Электропневматический тормозной привод

 

Использование: в тормозных системах транспортных средств. Сущность изобретения: тормозной привод выполнен многоконтурным и содержит задатчики, датчики давления, подключенные последовательно к прямому входу операционного усилителя и входу логического управляющего устройства через один из коммутаторов аналоговых сигналов параллельно одному из постоянных резисторов, переменные резисторы подключены к источнику питания и к другому коммутатору, параллельно которому установлен второй постоянный резистор. При этом усилитель своим инверсным входом подключен к коммутатору, а через резистор обратной связи - к своему выходу и входу устройства, выход которого шиной соединен с коммутаторами, а выходы с каждым из соответстующих контуров. 1 ил.

Изобретение относится к тормозным системам транспортных средств и может быть использовано в устройствах для автоматического регулирования давления в многоконтурном тормозном приводе.

Известно устройство, содержащее несколько, например, n датчиков и n задатчиков, n преобразовательных каналов, на выходе соединенных с n информационными каналами.

Недостатком устройства является его сложность и недостаточная точность расчетов ввиду того, что количество преобразовательных каналов физически равно количеству задатчиков и датчиков давления. Каналы содержат типичный набор аналоговых элементов, каждый из которых требует индивидуальной подрегулировки. Поэтому сложно обеспечить единую температурную стабильность всех преобразовательных каналов при изменении температуры.

В качестве прототипа по составу существенных признаков и решаемой задаче принят электропневматический тормозной привод, содержащий задатчик и датчик давления, операционный усилитель, информационный канал, логическое управляющее устройство, модулятор давления, установленный в контуре тормозного привода между аккумулятором давления и тормозной камерой, причем вход логического управляющего устройства соединен посредством информационного канала с выходом операционного усилителя, а выход с модулятором давления /см.авт.св. СССР N 925715, кл. B 60 T 13/68, 1982 г./ Недостатком прототипа является то, что в схеме использованы элементы, температурный увод которых сказывается на точности работы устройства при изменении температуры окружающей среды.

Технической задачей, решаемой предполагаемым изобретением, является повышение точности работы устройства при его использовании в многоканальном тормозном приводе.

Поставленная техническая задача решается тем, что известный электропневматический тормозной привод, содержащий задатчик и датчик давления, операционный усилитель, информационный канал, логическое управляющее устройство, модулятор давления, установленный в контуре тормозного привода между аккумулятором и тормозной камерой, вход логического управляющего устройства соединен посредством информационного канала с выходом операционного усилителя, а выход с модулятором давления, согласно изобретению дополнительно снабжен n задатчиками и n датчиками давления, первым и вторым коммутаторами аналоговых сигналов, каждый из которых имеет 4/n+1/ входа, 2/n+1/ переменными резисторами, двумя постоянными резисторами, резистором обратной связи, n модуляторами давления по числу контуров тормозного привода, шиной адресного кода переключения каналов коммутаторов аналоговых сигналов, причем с помощью шины адресного кода выход логического управляющего устройства соединен с 2/n+1/ адресными входами первого и с 2/n+1/ адресными входами второго коммутатора аналоговых сигналов, к другим 2/n+1/ входам первого коммутатора аналоговых сигналов подключены 2/n+1/ переменных резистора, к другим 2/n+1/ входам второго коммутатора подключены n+1 задатчика и n+1 датчика давления, выход первого коммутатора аналоговых сигналов подключен к инверсному входу операционного усилителя параллельно одному из постоянных резисторов, выход второго коммутатора аналоговых сигналов подключен к прямому выходу операционного усилителя параллельно другому постоянному резистору, при этом выход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен со своим инверсным входом, а n дополнительно установленных модуляторов давления подключены к выходам логического управляющего устройства.

Повышение точности работы тормозного привода достигается за счет организации 2/n+1/ преобразовательных контуров на базе 2/n+1/ переменных резисторов и двух коммутаторов, где n число дополнительно введенных датчиков и задатчиков, при этом последовательно осуществляется подача сигналов на вход логического устройства от коммутаторов через один и тот же операционный усилитель. Вследствие этого устройство, выполненное на основе цифровых элементов, имеет каналы с одинаковой температурной стабильностью, обеспечивая повышение точности обработки сигналов.

Сопоставительный анализ предлагаемого устройства с прототипом показывает, что оно имеет существенные признаки, отличные от прототипа. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию "новизна". Анализ источников информации, использованных для определения уровня техники, показал отсутствие источников, в которых была ба описана совокупность заявляемых отличительных от прототипа признаков. При этом совокупность указанных выше отличительных признаков не является очевидной, т.к. не следует непосредственно из уровня техники. Следовательно, предлагаемое устройство соответствует критерию "изобретательский уровень". При этом предлагаемое устройство осуществимо в промышленных условиях и, следовательно, является промышленно применимым. Таким образом, предлагаемый электропневматический тормозной привод соответствует критериям изобретения.

На чертеже показана принципиальная схема электропневматического тормозного привода.

Электропневматический тормозной привод содержит задатчик 1 и датчик 2 давления, операционный усилитель 3, информационный канал 4, логическое управляющее устройство 5, модулятор 6 давления, установленный в контуре 7 тормозного привода между аккумулятором давления 8 и тормозной камерой 9. Привод также содержит первый и второй коммутаторы 10 и 11 аналоговых сигналов, соответственно каждый из которых имеет 4/n+1/ входа 12,2/n+1/ переменных резистора 13₁ 13_2/n+1/, два постоянных резистора 14 и 15, резистор 16 обратной связи, дополнительно установленных модулятора 17₁ 17_n давления по числу контуров 18₁ 18_n тормозного привода между аккумулятором давления 19₁ 19_n и тормозной камерой 20₁ 20_n шину 21 адресного кода переключения каналов коммутаторов 10 и 11, задатчиков 22₁ 22_n и датчиков 23₁ 23_n давления. Переменные резисторы 13₁ 13_2/n+1/ подключены к "+U" источника питания и к первым 2/n+1/ входам 12 первого коммутатора 10 аналоговых сигналов. К первым 2/n+1/ входам 12 второго коммутатора 11 аналоговых сигналов подключены задатчик 14, датчик давления, n дополнительно введенных задатчиков 22₁ 22_n и датчиков 23₁ 23_n давления. Другие 2/n+1/ входы 12 первого и второго коммутаторов 10 и 11 аналоговых сигналов соответственно соединены шиной 21 с выходом 24 логического управляющего устройства 5. Другими своими выходами 25 логическое управляющее устройство 5 соединено с модуляторами 6,17₁ - 17_n давлений, а своим входом 26 посредством информационного канала 4 - с выходом 27 операционного усилителя 3. Выход 28 первого коммутатора 10 аналоговых сигналов подключен к инверсному входу 29 операционного усилителя 3 параллельно постоянному резистору 14, а выход 30 второго коммутатора 11 аналоговых сигналов подключен к прямому входу 31 операционного усилителя 3 параллельно второму постоянному резистору 15. Выход 27 операционного усилителя 3 соединен со своим инверсным входом 29 через резистор 16 обратной связи.

Электропневматический тормозной привод работает следующим образом.

Логическое управляющее устройство 5 посредством шины 21 подает со своего выхода 24 на входы 12 коммутаторов 10 и 11 аналоговых сигналов адресный код выбора каналов коммутаторов. Подача кодов осуществляется последовательно. Сначала через входы 28 и 30 соответствующих коммутаторов 10 и 11 аналоговых сигналов происходит подключение элементов: переменного резистора 13₁ и задатчика 1, резистора 13₂ и датчика 2 давления к инверсному и прямому входам 29 и 31 соответственно операционного усилителя 3. С выхода 27 операционного усилителя 3 сигнал задатчика 1 и датчика 2 давления поступает на вход 26 логического управляющего устройства 5, которое анализирует их соотношение и выдает со своего выхода 25 команду модулятору 6 на изменение давления в контуре 7. В результате в тормозной камере 9 устанавливается необходимое давление воздуха. При этом в случае недостаточности уровня давления модулятор 6 осуществит подачу рабочей среды в тормозную камеру 9 из аккумулятора 8, а в случае превышения необходимого уровня давления модулятор 6 осуществляет сброс воздуха из тормозной камеры 9 в атмосферу. Предусмотренный в схеме резистор 16 обратной связи через короткий вход 27 операционного усилителя 3 сообщен с его инверсным входом 29, задает коэффициент обратной связи, а постоянные резисторы 14 и 15 осуществляют согласование входных импедансов входов 29 и 31 операционного усилителя 3.

В дальнейшем логическое управляющее устройство 5 через шину 21 инициирует через два очередных адресных входа 12 подключение к операционному усилителю 3 резистора 13₃ и задатчика 22₁, резистора 13₄ и датчика 23₁, обрабатывает поступившую информацию и аналогично вышеописанному управляет модулятором 17₁ давления контура 18₁ тормозного привода.

После аналогичного опроса задатчика 22_n и датчика 23_n и подачи команд на модулятор 17_n логическое управляющее устройство 5 повторяет цикл, начиная вновь с управления контуром 7.

Тем самым в процессе работы электропневматического тормозного привода постоянно образуются преобразовательные каналы, состоящие из стандартного набора элементов: задатчик и датчик давления, соответствующий ему переменный резистор, первый и второй коммутаторы аналоговых сигналов, операционный усилитель. Номиналы переменных резисторов 13₁ 13_n подобраны индивидуально для каждого задатчика и для датчика, что позволяет обеспечить одинаковый выходной сигнал для всех датчиков без нагрузки. Единственный операционный усилитель 3 используется во всех преобразовательных каналах. При этом выполнение логического управляющего устройства может быть любым.

Таким образом, изобретение позволяет регулировать давление сразу в нескольких тормозных контурах, используя независимые задатчики и датчики давления для каждого контура. Высокая точность работы устройства достигается тем, что все преобразовательные каналы используют набор одних и тех же элементов, и поэтому температурная погрешность у всех каналов будет одинаковая.

Формула изобретения

Электропневматический тормозной привод, содержащий задатчик и датчик давления, операционный усилитель, информационный канал, логическое управляющее устройство, модулятор давления, установленный в контуре тормозного привода между аккумулятором давления и тормозной камерой, вход логического управляющего устройства соединен посредством информационного канала с выходом операционного усилителя, а выход с модулятором давления, отличающийся тем, что привод дополнительно снабжен n задатчиками и датчиками давления, первым и вторым коммутаторами аналоговых сигналов, каждый из которых имеет 4(n + 1) входа, 2(n + 1) переменными резисторами, двумя постоянными резисторами, резистором обратной связи, n модуляторами давления по числу контуров тормозного привода, шиной адресного кода переключения каналов коммутаторов аналоговых сигналов, причем посредством шины адресного кода выход логического управляющего устройства соединен с 2(n + 1) адресными входами первого и с 2(n + 1) адресными входами второго коммутатора аналоговых сигналов, к другим 2(n + 1) входам первого коммутатора аналоговых сигналов подключены 2(n + 1) переменных резистора, к другим 2(n + 1) входам второго коммутатора подключены n + 1 задатчика и n + 1 датчика давления, выход первого коммутатора аналоговых сигналов подключен к инверсному входу операционного усилителя параллельно одному из постоянных резисторов, выход второго коммутатора аналоговых сигналов подключен к прямому входу операционного усилителя параллельно другому постоянному резистору, при этом выход операционного усилителя через резистор обратной связи соединен со своим инверсным входом, а n дополнительно установленных модуляторов давления подключены к выходам логического управляющего устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1