Устройство аварийного торможения транспортного средства

 

Использование: для предотвращения несчастных случаев на всех видах транспорта, которые для перемещения используют опорную поверхность магистрали. Сущность изобретения: при торможении поворотный рычаг 2 входит своим наконечником в контакт с поверхностью, а сам наконечник выполнен в виде фрезы 9. 1 з. п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано для торможения практически любого подвижного объекта, который имеет контакт с поверхностью, например самолета, локомотива и его вагонов.

Преимущественное использование предложение имеет для автодорожного транспорта.

Известно устройство торможения, которое содержит подвижный в угловом направлении рычаг с наконечником, который при торможении контактирует с транспортной поверхностью и приподнимает транспортное средство [1] . Торможение осуществляется за счет воздействия части веса транспортного средства через рычаг на его наконечник и на транспортную поверхность.

Однако торможение фактически осуществляется путем врезания в транспортную поверхность наконечника рычага, а это не всегда эффективно. На мягкой почве такое торможение эффективно, на сухой - нет, так как врезание наконечника рычага приведет к мгновенной остановке, а это равноценно удару, который по своей разрушительной силе может быть опасен, чем, допустим, столкновение; кроме того, произойдет потеря управления из-за резкого приложения постоянной и значительной тормозной силы.

Целью изобретения является осуществление аварийного торможения с регулируемым усилием торможения в зависимости от местности использования транспортного средства, а также с дозированным временным взаимодействием наконечника с транспортным покрытием в зависимости от начальной скорости торможения.

Именно такая методика рекомендуется при сложном состоянии транспортного покрытия для автотранспортного покрытия: периодическое притормаживание и отпускание.

Цель достигается тем, что наконечник выполнен в виде диска с зубьями, при этом диск снабжен регулируемым тормозом, выполненным, например, в виде тарельчатой пружины и подвижной гайки, причем диск может быть выполнен в виде эксцентрика или, если диск крепится по своей оси, то иметь нарезку только на секторе.

На фиг. 1 представлена общая схема установки устройства на автомашине; на фиг. 2 - кинематическая схема устройства; на фиг. 3 - вид по стрелке А на фиг. 2; на фиг. 4 и 5 - варианты выполнения диска; на фиг. 6 - качественный график действия устройства в зависимости от варианта выполнения диска.

На транспортном средстве 1 устанавливается рычаг 2, который имеет упор 3 и пружину 4. К рычагу 2 крепится трoс 5, который опирается на ролики 6 и соединен с рычагом 7 и фиксатором (не показан). Рычаг 2 имеет наконечник 8, который выполнен в виде фрезы 9 на оси 10, закрепленной в стойках вилки 11. На оси 10 последовательно расположены гайка 12, втулка 13 и тарельчатая пружина 14, которая упирается во фрезу 9. На вилке 11 с другой стороны фрезы 9 размещен неподвижный тормозной диск 15. Фреза 9 имеет зубья с модулем 5-10 мм для обеспечения надежного сцепления с транспортной поверхностью. Рычаг 2 подвижно сопряжен с осью 16, а сама ось стойками 17 крепится к основанию 18. На основании 18 закреплена стойка 19 с болтом 20, который играет роль регулируемого упора. Рычаг 2 имеет пружину 4, которая закреплена на основании 18. Основание 18 крепится к раме транспортного средства 1 за центром тяжести ЦТ по ходу движения.

Крепление к раме транспортного средства 1 зависит от его типа, однако не должно ослаблять раму, поэтому целесообразно крепление осуществить на хомутах. Это позволит даже усилить место крепления за счет основания 18.

Действует устройство аварийного торможения следующим образом.

Описание работы дано для асфальта, льда или бетонной плиты.

При необходимости торможения водитель поворачивает рычаг 7, трос 5 ослабляется, и под действием пружины 4 рычаг 2 поворачивается на оси 16 до упора. При начальном контакте зубьев фрезы 9 с магистральной поверхностью трос натягивается за счет силы трения, пока рычаг 2 не упрется в упор 2. Автомашина 1 занимает положение б-б (начальное положение а-а). Фреза 9 за счет сцепления зубьев начинает вращаться, преодолевая усилие трения фрезы 9 о тормозной диск 15.

Усилие торможения (момент трения) заранее устанавливается путем поджима тарельчатой пружины 14 гайкой 12 через втулку 13. Это усилие зависит от местности, времени года и может быть установлено путем пробных торможений транспортного средства 1 либо тарировочным ключом, когда затягивают гайку 12.

Фреза 9, если она выполнена с подвижной посадкой по оси и полностью нарезанными зубьями, будет тормозить транспортное средство 1 в соответствии с графиком функции.

Однако при повышенном моменте трения между фрезой 9 и тормозным диском 15 автомашина может потерять управление, если совместно с торможением необходим разворот. Если же момент торможения мал, то будет велик тормозной путь. Поэтому возможны варианты выполнения фрезы 9 (см. фиг. 4 и 5). Действие обоих вариантов одинаково, а выполнение различно. Эти варианты не требуют повышенной точности установки начального тормозного момента, который может меняться по мере эксплуатации, допустим, за счет ржавчины или загрязнения.

Последние два варианта позволяет осуществить чередование торможения (t₁) и растормаживания (t₂).

Пpи эксцентричном сопряжении фрезы 9 )см. фиг. 4) это свойство достигается тем, что сила торможения резко возрастает при подъеме автомашины 1 за счет эксцентриситета фрезы 9, а при опускании автомашины 1 эта сила будет падать. Рассматривается наиболее опасный момент - начало торможения, а в конце торможения частота воздействия будет падать и это усилие выравнивается.

При подрезке зубьев на фрезе 9 в виде сектора получим тот же эффект, так как на гладкой части фрезы 9 усилие торможения резко упадет. Графики торможения последних двух вариантов соответствуют функции v(t₂) (см. фиг. 6).

После остановки автомашина оседает на задние колеса за счет угла α , и водитель рычагом 7 до его фиксации через трос 5 поднимает рычаг 2.

Во всех трех вариантах выполнения фрезы 9 сцепление зубьев с магистральной поверхностью будет очень надежным, так как фактически процесс взаимодействия зубьев с поверхностью будет полностью соответствовать процессу резания и торможение будет полностью определяться моментом трения от тарельчатой пружины 14.

Для эксцентричного выполнения фрезы 9 (см. фиг. 4) или выполнением зубьев на секторе (см. фиг. 5) будет выполняться выражение Р˙Δt_i= m˙Δv_i т. е. импульс силы будет соответствовать отрезку времени Δ t₁, в течение которого воздействовало усилие торможения Р. Это воздействие привело к изменению скорости от v_i до v_i+1: Отношение m/P = K - постоянно, так как масса автомашины постоянна, как и усилия взаимодействия зубьев с поверхностью. Для эксцентричного выполнения фрезы 9 это усилие является средним.

Тогда, суммируя, получим: P t_i= mv_i; Kv_i= t_i= t₁.

Полное время T= Σ t₁+Σ t₂.

Изменять тормозной путь можно одной регулировкой путем изменения усилия на тормозной паре диск - тормозной диск.

В случае выполнения фрезы 9 с эксцентриситетом или с неполной нарезкой транспортное средство 1 не теряет управления, а сама система становится саморегулируемой - наибольшая частота и усилие торможения при максимальной скорости. По мере снижения скорости снижается и частота приложения силы и ее значение по отношению к максимальному.

Предлагаемое устройство позволяет достигнуть все поставленные цели, а именно надежно остановить транспортное средство с заданным тормозным путем при заданной скорости; регулировкой изменять параметры торможения в зависимости от местности и времени года; сохранить управление автомашиной при торможении.

Устройство позволяет избежать во многих случаях гибели водителя, пассажиров и груза. (56) Патент Франции N 2245514, кл. В 60 Т 1/14, 1975.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО АВАРИЙНОГО ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, включающее рычаг с приводом его углового поворота и наконечником, установленный с возможностью контакта наконечника с транспортной поверхностью, и ограничитель поворота рычага, отличающееся тем, что наконечник выполнен в виде фрезы, снабженной регулируемым тормозом в виде тарельчатой пружины с поджимной гайкой, установленной на оси фрезы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фреза выполнена эксцентричной.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что рычаг выполнен двуплечим, а ограничитель поворота установлен с возможностью взаимодействия со свободным плечом рычага.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зубья выполнены на части окружности фрезы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6