RU2236962C2 - Method to protect vehicle hydraulic system from losses of working liquid through brake system elements - Google Patents

Abstract

FIELD: mechanical engineering; aircraft hydraulic systems.

SUBSTANCE: protection of vehicle hydraulic system from working liquid losses through brake system elements id provided by cutting off working liquid flow, in case of violation of tightness of brake system elements, by switching off electrohydraulic actuating device at a preset lapse of time from moment of deviation of tolerable actual brake pressure value from level set by operator. Switching off of electrohydraulic actuating device is done only when brake pressure changes at rate whose algebraic value does not exceed preset value.

EFFECT: improved operation reliability of vehicle owing to exclusion false operation of hydraulic system protection of low ambient temperature.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к электродистанционным системам торможения транспортных средств и предназначено для использования преимущественно в объектах авиационной техники.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to electro-remote braking systems of vehicles and is intended for use mainly in objects of aviation technology.

Известен способ защиты гидросистемы транспортного средства от потери рабочей жидкости через элементы системы торможения, содержащей электрогидравлическое исполнительное устройство управления тормозным давлением, заключающийся в перекрытии потока рабочей жидкости при нарушении герметичности элементов системы торможения транспортного средства путем выключения электрогидравлического исполнительного устройства через заданное время задержки с момента превышения допускаемой нормы отклонения фактического тормозного давления от заданного оператором уровня (смотри патент РФ №2133683, кл. В 60 Т 8/00).A known method of protecting a vehicle’s hydraulic system from loss of working fluid through elements of a braking system containing an electro-hydraulic actuating device for controlling brake pressure, which consists in shutting off the flow of a working fluid when the elements of the vehicle braking system are not sealed by turning off the electro-hydraulic actuating device after a predetermined delay time from the moment the excess is exceeded standard deviation of the actual brake pressure from given by the operator of the level (see RF patent No. 213683, class B 60 T 8/00).

При использовании известного способа возможны случаи "ложных" срабатываний защиты гидросистемы от потери рабочей жидкости при переходных режимах работы системы торможения транспортного средства в процессе его эксплуатации при низких температурах окружающей среды из-за увеличения времени переходных процессов нарастания давления (за счет значительного повышения вязкости рабочей жидкости при низких температурах) до величины, превышающей время задержки срабатывания защиты. При этом "ложные" срабатывания защиты гидросистемы от потери рабочей жидкости приводят к отключению исправной системы торможения, что в конечном итоге снижает эксплуатационную надежность транспортного средства.Using the known method, there may be cases of “false” responses of the hydraulic system protection from loss of the working fluid during transient operation of the vehicle braking system during operation at low ambient temperatures due to an increase in the time of transient pressure buildup (due to a significant increase in the viscosity of the working fluid at low temperatures) up to a value exceeding the protection delay time. At the same time, “false” actuation of the hydraulic system protection from loss of the working fluid leads to the shutdown of a working braking system, which ultimately reduces the operational reliability of the vehicle.

Положительный результат, который может быть достигнут от использования предлагаемого технического решения, заключается в повышении эксплуатационной надежности транспортного средства за счет исключения случаев "ложных" срабатываний защиты гидросистемы от потери рабочей жидкости при низких температурах окружающей среды.A positive result that can be achieved by using the proposed technical solution is to increase the operational reliability of the vehicle by eliminating cases of “false” operations of the hydraulic system protection from loss of working fluid at low ambient temperatures.

Указанный результат достигается тем, что перекрытие потока рабочей жидкости при нарушении герметичности системы торможения осуществляют путем выключения электрогидравлического исполнительного устройства через заданное время задержки с момента превышения допускаемой нормы отклонения фактического тормозного давления от заданного оператором уровня при условии изменения тормозного давления с темпом (скоростью), алгебраическое значение которого не превышает заданной величины.The specified result is achieved by the fact that the flow of the working fluid in the event of a leak in the braking system is carried out by turning off the electro-hydraulic actuator after a predetermined delay time from the moment the excess of the permissible deviation of the actual brake pressure from the level set by the operator is exceeded, provided that the brake pressure changes with the rate (speed), algebraic whose value does not exceed the specified value.

Благодаря учету темпа нарастания тормозного давления исключаются "ложные" отключения исправной системы торможения из-за срабатывания защиты гидросистемы от потери рабочей жидкости в переходных режимах работы системы при низких температурах окружающей среды, что в конечном итоге повышает эксплуатационную надежность транспортного средства.By taking into account the rate of increase in brake pressure, “false” shutdowns of a working braking system are eliminated due to the operation of the hydraulic system protection against loss of the working fluid in transient system operation at low ambient temperatures, which ultimately increases the operational reliability of the vehicle.

На чертеже представлен пример реализации предлагаемого способа защиты гидросистемы от потери рабочей жидкости.The drawing shows an example implementation of the proposed method for protecting the hydraulic system from the loss of working fluid.

Система торможения транспортного средства, являющаяся потребителем гидросистемы, включает в себя задатчик давления 1, блок управления 2, электрогидравлическое исполнительное устройство 3, содержащее клапан гидропитания 4 и электрогидравлический усилитель 5, датчик давления 6 и тормоз 7 колеса. Блок управления 2 содержит делитель 8, дифференциатор 9, устройства сравнения 10 и 11, логическое устройство И 12, устройство задержки 13, нормально замкнутый ключ 14, а также суммирующий усилитель 15.The vehicle braking system, which is a consumer of the hydraulic system, includes a pressure adjuster 1, a control unit 2, an electro-hydraulic actuator 3, comprising a hydropower valve 4 and an electro-hydraulic amplifier 5, a pressure sensor 6 and a wheel brake 7. The control unit 2 contains a divider 8, a differentiator 9, a comparison device 10 and 11, a logical device And 12, a delay device 13, a normally closed key 14, as well as a summing amplifier 15.

При обжатии оператором штока задатчика 1, установленного под тормозной педалью, в блок 2 подаются дискретный сигнал U_п на включение системы и сигнал U_у, пропорциональный ходу штока задатчика давления. Сигнал U_п проходит через ключ 14 и в виде сигнала U_г подается на клапан гидропитания 4, обеспечивая его включение и подачу рабочей жидкости из гидросистемы к электрогидравлическому усилителю 5. Одновременно на управляющий вход усилителя 5 поступает сигнал U_В с выхода суммирующего усилителя 15, пропорциональный разности поступающих на его входы сигналов U_у от задатчика 1 и U_д от датчика 6. При этом рабочая жидкость через усилитель 5 подается в тормоз 7. Давление в тормозе 7 нарастает до тех пор, пока не станут равными сигналы U_д и U_У, то есть в тормозе 7 устанавливается величина давления, соответствующая величине обжатия оператором штока задатчика 1.When the operator compresses the rod of the setpoint 1, installed under the brake pedal, a discrete signal U _{p is} applied to block 2 to turn on the system and the signal U _y is proportional to the stroke of the pressure setter. The signal U _p passes through the key 14 and, in the form of a signal U _g, is supplied to the hydropower valve 4, ensuring its inclusion and the supply of the working fluid from the hydraulic system to the electro-hydraulic amplifier 5. At the same time, the signal U _B from the output of the summing amplifier 15 is proportional to the control input of the amplifier difference signals received at its inputs from the setpoint _y U 1 and U _d from the sensor 6. in this case the working fluid through the amplifier 5 is fed into the brake pressure in brake 7. 7 increases until until the signals become equal to U _d U and _V, i.e. to torus Oz 7 set pressure value corresponding to the magnitude setpoint reduction operator rod 1.

При нормальной работе системы сигнал на выходе устройства И 12 и на управляющем входе ключа 14 равен нулю за счет отсутствия сигнала на первом входе устройства И 12, поскольку сигнал U_д, поступающий на один из входов устройства сравнения 10 и численно равный сигналу U_У, превышает сигнал на втором его входе от делителя 8, равный U_у(1-K_o), где К_о - допускаемая норма относительного отклонения тормозного давления от заданного оператором уровня.During normal operation of the system, the signal at the output of the device And 12 and at the control input of the key 14 is equal to zero due to the absence of a signal at the first input of the device And 12, since the signal U _d entering one of the inputs of the comparison device 10 and numerically equal to the signal U _Y exceeds the signal at its second input from divider 8, equal to U _y (1-K _o ), where K _o is the permissible norm of the relative deviation of the brake pressure from the level set by the operator.

При работе исправной системы при низких температурах окружающей среды в переходных режимах (при замедленном нарастании давления в тормозе) возможно появление сигнала на первом входе устройства И 12, однако при этом сигнал на выходе устройства И 12 и на управляющем входе ключа 14 равен нулю за счет отсутствия сигнала на втором входе устройства И 12, поскольку отсутствует сигнал на выходе устройства сравнения 11, так как при нарастании давления сигнал на выходе дифференциатора 9, пропорциональный алгебраическому значению (с учетом знака) темпа изменения давления, превышает заданную пороговую величину U_о темпа нарастания давления. Таким образом, даже при несоответствии давления (в переходных режимах) заданному оператором уровню при темпе нарастания давления более заданной величины подача жидкости в тормоз не отключается.When the system is working at low ambient temperatures in transient conditions (with a slow increase in pressure in the brake), a signal may appear at the first input of device And 12, however, the signal at the output of device And 12 and at the control input of key 14 is zero due to the absence of the signal at the second input of device And 12, since there is no signal at the output of the comparison device 11, since with increasing pressure, the signal at the output of the differentiator 9 is proportional to the algebraic value (taking into account the sign) of the tempo and pressure change exceeds a predetermined threshold value U _{about the} rate of pressure rise. Thus, even if the pressure does not correspond (in transient modes) to the level set by the operator, at a rate of pressure rise above a predetermined value, the fluid supply to the brake does not turn off.

В случае потери герметичности элементов системы торможения или трубопроводов давление в тормозе будет меньше заданной величины за счет утечек рабочей жидкости в атмосферу. При этом сигнал U_д становится меньше выходного сигнала делителя 8, в результате чего сигнал с выхода устройства сравнения 10 поступает на первый вход устройства И 12, на второй вход которого подается сигнал с выхода устройства сравнения 11, поскольку сигнал на его входе становится меньше значения U_o за счет отсутствия нарастания давления. При этом выходным сигналом устройства И 12 включается устройство задержки 13, которое через заданное время Т_зад подает сигнал на управляющий вход ключа 14, обеспечивая выключение клапана 4 и прекращение потери рабочей жидкости из гидросистемы.In case of loss of tightness of the elements of the braking system or pipelines, the pressure in the brake will be less than the specified value due to leakage of the working fluid into the atmosphere. In this case, the signal U _d becomes smaller than the output signal of the divider 8, as a result of which the signal from the output of the comparison device 10 is fed to the first input of the device And 12, the second input of which is fed a signal from the output of the comparison device 11, since the signal at its input becomes smaller than the value U _o due to the lack of pressure buildup. In this case, the output signal of the device And 12 turns on the delay device 13, which after a predetermined time T _ass sends a signal to the control input of the key 14, ensuring that the valve 4 is turned off and the loss of the working fluid from the hydraulic system is stopped.

Значение допускаемой нормы К_о относительного отклонения тормозного давления от заданного оператором уровня выбирается в пределах (0,3...0,7) в зависимости от обеспечиваемой точности работы системы в нормальном режиме.The value of the permissible norm K _{about the} relative deviation of the brake pressure from the level set by the operator is selected within (0.3 ... 0.7) depending on the provided accuracy of the system in normal mode.

Величина времени задержки Т_зад выбирается в диапазоне (0,5...1,5) с в зависимости от длительности нарастания давления в тормозе при резком обжатии штока задатчика давления, а также исходя из допускаемого объема потери рабочей жидкости из гидросистемы при нарушении герметичности элементов системы торможения.The value of the delay time T _ass is selected in the range (0.5 ... 1.5) s depending on the duration of the increase in pressure in the brake during a sharp compression of the rod of the pressure adjuster, as well as on the basis of the permissible volume of loss of the working fluid from the hydraulic system in case of violation of the tightness of the elements braking systems.

Пороговая величина темпа нарастания определяется как U_o=K_tP_m/T_m, где Р_m и T_m - соответственно максимальное давление в тормозе и время его достижения для конкретной системы торможения при резком обжатии штока задатчика давления при положительных температурах окружающей среды, а коэффициент K_t, учитывающий допускаемое снижение быстродействия системы при низких температурах окружающей среды, выбирается в пределах (0,2...0,5) в зависимости от типа рабочей жидкости и гидравлического сопротивления трубопроводов системы.The threshold value of the slew rate is defined as U _o = K _t P _m / T _m , where P _m and T _m are the maximum brake pressure and the time it was reached for a particular braking system with a sharp compression of the pressure regulator rod at positive ambient temperatures, and coefficient K _t , which takes into account the allowable decrease in system performance at low ambient temperatures, is selected within the range (0.2 ... 0.5) depending on the type of working fluid and the hydraulic resistance of the system pipelines.

При других вариантах реализации электрогидравлического исполнительного устройства системы торможения (например, при отсутствии клапана гидропитания) защита гидросистемы предлагаемым способом возможна путем отключения сигнала U_в, поступающего на электрический вход электрогидравлического устройства, управляющего тормозным давлением.In other embodiments, the electro-hydraulic braking system of the actuator (e.g., in the absence of specific hydraulics valve) protection hydraulic inventive method is possible by disabling signal U _to input to the electrical input of the electro-hydraulic device that controls the brake pressure.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа обеспечивается автоматическое отключение неисправного потребителя и предотвращение отказа гидросистемы транспортного средства без "ложных" отключений потребителя во всем эксплуатационном диапазоне температур окружающей среды и тем самым повышается эксплуатационная надежность транспортного средства.Thus, when using the proposed method, automatic shutdown of a faulty consumer and prevention of vehicle hydraulic system failure without “false” consumer shutdowns in the entire operating range of ambient temperatures are ensured, thereby increasing the operational reliability of the vehicle.

Claims (1)

Способ защиты гидросистемы транспортного средства от потери рабочей жидкости через элементы системы торможения, содержащей электрогидравлическое исполнительное устройство управления тормозным давлением, заключающийся в перекрытии потока рабочей жидкости при нарушении герметичности элементов системы торможения транспортного средства путем выключения исполнительного устройства через заданное время задержки с момента превышения допускаемой нормы отклонения фактического тормозного давления от заданного оператором уровня, отличающийся тем, что выключение электрогидравлического исполнительного устройства осуществляют только в случае изменения тормозного давления с темпом, алгебраическое значение которого не превышает заданной величины.A method of protecting a vehicle’s hydraulic system from loss of working fluid through elements of a braking system containing an electro-hydraulic actuating device for controlling brake pressure, which consists in shutting off the flow of a working fluid in the event of a leak in the elements of the vehicle’s braking system by turning off the actuating device after a predetermined delay time after exceeding the permissible deviation norm actual brake pressure from the level set by the operator, excellent The fact is that the electrohydraulic actuator is switched off only in case of a change in the brake pressure at a rate whose algebraic value does not exceed a predetermined value.