Пневматическая система грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 Российский патент 2024 года по МПК B60R16/08 B60T13/26 B60T13/66 B60G11/27 

Область техники

Изобретение относится к пневматическим системам грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства (ВАТС) категории N3, представляющим собой совокупность устройств, предназначенных для работы механизмов посредством сжатого воздуха, выполняющих функции торможения, регулировки положения кузова транспортного средства (ТС).

Уровень техники

Из уровня техники известен пневматический привод тормозов транспортного средства (RU 2145556 C1, B60T 13/38, опубл. 20.02.2000), содержащий компрессор, блок подготовки воздуха с регулятором давления и обратным клапаном на выходе, защитный клапан с сопротивлением перепуску сжатого воздуха, состоящий из перепускных клапанов с сопротивлением перепуску контуров рабочих тормозов и запитывающихся через обратные клапаны от контуров рабочих тормозов, перепускных клапанов с сопротивлением перепуску контура энергоаккумуляторов и контура потребителей, ресиверы контуров рабочих тормозов, ресиверы контура энергоаккумуляторов и контура потребителей, кран управления энергоаккумуляторами, ускорительный клапан энергоаккумуляторов, энергоаккумуляторы, питающие трубопроводы крана управления энергоаккумуляторами и ускорительного клапана, клапан управления тормозами прицепа, двухсекционный тормозной кран и мембранные тормозные камеры, причем питающие трубопроводы крана управления энергоаккумуляторами и ускорительного клапана соединены между собой и запитаны от вывода двухмагистрального перепускного клапана, подсоединенного первым вводом через аварийный кран к питающей магистрали перед защитным клапаном, а вторым вводом - к ресиверу энергоаккумуляторов, а управляющий трубопровод крана управления энергоаккумуляторами соединен с управляющим вводом ускорительного клапана энергоаккумуляторов, клапан управления тормозами прицепа и соединительная питающая головка запитаны непосредственно от ресивера контура энергоаккумуляторов, при этом давление открытия перепускных клапанов контуров рабочих тормозов, контура энергоаккумуляторов и контура потребителей равно или больше давления растормаживания энергоаккумуляторов, а перепускной клапан контура энергоаккумуляторов выполнен с возможностью обратного перепуска воздуха до давления начала срабатывания энергоаккумуляторов.

Недостатками данного технического решения является отсутствие контроллера верхнего уровня, компрессора с электрическим приводом и преобразователем напряжения для питания электродвигателя током, а также системы контроля давления в контурах пневмосистемы. Отсутствие данных компонентов не позволяет управлять включением и выключением воздушного компрессора, а также контролировать давление воздуха во всех контурах пневматической системы.

Наиболее близким решением, взятым за прототип, принят пневматический привод рабочей тормозной системы транспортного средства (RU 2773300 C1, B60T 8/00, опубл. 01.06.2022), содержащий компрессор, из которого сжатый воздух через маслоуловитель попадает в блок подготовки воздуха, где очищается и разделяется на независимые контуры тормозных механизмов передних колес и колес задних осей, поступая к аппаратам контуров тормозных механизмов, в том числе ресиверам, модуляторам антиблокировочной системы, тормозным камерам, ускорительным клапанам; тормозной кран двухсекционный, который при торможении пропускает воздух из баллонов в исполнительные аппараты контуров тормозных механизмов переднего, среднего и заднего мостов, причем контур тормозных механизмов передних колес и каждая ось контура колес задних осей содержат клапанные устройства с двумя управляющими портами в сборе с двухмагистральными клапанными устройствами, а также применением ресиверов переднего моста и задних осей транспортного средства с одинаковым объемом сжатого воздуха.

Недостатками данного технического решения являются отсутствие контроллера верхнего уровня, компрессора с электрическим приводом и преобразователем напряжения для питания электродвигателя током, а также системы контроля давления в контурах пневмосистемы. Отсутствие данных компонентов не позволяет управлять включением и выключением воздушного компрессора, а также контролировать давление воздуха во всех контурах пневматической системы.

Раскрытие сущности изобретения

Технической задачей заявляемого технического решения является разработка пневматической системы грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в обеспечении возможности управления компрессором с электрическим приводом посредством непрерывного мониторинга давления в разных контурах пневматической системы транспортного средства, а также управлении пневматической подвеской, обеспечивая воздухом сторонние потребители.

Заявленный технический результат достигается благодаря пневматической системе грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3, содержащей компрессор с электрическим приводом (1), приводящийся в действие командой с контроллера верхнего уровня (39), формирующейся благодаря наличию датчиков давления в системе (19, 28, 3), дискретного сигнала датчика температуры, встроенного в компрессор с электрическим приводом (1) и обработке информации от них, и поступающей на преобразователь DC-AC (41), причем контроллер верхнего уровня (39) соединен с преобразователем DC-AC (41) и с электронным блоком управления системы EBS (42) посредством CAN соединения, кроме того, электронный блок управления системы EBS (42) посредством электрической проводки соединен с модуляторами передней оси (8) и задней оси (7), при этом, электронный блок управления системы EBS (42) соединен электрической проводкой с клапанами ABS (9, 10), причем к электронному блоку управления системы EBS (42) подключен кран управления тормозами прицепа (5), в свою очередь, после поступления команды на включение компрессора с электрическим приводом (1) происходит процесс нагнетания давления в пневматическую систему, при этом сжатый воздух поступает в осушитель пневматической системы (2) через магистраль, выполненную из армированного резинового рукава, соединенного посредством резьбовых фитингов, где он проходит процесс очищения и осушения, и далее очищенный, сухой воздух поступает в четырёхконтурный защитный клапан (3), на выходе из четырёхконтурного защитного клапана (3) воздух распределяется по линиям контуров, сперва заполняя первый и второй контур, которые обеспечивают грузовое высокоавтоматизированное транспортное средство сжатым воздухом для тормозной системы, далее третий, обеспечивающий работоспособность стояночной тормозной системы, и четвертый контур, обеспечивающий работу пневмоподвески, при этом сжатый воздух, поступая в 1-ый контур тормозной пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, распределяется между двух ресиверов (34, 35), соединенных между собой пневматическими полиамидными трубками и фитингами, и остается в них до момента необходимости в торможении, далее сжатый воздух, поступая во второй контур тормозной пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, распределяется между двух ресиверов (33, 36), соединенных между собой пневматическими полиамидными трубками и фитингами, и остается в них до момента необходимости в торможении, далее сжатый воздух, поступая в третий контур пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, накапливается в ресивере (37), подключенном к четырёхконтурному защитному клапану (3) пневматическими полиамидными трубками и фитингами, обеспечивая сжатым воздухом механизм стояночного тормоза, при этом в линии третьего контура присутствует выход на распределительный коллектор сжатого воздуха в салоне (23), для обеспечения необходимых потребителей (например, пневмосидения, регулировка рулевой колонки и т.д.), далее сжатый воздух, поступая в четвертый контур пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, накапливается в ресивере (38) для обеспечения сжатым воздухом пневматической системы высокоавтоматизированного транспортного средства, подключенном к четырёхконтурному защитному клапану (3) пневматическими полиамидными трубками и фитингами, при этом давление в четвёртом контуре пневматической системы регулируется перепускным клапаном (18), кроме того, осушитель пневматической системы (2) имеет встроенный биметаллический нагревательный элемент, питающийся из бортовой сети 24В грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, при этом по окончании процесса нагнетания воздуха происходит разгрузка напорной линии между компрессором и осушителем пневматической системы путем срабатывания штатного клапана разгрузки, являющегося частью корпуса осушителя пневматической системы.

Предпочтительно, для дополнительного упрощения запуска компрессора, при неблагоприятных внешних условиях, дополнительно содержится клапан, стравливающий давление до 0 бар, управление которым осуществляется с преобразователя DC-AC, имеющего управляемую линию питания 24В.

Краткое описание чертежа

На фиг. 1 изображено:

1. Компрессор с электрическим приводом;

2. Осушитель пневматической системы;

3. Четырёхконтурный защитный клапан с встроенными датчиками давления первого и второго контура пневматической системы;

4. Электромагнитный клапанный блок ECAS;

5. Кран управления тормозами прицепа;

6. Педаль тормоза;

7. Модулятор задней оси;

8. Модулятор передней оси;

9. Клапан ABS левый;

10. Клапан ABS правый;

11. Передний левый тормозной механизм;

12. Передний правый тормозной механизм;

13. Задний левый тормозной механизм с энергоаккумулятором;

14. Задний правый тормозной механизм с энергоаккумулятором;

15. «тормозная» соединительная пневморозетка;

16. «питающая» соединительная пневморозетка;

17. Дополнительный клапан разгрузки;

18. Перепускной клапан;

19. Датчик давления четвертого контура пневмосистемы;

20. Датчик давления левого заднего контура пневмоподвески;

21. Реле давления четвертого контура пневмосистемы;

22. Датчик давления правого заднего контура пневмоподвески;

23. Распределительный коллектор сжатого воздуха в салоне;

24. Обратный клапан;

25. Ускорительный клапан;

26. Клапан стояночного тормоза;

27. Реле давления клапана стояночного тормоза;

28. Датчик давления третьего контура пневмосистемы;

29. Первый задний левый пневмобаллон;

30. Второй задний левый пневмобаллон;

31. Первый задний правый пневмобаллон;

32. Второй задний правый пневмобаллон;

33. Ресивер 30л второго контура пневматической системы;

34. Ресивер 30л первого контура пневматической системы;

35. Ресивер 20л первого контура пневматической системы;

36. Ресивер 20л второго контура пневматической системы;

37. Ресивер 20л третьего контура пневматической системы;

38. Ресивер 20л четвертого контура пневматической системы;

39. Контроллер верхнего уровня (КВУ);

40. Электронный блок управления (ECAS);

41. Преобразователь DC-AC;

42. Электронный блок управления системы EBS;

43. Приборная панель;

44. Бортовой компьютер (Body Computer);

45. Задний рамный компьютер RFC (Rear Frame Computer).

Осуществление изобретения

Заявленный технический результат достигается благодаря работе системы управления, интегрированной с контроллером КВУ (39), являющимся устройством для сбора и обработки данных со всех узлов и компонентов высокоавтоматизированного транспортного средства и осуществляющего управление устройствами исполнения движения, управления и торможения посредством подачи разрешительных и/или запрещающих сигналов по линии CAN. Компрессор с электрическим приводом (1) приводится в действие командой с КВУ (39), поступающей на преобразователь DC-AC (41), который, в свою очередь, обеспечивает питание электродвигателю компрессора с электрическим приводом (1). Команда на подачу напряжения на компрессор с электрическим приводом (1) формируется в КВУ (39) благодаря наличию датчиков давления в системе (19, 28, 3), дискретного сигнала датчика температуры, встроенного в компрессор с электрическим приводом (1) и обработке информации от них. КВУ (39) связан с преобразователем DC-AC (41) по линии CAN. Преобразователь DC-AC (41) отслеживает сигнал давления масла в компрессоре, при срабатывании дискретного датчика давления в системе смазки компрессора, преобразователь DC-AC (41) обрывает цепь питания компрессора с электрическим приводом (1) и посылает информацию на КВУ (39) об обнаружении низкого давления, в свою очередь КВУ (39) передает информацию на приборную панель (43) водителю о неисправности компрессора с электрическим приводом (1). После поступления команды на включение компрессора с электрическим приводом (1) происходит процесс нагнетания давления в пневматическую систему. Сжатый воздух поступает в осушитель пневматической системы (2) через магистраль, выполненную из армированного резинового рукава, соединенного посредством резьбовых фитингов, где он проходит процесс очищения и осушения и далее очищенный, сухой воздух поступает в четырёхконтурный защитный клапан (3). Осушитель пневматической системы (2) имеет встроенный биметаллический нагревательный элемент на 100W, для предотвращения обмерзания осушителя, питающийся из бортовой сети 24В грузового ВАТС. По окончании процесса нагнетания воздуха происходит разгрузка напорной линии между компрессором и осушителем путем срабатывания штатного клапана разгрузки, являющегося частью корпуса осушителя пневматической системы. Для дополнительного упрощения запуска компрессора, при неблагоприятных внешних условиях, используется, например, клапан КЭМ-10 (17), стравливающий давление до 0 бар за 12 секунд. Управление клапаном КЭМ-10 осуществляется с преобразователя DC-AC (41), имеющего управляемую линию питания 24В.

На выходе из четырёхконтурного защитного клапана (3) воздух распределяется по линиям контуров. Сначала заполняется 1 и 2 контур, которые обеспечивают грузовой ВАТС сжатым воздухом для тормозной системы, далее 3 и 4 контур по очереди. Сжатый воздух, поступая в первый контур тормозной пневматической системы грузового ВАТС, распределяется между двумя ресиверами, например, на 30л (34) и 20л (35), соединенными между собой пневматическими полиамидными трубками и фитингами соответствующего номинала, и остается в них до момента необходимости в торможении. Сжатый воздух, поступая во второй контур тормозной пневматической системы грузового ВАТС, распределяется между двух ресиверов, например, на 30л (33) и 20л (36), соединенных между собой пневматическими полиамидными трубками и фитингами соответствующего номинала, и остается в них до момента необходимости в торможении. Сжатый воздух, поступая в третий контур пневматической системы грузового ВАТС, накапливается в ресивер, например, 20л (37), подключенный пневматическими полиамидными трубками и фитингами соответствующего номинала. Сжатый воздух, поступая в четвертый контур пневматической системы грузового ВАТС, накапливается в ресивере, например, 20л (38), подключенный пневматическими полиамидными трубками и фитингами соответствующего номинала.

Процесс торможения происходит по нажатию педали тормоза (6) или сообщения от КВУ (39) на электронный блок EBS (42), по средствам CAN соединения, при этом воздух из первого и второго контуров поступает в модуляторы передней оси (8) и задней оси (7) по подключенным пневматическим полиамидным трубкам и фитингам соответствующего номинала, модуляторы передней оси (8) и задней оси (7) соединены электрическим подключением с блоком EBS (42). Сжатый воздух под определенным давлением поступает через клапаны ABS (9,10) в рабочие тормозные механизмы грузового ВАТС (11,12,13,14), соединенные между клапанами и тормозными механизамами армированными резиновыми рукавами соответстующего номинала, и выполняется процедура остановки грузового ВАТС. Клапаны ABS (9,10) соединены электрической проводкой с блоком EBS (42). Клапаны ABS (9,10) выполняют функцию антиблокировки колес в момент торможения, для возможности контроля грузового ВАТС в момент торможения.

При необходимости снять тягач и прицеп со стояночного тормоза, водитель поворачивает рукоять клапана сточнояного тормоза (26), воздух из ресивера, например, 20л (37), через обратный клапан (24) поступает в клапан стояночного тормоза (26) и в ускорительный клапан (25), где воздух поступает из линии управления клапана стояночного тормоза на кран управления тормозами прицепа (5) и ускорительный клапан (25), соединенные между собой полиамидными пневматическими трубками и фитингами соответствующего номинала. Кран управления тормозами прицепа (5) электрически подключен к блоку EBS (42). Поступивший воздух на ускорительный клапан (25) открывает внутренний пневматический клапан и открывает доступ воздуху из ресивера (37), например, 20л в механизм пружинных энергоаккмуляторов задней оси грузового ВАТС. Воздух под давлением сжимает пружины, растормаживает грузовой ВАТС. При этом, на выходе управления стояночным положением грузового ВАТС, клапана стояночного тормоза, установлено реле давления клапана стояночного тормоза (27), электрически подключенное к бортовому компьютеру (Body Computer) (44). Бортовой компьютер (44), в свою очередь, связан с приборной панелью (43) по линии CAN и передает информацию о срабатывании стояночного тормоза. Также, в линии 3-ого контура присутсвует выход на распределительный коллектор сжатого воздуха в салоне (23), для обеспечения необходимых потребителей (например, пневмосидения, регулировка рулевой колонки и т.д.).

При постановке грузового ВАТС на стояночный тормоз рукоять клапана стояночного тормоза (26) переводится в положение затормозить. При этом воздух из линии управления между клапаном стояного тормоза (26) и ускорительным клапаном (25) стравливается в атмосферу. При этом внутренний пневматический клапан ускорительного клапана (25) стравливает воздух из пружинных энергоаккумуляторов задней оси, и грузовой ВАТС устанавливается на стояночный тормоз.

При необходимости отрегулировать положение задней оси грузового ВАТС, иницируется работа электронного блока управления ECAS (40), который, в свою очередь, приводит в действие электромагнитный клапанный блок ECAS (4). Электронный блок управления ECAS (40), взаимодейтствует по электрическим проводам с датчиками давления (20, 22), с датчиками положения кузова и выдает управляющие электрические сигналы на поднятие или опускание пневмобаллонов (29, 30, 31, 32) в электромагнитный клапанный блок ECAS (4). Сжатый воздух поступает из ресивера четвертого контура (38) в электромагнитный клапанный блок ECAS (4), посредством полиамидных пневматических трубок и фитингов соответствующего номинала. Информация о регулировке пневмоподвески, так же выводится на приборную панель (43) путем передачи дискретного сигнала от реле давления четвертого контура пневмосистемы (21) на задний рамный компьютер RFC (45), связанный с бортовым компьютером (44), путем электрического соединения, который, в свою очередь, связан по линии CAN с приборной панелью (43).

Для подключения прицепа используются «тормозная» соединительная пневморозетка (15) и «питающая» соединительная пневморозетка (16), подключенные к крану управления тормозами прицепа (5), посредством гибких пневматических полиамидных трубок и фитингов соответствующего номинала.

Наличие совокупности заявленных признаков позволяет управлять компрессором с электрическим приводом (1) посредством непрерывного мониторинга давления в разных контурах пневматической системы транспортного средства, а также управлять пневматической подвеской, обеспечивая воздухом сторонние потребители.

Изобретение относится к пневматическим системам ТС. Пневматическая система грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 содержит компрессор с электроприводом, контроллер, датчики давления в системе, преобразователь DC-AC. Первый и второй пневматический контур, предназначен для тормозной системы, третий - для стояночной тормозной системы, а четвертый обеспечивает работу пневмоподвески. Обеспечивается возможность управления компрессором с электрическим приводом посредством непрерывного мониторинга давления в разных контурах пневматической системы, а также управление пневматической подвеской, обеспечивая воздухом сторонние потребители. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Пневматическая система грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3, содержащая компрессор с электрическим приводом (1), приводящийся в действие командой с контроллера верхнего уровня (39), формирующейся благодаря наличию датчиков давления в системе (19, 28, 3), дискретного сигнала датчика температуры, встроенного в компрессор с электрическим приводом (1) и обработке информации от них, и поступающей на преобразователь DC-AC (41), причем контроллер верхнего уровня (39) соединен с преобразователем DC-AC (41) и с электронным блоком управления системы EBS (42) посредством CAN соединения, кроме того, электронный блок управления системы EBS (42) посредством электрической проводки соединен с модуляторами передней оси (8) и задней оси (7), при этом электронный блок управления системы EBS (42) соединен электрической проводкой с клапанами ABS (9, 10), причем к электронному блоку управления системы EBS (42) подключен кран управления тормозами прицепа (5), в свою очередь, после поступления команды на включение компрессора с электрическим приводом (1) происходит процесс нагнетания давления в пневматическую систему, при этом сжатый воздух поступает в осушитель пневматической системы (2) через магистраль, выполненную из армированного резинового рукава, соединенного посредством резьбовых фитингов, где он проходит процесс очищения и осушения, и далее очищенный, сухой воздух поступает в четырёхконтурный защитный клапан (3), на выходе из четырёхконтурного защитного клапана (3) воздух распределяется по линиям контуров, сперва заполняя первый и второй контур, которые обеспечивают грузовое высокоавтоматизированное транспортное средство сжатым воздухом для тормозной системы, далее третий, обеспечивающий работоспособность стояночной тормозной системы, и четвертый контур, обеспечивающий работу пневмоподвески, при этом сжатый воздух, поступая в 1-ый контур тормозной пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, распределяется между двух ресиверов (34, 35), соединенных между собой пневматическими полиамидными трубками и фитингами, и остается в них до момента необходимости в торможении, далее сжатый воздух, поступая во второй контур тормозной пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, распределяется между двух ресиверов (33, 36), соединенных между собой пневматическими полиамидными трубками и фитингами, и остается в них до момента необходимости в торможении, далее сжатый воздух, поступая в третий контур пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, накапливается в ресивере (37), подключенном к четырёхконтурному защитному клапану (3) пневматическими полиамидными трубками и фитингами, обеспечивая сжатым воздухом механизм стояночного тормоза, при этом в линии третьего контура присутствует выход на распределительный коллектор сжатого воздуха в салоне (23), для обеспечения необходимых потребителей, далее сжатый воздух, поступая в четвертый контур пневматической системы грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, накапливается в ресивере (38) для обеспечения сжатым воздухом пневматической системы высокоавтоматизированного транспортного средства, подключенном к четырёхконтурному защитному клапану (3) пневматическими полиамидными трубками и фитингами, при этом давление в четвёртом контуре пневматической системы регулируется перепускным клапаном (18), кроме того, осушитель пневматической системы (2) имеет встроенный биметаллический нагревательный элемент, питающийся из бортовой сети 24В грузового высокоавтоматизированного транспортного средства, при этом по окончании процесса нагнетания воздуха происходит разгрузка напорной линии между компрессором и осушителем пневматической системы путем срабатывания штатного клапана разгрузки, являющегося частью корпуса осушителя пневматической системы.

2. Пневматическая система грузового высокоавтоматизированного электрического транспортного средства категории N3 по п.1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит клапан, стравливающий давление до 0 бар, управление которым осуществляется с преобразователя DC-AC, имеющего управляемую линию питания 24В.