Противобуксовочная система колесной машины

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРОТИВОБУКСОВОЧНАЯ СИСТЕМА КОЛЕСНОЙ МАШИНЫ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович Дубовик Дмитрий Александрович Белоус Михаил Михайлович Егоров Александр Николаевич Заболоцкий Михаил Михайлович Лисичик Александр Сергеевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Противобуксовочная система колесной машины, содержащая контроллер, датчики частоты вращения левого и правого ведущих колес, клапан подачи давления, клапаны управления давлением привода тормоза левого и правого ведущих колес, индикаторное устройство, отличающаяся тем, что содержит датчики частоты вращения левого и правого ведомых колес и блок управления крутящим моментом двигателя, связанные с контроллером.(56) 1.4237, МПК В 60 К 17/16, 2008. 2. Заводская инструкция 785-5,985-5. - Япония , 2001. 1382 с. 3. Лефаров А.Х. Энергонагруженность и надежность дифференциальных механизмов транспортно-тяговых машин / А.Х. Лефаров, М.С. Высоцкий, В.В. Ванцевич, В.И. Кабанов. - Минск Наука и техника, 1991. - 240 с. Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в качестве противобуксовочной системы колесной машины. Известна система управления блокировками дифференциалов колесной машины, содержащая электронный блок управления, электропневмоклапаны, датчики скоростей вращения, датчики блокировки дифференциалов и индикаторные лампы, датчик поворота управляемых колес 1. В качестве датчика скорости движения колесной машины в данной системе служат датчики скоростей вращения ведущих колес. Недостатком системы управления блокировками дифференциалов является то, что блокирование дифференциалов привода ведущих колес ухудшает поворачиваемость и вызывает циркуляцию мощности. В результате возникновения последней снижаются опорная проходимость и тягово-скоростные свойства колесной машины. Наиболее близким аналогом к предлагаемому техническому решению является автоматический регулятор вращения колес карьерного самосвала, содержащий контроллер,датчик угла поворота рулевого колеса, датчики частоты вращения левого и правого ведущих колес, клапан подачи давления, клапаны управления давлением привода тормоза левого и правого ведущих колес, индикаторное устройство 2. Автоматический регулятор вращения колес не предусматривает блокировку дифференциалов, а осуществляет управление тормозными механизмами левого и правого ведущих колес, что предотвращает ухудшение поворачиваемости и обеспечивает повышение опорной проходимости и тягово-скоростных свойств. Недостатком автоматического регулятора вращения колес является то, что он содержит сложно компонуемый в конструкцию рулевого управления датчик угла поворота рулевого колеса, по показаниям которого контроллером рассчитываются текущее значение радиуса (кривизны) траектории движения колесной машины и теоретические поступательные скорости движения левого и правого ведущих колес. Рабочая область автоматического регулятора вращения колес исключает область регулирования вращения ведущих колес с равными буксованиями. Задачей полезной модели является повышение управляемости буксованием ведущих колес. Решение поставленной задачи достигается тем, что противобуксовочная система колесной машины содержит контроллер, датчики частоты вращения левого и правого ведущих колес, клапан подачи давления, клапаны управления давлением привода тормоза левого и правого ведущих колес, индикаторное устройство, причем, согласно техническому решению, содержит датчики частоты вращения левого и правого ведомых колес и блок управления крутящим моментом двигателя, связанные с контроллером. Сущность полезной модели поясняется схемой противобуксовочной системы колесной машины, приведенной на чертеже. Противобуксовочная система колесной машины содержит контроллер 1, датчики 2 и 3 частоты вращения левого 4 и правого 5 ведущих колес, датчики 6 и 7 частоты вращения левого 8 и правого 9 ведомых колес, блок 10 управления крутящим моментом двигателя,клапан 11 подачи давления, клапаны 12 и 13 управления давлением привода тормоза левого 4 и правого 5 ведущих колес, индикаторное устройство 14, выключатель 15. 60012010.02.28 Датчики 2 и 3 частоты вращения левого 4 и правого 5 ведущих колес, датчики 6 и 7 частоты вращения левого 8 и правого 9 ведомых колес, блок 10 управления крутящим моментом двигателя, клапан 11 подачи давления, клапаны 12 и 13 управления давлением привода тормоза левого 4 и правого 5 ведущих колес, индикаторное устройство 14 и выключатель 15 с помощью электрических кабелей (не обозначены) связаны с контроллером 1. Противобуксовочная система колесной машины работает следующим образом. Водителем с помощью выключателя 15 система включается в режим автоматизированной работы, при этом загорается соответствующая индикаторная лампа индикаторного устройства 14. Данные о частоте вращения левого 4 и правого 5 ведущих колес от датчиков 2 и 3 и о частоте вращения левого 8 и правого 9 ведомых колес от датчиков 6 и 7 по электрическим кабелям поступают в контроллер 1. Контроллером 1 рассчитываются поступательные скорости движения левого 8 и правого 9 ведомых колес посредством умножения радиусов качения левого 8 и правого 9 ведомых колес на соответствующие частоты вращения левого 8 и правого 9 ведомых колес 111 ,111 ,где 1 - поступательная скорость движения левого ведомого колеса 8 1 - радиус качения левого колеса 8 в ведомом режиме 1 - частота вращения левого ведомого колеса 8 по показаниям датчика 6 частоты вращения левого ведомого колеса 1 - поступательная скорость движения правого ведомого колеса 9 1 - радиус качения правого колеса 9 в ведомом режиме 1 - частота вращения правого ведомого колеса 9 по показаниям датчика 7 частоты вращения правого ведомого колеса. Полученные таким образом значения поступательных скоростей 1 и 1 движения левого 8 и правого 9 ведомых колес соотносятся между собой. В случае если поступательная скорость 1 левого ведомого колеса 8 больше поступательной скорости 1 правого ведомого колеса 9, радиус траектории движения колесной машины и поступательные скорости 2 и 2 движения левого 4 и правого 5 ведущих колес рассчитываются на основании кинематики криволинейного движения по следующим зависимостям радиустраектории движения колесной машины где В 1 - расстояние между точками пересечения осей шкворней управляемой оси с опорной поверхностью- база колесной машины поступательные скорости движения левого 4 и правого 5 ведущих колес где 2 - поступательная скорость движения левого ведущего колеса 42- поступательная скорость движения правого ведущего колеса 5 3 60012010.02.28 В 2 - колея ведущего моста колесной машины. В случае если поступательная скорость 1 правого ведомого колеса 9 больше поступательной скорости 1 левого ведомого колеса 8, радиус траектории движения колесной машины и поступательные скорости 2 и 2 движения левого 4 и правого 5 ведущих колес рассчитываются по следующим зависимостям радиустраектории движения колесной машины где В 1 - расстояние между точками пересечения осей шкворней управляемой оси с опорной поверхностью- база колесной машины поступательные скорости движения левого 4 и правого 5 ведущих колес где 2 - поступательная скорость движения левого ведущего колеса 42- поступательная скорость движения правого ведущего колеса 5 В 2 - колея ведущего моста колесной машины. С учетом найденных текущих значений поступательных скоростей 2 и 2 движения левого 4 и правого 5 ведущих колес контроллером 1 рассчитываются коэффициенты буксований левого 4 и правого 5 ведущих колес по зависимостям 3 12 , 2 где- коэффициент буксования левого ведущего колеса 22 - радиус качения левого ведущего колеса 4, где 2 - частота вращения лево 2 го ведущего колеса 4 по показаниям датчика 2 частоты вращения левого ведущего колеса 4 2 - радиус качения левого ведущего колеса 4 в ведомом режиме- коэффициент буксования правого ведущего колеса 5 22- радиус качения правого ведущего колеса 5, где 2 - частота вращения право 2 го ведущего колеса 5 по показаниям датчика 3 частоты вращения правого ведущего колеса 5 2- радиус качения правого ведущего колеса 5 в ведомом режиме. Полученные значения коэффициентов буксованийилевого 4 и правого 5 ведущих колес сравниваются контроллером 1 между собой и с пороговыми величинамикоэффициентов буксований. 60012010.02.28 В случае равенства коэффициентов буксованийилевого 4 и правого 5 ведущих колес и превышения их значений пороговой величиныконтроллер 1 активизирует блок 10 управления крутящим моментом двигателя. Блок 10 управления крутящим моментом двигателя уменьшает крутящий момент двигателя, подводимой трансмиссией к левому 4 и правому 5 ведущим колесам. В результате улучшаются сцепные условия левого 4 и правого 5 ведущих колес, увеличивается тяговое усилие, т.е. повышаются тягово-скоростные свойства и опорная проходимость колесной машины. О срабатывании противобуксовочной системы сигнализирует соответствующая индикаторная лампа индикаторного устройства 14. В случае неравенства коэффициентов буксованийилевого 4 и правого 5 ведущих колес и превышения коэффициента буксованиялевого ведущего колеса 4 пороговой величиныконтроллер 1 активизирует клапан 11 подачи давления и осуществляет управление клапаном 12 управления давлением привода тормоза левого ведущего колеса 4. При подтормаживании имеющего большее буксование левого ведущего колеса 4 увеличивается крутящий момент на правом ведущем колесе 5 и опорная проходимость и тягово-скоростные свойства колесной машины повышаются. О срабатывании противобуксовочной системы сигнализирует соответствующая индикаторная лампа индикаторного устройства 14. В случае неравенства коэффициентов буксованийилевого 4 и правого 5 ведущих колес и превышения коэффициента буксованияправого ведущего колеса 5 пороговой величиныконтроллер 1 активизирует клапан 11 подачи давления и осуществляет управление клапаном 13 управления давлением привода тормоза правого ведущего колеса 5. При подтормаживании имеющего большее буксование правого ведущего колеса 5 увеличивается крутящий момент на левом ведущем колесе 4 и опорная проходимость и тягово-скоростные свойства колесной машины повышаются. О срабатывании противобуксовочной системы сигнализирует соответствующая индикаторная лампа индикаторного устройства 14. Описанный алгоритм работы противобуксовочной системы колесной машины постоянно повторяется. Выключается противобуксовочная система колесной машины с помощью выключателя 15. С выключением противобуксовочной системы гаснет соответствующая индикаторная лампа на индикаторном устройстве 14. Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет при сохранении функциональных возможностей противобуксовочной системы колесной машины исключить применение сложно компонуемого в конструкцию рулевого управления датчика угла поворота рулевого колеса на основе использования датчиков частоты вращения левого и правого ведомых колес, получивших широкое применение в антиблокировочных системах тормозов, и обработки их показаний, а также расширить рабочую область противобуксовочной системы колесной машины областью с равными буксованиями ведущих колес. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.