Система подкачки и регулирования давления в шинах транспортного средства

Полезная модель относится к области технического обслуживания транспортных средств, а именно к системам подкачки, измерения и регулирования давления в шинах автомобилей, тракторов, комбайнов, преимущественно в автоматическом режиме.
Известна система подкачки шин при ограничении давления (патент US №8245746 от 21.07.2004), включающее ресивер с предохранительным клапаном, пневматическую линию от ресивера до шины, блок подготовки воздуха, пневматический распределитель, установленный в пневматической линии между ресивером и блоком подготовки воздуха, управляющий клапан и датчик потока воздуха, установленные в пневматической линии между блоком подготовки воздуха и шиной; клапан сброса воздуха в атмосферу при достижении давления в шине выше предельной величины, установленный в пневматической линии между управляющим клапаном и шиной.
Недостаток данной системы - в отсутствии датчиков давления в шинах и электронного контроллера с панелью управления, что затрудняет работу оператора-водителя транспортного средства.
Известна система подкачки шин трейлера, трактора или автобуса (патент US №7530379 от 07.04.2003), включающая один или более ресиверов, источник воздуха под давлением, поступающего в ресиверы через предохранительный и впускной клапаны; множество перепускных клапанов, пропускающих воздух в соответствующую шину, когда давление в ней падает ниже заданного уровня; систему мониторинга, множества манометров, обеспечивающих визуальный контроль давления в соответствующих шинах, а также датчики давления для передачи данных в систему мониторинга.
В системе подкачки шин (патент US №8844596 от 14.12.2010) все необходимые элементы пневматической системы подключены к электронному управляющему устройству с видеомонитором и устройством ручного ввода информации.
Известно устройство подкачки шин автомобиля через разъем входной пневмолинии, соединяемый с колесным ниппелем (патент RU №116815 от 11.01.2012, прототип), включающее: компрессор; блок подготовки воздуха, включающий фильтр, осушитель и нагреватель воздуха; напорную пневмолинию, включающую пневмоклапан с электромагнитным управлением, соединяющую блок подготовки воздуха с ресивером; ресивер с датчиком давления, подсоединенный к напорной пневмолинии, соединенный с входной пневмолинией с регуляторами давления воздуха в шинах; блок пневматических клапанов, соединенный входной пневмолинией с ресивером, включающий первый и второй пневмоклапаны с электромагнитами управления; электрическую систему с элементами управления электромагнитами пневматических клапанов; контроллер с пультом управления; интерфейсные шины, соединяющие датчики давления воздуха в ресивере и пневматических шинах с контроллером; интерфейсные шины, соединяющие элементы управления электромагнитами с контроллером.
Известна система автоматического регулирования давления воздуха в шинах (патенты RU №85858 от 04.05.2009, RU №2421345 от 16.06.2010, RU №126992 от 13.09.2012), включающая компрессор, пневмопроводы, электропневмоклапаны подачи воздуха от компрессора и сброса воздуха в атмосферу, панель контроля и управления, устройство контроля давления воздуха в шине и электронное управляющее устройство, имеющее электрические связи с датчиками элементами управления электромагнитами и панелью управления. В данных известных системах не предусмотрены средства увеличения подачи воздуха в шины и сброса воздуха в атмосферу, позволяющие сократить время подкачки воздуха в шины и сброса воздуха в атмосферу при изменении состояния колес и дорожных условий.
Известна система автоматической накачки шин (патент RU №112098 от 05.08.2011), которая содержит: компрессор, связанный с элементами пневмосистемы, осушитель воздуха и воздушный ресивер; орган управления, выполненный в виде электронного блока, электромагнитный клапан, колесные клапаны, установленные по одному на каждое колесо, пневмолинию, соединяющую элементы системы и питаемую от компрессора; электромагнитный клапан, связанный электрическими связями с электронным блоком, а также с колесными клапанами и компрессором.
Недостаток известных систем подкачки шин - в отсутствии устройств управления, обеспечивающих значительное увеличение потоков воздуха для сокращения времени регулирования давления в шинах.
Способы оперирования (работы) системы подкачки шин описаны алгоритмом (патент RU №2495762 от 23.06.2010).
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - сокращение времени регулирования давления в шинах.
Техническая задача решена в системе подкачки и регулирования давления в пневматических шинах, установленных на ступицах колес транспортного средства с колесными регуляторами давления, подсоединенными через ось и ступицу колеса к шинам, с датчиками давления воздуха в шинах, установленными на ступице каждого колеса, содержащей: компрессор с блоком подготовки воздуха, включающим фильтры и осушитель и нагреватель воздуха; напорную пневмолинию, включающую пневмоклапан с электромагнитным управлением; ресивер с датчиком давления, подсоединенный к напорной пневмолинии и соединенный входной пневмолинией с регуляторами давления воздуха в шинах; блок пневматических клапанов, включающий первый и второй пневмоклапаны с электромагнитами управления, подсоединенный к входной пневмолинии и соединяющий ее с выходной пневмолинией, подключенной к колесным регуляторам давления; электрическую систему с элементами управления электромагнитами пневматических клапанов; контроллер с пультом управления; интерфейсные шины, соединяющие датчики давления воздуха в ресивере и пневматических шинах с контроллером; интерфейсные шины, соединяющие элементы управления электромагнитами с контроллером, при этом блок пневматических клапанов дополнительно имеет: третий двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с пневматическим управлением, управляемый первым пневмоклапаном, соединяющий входную пневмолинию с выходной пневмолинией; четвертый двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с пневматическим управлением, управляемый вторым пневмоклапаном с электромагнитным управлением и соединяющий выходную пневмолинию с атмосферой; при этом величина условного прохода как третьего, так и четвертого пневмоклапанов превышает величину условного прохода первого и второго пневмоклапанов.
Для увеличения подачи воздуха от компрессора в ресивер напорная пневмолиния включает двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с пневматическим управлением от двухпозиционного трехходового пневмоклапана с электромагнитным управлением.
Для обеспечения подкачки воздуха в шины при отказе блока пневматических клапанов компрессор соединен с входной пневмолинией дополнительной пневмолинией, включающей двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с электромагнитным управлением, и параллельно подсоединенный вентиль с ручным управлением.
Технический эффект, - сокращение времени регулирования давления в шинах, - достигается следующей совокупностью отличительных признаков системы подкачки: блок пневматических клапанов дополнительно имеет: третий двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с пневматическим управлением, управляемый первым пневмоклапаном, соединяющий входную пневмолинию с выходной пневмолинией; четвертый двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с пневматическим управлением, управляемый вторым пневмоклапаном с электромагнитным управлением и соединяющий выходную пневмолинию с атмосферой; при этом величина условного прохода как третьего, так и четвертого пневмоклапанов превышает величину условного прохода первого и второго пневмоклапанов.
Для увеличения подачи воздуха от компрессора в ресивер напорная пневмолиния включает двухпозиционный двухходовой пневмоклапан с пневматическим управлением от двухпозиционного трехходового пневмоклапана с электромагнитным управлением.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе патентно-информационного поиска, следовательно, полезная модель отвечает критерию «новизна».
На фиг. 1 показана схема системы автоматической подкачки шин.
На фиг. 2 - алгоритм работы контроллера при подкачке шин.
Система подкачки шин транспортного средства и регулирования давления (фиг. 1) в пневматических шинах 1, установленных на ступицах колес транспортного средства (не показано) с регуляторами 2 давления, подсоединенными через ось и ступицу колеса к шинам 1, с датчиками давления 3 воздуха в шинах 1 на ступице каждого колеса содержит: компрессор 4 с блоком 5 подготовки воздуха, включающим фильтры и осушитель и нагреватель воздуха (не показаны); напорную пневмолинию 6, включающую пневмоклапан 7 с управлением от электромагнита У1, управляющий пневмоклапаном 8, соединяющую блок 5 подготовки воздуха с ресивером 9, имеющим датчик 10 давления; входную пневмолинию 11 от ресивера 9, соединенную через блок 12 пневматических клапанов с регуляторами 2 давления воздуха в шинах 1; блок 12 пневматических клапанов включает первый пневмоклапан 13 и второй пневмоклапан 14 с электромагнитами управления У2 и У3 соответственно; блок 11 пневматических клапанов дополнительно имеет третий двухпозиционный двухходовой пневмоклапан 15 с пневматическим управлением от первого пневмоклапана 13, соединяющий входную пневмолинию 11 с выходной пневмолинией 16, соединенной с регуляторами давления 2; четвертый двухпозиционный двухходовой пневмоклапан 17 с пневматическим управлением от второго пневмоклапана 14, соединяющий выходную пневмолинию 16 с атмосферой; при этом величина условного прохода как третьего пневмоклапана 15, так и четвертого пневмоклапана 17 значительно больше, чем условный проход первого пневмоклапана 13 и второго пневмоклапана 14.
Управление системой подкачки и регулирования давления воздуха в шинах осуществляется оператором через пульт управления 18, подсоединенный к контроллеру 19, к которому подсоединены через интерфейсные шины 20, 21 и 22 датчик 10 давления воздуха в ресивере 9, датчик 23 в выходной пневмолинии 16 и датчики 3 давления в шинах 1, а также интерфейсные шины 24, соединяющие элементы управления электромагнитами У1…У5 с контроллером 19.
Для обеспечения подачи воздуха в шину 1 при отказе электромагнитов У2 или У3 или пневматических клапанов 13, 14, 15, 17 блока 12 пневматических клапанов напорная линия 6 соединена дополнительной пневмолинией
25, включающей двухпозиционный двухходовой пневмоклапан 26 с управлением от электромагнита У4, и параллельно подсоединенный вентиль 27 с ручным управлением.
К ресиверу 9 может быть подсоединена пневмолиния 28 для подключения дополнительных потребителей (не показаны) воздуха, подсоединяемых через пневмоклапан 29, управляемый от электромагнита У5, или параллельно подсоединенный вентиль 30 с ручным управлением.
Процесс подкачки шин и регулирования давления в них включает следующие действия (фиг. 2): оператор или водитель вводит необходимую величину давления воздуха в шинах 1 и/или дорожные условия; данные с панели управления 18 поступают в контроллер 19, в который также поступают данные с датчиков давления 3 в шинах 1, с датчика 10 в ресивере и с датчика 23 в выходной пневмолинии 16.
При работе системы (фиг. 1) воздух от компрессора 4 под давлением поступает в ресивер 9 через блок 5 подготовки воздуха и включенный пневмоклапан 8 до достижения в ресивере 9 заданного давления. При включенных по команде от контроллера 14 электромагните У2 и пневмоклапанах 12 и 19 воздух по входной пневмолинии 11 поступает к блоку 12 и через включенный пневмоклапан 15 может поступать в выходную пневмолинию 16 и в шины 1, и через регуляторы 2 давления в шинах 1.
m
m
t
При подкачке шин 1 контроллер 19 работает в соответствии с алгоритмом (фиг. 2) до достижения давления (P) в шинах 1, равного заданному (P=P).
p
ш
ш
По результатам измерения давления, если давление (P) воздуха в ресивере 9 меньше, чем давление Р в шинах 1, то контроллер 19 подает сигнал на включение электромагнита У1 для переключения пневмоклапанов 7 и 8, включение компрессора 4 для подкачки воздуха в ресивер 9 до заданного значения Рр>Р. Если давление в шинах 1 выше заданного, то сброс воздуха из шин 1 выполняется после подачи сигнала от контроллера 19 на включение электромагнита У3 на переключение пневмоклапанов 14 и 17 и заданное кратковременное соединение выходной пневмолинии 16, перекрытой пневмоклапаном 15 от входной пневмолинии 11, а также из шины через регулятор 2 давления. Клапаны 15 и 17 с увеличенным условным проходом позволяют уменьшить интервал времени как подкачки воздуха в шины 1, так и сброса в атмосферу.