Колодочный тормоз Советский патент 1992 года по МПК F16D51/00 

Изобретение относится к автомобилестроению и может использоваться в качестве колесного тормоза автомобиля и других транспортных средств,

Известен дисковый тормоз, содержащий ротор в виде плоского диска и две плоские тормозные колодки, соединенные с приводным гидроцилиндром.

Однако этот тормоз имеет недостаточно высокую эффективность (передаточное отношение), обусловленную тем, что приводные силы действуют перпендикулярно плоскости вращения диска, при этом серво- действие отсутствует.

Известен также барабанно-колодочный тормоз, содержащий две симметричные колодки с фрикционными накладками, которые под действием приводного устройства прижимаются к внутренней цилиндрической поверхности барабана.

В зависимости от конструкции приводного устройства такой тормоз может обладать большой эффективностью за счет

серводействия одной или двух колодок, но с увеличением серводействия снижается стабильность его работы (зависимость передаточного отношения от коэффициента трения фрикционной пары).

Наиболее близким к изобретению по конструкции является самоэатягивающийся тормоз, содержащий барабан с цилиндрической рабочей поверхностью и колод -у с фрикционной накладкой, соединенную с приводом ее перемещения, Состоящим из шатуна, одним концом шарнирно связанного с приводным центральным кривошипом, а другим концом - с ползуном, установленным в радиальной направляющей, ось вращения которой совпадает с осью вращения кривошипа и барабана, причем колодка жестко закреплена на ползуне.

Наиболее серьезный недостаток самозатягивающегося тормоза - низкая надежность работы вследствие плохой управляемости, так как эффективность при самозатягивании принимает отрицательное

У

ё

vl

сл о о

00

сл

значение, а стабильность близка к нулю из- за преобладающего серводействия. Под эффективностью понимается отношение момента торможения к моменту приводной силы, условно приложенной на радиусе барабана. Поскольку колодка самозатягивается под действием вращающегося барабана, момент приводной силы совпадает по направлению с моментом торможения и тормоз теряет управляемость, а растормаживание можно осуществить только после полной остановки барабана либо в ущерб эффективности применить достаточно мощную возвратную пружину. Поскольку в известных системах тормозных механизмов достичь высокой эффективности можно только за счет серводействия, т.е. в ущерб стабильности, иногда отождествляют сер- водействие с внутренним передаточным отношением или с эффективностью.

Цель изобретения - повышение надежности тормоза в работе за счет увеличения эффективности и стабильности.

Поставленная цель достигается тем, что в колодочном тормозе, содержащем барабан с цилиндрической рабочей поверхностью, колодку с фрикционной накладкой и привод перемещения колодки, выполненный в виде шатуна, одним концом связанного с колодкой, а другим концом шарнирно соединенного с приводным центрально расположенным кривошипом, и ползуна, шарнирно связанного с шатуном и установленного в неподвижной радиальной направляющей, колодка жестко закреплена на шатуне привода, а центр радиуса рабочей поверхности фрикционной накладки расположен в центре шарнира, соединяющего шатун с кривошипом. Радиус рабочей поверхности барабана связан с длиной кривошипа и длиной шатуна следующим соотношением:

г(р + arcsln r в

. г sin (р arcslnг- .2.

где R - радиус поверхности барабана;

г - длина кривошипа;

Ь-длина шатуна;

р - угол сектора рабочей поверхности колодки.

На фиг. 1 представлена кинематическая схема колодочного тормоза; на фиг. 2 - схема для определения соотношения параметров элементов тормоза.

Тормоз содержит барабан 1 и колодку 2, жестко закрепленную на шатуне 3, соединенном с кривошипом 4 и ползуном 5 посредством шарниров. Ползун 5 установлен на неподвижной радиальной направляющей 6 скольжения. Ось вращения приводного кривошипа А совпадает с осью вращения

барабана 1.

Тормоз работает следующим образом. В отведенном положении колодка 2 не касается рабочей поверхности барабана 1 (показано на фиг. 1). При повороте кривошипа 4 по часовой стрелке колодка 2, закрепленная на шатуне 3, огибает рабочую поверхность барабана 1 с Натягом, который обеспечивается упругими силами в звеньях механизма тормоза. Нормальная реакция

от натяга в точке контакта взаимоогибаемых рабочих поверхностей колодки и барабана не приводится к кривошипу, поэтому ее отношение к приводной силе, т.е. эффективность, равна бесконечности. На самом

деле реакция смещена от теоретической точки контакта, и эффективность в реальном тормозе не будет равна бесконечности, но больше коэффициента трения колодки 2 о барабан 1. Это достигается не за счет сервоусилия, з вследствие индифферентности структуры приводного механизма колодки 2. Параметры механизма подбираются таким образом, чтобы сервоусилие, пропорци- очальное разности между длинами

взаимоогибаемых дуг колодки 2 и барабана, отсутствовало.

Дуга а-а (фиг. 2), закрепленная на шатуне , огибает неподвижную дугу - образующую барабана b-b. Точка К - точка их

контакта. Огибаемый участок дуги барабана равен R Ј ; огибаемый участок дуги колодки равен (R-r) KAB(R-r}( р + $. где ip

, г (р + lit} ,.

acrsin- .(по теореме синусов).

Приравнивая эти две дуги, определяют R: (f + ),

45

п-г(,+)...п- V-,--,„ r-sine)

arcsln Л1|ИЈ.

Натяг обеспечивается толщиной фрикционной накладки.

Так как суммарное скольжение между дугами равно нулю, отсутствует и серво- действие, чем обеспечивается высокая стабильность работы тормоза. Высокая эффективность (передаточное отношен -з)

обеспечивается индифферентностью структуры механизма тормоза. Это позволяет повысить надежность работы тормоза в целом.

Формула изобретения

1. Колодочный тормоз, содержащий барабан с цилиндрической рабочей поверхностью, колодку с фрикционной накладкой и привод перемещения колодки, выполненный в виде шатуна, одним концом связанного с колодкой, а другим концом шарнирно соединенного с приводным центрально расположенным кривошипом, и ползуна, шарнирно связанного с шатуном и установленного в неподвижной радиальной направляющей, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения эффективности и стабильности, колодка жестко закреплена на шатуне привода, а центр радиуса рабочей поверхности фрикционной накладки расположен в центре шарнира, соединяющего шатун с кривошипом.

2. Тормоз по п. 1,отличающийся тем, что радиус рабочей поверхности барабана связан с длиной кривошипа и длиной шатуна следующим соотношением:

R

r(p +arcsln

г sin ф

arcstn

г sin у

где R - радиус поверхности барабана; г - длина кривошипа; b - длина шатуна;

2 р- угол сектора рабочей поверхности колодки.

Использование: в качестве колесного тормоза автомобиля и других транспортных средств. Сущность изобретения: тормоз содержит барабан и колодку, жестко закрепленную на шатуне. Шатун соединен с кривошипом и ползуном посредством шарниров. Пслзун установлен на неподвижной радиальной направляющей. Ось вращения кривошипа совпадает с осью вращения барабана. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Фцг.1

.V

Фцг.2

К