Устройство управления тормозной системой транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B60T13/66 B60T8/14 

том, включенным последовательно с катушкой индуктивности в электрическую цепь траисиортного средства, причем донолнительный реостат установлен на подрессоренной массе, а его подвижный контакт связан с неподрессорениой массой передней оси транспортного средства. Кроме того, устройство может быть снабжено дополнительным контуром электрического управления для задней оси транспортного средства. На чертеже изображено предлагаемое устройство управления тормозной системой транспортного средства с регулятором давления, разрез. Устройство содержит корпус 1 регулятора давления, в котором размещены подвижные элементы - поршни 2 и 3, выполненные из ферромагнитного материала и опираюш,иеся на пружины 4, 5 и 6, катушки индуктивности 7 и 8, каркасы которых выполнены из феромагнитного материала и жестко связаны с корпусом 1, крышки 9 и 10 из неферромагннтного материала, диафрагмы И и 12, установленные между корнусом 1 и крышками 9 и 10. В поршнях 2 и 3 установлены 13 и 14. В крышках 9 и 10 выполнены каналы 15 и 16. нагнетания, сообш,енные с тормозным краном (на чертеже не показан), и каналы Г и 18 управления, сообщенные с тормозными камерами контура передней и задней осей транспортного средства и с каналами 15 и 16 нагнетания посредством впускных клапанов 19 и 20, соединенных тягами 21 и 22 с выпускными клапанами 23 и 24, седла 25 и 26 которых соединены с диафрагмами И и 12. Полость 27 между поршнями 2 и 3 сообщена каналом 28 с тормозным краном. Каналы 17 и 18 сообщены через выпускные клапаны 23 и 24, каналы 29 и 30, полости 31 и 32 и отверстия 33 и 34 с атмосферой, а через отверстия 35 и 36 - с полостями 37 и 38. . Катущки индуктивности 7 и 8 подключены параллельно к электрической цепи 39 с источником тока 40через реостаты 41 и 42 и дополнительные реостаты 43 и 44, включенные последовательно с основными реостатами 41 и 42 и установленные на подрессоренной массе 45, а их подвижные контакты связаны с неподрессоренными массами 46 и 47 передней и задней оси соответственно. Замыкающие контакты выключателя 48, установленного в электрической цепи 39, кинематически связаны с тормозной педалью 49. Устройство управления содержит также акселерометры 50, подпружиненная инерционная масса 51 которого соединена с подвижными контактами реостатов 41 и 42. Катушка индуктивности 8 реостата 42 с подвижным контактом и дополнительный реостат 44 образуют дополнительный кон8875 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 0 тур электрического управления для заднен оси транспортного средства. Устройство работает следующим образом. При нажатии на тормозную педаль 49 открывается тормозной кран и воздух поступает в каналы 15, 16, 28 и в полость 27. Под действием сжатого воздуха поршни 2 и 3, преодолевая сопротивление пружин 5 и 6, перемещаются в разные стороны. -Одновременно с открытием тормозного крана педаль 49 приводит в действие выключатель 48 и обмотки катушек индуктивности 7 и 8 соединяются с источником тока 40, создаБаемое при этом внутри катущек 7 и 8 магнитное поле втягивает поршни 2 и 3. Пружины 13 и 14, установленные в поршнях 2 и 3, перемещаются вместе с поршнями и воздействуют на седла 25 и 26, при этом диафрагмы 11 и 12 прогибаются и седла 25 и 26 перемещаются по направлению к выпускным клапанам 23 и 24, после соприкосновения с которыми перекрывается сообщение каналов 17 и 18 управления через каналы 29 и 30, полости 31 и 32 и отверстия 33 и 34 с атмосферой. Перемещение выпускных клапанов 23 и 24, связанных тягами 21 и 22 с впускными клапанами 19 и 20, приводит к тому, что впускные клапаны 19 н 20 открываются и сжатый воздух из каналов 15 и 16 нагнетания поступает в каналы 17 и 18 управления и далее к тормозным камерам, при этом воздух из каналов 17 и 18 управления через отверстия 35 и 36 поступает также в полости 37 и 38 и воздействует на диафрагмы И и 12. Нарастание давления воздуха в каналах 17 и 18 управления происходит до тех пор, пока суммарная величина силы давления сжатого воздуха на диафрагмы 11 и 12 и силы упругости диафрагм 11 и 12 не достигнет величины усилия, развиваемого пружинами 13 и 14. Как только усилия, действующие по обе стороны диафрагм, уравняются, клапаны 19 и 20 закрываются и давление воздуха в каналах 17 и 18 управления стабилизируется. Соотношение рабочих площадей поршпей 2 и 3 и диафрагм 11 и 12, а также усилий, развиваемых пружинами 4, 5, 6, 13 и 14 и катушками индуктивности 7 и 8, подобраны таким образом, что существует перепад давлений в каналах 15 и 16 нагнетания и в каналах 17 и 18 управления. При этом величина перепада давлений в процессе эксплуатации изменяется в зависимости от загрузки транспортного средства, так как усилие, развиваемое катушками индуктивности 7 и 8, зависит от прогиба передней и задней подвесок, который фиксируется дополнительными реостатами 43 и 44, включенными в электрические цепи катушек индуктивности 7 и 8 псСЕдовательно с реостатами 41 и 42.

Поступление воздуха из каналов 17 и 18 управления к тормозным камерам передней и задней осп вызывает нарастание тормозных моментов на осях тпанспортного средства и его замедление. При этом, вследствие действия сил ииспиии, происходит иереп.спределен1 е нормальных реакций но осям транснортного средства.

Вследствие нарастания силы инерции масса 51 акселерометра 50 вместе с подвижными контактами реостатов 41 и 42 перемещается влево. Перемещение подвижных контактов реостата 41 ц 42 вызывает, соответственно, зменьшение сопротивления электрической цепи катушки индуктивности 7 и увели тение сопротивления электоической цепи катушки индуктивности 8. В результате этого в электрической цепи катущки 7 происходит увеличение силы тока, а следовательно, и увеличение усилия, с которым поршень 2 втягивается в катушку 7. Поршень 2 под действием усилия, развиваемого катушкой 7, преодолевая сопротивление пружины 5, перемещается влево на дополнительную величину и посредством пружины 13 в оздействует на диафрагму И. Диафрагма 11 вместе с седлом 25, ВЫПУСКНЫМ клапаном 23 и тягой 21 перемещается влево и открывает впускной клапан 19, вследствие чего давление воздуха в канале 17 управления увеличивается в зависимости от величины замедления транспортного средства, т. е. перераспределения веса на. переднюю ось. Одновременно в электрической цепи катушки 8 происходит уменьшение силы тока, а следовательно, и уменьшение усилия, с которым поршень 3 втягивается в катушку 8. Кроме того, поршень 3 под действием пружины 6 также переместится влево, так как усилие пружины 4 на поршень 3 уменьшается вследствие того, что поршень 2 переместился влево. В результате этого под действием давления воздуха, находящегося в полости 38, происходит перемешение диафрагмы 12 и седла 26 выпускного клапана 24, при этом выпускной клапан 24 открывается и воздух из канала 18 управления поступает через канал 30, полость 32 и отверстие 34 в атмосферу. Это продолжается до тех пор, пока сила давления сжатого воздуха на диафрагму 12 и сила упругости диафрагмы 12 не достигнут величины, равной усилию, развиваемому пружиной 14. При равенстве указанных усилий выпускной клапан 24 закрывается и давление воздуха в канале 18 управления стабилизируется.

Таким образом, увеличение давления воздуха в канале 17 управления и уменьшение давления воздуха в канале 18 управления происходит в зависимости от величины замедления транспортного средства, т. е. перераспределения веса с задней оси на переднюю. Вследствие этого происходит регулирование давления воздуха (тормозных

сил) по осям транспортного средства в соответствии с величинот изменения замедления, т. е. изменения весовых нагрузок на осях тоатюноттного стзетства. Устройство управления учитывает также статических нагрузок т;- осях в зависимости от загрузки транспортного средства. Это осуществляется тем. что каждому значению величины загрузки

транспортного средства соответствует определенный прогиб передней и задней полвески, а следовательно, определенное положение подрессоренной массы 45 относительно неподрессоренных масс 46 и 47. При этом подвижные контакты дополнительных оеостатов 43 и 44 ппи изменении величины загрузки занимают относительно Реостатов такое положение, при котором сопротивление электрических ттепей катушек ИНДУКтивности 7 и 8, а следовательно, и усилия, с которыми иорщни 2 и 3 втягиваются в катушки 7 и 8, будут соответствовать загоузке транспортного средства. Кроме того, в момент торможения дополнительные реостаты 43 и 44 также учитывают и перераспределение реакции дороги с задней оси на переднюю посредством дополнительного перемещения их подвижиых контактов (реостата 43 вверх, а реостата 44 вниз). В результате этого реостат 43 уменьшает сопротивление электрической цепи катушки индуктивности 7, а реостат 44 увеличив.яет сопротивление электрической цепи катушки иидуктивности 8. Соответственно изменению сопротивления электрических цепей катущек 7 и 8 изменяются усилия, с которыми катушки втягивают поршни 2 и 3. Тем самым учитывается изменение нагрузок на осях транспортного средства при торможении.

При оттормаживании давление воздуха в каналах 15, 16 и 28 нагнетания и полости 27 уменьшается. Одновременно выключатель 48 разъединяет электрическую цепь

39, питающую обмотки катущек ИНДУКТИВНОСТИ 7 и 8. Поршии 2 и 3 под действием пружин 5 и 6 возвращаются в исходное положение, при этом диафрагмы 11 и 12 вместе с седлами 25 и 26 выпускных клапанов

23 и 24 под действием давления воздуха, находящегося в каналах 17 и 18 управления и в полостях 37 и 38, также переместятся в исходное положение, вследствие чего выпускные клапаны 23 и 24 открываются и воздух из каналов 17 и 18 управления через каналы 29 и 30, полости 31 и 32 и отверстия 33 и 34 выходит в атмосферу.

Движение транспортного средства по дороге, имеющей уклон, сопровождается перераспределением нагрузок между осями, которое также учитывается устройством. Ппоисхотит это следующим образом.

При движении транспортного средства на спуске происходит перераспределение нагрузки с задней оси на переднюю, при этом

инерционная масса 51 также смещается от своего первоначального положения (по чертежу влево), причем величина смещения массы 51 зависит от величины угла наклона дороги. Смещение инерционной массы 51 сопровождается перемещением подвижных контактов реостатов 41 и 42, а следовательно, и соответствующим изменением сопротивления электрических цепей катушек индуктивности 7 и 8. Кроме того, при движении транспортного средства на спуске величина перераспределения нагрузки с задней оси на переднюю зависит не только от угла наклона дороги, но и от массы груза и располол ения его центра тяжести относительно передней и задней осей. Последнее обстоятельство вызывает увеличение прогиба передней подвески и уменьшение прогиба задней подвески. Изменение прогибов подвесок вызывает перемещепие подвижных контактов дополнительных реостатов 43 и 44 соответственно вверх и вниз, что вызывает уменьщение сопротивления электрической цепи катушки индуктивности 8. Поэтому в момент начала тормол ення на снуске величина силы тока в электрической цепи катушки 7 будет больше, а в электрической цепи катушки 8 - меньше, чем в момент начала торможения на горизонтальном участке; значит, усилие, с которым катущка 7 втягивает поршень 2, будет также больше, а усилие, с которым катушка 8 втягивает поршень 3, - меньше. В итоге поршень 2 переместится на большую величину, а поршень 3 - на меньшую, в сравнении с величиной перемещения их при торможеиии на горизоитальиом участке. В результате этого при отинаковом перемещении тормозной педали величина усилия, с которым пружина 13 воздействует на диафрагму II, будет больше величины усилия, с которым пружина 13 воздействует на диафрагму 11 на горизонтальном участке дороги, а величина усилия, с которым пружина 14 воздействует на диафрагму 12, будет меньше величины усилия, с которым нружина 14 воздействует на диафрагму 12 на горизонтальном участке дороги при торможении.

Вследствие этого происходит регулирование тормозных сил по осям транспортного средства в соответствии с величиной угла наклона дороги, массой груза и расположения его пентра тяжести относительно осей, т. е. изменения весовых нагрузок на осях транспортного средства.

При движении транспортного средства на подъем происходит перераспределение нагрузки с передней оси на заднюю, при этом инерционная масса 51 также смещается от своего первоначальнрго положения (по чертежу вправо), причем величина смещения массы 51 также зависит от величины угла наклона дороги. Смещение массы 51 сопровождается перемещением подвцщньтх контактов реостатов 41 и 42 вправо, а следовательно, и соответствующим изменением сопротивления электрических цепей катушек индуктивности 7 и 8. Кроме того, при движении транспортного средства на подъеме величипа перераспределения нагрузки с передней оси на заднюю зависит также не только от угла наклона дороги, но и от массы груза и располол ения его центра тяжести. Последнее обстоятельство вызывает уменьшение нрогиба передней подвески и увеличение прогиба задней иодвески. Изменение величины прогибов подвесок вызывает перемещение подвижных контактов дополнительных реостатов 43 и 44 соответственно вниз и вверх, что вызывает увеличение сопротивления электрической цепи катушки индуктивности 7 и уменьшение сопротивления электрической цепи катушки

индуктивности 8. Поэтому в момент начала тормолсения на подъеме величина силы тока в электрической цепи катушки 7 будет меньше, а в электрической цепи катзшки 8 - больше, чем в момент начала торможения на горизонтальном участке; значит, усилие, с которым катушка 7 втягивает поршень 2, будет меньше, а усилие, с которым катушка 8 втягивает поршень 3- больше. В итоге поршень 2 переместится

на меньшую величину, а поршень 3 на большую, в сравнении с величиной неремещения их при торможении на горизонтальном участке. Дальнейший процесс регулирования тормозных сил по осям транспортного средства будет происходить аналогично вышеописанному.

Таким образом, благодаря установке дополнительных реостатов, включенных в электрические цепи катушек индуктивности

последовательно с основными реостатами и кинематически связанных с подрессоренной и ненодрессоренной массами, обеспечивается повышение устойчивости движения транспортного средства при торможении,

как на горизонтальной дороге, так и на наклонной, нутем рационального использования его спепного веса в зависимости от степени загрузки, а также расположения центра тяжести гпуза относительно передней

и задне 1 осей. В конечном итоге повышается безопасность движения транспортного средства.

Ф о р т у л а изобретения

1. Устройство управления тормозиой системой транспортного сретства по авт. св. № 735466, отличающееся тем, что, с целью улучшения управления, оно снабжено дополнительным реостатом, включенным последовательно с катушкой индуктивности в электрическую цепь транспортного средства, причем дополнительный реостат установлен на подрессоренной массе, а его

подвижный контакт связан с, ;1епадрессО ренной массой передней оси транспортного средства. 2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что оно снабжено дополнительным контуром электрического управления для задней оси транспортного средства. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 735466J кл. В 60Т 13/66, 1976.

з; 7J J 7