Модулятор силы торможения

 

Изобретение относится к модуляторам силы торможения, используемым в антиблокировочных тормозных системах . Цель изобретения - повышение надежности. Модулятор содержит ги,цроцилиндр 27, поршень которого связан со штоком 9 тормозной камеры 8. Камера 8 через клапанный узел 7, включающий в себя отсечной и разгрузочным фиг,)

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (19) 01) (51) 4 В 60 Т 8/40

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ йСЕС - " .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,!)," ..И

К flATEHTY (54) МОДУЛЯТОР СИЛЫ ТОРМОЖЕНИЯ /5

12 (21) 3859907/27-11 (22) 30. 10.84 (3 1) 8305977-4 (32) 31.10.83 (33) SE (46) 30.06.87. Бюл. N 24 (76) Фольке Ивар Бломберг и Ян-Олов

Мартин Хольст (БЕ) (53) 629.113-59(088.8) (56) Патент США к- 4166657, кл. 303-116, 1979. (57) Изобретение относится к модуляторам силы торможения, используемым в антиблокировочных тормозных системах. Цель изобретения — повышение надежности.. Модулятор содержит гидроцилиндр 27, поршень которого связан со штоком 9 тормозной камеры 8. Камера 8 через клапанный узел 7, включающий в себя отсечной и разгрузочный клапаны, подключена к тормозному крану 5. Коллекторная камера 33 узла

7 с одной стороны подключена к камере 30 гидроцилиндра 27, а с другой стороны через модулирующий клапан

34 и обратный клапан 36 — к впускным клапанам 37, 38 гидронасоса 13. K выпускным клапанам 39, 40 подключена камера 30 гидроцилиндра 27. Модулирующий клапан 34 пневматически управляется сжатым воздухом из ресивера 3

1368 посредством соленоидного клапана 50.

Соленоид клапана 50 включен.в электрическую цепь датчика динамического состояния колеса. При подаче тока на соленоид клапана 50 модулирующий клапан 34 изменяет давление жидкости в камере 30 гидроцилиндра. Изменение давления в камере 33 приводит к изменению давления в камере 8, тем самым регулируется тормозная сила. 5 з.п. ф JIbI 1 1

Изобретение относится к противоблокировочным тормозным системам автомобилей,а именно к модуляторам силы торможения.

Цель изобретения — повышение надежности.

На фиг. 1 показана принципиальная схема модулятора тормозных сил; на фиг. 2 — поршневой насос, разрез; на фиг. 3 — сечение А-А на фиг. 2; 1О на фиг. 4 — сечение Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 — модулирующий клапан; на фиг. 6 — часть модулирующего клапана; на фиг. 7 — редукционный клапан,поддерживающий постоянное давление в полости гидробака, разрез; на фиг. 8 — клапанный узел с отсечным и разгрузочным клапанами„ разрез; на фиг. 9 — модулятор тормозных сил, вариант; на фиг. 10 — график изменения силы тока I во времени Т для управления соленоидным клапаном; на фиг. 11 — модулятор, общий вид.

Модулятор (фиг. 1) содержит пнев — 25 матическую и гидравлическую системы.

На фиг. 1 и 9 трубопроводы для сжатого воздуха показаны пунктирными линиями, а гидравлические трубопрово— ды — штрихпунктирными. Пневматичес- З0 кая система содержит компрессор 1, который посредством трубопровода 2 соединен с ресивером 3 для сжатого воздуха, а от ресивера отходит трубопровод 4, который через тормозной кран 5, соединенный с тормозной педалью 6, приводимой в действие водителем, идет к клапанному узлу 7, а оттуда. к тормозной камере 8.Тормоз2 ная камера 8 содержит мембрану (не показана), от которой отходит подвижный нажимной шток 9, выходящий наружу через стенку камеры 8 к колесному тормозному механизму 10 с тормозным рычагом 11. При подаче сжатого воздуха в тормозную камеру 8 шток 9 отжимается влево (на фиг. 1), т.е. происходит торможение. После выпуска сжатого воздуха шток 9 возвращается в исходное положение с помощью пружин или т.п. (не показаны).

Система модулирования силы торможения содержит гидробак 12 для жидкости, в котором жидкость, а следовательно, и вся гидросистема нахо- . дится под давлением 1-3 бар. В результате во-первых,, работа поршневого гидронасоса 13 становится более эффективной и надежной, потому что удается избежать кавитации в его впускных клапанах, во — вторых, .это давление гарантирует удаление зоздуха из системы. Создание этого давления обеспечивают путем подвода по трубопроводу 14 сжатого воздуха, входящего в гидробак 12 через редукционный клапан 15, объединенный с предохранительным клапаном (так называемый клапан для поддержания заданного давления). На фиг. 1 модулятор показан в состоянии, когда его составные части находятся в положении перед подводом давления в гидробак 12. При подаче по трубопроводу 14 сжатого воздуха воздух проходит мимо седла 16 клапана 15 и клапанного конуса 17 и по каналам

3 13213

18 и 19 идет в гидробак 12. Когда

:давление в гидробаке 12 повысится до заданного значения, действующая на мембрану 20 сила преодолевает усилие пружины 21, в результате чего клапанный конус 17 перемещается вверх к седлу 16 и нарастание давления в гидробаке 12 прекращается.Поскольку не всегда можно быть уверенным в абсолютной герметичности уп- 10 лотнения между клапанным конусом

f7 и седлом 16, клапан 15 для поддержания заданного давления снабжен обычным предохранительным клапаном, содержащим седло 22, выполненное в 15 корпусе клапана 15, шарик 23 и пружину 24. Регулировка этого предохранительного клапана в конечном счете определяет величину подведенного давления в гидробаке 12. От гидроба- 20 ка 12 гидравлический трубопровод

25 идет к гидронасос 13, приводимому в действие посредством электродигателя 26, а от него дальше, к разгрузочному гидроцилиндру 27, в котором размещен с возможностью скольжения поршень 28, снабженный нажимным штоком 29. Поршень 28 разделяет внутреннюю полость гидроци- линдра 27 на две камеры 30 и 31, в 30 .одной из которых (30) .может быть создано давление для обеспечения противодействия тормозной силе, создаваемой тормозной камерой 8. Камера 3 1 сообщена с атмосферой. 35

От камеры 30 в разгрузочном гидроцилиндре 27 отходит гидравлический трубопровод 32, идущий к коллекторной камере 33 в клапанном узле 7 и оттуда к модулирующему клапану 34 с пневматическим сервоуправлением, от которого обратно к гидробаку 12 ведет трубопровод. 35. В трубопровод

35 между модулирующим клапаном 34 и гидробаком 12 встроен обратный клапан 36. Его назначение — сделать систему самопрокачивающейся (с автоматическим удалением воздуха), что достигается двумя путями. 50

Если во всей системе нет жидкости, например, когда она только что установлена на автомобиль, то при заполнении гидробака 12 жидкостью жидкость под действием силы тяжести и при условии, что гидронасос расположен ниже гидробака 12, течет вниз по трубопроводу 25 к впускным клапанам 37 и 38 гидронасоса 13, но гидронасос

68 4 при пуске электродвигателя 26 не работает из-за захваченного в цилиндрах воздуха. Насосы этого типа, имеющие небольшие рабочие объемы цилиндров и обязательно относительно большие вредные пространства, не являются самопрокачивающимися. При подводе давления к гидробаку 12 через клапан 15 поддержания заданного давления обратный клапан 36 препятствует прохождению давления от гидробака

12 по трубопроводу 35 к модулирующему клапану 34 и дальше через трубопровод 32 и клапанный узел 7 к камере 30, а оттуда к выпускным клапанам

39, 40 гидронасоса 13. Наоборот,жид кость вытесняется иэ гидробака 12 через впускные и выпускные клапаны

37 — 40 гидронасоса 13 и через трубопровод 41 в камеру 30 до тех пор, пока давление, определяемое.клапаном 15, не распространится по всей системе. При этом происходит эффективное прокачивание (удаление воздуха) из насоса, а также камеры 30 (по крайней мере частично, в зависимости от объема трубопровода 35), коллекторной камеры 33 в клапанном узле 7 и пространства в модулирующем клапане 34. Насос теперь готов к перекачиванию при приведении системы в действие, а небольшое количество воздуха, которое может быть уловлено в камере 30, вызвало бы лишь некоторое замедление первого и, возможно, одного или двух следующих циклов управления, после чего воздух был бы удален из всей системы. Это означает, что воздух иэ гидронасоса 13 будет удален и тогда, когда насос установлен выше гидробака 12.

Обратный клапан 36 выполняет функцию удаления воздуха и по †друго. Трубопроводы вместе с гидробаком

12, впускными и выпускными клапанами 37 — 40 гидронасоса 13, обратным клапаном 36 и камерой 30 образуют замкнутый контур, в котором цилиндр 27 с камерой 30 и поршнем 28 является насосом, в нем в качестве впускных клапанов служат впускные и выпускные клапаны 37 — 40 гидронасоса 13, а в качестве выпускного клапана — обратный клапан 36. Поршень

28 перемещается при каждом нормальном торможении, т.е. при каждом торможении жидкость в контуре движется, 1321368 6 что обеспечивает непрерывное прокачивание всей системы.

Традиционная пневматическая тормозная система, показанная на фиг. 1 и 9, действует следующим образом..

Когда водитель нажимает на тормозную педаль 6, кран 5 открывается и сжатый воздух идет из ресивера

3 через клапанный узел 7 по трубопроводу 4 в тормозную камеру 8.Нажимной шток 9 перемещается в направлении наружу и поворачивает рычаг .11 на тормозном механизме 10, вызывая торможение.. В традиционной пневматической тормозной системе давле ние сжатого воздуха составляет около 7 бар.

Датчик (не показан) воспринимает состояние вращения затормаживаемого колеса. Если сила торможения становится больше допускаемой сцеплением колеса с поверхностью дороги и если колесо при этом проявляет тенденцию к блокировке, датчик подает сигнал, который во-первых, вызывает пуск электродвигателя 26 гидронасоса 13,и, во-вторых, заставляет модулирующий клапан 34 прервать поток жидкости, создаваемый гидронасосом

13.

Модуляционный клапан 34 содержит два нормально открытых клапана 42 и 43 с возвратными пружинами 44 и

45 соответственно. Эти клапаны приводят в действие с помощью мембраны

46 и уравновешивающей пружины 47 через толкатель 48, шип 49 которого проходит через клапан 42,цля приведения в действие шарика клапана

43. Пространство под мембраной 46 обычно сообщается с атмосферой через соленоидный клапан 50, содержащий сердечник 51, являющийся подвижнои частью двух клапанов, расположенных с противоположных егс сторон.При приеме от датчика сигнала на растормаживание подают ток к электродвигателю 26 и соленоидному клапану 50, в результате чего сердечник 51 поднимается и открывает отверстие нижнего клапана и закрывает отверстие верхнего клапана. При этом связь между подмембранной камерой и атмосферой прерывается и по трубопроводу 52 в камеру поступает сжатый воздух.

В результате толкатель 48 перемещается в направлении вверх (на фиг.б), 5

50 вызывая закрытие первого клапана 42 и сразу же за ним шарика клапана 43.

Теперь при запуске электродвигателя

26 и, следовательно, гидронасоса 13 начинается растормаживание вследствие того, что гидронасос 13 начинает поднимать давление жидкости в камере 30 разгрузочного цилиндра 27.

При прйеме от датчика команды опять начать торможение подачу тока к двигателю 26 прекращают, в результате чего гидронасос 13 останавливается. Прекращают также подачу тока к соленоидному клапану 50, в результате чего сердечник 51 перемещается обратно в нижнее положение, восстанавливая связь подмембранной камеры с атмосферой и прерывая подачу сжатого воздуха по трубопроводу 52. Мембрана 46 и толкатель 48 под действием пружины 47 движутся вниз.При этом шариковый клапан .

43 открывается, но усилия пружины

47 недостаточно для открытия большого клапана 42 из-за возросшего при растормаживании движения. Это обеспечивает мягкое управляемое торможение без рывков. Скорость осуществления торможения может быть подобрана путем соответствующего подбора диаметра отверстия в клапане 42 и диаметра шипа 49, проходящего через это отверстие для приведения в действие шарика клапана 43.

Для открытия большого клапана

42 необходимо, чтобы давление жидкости упало до нескольких бар, чего обычно никогда не происходит в процессе торможения, управляемого посредством системы, если водитель »е закончит торможение отпусканием тормозной педали. Таким образом, в ходе торможения,управляемого посредством системы, открываться и закрываться будет, как правило,, только шарик клапана 43.

Когда датчик подает сигнал, указывающий на слишком сильное замедление колеса, клапаны 42 и 43 модулирующего клапана 34 закрываются и одновременно начинает работать гидронасос

13, перекачивая жидкость в камеру 30 в разгрузочном цилиндре 27. Действующее на поршень 28 давление в этом цилиндре повышается и, когда оно становится достаточно высоким, поршень

28 перемещается в направлении к тормозной камере 8 и сила торможения уменьшается.. Датчик все это время

1321368

55 воспринимает состояние вращения затормаживаемого колеса и в зависимости от этого состояния подает сигналы на открытие и закрытие клапана 43 и включение и выключение двигателя 5

26 и, следовательно, гидронасоса 13.

Установлено, что подходящее давление жидкости, идущей от насоса, составляет около 80 бар, даже если насос может быть способен создать более 10 высокое давление. Установлено также, что подходящим по мощности двигателем является двигатель с пусковой мощностью 350 Вт. После запуска дви—

I гателя потребная мощность снижается !5 примерно до половины этого значения и, поскольку в ходе торможения,управляемого посредством системы,длительность периодов растормаживания и торможения примерно одинакова, сред- 20 . няя потребная мощность составляет примерно !00 Вт. Это относится к очень сильным тормозам, например зад1 ним тормозам на очень тяжелых грузовых автомобилях. Для передних колес тех же грузовых автомобилей потребная мощность составляет лишь примерно половину этого значения.

Давление жидкости в камере 30 30 разгрузочного цилиндра 27 передается по трубопроводу 32 в коллекторную камеру 33 в клапанном узле 7,который, в свою очередь, управляет давлением воздуха в тормозной камере «5

8 в ходе торможения. Узел 7 содержит отсечной клапан 53 (фиг. 8), который прерывает подачу сжатого воздуха в тормозную камеру 8 по трубопроводу 4, когда давление в коллектор- 40 ной камере 33 превышает установленное путем регулировки значение, находящееся в диапазоне 4-7 бар.Это означает, что дальнейшее управление силок торможения берет на себя моду- 45 лятор силы торможения на период, пока гидравлическое давление в ка— мере 33 будет выше отрегулированного значения 4-7 бар для клапана 53.

Если давление в камере 30 поднимется выше более высокого значения, например 80 бар, т.е. значения, на обеспечение которого рассчитан гид-. ронасос 13, откроется разгрузочный клапан 54 в клапанном узле 7 для выпуска сжатого воздуха из тормозной камеры 8 через отверстие в корпусе клапана 7 управления.

Двумя клапанами 53 и 54 (фиг. 8) управляют посредством гидравлИческого давления, подводимого к коллекторной камере 33, причем давление, при котором закрывается клапан 53,определяется взаимным соотношением между площадью поршня 55 и усилием пружины 56. Усилие от поршня 55 передают к клапану 53 посредством толкателя 57. Аналогично давление, при котором должен открываться клапан

54, определяется взаимным соотношением между площадью поршня 58 и усилием пружины 59.

Следует отметить,что на работу двух клапанов 53 и 54 в некоторой степени влияет также давление в гидробаке 12, атмосферное давление и давление воздуха во внутренней полости клапанного узла 7. Пространство на стороне, противоположной той, на которой действует на поршни 55 и

58 гидравлическое давление, сообщается с гидробаком 12, в котором отрегулировано давление 1-3 бар.

Это давление полностью уравновешено и не создает никакой действующей на поршень 58 силы. Наоборот, на приложенную к клапану 53 силу влияет сила, соответствующая действующей на поршень 55 силе, создаваемой гидравлическим давлением.

Эта сила, создаваемая давлением в гидробаке 12, действует на поверхность, площадь которой равна разнице между площадями поперечного сечения поршня 55 и толкателя 57. Кроме того, на толкатель 57 действует давление воздуха в клапанном узле 7 в направлении против действия силы гидравлического давления на поршень 55.

Когда клапаны 53 и 54 закрыты, перепады давлений воздуха по обе их стороны создают силу, стремящуюся удержать их закрытыми, в результате чего возникает некоторая гистерезисная разница в гидравлическом давлении, при котором клапаны открываются и закрываются.

Однако влияние различных давлений воздуха имеет второстепенное значение, во-первых, потому, что давления воздуха низки по сравнению с гидравлическими давлениями, и, во-вторых, потому, что нетрудно так сбалансировать взаимное соотношение между соответствующими площадями поперечного сечения и пружинами 56 и 59, чтобы

9 13213 влияние сил давления воздуха на функцию клапанного узла 7 было совершенно незначительным.

Таким образом, посредством клапанного узла 7 обеспечивают уравновешивание давления в гидравлической и пневматической системах, в результате чего гидронасосу 13 никогда нет необходимости работать, преодолевая максимальное давление, которое спо- 10 собна создать пневматическая система, а нужно лишь преодолевать допустимое максимальное давление, на которое . отрегулирован клапанный узел 7 и которое все же при всех условиях доста- 15 точно для обеспечения максимального эффекта торможения без блокировки колес. Поскольку собственно выпускную часть тормозной системы приводят в действие с помощью гидравлической 20 жидкости, передача всех давлений происходит практически мгновенно,так что система работает с относительно высокой частотой (до 7-8 Гц), благодаря чему осуществляемое на практике торможение происходит равномерно и сильно беэ склонности управляемых колес к боковому скольжению.

В процессе управляемого торможения выпуск воздуха обычно имеет мес- 30 то лишь в начале процесса, Все последующее регулирование тормозной силы производят только с помощью гидравлической системы, по крайней мере, если условия на дороге постоянны.

При изменении дорожных условий в процессе торможения, управляемого пбсредством системы с колесным датчиком и модулятором силы торможения, 40

Может случиться,что вследствие внезапного ухудшения состояния дороги происходит еще один выпус.к воздуха, и наоборот, при внезапном улучшении состояния дороги увеличение силы 45 торможения может потребовать подачи дополнительного воздуха из ресивера тормозной системы, что случится, если гидравлическое давление упадет ниже 4-7 бар, при превышении которого клапан 53 закрывается.

Обычно пневматический тормоз при торможении имеет значительный мертвый ход, что означает, что шток 9 должен пройти довольно большое расстояние, прежде чем тормозные колодки войдут в контакт с тормозным барабаном. Обычно ь барабанных тормозах грузовых автомобилей длина пол68 10 ного хода поршневого штока 9 выше

50 мм, из которых 40 мм составляет мертвый ход и лишь 10 мм составляет расстояние, которое проходит ш ок от момента первого соприкосновения тормозных колодок с барабаном до момента полного торможения.

При некоторых условиях это может привести к недостаточной эффективности системы. Например, при резком торможении на очень скользкой дороге может случиться, что вращение колеса будет замедлено до такой низкой скорости по отношению к скорости движения автомобиля, что потребуется много времени на обрат;ое его ускорение настолько, чтобы датчик перестал подавать команду на растормаживание.

При этом модулятор может действовать так долго, что не только обеспечит полное растормаживание, но и вынудит тормозные колодки далеко отойти в области мертвого хода. При последующих командах от датчика о проведении повторного торможения потребуется выбрать этот мертвый ход, прежде чем тормоза опять начнут действовать. Очевидно, что это приведет к потере времени, снижению рабочей частоты системы и, следовательно, ее эффективности.

Во многих случаях может быть допустимым растормаживание посредством модулятора в область мертвого хода, но для некоторых автомобилей важно, чтобы этот чедос;а; ок был устранен.

Для этой цели в с.истему введен пневмоуправляе.-1ый отсечной клапан 60, который встроен .":-жду камерой 31 в цилиндре 7 и трубопроводами 61 и 25, ведущими к гидробаку 12. Клапан 60 приводят в действие путем подвода по трубопроводу 62 того же давления воздуха, которое подводят к тормозной камере 8 при тсрможении.

Привод клапана включает ь себя мембрану 63 и возвратную пруя:ину 64.

В экстремальных условиях, например, когда автомобиль с сильно заторможенными колесами движется по дороге в хорошем состоянии и внезапно попадает на у-часток дороги., находящийся в очень плохом состоянии, скорость вращения колес может быстро упасть почти до полной остановки.

При этом колесные ;,àò÷èêè годадут сигнал модуляторам, приказываюший им произвести растормаживанле, но вследствие плохого сцепления колес

1321368

50

55 с поверхностью дороги скорость вращения колес, несмотря на полное растормаживание, повышается так медленно и поэтому сигналы их колесных датчиков длятся так долго, что модуляторы производят растормаживание не только в область мертвого хода, но вплоть до механического концевого упора. Рассматривая колесо с тормозом, колесным датчиком и модулятором можно установить, что гидравлическое давление в клапанном узле 7 настолько высоко уже до достижения тормозами механического концевого упора, что клапан 53 закрыт и что после достижения тормозами концевого упора давление жидкости быстро поднимается до ограниченного перепускным клапаном 65 гидронасоса 13 значения, намного превышающего значение,при котором открывается клапан 54 в. клапанном узле 7, заставляя давление воздуха в тормозной камере 8 быстро падать до атмосферного. Вследствие этого повторное торможение в конце сигнала колесного датчика очень медленно. К тому же теряется сжатый воздух °

Для предотвращения этого в электрическую цепь между колесным датчиком и модулятором вводят выключатель, приводимый в действие путем перемещения в приводном механизме тормоза.

На фиг. 1 показан выключатель 66, установленный на тормозной камере 8 и имеющий привод от приводного средства 67, прикрепленного к толкателю

9. На фиг. 1 тормоз показан в состоянии полного растормаживания, при этом толкатель 9 и тормозной рычаг

11 перемещены вправо (по фиг. 1) к неподвижному упору либо в тормозной камере 8, либо в тормозном механизме 10. В этом положении выключатель

66 разомкнут. Как только при торможении толкатель 9 переместится на небольшое расстояние влево (по фиг. 1), приводное средство 67 выходит из соприкосновения с выключателем 66, в результате чего выключатель замыкается. Если модулятор под влиянием очень долго длящегося сигнала колесного датчика пытается произвести растормаживание за точку, в которой тормозные колодки выходят из контакта с тормозным барабаном, в баланс сил в системе, кроме незначительных сил от возвратных пружин тормоза и не

f0

45 имеющих существенного значения сил трения, входит лишь сила от гидроцилиндра 27 и тормозной камеры 8.Поскольку система с укаэанными конструктивными параметрами приспособлена при давлении жидкости в камере

30 гидроцилиндра 27, составляющем

80 бар, преодолевать силу, создаваемую тормозной камерой 8 при давлении воздуха 2 бар, то давление воздуха в тормозной камере-8, когда тормозные колодки вышли из контакта с тормозным барабаном, было отрегулировано посредством клапанного узла

7 до 2 бар. От этого состояния модулятор продолжает производить растормаживание в направлении к механическому концевому упору тормоза, который, однако, никогда не достигается, потому что раньше этого приводное средство 67 размыкает выключатель, в результате чего подача сигнала от колесного датчика к модулятору прекращается и начинается фаза торможения под действием давления воздуха (2 бар), изолированного в тормозной камере 8. Когда на этой фазе повторного торможения будет обеспечено перемещение, достаточное для того,чтобы приводное средство 67 опять замкнуло выключатель 66, опять вводят в действие модулятор, Эту последовательность чередующихся включений и выключений модулятора повторяют с относительно высокой частотой, в результате чего происходит быстрое возвратно-поступательное движение толкателя 9, 29, тормозного рычага 11 и деталей в тормозном механизме 10 (не показаны) до тех пор, пока колесный датчик не прекратит подачу сигнала. В течение всего этого времени давление воздуха (2 бар), изолированного в тормозной камере 8,готово начать повторное торможение,как только колесный датчик прекратит подачу сигнала.

Когда торможение не производят, клапан 60 открыт и вся система находится в состоянии заполнения жидко.стью под действием силы тяжести на всем протяжении от гидробака 12.Удаление воздуха на вновь установленной системе, только что заполненной гидравлической жидкостью, ускоряют путем создания перемещений в тормозе. Для каждого тормоза может быть найдено давление, при котором тормоз13213 ные колодки начинают соприкасаться с тормозным барабаном. Возвратную пружину 64 подбирают по отношению к мембране 63 так, чтобы клапанный ко— нус 68 плотно садился в седло 69 при этом давлении. При обычном торможении на протяжении мертвого хода происходит всасыванке жидкости в камеру 31 из гидробака. 12 через клапан 60. Когда тормозные колодки до- 10 ходят до тормозного барабана, клапан

60 перекрывает сообщение между гидробаком 12 и камерой 31. При продолжении торможения объем камеры 3 1 увеличивается. Поскольку дополнитель- 15 ная жидкость не может войти в камеру 3 1, в ней создается отрицательное давление, вызывающее образование большого количества пузырьков, заполненных парами легких фракций 20 .гидравлической жидкости. При следующем после этого растормаживании объем камеры 31 опять уменьшается и уменьшается также объем пузырьков.

В момент выхода тормозных колоцок из контакта с барабаном давление воз-духа в тормозной камере и на мембрану 63 в клапане 60 понижается до значения, при котором клапан 60 опять открывается. Тормозная камера 8 тя- 30 нет толкатели 9 и 29 к положению остановки (упора), при этом жидкость вытесняется обратно в гидробак 12. .Если же при торможении сигнал дат35 чика заставляет модулятор действовать в течение такого длительного периода времени, что тот производит полное растормаживание и пытается отжать тормозные колодки в область мертвого хода, клапан 60 не откроет:я, потому что давление воздуха в тормозной камере 8 в течение процесса торможения„ управляемого модулятором,не понижается до необходимого низкого давления. Пузырьки газа конденсируются, и объем жидкости, заключенный в камере 31, одну стенку которой образует поршень 28, безусловно остановит дальнейшее движение в область мертвого хода.

На гидроцилиндре 27 установлен выключатель 70 (фиг. 9), сообщаюшийся с камерой 3 1. Приведение его в действие осуществляют посредством

l гидравлического давления в камере 31, причем он нормально замкнут, но размыкается при давлениях выше давление

68 14

1-3 бар, под которым постоянно находится гидросистема. Выключатель

70 встроен в электрическую цепь между колесным датчиком и модулятором и действует аналогично выключателю

66 за исключением того, что выключатель 66 позволяет модулятору производить растормаживание до точки, близкой к механическому концевому упору тормоза, тогда как выключатель

70 позволяет модулятору производить растормаживание с небольшим выходом в область мертвого хода.

Клапан 60 не открывается, пока водитель не отпустит тормозную педаль.

На фиг. 11 показан компактный вариант выполнения модулятора, изготовленный кз литых деталей рациональной формы. устройство содержит все элементы, показанные на фиг. 1 и 9, за исключением тех,что являются составными частями самой пневматической тормозной скстемь., т.е. компрессора ресивера 3, тормозной педалк 6, тормозного крана 5, тормозной камеры

8 и собственно тормозного механизма

10 с рычагом 11. Из элементсв модулятора не показаны на фиг. 11 лишь цилиндр 27 и клапан 60. Следует отметить, что большая часть трубопроводов, которые на фиг. 1 и 9 показаны соответственно пунктирными линиями (сжатый воздух) и штрихпунктирными линкямк (гидравлическая жидкость) в модуляторе пс фиг. 11 выполнена в вице полученных при литье илк просверленных каналов.

Уплотнительные элементы, например уплотнительные ксльца круглого сечения, на поршнях,годверженных воздействию высоких давлений, ссздают очень большие потери нг. тренке. Поэтому поршни 71 в гкдронасосе 13 (фкг. 2 и 3) не имеют уплотнений. Онк входят в цилиндры с очень малым зазором (несколько сотых миллиметра). При работе гидронасоса 13 небольшое количество жидкости просачивается в пространство, где размещен экс.центрик 72.Посредством просверленного канала это пространство сообщено с гидробаком

12, куца и возвращают просочившееся масло. Полость для эксцентрика ?2 в корпусе гидронасоса 13 уплотнена от электродвигателя 26 посредством очень мощного уплотнктельногo элемента 73, который с большим запасом

1321368 16

55 выдерживает давление 1-3 бар, под которым находится вся гидросистема.

Вызываемая утечкой потеря объемной производительности (около 107 проиэводительности насоса) значитепьно более низка, чем при использовании уплотнительных элементов, таких как уплотнительные кольца круглого сечения, на поршнях.

Поршни 55 и 58 в клапанном узле

7 (фиг. 8) тоже не имеют никаких уплотнительных элементов для задерживания жидкости. Небольшое количество просачивающейся мимо поршней жидкости возвращается через отверстия в корпусе клапанного узла 7 в гидробак

12 через соответствующие отверстия в нем. Это легко выполнить, потому что клапанный узел 7 прикреплен винтами непосредственно к гидробаку 12.

Ко на поршне 58 и толкателе 57 предусмотрены уплотнительные кольца 74 и 75 (соответственно) круглого сечения. Они не подвергаются воздействию давления гидравлической жидкости 80 бар. Уплотнительное кольцо 75 подвергается лишь воздействию давления 1-3 бар, под которым находится вся гидросистема, и то же давление действует на уплотнительное кольцо . 74, за исключением моментов торможения, когда на одну сторону его воздействует давление 1-3 бар, а на другую — давление воздуха, подводимое к тормозной камере 8 при торможении.

Это позволяет избежать большого влияния гистереэиса (запаздывания), которое в противном случае нарушало бы работу клапанного узла 7.

Конструкция гидронасоса 13 (фиг.

2 и 3), по существу, представляющет о собой традиционный с эксцентриковым приводом поршневой насос с автоматическими подпружиненными впускными и выпускными клапанами, отличается от конструкции традиционных насосов этого типа в одном важном отношении. В традиционных насосах плоские торцы поршней упираются в эксцентричное кольцо, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической. Если насос имеет только один цилиндр, то относительноедвижение между поршнем и эксцентриком представляет собой чистое качение.

Если же насос имеет более чем один поршень, то между торцевыми поверх10

Hостями поршнеи и эксцентриком имеет место скольжение, приводящее к износу и болыпим потерям на трение, во-первых, на поверхностях контакта между поршнями и эксцентриком и, во-вторых, между поршнями и цилиндрами вследствие больших поперечных сил, действующих между поршнями и цилиндр ами .

Конструкция гидронасоса модулятора устраняет эти недостатки. Торцы поршней 71, обращенные к эксцентричному кольцу 76 (фиг, 2), и наружная поверхность эксцентричного кольца

76 выполнены сс сферическими выемками чуть большего радиуса, чем у шариков 77, вставленных в эти выемки между поршнями 71 и эксцентриком 72.

Скольжение между поршнями 71 и эксцентриком 72 заменено, таким образом, чистым качением, и расчеты, подтвержденные практическими испытаниями, показали, что повышение КПД составляет примерно 407. Это одна из причин очень низкой потребной мощности.

В остальном насос имеет традиционную конструкцию. Поршням 71 сообщают колебательное (возвратно-поступательное) движение посредством эксцентрикового механизма, содержащего зксцентрик 72, выполненный за одно целое с валом электродвигателя 26„ игольчатый подшипник 78, эксцентричное кольцо 76 и шарики 77. Обратные клапаны 37 — 40 тоже имеют традиционную конструкцию, содержащую винтовые пружины, клапанные конусы и седла.

Для впускных клапанов 37, 38 были выбраны плоские клапанные конусы, а для выпускных клапанов — шарики.Перепускной клапан 65 гидронасоса 13 тоже имеет традиционную конструкцию и содержит седло, выполненное sa одно целое с корпусом насоса, шарик и опорное устройство для поддержания пружины, установленные в корпусе гид" ронасоса.

Очень важно, чтобы соленоидный клапан 50 (фиг. 5) очень быстро реагировал на сигналы от датчика как при притягивании сердечника, когда подводят ток к соленоиду, так и при отпускании сердечника. когда подача тока к соленоиду прекращена. Как правило, обеспечить быстрое притяжение нетрудно — для этого нужны лишь достаточно сильные соленоиды с большим числом ампер-витков. Труднее

1321368

18 обеспечить отпускание сердечника 51 при прекращении подачи тока, причем тем труднее, чем сильнее ма.гнитный поток, создаваемый сопеноидами.

Ниже описаны три варианта устройств, обеспечивающих решение этой проблемы . На фиг. 10 показана зависимость силы тока I От времени Т.

Общим .признаком этих трех устройств является использование очень мощного соленоида, в котором может быть обеспечена очень большая сила тока, если

1позволить выбранному напряжению сети действовать в течение достатОчно длинного периода времени. Такой про— цесс показан на фиг. 10 толстой сплошной линией (а).

Согласно одному способу устанавливают электрическое сопротивление (резистор) последовательно с соленоидным клапаном 50. Сопротивление шунтировано посредством транзистора для закорачивания сопротивления при приеме управляющего сигнала. Этот управляющий сигнал вырабатывается катушкой индуктивности, намотанной на тот же каркас, на который намотана катушка соленоидного клапана 50.При подводе тока к соленоидному клапану

50 он проходит в начальный момент через сопротивление. Это показано на фиг. 10 штрихпунктирной линией

0 — а . При этом индуцируется управляющий ток, заставляющий транзистор закорачивать сопротивление,в результате чего происходкт очень быстрое нарастание силы тока, как показано на фиг. 10 штрихпунктирной линией а -а . Когда ток„ проходящий через соленоид, достигает установившегося значения, производная по времени силы тока уменьшается настолько, что индуцируемый управляющий ток слабеет до такой степени, что ста.— новится неспособным удерживать транзистор замкнутым, в результате чего опять включается сопротивление. Вслед— ствие этого ток в катушке индуктивности, управляющей транзистором, уменьшается, что вызывает опять размыкание транзистора и включение сопротивления в цепь. При этом сила тока, проходящего через соленокдный клапан 50, сильно уменьшается в соответствии со штрихпунктирной линиР И ей а — а и далее остается на постоянном уровне. Напряженность магнитного. поля, создаваемого соленоидом, быстро уменьшается цо уровня, едва достаточного для удержания сердечника Sl в притянутом положении. Понятно, что сердечник 51 под действием возвратной пружины очень быстро возвращается в исходное положение, когда питание соленоида прерывается. Большим преимуществом этого устройства по сравнению с дву10 мя другими устройствами является то, что оно осуществляет так называемое управление в определенной последовательно< ти таким образом, что, прежде чем сердечник 51 действительно не будет втянут на всю длину- хода, ограничения силы тока не происходит.

Подобные результаты могут сыть получены с помошью электрических печатных схем, управляемых посредством электронных чипов.

Имеются чипы, позволяющие току беспрепятственно проходить при подводе его в течение короткого заданного периода времени. Нарастание

"5 ка идет по сплошной линни от 0 до /

Ь .После истечения этого периода времени (в данном случае нескольких миллисекунд) так называемый прерыватель, включенный в чип, -преобразует ток в пульскруюший постоянный ток, среднее напряжение, которого определяется взаимным соотношением между периодами, в течени= которых ток соответственно вы::-.лючен и экиючен. Прк

35 этом сила тока гадает в соответствии тОнкой сплошной лкнкеи От Ь

/ с, после чего опа Ост;,ется на посТОЯННОМ УРОВН(В некоторых Областях примененкя модулятора мо:кет быть дост".òo÷íüï. чкп, представляющий собой Отр".Hè÷è— тель тока. В кача .- и<-:,,ачк тока к солечоиду ток может проходкть беспрепятственно до тех пор, IloKB не 1 достигнет в точке ". заданной силы тока, после чего сила тока Остается постоянной на этом уровr!E, Продолжение процесса показано пуíêòèð!ой линией d.

Фор мул аизобретения

1. Модупятор силы торможения., составляющий часть антиблокировочной

55 тормозной системы автомобиля, содержащий гидроцклкндр, порше !ü которо— го связан сс штоком тормозной кам ры кОлеснОгo тОрмОзнОго мсханизма„ годключенный трубопроводами через

132136î

19 леноидного клапана. тормозной кран к источнику сжатого воздуха, поршневой гидронасос с электроприводом для перекачивания жидкости по трубопроводам из гидробака в рабочую камеру гидроцилиндра,которая через модулирующий клапан подключена к впускному клапану гидронасоса, и датчик динамического состояния затормаживаемого колеса, электрически связанный с обмотками элек- f0 тродвигателя и соленоидного клапана, при этом модулирующий клапан выполнен пневмоуправляемым, его управляющая камера госредством соленоидного клапана подключена к источнику сжато- f5 го воздуха, о т л и ч а ю щ и и c я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен клапанным узлом, в корпусе которого размещены отсечной и разгрузочный клапаны, имею- 20 щие управляющие поршни, установленные в камерах корпуса, сообщенных с трубопроводом, связывающим рабочую камеру гидроцилиндра с модулирующим клапаном, причем отсечной клапан встроен в трубопровод, сообщающий тормозной кран с тормозной камерой, а разгрузочный клапан подсоединен к указанному трубопроводу между отсечным клапаном и тормозной камерой.

2. Модулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что он снабжен нормально .разомкнутым выключателем, управляемым штоком тормозной камеры и включенным в электрическую 35 цепь, соединяющую датчик динамического состояния колеса с обмоткой со—

3. Модgпятор по и. 1 О т л и ч а ю щ и и ся тем, что он снабжен пневмоуправляемым отсечным клапаном, через который другая камера гидроцилиндра подключена к гидробаку,при этом управляющая камера укаэанного клапана сообщена с.тормозной камерой.

4. Модулятор по п..3, о т л и†. ч а ю шийся тем, что он снабжен электропневматическим датчиком давления, встроенным в другую камеру тидроцилиндра, включенным в электрическую цепь между датчиком динамического состояния и обмоткой соленоидного клапана, при этом контакты электропневматического датчика нормально разомкнуты.

5. Модулятор по п. 1, о.т. л и ч а ю щ и Й с я тем, что поршневой насос выполнен многоцилиндровым с приводом поршней от общего эксцентрика, на котором установлено кольцо, при этом на торцах поршней и на периферийной части кольца выполнены сферические выемки, в которых размещены шарики, имеющие меньшие, чем у сферических выемок, радиусы.

6. Модулятор по и. 1, о т г ич а ю шийся тем, что полость гидробака подключена к источнику сжатого воздуха посредством редукционного клапана, поддерживающего постоянное давление в полости гидробака, а модулирующий клапан подключен к впускному клапану гидронасоса через обратный клапан.

I 321368 ф? фЯ gj@

1321 368

1321368

1321368

Составитель С.Макаров

Редактор М.Циткина Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Пилипенко

Заказ 2671/58 Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4