ПРОТИВОЗАНОСНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА С ДВОЙНЫМИ ТОРМОЗНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ Российский патент 1999 года по МПК B60T1/00 B60T8/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к тормозным системам транспортного управления.

Известна "Антиблокировочная тормозная система автомобиля" /1/, включающая в себя датчик тормозного давления, соединенный с колесным тормозом, насос гидравлический, связанный с дополнительной напорной линией, датчик электронной системы, клапан с электромагнитным управлением и другие детали, которые вырабатывают импульсы, поступающие на клапана, способные изменять давление в системе чем препятствуют наносу автомобиля. Данная система сложна.

Целью предполагаемого изобретения является создание тормозной системы, которая при высокой тормозной эффективности обеспечивала бы устойчивое движение транспортного средства.

Делается попытка рационально использовать коэффициент сцепления (ϕ) колес транспортного средства с опорной поверхностью в продольном и поперечном направлениях.

Известно, что при аварийном торможении колеса тормозятся на грани блокировки их, т.е. коэффициент сцепления используется в продольном направлении (ϕ_x) почти до максимума. Это обеспечивает минимальный тормозной путь.

При движении автотранспортного средства (АТС) по горизонтальной дороге можно показать, что все силы и моменты действующие на систему "АТС - дорога" уравновешены и транспортное средство находится в безразличном равновесии. А такое равновесие легко нарушается, если на систему "АТС -дорога" воздействуют возмущающие усилия. Одним из таких возмущений может быть какое-либо препятствие на дороге: камень, выступ, впадина и т.п. И тогда появляется занос АТС, так как нет боковых реакций на колесах из-за отсутствия коэффициента сцепления в боковом направлении (ϕ_y).
Следовательно, тормозную эффективность нужно рационально сочетать с устойчивым движением, т.е. надо обеспечить при торможении определенную величину коэффициента сцепления в боковом направлении ϕ_y≠ 0. Решить эту проблему можно отключением отдельных колес из процесса торможения. Такой способ показывает хорошие теоретические результаты, если АТС многоосная и с большим количеством колес, но если АТС двухосная, то получается высокая курсовая и траекторная устойчивость при значительном снижении тормозной эффективности. Согласовать их можно предлагаемым изобретением.

Изобретение поясняется чертежами:
фиг. 1 - Схема разобщенных колес с отдельными тормозными механизмами для них.

фиг. 2 - Схема расположения деталей на опорном диске тормозного механизма.

фиг. 3 - Схема разобщенных колес с отдельными противоположно расположенными тормозными механизмами.

Предлагаемая тормозная система может быть с антиблокировочным устройство или с обычной тормозной системой, в тормозные механизмы которых введены добавочные элементы. Они представлены в следующем порядке:
1 - наружное колесо; 2 - внутреннее колесо; 3 - барабан внутреннего колеса; 4 - колодки тормозного внутреннего колеса; 5 - барабан наружного колеса; 6 - колодки наружного колеса; 7 - обгонная муфта; 8 - конический подшипник; 9 - ступица; 10 - приводной вал; 11 - рукав; 12 - неподвижный опорный диск тормозного механизма; 13 - рабочий цилиндр внутреннего колеса; 14 - рабочий цилиндр наружного колеса; 15, 16 - пружины тормозных механизмов; 17, 18 - опоры колодок тормозных механизмов.

Сущность изобретения в том, что противозаносная тормозная система транспортного средства, содержащая по меньшей мере один тормозной механизм и спаренные колеса, причем одно из колес каждой пары жестко связано с приводным валом, а второе колесо связано с упомянутым первым колесом с помощью обгонной муфты для обеспечения возможности вращения второго колеса, когда первое колесо заблокировано, при этом колеса имеют отдельные тормозные механизмы, выполненные с возможностью реализации большой тормозной силы на упомянутом первом колесе, кроме того, содержит неподвижный опорный диск, при этом элементы тормозных механизмов каждого колеса расположен на одной стороне указанного опорного диска или элементы тормозных механизмов каждого колеса расположены на противоположных сторонах указанного опорного диска.

Это может быть достигнуто
а) постановкой разных по размерам рабочих тормозных цилиндров при одинаковом давлении в них;
б) обеспечением разных давлений рабочего тела в тормозных цилиндрах при одинаковых размерах их;
в) постановкой тормозных рабочих цилиндров с разными параметрами и возможностью регулирования давления рабочего тела;
г) постановкой различных по диаметру барабанов тормозных механизмов при одинаковом давлении рабочего тела в приводе и одинаковых цилиндрах колес.

При этих условиях всегда можно получить на одном колесе тормозную силу меньше максимально допустимой, чем на другом. Если в первом случае разница между тормозными силами на колесах постоянные, то во втором случае разница поддается регулированию. Это важно при регулировании тормозных сил при изменяющихся дорожных условиях и загрузке АТС. В третьем случае предлагается сочетание достоинств первого и второго случаев. В пункте г) имеется возможность конструктивно обеспечить постоянную разницу между тормозными силами на колесах при обычной тормозной системе.

Работа противозаносной тормозной системы
1. Система на холостом ходу, т.е. движение без торможения.

При трогании АТС момент от ДВС предается на колесо 1, жестко связанное с приводным валом 10 и за счет упругих угловых деформаций шины и некоторого проскальзывания его в контакте, обгонная муфта 7 блокируется и колеса 1 и 2 вращаются как одно целое, обеспечивая толкающее усилие.

2. Служебные или аварийное (экстренное) торможение.

а) При разных параметрах рабочих цилиндров 13 и 14. В этом случае за счет повышения давления жидкости в рабочих цилиндрах колес на них возникнут в контакте разные тормозные силы - большая тормозная сила будет на колесе, где диаметр цилиндра больше, а меньшая - там, где диаметр цилиндра меньше.

Так как на колесо действует нормальная нагрузка от веса груза и остова, то колеса в тормозном режиме испытывают радиальную и тангенциальную деформации, за счет которых каждый элемент шины колеса, входящий в контакт с опорной поверхностью, испытывает воздействие со стороны активных и реактивных сил, действующих на колесо. Эти силы сжимают и закручивают элементы шины и обеспечивают зоны контакта, вдоль которых элементы шины скользят по направлению к центру контакта, а колеса, вращаясь, будут проскальзывать, что позволит кинематически согласовать относительные скорости колес с поступательной скоростью остова АТС. Так как на колеса действуют разные тормозные силы, то там, где тормозной момент больше, проскальзывание больше, а угловая скорость колеса меньше и наоборот. Разные угловые скорости колес с одинаковым направлением вращения их в момент торможения разблокируют обгонную муфту, и процесс торможения будет происходить с разным использованием величины коэффициента сцепления (ϕ_x) колесами.

При аварийном торможении процесс идет так же, как описан выше. Но если колесо с большой тормозной силой заблокируется, то другое колесо еще не будет заблокировано и оно будет сопротивляться боковому заносу, так как на нем коэффициент сцепления в боковом направлении ϕ_y≠ 0. Следовательно, это колесо обеспечит боковую реакцию (R_б), равную R_б= R_z•ϕ_y. в кгс, где R_z - нормальная реакция на колесе, сидящем на обгонной муфте. Если при торможении повысить давление на столько, что заблокируется колесо на обгонной муфте, то торможение будет самое эффективное, но с возможностью бокового заноса. В этом основной недостаток противозаносной тормозной системы с изменением тормозных сил на колеса за счет изменения диаметра рабочих цилиндров.

б) При постоянных параметрах рабочих тормозных цилиндров.

Процесс торможения в этом случае во многом аналогичен описанному выше, но имеет существенные отличия, заключающиеся в том, что разность тормозных сил на колесах 1 и 2 можно обеспечить только изменением давления рабочего тела. Следовательно, можно целенаправленно изменять величину давления рабочего тела в тормозных цилиндрах колес 1 и 2, обеспечивая нужную разность тормозных сил на колесах 1 и 2 так, чтобы всегда было в силе неравенство, R₁≠ R₂, где R₁ - тормозная сила на колесе 1; R₂ - тормозная сила на колесе 2. При таких условиях всегда имеется возможность исключить боковой занос.

в) При тормозных цилиндрах с разными параметрами расположения их и возможностью регулирования давления рабочего тела.

В этом случае появляется возможность использовать конструктивные особенности тормозных механизмов, а именно тормозные силы на барабане колеса 2 можно получить при меньших давлениях рабочего тела, так как у этого колеса радиус приложения тормозной силы на барабане больше, чем на барабане колеса 1. В остальном процесс торможения аналогичен описанному в п. б).

г) Постановкой разных по диаметру барабанов тормозных механизмов при одинаковом давлении рабочего тела в приводе и одинаковых цилиндрах колес.

При торможении в этом случае на барабанах можно получать разные тормозные моменты при постоянных тормозных силах на барабанах.

Это дает право при конструировании тормозных механизмов заложить возможность получить разность тормозных сил в контакте колес.

Таким образом, в момент аварийного торможения, создавая тормозные силы и на колесах 1 и 2 не равные между собой R₁≠ R₂, мы оставляет на одном колесе коэффициент ϕ_y≠ 0, что позволяет иметь боковую реакцию, сопротивляющуюся боковому заносу, добиваясь при этом наиболее выгодного сочетания тормозной эффективности и устойчивого движения в процессе торможения.

Источники информации принятые во внимание при сопоставлении заявки на предполагаемое изобретение.

1. EP 0465983 A1 (SUMITOMO ELECTRIC INDUSTRIES, LIMITED) 15.01.92, B 60 T 8/44).

Противозаносная тормозная система транспортного средства относится к тормозным системам транспортного управления. Система содержит по меньшей мере один тормозной механизм. При этом транспортное средство имеет спаренные колеса. Одно из колес каждой пары жестко связано с приводным валом, а второе колесо связано с упомянутым первым колесом с помощью обгонной муфты для обеспечения возможности вращения второго колеса, когда первое колесо заблокировано. Колеса имеют отдельные тормозные механизмы, выполненные с возможностью реализации большей тормозной силы на упомянутом первом колесе. Технический результат, достигаемый при реализации изобретения, состоит в обеспечении устойчивого движения транспортного средства при высокой тормозной эффективности тормозной системы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Противозаносная тормозная система транспортного средства, содержащая по меньшей мере один тормозной механизм, отличающаяся тем, что транспортное средство имеет спаренные колеса, причем одно из колес каждой пары жестко связано с приводным валом, а второе колесо связано с упомянутым первым колесом с помощью обгонной муфты для обеспечения возможности вращения второго колеса, когда первое колесо заблокировано, при этом колеса имеют отдельные тормозные механизмы, выполненные с возможностью реализации большей тормозной силы на упомянутом первом колесе. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит неподвижный опорный диск, при этом элементы тормозных механизмов каждого колеса расположены на одной стороне указанного опорного диска. 3. Система по п.1, отличающаяся тем, что содержит неподвижный опорный диск, при этом элементы тормозных механизмов каждого колеса расположены на противоположных сторонах указанного опорного диска.