Антиблокировочная тормозная система транспортного средства
Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в антиблокировочных тормозных системах транспортных средств. Антиблокировочная тормозная система транспортного средства включает в себя тормозные механизмы передних и задних колес, гидроагрегат, содержащий каналы управления тормозными механизмами передних и задних колес, двухсекционный главный тормозной цилиндр, двухконтурный регулятор давления, содержащий корпус, первичный и вторичный контуры с клапанами, уплотнительный узел, разделяющий эти контуры, поршень, входящий в состав первичного контура, подпружиненный относительно корпуса, вход вторичного контура двухконтурного регулятора давления подключен к одной из полостей двухсекционного главного тормозного цилиндра. Вход канала управления тормозными механизмами задних колес гидроагрегата соединен со второй полостью двухсекционного главного тормозного цилиндра. Уплотнительный узел двухконтурного регулятора давления содержит дистанционную втулку и толкатель, проходящий сквозь нее, на противоположные торцы толкателя опираются запорные элементы клапанов, вход первичного контура двухконтурного регулятора давления соединен с выходом канала управления тормозными механизмами задних колес гидроагрегата, а выходы первичного и вторичного контуров двухконтурного регулятора давления соединены с тормозными механизмами задних колес. Техническим результатом является упрощение конструкции системы и повышение ее надежности. 3 ил.
Изобретение относится к области автомобилестроения и может быть использовано в антиблокировочных тормозных системах транспортных средств.
В известных двухконтурных антиблокировочных тормозных системах с диагональной схемой разделения контуров (см. аналог, заявку РСТ (WO) 90/15737 В 60 Т 8/42, 8/32, публикация 03.01.1991 г.) обычно применяется четырехканальный гидроагрегат, в котором с целью получения в тормозных механизмах задних колес одинакового закона изменения давления клапаны двух каналов работают синхронно.
Недостатком антиблокировочной тормозной системы, выполненной по данной схеме, является то, что в случае ее отказа во время торможения вследствии прекращения регулирования возможно резкое увеличение давления тормозной жидкости в тормозных механизмах задних колес, что приведет к их блокировке и, как следствие, заносу транспортного средства.
Данный недостаток устранен в антиблокировочной тормозной системе (см. прототип, патент DE 3742173 В 60 Т 8/32, публикация 22.06.1989 г.) путем использования регулятора давления. Для уменьшения влияния регулятора давления на работу антиблокировочной системы предусмотрена его блокировка с помощью электромагнитного клапана. Однако введение регулятора давления усложняет антиблокировочную систему. В случае использования данного технического решения для антиблокировочной тормозной системы с диагональным разделением контуров (в описании патента DE 3742173 представлена только конструкция регулятора давления для тормозной системы с разделением контуров: передняя ось - задняя ось) тормозная система усложняется еще более.
Задача изобретения направлена на упрощение конструкции антиблокировочной тормозной системы и повышение ее надежности.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в антиблокировочной тормозной системе транспортного средства, содержащей гидроагрегат, двухсекционный главный тормозной цилиндр, двухконтурный регулятор давления и тормозные механизмы передних и задних колес, гидроагрегат включает в себя три канала управления: два канала управления тормозными механизмами передних колес и один канал управления - тормозными механизмами задних колес.
Двухконтурный регулятор давления содержит корпус, первичный и вторичный контуры с клапанами, уплотнительный узел, разделяющий эти контуры, поршень, входящий в состав первичного контура, подпружиненный относительно корпуса.
Уплотнительный узел двухконтурного регулятора давления содержит дистанционную втулку и толкатель, проходящий сквозь нее, на противоположные торцы толкателя опираются запорные элементы клапанов.
Вход первичного контура двухконтурного регулятора давления соединен с выходом канала управления тормозными механизмами задних колес гидроагрегата, а выходы первичного и вторичного контуров двухконтурного регулятора давления соединены с тормозными механизмами задних колес.
Вход вторичного контура двухконтурного регулятора давления подключен к одной из полостей двухсекционного главного тормозного цилиндра, вторая полость двухсекционного главного тормозного цилиндра соединена с входом канала управления тормозными механизмами задних колес.
Сущность технического решения поясняется на чертежах, где на
Фиг.1. изображена гидравлическая схема антиблокировочной тормозной системы с диагональным разделением контуров.
Фиг.2. - продольный разрез двухконтурного регулятора давления.
Фиг.3. - график, поясняющий выбор характеристики двухконтурного регулятора давления.
В антиблокировочную тормозную систему входят трехканальный гидроагрегат 1 (фиг.1), двухконтурный регулятор давления 2, двухсекционный главный тормозной цилиндр 3, имеющий полости 4 и 5, тормозные механизмы передних 6, 7 и задних 8, 9 колес.
Гидроагрегат 1 включает в себя три канала управления: каналы 10 и 11, управляющие тормозными механизмами передних колес (канал 10 управляет тормозным механизмом 6, канал 11 - тормозным механизмом 7), и канал 12, управляющий через двухконтурный регулятор давления 2 тормозными механизмами 8 и 9 задних колес.
В каждый канал гидроагрегата входят по одному впускному (соответственно 13, 14 и 15) электромагнитному клапану и по одному выпускному (соответственно 16, 17 и 18).
В состав гидроагрегата входят также насосы 19, 20 и гидроаккумуляторы 21, 22, причем насос 19 и гидроаккумулятор 21 общие для каналов 10 и 12, а насос 20 и гидроаккумулятор 22 обслуживают только канал 11.
Двухконтурный регулятор давления 2 (фиг.2) содержит корпус 23, в котором расположены клапаны 24 и 25, уплотнительный узел 26, поршень 27, пружину 28.
В клапан 24 входят запорный элемент 29 и седло 30, в клапан 25 - буртик 31 поршня 27 и уплотнитель 32.
Уплотнительный узел 26 состоит из толкателя 33, дистанционной втулки 34, уплотнительных колец 35, 36, пружины 37 с втулкой 38.
Пружина 28 установлена между стаканом 39, неподвижно закрепленном на корпусе 23 двухконтурного регулятора давления и тарелкой 40, опирающейся на поршень 27.
Часть двухконтурного регулятора давления 2, в которую входят поршень 27 и клапан 25, образуют первичный контур 41. Размеры поршня 27 и клапана 25 определяют закон изменения давления на выходах регулятора.
Клапан 24 входит во вторичный контур 42.
Первичный 41 и вторичный 42 контуры разделены друг от друга уплотнительным узлом 26.
Вход 43 двухконтурного регулятора давления 2 подключен к полости 4 двухсекционого главного тормозного цилиндра 3 и к входу 44 гидроагрегата. Вход 45 двухконтурного регулятора давления 2 - к выходу 46 гидроагрегата.
Выходы 47 и 48 двухконтурного регулятора давления подключены соответственно к тормозным механизмам 9, 8 задних колес.
На фиг.3. показан график, поясняющий выбор характеристики регулятора, где
Рвх, Рвых - давление на входе 45 и выходе 47 двухконтурного регулятора давления 2;
Рторм - давление срабатывания тормозного механизма заднего колеса;
Рблок - давление в тормозном механизме в момент блокировки заднего колеса;
А - точка включения;
Рвкл.А - давление в момент достижения точки включения двухконтурного регулятора давления;
kA - коэффициент регулирования;
В - линия соотношения давления на выходе регулятора к давлению на его входе для регулятора, выполненного в соответствии с заявленным техническим решением.
И где соответственно для известных регуляторов давления
С - точка включения;
Рвкл.С - давление в момент достижения точки включения двухконтурного регулятора давления;
kС - коэффициент регулирования;
D - линия соотношения давления на выходе регулятора к давлению на его входе для регулятора.
Е - линия идеального (теоретического) соотношения давления на выходе регулятора к давлению на входе.
Усилие пружины 28 двухконтурного регулятора давления 2 выбирается таким, чтобы давление "Рвкл.А" было меньше, чем давление, при котором блокируется заднее колесо транспортного средства на дороге с минимальным коэффициентом сцепления, но больше давления срабатывания тормозного механизма заднего колеса (давления, при котором тормозные колодки начинают воздействовать на тормозной барабан), т.е. "Рблок>Рвкл.А>Ртором".
В исходном состоянии впускные электромагнитные клапаны 13, 14 и 15 гидроагрегата 1 открыты и при нажатии на педаль тормоза давление от полостей 4 и 5 двухсекционного главного тормозного цилиндра 3 передается к тормозным механизмам 6 и 7 передних колес и к входу 45 двухконтурного регулятора давления 2. Далее, через открытый клапан 25 давление передается к тормозному механизму 9 заднего правого колеса. Давление к тормозному механизму 8 левого заднего колеса подается через открытый клапан 24 непосредственно от полости 4 двухсекционного главного тормозного цилиндра 3, минуя гидроагрегат 1.
При повышении давления поршень 27 (фиг.2) начинает перемещаться, сжимая пружину 28, вслед за поршнем смещается уплотнительный узел 26 и запорный элемент 29 клапана 24.
При смещении запорного элемента 29 до седла 30 клапан 24 закрывается, отсоединял таким образом двухсекционный главный тормозной цилиндр 3 от тормозного механизма 8 заднего левого колеса и дальнейшее повышение давления в нем происходит за счет перемещения дистанционной втулки 34 с уплотнительными кольцами 35, 36 и втулкой 38 в сторону клапана 24 под действием давления на выходе 47 двухконтурного регулятора давления (при этом пружина 37 сжимается).
Поршень 27 будет перемещаться до тех пор, пока его буртик 31 перекроет проход тормозной жидкости через клапан 25 и, с этого момента давление на выходах будет увеличиваться в меньшей степени, чем давление на входе, и будет определяться соотношением площадей головки и штока поршня. Это положение соответствует точке включения "А" двухконтурного регулятора давления на графике (фиг.3.).
Коэффициент регулирования "kА", т.е. наклон линии "В" соотношения давления на выходе к давлению на входе выбирается таким образом, чтобы линии "В" и "Е" не пересекались ранее, чем давление тормозной жидкости достигнет уровня, соответствующего максимальной эффективности торможения. Точка пересечения "F" линий "В" и "Е" соответствует величине давления "РF", при котором происходит одновременная блокировка передних и задних колес на дороге с максимальным коэффициентом сцепления.
При дальнейшем повышении давления до уровня, при котором тормозная сила на колесах транспортного средства может превысить силу сцепления и возникнет опасность блокировки колес, электронным блоком управления (на фиг.1 не показан) подается напряжение на электромагнитные клапаны гидроагрегата 1, причем впускные клапаны 13, 14 и 15 закрываются, отсоединяя тормозные механизмы 6, 7 и 9 от двухсекционного главного тормозного цилиндра 3, а выпускные клапаны 16, 17 и 18 открываются, соединяя тормозные механизмы 6, 7 и 9 с гидроаккумуляторами 21, 22 и насосами 19, 20, которые возвращают тормозную жидкость обратно в полости 4 и 5 двухсекционного главного тормозного цилиндра 3.
Давление на входе 45 двухконтурного регулятора давления 2 и выходе 47 падает, дистанционная втулка 34 с уплотнительными кольцами 35, 36 и втулкой 38 за счет разности между давлением на выходах 48 и 47 смещается в сторону поршня 27, вследствие чего давление на выходе 48 также уменьшается и становится равным давлению на выходе 47. Таким образом обеспечивается синхронное регулирование давления в тормозных механизмах 8 и 9 задних колес.
При отказе антиблокировочной тормозной системы, например, при выходе из строя электронного блока управления или гидроагрегата двухконтурный регулятор давления сохраняет работоспособность, обеспечивая регулирование давления в тормозных механизмах задних колес.
Вследствие более высокой величины коэффициента регулирования "kА" по отношению к "kС" известных регуляторов эффективность двухконтурного регулятора давления, выполненного в соответствии с заявляемым техническим решением, практически не будет ниже эффективности известных регуляторов.
Более высокая величина коэффициента регулирования оказывает положительное влияние также при работе антиблокировочной системы, благодаря чему нет необходимости в дополнительном электромагнитном клапане для блокировки регулятора давления.
Заявленное техническое решение дает возможность за счет применения трехканального гидроагрегата вместо четырехканального значительно упростить антиблокировочную тормозную систему.
Принимая во внимание, что на транспортных средствах, в частности на легковых автомобилях и легких грузовиках, в основном применяются только две схемы разделения контуров тормозной системы: диагональная и "передняя ось - задняя ось", то станет возможным использовать только трехканальный гидроагрегат, что позволяет получить дополнительную экономию за счет сокращения номенклатуры изделий.
Уменьшение числа каналов с четырех до трех, т.е. уменьшение количества элементов, повышает надежность антиблокировочной тормозной системы.
Так как синхронность работы задних тормозов теперь обеспечивается посредством только регулятора давления, то упрощается алгоритм управления, что дает возможность также снизить стоимость электронного блока.
Благодаря наличию двухконтурного регулятора давления отказ антиблокировочной системы значительно снижает вероятность возникновения аварийной ситуации. Кроме того, автомобиль с вышедшей из строя антиблокировочной системой можно продолжать эксплуатировать, так как регулирование давления в задних тормозах обеспечивается регулятором, благодаря чему транспортное средство соответствует стандартам безопасности.
Антиблокировочная тормозная система транспортного средства, включающая в себя тормозные механизмы передних и задних колес, гидроагрегат, содержащий каналы управления тормозными механизмами передних и задних колес, двухсекционный главный тормозной цилиндр, двухконтурный регулятор давления, содержащий корпус, первичный и вторичный контуры с клапанами, уплотнительный узел, разделяющий эти контуры, поршень, входящий в состав первичного контура, подпружиненный относительно корпуса, вход вторичного контура двухконтурного регулятора давления подключен к одной из полостей двухсекционного главного тормозного цилиндра, отличающаяся тем, что вход канала управления тормозными механизмами задних колес гидроагрегата соединен со второй полостью двухсекционного главного тормозного цилиндра, уплотнительный узел двухконтурного регулятора давления содержит дистанционную втулку и толкатель, проходящий сквозь нее, на противоположные торцы толкателя опираются запорные элементы клапанов, вход первичного контура двухконтурного регулятора давления соединен с выходом канала управления тормозными механизмами задних колес гидроагрегата, а выходы первичного и вторичного контуров двухконтурного регулятора давления соединены с тормозными механизмами задних колес.
