ТОРМОЗНОЙ МЕХАНИЗМ ПРОТИВОЗАНОСНОЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ Российский патент 2001 года по МПК B60T1/00 B60T8/00 B60T17/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а конкретно к тормозным механизмам тормозных систем.

Известны тормозные механизмы [1,2], включающие в себя ротор (барабан, шкив, диск), соединенный с колесами, участвующий в относительном движении, являющийся первым контртелом пары трения; суппорт, жестко присоединенный к любой части шасси, на котором установлены вторые контртела, приводные устройства, пружины и регулирующие устройства.

Конструкция их обеспечивает жесткое крепление сдвоенных или одинарных колес через ступицу с приводными валами или ступицу для ведомых мостов. Такое крепление не обеспечивает возможности менять величину коэффициента сцепления Φ на сдвоенных колесах. Составляющие величины его в продольном и поперечном направлениях жестко связаны зависимостью . Такая связь их указывает на то, что если Φ_x используется на 100% для обеспечения высокой тормозной эффективности, то (Φ_y→0) стремится к нулю. А это является причиной заноса транспортного средства, т.е. потери курсовой устойчивости, что делает автотранспортное средство (АТС) на дороге опасным объектом.

Для устранения этого недостатка необходимо иметь возможность целенаправленно использовать коэффициенты Φ_x и Φ_y, сообразуясь с дорожными и эксплуатационными условиями. Предлагаемое изобретение позволяет на одном из разобщенных сдвоенных колес обеспечивать высокую тормозную эффективность, а на другом иметь меньшую тормозную эффективность, но достаточную боковую реакцию, предотвращающую боковой занос. Кроме разобщенных сдвоенных колес надо иметь двойные тормозные механизмы. В этом суть предлагаемого изобретения.

Технический результат предлагаемого изобретения сводится к значительному улучшению качеств тормозной системы - исключается занос и появляется возможность создания противоблокировочных тормозных систем, которые управляются при торможении по боковой реакции на движителе - созданию простых противозаносных тормозных систем без применения сложной электроники.

Теоретические расчеты, проведенные для автомобиля ГАЗ-53А с полной нагрузкой при Φ_x = 0,7 и скорости движения 100 км/ч, показали, что если Φ_x используется на 100% (Φ_y =0) для получения максимальной тормозной эффективности, то тормозной путь (S) равен S =76,929 м; если коэффициент Φ_x использовать на 95% (Φ_x =0,670), то тормозной путь S= 79,793 м, т.е. увеличивается на 2,86 м. Но в первом случае достаточно минимального бокового усилия и появится занос; во втором случае (при Φ_y = 0,2) - для появления бокового заноса необходимо усилие свыше 1000 - кгс.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлен общий вид двойного тормозного механизма.

Ниже представлены названия деталей и их номера: приводной вал 1; кожух чулка 2 заднего моста, на котором установлена ступица 3, соединенная с приводным валом. Ступица установлена на подшипнике 4 и зафиксирована от осевых перемещений контргайкой 5, шайбой стопорной 6 и гайкой 7. Ротор 8 выполнен отдельно для каждого колеса; на них имеются отверстия 9 для крепления обода колеса, кроме того, на роторе за одно целое с ним выполнено контртело 10 пары трения. Один из роторов установлен на обгонной муфте, одна из обойм которой жестко сидит на кожухе приводного вала. Между роторами установлен суппорт 12, на котором установлены вторые контртела 13. Связь ступицы с приводными валами осуществляется винтами 14.

Работа тормозного механизма для пары сдвоенных колес
Назначение тормозного механизма - создать искусственные силы сопротивления движению, которые, складываясь с другими силами сопротивления, тормозят АТС.

Очень важно уметь управлять искусственными силами сопротивления движению. Эту операцию успешно выполняет предлагаемый тормозной механизм.

Cлужебное торможение
В этом случае суммарная тормозная сила на обоих колесах обеспечивает притормаживание транспортного средства, обеспечивая подбор нужной скорости движения на дороге. Это же обеспечивает обычный тормозной механизм.

Работа тормозного механизма при аварийном торможении
В этом случае от тормозного механизма требуется максимально возможная тормозная сила, только при этом будет кратчайший тормозной путь и, как следствие, движение без аварий. Такое возможно если торможение идет без боковых сил, действующих на АТС. Практически этого не бывает: то ветер, то уклон на дороге, то удар о камень, выемку и т.д. Они обеспечивают боковые силы. Противостоять им может колесо, если в контакте его есть боковая реакция. При максимальном торможении, когда Φ_y = 0, появляется занос.

Предлагаемый тормозной механизм в момент торможения через обгонную муфту отключает одно колесо, делая его безприводным. А это позволяет колеса тормозить с разной тормозной силой. На приводном колесе можно тормозной момент сделать равным моменту по сцеплению (идеальный случай). Второе колесо надо притормаживать так, чтобы тормозная сила была меньше, чем на приводном колесе. Меньшая тормозная сила получается из-за недоиспользования Φ_x до 100%. Значит на этом колесе есть возможность получить боковую реакцию, которая исключит занос.

А как можно сделать разные тормозные моменты на колесах?
В предлагаемой конструкции тормозного механизма это можно сделать так:
а) подавать на колесные цилиндры жидкость под разным давлением - в один колесный цилиндр больше, в другой - меньше. (cделать это можно, но сложно);
б) подавать в цилиндры колес жидкость под одинаковым давлением, а разный тормозной момент получать:
1) за счет меньшей тормозной силы на барабане, т.е. устанавливать рабочие цилиндры колес с разными диаметрами поршней цилиндров (это возможно, но требуются цилиндры двух размерностей, что нежелательно);
2) за счет уменьшения плеча, на котором действует тормозная сила. Тогда, оставляя рабочие цилиндры колес с одинаковыми параметрами, надо закрепить их на разных радиусах, с противоположных сторон суппорта, относительно оси вращения ротора. Это более рационально.

Рассмотрим работу предлагаемого тормозного механизма применительно к пункту 2.

При аварийном торможении на безприводном колесе всегда будет боковая реакция, если есть возмущающая сила. Эта боковая реакция будет исключать боковой занос. Значения боковой силы достигают значительных величин. Так, например, если взять за возмущающую воздействие силу сдвига колеса при углах уклона, равных 3,5,7,9,11^o для автомобиля ГАЗ-53А (свыше приведенными параметрами) для пары задних колес, то на безприводном колесе боковая реакция будет соответственно: 50, 83, 117, 152, 194 кгс.

Если тормозной момент на барабане будет больше, чем тормозной момент по сцеплению, то произойдет блокировка обеих колес. Для исключения этого нужна тормозная система с возможностью ограничения роста давления рабочего тела в приводе.

Следовательно, ограничивая величину давления в тормозных приводах колес, можно на приводном колесе иметь тормозную силу, большую, вплоть до 100%, а на безприводном колесе -тормозную силу меньшую. На этом колесе будет боковая реакция. Решая задачу исключения засоса таким образом - без применения ЭВМ, можно создать надежные противозаносные системы для АТС.

Источники информации
1. В.И. Анохин. Отечественные автомобили. - М.: Машиностроение, 1977.

2. Л. В. Гуревич, Р.А. Меламуд. Тормозное управление автомобиля. - М.: Транспорт, 1978.

Изобретение относится к тормозным механизмам колесных транспортных средств, имеющих сдвоенные ведущие колеса. Тормозной механизм сдвоенных колес включает в себя ротор с первыми контртелами пар трения, суппорт с установленными на нем вторыми контртелами пар трения и тормозные цилиндры. Сущность заключается в том, что каждое колесо имеет свой ротор с первыми контртелами пар трения. Одно колесо с ротором установлено на обгонной муфте. Между колесами расположен общий суппорт с установленными на нем вторыми контртелами пар трения. Вторые контртела пар трения расположены на противоположных сторонах упомянутого суппорта. Тормозные цилиндры закреплены также с разных сторон суппорта. Техническим результатом является исключение блокировки колеса, установленного на обгонной муфте, при торможении транспортного средства. 1 ил.

Тормозной механизм сдвоенных колес противозаносной тормозной системы, включающий в себя ротор с первыми контртелами пар трения, суппорт, с установленными на нем вторыми контртелами пар трения и тормозными цилиндрами, отличающийся тем, что каждое колесо имеет свой ротор с первыми контртелами пар трения, одно колесо с ротором установлено на обгонной муфте, между колесами расположен общий суппорт с установленными на нем вторыми контртелами пар трения, причем вторые контртела пар трения расположены на противоположных сторонах упомянутого суппорта, тормозные цилиндры закреплены также с разных сторон суппорта.