Способ измерения давления воздуха в пневматической шине

 

Изобретение касается технической эксплуатации автомобилей. Цель изобретения - повысить производительность измерений и расширить область применения. Для зтого сначала определяют жесткость боковины 5 покрьппки (БП) в осевом направлении, затйм по БП 5 наносят удар пьезоэлементом 7, расположенным в корпусе 8, закрепленном на сердечнике 9 электромагнита . Скорость движения пьезозлемента 7 при ударе - величина заданная, причем сила удара превьппает жесткость БП 5. Генерированный пьезоэлементом 7 сигнал измеряют посредством измерительной схемы 12, обладающей малый временем заряда и большим временем разряда, и по измерительному прибору 13, отградуированному в единицах давления, считывают показания. Причем , о давлении воздуха 2 в шине судят по максимальному значению сигнала пьезоэлемента 7. 4 ил. с i9 (Л

„., 0„„1446504 д 1

Ссюа СОВЕТСКих

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 С 01 L 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

8 с (" -"-,,„

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4207996/24-10

t, (22) 22.01.87 (46) 23.12.88. Бюл. 11 47 (71) Научно-исследовательская лаборатория автотранспорта МССР (72) M.H.Ãèòèñ, И.В.Булат и Е.М.Сташков (53) 531.787 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф .1296875, кл. С 01 L 17/00, 1986. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ ШИНЕ (57) Изобретение касается технической эксплуатации автомобилей. Цель изобретения — повысить производительность измерений и расширить область применения. Для этого сначала определяют жесткость боковины 5 покрышки (БП) в осевом направлении, затем по БП 5 наносят удар пьезоэлементом

7, расположенным в корпусе 8, закрепленном на сердечнике 9 электромагнита. Скорость движения пьезоэлемента

7 при ударе — величина заданная, причем сила удара превышает жесткость

БП 5. Генерированный пьезоэлементом

7 сигнал измеряют посредством измерительной схемы 12, обладающей малым временем заряда и большим временем разряда, и по измерительному прибору

13, отградуированному в единицах давления, считывают показания, При-. чем о давлении воздуха 2 в шине су

У е дят по максимальному значению сигнала пьезоэлемента 7. 4 ил.

1446 504

Изобретение относится к технической эксплуатации автомобилей и пред -, назначено для измерения давления воздуха в пневмошинах различных транс- 5 портных средств.

Целью изобретения является повы шение производительности измерений и расширение области применения.

На фиг.1 изображена схема реализа-10 ции предлагаемого способа; на фиг.2— график зависимости деформации шины от усилия; на фиг.3 — схема определения жесткости боковины покрышки; на фиг,4 — график зависимости макси- 15 мального значения сигнала пьезоэлемента от давления воздуха в пневмошине.

Способ осуществляют следующим образом. 20

Сначала определяют жесткость боковины покрышки надавливая на нее пьезоэлементом до тех пор, пока бо— ковина не начнет прогибаться. Эта величина усилия и есть жесткость бо- 25 ковины покрышки. Следует отметить, что при малых значениях усилия деформируется, сжимается только материал покрышки за счет своей упругости, а затем по мере нарастания усилия, 30 преодолевающего конструкционную жесткость покрышки, изгибается часть боковины покрышки, к которой приложено усилие. После этого по боковине шины наносят осевой удар пьезоэлементом с такой скоростью, чтобы его скорость движения с одной стороны соответствовала наперед заданному значению, а с другой стороны обеспечивала силу удара, большую по величине,чем определенная ранее жесткость боковины покрышки. Затем измеряют генерированный пьезоэлементом при ударе сигнал, величина которого зависит от реакции шины. чем выше давление воздуха в 45 п не, тем она жестче, тем короче время удара и больше сила реакции.

Поэтому о давлении воздуха судят по максимальному значению электрического сигнала пьезоэлемента.

Пример. Для измерения давле-. ния (фиг.1) выбраны автомобильные шины типа 220"508, включающие камеру

1, в которую под давлением закачивается воздух 2, и покрышку 3, имеющую .протектор 4 и боковину 5, Шины смонтированы на ободе 6.

Удар наносится пьезоэлементом 7 из пьезокерамики ЦТС-19, находящимся в корпусе 8, укрепленном на сердечнике 9, который вместе с соленоидом

10 образует электромагнит. Эпектро-. магнит обеспечивает разгон сердечника 9 с пьезоэлементом 7 до максимальной скорости при ударе 15 м/с и питается переменным напряжением 220В.

Перед пьезоэлементом установлен боек

11. Вес пьезоэлемента 0,025 кг, общий вес всех движущихся элементов

7-11 0,550 кг. Электромагнит с пьезоэлементом 7 устанавливают горизонтально против боковины 5 покрышки 3 на расстоянии 0,15 м от нее.

Измерение максимального значения сигнала, выработанного пьезоэлементом 7 при ударе, осуществляют измерительной схемой 12, обладающей для удобства наблюдения малым временем заряда и большим временем разряда.

По измерительному прибору 13. отградуированному в единицах давления, считывают показания.

Для определения конструктивной жесткости боковины покрышки к ней в осевом направлении через шток 14 прикладывают возрастающее усилие F (фиг.2), фиксируя величину деформации Л, Как видно из "ðàôèêà на фиг.2, после достижения силы величины F„, требуется меньшее приращение для такого же увеличения деформации, т,е. заметно. уменьшается наклон линии. Величина F характеризует жест- кость боковины покрышки при рабочем давлении воздуха в камере, а величина Д „ — соответствующая ей предельная деформация. Для шины типа

220 "508 эти величины равны соответственно 15 кг и 5 мм. Необходимые параметры соленоида 10, обеспечивающие деформацию при ударе, большую чем

8< = 5 мм, а следовательно, и силу удара, большую чем F „= 15 кг, определяют при помощи приспособления, представляющего собой пару нормально разомкнутых контактов 15 (фиг.3), один из которых укреплен на штоке

14, свободно проходящем через корпус

16, а другой жестко связан с корпусом 16, неподвижно установленном на станине. Расстояние между контактами больше, чем а„ . Сердечник 9 электромагнита устанавливается соосно штоку 14 и при включении напряжения бойком 11 наносится удар по штоку 14, Если при ударе контакты 15 замкнутся (например, с подачей светового или

3 144 звукового сигнала), значит сила удара превышает жесткость боковины 5 покрышки 3.

Скорость движения при ударе варьируют путем изменения расстояния между бойком 11 и боковиной 5 за счет чего меняется скорость сердечника 9 и укрепленных на нем корпуса 8 с пьезоэлементом 7 и.бойком 11.

Для данного типа автомобильной шины в интервале рабочих давлений в ней, от 3 до 6 атм лучшая. корреляция между электрическим сигналом пьезоэлементом 7 и давлением воздуха .наблюдается при скорости 10-12 м/с. На фиг.4 представлена типичная зависимость максимального значения электрического напряжения, снимаемого с пьезоэлемента при ударе, от давления воздуха в пневмошине размера 220 508.

Погрешность предлагаемого способа по результатам многократных измерений составляет не более 1,5%, Описанный способ измерения давления воздуха в пневматических шинах позволяет значительно повысить производительность и расширить область применения. Это создает условия для б 504 надежного контроля давления в шинах на оптимальном уровне, что обеспечивает снижение износа.шин, снижение расхода шин и топлива автомобильным транспортом.

Формула изобретения

Способ измерения давления воздуха в пневматической . шине, заключающийся в том, что предварительно, определяют жесткость боковины .покрышки шины в

1осевом. направлении, затем деформируют боковую поверхность шины усилием, направленным вдоль оси шины, которое передается пьезоэлементом, и измеряют генерированный пьезоэлементом сигнал, по максимальной величине которого судят о давлении воздуха в шине, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности измерений и расширения. области применения, деформацию боковой поверхности шины создают путем удара пьезо2я элементом с заданной скоростью, причем сила удара превышает жесткость боковины покрышки шины, а генерированный пьезоэлементом сигнал измеряют в момент удара.

Qж

Фиа 2

1446504

Ъ 4 фФ Ъ

В

Ч :в

1 ф

4550 $ $ бд 4

3оэф ха 8аине, ать

Фиг. 4

30 85 ЕП

- фаЮмюию

Составитель И.Невский

Техред М.Моргентал

Редактор С.Пекарь

Корректор,Г,Решетник

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6740/47 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5