Тормозная система транспортного средства Советский патент 1981 года по МПК B60T13/14 

(54) ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

I

Изобретение относится к системам торможения транспортных средств, например городских автобусов, содержащих в силовой установке рекуператоры энергии, которые предназначены для накопления энергии торможения и возврата этой энергии в энергетическую систему машины.

Известна тормозная система транспортного средства, содержащая рекуператор энергии торможения, состоящий из пневмогидравлического аккумулятора, гидравлически соединенного через золотник управления, механически связанный с тормозной педалью, с обратимой нерегулируемой гидравлической м ашиной, механически связанной с трансмиссией транспортного средства, и с гидробаком 1.

Однако данная система не обладает достаточной надежностью из-за резкого начального торможения. Уменьшение величины замедления за счет регулирования рабочего отдела гидромашины нерационально по той причине, что при этом резко уменьшается расход рабочей жидкости, поступающей в аккумулятор, и замедляется процесс зарядки аккумулятора.

Цель изобретения - повышение надежности системы путем обеспечения возможности плавного торможения в условиях многократных торможений, а также обеспечение максимальной скорости зарядки пневмогидравлических аккумуляторов.

Указанная цель достигается тем, что система снабжена двумя электромагнитными клапанами перекрытия, четырьмя управляющими контактными выключателями, датчиком движения транспортного средства, уста10новленным на трансмиссии транспортного средства, электромагнитным реле, электрически соединенным с упомянутым датчиком, дополнительным пневмогидравлическим аккумулятором со штоком контроля степени заполнения рабочей камеры жидкостью и

15 золотниковым устройством управления раздельной и совместной работой аккумуляторов, установленным в гидролиниях, соединяющих пневмогидравлические аккумуляторы с золотником управления, и содержащим два плунжера, образующих с корпусом две

20 торцовые полости и жестко связанных между собой посредством штока, шарнирно связанного с тормозной педалью, причем упомянутые электромагнитные клапаны перекрытия установлены в гидролиниях, соединяющих дополнительный пневмогидравлический аккумулятор с золотниковым устройством управления раздельной и совместной работой аккумуляторов и с гидробаком, а четыре упомянутых управляющих контактных выключателя включены в электрическую цепь параллельно и кинематически связаны с тормозной педалью золотником управления, штоком контроля степени заполнения рабочей камеры дополнительного пневмогидравлического аккумулятора рабочей жидкостью и электромагнитом реле.

Кроме того, каждая из двух упомянутых торцовых полостей золотникового устройства соединена с гидролиниями обоих пневмогидравлических аккумуляторов, а шток золотникового устройства установлен с воз.можностью ограниченного осевого перемещения относительно плунжеров.

На фиг. 1 показана общая схема устройства; на фиг. 2 - среднее положение золотника, соответствующее работе гидромащины в холостом режиме; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - положение золотника при торможении транспортного средства; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 7 - положение золотника в период разгона транспортного средства; на фиг. 8 - разрез Г-Г на фиг. 7; (на фиг. 2, 5 и 7 показаны каналы внутри золотника, трубопроводы, подводящие рабочую жидкость к золотнику и отводящие его от золотника, и направления потоков рабочей жидкости (стрелками); на фиг. 9-12 - разрезы золотникового устройства управления раздельной и совместной работой аккумуляторов; на фиг. 9 - положение плунжеров, соответствующее периоду разгона транспортного средства (педаль тормоза при этом отпущена); на фиг. 10 - то же, в следующий период торможения (рабочая жидкость подается одновременно в дополнительный и основной аккумуляторы); на фиг. 12 - то же в период интенсивного торможения (рабочая жидкость поступает только в основной аккумулятор). На фиг. 9-12 также показаны трубопроводы для подвода и отвода рабочей жидкости (стрелками).

Двигатель 1 соединен с коробкой 2 перемены передач посредством муфты 3. Коробка 2 перемены передач содержит набор шестерен, с помощью которых приводятся в движение карданный вал 4 и ведущие колеса 5, причем щестерни 6 и 7 постоянно зацепляются друг с другом, и, следовательно, ведущие колеса 5 постоянно приводят в движение шестерню 6, если они вращаются. Вал 8, жестко связанный с шестерней 6, соединен с ротором 9 датчика движения транспортного средства (выполненного, например, в виде электрогенератора), а последний электрически (проводами 10) связан с электромагнитным реле 11. Срабатывание

реле 11 и, следовательно, замыкание контактов 12 возможно только при поступлении тока от датчика 9.

Коробка 2 передач содержит также механизм (набор шестерен) привода нерегулируемой гидромащины 13, связанной с валом 14 коробки 2 передач. Посредством рукоятки 15 гидромащина 13 механически соединяется или отключается от трансмиссии транспортного средства, обеспечивающей передачу мощности от двигателя 1 к ведущим колесам 5. Рукоятка 16 предназначена для переключения передач в коробке 2. При нейтральном положении щестерен передач в коробке 2 возможно обеспечение связи между щестерней 7 и валом 14 гидромащины 13 с тем, чтобы разгон и торможение транспортного средства обеспечивались посредством гидромащины 13, входящей в рекуперативную систему транспортного средства.

Рекуператор энергии торможения, помимо гидромащины 13, содержит пневмогидравд лические аккумуляторы 17 и 18, в которые входят разделительные порщни 19 и 20 и жидкостные камеры 21 и 22, золотник 23, контролирующий работу гидромашины 13, золотниковое устройство 24 управления раздельной и совместной работой аккумуляторов 17 и 18 и гидробак 25 с рабочей жидкостью. Трубопроводы 26 и 27, на которых установлены обратные клапаны 28 и 29, соединяют гидромащину 13 и золотник 23. Золотник 23 и золотниковое устройство 24 связаны трубопроводом 30, а жидкостные

0 камеры 21 и 22 соединены с золотниковым устройством 24 соответственно трубопроводами 31 и 32. Трубопровод 33 соединяет золотник 23 и гидробак 25.

Для слива избытка рабочей жидкости после наполнения аккумуляторов 17 и 18 имеется трубопровод 34, на котором установлен регулируемый обратный клапан 35. В радиаторе 36 рабочая жидкость охлаждается, а трубопровод 37, соединяющий радиатор 36 и гидробак 25, обеспечивает слив ра0 бочей жидкости в гидробак 25.

Посредством трубопровода 38 жидкостная камера 22 аккумулятора 18 соединена с гидробаком 25.

На трубопроводах 32 и 38 установлены 5 клапаны 39 и 40 перекрытия, поршни которых подпружинены и своими штоками соединены с сердечниками управляющих электромагнитов 41 и 42. Когда обмотки электромагнитов 41 и 42 обесточены, пружины поджимают поршень клапана 39 налево, а 0 клапана 40 - вниз, таким образом, перекрывая трубопровод 38 и открывая проход рабочей жидкости через трубопровод 32. Золотник 23 связан штоком 43, оканчивающимся вилкой, с тормозной педалью 44, а тягой 45 - с сердечником электромагнита 46, который управляется от педали акселератора (не показана), причем пружина сжатия 47 отжимает золотник 23 налево после отключения электромагнита 46.

Тормозная педаль 44 связана также посредством штока 48 (вилка штока 48 связана с пальцем на педали 44) с плунжерами 49 и 50 золотникового устройства 24, которые жестко между собой соединены. С левой стороны конец штока 48 выполнен в виде бурта, расположенного в полости плунжера 50 и обеспечиваюшего перемешение плунжеров 49 и 50 налево (когда бурт упирается в дно полости) и направо (когда бурт цепляет за выступы на плунжере) вместе с тормозной педалью 44. Последняя за счет пружины 51 растяжения стремится занять исходное положение.

Провода 52 и 53 образуют электрическую цепь, которая соединяет параллельно электромагниты 41 и 42. Источник питания (не показан) подключается к клеммам 54 и 55. Электрическая цепь содержит четыре контактных выключателя 12, 56, 57 и 58. Размыкание контактов любого из четырех выключателей обесточивает электромагниты 41 и 42.

Контакт выключателя 56 связан с тормозной педалью 44 и отключает ток при нажатии на нее. Подвижный (скользяший) контакт выключателя 57 связан с тягой 45 и размыкает цепь при срабатывании электромагнита 46, т.е. в процессе разгона транспортного средства (золотник 23 и тяга 45 перемещаются при этом направо).

Один из контактов выключателя 58 связан со штоком 59, который установлен в аккумуляторе 18 и под действием пружины 60 стремится занять крайнее верхнее положение (при этом контакты выключателя 58 соединены). Поршень 20, находясь в крайнем нижнем положении (когда рабочая жидкость в жидкостной камере 22 отсутствует), давит на шток 59 и размыкает контакты выключателя 58.

В среднем положении золотника 23 соединены трубопроводы 26 и и 30.

В левом крайнем положении золотника 23 соединены трубопроводы 26 и 33, 27 и 30.

В правом крайнем положении золотника 23 соединены трубопроводы 26 и 30, 27 и 33.

Для обеспечения работоспособности золотникового устройства 24 дополнительными каналами 61-63 рабочие полости под плунжерами 49 и 50 соединены соответственно с трубопроводами 30-32.

В крайнем правом положении плунжеров 49 и 50 соединены между собой трубопроводы 30-32.

При некотором перемешении плунжеров 49 и 50 налево прекрашается связь трубопроводов 30 и 31, при этом соединены трубопроводы 30 и 32.

Дальнейшее перемешение плунжеров 49 и 50 налево обеспечивает соединение трубопроводов 30-32.

В крайнем левом положении плунжеров 49 и 50 соединены между собой трубопроводы 30 и 31, а связь трубопроводов 30 и 32 прекращена.

Пружина 64 предназначена для амортизации блока плунжеров 49 и 50 при их резком перемешении направо.

Устройство работает следующим образом.

Когда транспортное средство неподвижно,

датчик 9 не вырабатывает ток, контакты выключателя 12 разъединены и, следовательно, электрическая цепь электромагнитов 41 и 42 обесточена. В этом случае поршень клапана 39 расположен слева и трубопровод 32 открыт, а поршень клапана 40 перекрывает

трубопровод 38. Этому же состоянию системы соответствует положение плунжеров 49 и 50 на фиг. 9 и положение золотника 23 на фиг. 2. Каналы золотника 23 в этом положении соединяют трубопроводы 26 и 27, что соответствует режиму холостого хода гидpoмaцJины 13 (рабочая жидкость может поступать в трубопровод 27 и возвращаться по трубопроводу 26, двигаясь по замкнутому кругу). В описанном состоянии система готова к разгону транспортного средства. В начале разгона гидромашина. 13 с по0мощью рукоятки 15 присоединяется к трансмиссии транспортного средства, ток подается в электромагнит 46, который посредством тяги 45 перемешает золотник 25 направо, преодолевая сопротивление пружины 47. Золотник 23 занимает положение, показан5ное на фиг. 7, его каналы соединяют трубопроводы 26 и 30, 27 и 33. В остальном состояние системы то же, как описано выше для момента неподвижности транспортного средства.

Рабочая жидкость под давлением пос0тупает из жидкостных камер 21 и 22 в трубопроводы 31 и 32, затем - в трубопровод 30, из которого попадает в трубопровод 26 и в гидромашину 13, а затем из последней отводится в трубопроводы 27 и 33 и сливается в гидробак 25.

5

Когда совершилось движение транспортного средства, но разгон посредством рекуператора продолжается, возникает ток в датчике 9. В результате срабатывает электромагнит реле II и замыкаются контакты 12,

но электрическая цепь электромагнитов 41 и 42 обесточена, так как разомкнуты контакты выключателя 57 (подвижный контакт вместе с тягой 45 передвинулся направо). По завершении разгона с использованием энергии аккумуляторов 17 и 18 поршни 19

5 и 20 занимают крайнее нижнее положение (так как обеспечивается полный расход рабочей жидкости из аккумуляторов 17 и 18), при этом поршень 20 нажимает на шток 59 и разъединяет контакты выключателя 58. Когда разгон рекуператором закончен, золотник 23 возврашается в среднее положение и электрическая цепь электромагнитов 41 и 42 остается обесточенной несмотря на то, что контакты 57 соединяются, так как разъединены контакты 58. В этом случае гидромашина 13 работает в холостом режи5ме, а движение транспортного средства обеспечивается за счет основного двигателя. Торможение транспортного средства может соверщаться в режиме частичного торможения, когда транспортное средство по окончании торможения сохраняет движение, и режиме полного торможения до остановки.

В начальный момент торможения нажимается педаль 44, что освобождает тягу 43 и обеспечивает перемещение золотника 23 налево. Одновременно посредством штока 48 налево перемещаются плунжеры 49 и 50 в положение, показанное на фиг. 10. Начинается торможение, в процессе которого рабочая жидкость засасывается в трубопровод 33, через канал золотника 23 поступает в трубопровод 26 и далее в гидромащину 13. Из последней рабочая жидкость под давлением подается в трубопровод 27 и через канал золотника 23 в трубопровод 30, затем в трубопровод 32 и в жидкостную камеру 22. Таким образом наполняется аккумулятор 18, порщень 20 перемещается вверх, освобождает щток 59, который также под действием пружины 60 перемещается вверх, замыкаются контакты 58. Однако электрическая цепь электромагнитов 41 и 42 обесточена, так как педаль 44 размыкает контакты выключателя 56. Торможение начинается плавно, так как начальное давление в аккумуляторе 18 мало, и постепенно интенсифицир)ется по мере повыщения давления в газовой камере аккумулятора 18.

В процессе дальнейшего торможения возможны два варианта. Первый состоит в том, что водитель, нажимая педаль 44, переводит плунжеры 49 и 50 в положение, показанное на фиг. 1 1, тогда масло из трубопровода 30 поступает одновременно в оба аккумулятора 17 и 18, причем торможение становится значительно более интенсивным, чем в описанный начальный момент. Во втором варианте водитель далее не нажимает на педаль 44, но возрастающее давление в аккумуляторе 18 становится большим, чем в аккумуляторе 17. Тогда под действием давления рабочей жидкости, поступающей в канал 63, плунжеры 49 и 50 перемещаются налево, пока не выравняются давления в каналах 63 и 62. Шток 64 не препятствует такому перемещению плунжеров 49 и 50. Таким образом автоматически включаются в торможение оба аккумулятора, что способствует своевременной зарядке основного аккумулятора 17 и исключает бесполезную потерю рабочей жидкости, находящейся под давлением.

Наиболее интенсивное торможение обеспечивается в случае полного хода педали 44, когда плунжеры 49 и 50 занимают крайнее левое положение. В этом случае рабочая жидкость из трубопровода 30 поступает только в основной аккумулятор 17, в котором велико начальное давление.

В процессе торможения жидкостные камеры 21 и 22 максимально наполняются рабочей жидкостью и это контролируется регулировочным клапаном 35 по максимально допустимому давлению в гидросистеме. При превышении максимального давления срабатывает клапан 35, и рабочая жидкость из гидромашины 13 через клапан 35 поступает в радиатор 36, где она охлаждается, и в трубопровод 37, а затем сбрасывается в гидробак 25. По заверщении торможения педаль 4 приводится в исходное положение, золотник 23 устанавливается в положение, показанное на фиг. 2.

Если произведено частичное торможение, т.е. транспортное средство продолжает двигаться, то, отпуская педаль 44 и тем самым замыкая контакты выключателя 56, обеспечивается подача тока в электрическую цепь

электромагнитов 41 и 42, так как подается ток от датчика 9 в реле 11, и контакты 12 замкнуты (в этом случае оказываются замкнутыми контакты всех выключателей 12, 56, 57, 58). Срабатывают электромагниты 41 и 42, в результате чего порщень клапана 39

перемещается направо, перекрывая трубопровод 32, а порщень клапана 40 перемещается вверх, открывая трубопровод 38. Рабочая жидкость из жидкостной камеры 22 по трубопроводам 32 и 38 сливается в гидробак 25, а порщень 20, перемещается вниз,

0 размыкает контакты 58, обеспечивая цепь электромагнитов 41 и 42, поршни клапанов 39 и 40 под действием своих пружин возвращаются в исходное положение. Таким образом, давление в дополнительном аккумуляторе 18 понижается до начального, и система подготовлена к следующему плавному торможению.

Если, произведено полное торможение и транспортное средство остановлено, то разомкнуты контакты 11, так как ток от датчика 9 не поступает в реле 11. В этом случае вся рабочая жидкость, накопленная в аккумуляторах 17 и 18, сохраняется и используется для разгона.

Таким образом, использование тормозной системы транспортного средства приводит к возможности получения плавного торможения при любом количестве торможений между остановками без применения регулируемой по рабочему объему гидромащины. В результате выполнения тормозной системы транспортного средства достигается следующий эффект.

0На любых режимах движения транспортного средства обеспечивается его плавное торможение (с малым начальным замедлением). Как следствие, уменьшаются динамические нагрузки в приводе и повышается его надежность, а также повышается уро5 вень комфорта пассажиров.

Зарядка пневмогидравлических аккумуляторов совершается с максимально высокой скоростью, что повышает эффективность рекуперативной системы.

Обеспечено быстродействие в переходе на режим высокоинтенсивного торможения посредством рекуперативной системы, что уменьшает износ основных тормозов и приводит к повышению экономической эффективности применения предлагаемой системы.

Управление предлагаемой тормозной системы автоматизировано и не вызывает дополнительной утомляемости водителя.

Формула изобретения

обоих пневмогидравлических аккумуляторов, а шток золотникового устройства установлен с возможностью ограниченного осевого перемещения относительно цлунжеров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции № 2139569, кл. F 16 Н, 1978 (прототип).

/1-/

6 30

Фи2.5

27

Pui.l

Ь-Ь

6-5

ui.S

Фи7..5

Г-Г

hJ/

.62

-nl

61

n

Фит.П

8

6tf

W

JL SD

X