Вариатор торможения по фактическому сцеплению колеса и дороги

 

Использование: механизмы регулирования процесса торможения колес транспортного средства. Сущность изобретения: вариатор содержит регулятор сил торможения с элементом слежения за соразмерным давлением жидкости в колесном тормозном цилиндре в виде конической пружины с переменными размерами диаметра и шага витков. Модулятор гидростатического давления рабочего тела в колесном тормозном цилиндре выполнен п виде блока, разделенного гибкими мембранами на полости различного поперечного сечения и объема. В мембране меньшего диаметра выполнено отверстие для перепускного подпружиненного клапана. Мембрана большего диаметра оперта на широкий виток конической пружины. 3 ил.

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Е 01 С 23/07

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4911323/33 (22) 11.02.91 (46) 07,02.93, Бюл, М 5 (72) Ю.С.Рахубовский, И.И.Кельман, Ю.А,Лакатош и И.Ю. Рахубовская (73) Ю,С.Рахубовский (56) Вишняков Н,Н. и др. Автомобиль, осно-. вы конструкции. М.: Машиностроение, 1986, с,104.

То же, с. 241. (54) ВАРИАТОР ТОРМОЖЕНИЯ ПО ФАКТИЧЕСКОМУ СЦЕПЛЕНИЮ КОЛЕСА И ДОРОГИ (57) Использование; механизмы регулирования процесса торможения колес транспортИзобретение относится к механизмам регулирования процесса торможения колес транспортного средства. преимущественно автомобилей-антиблокираторов, распределителей и уравнителей тормозных сил по осям транспортных средств.

Известна антиблокировочная система тормозов автомобиля. содержащая колесный электромагнитный датчик, электронновычислительное устройство и исполнительный механизм (1).

Недостатком такой системы является дороговизна устройств электронно-вычислительной техники, сложность датчиков, усилителей сигнала, исполнительных механизмов. Многоступенчатость функциональных блоков системы снижает ее надежность и безотказность. Кроме того, получаемая ин. формация об угловом ускорении колес не позволяет оценить параметры фактической силы сцепления в пятне контакта колеса и дороги и на этой основе управлять процес5U, 1794124 АЗ ного средства. Сущность изобретения: вариатор содержит регулятор сил торможения с элементом слежения за соразмерным давлением жидкости в колесном тормозном цилиндре в виде конической пружины с переменными размерами диаметра и шага витков. Модулятор гидростатического давления рабочего тела в колесном тормозном цилиндре выполнен в виде блока, разделенного гибкими мембранами на полости различного поперечного сечения и объема. B мембране меньшего диаметра выполнено отверстие для перепускного подпружиненного клапана, Мембрана большего диаметра оперта на широкий виток конической пружины. 3 ил. сом торможения в оптимальном режиме в различных дорожных ситуациях, Наиболее близким из известных устройств к заявленному является вариатор торможения по фактическому сцеплению колеса и дороги, содержащий регулятор сил торможения в виде полого корпуса с пробкой, закрепленной на кузове автомобиля, соединенный с колесными цилиндрами тормозных механизмов задних колес и посредством главного тормозного цилиндра гидравлического тормозного привода с колесными цилиндрами тормозных механизмов передних колес (2).

Устройства такого типа регулируют усилие торможения только в зависимости от величины осевого веса, безотносительно от сил сцепления колеса и дороги, что «е позволяет реализовать максимально возможную тормозную силу (и наиболее короткий тормозной путь) по условиям сил сцепления в пятне контакта при торможении. Так, н*1794124

35 сечения и обьема, заполненные рабочим телом, при этом меньшая по диаметру мембрана выполнена с отверстием для 40 прохождения перепускного подпружиненного клапана, мембрана большого диаметра оперта на широкий виток конической прупример, при одинаковой величине осевого веса у одинаковых автомобилей. но находящихся на ледовом и асфальто-цементном покрытиях дороги, положение штоков их регуляторов тормозных сил будет одинаково, т.е, будет обеспечен подвод к исполнительному механизму тормозов одинакового усилия привода колесного тормоза, Однако реализация этого усилия в виде длины тормозного пути этих автомобилей при одичаковой скорости начала торможения будет существенно отличаться за счет различных сил сцепления, действующих в пятне контакта колеса на льду и на асфальте.

Цель изобретения — уменьшение тормозного пути и повышение безопасности движения транспортных средств.

Достигается цель тем, что в устройстве торможения по фактическому сцеплению колеса и дороги, содержащем регулятор сил торможения в виде полого корпуса с пробкой, закрепленный на кузове автомобиля и соединенный с колесными цилиндрами тормозных механизмов задних колес и посредством главного тормозного цилиндра гидравлического тормозного привода с колесными цилиндрами тормозных механизмов передних колес, регулятор сил торможения снабжен элементом слежения за соразмерным давлением жидкости в колесном тормозном цилиндре, выполненным в виде конической пружины с переменными размерами диаметра и шага витков, и модулятором гидростатического давления рабочего тела в колесном тормозном цилиндре в виде блока. разделенного гибкими мембранами на полости различного поперечного жины, узкий виток которой оперт на пробку регулятора сил торможения, а модулятор гидростатического давления рабочего тела подвижно установлен в корпусе регулятора сил торможения и посредством шипа соединен с подвеской колеса автомобиля.

На фиг. 1 представлен общий вид регулятора сил торможения; на фиг. 2 — взаимосвязь элементов устройства и подвески колеса (вид сбоку); на фиг. 3 — то же (вид сверху).

Устройство содержит наружный неподвижный корпус 1 регулятора сил торможения с пробкой 2, элемент слежения за соразмерным давлением жидкости в колес. ном тормозном цилиндре в виде конической пружины 3 с переменными размерами диа20

55 метра и шага витков, винт крепления пружины 4, модулятор гидростатического давления рабочего тела в колесном тормозном цилиндре в виде блока 5, разделенного гибкими мембранами 6 и 7 на полости 8 и 9 различного сечения и объема, заполненные рабочим телом. Меньшая по диаметру мембрана 6 выполнена с отверстием для прохождения перепускного клапана 10, подпружиненного пружиной 11. Мембрана большего диаметра 7 оперта на широкий виток конической пружины .3. Узкий виток конической пружины 3 оперт на пробку 2 корпуса регулятора сил торможения. Позицией 12 показаН канал ввода рабочего тела, позицией 13 — канал вывода рабочего тела, Модулятор гидростатического давления рабочего тела посредством шипа 14 соединен с подвеской колеса автомобиля. Позицией 16 показаны зажимные кольца мембран, позицией 17 — толкатель конической пружины с фланцем, позицией 18— фланец крепления корпуса регулятора сил торможения, Вариатор торможения 19 размещают на раме 20 кузова автомобиля, Позициями показаны: 21 — пневматическое колесо автомобиля, 22, 23 — упругое и гасящее устройства подвески колеса автомобиля, 24 — тормозная педаль автомобиля, 25 — главный тормозной цилиндр, 26 — тормозной механизм передних колес, 27 — тормозной механизм задних колес, 28— колесные цилиндры тормозных механизмов задних колес, 29 — колесные цилиндры тормозных механизмов передних колес, 30— стяжная пружина тормозных колодок задних колес.

Вариатор работает следующим образом.

При нажатии на педаль тормоза 24 жид- . кость от главного тормозного цилиндра 25 поступает к колесным цилиндрам тормозных механизмов задних колес 28 через вариатор, который закреплен на раме автомобиля с помощью фланца 18 наружного корпуса, Из канала ввода 12 рабочее тело (>кидкость) поступает в полость 8 вариатора, затем через седло клапана 10 поступает в полость 9 и через канал вывода 13 поступает к колесным цилиндрам тормозных механизмов задних колес, поскольку передние колеса, как правило, антиблокаторами не оборудуются.

При возрастании гидростатического давления в магистрали колесный цилиндр тормозных механизмов создает усилие, преодолевающее усилие пружины 30, стягивающей тормозные колодки, последние

1791124 прижимаются к тормозному барабану и в пятне контакта колеса и дороги создается тормозная сила Р> (фиг, 2), пропорциональная (до некоторых пределов) величине гидростатического давления, создаваемого нажатием педали главного тормозного цилиндра.

Одновременно в полости 9 вариатора это же гидростатическое давление воздействует на большую мембрану 7, закрывающую полость 9, чем создается усилие, преодолевающее усилие предварительного сжатия конической пружины 3, регулируемой резьбовой пробкой — заглушкой 2 наружного неподвижного корпуса 1 регулятора сил торможения. При этом клапан 10 закрывается, полости 8 и 9 разобщаются и поступление жидкости от главного тормозного цилиндра к колесному тормозному цилиндру прекращается.

Возникшая в пятне контакта колеса и дороги тормозная сила Рт через подвеску колеса 15 передается на шип 14 блока. Под

I воздействием этой силы Рт блок перемещается в направлении действия тормозной силы (по фиг. 2 — вправо) и с равновеликим ей усилием через находящуюся в полостях 8 и

9 тормозную жидкость и гибкую мембрану сжимает коническую пружину 3 и передает через пробку 2 и корпус 1 тормозное усилие PT на раму 20 (кузов) автомобиля. Это тормозное усилие одновременно воздействует как на сжатие кони: еской пружины так и на гидростатическое давление тормозной жидкости в полостях 8 и 9 блока 5.

Поскольку поперечное сечение (площадь) полостей 8 и 9 различно, то при воздействии одинаковой тормозной силы Р> удельное давление находящейся в каждой из них жидкости будет не одинаково. В меньшей по площади полости 8 удельное давление жидкости будет больше, чем в полости 9 с большим поперечным сечением, поскольку обе полости разобщены, т.к. клапан 10 закрыт воздействием первоначального тормозного импульса, заданного нажатием тормозной педали первоначального гидростатического давления в магистрали.

При закрытом перепускном клапане 10 полость 8 сообщается только с полостью главного тормозного цилиндра, повышение давления жидкости в полости будет противодействовать дальнейшему ходу тОрмозной педали и вызывать у водителя ощущение "упора", а также увеличивать прижатие перепускного клапана к седлу мембраны с меньшим поперечным сечением, закрывающей полость 8, и противодействовать его.открытию при увеличен и

20 При попадании колеса на участок доро25

35 шей Рт коническая пружина 3 распрямится

50 ния в системе привода тормозов), то циклы торможение- растормаживание — торможе5

15 давления в большей по диаметру полости 9 под воздействием той же силы P .

При закрытом клапане 10 полость 9 сообщается только с колесным цилиндром тормозных механизмов 28 и увеличение в этой полости гидростатического давления под воздействием на блок 5 тормозной силы

Р будет увеличивать усилие прижатия тормозных колодок к тормозному барабану и

1 этим воздействием тормозная сила Рт в . пятне контакта колеса и дороги будет увеличиваться. Этот процесс самоусиления тор.мозной силы под действием увеличивающегося гидростатического давления жидкости в полости 9 и колесном тормозном цилиндре будет происходить до предела максимально возможного увеличения силы Р> по условиям сцепления колеса и дороги, ги с, меньшим коэффициентом сцепления или его блокировке (юзе) тормозная сила Р> уменьшится до пределов ее возможной реализации в пятне контакта колеса и дороги по условиям сцепления.

При блокировке (юзе) колеса ранее действовавшая в пятне контакта сила трения покоя трансформируется в силу трения скольжения, значительно (в несколько раз) меньше силы трения покоя, что уменьшит и силу Р

В этом случае усилие, передаваемое от колеса 21 через подвеску колеса 15 на шип

14 блока 5. уменьшится и ранее сжатая боль(разожмется) и переместит блок 5 полостей

8 и 9 влево, прогиб мембран, закрывающих полости, уменьшится, что восстановит их первоначальный объем, снизит гидростатич еское давление внутри их, откроет перепускной клапан 10 и уравняет гидростатическое давление в полостях 8 и 9 и колесном тормозном цилиндре до уровня, первоначально созданного нажатием тормозной педали 24 главного тормозного цилиндра 25. Если тормозная педаль 24 будет продолжать находиться в нажатом состоянии, задавая первоначальное значение тормозного импульса (величину гидростатического давле-. ние будут повторяться до отпускания педали. В каждом из циклов максимальное значение тормозной силы Р> будет достигать значений, которые фактически реалиэуются по условиям сцепления колеса и ! дороги, причем максимальное значение Рт будет при наличии в контакте трения покоя, минимальное при блокировке (юэе) колеса и наличия в контакте трения скольжения.

1794124

10 б 7 71 g

При этом процесс саморегулирования торможения каждого колеса будет выполняться независимо и по критериям фактических сил сцепления колеса и дороги за счет поддержания вариатором индивидуального гидростатического давления жидкости в исФормула изобретения

Вариатор торможения по фактическому сцеплению колеса и дороги, содержащий регулятор сил торможения в виде полого корпуса с пробкой, закрепленный на раме кузова автомобиля и соединенный с колесными цилиндрами тормозных механизмов задних колес и посредством главного тормозного цилиндра гидравлического тормозного привода с колесными цилиндрами тормозных механизмов передних колес, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью уменьшения тормозного пути и повышения безопасности движения транспортных средств, регулятор сил торможения снабжен элементом слежения за соразмерным давлением жидкости в колесном тормозном цилиндре, полнительном цилиндре колесного тормоза, для ко1орого установлен вариатор, при одинаковом гидростатическом давлении в общей тормозной магистрали до вариато5 ров, создаваемом нажатием тормозной педали 24, выполненным в виде конической пружины с переменными размерами диаметра и шага витков, и модулятором гидростатического давления рабочего тела в колесном тормозном цилиндре в виде блока, разделенного гибкими мембранами на полости различного поперечного сечения и объема, заполненные рабочим телом, при этом меньшая по диаметру мембрана выполнена с отверстием для прохождения перепускного клапана, мембрана большего диаметра оперта на широкий виток конической пружины, узкий виток которой сперт на пробку корпуса регулятора сил торможения, а модулятор гидростатического давления рабочего тела подвижно установлен в корпусе регулятора . сил торможения и посредством шипа соединен с подвеской колеса автомобиля.

1794124

Корректор Jl.(риль

Редактор

Заказ 526 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 ., Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Я

Составитель А. Бакулин

Техред М.Моргентал