Гидравлическая антиблокировочная тормозная система транспортного средства Советский патент 1988 года по МПК B60T8/42 

клапан 19, управляемый поршнем 9, находящимся под давлением жидкости в камере 32. Давление в камере регулируется клапаном 4. При блокировании

колеса клапан .4 сообщает камеру 32 с резервуаром 33 через регулируемый дроссель 36, ограничивающим снижение давления в.камере 32. 9 з.п. ф-лы,11 ил.

Изобретение относится к тормозному управлению транспортных средств. Цель изобретения - повьппение эффективности путем ускорения повторного затормаживания колеса при ликв адации его блокирования. Главный тормозной цилиндр 15 подключен к колесному тормозному цилиндру 16 через модулятор 2. Модулятор 2 имеет отсечной СУ) см Фаг.}

1

Изобретение относится к области тормозного управления транспортных

средств.

Цель изобретения - повышение эффективности путем ускорения повторного затормаживания колеса при ликвидации его блокирования.

На фиг. 1 изображен поперечный разрез совмещенных модулятора и чувствительного к блокировке колеса узла гидравлической антиблокировочной тормозной системы, которые предназначены для мотоциклов или легкового автомобиля, а также фургона; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. Ч на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - вид пружинного стопорного приспособления; на фиг. 5 - график зависимости тормозного давления Р от времени t для транспортного средства, перемещающегося по покрытию, имеющему большой коэффициент трения (} на фиг.Ь- график, аналогичный показанному на фиг. 5, но для транспортного средства, которое движется по покрытию с низким коэффициентом трения на фиг. 7 - разрез, аналогичньй фиг 3, измененного ограничительного устройства; на фиг. 8 - разрез, аналогичный фиг. 7, устройства измененной конструкции; на фиг. 9 ««Р««« тормозной системы; на фиг. Ш - разрез узла модулятора, который исполь зуется в устройстве, показанном на Лиг. 1, где изображен другой вариан модулятора; на фиг. 11 - еще один вариант тормозной системы.

Узел содержит корпус 1, в котором расположены модулятор 2, гидронасос 3 и клапан 4,сброса давления. Вал 5 проходящий корпуса 1, ««ступае с его противоположных торцов, одним концом вал соединяется с Ц торое необходимо тормозить, а на ДР гом конце вала расположен датчик 6 блокировки колеса, который помещен

в цилиндрический чехол 7, выступающий от смежного торца корпуса.

В узле модулятора 2 выполнена ступенчатая полость 8, проходящая от клапана 4, в которой помещен ограничительный поршень-9. Поршень 9 в нормальном положении незадействован и прижат к стопору, представляющему собой стенку 10 закрытого конца гильзы 11, имеющего форму крьщ1ки, пружиной 12. Гильза 11 удерживается в полости 8 крышкой 13.

Управляющий клапан 14, помещенный в гильзе 11, управляет соединением главного цилиндра 15, приводимого в действие педалью,с колесным тормозным цилиндром 16 через расширительную камеру 17, которая расположена в полости 8 между поршнем 9 и управляющим клапаном 14.

Узел управляющего клапана 14 содержит первый клапан 18, а также второй отсечной клапан 19, которые приводятся в действие последовательно.

Первый клапан 18 содержит первый клапанный элемент в виде ступенчатог поршня 20, у которого имеется участок с промежуточным диаметром, размещенный в отверстии гильзы 11, и наружный участок с увеличенным диаметром, который входит в глухое отверстие 21 крышки 13. Внутренний участо элемента 20 уменьшенного диаметра несет кольцевое уплотнение 22, образуя головку клапана, а самый внутренний участок с минимальным диаметром входит в круглое отверстие 23 в стенке 10. Уплотнение 22 взаимодействует с седлом 24, представляющим кольцево участок стенки 10, окружающий отверстие. При нормальной работе уплотнение 22 находится на расстоянии от седла 24, удерживаясь пружиной 25,

и

устанозленной между стенкой 10 и буртиком 26 уступа между участками поршня 20 и уменьшенными диаметрами.

В поршне 20 имеется ступенчатое продольное отверстие 27 с открытым концом, в котором помещается второй клапан 19. Второй клапан 19 содержит клапанный элемент в виде шарика 28, который взаимодействует с седлом 29 образованным буртиком уступа в отверстии 27. В нормальном положечии шарик 28 отодвинут от седла 29 штоком 30, через который действует поршень 9 против усилия нежесткой пру/жнны 31 работающей на сжатие.

В нормальном незадействованном состоянии, показанном на фиг. 1, клапан 4 закрыт, изолируя управляющую камеру 32, образованную в полости 8 над поршнем 9, от резервуара 33 для жидкости. Следовательно, поршень 9 удерживается в нерабочем продвинутом положении, при этом второй клапан 19 удерживается в открытом положении штоком 30, а первый клапан удерживается открытым пружиной 25.

Когда включается тормоз главным образом цилиндром 15, то гидравлическая жидкость подается к тормозному цилиндру 16 по радиальным проходам в стенке гильзы 11 и далее через открытый первый клапан 18 в расширительную камеру 17. Одновременно жидкость также поступает в сквозное отверстие 27 по каналу 34 в стенке поршня 20, далее она может проходить в расширительную камеру 17 через открытый второй клапан 19. Таким образом осуществляется неограниченный проток жидкости в тормозной цилиндр.

Жидкость из главного цилиндра действует на буртик 26, через уплотнение 22 она действует на наружный торец поршня 20, площадь которого максимальная. Неограниченное соединение сохраняется до тех пор, пока давление жидкости от главного цилиндра не достигнет заданной величины, при этом сила, действующая на поршень 20 под воздействием давления на торец с максимальной площадью, превысит силу пружины 25 плюс силу, возникающую от давления, действующего на буртик 26 и уплотнение 22. Затем первый клапан 18 закрывается и любое последующее увеличение давления может иметь место только с уменьшенной скоростью вследствие протека03

НИН потока через ограниченный трак г, предстаяляющий собой зазор между шариком 28 и седлом 29.

Когда поступает сигнал появления юза, то включается датчик 6, открывая клапан 4, который освобождает объем жидкости, запертый в камере 32, поэтому поршень 9 может втянуться

против действия пружины 12, первоначально допуская закрытие второго клапана 19, поскольку давление, при котором вьфабатывается сигнал о появлении юза, может быть больше давления, при котором первый клапан 18 будет закрываться. Такое прерывание соединения междУ главным цилиндром 15 и тормозным цилиндром 16, а также втягивание поршня 9 сопровождается

увеличением эффективного объема расширительной камеры 17, тем самым осуществляя сброс давления, подводимого к тормозному цилиндру 16. Открытие клапана 4 также приводит к разбалансированию насоса 3, заставляя его нагнетать жидкость в замкнутом контуре в камеру 32 из резервуара 33, в который она возвращается через открытый клапан 4. Поскольку соединение между

поршнем 35 и главным цилиндром не имеет сопротивления, то насос 3 может работать без противодавления.

При прекращении сигнала о юзе клапан 4 закрывается, изолируя полость 8 от

резервуара 33, а затем насос 3 в

процессе работы увеличивает давление в камере 32, в результате чего поршень 9 перемещается в нерабочее положение. Первоначальное перемещение

поршня 9 в этом направлении приводит к повторному включению тормоза путем увеличения давления объема жидкости, запертого в расвшрительной камере 17, а при последующем перемещении

поршня открывается второй клапан 19, устанавливая ограниченный проток от главного цилиндра в расширительную камеру 17 через зазор между шариком 28 и седлом 29. Таким образом, первый

клапан 18 закрывается при заданном давлении независимо от перемещения поршня 9, Второй клапан 19 закрывается и открывается при перемещении поршня 9 от своего стопора на стенке 10 или в сторону стопора. Когда давление от главного цилиндра 15 уменьшается и становится ниже заданной величины, то первый клапан 18 заново открьшается, обеспечивая свобод

нуто или неограниченную связь меяду главным цилиндром 15 и тормозным цилиндром 16.

Клапан работает совместно с регулируемым дросселем 36, подробно представленным на фиг. 3 и 4.

Как показано, золотник 37 расположен в ступенчатой отверстии 38 корпуса 1, на нем имеются три разнесенных в осевом направлении уплотнения 39-41, расположенных на трех участка с постепенно возрастающим диаметром. Уплотнения 39 и 41 всегда контактируют с соответствующими участками отверстия 38, а уплотнение 40 может перемещаться между положением, которое показано и при котором оно прижимается к промежуточному участку отверстия, изолируя канал 42, ведущий к насосу 3, от канала 43, связанного с резервуаром, а также положением соответствующим участку отверстия 3 с максимальным диаметром, осуществля соединение двух каналов 42 и 43 меж- ду собой. Обычно золотник 37 оттяйут в представленное положение прузкиной

В золотнике 37 имеется осевой сквозной канал 44, который заканчивается на внутреннем конце коническим седлом 45, диаметр которого увеличивается в сторону камеры 32.

Плунжер 46 установлен в канале 44, на внутреннем конце его жеется уплотнение 47, расположенное в канавке 48, имеющейся на наружном конце золотника 37. Плунжер 46 имеет разнесенные фаски 49 и 50, причем фаска 49 всегда находится внутри канала 44. Между торцами золотника 37 и плунжера 46 установлена пружина 51, которая толкает плунжер 46 в направлении, в котором фаска 50 находится на расстоянии от наружного торца седла 45. Это создает неограниченную связь между камерой 32 и каналом 42, который проходит к клапану 4,

При нормальном торможении клапан 4 закрыт, он удерживает объем жидкости в камере 32, обеспечивая при этом удерживание порщня 9 в продвинутом положении. Давление в камере 32 равно давлению, приложенному к тормозу.

В случае экстренного торможения или в других случаях, когда возникает резкое торможение, давление в

0

0 5

5

0

45

50

55

тормозном цилиндре может достигать высокого уровня. Если отсутствует какое-либо регулирование сброса помимо клапана 4, то, когда колесо начинает проскальзывать при высоком давлении в тормозе, жидкость может вытекать из камеры 32, в которой давление может стать минимальным. Однако если имеется плунжер 46, то до того, как колесо начнет проскальзывать, тормозное давление начнет уже действовать на плунжер 46 через площадь, образованную уплотнением 47, так что при заданном давлении усилие, создаваемое давлением на плунжер 46, превысит статическую нагрузку пружины 51, что позволяет плунжеру 46 отходить от поршня 9. При этом фаска 50 подходит к седлу 45. Полученный кольцевой зазор обеспечивает очень ограниченный проток для сброса жидкости, хотя клапан 4 полностью открыт.

При давлениях, превьппающих ный уровень, уменьшение сбросного потока приводит к уменьшению периода времени для каждого антиблокировочного цикла, причем больше нет необходимости поднимать обратно давление от нуля до максимума (торможение), а следует поднимать давление до некоторого промежуточного значения.

Эти эффекты показаны на графиках, представленных на фиг. 5 и 6, где торможение колеса с регулированием сброса показаны сплошными линиями, а при использовании встроенного в стандартный сбросной клапан регулируемого дросселя 36 показаны штриховыми линиями.

Как видно на фиг. 5, когда транспортное средство передвигается по поверхности с высоким коэффициентом трения р и возникает юз при давлениях, существенно превышающих заданный уровень и при включенном дросселе 36, то давление в тормозе в момент t уменьшается до величины, соответствующей точке а, в которой колесо может снова вращаться, после этого насос 3 включается в работу, повторно включая тормоз, как это было описано. Наклон кривой в точке а существенно меньше, чем наклон такого же участка кривой, когда дроссель 36 незадействован, откуда следует, что в интервале времени t, давление торможения уменьшается в большей степени, достигая нуля по истечении интервала времени t«.

Это позволяет уменьшить затраты энергии на повторное торможение, а поскольку время цикла уменьшается от t 7. до t,, то при этом возрастает эффективность антиблокировочного цикла торможения, что характеризуется увеличением суммарной площади под кривой.

Поскольку использование дросселя 36 позволяет увеличить площадь проходного сечения или производительность сбросного клапана 4, то сброс тормозного давления при пониженных величинах по сравнению с заданным уровнем можно осуществлять быстрее, чем без него.

15 пружины 52 и плунжер отходит от поршня 9. Это позволяет шарику 53 контактировать с седлом 45, и посл этого жидкость выходит из камер 32 со скоростью, которая опредепя

Как показано на фиг. 6, для транс- 20 ется протоком через отверстие 58.

портного средства, которое движется по покрытию с пониженным коэффициентом трения f , юз возникает при давлении ниже заданного. Поэтому

36 незадействован, в резуль- 25 отверстия.

В констр фиг. 8 отве ствуют, а ш сколько ме

тате чего тормозное давление быстро падает до нуля, причем это происходи с большей скоростью, чем это имеет место при использовании обычных сбросных клапанов.

Для опорожнения системы золотник

37смещается аксиально в отверстие

38вручную при приложении усилия к его наружному концу против действия пружины 12, при этом уплотнение 40 отходит от промежуточного участка отверстия 38. Таким образом, два канала 42 и 43, а также камера 32 соединяются для опорожнения. Когда ручное усилие снимается, то золотник

37 возвращается в положение, при котором уплотнение изолирует канал 42 от канала 43.

В конструкции, показанной на фиг. 7, на плунжер 46 действует пружина 52, толкая его в направлении клапанного элемента, имеющего форму шарика 53, который находится на расстоянии от седла 45, образованного уступом канала 44 между участками 54 и 55. Слабая пружина 56 все время прижимает шарик 53 к стержню 57, выступающему вперед из плунжера 46.

Дроссельное отверстие 58 в золот- нике 37 обеспечивает соединение с дросселированием между камерой 32 и каналом 42, когда шарик 53 контактирует с седлом 45.

Когда в камере 32 создается давление, удерживающее поршень 9 в продвинутом положении, то это давление, действующее нА плунжер 46 через площадь уплотнения 59, оказывается недостаточным для преодоления усилия пружины 52, а шарик 53 опирается на упор 60. Однако, как в предьщущем

варианте, в процессе экстренного

торможения, когда тормозное давление превышает заданный уровень, сила давления, действующая на уплотнение 59, превьщ1ает статическую нагрузку

пружины 52 и плунжер отходит от поршня 9. Это позволяет шарику 53 контактировать с седлом 45, и после этого жидкость выходит из камеры 32 со скоростью, которая опредепяется протоком через отверстие 58.

отверстия.

В конструкции, показанной на фиг. 8 отверстие 58 и седло 45 отсутствуют, а шарик 53 имеет диаметр несколько меньше диаметра участка 54

0

5

0

5

0

Таким образом, когда статическое усилие пружины 52 преодолено и плунжер 46 отходит от поршия 9, то шарик 53 входит в участок 54 отверстия, образуя кольцевой дросселируюс ий возвратный канал, ведуций в резервуар 33 через открытый клапан 4.

В тормозной системе, показанной на фиг. 9, дроссель 36 отделен от корпуса 1, он расположен в линии, соединяющей расширительную камеру 17 с тормозным цилиндром.

Дроссель 36 имеет корпус 61, в котором выполнено продольное глуэсое ступенчатое отверстие 62, внутренняя часть которого имеет минимальный диаметр. Отверстие 62 имеет три участка 63 - 65 наименьшего, промежуточного и наибольшего диаметра, Наружный, конец участка 65 наибольшего диаметра соединен, с тормозным цилиндром, а радиальный проход 66 в стенке корпуса 61, который проходит в участок 64 отверстия, соединен с камерой 17.

Плунжер 46, находящийся в участке 64 отверстия, нагружен пружиной 52 в направлении, позволяющем удерживать клапанный элемент в виде шарика 53 на расстоянии от седла, образованного уступом отверстия между участками 64 и 65. Участок отверстия 62 у внутреннего торца плунжера 46 соединен с резервуаром 33, предназначенным для сброса жидкости, которая может протекать через уплотнение 59 у внутреннего конца плунжера А6 и собираться в канавке у внутреннего конца стержня 57, которым плунжер действует на шарик 53.

Когда шарик 53 контактирует с седлом 45, то дроссельное отверстие 58 создает ограниченный проток между тормозом и камерой 17.

Как и в предыдущем варианте, когда тормозное давление в камере 17 достигает заданного уровня, а клапан 4 открыт, как это было описано, усилие

10

расширительную камеру 75, а управляющая камера 77 образована в отверстии меяиу противоположным торцом поршня 74 и соленоидным клапаном 78, который соединяется с камерой 77 через дроссельный клапан 79. Соленоидный клапан 78 включается по электрическим сигналам от электронного управляющего модуля 80, который, в свою очередь, работает по сигналам от датчика.

Система имеет силовой источник, представляющий собой аккумулятор 81, который заряжается от насоса 82, кооткрыт, как это -о описано усилие ;;рь,й прокачивает жидкость из емко- давления на уплотнение 59, передава 15 ....«. 1А ттг о-СТИ о J

СТИ 83.

Жидкость от аккумулятора 81.подается в камеру 77 через золотник 84, регулирующий расход, содержащий зо- 20 лотник, который расположен в отверстии 85 поршня 74. В золотнике. 84 имеется глухое отверстие 86, заканчивающееся у внутреннего торца, расположенного ближе к камере 77 ком- 25 бинированным отверстием 87. Радиальный канал 88 пересекает отверстие 86, его наружный конец входит в кольцевую канавку 89, которая соединяется с радиальным проходом 90, проходящим 30 от аккумулятора 81, образуя переменный ограничитель. В положении, показанном на фиг. 11, золотник 84 удерживается пружиной 91 в положении максимального расхода. В этом

«- Mj nnrmvouuu клапанный элемент, пред-

в остальном не отличается от показан- 35 .бой „арик 92, отодвинут

ного на фиг. 8, причем соответству- ставляклции i. -

ющими позициями обозначены одинаковые элементы.

Схема еще одной антиблокировочной - системы торможения показана на фиг.i 1.40 клапан 79 содержит поршень 95, В этой системе колесный тормоз 68 ра- в отверстии 96 и в нор- ботает от главного цилиндра мальном состоянии толкаемый пружиной

97 в направлении, в котором увеличенная головка 98 находится на расстоянии от седла 99. В головке 98 выполнено дроссельное отверстие 100, обеспечивающее ограниченный проток через головку 98, когда она прилегает к

седлу 99.

В положении, показанном на фиг.п, клапан 78 закрыт, а клапан 76 открыт, обеспечивая нормальное торможение тормозом 68 от главного цилиндемое от тормозного цилиндра 16, преодолевает нагрузку пружины 52 и плунжер 46 перемещается против действия пружины 52, позволяя шарику 53 прилегать к сеДлу. После этого жидкость отводится из тормоза в расширительную камеру 17 со скоростью, которая определяется расходом через

отверстие 58.

Узел модулятора, показанный на фиг. 10, представляет собой модификацию дросселя 36, представленного на фиг. 8, где выход из насоса 3 подведен после дросселя 36 по каналу 67, а не через камеру 32. Поэтому действие дросселя 36 не зависит от скорости вращения колеса.

Конструкция и принцип действия модулятора, показанного на фиг. 10,

от седла 93 аксиальным штоком 94, который может перемещаться через поршень 74. Шарик 92 и седло 93 обUW IOC I vy а we- -

ВОДИМОГО в движение педалью, привод осуществляется через модулирующий узел 70, который действует по сигна- дз лам о появлении юза от датчика 71, предназначенного для определения скорости вращения колеса, заторможенно- го тормозом 68.

Узел 70 модулятора содержит корпус 72, в котором имеется продольное ступенчатое отверстие 73. в котором расположен ступенчатьй ограничительный поршень 74, в отверстии. 73 имеет- .п т; uovnv

50

Htiln iiwpiu st г j - ся расширительная камера 75 между торцом поршня 74, имеющим меньшую площадь, и первым клапаном 76, который устанавливает связь междУ глав „ым цилиндром 69 с тормозом 68 через

55

С г и М jn V. - ---

pa, а ограничительный поршень 74 удер живается в продвинутом положении равными давлениями от аккумулятора 81, которые действуют на участки поршня 74 с различными площадями на проти0

расширительную камеру 75, а управляющая камера 77 образована в отверстии меяиу противоположным торцом поршня 74 и соленоидным клапаном 78, который соединяется с камерой 77 через дроссельный клапан 79. Соленоидный клапан 78 включается по электрическим сигналам от электронного управляющего модуля 80, который, в свою очередь, работает по сигналам от датчика.

Система имеет силовой источник, представляющий собой аккумулятор 81, который заряжается от насоса 82, ко;;рь,й прокачивает жидкость из емко- 5 .бой „арик 92, отодвинут

ставляклции i. -

- клапан 79 содержит поршень 95, в отверстии 96 и в нор мальном состоянии толкаемый пружиной

от седла 93 аксиальным штоком 94, который может перемещаться через поршень 74. Шарик 92 и седло 93 обВ положении, показанном на фиг.п, клапан 78 закрыт, а клапан 76 открыт, обеспечивая нормальное торможение тормозом 68 от главного цилинд5

С г и М jn V. - ---

pa, а ограничительный поршень 74 удерживается в продвинутом положении равными давлениями от аккумулятора 81, которые действуют на участки поршня 74 с различными площадями на проти

II1

воположных концах отверстия 87, причем давление от источника подается через золотник 8А, регулирующий расход, в камеру 77.

Когда поступает сигнал о появлении юза, то соленоидный клапан 78 открывается, соединяя камеру 77 с емкостью 83. Вследствие перепада давления в отверстии 87 золотник 84 быстро отходит во втянутое положение, заставляя шарик 92 контактировать с седлом 93 и изолируя главный цилиндр 69 от тормоза 68.

Снижение давления в камере 77 поз воляет ограничительному поршню 74 втягиваться обратно, тем самым уменьшая тормозное давление.

При прекращении сигнала о наличии юза, клапан 78 закрывается, изолируя камеру 77 от емкости 83, а жидкость из аккумулятора 81 возвращает поршень 74 со скоростью, которая определяется золотником 84, регулирующим расход в соответствии с перепадом давления в отверстии 87 и нагрузкой пружины 91, заставляющей поршень 74 вернуться в продвинутое положение и повторно включить тормоз 68, Шарик 92 остается в контакте с седлом 93, поскольку золотиик 84 все еще находится в продвинутом положении.

Когда поршень 74 достигает своего продвинутого положения, то расход жидкости через золотник 84, регулиру расход, прекращается, вьфавни- вая давления на противоположных кон- цах золотника 84, который после этого перемещается обратно в свое втянутое положение под действием пружины 91, тем самым зановго открывая клапан 76 и заново устанавливая связь между главным цилиндром 69 и тормозом 68 через расширительную камеру 75.

Пели давление в аккумуляторе 81 упадет в процессе цикла торможения при юзе, то давление на золотнике 84 регулирующем расход, будет выравниваться и клапан 76 откроется. Это позволит повысить тормозное давление и вновь включить тормоз 68 независимо от положения поршня 74 в отверсти 73. При таком увеличении тормозного давления поршень 74 не будет перемещаться вследствие установки одноходо вого клапана (который не показан), на выходе из аккумулятора 81.

Расход через золотник 84, регулирующий расход, определяется усилием

0

0

5

9003

5

Q

30

5

5

5

1 2

пружины 91, а эта сила, разделенная на площадь золотника 84, определяет перепад давления в отверстии 87.

Как и в предыдущей конструкции, когда соленоидный клапан 78 открыт при давлении выше установленного уровня, поршень 95 перемещается аксиально в отверстии 96, заставляя головку 98 прижиматься к седлу 99. После этого скорость опорожнения камеры 77 определяется скоростью потока через отверстие 100.

Формула изобретения

в которой образованы входная и расширительная камеры, подключенные соответственно к главному тормозному цилиндру и к цилиндру колесного тормоза и разделяете отсечным клапаном, имеющим управление от подпружиненного ограничительного поршня, отделяющего от расширительной камеры управляющую камеру, подключенную к насосу и через клапан сброса давления, управляемый датчиком блокировки колеса, к резервуару тормозной жидкости, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения эффективности путем ускорения повторного затормаживания при ликвидации его блокирования, гидравлическая связь управляющей камеры с клапаном сброса давления выполнена посредством встроенного в корпус модулятора регулируемого дросселя, гидравлическая линия утфавления которого подключена к управляющей камере.

и регулируемый дроссель.

в канале, открытом в управляющую камеру.

Фаг.1

Приоритет, по пунктам 02.07.Й4 по пп. 1, 2, 4, 5, Ю. 07.03.84 по пп. 3, 6, 7, 8, 9.

P iSOO

8 V7

36 39

Фиг. 5

Q

/

г5

/

s.5

Фае.6

X ff

Л 0 V

П

555 5«

J2

Фие. -fO

18

97 96 95 79 99 98 ЮО