Способ повышения эффективности работы тормозов и муфт сцепления,связанных с двигателем внутреннего сгорания транспортных средств и тормозное устройство Советский патент 1986 года по МПК F16D69/00 

2. Тормозное устройство, связанное с двигателем внутреннего сгорания, содержащее закрепленный на ступице тормозной барабан, распределительный коллектор, связанный с выхлопной магистралью двигателя, установленные с зазором внутри барабана с возможностью взаимодействия с ободом последнего тормозные колодки, выполненные в виде двухреберного полого основания и закрепленных на нем фрикционных накладок, причем на основании колодок закреплен распределительный коллектор, а на фрикционной поверхности накладок равномерно размещены сквозные отверстия, которые связывают распределительный коллектор и зазор между барабаном и тормозными колодками, отличающееся тем, что,с целью повышения

1

Изобретение относится к мащинострое- нию, в частности к автомобилестроению, где может быть применено в тормозных механизмах автомобилей.

Целью изобретения является повышение износостойкости фрикционных накладок при улучшении охлаждения.

На фиг. I показана принципиальная схема способа; на фиг. 2 - вихревая труба, продольный разрез; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - барабан- но-колодочный тормоз, разрез; на фиг. 5 - колодка тормоза, продольный разрез; на фиг. 6 - вид Б на фиг. 5:

Схема включает в себя глушитель 1 транспортного средства, трубопроводы 2 для выхлопных газов, вихревые трубки 3, емкость для хранения 25%-ного раствора аммиака 4, трубопроводы для раствора аммиака 5, впрыскивающие устройства, например, электропневматические клапаны 6.

Вихревая труба состоит из сопла 9, корпуса 8, вихревой камеры 9, дроссельной шайбы 10, крыльчатки 11, трубы 12, заглущ- ки трубы 13.

Барабанно-кОлодочный тормоз содержит тормозной барабан 14, установленные с зазором относительно последнего тормозные колодки 15, соединенные между собой через тройники 16 и 17 трубопроводами 18 и 19 для подачи соответственно выхлопных газов и 25%-ного раствора аммиака, разжимной кулак 20, стяжные пружины 21 и диск 22. На последнем установлена емкость для хранения 25%-ного раствора аммиака.

Тормозная колодка 15 содержит фрикционные накладки 23, которые посредством заклепок 24 крепятся к основанию 25. По длине фрикционной накладки 23 заподлицо

износостойкости фрикционных накладок при улучшении охлаждения, оно снабжено дополнительной системой охлаждения с закрепленной на ступице емкостью под 25%-ный раствор аммиака и связанным с ней впрыскивающим устройством, сопловыми устройствами, выполненными в виде цилиндрических трубок со сквозными отверстиями в их стенках и коническим расширяющимся к фрикционной поверхности накладок наконечником, причем последний размещен во фрикционных накладках на уровне их фрикционной поверхности, цилиндрические трубки со сквозными отверстиями размещены в коллекторе, а коллектор связан с впрыскивающим устройством дополнительной системы охлаждения.

5

и равномерно размещены конические сопловые отверстия 26 наконечников сопловых устройств. Отверстия 26 расширяются к фрикционной поверхности накладок 23. Распределительный коллектор 27 расположен между ребрами основания, колодка 15 крепится к основанию 25 посредством цилиндрической резьбовой трубки 28 сопловых устройств. Часть цилиндрической трубки 28, находящаяся в объеме коллектора 27, имеет в

0 стенке сквозные отверстия 29. Штуцера 30 и 31 подключаются соответственно к трубопроводам 18 и 19.

Сущность способа состоит в том, что из межконтактного пространства фрикционных пар устраняют кислород воздуха путем создания в упомянутой зоне фрикционных пар трения избыточного давления. При этом в качестве рабочей смеси используют азотно- углекислые выхлопные газы двигателя, т. е. подвод к фрикционной паре трения рабо0 чего тела осуществляют от выхлопного тракта двигателя внутреннего сгорания. Причем отбор выхлопных газов осуществляют периодически, только в процессе торможения, для чего блокируют отбор вы.хлопных газов с педалью включения тормоза. Перед подачей в зазор между барабаном и тормозными колодками 15, т. е. в межконтактную рабочую зону фрикционных пар тормоза, вь хлопные газы нейтрализуют, очищают от продуктов неполного сгорания топлива (смога, сажи и т. д.) и охлаждают.

Процесс охлаждения осуществляют в два этапа: на первом - в вихревых трубках 3, где они охлаждаются, ударяясь о выступы специальной крыльчатки 11, пройдя по ее каналам и приводя ее во вращение. Незначительная часть теплых, неостывщих выхлопных газов отводится по трубе 12 в атмосферу. На втором этапе охлаждения выхлопные газы проходят коллектор 27 и далее в них впрыскивается 25%-ный раствор аммиака. Причем впрыскивание осуществляется в непосредственной близости от рабочей зоны. При впрыскивании 25%-ного раствора аммиака одни капельки, встречаясь со слоями неостывших выхлопных газов, испаряются и отбирают теплоту от них, другие в составе смеси попадают в межконтактное пространство рабочей зоны фрикционной пары и испаряются уже в процессе торможения, отбирая теплоту от фрикционных поверхностей пары трения. Кроме того, испаряясь в почти замкнутом объеме, они способствуют повышению избыточного давления и его поддержанию. Работа с раствором 25%-ного аммиака по сравнению с аммиаком безвредна и поэтому не нарушает требований техники безопасности.

На создании избыточного давления между фрикционными элементами фрикционных пар (т. е. между барабаном 14 и колодкой 15) влияет равномерное распределение смеси по всей фрикционной поверхности фрикционной накладки 23 и выполнение в конструкции распределительного коллектора 27, так как последний гасит пульсирующую подачу отработавших газов от двигателя внутреннего сгорания. Распределительный коллектор 27 является компенсатором скачков и спадов давления выхлопных газов, подаваемых от двигателя, поскольку в нем они расширяются, а определенным образом выполненное размещение конических сопловых отверстий 26 способствует его равномерному распределению по всей поверхности трения фрикционных пар. Равномерное распределение давления способствует поддержанию избыточного давления между фрикционными парами. Поддержание избыточного давления связано также с созданием местных сопротивлений по периметру фрикционных колодок 15, что может быть осуществлено например, за счет зауживания зазора между барабаном 14 и колодкой 15. Истекающая из межконтактной рабочей зоны смесь газов встречает в этих местах местное локальное сопротивление истечению, способствуя его поддержанию в упомянутом пространстве.

Фрикционное устройство транспортного средства,связанное с двигателем внутреннего сгорания, например барабанно-колодоч- ный тормоз, состоит из тормозного барабана 14, в котором во внутренней полости установлены двухреберные колодки 15 с фрикционными накладками. Тормозной барабан 14 и колодки 15 образуют фрикционные пары трения и межконтактную рабочую зону. Между ребрами колодки 15 установлен распределительный коллектор 27, который крепится к основанию 25 посредством цилиндрических трубок 28. Распределительный коллектор 27 в своей средней части

подключен с помощью штуцера 30 к трубопроводу 18,соединенному с трактом выхлопных газов двигателя через вихревые трубки 3. Распределительный коллектор 27 у разжимного кулака 20 подключен с помощью шту- цера 31 к трубопроводу, соединенному с трактом 25%-ного раствора аммиака, т. е. с впрыскивающим устройством 6 и емкостью 5 для хранения этого раствора. Причем, емкость 5 расположена на диске 22 и выпол0 нена съемной для быстрой ее замены. Емкость может быть выполнена торообразной, а ее расположение предпочтительно с нерабочей стороны тормозного диска 22 под тормозными колодками 15, так как в этом случае ее размещение позволит выполнить

наиболее минимальными по длине тракты подвода раствора аммиака к распределительному коллектору 27. Сквозные отверстия 29, выполненные на части цилиндрической трубки 28, находящейся в объеме коллектора 27,

0 способствуют более интенсивному смешению азотно-углекислой газовой смеси с 25%-ным раствором аммиака перед их поступлением в межконтактную рабочую зону. Конические сопловые отверстия 26 наконечников сопловых устройств равномерно расположе5 ны по длине фрикционных накладок 23 колодок 15. Причем на носочной и пяточной частях тормозных колодок 15 они могут быть расположены под наклоном к фрикционным поверхностям. Конические сопловые отверстия 26 могут быть расположены в несколько рядов и в шахматном порядке друг относительно друга, что позволит более равномерно распределять подаваемую через них смесь. Так, шахматное расположение отверстий, выполненных перпендикулярно и под углом к рабочей поверхности барабана, обеспечивает направленное попадание смеси, омыва - ющей одновременно всю рабочую поверхность барабана по ширине. При этом отверстия штуцеров 30 и 31 выполнены несо- осными относительно конических сопловых

0 отверстий 26. Количество последних во фрикционных накладках и их диаметр зависит от теплонагруженности фрикционного узла.

0

Устройство работает следующим образом. При нажатии на педаль тормоза транспортного средства вместе с действием по включению тормоза выполняется действие по соединению выхлопного тракта двигателя внутреннего сгорания с межконтактной рабочей зоной, выполненной в тормозе между

фрикционными парами трения. Выхлопные газы двигателя в виде азотно-углекислой газовой смеси, перед тем как попасть в бара- банно-колодочный тормоз, нейтрализуются, очищаются и вначале охлаждаются в вихревой трубе 3, а затем в объеме распределительного поданного коллектора 27 за счет впрыскивания в него 25%-ного раствора аммиака, поданного к впрыскивающему устройству, т. е. электропневматическому клапану 6, из емкости 4. Из распределительного коллектора аэрированная газовая смесь под постоянным давлением через конические сопловые отверстия 26 подает в межконтактную рабочую зону. Под действием созданного смесью избыточного давления воздух вытесняется из межконтактной рабочей зоны, благодаря чему азот смеси беспрепятственно вступает во взаимодействие с поверхностью фрикционного материала, повышая его износостойкость. При выключении тормоза прекращается подача газов в межконтактную рабочую зону тормоза.

По сравнению с принудительным воздушным охлаждением фрикционных пар известных барабанно-колодочных тормозов транспортных средств предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют достигнуть повышения эффективности охлаждения, что ведет к уменьшению износа рабочей поверхности барабана. Кроме того,

уменьшается износ фрикционных накладок.

Фиг.Ъ

15

t8

2Z

1. Способ повышения эффективности работы тормозов и муфт сцепления, связанных с двигателем внутреннего сгорания транспортных средств, включающий подачу азотно- углекислой смеси в виде выхлопных газов двигателя в межконтактное пространство фрикционных пар трения, создание и поддержание избыточного газового давления в упомянутом пространстве, причем перед подачей выхлопных газов их предварительно нейтрализуют, очищают и охлаждают, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости фрикционных накладок при улучшении охлаждения, охлаждение азотно- углекислой смеси осуществляют в два этапа: на первом этапе - в вынесенных из зоны действия фрикционных пар вихревых трубах, на втором этапе - впрыскиванием в указанную смесь 25%-ного раствора аммиака, избыточное давление в межконтактном пространстве создают местными сопротивлениями по периметру каждой фрикционной пары, а поддерживают равномерным распределением смеси в упомянутом межконтактном пространстве. I 1чЭ 00 Ю ;о 00

ffmpaifmij йв/хлопне1Х eaaoS вагагтге я

x %

гз

28

К

г-

Ю f .g

«C5