Гидравлическая тормозная система транспортного средства Советский патент 1977 года по МПК B60T8/06 

1

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

Известна гидравлическая тормозная система транспортных средств, содержащая главный тормозной цилиндр, модуляторы давления, связанные с главным тормозным цилиндром и колесными тормозами, и управляюндне клапаны I.

Наиболее близким техническим решением является тормозная система тра}1спортного средства, содержагцая главный тормозной цилиндр, регулируюи,ий давление тормозной жидкости, модуляторы давления, каждый из которых снабжен подвижной перегородкой и камерой, нодсоединенной своим входом к главному тормозному цилиндру и выходом - к колесным тормозам, а также нодвижным норшневым узлом, размещенным в выточке модулятора, сообщаюндейся с камерой, управляющие клапаны, регулирующие подвод жидкости к модуляторам для приведения в действие поршневого узла, и датчики скорости, размещенные возле колес, оборудованных тормозами 2.

Одним из важнейших качеств тормозных систем современных транспортных средств является скорость нх срабатывания при сохране2

НИИ маскимально возмол-сной в данных условнях эффективности торможення транспортного средства.

Улучшение этого качества обеспечивает повышение безопасности движения транспортного средства.

С целью увеличения быстродействия в предлагаемой системе главный тормозной цилиндр иодсоединен непосредственно к одной стороне

подБпжной перегородки модулятора, взаимодействующей с норшневым узлом, а к другой стороне подвижной перегородки - через управляющий клапан, закрытый в нормальном положении и выравнивающий давление по

подвижной иерегородке при своем открытии но сигналу датчика скорости.

Кроме того, в модуляторе со стороны подключения к главному тормозному цилиндру

установлен подвижный элемент, подпружиненный в направлении подвижной перегородки, при этом полость модулятора, соединенная с главным тормозным цил1)ндром, расположена между подвижной перегородкой и подвижным

элементом; подвпжный элемент выполнен в виде поршня, установленного в выточке иодвнжной перегородки; подвижная перегородка может быть выполиена в виде мембраны или

поршня; площади противоположных стороп подвижной перегородки различны.

На фиг. 1 показана предлагаемая гидравлическая тормозная система; па фиг. 2 - модификация схемы тормозной системы по фиг. 1; на фиг. 3 - управляющий клапан, продольный разрез; на фиг. 4 - модулятор давления, продольный разрез; на фиг. 5 - модулятор давления, снабженный двумя подвижными поршневыми узлами, расположенными параллельно и приводимыми в действие одной подвижной перегородкой (продольный разрез); на фиг. 6 - график зависимости тормозного давления от времени.

Гидравлическая тормозная система содержит сдвоенный главный цилиндр 1, управляемый педалью и имеющий две рабочие полости 2 и 3. Полость 2 соединена трубопроводами 4 и 5 с колесными тормозными цилиндрами 6 задних колес транспортного средства и трубопроводами 7 и 8 - со вспомогательным и колесными тормозными цилиндрами 9. Полость 3 соединена трубопроводами 10 и 11 с основными колесными тормозными цилиндрами 12 передних колес транспортного средства.

При включении тормозов замедление вращения каждого переднего колеса регистрируется датчиком 13, а замедление вращения каждого заднего колеса - датчиком 14.

Когда замедление одного или более колес превышает заранее заданную величину, то выходной сигнал неременного тока датчика 13 или 14 на соответствующем колесе подается на электронные средства управления, которые превращают сигнал переменного тока в выходной сигнал постоянного тока. Выходной сигнал из каждого датчика 13 иодается в отдельный электронный блок 15 управления, а сигналы датчика 14 - на общий блок 16 управления.

Система содержит контур подачи жидкости под давлением, состоящий из бака 17 для подачи жидкости к насосу 18 с приводом от электромотора.

Насос 18 подает жидкость иод давлением в гидроаккумулятор 19, откуда жидкость иод давлением подается к двум управляющим клапанам 20, а затем возвращается в бак 17. Одновременно жидкость под давлением из гидроаккумулятора 19 иодается к третьему управляющему клапану 21, а затем возвращается в бак 17.

Каждый управляющий клаиан 20 может регулировать подачу жидкости в модулятор 22 давления для изменения тормозного усиления в одном из передних тормозов транспортного средства по выходному сигналу постоянного тока, получаемому от электронного блока 15, с которым он соединен. Выходные сигналы от каждого блока 15 зависят от замедления вращения тока переднего колеса при торможении, с которым блок 15 связан.

Клапан 21 регулировать подачу жидкости в модулятор 23 давления, обеспечивая изменение величины тормозного усилия, прикладываемого к задним колесам транспортного средства в зависимости от выходного сигнала постоянного тока, получаемого от блока

16.Выходные сигналы блока 16 зависят от замедления вращения при торможении задних

колес транспортного устройства.

Обратный клапан 24 расположен у выходной стороны насоса 18 для того, чтобы в системе не имела места потеря давления, которое поддерлшвается насосом на заданном уровне. Перепускной клапан 25 установлен в линни между насосом 18 и клапаном 24 для защиты системы от избыточиого давления. Излишек жидкости возвращается в бак 17 через

трубопровод 26.

Насос 18 приводится во вращение от электрического аккумулятора 27 транспортного средства, а гидроаккумулятор 19 имеет переключатель 28, контакты которого разомкиуты,

когда в системе поддерживается установленное давление. При падении давлення контакты переключателя 28 замыкаются, включается реле 29, и насос 18 начинает работать до тех нор, нока в системе установится нормальное рабочее давление. После этого насос 18 отключается с помощью контактов переключателя 28, которые размыкаются автоматически. В конструкции, нредставленной на фиг. 2

отсутствует гидроаккумулятор 19, к насосу 18 жидкость поступает непосредственно из бака

17.Насос 18 с электроприводом снабжен двумя выходнымн трубопроводами 30 и 31. По трубопрводу 30 л идкость под давлением нодается к клапану 21. Когда последний открыт, жидкость возвращается из клаиана 21 в бак 17 ио трубопроводу 32. Аналогично насос 18 подает жидкость под давлением по трубопроводу 31 к клапанам 20, которые соединены последовательно с трубопроводом 33. Когда клапаны 20 открыты, жидкость возвращается из клапанов 20 в бак 17 по трубонроводу 34.

Каждый клапан 20 и 21 имеет конструкцию, представленнзао на фиг. 3. Корпус 35 имеет

стуненчатую цилиндрическую сквозную расточку 36, разделенную внутренним нояском 37 с центральным отверстием 38. Камера 39 между одной боковой новерхностью нояска 37 и левым торцом корпуса соединена носредством радиального отверстия 40 и возвратного трубопровода с баком 17. Противоположная боковая поверхность нояска 37 служит упором для чашеобразной втулки 41, которая в своей донной части имеет центральное отверетие 42. Втулка 41 нрижимается к иояску 37 иробкой 43, завинчиваемой со стороны больщего диаметра расточки 36. Дистанционное кольцо 44, имеющее центральное отверстие 45 необходимого диаметра, зажато между втулкой 41 и кольцом 46, которое с другой стороны соприкасается с пробкой 43.

Кольцо 46 имеет центральное отверстие 47, диаметр которого почти равен диаметру отверстия 42 и сообщается с осевым отверстием

48, связанным с гидравлическим контуром наcoca 18. В отверстии кольца 44 помещается шарик 49, KOTOpbifi всетда иаходится в одиом из двух гнезд, расположеиных на одной осн, проходящей через центры отверстий 42 и 47, не ироиуская жидкость через соответствующее отверстие. Отверстие 45 соединено с модулятором 22 давления или 23 через радиальное сверлеиие 50 в кольце 44 и радиальное отверстие 51 в цилиидрической стенке корнуса 35. В нормальном положенни клапаиа 20 или

21шарик 49 прижимается к гнезду вокруг отверстия 47, перекрывая сообщеиие между трубоироводом высокого давления и модулятором

22или 23 с помощью штока 52, расположенного в камере 39 и проходящего через отверстие 42. Шток 52 перемещается в этом нанравлении под действием предварительно сжатой пружииы 53, одним концом упнрающейся в упорную пластииу 54, а другим концом - в корпус 55 соленоида 56, прнводпмого в действие сигналом постоянного тока, подаваемым одним из электронных блоков 15 или 16.

Когда замедление вращения одного нз тормозных колес нри торможении превысит определенную заранее установленную величину, соленоид 56 модулятора 22 или 23 ириводится в действие сигиалом иостоянного тока блока 15 или 16 и шток 52 неремещается влево, преодолевая силу иружины 53. Жидкость под давленнелг действует на шарик 49 и ирил имает его к гнезду вокруг отверстия 42, нрекрывая тем самым сообшение с баком 17 через отверстие 40. Одновременно с этим жидкость иод давлением иодается в соответствующий модулятор 22 или 23, который работает онисываемым ниже образом.

Когда замедление вращеиия колеса при торможении уменьшается до значения, но крайией мере равного заранее установленному значению, соленоид 56 обесточивается н пружина 53 неремещает шток 52, который, в свою очередь, прижимает шарик 49 к гиезду вокруг отверстия 47, Жидкость иод давлением, до этого поступавшая в модулятор 22 нлн 23, возврап1ается в бак 17 через отверстие 42, камеру 39, отверстие 40.

Модулятор 23 (см. фиг. 4) состоит нз корпуса 57, в котором имеются три соосных отверстия 58, 59 и 60, переходящих одно в другое с увеличением диаметра. Отверстне 58 с наименьшим диаметром переходит в отверстие 61, в которое ввинчена пробка 62, имеющая осевой входной канал 63 для соединения с трубопроводом 4, идуни1м к тормозам задних колес. Канал 63 иереходнт в отверстие 64 с проточкой 65. в которую входит кольцо 66, имеющее выстуиающий кольцевой фланец 67, который упирается в уступ 68, образованный в месте неренада днаметров между отверстиями 58 и 61, и несколько выстуиает за иределы виутреииего торца иробки 62. Камера 69, образуемая уступом 68 и прилегающим торцом кольца 66 и пробкой G2, соединена с цнлиндрамн 6 задних колес через раднальные отверстия 70 во флаице 67 и канал 71 в стенке корнуса 57.

Ступенчатый порщневой узел содерл нт дифференциальный исполпительный порщень 72, 5 работающий в отверстиях 59 и 60.

Поршень 72 устроен таким образом, что когда торец стуиени 73 поршия 72, имеющей мепьщий диаметр, соприкасается с уступом 74, ступень 75 большего днаметра находнтся

0 на некотором расстоянии от уступа 76, образуя камеру 77, соединенную через наклонный канал 78 с отверстием 51 клапана 21. Чашеобразный иоршень 79, расиолол енный в камере 77, установлен с возможностью переме5 щення но ступени 73 поршня 72. 80 стремится иереместить иоршень 79 по направлению к устуиу 76. Перемещение норшня 79 относнтельно ступенп 73 ограничивается стонорным кольцом 81.

0 Плунжер 82 расноложен и работает в отверстии 58 и выступает в камеру 69, когда ступень 73 поршня 72 упирается в уступ 74. Торец 83 илунл ера 82, удаленный от ступени 73, сонрикасается с внутренним торцом иары кон5 центрнчных клапанных элементов 84 и 85, которые входят в отверстие 64 в пробке 62 через цептральное отверстие 86 в кольце 66. Элемент 85 установлен в отверстии 86 с зазором 87. Выпускное отверстие 88 соединяет отверстие 64 с зазором 87, так что жидкость из цилиндра 1 может постзиать к цилиндру 6 тормозов задннх колес, когда тормоза включены умеренно. Элемент 84 длиннее элемента 85. Каждый элемент 84 н 85 снабжен головкой

5 89 и 90 соответственно на своем нарул ном конце. Внутренние концы элементов 84 и 85 иормально ирижаты к наружному торцу плунжера 82 иод действием концентрнчных нружин 91 и 92, опирающихся на пластину 93 с центральным отверстием, расположенную в конце отверстия 64, удаленном от плунжера 82.

В наружном конце стуненн 75 поршня 72, нмеюшнм больший диаметр, вынолнено глухое отверстие, площадь которого меиьнте илоща5 ди устуна 94 в месте изменения диаметра между стуиенямн 75 н 73 поршня 72.

Поршень 95 расположен в расточке 96 н удержпвается в ней пружтшой 97, которая надета на стакан 98 и опирается задним концом в его фланец, охватывающий часть кориуса 57. К корпусу 57 с помощью кожуха 99 ирикреилена пластина 100.

Порщень 95 нмеет осевой канал 101, связывающий расточку 96 с гндроаккумулятором

5 19 или насосом 18, в результате чего поступающая в расточку жидкость под давленнем стремится переместить иоритеиь 95 в .наиравлении, иротивоположиом действию иружины 97, и с ycнлиe r, меньшим усилия иружнны 97.

0 Элементы 84 нормально открыты при работе тормозов иод действием силы, действующей на норшень 72 н плунл ер 82, которая больше суммарной сплы нружнн 91 и 92 и силы, ирнлагаемой к плунжеру 82 в результа5 те давления жпдкостн из цилиндра 1.

Для нормальной работы системы жидкость под давлением подается из цилиндра 1 к цилиндрам 6, 9, 12.

Когда при торможении замедление вращения одного из задних колес превышает заданную величину, соленоид 56 клапана 21 приводится в действие, в результате чего жидкость под давлением начинает поступать из гидроаккумулятора 19 или насоса 18 в камеру 77. Жидкость действует па уступ 94 между ступенями 73 и 75, перемещая порщень 72 в направлении от устуиа 74. Благодаря усилиям, развиваемым пружинами 91 и 92, и давлению главного цилиндра в отверстии 64 плунжер 82 перемещается влево, что пр водит к увеличению эффективного объема камеры 69, позволяя головке 90 перекрыть поток жидкости через зазор 87 и, впоследствии, перекрыть поток жидкости, проходящий через зазор 87 между элементами 84 и 85. Таким образом,- подача жидкости из цилиндра 1 к колесным цилиндрам тормозов задних колес прекпаитается. После этого дальнейщее перемещение поршня 72 и плунжера 82 в том же направлении служит для дальнейшего увеличения объема камеры 69, а следовательно для уменьшения давления в тормозах задних колес, в результате чего уменьшается торможетпр колес. Во время этого движения поршень 79 первоначально находится в контакте с уступом 76 под действием пружины 80, а затем, по мере дальнейщего продвижения иорипш 72, захватывается и перемещается в том же иаправле П и кольцом 81.

Когда тормол енпе колеса уменьигепо до заранее установленной величины, соленоид 56 вновь приводится в действие и закрывает клапан 21, в результате чего прекращается подача жидкости из гидроа.ккумулятора 19 или иясоса 18 в камеру 77, после чего камера 77 начинает сообщаться через клапан 21 с блоком 17. Вначале жидкость быстро возвращается в бак 17 до тех пор, пока поршень 79 упирается в уступ 76. После этого возврат жидкости происходит менее интепснвпо. поскольку жидкость проходит только через отверстие 102 в поршень- 79. Таким образом, до того момента, когда элементы 84 п 85 откроются последовательно, позволяя опять привести в действие тормоза обычным образом и при первоначальном давлеппи, проходпт некоторое время. Однако прежде чем yno,i5T vтый выще момент повторного приведения в действие тормозов достигиут, тормоза приводятся В действие постепенно прп промежуточном давлении, меиьщем давления в цилиндре 1, так как благодаря постепенному вхождению наружного конца плунжера 82 в камеру 69 уменьшается рабочий объем камеры и сдавливается заключенная в ней жидкость.

Задержка в уменьщении давления я клдепе 77 благодаря наличию отверстия 102 имеет то преимущество, что в этом случае для датчика 14 пмеется определенное время для того, чтобы «уловить, что происходит во время постепенного приведепия в действие тормозов перемеи ением плунжера 89 в камеру 69. В частности, движен е исполнительного порщпя 72 в паправлении, когда элементы 84 и 85 закрываются, происходит быстрее, чем в направлеппи открывания клапанов (см. фиг. 6).

На графике (см. фиг. 6) изображены: линия возрастания давления У в гидравлическом контуре между иллиндром 1 и цилиндрами

6, 9, 12 при нормальном торможении; линпя снижения давлеппя В (регулируется отверстием 42 во втулке 41 клапапа 20. 21, которое действует как жиклер); липия возрастания давления С (регулируется плунжером 82 в

гидравлическом контуре между модулятором 22 и цилиндрами 6, 9 и 12 соответственно).

Возвратно-поступательное двпжепие плунжера 82 может происходить несколько раз, обеспечивая повторное включение тормозов в

зависимости от ускорения или замедления вращения колеса ирежле, чем элементы 84 и 85 вновь открываются. Такое возвратно-поступательное движение плу11жера 82 контролируется движениями исполнптелыюго порщпя 72,

которые, в свою очередь, обуславливаются работой клапана 21. регулируюп.его подачу жпдкости под давлением в камеру 77. Повторное открытие элементов 84 и 85 происходит только тогда, когда тормозящееся колесо соирпкасается с поверхностью, имеющей коэффициспт сгтеплеиия больищй, чем коэффициент спеплепия поверхности, с которой это колесо первоначально соприкасалось и па которой может быть реалпзовап больптий тормозной

момент, соответствуюнхпй большему давленню

жидкости, в контуре между модулятором 23

и цилиидрами 6 в соответствии с положением

плунжера 82.

Открытие элементов 84 и 85 происходит тогда, когда давление, подаваемое в п,илиндр 1, значительно уменьшается.

Модулятор давления, описанный выше со ссылкой на фмг. 4, применил; только тогда, когда давление должно регулироваться в

едииственпом трубопповоде к колеспому тормо.зу или тормозам.

В случае, если тормоза на колесах трансиортного средства соединены крест накрест, т. е. когда в отдельные вспомогательные колесные цилиндры одних и тех же тормозов подается жидкость из отдельных напорных полостей главного цилиндра, как, например, то1)моза псредппх колес (см. фиг. 1 п 2), давлеппе в каждом трубопроводе к осповному п

вспомогательному колесным цилиндрам одного п того же тормоза необходимо регулировать одновременно.

Это может быть достигнуто комбинацией двух модуляторов давления вышеописанного

типа (см. фиг. 4), установленных последовательно. В такой конструкции два плупжера 82 вместе с клапангп:,1-ли элемептами, аналогичными элемента.м 84 п 85, расположены друг за другом, так что каждый плунжер регулируст объем одиой линии сдвоенной тормозной

системы и оба плунжера приводятся в действие одновременно одним поршнем 72.

Предпочтительно однако, чтобы два плупжера 82 располагались в отдельных расточках в корпусе модулятора и унравлялнсь одновременно одним исполнительным поршнем. Такой сдвоенный узел модулятора изображен на фиг. 5.

Каждый плунжер 82 регулирует рабочий объем камеры 69. Каждая из пробок 62 соединена с отдельными цилиндрами 12 и 9. Каналы 71 соединяют камеры 69 с колесными цилнндрамн. Каждое переднее колесо транспортного средства (см. фиг. 5) снабжено модулятором, нричем каждый модулятор контролируется отдельным управляюшпм клапаном 20, обеспечивающим замедление вращения колеса при торможении, регистрируемое датчиком 13, подающим сигнал на блок 15.

Когда включаются тормоза при работе цилиндра 1, цилиндры 12 и 9 управляются подачей жидкости иод давлением через канал 63, отверстие 70 и каналы 71.

Когда замедление вращения одного из передиих колес при торможении превышает заданную величину, управляющий клапан, вызвавший замедление вращеиия этого колеса, подает жидкость иод давлением в камеру 77. Дальнейшая работа происходит в той же последовательности, как описано выше, за исключением того, что оба илунжера 82 работают одновременно, регулируя нодачу жидкости через трубопроводы 8, 11 одновременно.

Преимуществом конструкции, изображенной на фиг. 5, является то, что по сравнению с последовательной конструкцией требуется только половина такта. Более того, нормальное торможение возможно даже в случае выхода из строя одного из плунжеров 82 или связанного с ним гидравлического контура. Таким образом, все усилие, развиваемое поршнем 72, действует на один илз-нжер 82, в результате чего выходное давление, удвоенное по величине, действует в оставшемся соответствующем исправном тормозном контуре.

Один модулятор 23 или каждый сдвоенный модулятор 22 может быть выполнен в виде одного узла с клапаном 21 или 20, которым ои управляется.

В тормозиых системах тормоза передних колес транспортного средства приводятся в действие от отдельных пар цилиндров 9 и 12.

Предпочтительно, чтобы каждая пара колесных цилиидров приводила п действие один тормоз. Когда колесные цилиндры каждой пары равные диаметры, площади поперечного сечения плунжеров 82 равны. Однако, когда колесные цилиндры каждой пары имеют разный диаметр, площади поперечного сечения плунжеров 82 также различны.

Тормозные системы (см. фиг. 1 и 2) плтеют то преимун ество, что во вре.я движения траисиортиого средства энергия иакапл11вается, и накопленная таким образом энергня нспользуется для быстрого закрытия элементов

84 и 85 и для быстрого уменьшения давлення

жидкости, подводимой к цилиндрам 6 и 12.

Схемы (см. фиг. 1 и 2) могут быть модиф1щированы добавлением автоматических

средств, поддерживающих корпус транспортного средства на постоянной высоте над поверхностью земли независимо от нагрузкн тт для регулирования тормозного уснлия, прплагаемого по крайней мере к одним колесам

траисиортиого средства, в соответствии с нагрузкой на транспортное средство, используя жидкость, поступающую из источника высокого давления.

15

Формула н 3 о б 1 е т е н и я

1.Гидравлическая тормозная система транспортного средства, содержащая главный тормозной цилиндр, регулнруюший давленне тормозной жпдкости. мо.дуляторы давления, каждый из которых снабжен подвпжной перегородкой и камерой, подсоединенной своим входом к главному тормозному цилиндру и выходом - к колесным тормозам, а также подвижным поршневым узлом, размещенным в выточке модулятора, сообщающейся с камерой. уиравляюи1,ие клапаны, регулируюи ие подвод жидкости к модуляторам для приведения в действие порищевого узла, и датчики

скорости, размещеиные возле колес, оборудованных тормозами, отличающаяся тем, что. с целью увеличения быстро.действия. главный тормозной цилиндр подсоединен непосредственно к одной стороне подвижной перегородки модулятора, взаимодействующей с поритневым узлом, а к другой стороне подвижной перегородки - через управляющий клапан, закрытый в нормальном положении и выравнивающий давлеиие по подвижной перегородке при своем открытии по сигналу датЧ1и а скорости.

2.Система по п. 1, о т л и ч а ю ид а я с я тем, что в модуляторе со стороны подключения к главному тормозному цилиндру установлен

подвижный элемент, подпружиненный в направлении подвижной перегородки, при этом полость модулятора, соединенная с главным тормозным цилиндром, расположена между подвижиой перегородкой и иодвижным элементом.

3.Система ио и. 2, отличающаяся тем, подвижный элемент выполнен в виде пор1ИИЯ, установленного в выточке подвижной пе 1егородки.

4. Система по п. 1. отличающаяся тем, что подвижиая перегородка выполнена в виде мембраны.

5.Система по п. I, отличающаяся тем, что подвижная перегородка выполнена в виде

иорщня.

6.Система ио и. 5, отличающаяся тем, что плоидади противоположных сторон подпижиой перегородки различны.

Псточиики ииформацип, ирииятые во вннмание при экспертпзе: I. Патент Японии № 49-33314, кл. 54 В 47, 1968г. 2. Патент Франции Л 1597560, кл В 60t 8/00, 1968г. (прототип).

ai

lai

/J

/2

22

2S

-----/г

/j

zmnoa

Pus. 1

Л /

.

да 53 547773

1,1 36 S /5

45 49 7 5

51 JO 67 9 85 85 97 5b 3S SS 75 17 Ш 73