УПРОЩЕННАЯ АНТИБЛОКИРОВОЧНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА С ПЕСКОСТРУЙНЫМ УСТРОЙСТВОМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2005 года по МПК B60T8/56 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно к созданию антиблокировочных тормозных систем.

В настоящее время в Российской Федерации большинство автомобилей работает без антиблокировочных систем, но установленные на них тормозные управления надежно работают и имеют хорошие показатели по тормозной эффективности и устойчивости движения, например легковые автомобили высшего класса и другие автомобили. Тормозные системы таких автомобилей имеют двухкамерный, главный тормозной цилиндр, камеры в них расположены по типу "тандем", что обеспечивает двухконтурный подвод энергии к колесам осей.

Кроме того, в каждом контуре установлены дополнительные вакуумные усилители. Эти усилители связаны в отдельности с камерами главного тормозного цилиндра с вакуумным усилителем. Автомобили других классов также можно легко оборудовать антиблокировочными тормозными системами (АБС) путем установки на них "встроенных" антиблокировочных тормозных систем, которые исключат блокировку колес в процессе аварийного торможения и позволят вести процесс торможения при наивыгоднейших условиях распределения масс по осям.

Мы предлагаем АТС, работающие в настоящее время оборудованные АБС, в состав которых включены, кроме главного цилиндра с вакуумным усилителем, пескоструйные устройства, цилиндр управления с емкостью и запорным клапаном, при этом антиблокировочная тормозная система содержит акселерометр, выполненный с возможностью фиксации изменения замедления процесса торможения, связанный с ЭВМ, которая управляет цилиндром управления, имеющим возможность ограничения давления рабочего тела по контурам привода при изменении коэффициента скольжения, и пескоструйное устройство, имеющее возможность подачи сыпучего материала при резком уменьшении коэффициента сцепления при контакте колес с опорой.

Изобретение поясняется чертежами.

фиг.1 - схема АБС упрощенного типа;

фиг.2 - схема цилиндра управления с запорным клапаном;

фиг.3 - схема пескоструйного устройства;

фиг.4 - структурная схема устройства и схема алгоритма.

В указанных схемах порядковые номера связаны с названиями следующих деталей:

1 - тормозные механизмы передних колес; 2 - цилиндры с гидровакуумным усилением для контуров; 3 - двухкамерный главный цилиндр; 4 - вакуумный усилитель; 5 - педаль тормоза; 6 - неподвижные опоры; 7 - цилиндр управления; 8 - клапан запорный электромагнитный; 9 - емкость для жидкости; 10 - тормозные механизмы для задних колес; 11 - шток поршня; 12 - уплотнение; 13 - поршень; 14 - манжета уплотнительная; 15 - пружина; 16 - емкость для сыпучего материала с высоким коэффициентом сцепления; 17 - выталкивающее колесо - шестерня с электромотором - редуктором; 18 - трубовод от емкости к колесам; F - усилие на педали; Р - усилие на штоке главного цилиндра и цилиндра управления.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что при аварийном торможена тормозное управление АТС обеспечивает максимальные тормозные силы на колесах без блокировки их за счет работы цилиндра управления, который ограничивает рост давления рабочего тела в контурах подвода энергии, когда коэффициент сцепления (ϕ) по диаграмме ϕ-S достигает максимально допустимой величины при коэффициенте скольжения (S), равного S=0,15÷0,2, изменяет его за счет подачи сыпучего материала с высоким коэффициентом сцепления (ϕ), если дорожные условия резко изменяют (уменьшают) коэффициент сцепления (ϕ) в контакте колес.

В основе работы предлагаемой АБС лежит диаграмма ϕ-S. Известно, что - отношение линейного замедления (j) к ускорению (q) свободно падающего. На основе этого можно получить зависимость j-s. На такой диаграмме максимум замедления будет соответствовать коэффициенту скольжения (s), равного s=0,15...0,25. Поскольку функциональная зависимость j=f(s) характеризуется кривой с экстремумом при s=0,15...0,25, то производная на этой кривой до экстремального значения положительная, в точке экстремума производная равна нулю.

Физически это означает, то служебное торможение должно идти при j_n-j_n-1>0, а экстремальное (аварийное) торможение - при j_n-j_n-1=0.

Для выполнения этих требований необходимо, чтобы в штатной тормозной системе был акселерометр, способный фиксировать изменения замедления процесса торможения и передавать эти значения в ЭВМ. Получив значения замедления, положим j₁=М, ЭВМ запомнит эту величину и будет "ждать" следующего значения. Получив его (j₂), определит разницу между ними j₂-M=Δj. И если Δj положительная величина, то команды на закрытие клапана 8 не поступит и торможение будет идти с нарастанием величины замедления. Как только разница между j_n-M приблизится с определенной погрешностью к значению Δj≈0, ЭВМ подает команду на закрытие клапана и зафиксирует в памяти j_n, а торможение будет идти при определенном замедлении до полной остановки АТС.

Таким образом будет обеспечиваться торможение без блокировки колес в режиме аварийного торможения.

Процесс аварийного торможения кратковременен, но и в этот промежуток времени может произойти увеличение или уменьшение коэффициента сцепления:

а) если коэффициент сцепления увеличивается, то увеличивается линейное замедление (j₃) и, когда разница между замедлением станет j₃-j₂≠0, ЭВМ подает команду на открытие клапана 8, педаль 5 может переместить шток в двухкамерном главном цилиндре 3, давление рабочего тела в контурах подвода энергии возрастет и торможение будет идти более интенсивно до тех пор, пока разность замедлений не достигнет j_n-j_n-1≅0, тогда ЭВМ подаст команду на закрытие клапана 8 и торможение будет идти до полной остановки;

б) если коэффициент сцепления уменьшится, то уменьшится замедление (j₄) и разница между замедлением j₄-j₃<0 станет меньше нуля, тогда ЭВМ подаст команду на включение электромотора колеса - шестерни (17). Колесо - шестерня (17) вытолкнет порцию сыпучего материала под колеса, коэффициент сцепления в контакте колеса возрастет, и торможение будет идти более интенсивно. Колесо - шестерня будет подавать сыпучий материал до тех пор, пока разность между замедлениями не станет равна нулю, тогда ЭВМ подаст команду на отключение электромотора, а торможение будет идти до полной остановки АТС. В процессе эксплуатации АТС целесообразно производить контрольные аварийные торможения при изменении покрытия дорожного полотна, так как в этот момент может измениться присущий дороге коэффициент сцепления: он может стать больше или меньше.

Величину максимального замедления (М) при контрольном аварийном торможении следует заложить в память ЭВМ и сравнивать с последующим замедлениями, которые могут меняться в зависимости от погодных изменений: прошел или идет дождь. При этом уменьшится коэффициент сцепления и связанное с ним замедление. Оно может стать какой-то величиной N_m меньше, чем предыдущее замедление (М), и тогда обязательно увеличится тормозной путь при аварийном торможении. Его можно уменьшить, если в момент торможения включить электромотор колеса - шестерни 17 (при закрытом клапане 8) и под колеса ввести сыпучую смесь с высоким коэффициентом сцепления, тогда замедление увеличится, а тормозной путь уменьшится.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к антиблокировочным тормозным системам транспортных средств. Антиблокировочная тормозная система содержит главный цилиндр, вакуумный усилитель и оборудована пескоструйным устройством, цилиндром управления с емкостью и запорным клапаном. Антиблокировочная тормозная система содержит акселерометр, выполненный с возможностью фиксации изменения процесса торможения, связанный с ЭВМ, которая управляет цилиндром управления, имеющим возможность ограничения давления рабочего тела по контурам привода при изменении коэффициента скольжения, и пескоструйным устройством, имеющим возможность подачи сыпучего материала при резком уменьшении коэффициента сцепления при контакте колес с опорой. Техническим результатом является упрощение конструкции антиблокировочной тормозной системы. 4 ил.

Антиблокировочная тормозная система автотранспортного средства, содержащая главный цилиндр и вакуумный усилитель, отличающаяся тем, что она оборудована пескоструйным устройством, цилиндром управления с емкостью и запорным клапаном, при этом антиблокировочная тормозная система содержит акселерометр, выполненный с возможностью фиксации изменения процесса торможения, связанный с ЭВМ, которая управляет цилиндром управления, имеющим возможность ограничения давления рабочего тела по контурам привода при изменении коэффициента скольжения, и пескоструйным устройством, имеющим возможность подачи сыпучего материала при резком уменьшении коэффициента сцепления при контакте колес с опорой.