RU2510761C2

RU2510761C2 - Device for diagnostics of pneumatic-hydraulic brake drive of vehicle

Info

Publication number: RU2510761C2
Application number: RU2012127628/11A
Authority: RU
Inventors: Вадим Эдуардович Шалимов
Original assignee: Федеральное бюджетное учреждение "3 Центральный научно-исследовательский институт Минобороны России"
Priority date: 2012-07-02
Filing date: 2012-07-02
Publication date: 2014-04-10
Also published as: RU2012127628A

Abstract

FIELD: measuring equipment.

SUBSTANCE: invention belongs to area of brake systems inspection. The device for diagnostics of a pneumatic-hydraulic brake drive contains a strain gauge sensor of air pressure (2), installed into an air route of the pneumatic-hydraulic booster (3), a piezo-quartz sensor with a magnetic case (5), installed during diagnostics onto a brake drum, an ultrasonic sensor of registration of pistons movement (4) in the pneumatic-hydraulic booster, a braking automatic device (1), a measuring device (6) with a liquid crystal display.

EFFECT: registration of time of operation of a brake drive, reliability increase is reached.

2 dwg

Description

Изобретение относится к области технической диагностики и может быть использовано для определения технического состояния пневмогидравлического тормозного привода автомобилей.The invention relates to the field of technical diagnostics and can be used to determine the technical condition of the pneumo-hydraulic brake drive of cars.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для диагностирования пневмогидравлического тормозного привода транспортного средства (RU 2025346 C1, B60T 17/22, 1992). Устройство содержит автомат торможения, датчик давления воздуха, датчик перемещения поршней пневмогидроусилителя, подключаемые к электронному блоку измерения.The closest technical solution, selected as a prototype, is a device for diagnosing a pneumatic-hydraulic brake drive of a vehicle (RU 2025346 C1, B60T 17/22, 1992). The device includes an automatic brake, an air pressure sensor, a piston displacement sensor for a pneumatic hydraulic booster connected to an electronic measurement unit.

Указанное устройство не позволяет полностью оценивать состояние пневмогидравлического тормозного привода (ПГП) транспортного средства. Это связано с тем, что состояние всего ПГП оценивается только по времени нарастания давления и величине перемещения поршней в пневмогидроусилителе (ПГУ) привода. Оценка состояния гидравлической части привода, тормозных колодок и тормозных барабанов указанным измерительным устройством возможна лишь с большой вероятностью ошибки. Другим недостатком устройства является низкая надежность датчика регистрации перемещения поршней в пневмогидроусилителе (ПГУ) привода, который состоит из резистивного датчика и специальной штанги, осуществляющей кинематическую связь датчика с поршнем ПГУ.The specified device does not allow to fully assess the condition of the pneumatic-hydraulic brake drive (GWP) of the vehicle. This is due to the fact that the state of the entire GWP is estimated only by the time of pressure rise and the magnitude of the movement of the pistons in the pneumatic hydraulic booster (CCP) of the drive. Assessment of the condition of the hydraulic part of the drive, brake pads and brake drums by the indicated measuring device is possible only with a high probability of error. Another disadvantage of the device is the low reliability of the piston displacement registration sensor in the pneumatic hydraulic booster (CCP) of the drive, which consists of a resistive sensor and a special rod that kinematically couples the sensor to the CCP piston.

Для более точной оценки технического состояния ПГП, помимо измерения времени нарастания давления и перемещения поршней в ПГУ, необходимо регистрировать графики их изменения во времени, а также время срабатывания всего тормозного привода с момента включения автомата торможения до упора тормозных колодок в тормозной барабан с определенным усилием.For a more accurate assessment of the technical condition of the GWP, in addition to measuring the time of pressure increase and piston movement in the CCGT, it is necessary to record the graphs of their change in time, as well as the response time of the entire brake drive from the moment the brake machine is turned on until the brake pads stop in the brake drum with a certain force.

Цель изобретения - повышение точности, сокращение времени и трудоемкости диагностирования ПГП транспортного средства, а также повышение надежности устройства.The purpose of the invention is improving accuracy, reducing the time and complexity of diagnosing vehicle GWP, as well as improving the reliability of the device.

Отличительным признаком предлагаемого устройства от прототипа является то, что в устройстве дополнительно используется пьезокварцевый датчик с магнитным корпусом, устанавливаемый при диагностировании на тормозной барабан колеса для точного измерения времени срабатывания тормозного привода и распознавания неисправностей ПГП транспортного средства, установка ультразвукового датчика регистрации перемещения поршней в ПГУ позволяет бесконтактно регистрировать перемещение поршней в ПГУ, что в значительной мере повышает надежность устройства. В предлагаемом устройстве для повышения точности диагностирования применен жидкокристаллический дисплей для индикации графиков изменения давления и их показателей в пневматическом контуре и перемещения поршней в ПГУ за время срабатывания тормозного привода.A distinctive feature of the proposed device from the prototype is that the device additionally uses a piezoelectric quartz sensor with a magnetic casing, which is installed when diagnosing a wheel on the brake drum for accurate measurement of the response time of the brake drive and recognition of vehicle GWP malfunctions, the installation of an ultrasonic piston registration sensor for moving the pistons in the CCGT allows contactlessly record the movement of pistons in a CCGT unit, which significantly increases the reliability of troystva. In the proposed device, to improve the accuracy of diagnosis, a liquid crystal display is used to indicate graphs of pressure changes and their indicators in the pneumatic circuit and the movement of pistons in the CCGT during the operation of the brake drive.

На фиг.1 представлена общая схема измерительного устройства с датчиками.Figure 1 presents a General diagram of a measuring device with sensors.

На фиг.2 представлена структурная схема измерительного прибора.Figure 2 presents the structural diagram of the measuring device.

Общая схема фиг.1 измерительного устройства состоит из автомата торможения 1, датчика давления 2, устанавливаемого в воздушную магистраль пневмогидроусилителя (ПГУ) 3, ультразвукового датчика перемещения 4 поршней ПГУ, устанавливаемого в технологическое отверстие корпуса напротив пневматического поршня ПГУ, датчика измерения времени срабатывания ПГП 5, устанавливаемого с помощью магнита на тормозной барабан колеса транспортного средства, измерительного прибора 6, регистрирующего скорость и характер нарастания давления внутри ПГУ, перемещения поршней ПГУ и время срабатывания тормозного привода, тормозного крана 7 и ресивера 8.The general diagram of FIG. 1 of the measuring device consists of a brake machine 1, a pressure sensor 2 installed in the air line of a pneumatic hydraulic booster (CCP) 3, an ultrasonic displacement sensor of 4 pistons of a CCP installed in a technological hole of the housing opposite the pneumatic piston of a CCP, a sensor for measuring the response time of a CGP 5 installed with a magnet on the brake drum of a vehicle’s wheel, a measuring device 6, recording the speed and nature of the pressure rise inside the CCGT unit, escheniya pistons PSU and response time brake actuator, the brake valve 7 and the receiver 8.

Автомат 1 торможения предназначен для приведения в действие органа управления привода за установленное время и состоит из пневмоцилиндра с поршнем и выходным штоком с опорной площадкой 9 для воздействия на тормозную педаль, электромагнитного клапана 10, приемника 11, который дистанционно по радиоканалу управляет клапаном 10, и гибкого трубопровода с регулировочным вентилем 12, обеспечивающим подачу воздуха из пневмосистемы автомобиля в установленном режиме или от внешнего источника. Поскольку верхняя часть автомата торможения закрепляется шарнирно на специальном кронштейне, устанавливаемом неподвижно в кабине автомобиля, то под действием соответствующего давления воздуха выходящий шток сможет равномерно перемещать тормозную педаль до упора в ограничитель и полностью включать тормозной кран. Установка темпа включения осуществляется вентилем 12, регулирующим интенсивность наполнения пневмоцилиндра воздухом.The braking machine 1 is designed to actuate the drive control for a specified time and consists of a pneumatic cylinder with a piston and an output rod with a support pad 9 for acting on the brake pedal, an electromagnetic valve 10, a receiver 11, which remotely controls the valve 10 via a radio channel, and a flexible a pipeline with a control valve 12 that provides air from the vehicle’s pneumatic system in the set mode or from an external source. Since the upper part of the braking machine is pivotally mounted on a special bracket mounted motionlessly in the car cabin, under the influence of the appropriate air pressure, the outgoing rod can evenly move the brake pedal all the way into the limiter and fully engage the brake valve. The inclusion rate is set by a valve 12, which controls the intensity of filling the pneumatic cylinder with air.

Малогабаритные датчики 2, 3 и 4 соответственно тензометрического, ультразвукового и пьезокварцевого типов предназначены для получения сигналов при измерении: давления воздуха в ПГУ, перемещения поршней в ПГУ и времени срабатывания тормозного привода. Они устанавливаются в соответствующих контрольных точках ПГУ, на тормозных барабанах колес и кабелями соединяются с прибором 6.Small-sized sensors 2, 3, and 4, respectively, of the tensometric, ultrasonic, and piezoelectric types are designed to receive signals when measuring: air pressure in a CCGT unit, the movement of pistons in a CCGT unit, and the brake actuator response time. They are installed in the corresponding control points of the CCGT unit, on the brake drums of the wheels and cables are connected to the device 6.

Измерительный прибор фиг.2 обеспечивает дистанционное управление автоматом торможения, обработку сигналов с датчиков давления, перемещения и датчика регистрирующего время срабатывания тормозного привода при торможении, производит растормаживание привода, индикацию графиков изменения давления и перемещения по времени, а также распознавание технического состояния тормозного привода и его элементов. Он включает в себя микроконтроллер, жидкокристаллический индикатор (ЖКИ), клавиатуру, аккумулятор для автономной работы, контроллер заряда аккумулятора, передатчик для управления работой автомата торможения и сетевой адаптер.The measuring device of Fig. 2 provides remote control of the braking machine, processing signals from pressure sensors, displacement sensors that record the response time of the brake actuator during braking, disables the actuator, displays graphs of pressure and movement in time, and also recognizes the technical condition of the brake actuator and its elements. It includes a microcontroller, a liquid crystal indicator (LCD), a keyboard, a battery for stand-alone operation, a battery charge controller, a transmitter for controlling the operation of the brake machine and a network adapter.

Работа устройства заключается в следующем. Перед диагностированием в тормозную систему автомобиля устанавливаются датчики давления и перемещения. Датчик для измерения времени срабатывания тормозного привода поочередно устанавливается на каждый колесный тормозной барабан автомобиля в процессе диагностирования. В кабине устанавливается автомат торможения, снабженный приемником дистанционного управления и электромагнитным клапаном включения торможения, который может подсоединяться к бортовой системе электрооборудования и пневмосистеме автомобиля, либо к внешнему источнику. При нажатии кнопки «Пуск» на измерительном приборе контроллер измерительного устройства подает сигнал управления автоматом торможения посредством передатчика, входящего в состав измерительного прибора. Электропневмоклапан 10 фиг.1, открываясь подает воздух из пневмосистемы автомобиля либо от постороннего источника в пневмоцилиндр автомата 1 торможения, который воздействует на тормозную педаль, обеспечивая включение тормозного крана. В момент включения пневмоклапана микроконтроллер измерительного устройства включает внутренний таймер и измеряет время нарастания давления, которое контролируется датчиком давления 2, перемещение поршней ПГУ датчиком 4 и время срабатывания всего тормозного привода датчиком 5. Полученные сигналы с датчиков обрабатываются по программе, находящейся в постоянном запоминающем устройстве микроконтроллера.The operation of the device is as follows. Before diagnosis, pressure and displacement sensors are installed in the vehicle’s brake system. A sensor for measuring the response time of the brake drive is alternately mounted on each wheel brake drum of the vehicle during the diagnosis process. A braking machine is installed in the cab, equipped with a remote control receiver and a solenoid valve for activating braking, which can be connected to the on-board electrical system and the car's pneumatic system, or to an external source. When you press the "Start" button on the measuring device, the controller of the measuring device sends a control signal to the automatic brake via a transmitter, which is part of the measuring device. The electro-pneumatic valve 10 of FIG. 1, opening, delivers air from the vehicle’s pneumatic system or from an external source into the pneumatic cylinder of the brake machine 1, which acts on the brake pedal, enabling the brake valve to be turned on. At the moment of turning on the pneumatic valve, the microcontroller of the measuring device includes an internal timer and measures the pressure rise time, which is controlled by the pressure sensor 2, the displacement of the CCG pistons by the sensor 4, and the response time of the entire brake drive by the sensor 5. The received signals from the sensors are processed according to the program located in the microcontroller’s permanent memory .

Результаты диагностирования отображаются на ЖКИ в виде графиков изменения давления и перемещения по времени, цифрового отображения времени срабатывания тормозного привода, а также информация о вероятных неисправностях в элементах привода путем сравнения их с эталонными показателями.Diagnostic results are displayed on the LCD in the form of graphs of pressure and time changes, digital display of the brake actuator response time, as well as information about probable malfunctions in the drive elements by comparing them with the reference indicators.

Процесс диагностирования заканчивается растормаживанием привода, для чего электромагнитный клапан 10 переключается на выпуск воздуха из автомата торможения, его шток возвращается в исходное положение и повторяется для каждого колеса при перестановке датчика контроля времени срабатывания тормозного привода на тормозном барабане.The diagnostic process ends with brake release of the drive, for which the solenoid valve 10 switches to bleed air from the brake machine, its rod returns to its original position and is repeated for each wheel when the brake actuator controls the response time of the brake drive on the brake drum.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства и прототипа показывает, что предложенное устройство позволит увеличить точность измерения и распознавания неисправностей ПГП, снизить трудоемкость диагностирования, повысить надежность устройства.A comparative analysis of the claimed device and prototype shows that the proposed device will increase the accuracy of measurement and recognition of GWP failures, reduce the complexity of diagnosis, increase the reliability of the device.

Claims

A device for diagnosing a pneumatic-hydraulic brake drive of a vehicle, comprising an air pressure sensor, a piston displacement sensor of a pneumatic hydraulic booster (CCGT), a braking machine and a measuring device for recording the pressure rise time and piston displacement at a CCGT unit, characterized in that the device is additionally equipped with a piezoelectric quartz sensor with a magnetic housing that is installed during diagnosis on the brake drum of the wheel to measure the response time of the entire brake actuator and recognition of its malfunctions, in addition, the installation of an ultrasonic sensor for detecting piston displacement in (CCGT) allows for non-contact recording of their displacement, it is also equipped with a liquid crystal display for indicating graphs and values of pressure change parameters in the pneumatic circuit, piston displacement in (CCGT) over time the response of the brake actuator and the indication of information about probable malfunctions in the elements of the brake actuator, which gives increased accuracy, reduced time, laboriousness stirovaniya whole brake drive a vehicle and increasing the reliability of the device.