Тормозная система транспортного средства Советский патент 1992 года по МПК B60T13/74 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к тормозным системам транспортных средств.

Цель изобретения - повышение надежности тормозной системы транспортного средства.

На фиг, 1 изображена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - рабочий цилиндр и цилиндр аварийного торможения, общий вид.

Тормозная система состоит из источника 1 давления, который связан с одной стороны соединительными трубопроводами 2 с тормозными цилиндрами рабочего торможения колес транспортного средства, а с другой стороны - с педалью 3 тормоза. На последней шарнирно закреплен магнит 4, который может перемещаться в направляющих 5 с регуляторами 6 и 7 положения соответственно датчика 8 начала торможения и

датчика 9 аварийного торможения. Датчиками 8 и 9 служат, например, герконы, через контакты которых источник тока +12 В коммутируется к блокам устройства управления, которые содержат генератор 10 высокой частоты, подключенный через конденсатор 11 к первым входам кольцевого и четырехканалъного коммутатора 12 и через делитель 13 частоты и формирователь 14 импульсов к переключающему входу кольцевого коммутатора 12, Кроме того, выход генератора 10 через конденсаторы 11 и 15 подключен к входу усилителя 16 переменного тока, выход которого через детектор 17 подключен к входу регулируемого порогового элемента 18, который снабжен регулятором порога, например, потенциометром 19 со шкалой 20, проградуированной в тормозных усилиях(кг/см). К первым входам кольцевого коммутатора VJ. также подключен

4 СЛ Ч Ю СА 4

выход тиристора 21, вход которого через датчик 9 аварийного торможения подключен к источнику тока +12В, а управляющий электрод через резистор 22 подключен к выходу регулируемого порогового элемента 18 и к первым входам схем И логического блока 3. вторые входы которых подключены соответстзенно к вторым выходам кольцевого коммутатора 12. Выходы логического блока 23 подключены к входам блока 24 индикации за состоянием тормозной системы и за режимами интенсивности торможений всех колес транспортного средства, который содержит, по меньшей мере, четыре светодиода с обозначениями ПЛ - переднее левое колесо, ПП - переднее правое, ЗЛ - заднее левое, ЗП - заднее правое колесо. Вторые входы кольцевого коммутатора 12 подключены через делитель напряжения, выполненный на резисторах 25 и 26, к источнику тока Н2В. а первые выходы кольцевого коммутатора 12 подключены соответственно к первым входам электрических нагревательных элементов 27, параллельно которым подключены емкостные датчики 28 давления тормозных колодок и подстроечные конденсаторы 29, вторые входы которых соединены с массой транспортного средства и с-12В источника тока.

Тормозной цилиндр 30 рабочего торможения каждого колеса содержит поршни 31 суплотнительными манжетами 32 иупорны- ми шайбами 33, между которыми установлен цилиндр 34 аварийного торможения, выполненный в виде плунжерной капсулы, наружные стенки 35 и внутренние стенки 36 которой установлены со скользящей посадкой. Боковые стороны плунжерной капсулы 34 имеют выступы 37, которые входят в выемки упорных шайб 33 и контактируют с массой цилиндра 30 и -12В источника тока под действием пружины 38 и упругих кромок упорных шайб 33. Внутри капсулы 34 расположен ферромагнитный стержень 39, телескопически установленный в трубчатом экране 40 из диамагнитного материала с одной стороны и закрепленный на первой обкладке конденсатора 28 с другой стороны. Второй обкладкой конденсатора 28 является боковая стенка капсулы 34, соединенная с массой транспортного средства. Между обкладками конденсатора 28 находится упругий диэлектрик 41. К первой обкладке конденсатора 28 подключен первый конец спирали 42 нагревательного элемента, которая расположена вокруг ферромагнитного стержня 39 и экрана 40, поэтому одновременно является индуктивной нагрузкой генератора 10. Второй конец

спирали 42 подключен к второй боковой стенке капсулы 34, соединенной с массой транспортного средства, весь свободный обьем капсулы 34 заполнен веществом с

большим коэффициентом температурного объемного расширения, а проводник первой обкладки конденсатора 28 и первого конца спирали 42 через изоляторы 43 выведен из цилиндра, 30 и подключен гибким

0 изолированным проводом 44 к соответствующему номеру колеса первому выходу коммутатора 12. На корпусе цилиндра 30 установлен подстроечный конденсатор 29 под защитным колпаком 45.

5 Устройство работает следующим образом.

При рабочих торможениях транспортного средства водитель воздействует на педаль 3 тормоза, под действием которой в

0 источнике 1 давления создается рабочее давление жидкости, передающееся трубопроводам 2 к рабочим тормозным цилиндрам 30 и создающее ограниченное перемещение поршней 31, которые определяются ве5 личинами зазоров в приводе тормозных колодок колеса. Поэтому, педаль 3 тормоза при рабочих торможениях совершает также ограниченное перемещение, достаточное лишь для взаимодействия магнита 4 с гер0 конным датчиком 5 начала торможения, контакты которого замыкаются и включают к блокам системы. Сигнал генератора 10 высокой частоты через конденсатор 11 подается одновременно на первые входы

5 кольцевого коммутатора 12 и через конденсатор 15 на вход усилителя 16. Кроме того, сигнал генератора 10 высокой частоты поступает через делитель 13 частоты и формирователь 14 импульсов на переключающий

0 вход кольцевого коммутатора 12 и запускает его. Коммутатор 12 имеет по меньшей мере четыре канала каждый из которых содержит по две независимых линии, поэтому сначала коммутируются первый вход 1,1 и первый

5 выход 1.1 первой линии одновременно с первым входом 1.2 и первым выходом 1.2 второй линии коммутатора: затем 2.1 и 2.1 одновременно с 2.2 и 2.2; затем 3.1 и 3.1 одновременно с 3.2 и 3.2; затем 4.1 и 4.1

0 одновременно с 4.2 и 4.2, затем цикл повторяется. Таким образом, сигнал генератора 10 последовательно выдается на емкостные датчики 28 плунжерных капсул 34 каждого колеса.

5 В исходном состоянии плунжерные капсулы 34 сжаты пружинами тормозных колодок, которые через поршни 31 и упорные шайбы 33 воздействуют на выступы 37 капсул 34 и сжимают их вместе с пружинами 38. Поскольку размеры всех тормозных цилиндров 30 и плунжерных капсул 34, установленных внутри их. одинаковые, то расстояние между первой и второй обкладкой конденсаторов 28 также одинаковое для капсул 34 всех колес транспортного средства, отсюда одинаковы и величины всех емкостей конденсаторов 28. Спирали 27 нагревателей расположены вокруг ферромагнитных стержней 39 и образуют индуктивности, которые параллельно подключены конденсаторам 28, поэтому образуют колебательные контура, резонансная частота которых соответствует частоте генератора 10. В результате резонансных колебаний амплитуды высокочастотных сигналов в каждом из указанных контуров достаточно высока, поэтому высокий уровень сигнала поступает через конденсатор 15 на вход усилителя 16, преобразуется в уровень напряжения детектором 17 и поступает на вход порогового элемента 18. Потенциометром 19 по шкале 20 водитель устанавливает необходимое для контроля тормозное усилие, достаточное для начала рабочего торможения. Поскольку величина указанного усилия незначительна, то уровень порога на инвертирующем входе элемента 18 также небольшой, поэтому все уровни напряжений, поступающие на неинвертирующий вход элемента 18, последовательно с емкостных датчиков 28 всех колес,превышает заданный порог элемента 18 и на его выходе присутствует уровень логической 1, который поступает на первые входы схем И логического блока 23. На вторые входы схем И блока 23 поочередно поступает уровень логической 1, который формируется делителем напряжения на резисторах 25 и 26 и выдается второй линией коммутатора 12 в соответствии с номером колеса, в котором проверяется тормозное усилие: ЗП - заднее правое колесо; ЗЛ - заднее левое; ПП - переднее правое; ПЛ - переднее левое колесо. На выходе схем И блока 23 присутствуют логические 1, которые индицируют указанную нумерацию колес светодиодами блока 24 индикации. Одновременное свечение всех светодиодов блока 24 указывает на исправность тормозной системы в исходном состоянии начала рабочего торможения. Отсутствие свечения одного или нескольких светодиодов блока 24 указывают на слишком раннее перемещение поршней 31 в рабочих тормозных цилиндрах 30 в результате растяжения, поломки пружин тормозных колодок или разброса начальных параметров емкостных датчиков 28. Дефектные пружины заменяют, а точную установку емкостей датчиков 28 проводят

подстроечными конденсаторами 29 на соответствующих тормозных цилиндрах 30.

Потенциометром 19 на шкале 20 водитель устанавливает необходимое для комтроля тормозное усилие достаточное для рабочего торможения. По мерэ увеличения давления на педаль тормоза 3 возрастает давление жидкости на поршни 31, которые перемещаются в цилиндрах 30, воздействуп

0 на тормозные колодки. Под действием пружины 38 плунжерная капсула 34 расширяется и расстояние между обкладками конденсатора 28 увеличивается, что ведет к уменьшению его емкости и изменению час5 тоты собственных колебаний контура 27 и 28. В результате амплитуда колебаний контура 27 и 28 снижается, поэтому уровень напряжения на входе порогового элемента 18 снижается ниже установленного порогу

0 На первые входы схем И логического блокз 23 поступает О, поэтому все спетодиоды блока 24 индикации выключаются. Свечение одного или нескольких светодиодов блока 24 на данном режиме указывзрт на то,

5 что в тормозной системе имеются неисправности: тормозная жидкость не поступает к указанным тормозным цилиндрам или произошло заклинивание деталей привода тормозов указанных колес - поршней 31 в

0 цилиндрах 30, тормозных колодок и т д Указанные неисправности устраняют и дополнительно проверяют работу системы на режиме рабочего торможения, плавно нажимая на педаль тормоза 3. При этом все

5 сьетодиоды блока 24 индикации должны выключаться одновременно. Запаздывание выключения одного или нескольких свего- диодов блока 24 указывает на неравномерность в работе тормозных цилиндров 30, что

0 может вызвать юз и занос на скользких покрытиях дорог. Запаздывание в работе выявленных тормозных цилиндров 30 может быть из-за частичного засорения трубопроводов 2, течи уплотнительных манжет 32,

5 повышенного трения поршней 31 в результате образования коррозии в цилиндрах 30 и т.д Выявленные тормозные цилиндры с неисправностями ремонтируют и регулируют на равномерность срабатывания, криге0 рием которого является одновременное выключение всех светодиодов блока 24 индикации при плавном нажатии на педаль тормоза 3. Таким образом, устройство обеспечивает контроль за состоянием тормоз5 ной системы на всех режимах исходного и рабочего торможения, что обеспечивает диагностику неисправностей и их своевременное устранение, а это в целом повышает надежность и эффективность использования тормозной системы на транспорте.

В режиме аварийного торможения, когда в результате отказа тормозной системы педаль тормоза 3 не обеспечивает давление в трубопроводах 2 и имеет увеличенный ход, магнит 4 взаимодействует с герконным датчиком 9 аварийного торможения, контакты которого подключают М2В наанодтиристо- pa2t. при этом герконный датчик 8остается включен. Поэтому одновременно с поочередной коммутацией сигнап высокой частоты по каждому проводу 44 происходит коммутация постоянного тока 1-12 В к спирали 42 нагревательного -элемента. Поскольку в начале аварийного торможения все плунжерные капсулы находятся в сжатом положении под действием пружин 38, то емкостные датчики 28 совместно с индуктивными нагрузками 27 находятся в состоянии резонанса. На входе усилителя 16 при коммутации каждого контура 27 и 28 сответ- ствующего номера тормозного цилиндра колеса присутствует сигнал высокой амплитуды поэтому с выхода элемента 18 поступает высокий уровень напряжения на блоки 23 и 24 и на управляющий электрод тиристора 21. Все светодиоды блока индикации 24 включены и на все спирали 42 поступает полный ток от источника -t 12B, под действием которого быстро выделяется тепло и происходит расширение вещества, заполняющего весь внутренний объем каждой плунжерной капсулы 34. Давление на первую обкладку конденсатора 28 увеличивается и передается через упругий диэлектрик 41 на противоположную стенку плунжерной капсулы 34, которая расширяется преодолевая усилия пружин 38 и пружины тормозных колодок, и перемещает поршни 31 в тормозном цилиндре 30, проводя аварийное торможение транспортного средства. При этом усилие развивается на тормозных колодках тормозов пропорционально усилию сжатия упругого диэлектрика 41, а следовательно пропорционально увеличению емкости конденсатора 28 в каждом тормозном цилиндре. Кроме того, увеличение усилия на тормозных колодках пропорционально увеличению индуктивности спирали 27 за счет выдвижения ферромагнитного стержня 39 из диамагнитного экрана 40. Совокупное увеличение емкости и индуктивности колебательного контура 27 и 28 вызывает уменьшение частоты колебаний контура на величину, пропорциональную давлению тормозных колодок. Таким образом, ао время подключения каждой спирали 27 соответствующего номера тормозного цилиндра колеса, на неинвертирующем входе элемента 18 положительный уровень снижается пропоочиоиально давлению данного тормозного цилиндра. Поэтому на выходе элемента 18 сигнап также понижается, что ведет к постепенному закрыванию тиристора 21 и уменьшению тока

через отдельные спирали 42, в которых выделяется наибольшее количество тепла Это позволяет обеспечить равномерное усилие торможения для всех рабочих тормозных цилиндров 30 на режиме их аварийного ис0 пользования. При достижении усилия торможения, заданного на шкале 20 потенциометром 19 для режима аварийного торможения, сигнал с выхода элемента 18 не поступает, поэтому на отдельные спира5 ли 42 нагревательных элементов тормозных цилиндров 30, которые достигли заданного тормозного усилия, ток через тиристор 21 не подается, а на блоке индикации 24 указанный момент сопровождается выключением

0 соответствующего светодиода Одновременное выключение всехсветодиодов блока 24 индикации указ вает на исправность системы торможения и одинаковую интенсивность торможения осех колес

5 Запаздывание выключения одного или нескольких светодиодов блока 24 указывает на неравномерность п работе тормозных цилиндров 30 при режиме аварийною торможения, что может вызвать юз и занос на

0 скользких покрытиях дорог Выявленные тормозные цилиндры с неисправностями при контрольных торможениях в аварийном режиме своевременно регулируют или ремонтируют, а при реальных аварийных тор5 можениях выявленные блоком 24 неравномерности торможения оперативно устраняются водителем путем изменения величины порога на шкале 20 потенциометра 19 и применением прерывистого нажатия

0 на педаль тормоза 3, что устраняет блокировку колес их юз и занос на дорогах со скользким покрытием.

Таким образом, уст ройство обеспечивает контроль за состоянием тормозной сис5 темы на всех режимах1 исходного, рабочего и аварийного торможения, что обеспечивает диагностику неисправностей и их своевременное устранение, позволяет контролировать интенсивность торможения

0 до заданных величин и равномерность торможения всех колес, а это в целом повышает надежность на транспорте Кроме того использование только одного проводника для подачи информационных и исполнительных

5 сигналов к каждому тормозному цилиндру, а также расположение испс лнтельных органов цилиндров аварийного торможения внутри цилиндров рабочею торможения значительно повышает защищенность гор- мознои системы от влияния атмос 1 ррных и

механических воздействий, что дополнительно повышает надежность устройства и тормозной системы.

Формула изобретения Тормозная система транспортного средства, содержащая источник давления, связанный соединительными трубопроводами с тормозными цилиндрами рабочего торможения, тормозные колодки, цилиндры аварийного торможения, кинематически связанные с тормозными колодками и заполненные веществом с большим коэффициентом температурного объемного расширения, и оборудованные электрическими нагревательными элементами, которые подключены через устройство управления с логическим блоком к источнику тока, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности, система снабжена блоком индикации для контроля состояния тормозной системы и режимами интенсивности торможения колес транспортного средства, который состоит по меньшей мере из четырех светодиодов, подключенных к выходам логического блока, состоящего по меньшей мере из четырех схем И, первые входы которых соединены с выходом регулируемого порогового элемента, вторые входы подключены соответственно к вторым выходам кольцевого по меньшей мере четырехканальиого коммутатора, перпые выходы которого подключены соответственно к электрическим нагревательным элементам цилиндров аварийного торможения, которые установлены внутри тормозных цилиндров рабочего торможения и снабжены емкостными датчиками даоления тормозных колодок, подключенными параллельно к нагревательным элементам, причем первые входы кольцевого коммутатора подключены к выходу генератора высокой частоты, к входу усилителя и к выходу

тиристора, РХОД которого подключен чере датчик аварийного торможения к источнику тока, а управляющий электрод - к выходу регулируемого порогового элемента усилил торможения, вход которого через детектор

подключен к выходу усилителя, вторые входы кольцевого коммутатора подключены через делитель напряжения к источнику тока, который через датчик начала торможения подключен к цепям питания генератора высокой частоты, усилителя, порогового элемента и коммутатора, переключающий вход которого подключен через формирователь импульсов и делитель частоты к выходу генератора высокой частоты.

Использование: применяется в транспортном машиностроении, например в тормозных системах транспортных средств. Сущность изобретения: тормозная система содержит источник давления, связанный с цилиндрами рабочего торможения, тормозные колодки, цилиндры аварийного торможения, связанные с тормозными колодками и заполненные веществом с большим коэффициентом температурного объемного расширения и оборудованные электрическими нагревательными элементами, которые подключены через устройство управления с логическим блоком к источнику тока, блок индикации для контроля состояния тормозной системы и за режимами интенсивности торможений всех колес транспортного средства и состоящий по меньшей мере из четырех светодиодов. подключенных к выходам логического блока, который состоит по меньшей мере из четырех схем И, входы которых соединены с пброговым элементом и выходом по меньшей мере четырехканаль- ного коммутатора с соответствующим подключением его выходов к элементам аварийного торможения с датчиками давления, входы коммутатора подкпючены к генератору высоко.й частоты, усилителю и тиристору, источнику тока. 2 ил. сл С

2В/

ЪВЬ

, 4

о+12В

Фаг.1

34 г

44

Фиг. 2