Устройство бортового диагностирования механической трансмиссии транспортно-технологических средств

УСТРОЙСТВО БОРТОВОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАНСМИССИИ ТРАНСПОРТНОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СРЕДСТВ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Максименко Алексей Никифорович Антипенко Григорий Леонидович Геращенко Александр Васильевич(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Устройство бортового диагностирования механической трансмиссии транспортнотехнологических средств, содержащее интерфейс с двумя каналами, микроЭВМ, содержащую микропроцессор с внутренней памятью, связанный с интерфейсом посредством шины данных, первый датчик частоты вращения маховика двигателя внутреннего сгорания, установленный вблизи зубьев венца маховика, аналого-цифровой преобразователь,содержащий последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь и мультивибратор, при этом первая дифференцирующая цепь на выходе снабжена отсекающим 8215 1 2006.06.30 диодом, подключенным к этой цепи в прямом направлении, и соединена входом с выходом первого датчика частоты вращения, счетчик, выходом подключенный к первому каналу интерфейса, а счетным входом - к выходу мультивибратора, регистратор, установленный на щитке приборов в кабине транспортно-технологического средства, цифро-аналоговый преобразователь электрических сигналов, выходом подключенный к входу регистратора, а входом ко второму каналу интерфейса, отличающееся тем, что содержит второй датчик частоты вращения, установленный вблизи зубьев зубчатого колеса на выходе трансмиссии, каждый датчик частоты вращения выполнен в виде катушки индуктивности с магнитным сердечником, внутренняя память микропроцессора выполнена в виде регистров общего назначения, при этом аналого-цифровой преобразователь снабжен второй дифференцирующей цепью, вход которой соединен с выходом второго датчика частоты вращения, а выход посредством отсекающего диода, подсоединенного к этой цепи в прямом направлении, подключен ко входу счетчика Установка нуля, а мультивибратор выполнен одновибратором. Изобретение относится к мобильным машинам и может быть использовано для бортового диагностирования механической трансмиссии транспортно-технологических средств. Известно устройство для диагностирования транспортного средства, содержащее датчик частоты вращения двигателя внутреннего сгорания, соединенный с дифференцирующей цепью, измерительный прибор постоянного тока, установленный на щитке приборов в кабине транспортного средства, а к выходу дифференцирующей цепи последовательно подключены релейный полупроводниковый усилитель, выполненный на двух транзисторах, интегрирующая цепь, усилитель, выполненный на одном транзисторе, в коллекторную цепь которого включена электрическая лампа, установленная на щитке приборов в кабине транспортного средства рядом с измерительным прибором постоянного тока, вход которого соединен с выходом датчика частоты вращения, при этом на шкале измерительного прибора выполнена отметка предельного минимального значения мощности двигателя 1. Недостатком известного устройства является его ограниченные функциональные возможности. Объясняется это тем, что с его применением не обеспечивается возможность диагностирования механической трансмиссии машины по такому диагностическому параметру как суммарный угловой зазор трансмиссии. Поэтому при увеличении суммарного углового зазора в трансмиссии от нормативного значения коэффициент полезного действия трансмиссии снижается из-за увеличения потерь мощности в трансмиссии, снижается колесная мощность, увеличиваются динамические нагрузки, топливная экономичность падает. Возникает необходимость в совершенствовании известного устройства. Известно устройство для диагностирования транспортного средства, содержащее датчик частоты вращения вала дизеля, два преобразователя электрических сигналов, вход первого из которых подключен к выходу датчика, а выход второго - ко входу установленного на щитке приборов в кабине транспортного средства регистратора, при этом первый и второй преобразователи электрических сигналов выполнены в виде аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователей соответственно, датчик частоты вращения вала дизеля выполнен импульсным, устройство снабжено интерфейсом с двумя каналами, подключенными соответственно к выходу аналого-цифрового и ко входу цифро-аналогового преобразователей, и микро-ЭВМ, связанной с интерфейсом 2. Недостатком известного устройства являются его ограниченные функциональные возможности. Объясняется это тем, что при его применении не обеспечивается возможность диагностирования механической трансмиссии машины по такому диагностическому параметру как суммарный угловой зазор трансмиссии. Поэтому при увеличении суммарного углового зазора в трансмиссии от нормативного значения коэффициент полезного дейст 2 8215 1 2006.06.30 вия трансмиссии снижается, снижается колесная мощность, топливная экономичность падает. Возникает необходимость в совершенствовании известного устройства. Задачей изобретения является уменьшение интенсивности износа из-за уменьшения динамических нагрузок путем обеспечения возможности проведения диагностирования трансмиссии по ее суммарному угловому зазору, что улучшает топливную экономичность машин. Сущность изобретения заключается в том, что устройство бортового диагностирования механической трансмиссии транспортно-технологических средств, содержащее интерфейс с двумя каналами, микро-ЭВМ, содержащую микропроцессор с внутренней памятью, связанный с интерфейсом посредством шины данных, первый датчик частоты вращения маховика двигателя внутреннего сгорания, установленный вблизи зубьев венца маховика, аналого-цифровой преобразователь, содержащий последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь и мультивибратор, при этом первая дифференцирующая цепь на выходе снабжена отсекающим диодом, подключенным к этой цепи в прямом направлении, и соединена входом с выходом первого датчика частоты вращения, счетчик,выходом подключенный к первому каналу интерфейса, а счетным входом - к выходу мультивибратора, регистратор, установленный на щитке приборов в кабине транспортнотехнологического средства, цифро-аналоговый преобразователь электрических сигналов,выходом подключенный к входу регистратора, а входом ко второму каналу интерфейса,согласно изобретению, содержит второй датчик частоты вращения, установленный вблизи зубьев зубчатого колеса на выходе трансмиссии, каждый датчик частоты вращения выполнен в виде катушки индуктивности с магнитным сердечником, внутренняя память микропроцессора выполнена в виде регистров общего назначения, при этом аналогоцифровой преобразователь снабжен второй дифференцирующей цепью, вход которой соединен с выходом второго датчика частоты вращения, а выход посредством отсекающего диода, подсоединенного к этой цепи в прямом направлении, подключен ко входу счетчика Установка нуля, а мультивибратор выполнен одновибратором. Наличие второго датчика частоты вращения, включающего в себя вторую катушку индуктивности с магнитным сердечником, установленную вблизи зубьев зубчатого колеса на выходе трансмиссии позволяет получить на выводах катушки индуктивности синусоидальное напряжение, частота которого пропорциональна частоте вращения зубчатого колеса на выходе трансмиссии (фиг. 1), наличие в аналого-цифровом преобразователе второй дифференцирующей цепи, входом подключенной к выходу второй катушки индуктивности, позволяет получить на выходе этой цепи разнополярные импульсы напряжения, изображенные на фиг. 2, отражающие моменты времени начала, середины и окончания периодов синусоидального напряжения, формируемого на выходе второй катушки индуктивности, наличие отсекающего диода, подключенного к выходу второй дифференцирующей цепи в прямом направлении, позволяет получить положительные импульсы напряжения (фиг. 3), отражающие моменты времени начала и окончания периода синусоидального напряжения, формируемого на выходе второй катушки индуктивности, и подаваемые на вход Установки нуля счетчика, выполнение мультивибратора одновибратором, позволяет при появлении каждого из положительных импульсов на его входе получать на его выходе прямоугольные импульсы напряжения заданной длительности, частота которых пропорциональна частоте вращения маховика двигателя, подключение одновибратора к счетному входу счетчика позволяет подавать с выхода одновибратора сформированные им импульсы для их подсчета и преобразования. На фиг. 1 изображено синусоидальное напряжение, сформированное на выводах второй катушки индуктивности второго датчика частоты вращения зубчатого колеса на выходе трансмиссии, на фиг. 2 изображены разнополярные импульсы напряжения, сформированные на выходе второй дифференцирующей цепи, на фиг. 3 изображены положительные импульсы напряжения, сформированные на выходе второй дифференцирующей цепи 3 8215 1 2006.06.30 с подключенным к ней в прямом направлении отсекающим диодом и подаваемые на вход Установка нуля, на фиг. 4 изображено синусоидальное напряжение, сформированное на выводах первой катушки индуктивности, датчика частоты вращения маховика на фиг. 5 изображены разнополярные импульсы напряжения, сформированные на выходе первой дифференцирующей цепи на фиг. 6 изображены положительные импульсы напряжения,сформированные после отсекающего диода, включенного по отношению к первой дифференцирующей цепи в прямом направлении на фиг. 7 изображены прямоугольные импульсы на выходе одновибратора на фиг. 8 изображена схема устройства. Устройство содержит интерфейс 1 с двумя каналами, микро-ЭВМ 2, включающую в себя микропроцессор 3, связанный с интерфейсом 1 посредством шины данных 4 и имеющий внутреннюю память, выполненную в виде регистров 5, 6 общего назначения, датчик 7 частоты вращения маховика 8 двигателя внутреннего сгорания 9, включающий в себя первую катушку индуктивности 10 с магнитным сердечником 11, установленную вблизи зубьев венца маховика 8, аналого-цифровой преобразователь, включающий в себя последовательно соединенные первую дифференцирующую цепь 12 и одновибратор 13, при этом первая дифференцирующая цепь 12 на выходе снабжена отсекающим диодом 14,подключенным к цепи 12 в прямом направлении, и соединена входом с выводами первой катушки индуктивности 10, счетчик 15, выходом подключенный к первому каналу интерфейса 1, установленный на щитке 16 приборов в кабине 17 транспортно-технологического средства 18, регистратор 19, цифро-аналоговый преобразователь электрических сигналов 20, выходом подключенный ко входу регистратора 19, а входом подключенный ко второму каналу интерфейса 1, второй датчик 21 частоты вращения, включающий в себя вторую катушку индуктивности 22 с магнитным сердечником 23, установленную вблизи зубьев зубчатого колеса 24 на выходе трансмиссии 25, при этом аналого-цифровой преобразователь снабжен второй дифференцирующей цепью 26, вход которой соединен с выводами второй катушки индуктивности 22, а выход посредством отсекающего диода 27, подсоединенного к цепи 26 в прямом направлении, подключен ко входу счетчика Установка нуля, а одновибратор 13 подключен выходом к счетному входу счетчика 15. При работе транспортно-технологического средства 18 посредством датчика 7 измеряется частота вращения маховика 8 в виде синусоидального напряжения, частота которого пропорциональна частоте вращения маховика (фиг. 4). Это синусоидальное напряжение преобразуется последовательно соединенными дифференцирующей цепью 12 (фиг. 5),диодом 14 (фиг. 6), одновибратором 13 (фиг. 7) в прямоугольные импульсы, которые непрерывно подаются на счетный вход счетчика 15, на выходе которого формируется результат счета в виде кодовых комбинаций. Частота вращения зубчатого колеса 24 на выходе трансмиссии измеряется посредством датчика 21 также в виде синусоидального напряжения (фиг. 1), частота которого пропорциональна частоте вращения зубчатого колеса 20, это напряжение преобразуется последовательно соединенными дифференцирующей цепью 26 (фиг. 2), отсекающим диодом 27 в положительные импульсы (фиг. 3), моменты появления которых соответствуют времени окончания периода синусоидального напряжения, сформированного датчиком 21. Полученные положительные импульсы подаются на входУстановка нуля счетчика 15,при поступлении каждого из этих импульсов цифровой сигнал на выходе счетчика становится равным нулю, и счетчиком начинается счет сначала. Таким образом, за период следования положительных импульсов, сформированных дифференцирующей цепью 26 с отсекающим диодом 27 счетчиком подсчитывается число прямоугольных импульсов, поступающих от одновибратора 13. Результат счета прямоугольных импульсов, поступающих от одновибратора за каждый период синусоидального напряжения, сформированного датчиком 21, записывается в первый регистр 5 общего назначения микропроцессора посредством интерфейса и шины данных. Во второй регистр 6 общего назначения микропроцессора записано нормативное 4 8215 1 2006.06.30 значение суммарного углового люфта, выраженное в числе импульсов, поступающих от датчика 7 частоты вращения маховика 8 за период следования положительных импульсов от датчика 21 частоты вращения зубчатого колеса на выходе трансмиссии. Диагностирование трансмиссии по суммарному угловому зазору производится следующим образом. При нажатии на педаль управления подачей топлива частота вращения двигателя возрастает, затем практически мгновенно отпускается педаль управления подачей топлива. Момент на выходном валу становится больше момента, развиваемого двигателем, в результате чего суммарный угловой зазор принимает максимальное значение. Период следования положительных импульсов, сформированных цепью 26 с отсекающим диодом 27 увеличивается, следовательно число прямоугольных импульсов, поступающих в первый регистр 5 микропроцессора от датчика 7 частоты вращения маховика за увеличенный период возрастает. Полученное значение суммарного углового зазора сравнивается с нормативным значением, записанным во втором регистре 6 микропроцессора. Результат сравнения в виде кодовой комбинации посредством шины данных 4, интерфейса 1 и цифро-аналогового преобразователя 20 подается на регистратор 19. Если измеренное значение суммарного углового зазора больше нормативного, эксплуатация машины прекращается, проводятся профилактические и регулировочные работы на трансмиссии. После проведения работ проводится повторное диагностирование. Применение предлагаемого устройства обеспечивает получение экономического эффекта за счет улучшения топливной экономичности. Источники информации 1. Патент РБ 2510, МПК 6 В 60 К 41/00, 1998. 2. Патент РБ 3097, МПК 6 В 60 К 41/00, 1999. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6