Пневматическая противоблокировочная тормозная система транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B60T8/02 

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к пневматическим тормозным системам колесных транспортных средств.

Известна противоблокировочная тормозная система транспортного средст ва, содержащая подпедальный тормозной цилиндр,вакуумный усилитель, исполнительные (колесные) тормозные цилиндры, датчики и электронно-решающи блок. Двухфазовое функционирование системы со снижением темпа нарастания давления в колесных цилиндрах в фазе торможения формируется клапаноммодуля тором, COS данным на базе вакуум ного усилителя, т.е. торможение осуществляется за счет перепуска атмосферного воздуха из штоковой полости в вакуумную. Причемпри определенном положении диа-фрагменного узла процес перепуска воздуха дросселируется что позволяет- снизить темп нарастания давления (торможения)Щ.

Недостатки такой системы - возможность применения лишь на автомобилях, оснащенных вакуумными усилителями низкая эффективность торможения при установке на автомобилях большой,и особо большой грузоподъемности, необходимость размещения их только возле двигателя, что снижает динамические характеристики тормозной системыJ нестабильная работа в различных условиях эксплуатации.

Известна также пневматическая противоблокировочная тормозная система транспортного средства, содержащая ресивер, тормозной кран,электропневмоклапаиfтормозную камеру и электронный блок управления 2 .

Недостаток такой систел-и - нера циональный алгорит;л es фукндионированкя: вызывагаггип большой расход сжатого воздухе эффективности тормо)- - - уменьшение поперечной устои ги - -транспортного средства при - о Hi

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является пневматическая противоблокировочная тормозная система, содержащая ресивер, тормозной кран, электропневматический клапан, электронно-решающий блок, обратный клапан, перепускной клапан с управлением от первого пневмоцилиндра, имеющего штоковую и бесштоковую полости, питающий клапан с управлением от второго пневмоцилиндра, имеющего штоковую и бесштоковую полости, тормозные камеры и соединительные трубопроводы.Система позволяет частично снизить расход сжатого воздуха, так как при работе ее в фазе оттормаживания сжатый воздух перетекает из бесштоковой полости тормозной камеры в штоковую, причем эти полости не сообщаются, с атмосферой з .

Однако такая система не может обеспечить рациональный алгоритм управления тормозным давлением давлением в тормозных камерах транспортного средства) в фазе торможения.Нерациональность алгоритма управления выражается в том, что в фазе торможения происходит перерегулирование давления (значительное превышение величины тормозного давления по отношению к его оптимальной величине). Это неоправданное-.увеличение (заброс) давления (силы на штоке тормозной камеры) вызывает повышение тормозного момента до такой величины, при которой колеса транспортного средства блокируются, в результате чего нарушается устойчивость движения транспортного средства при торможении, снижается эффективность торможения,

Алгоритм управления этой системы также отрицательно сказывается на рабочей частоте (частоте смены фаз торможения и отторм икнванил) , Рабочая частота ее, как правило, велика. Она плохо поддается регулированию и вызывает повышенный расход электроэнергии из-за частого включения электромагнита.

Целью изобретения является повышение эффективности и экономичности тормозной системы.

Указанная цель достигается тем, что пневматическая противоблокировочная тормозная система транспортного средства, содержагцая ресивер, тормоз но кран, электропневматический кла.пгк,, электронно-решающий блок, обратный, клапан, перепускнс } клапан о управлением от первого пневмоцилкндра;, имеющего штоковую ь бесшт-j;;: зую полости j питающий клапан с управлением от второго пневмоц П индр5.: имеющего штоковую к c ;iTOK::JByio палос-ти, тормозные какзры и соаднкительные тр;убопроводы,; снаб..:зка ий фзрэйЦИРУЮЩИМ, фИКСКрУЮиШгг и ьЛапанами, дополнительными пневоцклиндрами управления указанными клс.панами, соответственно первым - для дифференцирующего, вторым - для фиксирующего, третьим - для запорного клапанов, и регулируемым дросселем,причем первый дополнительный пневмоцилиндр выполнен со штоковой и бесштдковой полостями, в последней из которых размещена ступень меньшего диаметра дифференцирующего поршнк, второй дополнительный пневмоцилйндр разделен перегородкой ;,:; ,и,зй .a.;).- : которых установлены связанные между собой штоком подвижные элементы,разделяющие полость пневмоцилиндра на бесштоковую и одну крайнюю и две средние штоковые полости г а третий дополнительный пневмоцилйндр разделен на штоковую и беситоковую полости, бесштоковая полость первого дополнительного пневмоцилиндра сообщена с выходом питающего клапана, бесштоковой полостью тормозных камер и входом перепускного клапана, штоков.ая полость указанного пневмоцилиндра соединена со штоковой полостью тормозных камер, cowouitriHax через регулируемый дроссель с выходом пере пускного клапана, вход дифференцирующего клапана подключен через обратный клапан к электропневматическому клапану и непосредственно к бес штоковой полости второго основного пневмоцилиндра, а выходы - к запорн му клапану- к выходу фиксирующего кл пана и средней штоковой полостк iporo дополнимгельного пнавмоцилийдра к выходу электропневматического подключены бесштоковые полости второго и третьего допокяительных пневмоцилиндров. На фиг. 1 изображена схема пневматической пгаотивобдокировочной тормозной системы транспортного средст ва на фиг, 2 - принцип регулирования силы на штоке (давления) в тормозной камере предлагаемой противоблокировочной тормозной системы; на . 3 - то же, известной системы, Противоблокировочная тормозная .система транспортного средства (фиг, 1) содержит ресивер 1, тормоз ной кран 2, электронно-решающий блок 3, электропневматический 4 и обратный 5 клапаны, перепускной 6, фиксхирующий 7, питанлдий 8, запорный 9 и дифференцирующий 10 клапаны, содержащие, следящие элементы, выполненные в виде диафрагм и поринёй, размещенных в пневмоцилиндрах (первый и второй оскознь-г пневмоци™ линдры связаны с перепускным и питающим клапанами, а первый,, зтэрой и третий дополнительньзе пне5.-.,:1днпин ры - соответственно с диффгрейдкрую щим, фиксирующим к запсгдым кл :панами, тормозные камеры ij. и рег-ули-т руемый дроссель 12, Пневмоцилиндр перепускного клапана 6 содержит диа фрагму 13. Две диафрагмы 14 и 15 размещены в пневмоцилиндре с перегородкой и образуют следящий механизм фиксирующего клапана 7. Следящие элементы питающего 8 и запорног 9 клапанов также выполнены в виде диафрагм 16 и 17 и размещены в пнев моцилиндрах этих клапанов. Поршни 18и 19, соответственно меньшего и большего диаметров, размещены в сту пенчатоы. рл-.5з оцклкндре и образуют .следящий механизм дифференцирующего клапана 10. Диафрагмы 13 - 17 и поршни 18 и 19соединены с клапанами 6-10 через штоки 20 26, Бесштоковые полости 27 - 29 пневмоцилинд1ров клапа нов 6-9 сообщаются с выходом элек ропневматического клапана 4 через трубопроводы 30 - 32. Средняя штоковая полость 33 и выход фиксирующего клапана 7 сообщаются между собой через трубопровод 34. Бе сштоковая полость 35 пневмоцилиндра питающего клапана 8 связана с электропневматическим KjianaHOM .4 через трубопровод 36 и обратный клапан Б, а также через трубопроводы 36 и 37. Дифференцирующий клапан 10 и трубопровод 38 сообщаются с запорным клапаном 9, Бесштоковая полость 39 цилиндра дифференцирующего клапана 10 соединена с бесштоковыми полостями 40 тормозных камер 11 через трубопроводы 41 и 42, ричем полости 40-подключены к входу перепускного клапана 6. Бесштоковая полость 39 через трубопровод 41, клапан 8, трубопроводы 43 - 45 связана с тормозным краном 2. Штоковая полость 46 тормозной амеры 11 соединена со штоковой полостью 47 дифференцирующего клапана 10 через трубопровод 48 и с выходом nepetiycKHoro клапана 6 через регулируемый дроссель 12,Направление усилия Р, возникакяцего на штоке 49 тормозных камер 11, обозначено стрелкой. Ресивер 1 соединен с тормозным краном 2 через трубопровод 50. Клапаны 7 и 10 соединены между собой через трубопровод 51. Тормозная система работает следующим образом. В исходном положении.(фиг. 1), когда сигналы управления отсутствуют , электропневматический клапан 4 выключен. Диафрагмы 13 - 17, поршни 18 и 19 и связанные с ними штоки 2026 находятся s крайних верхних положениях. В этом случае полости 27 - 29 через трубопроводы 30 - 32, э.пектрО пневматический клапан 4 сообщаются . с атмосферой.. Г1о. 33 чарез рхго провод 34J клапан . .- а также полость 35 через трубопроводы 36 и 37,клапаЕ.: 10 трубопровод 38 и клапан 9coenw ййлэься с тамосферой, Кроме тогс,, полость 39 и бесштоковая полость 40 тормозной камеры 11 соответственно через трубопроводы 41 и 42, а также через клапан 8, трубопроводы 43 - 45, тормозной кран 2 сообщаются с атмосферой. Полости 46 и 47 через трубопровод 48, регулируемый дроссель 12 и клапан 6 также соединяются с атмосферой. Таким образом, клапаны 6-10 выключены, а тормозная камера 11 находится в расторможенном состоянии (усилие на штоке 49 отсутствует). При обычном торможении (при нажатий водителем на тормозную педаль) сжатый воздух из ресивера 1 через трубопровод 50, тормозной кран 2, трубопроводы 45 - 43, клапан 8, трубопровод 42 поступает в бесштоковую полость 40 тормозной камеры 11, и происходит процесс тopмoжeния,J paфически показанный на фиг.2 линией о-т. Одновременно сжатый воздух через трубопровод 41 заполняет полость 39, в результате чего поршни пневмоцилйндра клапана 10 перемещаются вниз. Клапан 10 включается и соединяет трубопрводы 37 и 51, а также перекрывает трубопрвод 38, сообщающийся через клапан 9 с атмосферой.

При торможении в условиях, которы могут вызвать (блокировку) затормажий аемых колес транспортного средства, противоблокировочная система должна снизить усилие Р на штоке 49 тормозной камеры 11 (процесс показан линией ш-п на фиг. 2). Для этого от электронно-решающего блока 3 (фиг.1) поступает на электромагнит электро-;; пневматического клапана 4 сигнал управления и (фиг.2). В этом случае клапан 4 включается .в работу и подает сжатый воздух через трубопровод 30 в полость 27 пневмоцилиндра перепуск.ного клапана б. Одновременно сжатый воздух через трубопроводы 31 и 32 поступает в полость 28 пневмоцилиндра фиксирующего клапа на 7 и полость 29 пневмоцилиндра запорного клапана 9, Кроме того, сжатый воздух через обратный клапан 5 и трубопровод 36 поступает в полость 35 пневмоцилиндpa питающего клапана 8. Таким образом диафрагмы и связанные с ними штоки клапанов 6-9 перемещаются вниз, в результате его фиксирующий клапан 7 запоминает начало циклического торможения.

Сжатый воздух через обратный клапан 5, трубопровод 37, включенный клапан 10, трубопрон j-bi 5i и 37 поступает в полость 33 Клапан 7 остается во включенном положении до конца процесса торможэкия и постоянно сообщает между собо; трубопроводы 44 и 51, Клапан 8 перекрывает подачу сжатого воздуха f ь трубопровода 43.в трубопровод 42, а клапан 9 сообщение трубопровода 38 с атмосферой, В этом случае клапан б перепускает сжатый воздух из бесштоковой полости 40 тормозной камеры 11 в. штоковую полость 46 через клапан б, и регулируемый дроссель 12, Давление в полости 40 уменьшается, а в полости 46 - увеличивается. Следовательно усилие Р на штоке 48 уменьшается (фиг.2, линия ш-п). Интенсивность перепуска сжатого воздуха задается регулируемым дросселем 12, Так как полость 46 тормозной камеры 11 сообщается через трубопровод 48 с полостью 47 пневмоцилиндра дифференцирующего клапана 10, то давление в полости 47 растет, В полости 39 клапана 10, соединенной через трубопроводы 41 и 42 с полостью 40 тормозной камеры 11, давление падает. Изза изменений давлений в полостях 39 и 47, а также ввиду того, что диаметр поршня 19 больше диаметра поршня 18, наступает момент, когда поршни 18 и 19 и штоки 25 и 26 перемещаются вверх. Однако давление в полости 35 клапана 8 не падает, так ка запорный клапан 9 перекрывает сообщение трубопровода 38 с атмосферой, Происходит наряду с растормаживанием процесс подготовки аппаратов к повторному затормаживанию.

Повторное затормаживание осуществляется после снятия сигнала управления и с электромагнита электропневматического клапана 4 (фиг,2, линии n-f и f-d), В этом случае полости 2729 пневмоцилиндров клапанов 6, 7 и 9 сообщаются через трубопроводы 30-32 и клапан.4 с атмосферой. Диафрагмы и клапаны цилиндров клапанов б и 9 возвращаются в исходное положение (фиг.1), а клапан 7 остается включенным, так как сжатый воздух до конца процесса торможения подается через трубопровод 44, клапан 7 и трубопровод 34 в полость 33, Так как запорный клапан 9 возвращается в исходное положение, полость 35 пневмоцилиндра питающего клапана 8 опорожняется через трубопровода 36 и 37, клапан 10, трубопровод 38 и клапан 9 в атмосферу, в результате чего клапан 8 возвращается в исходное положение {фиг,1) и сжатый воздух снова подается из трубопровода 43 через питающий кл.апан 8, трубопроводы 42 и 41 соответственно в бесштоковую полость 40 торомозной камеры 11 и в полость 39 пневмоцилиндра дифференцирующего клапана 10, Усилие Р на штоке 49 увеличивается (фиг,2, линия n-f), так как наряду с ростом давления в полости 40 сжатый воздух из полости 46 через дроссель 12 и клапан б выпускается в атмосферу., Одновременно растет давление в полости 39, соединенной через трубопровод 41 и 42 с полостью 40, и падает в полости 47, сообщгиощейся в этом случае через трубопровод 48, регулируемый дроссель 12 и клапан 6 с атмосферой. Следовательно, наступает момент обозначенный точкой f на фиг,2, когда поршни 18 и 19 и штоки 25 и 26 перемещаются вниз и трубопроводы 37 и 51 сообщаются между собой с помощью клапана 10, поэтому сжатый воздух из трубопровода 51 через клапан 10, трубопроводы 37 Л 36 hocry-, пает в полость 35 клапана 8, Диафрагма 16 и шток 23 передвигаются BHH3v и клапан 8 перекрывает подачу сжатого воздуха из трубопровода 43 через трубопроводы 42 и 41 в полости 40 и 39, Давление в полости 40 тормозной камеры 11 остается практически постоянным (оно незначительно уменьшается только за счет прогиба диафрагмы, связанной с движущимся вправо штоком 49),а давление в полости 46 и -в полосуй 47 дифференцирующего клапана 10 уменьшается, так как сжатый воздух из этих полостей продолжает вытекать через дроссель 12 и клапан 6 в атмосферу.

Незначительное уменьшение давления в полости 40 и более интенсивное давление в полости 46 (темп падения давления можно згдавать регул руемым дросселем 12) вызывают незначительное повышение силы .Р на штоке 49. Сила Р..возрастает плавно и исключает нежелательный заброс давления (силы) в фазе торможения.Зона заброса давления (силы), для системы показана на фиг.3 заштрихованными площадками. Процесс плавного нарастания силы на штоке 49 тормозной камеры показан графически линие f-d на фиг. 2 и обеспечивается про тивоблокировочной .тормозной системой (фиг. 1). Плавное нарастание

давления (силы) осуществляется в зо-« не оптимальной величины давления (силы на штоке). Оптимальная величина силы на штоке условно показана на фиг.2 линией Р .из фиг.2 и 3 - видно, что электромагнит реже включается в тормозной системе, изображенной на фиг.2.

Дальнейшая смена фазы оттормаживания на фазу затормаживания (и на

0 оборот ) аналогична рассмотренной выше.

Полное выключение противоблокировочной тормозной системы осуществляется водителем путем снятия усилия

5 на тормозной педали, в результате

чего прекращается подача сжатого воздуха из ресивера 1 в тормозной кран 2. Последний сообщает соединенные с -ним о трубопроводы и полости цилиндров с

0 атмосферой. Клапаны возвращаются в исходное положениеч(фиг. 1).

Описанная противоблокировочная тор-. тормозная система отличается от из.вестных более высокой эффективностью

5 и экономичностью работы.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПРОТИВОБЛОКИРОВОЧНАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТ ноге СРЕДСТВА,содержащая ресивер,тор- .мозной кран,электропневматический клапан, электронно-решающий блок, обратный клапан, перепускной клапан с управлением от первого пневмоцилиндра, имеющего штоковую и бесштоковую полости, питающий клапан с управлением от второго пневмоццлиндра,имеющего штоковую и бесштоковую полости, тормозные камеры и соединитель-, ные трубопроводы, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности и экономичности системы, она снабжена дифференцирующим, фиксирующим и запорным клапанами, дополнительными пневмоцилиндрами управления указанными клапанами, соответственно первым - для дифференцирующего, вторым - для фиксирующего, третьим - для запорного клапанов, и регулируемом дросселем, причем первый дополнительный пневмоцилиндр выполнен со штоковой и бесштоковой полостями, в последней из которых размещена ступень меньшего диаметра дифференцирующего поршня, второй дополнительный пневмоцилиндр разделен перегородкой на две секции , в которых установлены связанные между собой штоком подвижные элементы, разделяющие полость пневмоцилиндра на бесштоковую и одну крайнюю и две средние штоковые полости, а третий дополнительный.пневмоцилиндр разделен на штоковую и бесштоковую полости, бесштоковая полость первого дополнительного пневмоцилиндра сообщена с выходом питают щего клапана, бесштоковой полостью тормозных камер и входом перепускного клапана, штоковая полость указанного пневмоцилиндра соединена со штоковой полостью тормозных камер, сообщенных через регулируемый дроссель с выходом перепускного клапана, вход дифференцирующего клапана подключен через обратный клапан к 4 САЭ О электропневматическому клапану и непосредственно к бесштоковой полости второго основного пневмоцилиндра, а выходы - к запорному клапану, к выходу фиксирующего клапана и средней :л :л штоковой полости второго дополнительного пневмоцилиндра, к выходу злектропневматического клапана подключены бесштоковые полости второгои третьего дополнительных пневмоцилиндров.