Транспортное средство с тормозной системой
Изобретение относится к транспортному средству с тормозной системой (21; 21'), включающей, по меньшей мере, фрикционное тормозное устройство (22; 22’), по меньшей мере, с тормозными компонентами (31,31’) из композита, электрическое тормозное устройство (24; 24’) и блок (26; 26’) управления тормозами, в котором предусмотрено контрольное устройство (50; 50') для мониторинга процесса торможения в режиме нормального торможения, осуществляемого электрическим тормозным устройством (24; 24’), а в режиме безопасного торможения при фиксированном контрольным устройством (50; 50’) ограничении работы электрического тормозного устройства (24; 24’) – процесса торможения посредством фрикционного тормозного устройства (22,22’), при котором композит эксплуатируется в температурном диапазоне выше предельной температуры окисления. Изобретение позволяет создать транспортное средство с безопасной и конструктивно простой тормозной системой. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к транспортному средству с тормозной системой, включающей фрикционное тормозное устройство, электрическое тормозной устройство и блок управления тормозами.
Известны транспортные средства, у которых силу торможения генерируют электромоторы. Энергия движения транспортного средства, которую генераторы электромоторов преобразуют в электрическую энергию, преобразуют, например, посредством тормозного сопротивления в тепловую энергию или отводят назад в питающую сеть железной дороги или также в аккумулятор транспортного средства.
Как правило, транспортные средства наряду с электродинамическими, генераторными тормозами дополнительно оборудованы полноценным фрикционным тормозом, у которого тормозной эффект обеспечен пневматически, гидравлически и/или механически.
В основу изобретения положена задача создать транспортное средство с безопасной и простой по конструкции тормозной системой.
С этой целью предложено транспортное средство с тормозной системой, включающей фрикционное тормозное устройство, электрическое тормозной устройство и блок управления тормозами, причем фрикционное тормозное устройство имеет, по меньшей мере, компоненты из композита, а блок управления тормозами включает контрольное устройство для мониторинга процесса торможения, осуществляемого электрическим тормозным устройством. За счет этого в отличие от обычных тормозных систем транспортных средств обеспечена возможность экономии веса, по меньшей мере, без ущерба для безопасности тормозной системы. В основу изобретения положена идея, что целенаправленное, приоритетное использование электрического тормозного устройства в отличие от фрикционного тормозного устройства предпочтительно обеспечивает разгрузку последнего. Контрольное устройство обеспечивает высокий уровень безопасности при использовании электрического тормозного устройства, за счет чего его можно в отличие от фрикционного тормозного устройства приоритетно использовать и для осуществления экстренного торможения, в частности, в неблагоприятных условиях полного торможения, исходя из максимально допустимой скорости транспортного средства, и/или на спуске. Таким образом, можно сократить количество случаев использования компонентов фрикционного тормозного устройства в пределах срока их службы с необходимостью их полного или преимущественного задействования для полного торможения. Это обеспечивает возможность увеличения срока службы фрикционного тормозного устройства. В основу изобретения положена также идея, что компонент тормозного устройства из композита полностью в состоянии работать без ущерба в диапазоне высоких температур, как правило, выше 800°С. Не смотря на то, что такие температурные показатели намного выше обычного температурного режима, при котором возникает окисление обычных, предлагаемых на рынке композитов и связанные с этим отрицательные явления. Такое превышение критических пороговых значений температуры окисления в этих редких случаях использования полного торможения без задействования электрического тормозного устройства не критично. Высокая надежность электрического тормозного устройства обеспечивает возможность разгрузить фрикционное тормозное устройство, чтобы исключить превышение соответствующих пороговых значений температуры окисления в большинстве случаев торможения, называемых также «регулировочным торможением». Поэтому при проектировании надежной тормозной системы для фрикционного тормозного устройства применяют предлагаемые на рынке, рассчитанные на средние рабочие температуры ниже 550°C и легкие композиты.
Изготовленные из композита компоненты фрикционного тормозного устройства – это, в частности, тормозные диски. При этом в сочетании с этими тормозными дисками применяют тормозные колодки из органических или керамических материалов. «Композит» - это материал, состоящий, по меньшей мере, из двух связанных материалов и обладающий отличными от его отдельных компонентов свойствами материала. В тормозных компонентах применяют, в частности, предпочтительно волокнистые композиты с матрицей подложки из первого материала и с усиливающими волокнами из второго материала. Преимуществом применения углеродного волокнистого композита является также высокая допускаемая предельная механическая нагрузка.
В основу мониторинга процесса торможения посредством электрического тормозного устройства предпочтительно положено фиксирование, по меньшей мере, одного параметра эффективности торможения. Под «параметром эффективности торможения» следует понимать, в частности, параметр, посредством которого можно получить информацию об эффективности торможения электрического тормозного устройства. Эффективность торможения – это тормозной эффект электрического тормозного устройства или тормозной эффект от работы блока по управлению тормозами. В первой части указанной альтернативы контрольное устройство включает блок датчиков, фиксирующих, по меньшей мере, один рабочий параметр транспортного средства, например параметр фактической скорости, параметр фактического ускорения, параметр тормозного усилия и т.п. Под «эффектом торможения» следует понимать, в частности, тормозное усилие или тормозной момент, передаваемое или передаваемый, по меньшей мере, на колесный блок транспортного средства, в частности, на колесную пару, или эффективную мощность торможения. Мониторинг процесса торможения, осуществляемого электрическим тормозным устройством, включает, предпочтительно, по меньшей мере, мониторинг блока управления тормозами, предназначенного для управления электрическим тормозным устройством при осуществлении процесса торможения. При этом контрольное устройство обрабатывает генерированные посредством активного блока управления тормозами сигналы управления для определения тормозного, обеспеченного сигналами управления. Блок управления тормозами предпочтительно включает, по меньшей мере, блок управления тормозами для управления электрическим тормозным устройством и, по меньшей мере, блок управления тормозами для управления фрикционным тормозным устройством. Эти тормозные устройства отличаются друг от друга предпочтительно программным и/или аппаратным обеспечением.
Контрольное устройство предпочтительно включает, по меньшей мере, блок мониторинга для контроля соотнесенного с электрическим тормозным устройством блока управления тормозами, причем контрольное устройство и блок управления тормозами являются двумя различными друг от друга, в частности отделенными друг от друга, блоками.
Под «электрическим тормозным устройством» следует понимать, в частности, тормозное устройство, которое в процессе торможения преобразует, по меньшей мере, часть кинетической энергии транспортного средства в электрическую энергию. Например, электрическое тормозное устройство может включать вихреточный тормоз.
В одном из предпочтительных вариантов модернизации изобретения транспортное средство содержит накопительный блок (аккумулятор), накапливающее, по меньшей мере, часть генерируемой электрическим устройством торможения в процессе торможения энергии и включающее, по меньшей мере, батарею и/или, по меньшей мере, двухслойный конденсатор.
В одном из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения предложено, чтобы электрическое тормозное устройство включало, по меньшей мере, приводное устройство приводной системы транспортного средства. Приводной блок включает, как правило, по меньшей мере, состыкованный с блоком ведущих колес транспортного средства приводной двигатель и блок энергоснабжения, генерирующий в тяговом режиме транспортного средства электроэнергию для приводного двигателя. В процессе торможения электрическим тормозным устройством блоками энергоснабжения или их управляемыми электронными силовыми элементами управляют таким образом, чтобы генерировать посредством приводного двигателя, кинематически соединенного с блоком энергоснабжения тормозной момент, передаваемый на блок ведущих колес транспортного средства. Мониторинг осуществляемого посредством электрического тормозного устройства процесса торможения включает при этом для управления блоком энергоснабжения предпочтительно мониторинг приводного двигателя, соотнесенного с ним блока энергоснабжения и/или соответствующего блока управления тормозами.
Блок ведущих колес транспортного средства включает в одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения вал колесной пары со стыкованными с ним колесами транспортного средства. При этом блок ведущих колес соответствует ведущей оси транспортного средства.
В альтернативном варианте осуществления изобретения блоки ведущих колес транспортного средства являются независимыми друг от друга ведущими колесами, каждое с приводом. В этом случае предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, один из компонентов фрикционного тормозного устройства и одно из приводных устройств были сопряжены с приводной установкой, причем приводное устройство входит в состав электрического тормозного устройства. При этом этот приводное устройство включает привод в ступице колеса.
Блок управления тормозами предназначен предпочтительно для осуществления процесса торможения в обычном режиме торможения приоритетно посредством электрического тормозного устройства. Под этим следует понимать, что преимущественную часть необходимого эффекта торможения в процессе торможения должно генерировать электрическое тормозное устройство. Команду на генерирование необходимого эффекта торможения подает машинист, система управления транспортного средства и/или устройство экстренного торможения. В обычном режиме торможения фрикционное тормозное устройство предназначено предпочтительно для поддержки электрического тормозного устройства.
Блок управления тормозами предпочтительно предназначен для активирования режима безопасного торможения во фрикционном тормозном устройстве в случае выявления контрольным устройством ограничения работы электрического тормозного устройства. Это обеспечивает высокую степень безопасности. Ограничение работы электрического тормозного устройства может вызвать дефект задействованных компонентов электрического тормозного устройства и/или блока управления тормозами предназначенного для управления этими компонентами. Если, как указано выше, электрическое тормозное устройство образовано, по меньшей мере, приводным устройством приводной установки транспортного средства, то ограничение работы электрического тормозного устройства может быть вызвано дефектом приводного компонента приводного устройства. При этом речь идет о дефекте приводного двигателя и/или соответствующего устройства энергоснабжения. Дефект может быть вызван также блоком управления тормозами, предназначенным для управления соответствующим устройством энергоснабжения. «Ограничение» работы электрического тормозного устройства – это частичный выход из строя, при котором генерируемый электрическим тормозным устройством тормозной эффект меньше, чем при исправной работе, или это полный отказ в работе. Режим безопасного торможения включает предпочтительно, по меньшей мере, компенсацию тормозного эффекта, недостаточного из-за ограничения работы, или генерирование тормозного эффекта, производимого в обычном режиме электрическим тормозным устройством. Режим безопасного торможения включает, в частности, осуществление полного торможения.
Согласно одному из вариантов осуществления изобретения особенно высокую безопасность обеспечивает наличие в блоке управления тормозами, по меньшей мере, двух устройств управления электрическим тормозным устройством, выполненных взаимодублирующими или многократно взаимодублирующими. Два устройства при этом считаются «многократно взаимодублирующими», если одно устройство работает по стратегии рецидива при дефекте другого устройства, а устройства конструктивно и программно-технически основаны на разных технологиях.
Альтернативно или дополнительно предложено наличие в блоке управления тормозами, по меньшей мере, двух устройств управления электрическим тормозным устройством, а в контрольном устройстве – по меньшей мере, двух отличных друг от друга контрольных устройств, приданных каждое разным блокам управления тормозами. Это обеспечивает для фрикционного тормозного устройства особенно щадящий режим работы. Таким образом, можно еще больше сократить количество случаев использования компонентов фрикционного тормозного устройства в пределах срока их службы с необходимостью их полного или преимущественного задействования для полного торможения.
Для дополнительного повышения безопасности также предложено, чтобы блок управления тормозами был предназначен для подачи команды фрикционному тормозному устройству на компенсирование тормозного эффекта, если контрольной устройство зафиксирует недостаточность тормозного эффекта электрического тормозного устройства по сравнению с заданным тормозным эффектом. Компенсирование тормозного эффекта фрикционным тормозным устройством особенно предпочтительно выравнивает разницу между выданным электрическим тормозным устройством или возможным тормозным эффектом и заданным тормозным эффектом.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения предложен композит в виде керамического композитного материала. Под керамическим материалом следует понимать материал, в состав которого входит карбид кремния (SiC). Этот материал пригоден предпочтительно для высокотемпературного применения. В частности, он выдерживает термическую нагрузку более 800°C, в частности более 1000°C. Компонент тормоза из такого материала предпочтительно компактнее и легче обычного тормозного компонента из стального или чугунного литья.
В частности предложен композит с пороговой температурой окисления от 300 до 500°C. Это обеспечивает экономичное изготовление фрикционного тормозного устройства с использованием предлагаемых на рынке элементов.
Особенно предпочтителен композит, рассчитанный для безаварийной работы в температурном диапазоне от 800 до 1000°C, в частности в диапазоне от 800 до 1300°C. Это обеспечивает возможность создания фрикционного тормозного устройства, предназначенного, не смотря на режим перегрузок выше порогового значения температуры окисления, для осуществления безопасного полного торможения транспортного средства в неблагоприятных скоростных условиях и/или условиях участка спуска. Под «безаварийной» работой следует понимать рабочий режим, при котором не наступает значительное снижение рабочих характеристик тормозного компонента.
Транспортное средство может быть, в частности, моторным транспортным средством, предназначенным, например, для дорожного движения без привязки к рельсам. Транспортное средство может быть выполнено, в частности, в виде легкового автомобиля, автобуса или грузового автомобиля.
Изобретение предназначено, в частности, для рельсового транспортного средства, выполненного для перевозки пассажиров. В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения рельсовое транспортное средство предназначено для скоростного движения с максимальной рабочей скоростью, по меньшей мере, 350 км/час.
Варианты осуществления изобретения более подробно описаны на основе чертежей, на которых представлено следующее:
фиг. 1: схема рельсового транспортного средства с приводной установкой и тормозной системой в боковой проекции,
фиг. 2: приводное устройство приводной установки,
фиг. 3: коммутационная схема тормозной системы с блоком управления тормозами,
фиг. 4: альтернативный вариант блока управления тормозами со взаимодублирующими устройствами управления тормозами,
фиг. 5: вертикальная проекция ведущей оси рельсового транспортного средства с двигателем и тормозным диском,
фиг. 6: вертикальная проекция моторного транспортного средства.
На фиг. 1 показана сильно упрощенная схема выполненного в виде мотор-вагонного состава рельсового транспортного средства 10. Оно включает ходовые оси 12 и выполненные в виде ведущих осей 14 колесные пары с приводом в режиме тяги от приводной установки 15. Ведущие оси 14 установлены в моторных блоках ходовой части, в частности в моторных поворотных тележках. Рельсовое транспортное средство 10 выполнено для скоростного движения с максимально допустимой скоростью в пассажирском режиме 350 км/час.
В показанном исполнении в виде мотор-вагонного поезда рельсовое транспортное средство 10 включает состав вагонов, предназначенных для перевозки пассажиров, причем, по меньшей мере, один вагон выполнен в виде моторного вагона с ведущими осями 14. В альтернативном варианте исполнения рельсовое транспортное средство выполнено в виде поезда, включающего моторный вагон и состыкованный с ним состав немоторных пассажирских вагонов.
Приводная установка 15 включает комплект приводных устройств 16, сопряженных с разными моторными блоками ходовой части. Как показано на фиг. 2, приводные устройства 16 включают приводные двигатели 18, выполненные, в частности, в виде трехфазных двигателей и предназначенные соответственно для привода разных ведущих осей 14. Для питания приводных двигателей 18 электроэнергией приводные устройства 16 включают также соответственно, по меньшей мере, по одному взаимодействующему с ними блоку 20 энергоснабжения. Он известен из уровня техники и включает не показанный подробно инвертор, генерирующий из постоянного напряжения путем подачи команд электронным коммутационным элементам силовой электроники, называемым также «вентилями», для соотнесенного или соотнесенных с ним приводных двигателей 18 в режиме тяги приводных устройств 16 электроток с переменными напряжением и частотой в соответствии с заданной мощностью. Электроэнергия для сопряженного промежуточного контура постоянного напряжения поступает от питающей сети 25 высокого напряжения. Полученную от нее энергию подают в тяговом режиме на приводную установку 15 через пантограф и другие, не показанные электрические преобразователи, например, в частности, трансформатор или преобразователь напряжения, выпрямитель и т.д. В тяговом режиме приводных устройств 16 коммутационными элементами инвертора управляют по алгоритму коммутации, чтобы обеспечить через приводные двигатели 18 приводной момент на сопряженных ведущих осях 14.
Рельсовое транспортное средство 10 включает также тормозную систему 21 с описанным далее более подробно фрикционным тормозным устройством 22 и электрическим тормозным устройством 24. В обычном режиме торможения тормозной системы 21 процесс торможения рельсового транспортного средства 10 осуществляют, по меньшей мере, посредством приводных устройств 16, выполняющих соответственно функцию электродинамического тормоза. Приводные устройства 16 являются соответственно составной частью электрического тормозного устройства.
Тормозная система 21 включает для управления фрикционным тормозным устройством 22 и электрическим тормозным устройством 24 блок 26 управления тормозами, более подробно показанный на Фигуре 3. На Фигуре 3 показано только одно из приводных устройств 16, причем следующее далее описание относится и к другим, не показанным приводным устройствам 16.
Блок 26 управления тормозами включает устройство 28 управления тормозами, предназначенное для управления в активном состоянии блоком 20 энергоснабжения приводных устройств 16 для выполнения процесса торможения электрическим тормозным устройством 24. Устройство 28 управления тормозами предназначено для управления в процессе торможения коммутационными элементами инвертора блока 20 энергоснабжения по алгоритму коммутации таким образом, чтобы создать через сопряженный приводной двигатель 18 тормозной момент на сопряженных ведущих осях 14. В процессе торможения посредством электрического тормозного устройства 24 приводной двигатель 18 действует как генератор, причем энергию, преобразованную в электроток в процессе торможения, посредством тормозного сопротивления 32 преобразуют в тепловую энергию. Альтернативно или дополнительно энергию отводят обратно в питающую сеть 25 высокого напряжения, используют в транспортном средстве или накапливают в бортовом аккумуляторе.
Устройство 28 управления тормозами взаимодействует с блоком 20 энергоснабжения. Кроме интерфейса для блока 20 энергоснабжения устройство 28 управления тормозами имеет дополнительный интерфейс для взаимодействия с блоком 34 датчиков. Блок 34 датчиков предназначен для фиксирования параметра v скорости и параметра m массы, являющимися входными параметрами для генерирования устройством 28 управления тормозами сигналов 44 управления.
Блок 26 управления тормозами включает также устройство 30 управления тормозами, выполненное для управления компонентами фрикционного тормозного устройства 22. В частности, при задействовании фрикционного тормозного устройства 22 оно управляет через главный пневмопровод 38 рельсового транспортного средства актуаторами, обеспечивающими контакт между тормозными компонентами 31, выполненными в виде тормозного диска (фиг. 5), и тормозными колодками.
Блок 26 управления тормозами, в частности его устройства 28 и 30 управления тормозами, взаимодействует также через интерфейсы с центральной системой управления рельсового транспортного средства за счет соединения с шиной 36 данных рельсового транспортного средства 10. Через эти дополнительные интерфейсы могут быть предоставлены дополнительные входные параметры для устройств 28, 30 управления тормозами, в частности параметр тормозного эффекта, определяемого машинистом, автоматической системой управления транспортного средства и/или устройством экстренного торможения. Блок 26 управления тормозами обеспечен электроэнергией от бортовой питающей сети 40.
На основе указанных входных параметров устройство 28 управления тормозами в обычном режиме торможения, находясь в активированном состоянии, генерирует сигналы 44 управления блоком 20 энергоснабжения для обеспечения определенного необходимого эффекта торможения. Для этого устройство 28 управления тормозами включает, по меньшей мере, вычислительный блок 46 и накопительный блок 48 с записанной в него программой, в частности с коммутационным алгоритмом режима торможения для коммуникационных элементов инвертора. В обычном режиме торможения тормозной системы 21 электрическое тормозной устройство 24 имеет более высокий приоритет, чем фрикционной тормозное устройство 22, причем максимально возможную долю необходимого тормозного эффекта генерирует электрическое тормозное устройство 24, а фрикционное тормозное устройство 22 предназначено для поддержки электрического тормозного устройства 24, в частности в диапазоне малых скоростей.
С устройством 28 управления тормозами сопряжено контрольное устройство 50 тормозной системы 21, предназначенное для мониторинга достигнутого или достижимого электрическим тормозным устройством 24 эффекта торможения. Для этого используют параметр тормозного эффекта, в частности параметр тормозного момента, и сравнивают его с заданным значением. Параметр тормозного эффекта фиксируют, например, датчики ускорения и/или его получают при обработке скоростного параметра v. Альтернативно или дополнительно скоростной параметр получают путем мониторинга сигналов 44 управления, генерированных устройством 28 управления тормозами. Кроме этого, как показано на фиг., мониторят, в частности обрабатывают, электрический параметр, например силу тока, сопряженного приводного двигателя 18 и/или блока 20 энергоснабжения.
В обычном режиме торможения тормозной системы 21, например, при обычном регулировочном торможении, заданный тормозной момент обеспечивает, в частности главным образом, электрическое тормозное устройство 24. Устройство 30 управления тормозами, взаимодействующее с главным пневмопроводом 38 рельсового транспортного средства, управляет в этом обычном режиме торможения фрикционным тормозным устройством 22, функцией которого, как указано, является поддержка электрического тормозного устройства 24, в частности в диапазоне малых скоростей.
Если контрольное устройство 50 фиксирует недостаточность достигнутого или достигаемого тормозного эффекта для обеспечения заданного тормозного момента, электрическое тормозное устройство 24 считается дефектным и блок 26 управления тормозами активирует безопасный режим торможения фрикционным тормозным устройством 22, при котором последнее компенсирует недостаток тормозного момента, а при необходимости генерирует заданный тормозной момент полностью.
Причиной ограничения работы электрического тормозного устройства 24 может быть дефект приводного устройства 16 и/или сопряженного с ним устройства 28 управления тормозами.
На фиг. 4 показан частный случай исполнения блока 26 управления тормозами. В этом примере он включает два устройства 28а, 28b управления тормозами, предназначенные, как указано, соответственно для управления аналогичным блоком 20 энергоснабжения приводного устройства 15 в процессе торможения электрическим тормозным устройством 24. Контрольное устройство 50 включает два контрольных блока 50а и 50b, предназначенные соответственно для мониторинга разных устройств 28а или 28b управления тормозами.
Устройства 28а, 28b управления тормозами соединены коммутирующим устройством 52 соответственно с блоком 20 энергоснабжения. Это, схематично показанное на Фигуре коммутирующее устройство 52 является механическим переключателем или решено в виде встроенного программно-технического обеспечения.
В обычном режиме торможения электрическим тормозным устройством 24 управляет только устройство 28а управления тормозами. Устройство 28b управления тормозами в это время деактивировано соответствующим положением коммутирующего устройства 52. Мониторинг процесса торможения электрическим тормозным устройством 24 осуществляет, как указано выше, контрольное устройство 50а. Если оно, как указано, фиксирует недостаточность необходимого заданного тормозного момента у электрического тормозного устройства 24, то контрольное устройство 50а включает коммутирующее устройство 52, деактивирующее устройство 28а управления тормозами и активирующее устройство 28b управления тормозами. После этого электрическим тормозным устройством 24 далее управляет устройство 28b управления тормозами.
С устройством 28b управления тормозами сопряжено второе контрольное устройство 50b, отличающееся от первого контрольного устройства 50а программно-техническим и/или аппаратно-техничеким обеспечением. Оно предназначено для мониторинга достигнутого или достижимого тормозного эффекта, генерированного электрическим тормозным устройством 24 с устройством 28b управления тормозами. Для этого, как указано выше, параметр тормозного эффекта, в частности параметр тормозного момента, фиксируют или вычисляют и сравнивают с заданным параметром.
Если контрольное устройство 50b фиксирует недостаточность достигнутого или достижимого тормозного эффекта электрического тормозного устройства 24, электрическое тормозное устройство 24 считается дефектным и как указано выше, активируют режим безопасного торможения фрикционного тормозного устройства 22.
Устройства 28а, 28b выполнены многократно взаимодублирующими относительно друг друга. Они основаны при этом на разных технологиях. Под технологией понимают конструктивное или аппаратно-техническое и/или алгоритмическое и/или программно-техническое исполнение. В одном из примеров конфигурации первое устройство 28а управления тормозами выполнено в виде сигнального процессора, причем алгоритмическое решение соответствует матричному регулированию. Устройство 28b выполнено в виде вентильной матрицы, программируемой пользователем (Field Programmable Gate Array (FPGA)), причем алгоритмическое решение соответствует пакетному регулированию.
На фиг. 5 показана ведущая ось 14, сопряженный с ней приводной двигатель 18 и тормозной компонент 31 фрикционного тормозного устройства 22. Последний выполнен в виде тормозного диска, изготовленного из композита. В частности, тормозной компонент 31 выполнен в виде керамического тормозного диска из C/C-SiC- (углерод/углеродного, карбид/кремниевого) композита углеродного волокна. В указанном обычном режиме торможения тормозной системы 21 фрикционное тормозное устройство 22 разгружено электрическим тормозным устройством 24 таким образом, чтобы не превышать пороговую границу температуры окисления (для данного материала в пределах от 300°C до 500°C). При активировании режима безопасного торможения фрикционного тормозного устройства 22 тормозные компоненты 31 легко выдерживают соответствующую перегрузку, так как они рассчитаны на безаварийную работу при температурах более 800°C, предпочтительно до 1300°C, т.е. они рассчитаны на перегрузки.
Рассматриваемый вариант исполнения рельсового транспортного средства служит в качестве примера. В альтернативных вариантах исполнения транспортные средства не привязаны к рельсам, например - это легковые автомобили, автобусы или грузовые автомобили.
На фиг. 6 показана сильно упрощенная схема вертикальной проекции шасси 54 моторного транспортного средства 56, выполненного, в частности, в виде легкового автомобиля, причем возможно выполнение в виде грузового автомобиля или автобуса. Внешний контур 58 моторного транспортного средства 56 схематично означен штрихпунктиром.
Шасси 54 включает комплект узлов ведущих колес, выполненных в виде ведущих колес 60 транспортного средства. Колеса 60 транспортного средства механически не зависят друг от друга и образуют, в частности, автономные приводимые узлы. С колесами 60 транспортного средства сопряжено соответствующее приводное устройство 16’ приводной установки 15’ транспортного средства 56. Приводные устройства 16’ включают соответственно приводной двигатель 18’, выполненный в виде привода в ступице колеса. Относительно выполнения и функционала приводных устройств 16’ следует смотреть приведенное выше описание приводных устройств 16, применимое с необходимыми изменениями к приводным устройствам 16’. Приводные устройства 16’ также являются составными частями электрического тормозного устройства 24’.
С колесами 60 транспортного средства сопряжен соответственно, по меньшей мере, один тормозной компонент 31’ фрикционного тормозного устройства 22’. Тормозные компоненты 31’ выполнены в виде тормозного диска из композитного материала.
Электрическое тормозное устройство24’ и фрикционное тормозное устройство 22’ являются составными частями транспортного средства 56, также включающего для управления последним такой же блок управления тормозами 26’ с контрольным устройством 50’. Приведенное выше описание тормозной системы 21, в частности ее электрического тормозного устройства 24, фрикционного тормозного устройства 22 и блока 26 управления тормозами с контрольным устройством 50 применимо с необходимым изменениями к соответствующим устройствам данного варианта осуществления, причем без ненужных повторений их описания.
Вариант осуществления изобретения по фиг. 6 применим также для рельсовых транспортных средств, например для трамваев.
1. Транспортное средство с тормозной системой (21; 21’), включающей, по меньшей мере, фрикционное тормозное устройство (22; 22’), по меньшей мере, с тормозными компонентами (31; 31’) из композита, электрическое тормозное устройство (24; 24’) и блок (26; 26’) управления тормозами с контрольным устройством (50; 50’) для мониторинга процесса торможения, осуществляемого электрическим тормозным устройством (24; 24’), причем блок (26; 26’) управления тормозами выполнен с возможностью выполнения процесса торможения в режиме нормального торможения преимущественно посредством электрического тормозного устройства (24), а в режиме безопасного торможения при фиксированном контрольным устройством (50; 50’) ограничении работы электрического тормозного устройства (24; 24’) – процесса торможения преимущественно посредством фрикционного тормозного устройства (22; 22’),
причем тормозные компоненты (31; 31’) фрикционного тормозного устройства (22; 22’) выполнены таким образом, что в режиме нормального торможения предельная температура окисления композита не превышается, а в режиме безопасного торможения композит эксплуатируется в температурном диапазоне, лежащем выше предельной температуры окисления.
2. Транспортное средство по п. 1, отличающееся тем, что оно содержит приводную установку (15; 15’), причем электрическое тормозное устройство (24; 24’) включает, по меньшей мере, приводное устройство (16; 16’) приводной установки (15; 15’).
3. Транспортное средство по п. 2, отличающееся тем, что с каждым из нескольких колес (60) транспортного средства соответственно сопряжен один из тормозных компонентов (31’) фрикционного тормозного устройства (22’) и приводное устройство (24’) приводной установки (15’), причем приводное устройство (24’) входит в состав электрического тормозного устройства (24’).
4. Транспортное средство по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что блок (26) управления тормозами включает, по меньшей мере, два устройства (28a, 28b) управления тормозами для управления электрическим тормозным устройством (24), выполненные относительно друг друга взаимодублирующими или многократно взаимодублирующими.
5. Транспортное средство по любому из пп. 1-4, отличающееся тем, что блок (26) управления тормозами включает, по меньшей мере, два устройства (28a, 28b) управления тормозами для управления электрическим тормозным устройством (24), а контрольное устройство (50) содержит, по меньшей мере, два отличающихся друг от друга контрольных устройства (50a, 50b), сопряженных соответственно с разными устройствами (28a, 28b) управления тормозами.
6. Транспортное средство по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что блок (26) управления тормозами предназначен для того, чтобы инициировать компенсирование тормозного эффекта фрикционным тормозным устройством (22) при фиксировании контрольным устройством (50) недостаточности тормозного эффекта электрического тормозного устройства (24) по сравнению с заданным тормозным эффектом.
7. Транспортное средство по любому из пп.1-6, отличающееся тем, что композит является волокнистым композитом.
8. Транспортное средство по п. 7, отличающееся тем, что композит является угдеродно-волокнистым композитом.
9. Транспортное средство по любому из пп. 1-8, отличающееся тем, что композит является керамическим композитом.
10. Транспортное средство по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что композит имеет пороговое значение температуры окисления в диапазоне от 300 до 500°C.
11. Транспортное средство по любому из пп. 1-10, отличающееся тем, что композит рассчитан на безаварийную работу при температурах в диапазоне от 800 до 1400°C.
12. Транспортное средство по любому из пп. 1-11, отличающееся тем, что оно выполнено в виде автотранспортного средства (56).
13. Транспортное средство по любому из пп. 1-12, отличающееся тем, что оно выполнено в виде рельсового транспортного средства (10).
14. Транспортное средство по п. 13, отличающееся тем, что оно выполнено в виде мотор-вагонного поезда для скоростного движения с максимальной рабочей скоростью, по меньшей мере, 350 км/час.
15. Транспортное средство по любому из пп. 1-14, отличающееся тем, что режим нормального торможения включает в себя выполнение рабочего торможения.
16. Транспортное средство по любому из пп. 1-15, отличающееся тем, что режим безопасного торможения включает в себя выполнение полного торможения.
