ДЕМОНСТРАЦИОННЫЙ СТЕНД ТОРМОЗНОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ УРАЛ-4320-31

Полезная модель относится к учебным пособиям и позволяет продемонстрировать на базовой установке (стенде) с изображенной структурной схемой тормозного управления автомобиля Урал-4320-31 и электрической схемой принцип функционирования тормозных систем.
Наиболее близким к заявляемому решению (прототипом) является демонстрационный стенд тормозного управления автомобиля Урал-4320-31, представляющий собой демонстрационное устройство, которое содержит основание, на котором изображена структурная пневмогидравлическая схема тормозного привода с иллюстрациями пневмо- и гидроаппаратов, показанных в разрезе [Ибраев А.Р., Свиридов Е.В., Чечегов А.В. Использование демонстрационных стендов при изучении технических дисциплин. Современные тенденции развития науки и технологий, 2016, № 7, 6, с. 40-44. Режим доступа http://elibrary.ru/fall_text.asp?id=26463128]. При этом пневмо- и гидромагистрали на схеме различаются цветами. Кроме изображений разрезов пневмо- и гидроаппаратов на стенде смонтированы реальные пневмоаппараты: регулятор давления, тройной защитный клапан, кран стояночного управления тормозами прицепа, регулятор тормозных сил, клапаны управления тормозами прицепа с однопроводным и двухпроводным приводами. Все пневмоаппараты, установленные на стенде имеют разрезы для наглядной демонстрации их устройства.
Недостатком прототипа является отсутствие наглядности и динамичности, которые подробно в динамике демонстрируют функционирование контуров, совместную работу магистралей и оборудования тормозного привода, как в совокупности, так и по отдельности.
Технический результат полезной модели направлен на повышение уровня усвоения учебного материала при изучении принципов функционирования тормозного привода автомобиля Урал-4320-31 при использовании стенда путем повышения наглядности за счет обеспечения динамичности при показе работы пневмогидравлических контуров и магистралей.
Технический результат достигается тем, что стенд оборудован преобразователем электрической энергии, десятью электрическими выключателями, логическим элементом «ИЛИ», тремя автоматическими реле и тринадцатью светодиодными лентами.
Отличительными признаками от прототипа является то, что стенд оборудован преобразователем электрической энергии, десятью электрическими выключателями, логическим элементом «ИЛИ», тремя автоматическими реле и тринадцатью светодиодными лентами.
Внешний вид основания стенда, представленного в виде структурной функциональной схемы тормозного управления автомобиля Урал-4320-31, показан на фиг. 1. На фиг. 2 показана электрическая схема стенда.
На основании стенда показаны следующие элементы (см. фиг. 1):
1 - манометр двухстрелочный; 2 - клапан буксирный; 3, 9, 27 - баллоны воздушные; 4 - регулятор давления; 5 - клапан защитный тройной; 6 - кран отключения тормозов прицепа пневматический; 7 - клапан защитный одинарный; 8 - датчики падения давления; 10 - кран управления стояночным тормозом прицепа; 11 - цилиндр пневматический отключения подачи топлива; 12 - цилиндр пневматический закрытия заслонки выхлопного патрубка; 13 - клапан двухмагистральный; 14 - клапан защитный; 15 - клапан управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом; 16, 17 - головки соединительные автоматические; 18 - головка соединительная типа «А»; 19 - клапан управления тормозами, прицепа с однопроводным приводом; 20 - регулятор тормозных сил; 21 - датчики включения сигнала торможения; 22, 31 - главный тормозной цилиндр; 23, 32 - цилиндры колесные; 24, 30 - усилитель тормозов пневматический; 25 -клапаны контрольного вывода; 26 - краны слива конденсата; 28 - кран тормозной; 29 - компрессор; 33 - пневматический кран вспомогательной тормозной системы.
Электрическая схема стенда содержит следующие элементы (см. фиг. 2): 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 - электрические выключатели; 44, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 - светодиодные ленты; 45, 46 - сдвоенные светодиодные ленты; 55, 56, 57 - автоматические реле; 58 - логический элемент «ИЛИ»; 59 - преобразователь электрического тока.
При подключении стенда к источнику переменного тока происходит преобразование переменного тока напряжением 220 В в постоянный ток напряжением 12 В. После чего демонстрация работы тормозного управления осуществляется на девяти режимах.
Режим 1 - Работа питающей магистрали.
При включении выключателя 34 (см. фиг. 2) цепь замыкается и светодиодная лента 44 загорается «бегущим» огнем синего цвета. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы питающей магистрали следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от компрессора 29 через регулятор давления 4 к тройному защитному клапану 5, от которого далее к воздушным баллонам 3 и 27 и одновременно с этим - к одинарному защитному клапану 7 и далее к воздушному баллону 9.
Все последующие режимы демонстрируются при условии работы первого режима - при включенном выключателе 34 (см. фиг. 2).
Режим 2 - Работа привода тормозных механизмов всех колес автомобиля.
При одновременном включении выключателей 35 и 36 (см. фиг. 2) замыкаются соответствующие цепи, при этом загораются «бегущим» огнем синего и красного цветов светодиодные ленты 45 и 46. Логический элемент «ИЛИ» 58 пропускает ток, на обмотки реле 55 и 56, что обеспечивает включение контактов выключателей 41 и 42 в первое положение. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы первого контура следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от воздушного баллона 3 через верхнюю секцию (вход II и выход IV) тормозного крана 28 к пневматическому усилителю 24, далее от главного тормозного цилиндра 22 световой поток красного цвета, изображающий тормозную жидкость под давлением, направляется к рабочим тормозным цилиндрам 23 передних колес. Одновременно с этим осуществляется демонстрация работы второго контура следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от воздушного баллона 27 через нижнюю секцию (вход I и выход III) тормозного крана 28 к регулятору 20 тормозных сил, затем к пневматическому усилителю 30, далее от главного тормозного цилиндра 31 световой поток красного цвета, изображающий тормозную жидкость под давлением, направляется к рабочим тормозным цилиндрам 32 средних и задних колес.
Режим 3 - Работа тормозной системы при отказе одного из контуров.
В этом случае для демонстрации отдельной работы первого контура включается выключатель 35 (см. фиг. 2), а для демонстрации отдельной работы второго контура включается выключатель 36. При этом происходят процессы, как это указано в описании работы второго режима, но индивидуально для одного исправного демонстрируемого контура.
Режим 4 - Работа вспомогательной тормозной системы.
При включении выключателя 39 (см. фиг. 2) цепь замыкается и загорается «бегущим» огнем синего цвета светодиодная лента 49. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы вспомогательной тормозной системы следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от компрессора 29 через защитный тройной клапан 5 и кран управления вспомогательной тормозной системой 6 и подходит к пневматическим цилиндрам отключения подачи топлива 11 и закрытия заслонки выхлопного патрубка 12.
Режим 5 - Работа питающей магистрали прицепа с однопроводным приводом.
При включении выключателя 38 (см. фиг. 2) цепь замыкается и светодиодные ленты 50 и 51 загораются «бегущим» огнем синего цвета. Контакт выключателя 42 находится во втором положении, в связи с тем, что автоматическое реле 56 его в первое положение не переключает, так как к нему не подходит ток от логического элемента «ИЛИ» 58. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы питающей магистрали прицепа с однопроводным приводом следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от воздушного баллона 9 к входу I клапана 19 управления тормозами прицепа с однопроводным приводом и через его выход II проходит к соединительной головке типа «А» 18 для подключения прицепов с однопроводным приводом.
Режим 6 - Работа питающей магистрали прицепа с двухпроводным приводом.
При включении выключателя 57 (см. фиг. 2) цепь замыкается и светодиодная лента 47 загорается «бегущим» огнем синего цвета. Контакт выключателя 41 находится во втором положении в связи с тем, что автоматическое реле 55 его в первое положение не переключает, так как к нему не подходит ток от логического элемента «ИЛИ» 58. Так как на обмотку реле 57 электрический ток не поступает, то контакт выключателя 43 находится во втором положении и пропускает электрический ток на светодиодную ленту 54, которая загорается «бегущим» огнем синего цвета. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы питающей магистрали прицепа с двухпроводным приводом следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от воздушного баллона 9 к входу V клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом, одновременно с этим - через кран 10 управления стояночным тормозом прицепа, двухмагистральный клапан 13 к входу II клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом и одновременно к входу I защитного клапана 14 и через его выход II - к автоматической соединительной питающей головке 17 для подключения прицепов с двухпроводным приводом тормозов.
Режим 7 - Торможение автопоезда с прицепом с однопроводным приводом.
Демонстрация работы на данном режиме осуществляется при условии включенного выключателя 38 (см. фиг. 2). При одновременном включении выключателей 35 и 36 в электрической схеме происходят процессы, указанные при описании второго режима, но при включенном выключателе 38 загорается «бегущим» огнем синего цвета светодиодная лента 50. Так как к автоматическому реле 56 подходит электрический ток от логического элемента «ИЛИ» 58, оно переключает контакт выключателя 42 в первое положение, поэтому загорается «бегущим» огнем синего цвета светодиодная лента 52, а светодиодная лента 51 гаснет. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы тормозного привода тягача, как это указано при описании второго режима и одновременно световые потоки синего цвета, изображающие воздух под давлением, направляются от выхода III тормозного крана 28 к входу III клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом и от выхода IV тормозного крана 28 к входу I клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом, далее световой поток направляется от выхода IV клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом к входу IV клапана 19 управления тормозами прицепа с однопроводным приводом, одновременно с этим световой поток синего света от соединительной головки типа «А» 18 направляется к входу II клапана 19 управления тормозами прицепа с однопроводным приводом и через его выход III имитирует выпуск воздуха в атмосферу.
В случае демонстрации торможения автопоезда с прицепом с однопроводным приводом при неисправности одного из контуров тормозного привода тягача необходимо включить по отдельности выключатель 35 либо 36 при условии включенного выключателя 38. В этом случае в электрической схеме при демонстрации работы привода тягача происходят процессы, указанные при описании третьего режима в зависимости от того какой будет включен выключатель 35 либо 36, а при демонстрации работы привода прицепа происходят процессы, описанные выше на данном режиме.
Режим 8 - Торможение автопоезда с прицепом с двухпроводным приводом.
Демонстрация работы на данном режиме осуществляется при условии включенного выключателя 37 (см. фиг. 2). При одновременном включении выключателей 35 и 36 в электрической схеме происходят процессы, указанные при описании второго режима, но при включенном выключателе 37 загорается «бегущим» огнем светодиодная лента 47. Так как к автоматическому реле 55 подходит ток от логического элемента «ИЛИ» 58, оно переключает контакт выключателя 41 в первое положение и тогда загорается «бегущим» огнем светодиодная лента 48. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы тормозного привода тягача, как это указано при описании второго режима и одновременно световые потоки синего цвета, изображающие воздух под давлением, направляются от выхода III тормозного крана 28 к входу III клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом и от выхода IV тормозного крана 28 к входу I клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом, далее световой поток синего цвета направляется от выхода IV клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом к автоматической соединительной управляющей головке 16 для подключения прицепов с двухпроводным приводом тормозов.
Режим 9 - Работа стояночной тормозной системы автопоезда.
Демонстрация работы на данном режиме осуществляется при условии включенного выключателя 37 или 38 (см. фиг. 2). При этом происходят процессы, описанные соответственно при демонстрации работы пятого или шестого режима, в зависимости от того какой включен выключатель. При включении выключателя 40 загорается «бегущим» огнем синего цвета светодиодная лента 53. Одновременно с этим на обмотку реле 57 поступает электрический ток, что приводит к переключению контакта выключателя 43 в первое положение и обесточивает светодиодную ленту 54, вследствие чего она гаснет. При этом на структурной схеме (см. фиг. 1) осуществляется демонстрация работы стояночной тормозной системы автопоезда следующим образом - световой поток синего цвета, изображающий воздух, направляется от выхода II клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом через двухмагистральный клапан 13 к крану 10 управления стояночным тормозом прицепа и через него имитирует выпуск воздуха в атмосферу.
При этом, если включен выключатель 38 (см. фиг. 2) (описание работы электрической схемы аналогично седьмому режиму в части касающейся включения данного выключателя), то поток синего цвета направляется от выхода IV (см. фиг. 1) клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом к входу IV клапана 19 управления тормозами прицепа с однопроводным приводом, одновременно с этим световой поток синего света от соединительной головки типа «А» 18 подходит к входу II клапана 19 управления тормозами прицепа с однопроводным приводом и через его выход III имитирует выпуск воздуха в атмосферу.
Если в этом режиме включен выключатель 37 (см. фиг. 2), загорается «бегущим» огнем светодиодная лента 47. Одновременно с этим на обмотку реле 57 поступает электрический ток, что приводит к переключению контакта выключателя 43 в первое положение и обесточивает светодиодную ленту 54, вследствие чего она гаснет. Автоматическое реле 55 переключает контакт выключателя 41 в первое положение, так как к нему подходит ток от логического элемента «ИЛИ» 58 и дополнительно загорается светодиодная лента 48. На структурной схеме (см. фиг. 1) световой поток синего цвета, изображающий воздух под давлением, направляется от воздушного баллона 9 к входу V клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом и одновременно к входу I защитного клапана 14 и через его выход II проходит к автоматической соединительной питающей головке 17 для подключения прицепов с двухпроводным приводом тормозов, а световой поток синего цвета от крана 10 управления стояночным тормозом прицепа до входа II клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом гаснет. Одновременно с этим световой поток синего цвета направляется от выхода IV клапана 15 управления тормозами прицепа с двухпроводным приводом к автоматической соединительной управляющей головке 16 для подключения прицепов с двухпроводным приводом тормозов.
В результате достигается повышение уровня усвоения учебного материала при изучении принципов функционирования тормозного привода автомобиля Урал-4320-31 при использовании стенда путем повышения наглядности за счет обеспечения динамичности при показе работы пневмогидравлических контуров и магистралей.