Гидровакуумный привод тормозов прицепа Советский патент 1993 года по МПК B60T13/38 

Изобретение относится к тормозным системам автотранспортных средств (АТС),

Известны тормозные системы автопоездов с гидравлическим приводом тормозов, включающие в себя гидропривод тягача, приводимый в действие от тормозной педали, связанной с главным тормозным цилиндром через гидровакуумный усилитель тормозов, или непосредственно, а прицеп оснащен автономным источником тормозной энергии, с электроприводом от бортовой сети тягача, электромагнитным управлением подачей рабочей среды в колесные тормозные цилиндры с устройством автоматического затормаживания прицепа, в случае обрыва электрических цепей питания тормозной системы прицепа, например при обрыве или самопроизвольной расцепке сцепного устройства.

Несмотря на выполнение всех требова- ний по безопасности движения, такая система сложна, стоимость ее велика, возникают трудноразрешимые проблемы, связанные с балансом электроэнергии тягача.

Известны также тормозные системы ав- топоездов с гидроприводом тормозов, включающие в себя гидропривод тягача с гидровакуумным усилителем тормозов, при- цеп с гидровакуумным распределителем тормозов, связанный вакуумными магист- ралями с вакуумной полостью гидровакуумного усилителя (ГВУ)тягача, через следящее золотниковое устройство, обеспечивающее связь атмосферной полости гидровакуумного распределителя (ГВР) прицепа с атмос- ферой. Золотниковое устройство может иметь электрический или гидравлический привод от главного тормозного цилиндра тягача.

Следует отметить, что удовлетвори- тельная реализация требований по безопасности движения возможна только при установке золотникового устройства на прицеп с обеспечением электрического управления золотником.

Целью изобретения является упрощение конструкции привода, повышение надежности, эксплуатационной технологичности с обеспечением самозатормаживания прицепа при любых вариантах обрыва магистралей, связывающих прицеп и тягач.

Указанная цель достигается тем, что для реализации управления тормозами прицепа, обеспечения прицепа запасом тормозной энергии используются имеющиеся на тягаче вакуумные цепи, путем введения на прицепе вакуумного ресивера связанного с вакуумной полостью ГВР прицепа, оснащенного уравнительным клапаном, с установкой на этой общей полости клапана

ручного оттормаживания прицепа, и через питающую магистраль эта же полость связана с вакуумной полостью ГВУ тягача, через обратный клапан, установленный перед вакуумной полостью ГВР прицепа.

Атмосферная полость ГВР прицепа через управляющую магистраль, связана с атмосферной полостью ГВУ тягача, или реализуется связь атмосферной полости ГВР прицепа с атмосферной полостью ГВУ тягача одной соединительной магистралью, с подключением к ней вакуумных цепей прицепа через обратный клапан.

Развитие приводом тормозов с автономным источником тормозной энергии на прицепе, имеющим электропривод от системы электрооборудования тягача. В качестве аккумулятора энергии используются сжатый воздух с электропневматическим приводом тормозов прицепа, или гидроаккумулятором соответственно с электрогидравлическим приводом, и электрическими управляющими сигналами, формируемыми электронными блоками от датчика, тем или иным образом реагирующего на воздействие на тормозную педаль тягача. Характерным является применение электрических управляющих сигналов с тягача и отсутствие иных связей с тягачом, кроме электрических. Это ярко выраженная нарастающая тенденция в развитии тормозных систем ав: топоездов такого типа.

Развитие приводов тормозов автопоездов, имеющих прямую гидравлическую или механическую связь гидросистем тормозов тягача с гидросистемой прицепа. Характерной особенностью является отсутствие автономного аккумулятора тормозной энергии на прицепе. Эта традиционная тенденция примерно постоянного уровня, существующая до сих пор.

Развитие приводов тормозов автопоездов, сутью которой является использование в качестве управляющей и питающей вакуумных цепей тягачей, оснащенных гидровакуумными усилителями тормозов, с использованием гидровакуумных распределителей тормозов прицепа, связанных определенным образом с вакуумными ресиверами (аккумуляторами тормозной энергии) на прицепе. Это новая и совершенно неразвитая тенденция конструирования тормозных систем автопоездов. Отечественных решений в этом направлении не обнаружено вообще, но попадаются отдельные решения фирм Великобритании и ФРГ. Это позволяет сделать вывод как о неочевидности решения, так и о его новизне, и новые признаки решения являются существенными отличиями.

На фиг,1 и 2 изображена вакуумная часть гидровакуумного привода тормоза прицепа.

Устройство состоит из гидровакуумного усилителя тормозов 1. связанного трубопроводом 2 через обратный клапан 3, с за- дроссельным пространством карбюратора. Гидровакуумный усилитель 1 имеет механическую или гидравлическую связи с тормозной педалью 4 и гидравлическую связь с гидроприводом тормозов тягача через главный тормозной цилиндр тягача, выполненный в одном блоке с гидровакуумным усилителем тормозов.

Атмосферная полость Б гидровакуумного усилителя 1 через трубопровод 5 соединительную головку 6 связана с атмосферной полостью Б гидровакуумнрго распределителя прицепа 7, представляющего собой емкость, разделенную диафрагмой или поршнем 8с уплотнениями на две полости - вакуумную А и атмосферную Б, причем никаких связей между этими полостями, выполненных в диафрагме или поршне 8 нет.

Со стороны вакуумной полости А подпружиненная диафрагма или поршень 8, через шток 9, связаны с главным тормозным цилиндром прицепа аналогично конструкции общеизвестных гидровакуумных усилителей тягачей. Кроме того, на прицепе, имеется вакуумный ресивер 10, который через трубопровод 11. клапан ручного оттор- маживания 12, связан.с вакуумной полостью А гидровакуумного распределителя 7, и эта же полость через подпружиненный обратный клапан 13, трубопровод 14, соединительную головку 1Ь, связана с вакуумной полостью А ГВУ тягача 1.

Для полного использования запаса вакуума в ресивере 10 и уменьшения времени растормаживания прицепа, в конструкцию ГВР вводится уравнительный клапан 16, чувствительным элементом которого является диафрагма или поршень 17, с возвратной пружиной 18. Диафрагма или поршень 17 через шток с уплотнениями связана с клапанным элементом 19. Трубопровод от полости А ГВУ тягача каналом и трубопроводом 20 связан с пружинной полостью (вакуумной) А уравнительного клапана 16. Полости Б ГВУ прицепа через трубопровод связана с полостью 5 уравнительного клапана 16. Таким образом в решении ярко выражена двухпроводная схема вакуумного управления тормозами прицепа с питающей магистралью (трубопровод 14 с соединительной головкой 15), и управляющей магистралью (трубопровод 5 и соединительная головка 6).

Возможна реализация и однопровод- ной схемы, приведенной на чертеже 2, в состав которой входит ГВУ тягача 1, связанный трубопроводом 2 через обратный клапан Зс задроссельным пространством карбюратора, и имеется гидравлическая или механическая связь с тормозной педалью 4. ГВУ 1 тягача через атмосферную полость Б трубопроводом 5 с соединительной голо-вкой 6 связан с атмосферной полостью Б ГВР 7 и вакуумным ресивером 10 через подпружиненный обратный клапан 13. Емкость вакуумного ресивера 10 через трубопровод 11с клапаном оттормаживания 12 связана

с вакуумной полостью А ГВР 7. Возможно использование в качестве вакуумного ресивера увеличенной вакуумной полости ГВР прицепа при обеих вариантах исполнения схемы. Режим - вакуумирование, привода.

При запуске и работе двигателя тягача в задроссельном пространстве карбюратора создается разрежение, которое, через трубопровод 2, обратный клапан 3, передается в вакуумную полость А ГВУ 1.

Если тормозная педаль 4 находится в положении отторможено, полости А и Б ГВУ между собой связаны через клапанный узел, имеющийся в ГВУ, и клапан которого в положении отторможено открыт, а атмосф.ерный клапан ГВУ при этом закрыт. Происходит вакуумирование обеих полостей. Следует отметить, что это известный принцип работы, применяющихся в настоящее время ГВУ. Наряду с вакуумированием

полостей А и Б ГВУ, через трубопроводы 5 и 14, соединительные головки 15 и 6, подпружиненный обратный клапан 13 производится вакуумирование полостей А и Б гидровакуумного распределителя 7 тормозов. Через полость А ГВР одновременно производится вакуумирование ресивера 10, т.е. осуществляется аккумулирование энер- гии для тормозов прицепа.

Режим4 - торможение. При торможении

водитель нажимает на тормозную педаль 4. В ГВУ тягача, специальным клапанным устройством, производится блокировка полостей А и Б, после чего открывается атмосферный клапан ГВУ и воздух из атмосферы поступает в полость Б ГВУ, причем повышение давления в полости Б находится

в функциональной зависимости от положения тормозной педали тягача, т.е; атмосферный клапан ГВУ обладает следящим

действием. При этом происходит сложение усилия на штоке ГВУ с усилием тормозной педали и.силой, возникающей за счет разности давлений в полостях А и Б. Это усилие передается на поршень главного тормозното цилиндра ГВУ, и он в свою очередь давит

на тормозную жидкость, а это давление передается в колесные тормозные цилиндры, прижимающие тормозные колодки к барабанам или дискам. Таким образом осуществляется процесс торможения тягача. Следует отметить, что это общеизвестный принцип действия ГВУ тягача.

Далее при подаче воздуха в полость ГВУ, этот воздух через трубопровод 5, соединительную головку 6 поступает в полость Б ГВР прицепа. Возникает разность давлений между полостями А и Б, создающая уси- лие, воспринимаемое диафрагмой или поршнем 8. передаваемое через шток 9 на поршень главного тормозного цилиндра ГВР прицепа. Поршень давит на жидкость и это давление передается в колесные тормозные цилиндры, осуществляя таким образом процесс торможения прицепа. Следует отметить, что главный тормозной цилиндр ГВР ничем не отличается от общеизвестных устройств подобного типа.

Режим -prropiзаживание. При отторма- живании водитель отпускает тормозную пе- цаль 4, При этом в ГВУ 1 тягача клапанный узел блокирует связь полости Б с атмосферой м разблокирует связь полостей А и Б ВУ тягача. При этом происходит вакууми- рование полостей А и Б ГВУ тягача и полостей А и Б ГВР прицепа с выравниванием давлений в этих полостях, и под действием возвратных пружин оттормаживание тормозных механизмовтягача и прицепа, через перемещение штоков ГВУ и ГВР в положение оттормржено.

Для ускорения оттормэжквания прицепа в питающей магистрали 14 введен подпружиненный обратный клапан 13, ограничивающий глубину е экуума в ресивере 10 за счет воздействия пружины на клапанный элемент. Этим обеспечивается несколько меньшая глубина вакуума в полости А ГВР 7 и вакуумном ресивере 10 относительно полости А ГВУ тягача, благодаря чему предотвращает эффект замедленного растормаживания прицепа при наличии вакуума в ресивере 10 большей глубины относительно полости А ГВУ тягача.

Для предотвращения эффекта потерь вакуумной энергии, что особенно важно при эксплуатации автопоезда в условиях пониженного атмосферного давления, например в горной местности на большой высоте, в конструкцию гидровакуумного распределителя прицепа введен уравнительный клапан 16, который в процессе торможения принудительно связывает вакуумный ресивер 10, полость А ГВР прицепа 7 и полость А ГВУ тягача 1, выравнивая тем самым давлени во всей вакуумной цепи автопоезда, и подключая sanac вакуума прицепа к вакуумной цепи тягача.

Работает такой ГВР прицепа следующим образом.

При вакуумировании, полости А и Б уравнительного клапана 16 связаны с полостями А и Б ГВУ 1 тягача, давление в них одинаковое, соответственно чувствительный элемент 17 находится в равновесии,

клапанный элемент 19 срабатывает как обратный клапан, связывая в процессе вакуу- ммрования вакуумные цепи тягача и прицепа аналогично описанному выше, обеспечивая необходимый запас вакуума в

ресивере 10 прицепа.

При торможении из-за связи полости Б клапана 16 с полостью Б ГВУ 1 тягача и полостью Б ГВР прицепа 7, в ней повышается давление. Чувствительный элемент

(поршень или диафрагма) смещается и через шток 7 смещает клапанный элемент 19, связывая ресивер 10, полость А ГВР 7, полость А ГВУ 1 и выравнивая в них давление на весь период торможения.

При оттормаживании давление в.полости Б уравнительного клапана 16 снижается одновременно с давлением в полостях Б ГВУ 1 и ГВР 7, но клапанный элемент-19 уравнительного клапана 13 остается открытым до момента полного выравнивая давления в полостях А и Б, выравнивая тем самым. давление в ресивере 10, полости А ГВР 7 и . полости А ГВУ.

Работа однопроводиой схемы аналогична вышеописанному, с той лишь разницей, что в процессе торможения отсутствует связь вакуумных цепей тягача и прицеп;;;, и торможение прицепа осуществляется только запасом вакуума, имеющегося в ресивере 10(см,фиг.2),

При обрыве любой из магистралей, связывающих прицеп и тягач, происходит автоматическое затормаживание прицепа, при любом из этих вариантов исполнения, На.-.

пример: при обрыве питающей магистрали 14 (фиг.1, вариант 1), атмосферный.воздух поступает в разорванную магистраль до обратного клапана 13, который под действием давления запирает запас вакуума в ресивере 10 и общей с ним полости А ГВР прицепа 7, с одной стороны, и с другой, через полость А ГВУ 1, открытый клапан, связывающий полости А и Б ГВУ 1, через управляющую магистраль 5, поступает в полость Б ГВР

5 прицепа 7. За счет разности давлений между полостями А и Б, действующей на диафрагму или поршень 8 ГВР, возникает усилие, передающееся через, шток 8, поршень главноготормозного цилиндра ГВР 7 на тормозную жидкость, и тем самым происходит

автоматическое затормаживание прицепа. Аналогичный процесс происходит при любых обрывах магистралей тягача и прицбпа при всех вариантах исполнения схемы, что особенно важно при возможном обрыве и/ или рассоединении сцепки в процессе буксировки прицепа.

Для растормаживания заторможенного прицепа достаточно связать атмосферу с

полостями А ГВР 7 через оттормаживающий клапан 12.

Технические преимущества устройства. Выполнение требований по самозаторма- живанию прицепа в случае обрыва сцепки и магистралей, связывающих прицеп и тягач.

Простота конструкции, повышенная эксплуатационная технологичность из-за отсутствия гидравлических или электрических разъемов.

Использование: обеспечивает самоза- тормаживание прицепа в случае обрыва или самопроизвольной расцепки сцепного уст3 ройства при любых вариантах обрыва вакуумных магистралей, связывающих прицеп и тягач. Сущность изобретения: привод содержит гидровакуумные усилители (ГВУ), трубопроводы, связывающие полости ГВУ тягача через управляющую и питающую или соединительную вакуумную магистрали, включающие в себя соединительные головки 5, с соответствующими полостями гидровакуумного распределителя 4 тормозов прицепа. Вакуумная полость ГВР 7 прицепа связана трубопроводом с вакуумным ресивером 10, а в трубопроводе 11 установлен клапан оттормэ(живания 12. 2 ил.

Формула изобретения

Гидровакуумный привод тормозов прицепа, содержащий гидровакуумный усилитель, одна из полостей которого подключена к управляющей магистрали, а другая - к вакуумному резервуару и через обратный клапан -к вакуумной магистрали, при этом обратный клапан выполнен в виде корпуса, разделенного перегородкой с отверстием на входную и выходную полости, и размещенного в выходной полости запорного элемента, перекрывающего указанное отверстие, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности, в корпусе обратного клапана выполнена дополнительная перегородка с отверстием, отделяющая от входной полости дополнительную полость, разделенную диафрагмой на две камеры, причем диафрагма кинематически связана посредством поджатого к ней пружиной штока, пропущенного через отверстия перегородок, с запородным

элементом, камера между дополнительной перегородкой и диафрагмой сообщена с выходной полостью, а камера по другую сторону диафрагмы сообщена с управляющей магистралью.