типа, который приводит в действие переключающий кран /Приложение
1, зона В-12/. Регулировка давления связующего материала осуществляется через дополнительный гидравлический контур, образованный управляемым гидронасосом 4 /Приложение 2, электропневмоклапаны с пропорциональным управлением YA1, YA2/ и гидромотором 5 /Приложение 2, гидромотор M1/. В качестве устройства формирования управляющих сигналов используется контроллер HAUPTSTEUERU NG 201MM1 /Приложение 3/, имеющий в своем составе порт аналогового выхода. К порту аналогового выхода подключены электропневмоклапаны с пропорциональным управлением YA1, YA2 /Приложение 4, зона Е-4/. Сначала заканчиваются переходные процессы в первом контуре, а уже после этого устанавливается необходимое значение давления во втором контуре - контуре давления связующего материала.
Суммарное время установления давления, например, после включения какой-либо форсунки, составляет от 3 до 5 секунд. При движении БЩР с минимальной рабочей скоростью 1 м/с пройденный путь составит соответственно от 3 до 5 метров. На этот пройденный участок дороги вяжущий материал будет подан в количестве не соответствующем требуемому значению. Повторный проход установки БЩР с целью устранения брака практически невозможен, так как визуально оператору установки будет очень трудно определить границы такого участка. Брак проявится в процессе эксплуатации в виде преждевременного износа участка или в виде худшего сцепления колес транспортного средства с поверхностью дорожного полотна, что может привести к заносу транспортного средства.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение недостатков известного решения, а именно исключение бракованных участков обрабатываемой асфальтовой дороги путем повышения точности управления подачей материала для обеспечения постоянства расхода его на единицу площади.
Указанная цель достигается тем, что в системе управления битумощебнераспределителя, содержащей датчик скорости поступательного движения
битумощебнераспределителя и датчик давления связующего материала в напорной гидролинии, подключенные к устройству формирования управляющих сигналов, соединенному с управляемым гидронасосом, управляющим гидромотором, подающим связующий материал из гидробака через напорную гидролинию в рампу с форсунками, подключенную через сливную гидролинию к гидробаку, согласно предложению в сливную гидролинию установлен пропорциональный управляемый клапан, подключенный к устройству формирования управляющих сигналов.
Применение пропорционального управляемого клапана позволяет выполнять регулировку давления непосредственно в рампе с форсунками. Время регулирования определяется временем перекрытия гидролинии с помощью малоинерционного пропорционального управляемого клапана электромагнитного типа. Время перемещения клапана после подачи на него управляющего напряжения не превышает десятой доли секунды. Следовательно, при указанной выше скорости движения БЩР длина бракованного участка не превысит 0.1 метра. В силу текучести связующего материала фактическая длина бракованного участка может существенно уменьшиться и сократиться до нуля.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где дана структурная схема системы управления битумощебнераспределителя (БЩР).
БЩР содержит датчик 1 скорости поступательного движения транспортного средства, датчик 2 давления связующего материала в напорной гидролинии, которые подключены к устройству 3 формирования управляющих сигналов. Устройство 3 соединено с управляемым гидронасосом 4 и управляющим гидромотором 5, подающим связующий материал через напорную линию в рампу 6 с форсунками. В сливную гидролинию установлен пропорциональный управляемый клапан 7, который подключен к устройству 3 формирования управляющих сигналов. Напорная и сливная линии соединены с гидробаком 8, содержащим связующий материал.
Система управления битумощебнераспределителем работает следующим образом. Для обеспечения постоянства расхода материала на единицу площади в системе управления формируется коррекция подачи материала как функция скорости поступательного движения БЩР: с увеличением скорости подача материала увеличивается, а с уменьшением скорости подача материала уменьшается.
Информация о скорости движения БЩР поступает от датчика скорости 1, встроенного в ступицу одного из колес транспортного средства. Формирование корректирующего сигнала по скорости выполняется в вычислительном устройстве (контроллере) 3 формирования управляющих сигналов. Сформированный сигнал в виде напряжения подается на управляемый гидронасос 4 (например, аксиального типа). Гидронасос входит в гидравлический контур гидромотора 5 в качестве задающего устройства. Гидромотор 5 в свою очередь является задающим устройством в другом контуре, содержащем рампу 6 с форсунками и гидробак 8 со связующим материалом. Гидромотор 5 закачивает связующий материал из гидробака 8 и подает его по напорной гидролинии в рампу 6. Через открытые форсунки рампы часть связующего материала подается на дорожное полотно. Оставшаяся часть связующего материала поступает через частично перекрытую сливную гидролинию в гидробак 8 со связующим материалом. Частичное перекрытие сливной гидролинии осуществляется с помощью управляемого пропорционального клапана 7, соединенного с устройством 3 формирования сигналов. Это перекрытие обеспечивает требуемое значение давления связующего материала в напорной гидролинии, а значит и в рампе 6 с форсунками, осуществляя тем самым необходимый расход связующего материала на поверхность дорожного полотна и расчетную толщину покрытия.