Разработка системы контроля и регулирования давления воздуха в шинах легкового автомобиля

Размещено на http://www.allbest.ru/

Новоуральский технологический институт

Национальный исследовательский ядерный университет

МИФИ

Кафедра «Автоматизация управления»

Отчет по домашней работе по дисциплине

«Основы мехатроники и робототехники»

«Разработка системы контроля и регулирования давления воздуха в шинах легкового автомобиля»

Выполнили: студенты группы МР-32Д

Самофеева А.А.

Пятова Ж.С

Принял: Степанов П.И.

Новоуральск 2014

Содержание

Введение

1. Функции системы

2. Преимущества и недостатки

3. Управляющая часть

4. Механика системы

5. Электроника системы

6. Режимы работы

Выводы. Перспективы

Введение

На колесных ТС, предназначенных для эксплуатации на дорогах с твердым покрытием, грунтовых дорогах различного состояния, можно применять систему регулирования давления воздуха в шинах. При движении по дорогам с ровным твердым покрытием целесообразно высокое давление воздуха (0,35…0,4 МПа и более). В этом случае имеют место меньшее сопротивление качению колес и минимальный расход топлива. При движении по мягкому деформированному грунту, для уменьшения давления на грунт, необходимо низкое давление воздуха в шинах (0,05…0,08 МПа).

Система регулирования давления позволяет постоянно поддерживать в шинах необходимое давление воздуха и в случае прокола камеры продолжать движение без смены колеса благодаря непрерывной подаче воздуха в поврежденную шину.

шина автомобиль давление электроника

1. Функции системы

· Контроль давления в шинах

· Уведомление о падении или о увеличении давления в одном из колес

· Регулирование давления в шинах, в зависимости от дорожного покрытия и погодных условий

2. Преимущества и недостатки

Автоматическая подкачка колес продлевает жизнь автошинам, повышает топливную экономичность и дорожную безопасность.

В случае незначительного повреждения покрышки, система может поддерживать необходимое давление в колесе до проведения ремонтных работ.

Применяя данную систему, время, проведенное в пути, будет максимально безопасным и беспроблемным.

К возможным недостаткам можно отнести повышенный шум в салоне автомобиля, вызванный работой компрессора.

Также необходимо обратить внимание на то, что для продуктивной работы системы требуются регулярные тех.осмотры.

3. Управляющая часть

Принципиальная блок-схема управляющей части:

Рис. 1 - Принципиальная блок-схема управляющей части

4. Механика системы

Рис. 2 - Принципиальная схема системы регулирования давления воздуха в шинах 1 -- компрессор; 2 -- ресивер; 3 -- запорный кран; 4 -- воздухоподводящее устройство (см. рис. 3 далее); 5 -- шинный манометр; 6 -- магистраль выпуска воздуха в атмосферу; 7 -- кран управления; 8 -- клапан-ограничитель понижения давления; 9 -- блок шинных кранов

В системе регулирования давления в шинах используется сжатый воздух из системы пневматического привода тормозов ТС.

Автоматический клапан-ограничитель понижения давления позволяет поддерживать необходимое давление воздуха в ресивере для обеспечения достаточного запаса сжатого воздуха во время торможения. Шины можно накачивать, если давление в ресиверах более 0,45 …0,55 МПа.

По электронному шинному манометру, расположенному на панели приборов в салоне автомобиля, контролируется давление воздуха в шинах. Он снабжен шкалой с рекомендуемыми давлениями в шинах для основных типов дорог.

Блок шинных кранов имеет 4 вентиля, по числу колес. Он может располагаться как в салоне автомобиля, так и в багажнике, или даже под капотом, так как не требует частого обращения к себе.

Конструкция системы подвода воздуха к вращающейся шине.

Рис. 3 - Конструкция системы подвода воздуха к вращающейся шине: 1 -- канал полуоси; 2 -- запорный кран; 3 -- шланг; 4 -- штуцер; 5 -- сальник

Система подвода воздуха к вращающейся шине включает в себя резиновые сальники 5, расположенные между неподвижными деталями балок мостов и вращающимися ступицами колес. За счет повышенного давления воздуха, поступающего в камеру сальника из ресивера, кромки сальника прижимаются к. цилиндрической поверхности вращающейся детали, этим обеспечивают необходимую герметизацию соединения.

Запорные краны 2 колес размещаются в дисках или ступицах колес. Они предназначены для отключения шин от системы в случае их повреждения или при длительных стоянках для предотвращения утечки воздуха из них. При эксплуатации ТС запорные краны колес открыты и обеспечивают сообщение шин через блок шинных кранов с краном управления.

5. Электроника системы

Датчики давления монтируются внутрь каждого колеса. Это не требует деформации покрышки и диска. Датчики передают информацию на пульт управления с помощью антенны.

Рис. 4 - Расположение колесного датчика

Пульт управления монтируется в панель приборов. Даже находясь за рулем, водителю будет легко управлять системой. Тем более, большую часть работы она берет на себя.

Рис. 5 - Пульт управления с сенсорным дисплеем.

6. Режимы работы

Система имеет 2 режима работы: автоматический и программный.

Автоматический (фоновый режим).

При включении зажигания, микроконтроллер автоматически считывает с датчиков информацию о давлении в шинах.

При движении автомобиля, МК запрашивает информацию о давлении в шинах каждые 30 секунд.

При обнаружении падения давления, автоматически включается компрессор, и в колесо, котором установлен датчик, сигнализирующий о падении давления, подается воздух.

Колесо подкачивается до тех пор, пока не будет достигнут заранее установленный на ПУ уровень давления.

Программный режим.

При смене дорожного покрытия можно отрегулировать давление в шинах.

Для этого, нужно заранее через ПУ запрограммировать режимы, например:

· Ровный асфальт

· Грунтовая дорога

· Бездорожье

Для каждого режима нужно задать оптимальный диапазон значений давления.

Выводы. Перспективы

Без сомнений, система регулирования давления в шинах помогает водителю справиться с трудностями, возникшими в пути.

Но из-за сложной конструкции, данное оборудование, возможно, не будет популярно среди городских автолюбителей.

Поэтому, возможными потребителями можно считать спортсменов, любителей экстремальной езды, автотуристов и водителей, занимающихся доставкой грузов.

В перспективе можно рассматривать реализацию системы регулирования давлением в шинах с помощью мобильных устройств. Например, если Вы находитесь далеко от своего автомобиля, у вас не возникнет проблем с подкачкой колеса - просто достаньте свой смартфон и нажмите на кнопку.

Размещено на Allbest.ru