СИСТЕМА ТОРМОЗНОЙ СТАБИЛИЗАЦИИ Российский патент 2020 года по МПК B60T8/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к системе динамической стабилизации шасси наземных транспортных средств.

При торможении транспортного средства на узлы и детали шасси (рычаги подвески, втулки рычагов, покрышки) и прочие детали, связывающие его с кузовом, в продольном направлении действует сила сжатия или растяжения. Эта сила в момент полной остановки транспортного средства, учитывая упругость деталей, вызывает ответную «силу реакции опоры» и создает импульс, отталкивающий кузов, водителя и пассажиров в противоположном направлении с последующей угасающей раскачкой. Несмотря на небольшой незначительный размер 5-30 мм деформации деталей (в основном втулок продольного рычага и покрышек колес) даже при низкой скорости торможения, обратный толчок оказывается очень ощутимым, неприятным и вызывает дискомфорт.

Это особенно актуально при движении в городском цикле, когда на светофорах, перекрестках и пробках приходится часто тормозить и начинать движение, иногда продвигаясь только на короткое расстояние, сокращая дистанцию в общем потоке машин.

Известна подвеска продольного рычага с фильтрацией продольных ударов по заявке FR 2701236. Основной особенностью данной конструкции подвески является то, что она способна изменять длину продольного рычага подвески в основном за счет применения эластичных втулок. Данное изменение длины происходит не контролируемо. Такая конструкция может только частично смягчить обратный толчок реакции опоры.

Наиболее близкой к настоящему изобретению является система контроля ослабления тормозного усилия по патенту RU 2376170, предназначенная для обеспечения комфорта и безопасности. Эта система состоит из блока управления и связанных с ним датчиков и блока стабилизации в виде гидравлического манипулятора, встроенного непосредственно в тормозную систему. Однако такая система имеет большое количество компонентов, со сложной системой взаимодействия, что создает проблему реализации и функциональности системы, а неисправность одного из компонентов может повлиять на безопасную работу всей тормозной системы.

Настоящее изобретение направлено на повышение надежности системы и упрощение ее конструкции.

Указанная проблема решается в системе тормозной стабилизации, содержащей, датчик движения, блок стабилизации и блок управления, связанный с датчиком движения и с блоком стабилизации.

Согласно изобретению, блок стабилизации включает в себя расположенную между кузовом и шасси в продольном направлении раздвижную тягу и средства регулирования ее длины, связанные с блоком управления.

Технический результат, достигаемый при таком выполнении системы, заключается в возможности нейтрализовать продольную «силу реакции опоры», посредством использования блока стабилизации продольной силы, который выполнен в виде регулируемой блоком управления раздвижной тяги, расположенной между кузовом и шасси транспортного средства и соединенной или интегрированной с рычагом подвески или рессорой.

Раздвижная тяга может быть выполнена в виде гидроцилиндра, а указанные средства регулирования ее длины представляют собой управляемый по сигналу от блока управления клапан, выполненный с возможностью соединения и разъединения штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра.

При этом система может дополнительно содержать датчик давления, связанный с блоком управления, который определяет силу давления продольной нагрузки между шасси и кузовом. Датчик давления, может быть соединен с блоком управления, или напрямую с блоком стабилизации продольной силы.

Кроме того, гидроцилиндр может быть снабжен компенсатором.

Раздвижная тяга может быть выполнена в виде по меньшей мере одной направляющей, в которой с возможностью продольного перемещения установлен шток, а указанные средства регулирования длины раздвижной тяги представляют собой управляемый по сигналу от блока управления фиксатор.

При этом шток может быть разделен на две части, связанные между собой упругим элементом, а фиксатор расположен с возможностью взаимодействия с частью штока, ближайшей к концу направляющей, связанному с кузовом или шасси.

Кроме того, раздвижная тяга может быть выполнена в виде пневматического цилиндра, а указанные средства представляют собой управляемый по сигналу от блока управления клапан, выполненный с возможностью изменения длины раздвижной тяги, путем регулирования давления внутри цилиндра.

Предпочтительно при любом указанном выполнении раздвижной тяги на штоке выполнены ограничители его крайних положений.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 показано воздействие продольной силы реакции опоры на транспортное средство при его торможении с остановкой, и возможные места расположения блока стабилизации;

на фиг. 2 - блок стабилизации в соответствии с первым вариантом его выполнения в исходном положении;

На фиг. 3 - то же, но в момент остановки;

На фиг. 4 - блок стабилизации в соответствии со вторым вариантом его выполнения в исходном положении;

На фиг. 5 - то же, но в момент остановки;

На фиг. 6 - возможный вариант установки блока стабилизации по фиг. 5 в рычаг опоры, виды в двух положениях, соответствующих фиг. 5 и 6;

На фиг. 7 - блок стабилизации в соответствии с третьим вариантом его выполнения в исходном положении;

На фиг. 8 - то же, но в положении начала торможения;

На фиг. 9 - то же, но в момент остановки;

На фиг. 10 - блок стабилизации в соответствии с четвертым вариантом его выполнения в исходном положении;

На фиг. 11 - то же, но в положении начала торможения;

На фиг. 12 - то же, но в момент остановки.

Система тормозной стабилизации содержит, по меньшей мере, один блок стабилизации, расположенный между кузовом и шасси, по меньшей мере, один датчик движения (не показан), который соединен с по меньшей мере одним блоком управления (не показан). Регулирование параметров работы блока стабилизации происходит посредством его взаимодействия с блоком управления, который связан датчиком движения. Датчик движения может быть основан на возможном бесконтактном, электронном принципе и для определения фазы движения и остановки транспортного средства, использовать систему навигации, быть направленным на поверхность земли, колесо, или другие допустимые элементы трансмиссии, или контактном механическом принципе, и соединен с возможными элементами трансмиссии. Для более точного определения параметров, допускается комбинированное применение нескольких датчиков движения основанных на разных принципах.

В зависимости от расположения блока стабилизации между кузовом и шасси, на него могут воздействовать сила сжатия, или растяжения. В связи с этим нужно учитывать возможность изменения работы узлов и деталей блока стабилизации (фиксатора, пружины и др.) на сжатие или растяжение.

Блок 1 системы тормозной стабилизации соединенный с датчиком движения и датчиком давления 3, в соответствии с первым вариантом фиг. 2 и 3, содержит гидроцилиндр с поршнем, соединенным со штоком 8, ограничители положения штока 11, компенсатор гидроцилиндра 9. Средства регулирования длинны раздвижной тяги, выполненные как клапан гидроцилиндра 2.

Система тормозной стабилизации в соответствии с первым вариантом выполнения блока стабилизации работает следующим образом.

При торможении, на продольный рычаг подвески и соединенный с ним шток 8, действует продольная «сила реакции опоры» от упругих элементов подвески, втулок продольного рычага 6, покрышек и других, стремящаяся оттолкнуть кузов в противоположном направлении фиг. 1. Шток 8 с поршнем цилиндра находится в исходном состоянии фиг. 2 (позиция А1), его положение фиксирует закрытый клапан 2. В момент остановки в блок управления 5 поступают данные от датчика движения 4, учитывая эти показатели блок управления 5, посылает сигнал приводу клапана 2, который открывается и дает возможность переместиться штоку с поршнем соединенный с наконечником продольного рычага 7 внутри гидроцилиндра из позиции А1 в позицию А2, фиг. 3, на величину необходимую для компенсации расстояния от сжатия, или растяжения узлов и деталей при продольной нагрузке, таким образом, нейтрализовав продольную «силу реакции опоры» между кузовом и шасси. При начале движения на блок стабилизации действует противоположная по направлению сила сжатия или растяжения. Эта сила позволяет вернуть шток 8 с поршнем цилиндра и соединенный с ним наконечник продольного рычага 7 в исходную позицию А1, где клапан 2 по сигналу блока управления закрывается и фиксирует его положение для нового цикла.

Система тормозной стабилизации, может дополнительно содержать датчик давления, для возможности дополнить параметры, передаваемые в блок управления, на основании которых блок управления, через привод клапана, или фиксатора, сможет более точно регулировать время начала изменения длинны блока стабилизации, его скорость и плавность, таким образом, улучшив работу блока стабилизации. Определение давления в каждом блоке стабилизации позволяет индивидуально регулировать параметры работы каждого из блоков стабилизации, с учетом сил, которые воздействуют на него при торможении.

Работа системы стабилизации с датчиком давления, по всем возможным вариантам, будет соответствовать работе без него, с учетом того, что при наличии датчика давления, блок управления для определения параметров работы, сможет, дополнительно учитывать данные датчика давления вместе с датчиком движения.

На фиг. 4 и 5 показан блок стабилизации в соответствии со вторым вариантом его выполнения. В этом варианте блок 1 системы тормозной стабилизации, соединенный с датчиком движения, выполнен на механическом принципе и содержит направляющую с реечными подшипниками 10 и шток 8, установленный в направляющей с возможностью продольного перемещения относительно нее. Один конец штока 8 и направляющей, соединены с наконечниками продольного рычага 7. Средства регулирования длины раздвижной тяги, представляют собой управляемый по сигналу от блока управления фиксатор 12.

При торможении в момент остановки, на шток 8 продольного рычага подвески, действует продольная «сила реакции опоры», фиксатор 12, фиг. 4 удерживает тягу в исходной позиции А1. В момент полной остановки фиг. 5, в блок управления 5 поступают данные от датчика движения 4. Учитывая эти показатели, блок управления 5 посылает сигнал приводу фиксатора 12, который освобождает продольный шток 8 и он смещается относительно направляющей, в позицию А2, нейтрализуя продольную «силу реакции опоры». При начале движения и снижении, или отсутствии давления продольной «силы реакции опоры», на блок стабилизации продольной силы реакции опоры, действует противоположная по направлению сила сжатия или растяжения. Эта сила позволяет вернуть шток 8 и соединенный с ним наконечник продольного рычага 7 в исходную позицию А1, где фиксатор 12, по сигналу блока управления, или механическим затвором закрывается и фиксирует его положение для нового цикла.

В соответствии с третьим вариантом выполнения блок стабилизации 1, системы тормозной стабилизации, соединенный с датчиком движения, показан на фиг. 7-9 и соответствует второму варианту, но в отличие от него, шток 8 разделен на две части, связанные между собой (упругим элементом) пружиной 13. При этом фиксатор 12 расположен с возможностью взаимодействия с частью штока, ближайшей к концу направляющей, связанному с кузовом или шасси, по соответствующему пункту 6 формулы.

Когда сила реакции опоры не воздействует на шток 8, фиг. 7, фиксатор 12 удерживает положение ослабленной пружины 13 в позиции В1. При торможении, когда «сила реакции опоры» воздействует на шток 8, фиг. 8 и шток смещается, пружина удерживаемая фиксатором 12 растягивается, вместе с деформацией втулок рычага 6, покрышек и др. элементов. В момент полной остановки фиг. 10, в блок управления 5 поступают данные от датчика движения 4. Учитывая эти показатели, блок управления 5 посылает сигнал приводу фиксатора 12, который освобождает пружину 13, и она, ослабившись, смещается в позицию В2 нейтрализуя продольную «силу реакции опоры». При начале движения, на блок стабилизации продольной силы реакции опоры, действует противоположная по направлению сила сжатия или растяжения. Эта сила позволяет вернуть шток 8 и соединенную с ним пружину в исходную позицию В1, где фиксатор 12 фиксирует положение пружины для нового цикла.

В соответствии с четвертым вариантом выполнения, блок стабилизации 1, системы тормозной стабилизации, соединенный с датчиком движения основан на пневматическом принципе и показан на фиг. 10-12. Он содержит пневматический цилиндр со штоком 8, соединенным с поршнем. Система в качестве средств регулирования раздвижной тяги содержит клапан пневматического цилиндра 14, способный изменять давление внутри цилиндра. Один конец штока 8 и цилиндра, соединены с наконечниками продольного рычага 7.

В исходном положении фиг. 11, клапан 14 закрыт, в положении С1 и удерживает газ внутри пневматического цилиндра, поршень со штоком 8 находится в позиции А1. При торможении, когда «сила реакции опоры» воздействует на шток 8 и соединенный с ним поршень фиг. 12, поршень учитывая коэффициент сжимаемости газа, смещается, позиция А2, сжимая газ внутри цилиндра. В момент полной остановки фиг. 12, в блок управления 5 поступают данные от датчика движения 4. Учитывая эти показатели, блок управления 5 посылает сигнал приводу клапан 14, который открывается, позиция С2 и выпустив газ из камеры цилиндра нейтрализует продольную «силу реакции опоры». При начале движения на блок стабилизации продольной силы реакции опоры, действует противоположная по направлению сила сжатия или растяжения. Эта сила позволяет вернуть шток с поршнем цилиндра 8 и соединенный с ним наконечник продольного рычага 7 в исходную позицию А1, камера цилиндра наполняется газом, клапан 14 закрывается, позиция С1 и фиксируется для нового цикла.

Для ограничения изменения длины блока стабилизации в любом из описанных выше вариантов его выполнения могут быть применены ограничители смещения 11, которые могут быть выполнены любым доступным и известным методом в зависимости от конструкции блока стабилизации.

Система стабилизации торможения:

1. Нейтрализует продольную «силу реакции опоры» между кузовом и шасси транспортного средства, делая движение комфортным.

2. Не встроена в тормозную систему транспортного средства, работает автономно от нее и является безопасной.

3. Является простой и эффективной системой с минимальным количеством компонентов.

4. Подходит для широкого применения разных типов подвесок и сегментов транспортных средств от премиальных до бюджетных моделей.

5. Имея простую конструкцию, может быть легко установлена на новое, или уже работающее транспортное средство.

Следует понимать, что изобретение не ограничивается в своем применении деталями конструкции и расположением компонентов, изложенными в последующем описании или проиллюстрированными на следующих чертежах.

В эти детали могут быть внесены различные изменения без отступления от основных принципов применения. Изобретение допускает другие варианты осуществления и может быть использовано на практике, или выполнено различными способами.

Предложена система тормозной стабилизации, содержащая датчик движения, блок стабилизации и блок управления, связанный с датчиком движения и с блоком стабилизации. Блок стабилизации содержит расположенную между кузовом и шасси в продольном направлении раздвижную тягу и средства регулирования ее длины, связанные с блоком управления. Достигается повышение надежности. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Система тормозной стабилизации, содержащая датчик движения, блок стабилизации и блок управления, связанный с датчиком движения и с блоком стабилизации, отличающаяся тем, что блок стабилизации включает в себя расположенную между кузовом и шасси в продольном направлении раздвижную тягу и средства регулирования ее длины, связанные с блоком управления.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что раздвижная тяга выполнена в виде гидроцилиндра, а указанные средства регулирования ее длины представляют собой управляемый по сигналу от блока управления клапан, выполненный с возможностью соединения и разъединения штоковой и поршневой полостей гидроцилиндра.

3. Система по п. 2, отличающаяся тем, что гидроцилиндр снабжен компенсатором.

4. Система по п. 1, отличающаяся тем, что раздвижная тяга выполнена в виде по меньшей мере одной направляющей, в которой с возможностью продольного перемещения установлен шток, а указанные средства регулирования длины раздвижной тяги представляют собой управляемый по сигналу от блока управления фиксатор.

5. Система по п. 4, отличающаяся тем, что шток разделен на две части, связанные между собой упругим элементом, при этом фиксатор расположен с возможностью взаимодействия с частью штока, ближайшей к концу направляющей, связанному с кузовом или шасси.

6. Система по п. 1, отличающаяся тем, что раздвижная тяга выполнена в виде пневматического цилиндра, а указанные средства регулирования длины раздвижной тяги представляют собой управляемый по сигналу от блока управления клапан, выполненный с возможностью регулирования давления внутри цилиндра.

7. Система по любому из пп. 2-6, отличающаяся тем, что на штоке выполнены ограничители его крайних положений.

8. Система тормозной стабилизации по п. 1, отличающаяся тем, что может дополнительно содержать датчик давления, связанный с блоком управления.