Противооткатная система для транспортных средств с механической коробкой передач
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к противооткатным системам для транспортных средств. Противооткатная система для транспортных средств с механической коробкой передач включает в себя первый переключатель, второй переключатель, третий переключатель, четвертый переключатель, пятый переключатель, средство отвода и средство регулировки потока. Усовершенствование содержит систему, работающую совместно с системой торможения транспортного средства. Когда транспортное средство является неподвижным и имеет наклон, после освобождения тормозов, средство регулировки потока выпускает воздух из заднего тормозного привода с маленькой скоростью, которая позволяет обеспечить поддержание транспортного средства неподвижным даже после освобождения тормозов. Медленный выпуск воздуха обеспечивает некоторый период времени, который позволяет водителю ускорить транспортное средство для подъема на холм в требуемом направлении по наклонной поверхности, идущей вверх. Достигается упрощение процесса эксплуатации транспортного средства при трогании под крутым наклоном. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.
Настоящее изобретение относится к противооткатной системе для транспортных средств и более конкретно настоящее изобретение относится к противооткатной системе для транспортных средств, имеющих механическую коробку передач, для предотвращения непреднамеренного отката назад транспортного средства в начале движения из остановленного состояния вверх по наклонной дороге.
В начале движения транспортного средства из остановленного состояния вверх по наклонной дороге или вверх по склону водитель сталкивается с различными трудностями. Чтобы привести транспортное средство в движение, водитель должен перенести правую ногу с педали тормоза на педаль акселератора. Но из-за наклона и задержки во времени между отпусканием тормоза и выработкой необходимого крутящего момента, транспортное средство начинает откатываться назад и может удариться о следующее за ним транспортное средство или препятствие.
Во избежание этой ситуации водитель должен приобрести специальные навыки по переносу своей ноги между педалями тормоза и акселератора, нажатию на педаль сцепления или использованию стояночного тормоза и т.д. Однако это зависит от навыков и переоценка/недооценка их водителем может привести к несчастному случаю. Даже после приобретения всех этих навыков водитель может не справиться со всеми ситуациями, возникающими из-за изменений условий эксплуатации, таких как загрузка транспортного средства, угол наклона, состояние поверхностного слоя дорожного покрытия, мощность двигателя для выработки крутящего момента и т.п.
Кроме того, водитель может столкнуться с этой ситуацией при движении транспортного средства задним ходом. Степень сложности зависит, главным образом, от величины наклона, загруженности транспортного средства, собственного опыта водителя и его подстройки под транспортное средство. Неуспешное выполнение этой задачи может привести к одному или другому типу дорожного происшествия.
В настоящее время некоторые транспортные средства более высокого уровня снабжены функциями, которые называются "помощь при трогании на подъеме" (HSA), "управление системой помощи при трогании на подъеме автоматическое и удержания на подъеме" (НАС) и т.п. Эти функции оказывают помощь водителю во время движения транспортного средства по крутому наклону. Эти системы уже являются эффективными, но основной системой является электроника, которая основана на логическом управлении и нуждается в дополнительных входных и выходных сигналах, связанных, например, с крутящим моментом, наклоном автомобиля, клапаном-регулятором сцепления и т.д. Транспортное средство более высокого уровня обычно оснащено многочисленными электронными блоками управления и датчиками, через которые система "трогания на подъеме" может получать входные сигналы и соответственно управлять выходными клапанами, посредством которых можно применять или отпускать тормоз.
Однако реализация этих систем в известных транспортных средствах является трудной и дорогостоящей из-за многочисленных ограничений, так как отсутствие электронных блоков управления, датчиков и т.п. в традиционных транспортных средствах. Традиционное транспортное средство обычно оборудовано основной тормозной системой и механическим двигателем с механической коробкой передач.
Мастерство водителя: когда транспортное средство является неподвижным при использовании основного рабочего тормоза на склоне, идущем вверх, и должно начать движение снова без отката назад, водитель обычно сохраняет транспортное средство неподвижным с использованием основного рабочего ножного тормоза ввести в зацепление подходящую зубчатую передачу для подходящего крутящего момента на основании принятого решения, затем быстро отпустить педаль ножного тормоза, выжать сцепление, нажать на педаль акселератора таким образом, чтобы транспортное средство плавно начало движение в требуемом направлении и не откатывалось назад или двигатель не заглох.
В некоторых ситуациях водитель должен отпустить педаль тормоза и нажать на педаль акселератора в одно и то же время с использованием правой ноги. Этот способ трогания под наклоном, идущим вверх, сильно зависит от навыков водителя и решений, принимаемых водителем. Водитель не может приобрести эти навыки достаточно легко из-за возможных изменений, таких как изменения в нагруженном состоянии, изменения картины загруженности транспортного средства по отношению к центру тяжести автомобиля, состояния двигателя транспортного средства и трансмиссии, угла наклона и т.д.
Однако при отсутствии этих навыков существует огромный риск, что транспортное средство может, например, начать откатываться или перемещаться или начать движение вперед неуправляемым образом, что может привести к серьезным повреждениям. Это может произойти в случае, например, если водитель задерживает отпускание педали газа, и/или тормозная система теряет давление гораздо быстрее, чем ожидается, например, если компонент имеет небольшую утечку.
Электронная система
Эта система также требует одного или более датчиков, которые обнаруживают состояние в трансмиссии транспортного средства, и датчик наклона, который обнаруживает, находится ли транспортное средство под наклоном, идущим вверх. Кроме того, электронная система также включает в себя датчики или модели вычисления для оценки состояния педали тормоза и педали акселератора, крутящего момента двигателя, полного веса транспортного средства и т.п.
Однако недостаток этой системы заключается в том, что для нее потребуется транспортное средство высокого класса с электронными функциями, которые могут обеспечить эти электронные функции "помощи при трогании на подъеме". Такая электроника высокого класса не используется в большинстве традиционных транспортных средств.
Использование стояночного тормоза
Стояночный тормоз, или ручной тормоз, главным образом используется при остановке транспортного средства в течение относительно длительного времени, например при погрузке или разгрузке или в обеденный перерыв, или для оставления на ночь и т.д. В традиционных транспортных средствах стояночный тормоз можно также использовать во избежание отката назад. В данном случае хотя автомобиль удерживается под наклоном с использованием основного рабочего тормоза, водитель применяет ручной тормоз, затем отпускает основной рабочий тормоз путем подъема правой ноги с педали основного рабочего тормоза и начинает нажимать на акселератор и одновременно отпускать постепенно стояночный тормоз до тех пор, пока транспортное средство не разовьет требуемый крутящий момент для начала движения в требуемом направлении под наклоном, идущим вверх. Однако трудно отпустить парковочный тормоз постепенным образом, так как это требует особых навыков, а также чистого пространства вокруг транспортного средства.
Однако при отсутствии этих навыков существует огромный риск того, что транспортное средство может, например, начать откатываться или начать движение вперед неуправляемым образом, что может привести к серьезным повреждениям. Это может произойти в случае, например, если водитель задерживает отпускание педали тормоза, и/или тормозная система теряет давление гораздо быстрее, чем ожидается, например, если компонент имеет небольшую утечку.
Соответственно, существует необходимость создания противооткатной системы для транспортных средств с механической коробкой передач, которая устраняет недостатки уровня техники.
Задача настоящего изобретения состоит в создании противооткатной системы для транспортных средств, которая позволяет эффективно и легко оказывать поддержку водителю при трогании вверх под крутым наклоном вперед или в обратном направлении и, кроме того, преодолеть ограничение систем уровня техники.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить противооткатную систему для транспортных средств, которую можно было бы разместить на любом транспортном средстве, имеющем тормозную систему, работающую на текучей среде (газ или жидкость).
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить противооткатную систему для транспортных средств, с помощью которой можно было бы переоснастить существующие транспортные средства с минимальными модификациями транспортных средств.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить противооткатную систему для транспортных средств, которая могла бы действовать без каких-либо сигналов, поступающих из транспортного средства, которая относится к крутящему моменту, скорости, наклону и т.п.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить противооткатную систему для транспортных средств, которая позволила бы поддерживать транспортное средство при движении задним ходом и при движении транспортного средства под наклоном вверх.
Другая задача настоящего изобретения состоит в создании противооткатной системы для транспортных средств, которая не вмешивалась бы в ситуациях при нормальной езде, например при езде по относительно ровной дороге, когда транспортное средство не является подвижным, или когда водителю не требуется вмешательства этой системы.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в создании противооткатной системы для транспортных средств, которая работает без влияния на основные характеристики тормозной системы и не позволяет полностью выводить из строя тормозную систему в случае, если сама противооткатная система вышла из строя.
Задача настоящего изобретения состоит в создании противооткатной системы для транспортных средств, которая может постепенно, медленно отпускать тормоз в течение определенного периода времени с тем, чтобы водитель мог на время почувствовать и точно настроить крутящий момент, выработанный для плавного трогания транспортного средства вверх по наклону, идущему вверх.
Также задачей настоящего изобретения является создание противооткатной системы для транспортных средств, которая является экономически эффективной, простой в изготовлении, простой для обслуживания и технического обслуживания.
Соответственно, настоящее изобретение обеспечивает противооткатную систему для транспортных средств с механической коробкой передач, причем тормозная система транспортного средства имеет первый резервуар, передний тормозной привод, приводимый в действие сжатым воздухом, поступающим из первого резервуара, второй резервуар, задний тормозной привод, приводимый в действие сжатым воздухом, поступающим из второго резервуара, и клапан ножного тормоза; причем система содержит:
первый переключатель, который будет включаться для переключения электрической схемы;
второй переключатель с возможностью включения после обнаружения нулевой скорости транспортного средства, таким образом, замыкая электрическую схему для протекания тока через нее;
третий переключатель с возможностью включения после обнаружения положительного наклона транспортного средства;
четвертый переключатель с возможностью включения после обнаружения отрицательного наклона транспортного средства;
пятый переключатель с возможностью включения при движении транспортного средства задним ходом;
средство отвода для отвода сжатого воздуха, поступающего из второго резервуара после срабатывания клапана ножного тормоза, в первое выпускное отверстие или второе выпускное отверстие, причем первое выпускное отверстие открыто тогда, когда первый переключатель, второй переключатель и третий переключатель замкнуты, или первый переключатель, второй переключатель, четвертый переключатель и пятый переключатель замкнуты; и
средство регулировки потока с возможностью регулировки подачи и выпуска сжатого воздуха из заднего тормозного привода, в котором средство регулировки потока соединено с первым выпускным отверстием,
где когда транспортное средство является неподвижным и наклоненным, после освобождения тормозов, средство регулировки потока выпускает воздух из заднего тормозного привода с маленькой скоростью, что позволяет поддерживать транспортное средство неподвижным даже после отпускания тормозов, и медленное выпускание воздуха обеспечивает некоторый период времени, в течение которого водитель может ощутить это, ускорить движение транспортного средства вверх по склону в прямом направлении или обратном направлении, и когда транспортное средство находится на нормальной дороге, средство отвода открывает второе выпускное отверстие, которое позволяет нормально выпускать воздух из заднего тормозного привода после освобождения тормозов, тем самым поддерживая противооткатную систему в нерабочем состоянии.
Обычно в этой системе первый переключатель и второй переключатель являются электрическими переключателями.
Обычно в этой системе нулевая скорость транспортного средства обнаруживается путем обнаружения давления воздуха заднего тормозного привода.
Обычно в этой системе нулевая скорость транспортного средства обнаруживается путем приема входных сигналов от средства обнаружения скорости транспортного средства.
Обычно в этой системе при трогании на подъеме медленный выпуск воздуха дает водителю ощутить, что крутящий момент, который вырабатывается путем нажатия на акселератор, является оптимальным для трогания в желательном направлении.
Изобретение поясняется с помощью единственной фигуры, на которой показан схематичный чертеж противооткатной системы, использующей пневматический привод согласно настоящему изобретению.
Вышеизложенные задачи настоящего изобретения решены, и проблемы и недостатки, связанные с уровнем техники, технологиями и подходами, устранены с помощью настоящего изобретения, как описано ниже в предпочтительном варианте осуществления.
Настоящее изобретение обеспечивает противооткатную систему, которая эффективно и легко оказывает поддержку водителю при трогании на крутом подъеме в прямом или обратном направлении. Система выполнена с возможностью размещения на любом транспортном средстве, имеющем тормозную систему, приводимую в действие с помощью текучего средства (газа или жидкости). Кроме того, система выполнена с возможностью переустановки на существующие транспортные средства с минимальными модификациями транспортных средств. Кроме того, система приводится в действие без влияния на основные характеристики тормозной системы транспортного средства и не позволяет полностью выйти из строя тормозной системе в случае, если сама противооткатная система вышла из строя.
Настоящее изобретение иллюстрировано со ссылкой на сопроводительные чертежи, на всем протяжении которых ссылочные позиции показывают соответственно детали на фигуре. Эти ссылочные позиции показаны в приведенном ниже описании.
Со ссылкой на фигуру 1 показан схематичный чертеж противооткатной системы (которая в дальнейшем называется как "система 100") для транспортных средств с механической коробкой передач, использующих пневматический привод в соответствии с настоящим изобретением. Система 100 включает в себя первый переключатель 10, второй переключатель 20, третий переключатель 30, четвертый переключатель 40, пятый переключатель 50, средство 60 отвода и средство 70 регулировки потока. Усовершенствование содержит систему 100, работающую совместно с системой 80 торможения транспортного средства. В общем, система 80 торможения транспортного средства включает в себя передний тормозной привод 82, первый резервуар 84, второй резервуар 86, клапан 88 ножного тормоза и задний тормозной привод 90. Передний тормозной привод 82 приводится в действие сжатым воздухом, поступающим из первого резервуара 84, и задний тормозной привод 90 приводится в действие сжатым воздухом, поступающим из второго резервуара 86. Система 100 соединена только с задним тормозным приводом 90, поэтому отказ системы 100 не влияет на работу передних тормозов транспортного средства, тем самым предотвращая полный отказ тормозной системы.
Первый переключатель 10 представляет собой переключатель, приводимый в действие ручным образом, который водитель, управляющий транспортным средством, должен приводить в действие для активирования системы 100. В частности, первый переключатель 10 будет активизироваться для активирования электрической схемы системы 100. В варианте осуществления первый переключатель 10 представляет собой электрический переключатель.
Кроме того, второй переключатель 20 приводится в действие (замыкает электрическую схему для обеспечения протекания тока через нее) автоматически после обнаружения нулевой скорости транспортного средства. В варианте осуществления второй переключатель 20 представляет собой электрический переключатель. Нулевая скорость транспортного средства обнаруживается либо путем обнаружения давления воздуха заднего тормозного привода 90 либо путем обнаружения и приема входных сигналов от датчика скорости транспортного средства (спидометра), отображающего скорость на приборной панели или комбинации приборов, или на любом другом средстве восприятия скорости транспортного средства. Однако специалистам в данной области техники будет ясно, что можно использовать любой другой механизм обнаружения для обнаружения скорости транспортного средства.
Третий переключатель 30 представляет собой переключатель обнаружения наклона, который приводится в действие после обнаружения наклона транспортного средства. Более конкретно третий переключатель 30 выполнен с возможностью обнаружения положительного наклона транспортного средства. Положительный наклон означает наклон транспортного средства на дороге, идущей вверх, когда транспортное средство поднимается на холм в прямом направлении.
Четвертый переключатель 40 представляет собой также переключатель обнаружения наклона, который приводится в действие после обнаружения наклона транспортного средства. Более конкретно четвертый переключатель 40 выполнен с возможностью отрицательного наклона транспортного средства. Отрицательный наклон означает наклон транспортного средства на дороге, идущей вниз, когда транспортное средство движется в обратном направлении, поднимаясь на холм.
Пятый переключатель 50 представляет собой контакт реле, которое срабатывает тогда, когда водитель приводит транспортное средство в движение задним ходом. Четвертый переключатель 40 и пятый переключатель 50 срабатывают тогда, когда транспортное средство поднимается на холм задним ходом, и когда третий переключатель 30 остается разомкнутым. Средство 60 отвода представляет собой электропневматическое устройство, которое обеспечивает отвод сжатого воздуха, поступающего после срабатывания клапана 88 ножного тормоза из второго резервуара 86 либо в первое выпускное отверстие 60a, либо во второе выпускное отверстие 60b.
Кроме того, первое выпускное отверстие 60a является открытым тогда, когда любой первый переключатель 10, второй переключатель 20 и третий переключатель 30 находятся в замкнутом состоянии, или первый переключатель 10, второй переключатель 20 четвертый переключатель 40 и пятый переключатель 50 находятся в замкнутом состоянии. Это условие показывает, что водитель желает привести в действие систему, транспортное средство остается неподвижным, и транспортное средство имеет наклон (либо положительный наклон, либо отрицательный наклон). В этом состоянии первое выпускное отверстие 60a соединено со средством 70 регулировки потока. Средство 70 регулировки потока выполнено с возможностью подачи и выпуска сжатого воздуха в задний тормозной привод 90. После освобождения тормозов с помощью водителя средство 70 регулировки потока выпускает воздух из заднего тормозного привода 90, по существу, с медленной скоростью из маленького регулирующего поток клапана (не показан) средства 70 регулировки потока. Это позволяет поддерживать транспортное средство в неподвижном состоянии даже после освобождения тормозов, и маленький выпуск воздуха обеспечивает некоторый период времени, который позволяет водителю ускорить транспортное средство для подъема на холм либо в прямом направлении, либо в обратном направлении. Водитель использует этот период времени для нажатия на педаль акселератора и освобождения сцепления для выработки достаточного крутящего момента для того, чтобы удерживать или толкать транспортное средство против силы тяжести и начинать движение в желательном направлении.
На нормальной плоской дороге, если водитель останавливает транспортное средство путем применения основного рабочего тормоза, и даже в случае, если первый переключатель 10 находится во включенном состоянии, средство 60 отвода остается в состоянии по умолчанию, где прикладывание и освобождение заднего тормоза имеет место через второе выпускное отверстие 60b, которое нормально работает, так как отсутствует наклон, третий переключатель 30 и четвертый переключатель 40 остаются открытыми, поддерживая систему 100 в нерабочем состоянии.
На наклонной дороге или плоской дороге, если транспортное средство приводится в действие с определенной скоростью, и если водитель приводит в действие тормоз для уменьшения отката транспортного средства, и если первый переключатель 10 находится во включенном состоянии, средство 60 отвода остается в состоянии по умолчанию, где прикладывание и освобождение заднего тормоза имеет через второе выпускное отверстие 60b, которое обеспечивает нормальную работу тогда, когда скорость транспортного средства не равна нулю, второй переключатель 20 остается разомкнутым, поддерживая систему 100 в нерабочем состоянии.
Преимущества настоящего изобретения:
1. Система (100) выполнена с возможностью установки на любое основное транспортное средство без добавления каких-либо усложненных электронных систем и датчиков.
2. Система (100) повышает надежность вследствие использования меньшего числа частей и избегая электроники.
3. Не требуется сопряжения с другими системами транспортного средства, и принятие решения системой (100) основано на встроенных логических функциях и общих входных сигналах, поступающих из транспортного средства.
4. Система (100) является экономически эффективной для изготовления.
5. Система (100) может работать на транспортных средствах с механической, а также с автоматической коробкой передач, даже в случае, если на транспортном средстве отсутствует автоматическое регулирование тягового усилия.
6. Систему (100) можно модернизировать на существующих эксплуатируемых транспортных средствах.
7. Медленный выпуск воздуха во время трогания на подъеме помогает водителю ощутить точную регулировку сцепления и акселератора для выработки оптимального крутящего момента двигателя для трогания в желательном направлении. Эта особенность ощущения является важной, так как при отсутствии этого ощущения водитель может выработать излишний крутящий момент, который может привести к резкому рывку при трогании, может также повредить механизмы трансмиссии, где более низкий крутящий момент и может привести к откату транспортного средства.
Вышеизложенные задачи изобретения решены, и проблемы и недостатки, связанные с технологиями уровня техники, и подходы преодолены с помощью настоящего изобретения, описанного в настоящем варианте осуществления. Подробное описание варианта осуществления представлено в данном документе, однако следует учесть, что настоящее изобретение можно осуществить в различных формах. Поэтому раскрытые здесь специфические детали не следует интерпретировать как ограничивающие, а только как основу для формулы изобретения и как характерную основу для указания специалисту в данной области по-разному использовать данное изобретение фактически любым соответствующим образом в системе, структуре или вопросе. Варианты осуществления изобретения, как описано выше, и способы, раскрытые здесь, подскажут специалистам в данной области техники дальнейшие модификации и изменения. Такие дополнительные модификации и изменения можно выполнить без отклонения от объема и сущности изобретения.
1. Противооткатная система для транспортных средств с механической коробкой передач, причем система торможения транспортных средств имеет первый резервуар, передний тормозной привод, приводимый в действие сжатым воздухом, поступающим из первого резервуара, второй резервуар, задний тормозной привод, приводимый в действие сжатым воздухом, поступающим из второго резервуара, и клапан ножного тормоза, причем система содержит:
первый переключатель, который предназначен для активирования электрической схемы;
второй переключатель, выполненный с возможностью активирования после обнаружения нулевой скорости транспортного средства для замыкания электрической схемы для протекания через нее электрического тока;
третий переключатель, выполненный с возможностью активирования после обнаружения положительного наклона транспортного средства;
четвертый переключатель, выполненный с возможностью активирования после обнаружения отрицательного наклона транспортного средства;
пятый переключатель, выполненный с возможностью активирования при движении транспортного средства задним ходом;
средство для отвода сжатого воздуха, поступающего из второго резервуара после срабатывания клапана ножного тормоза, в первое выпускное отверстие или второе выпускное отверстие, причем первое выпускное отверстие открыто в случае, когда любой первый переключатель, второй переключатель и третий переключатель находятся в замкнутом состоянии, или первый переключатель, второй переключатель, четвертый переключатель и пятый переключатель находятся в замкнутом состоянии; и
средство регулировки потока, выполненное с возможностью регулировки подачи и выпуска сжатого воздуха из заднего тормозного привода, причем средство регулировки потоком соединено с первым выпускным отверстием,
причем когда транспортное средство неподвижно и имеет наклон, после освобождения тормозов, средство регулировки потока выполнено с возможностью выпуска воздуха из заднего тормозного привода с маленькой скоростью для поддержания транспортного средства в неподвижном состоянии даже после освобождения тормозов, и медленное выпускание воздуха обеспечивает заданный период времени, который позволяет водителю ускорить транспортное средство для подъема на холм в прямом направлении или обратном направлении, причем когда транспортное средство находится на стандартной дороге, первый переключатель приводится в действие, а средство для отвода открывает второе выпускное отверстие для нормального выпуска воздуха из заднего тормозного привода после освобождения тормозов, при этом противооткатная система поддерживается в нерабочем состоянии.
2. Противооткатная система по п.1, в которой первый переключатель и второй переключатель выполнены в виде электрических переключателей.
3. Противооткатная система по п.1, в которой нулевая скорость транспортного средства распознается посредством обнаружения давления воздуха заднего тормозного привода.
4. Противооткатная система по п.1, в которой нулевая скорость транспортного средства распознается посредством получения сигналов из средства обнаружения скорости транспортного средства.
5. Противооткатная система по п.1, в которой во время трогания на подъеме медленный выпуск воздуха помогает водителю ощутить, что крутящий момент, вырабатываемый путем нажатия на акселератор, является оптимальным для трогания в заданном направлении.
