Тормозная гидравлическая система прицепного транспортного средства

 

Использование: в транспортном машиностроении, а именно в автомобилях, тракторах, прицепах с гидравлической тормозной системой. Сущность изобретения: корпус тормозного устройства состоит из двух частей и расположенной между ними обоймы с образованием рабочей камеры. В ней расположены ведомая шестерня и ведущая шестерня, установленная на конце приводного вала, связанного с валом электродвигателя. В тормозном устройстве выполнены кольцевые канавки, канал, отверстия, что обеспечивает возврат всех возможных утечек рабочей жидкости во всасывающую зону рабочей камеры. Электроконтактный датчик установлен в отверстии выходного канала. 5 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению и касается конструкции главного тормозного устройства прицепного транспортного средства. Оно может быть использовано на автомобилях, тракторах, прицепах с гидравлической тормозной системой.

Известна тормозная система многозвенного транспортного средства [1] , которая содержит источники питания, тормозной кран, одна из секций которого связана магистрально с тормозными камерами основного транспортного средства, а другая секция соединена магистрально с воздухораспределителем прицепа/ кран управления моторным тормозом-замедлителем, исполнительные модули на каждом колесе, связанные магистралью с воздухораспределителем прицепа и электрически соединенные с датчиком давления. Каждый исполнительный модуль содержит два тормозных механизма с датчиками температуры, тормозные камеры, электромагнитный клапан с электромагнитами, электронный регулятор, включающий две схемы сравнения, R-S-триггер и две логические схемы. При этом возможны следующие режимы работы: рабочее торможение с заданной эффективностью, режим заданной водителем перемещением кнопки крана управления интенсивности торможения, а также режим подтормаживания.

Недостатком указанной системы является ее несовместимость со всеми приводами тормозных систем основных транспортных средств, кроме пневматического, сложность исполнительных модулей, в том числе электронных регуляторов, а также невозможность применения ее на прицепных транспортных средствах малой грузоподъемности, например, на прицепных транспортных средствах малой грузоподъемности, например, на прицепах к легковым автомобилям, имеющих в основном гидравлический привод тормозов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является гидравлический привод тормозов транспортного средства, содержащий источник давления, емкость с рабочей жидкостью, фильтрующий элемент, гидроаккумуляторы, двухсекционный тормозной кран с педалью и пружинами, исполнительный механизм (гидроцилиндры) и регулятор давления. В трубопроводах, связывающих источник давления с аккумуляторами, установлены обратные клапаны, а на корпусе тормозного крана расположены клапаны, идентичные по конструкции вышеприведенным. Тормозной кран привода содержит корпус, золотник, кинематически связанный с педалью и пружинами посредством толкателя, перемещающего золотник по втулке, установленный в корпусе крана, в стенах которого выполнены входной, выходной и сливной каналы, сообщающиеся с напорной, тормозной и сливной магистралями. Толкатель и кромка осевого канала на торце золотника со стороны сливного канала образуют выпускной клапан, а золотник со стороны выходного канала и торец втулки образуют впускной клапан. Втулка совместно с золотником образуют напорный цилиндр.

Недостатками известного привода являются высокая энергоемкость и недостаточная эффективность торможения.

Указанные недостатки обусловлены необходимостью постоянной работы источника давления для поддержания заданной величины давления в гидроаккумуляторах, предварительно заряженных сжатым воздухом пневмосистемы транспортного средства, и содержащих рабочую жидкость под давлением, определяемый настройкой регулятора до 1,0-1,5 Мпа, необходимостью затрат энергии на перекачку избытка рабочей жидкости из емкости через фильтр, регулятор давления обратно в емкость, и отсутствием усилителя тормозов, так как рост давления свыше 1,0-1,5 Мпа, а значит, и усилия, создаваемого исполнительными механизмами, зависит от усилия, прикладываемого к должнику через педаль, т. е. от физических данных оператора (водителя).

Целью изобретения является снижение энергоемкости и повышение эффективности торможения.

Сущность изобретения заключается в том, что в тормозной гидравлической системе прицепного транспортного средства, содержащей тормозную магистраль с системой трубопроводов, емкость с рабочей жидкостью, регулятор давления, исполнительные тормозные механизмы и тормозное устройство, имеющее корпус с входным и выходным каналами, согласно изобретению, корпус тормозного устройства выполнен из двух частей с расположенной между ними обоймой с образованием рабочей камеры. В обойме расположены ведущая и ведомая шестерни, кинематически связанные с электродвигателем привода. В обеих частях корпуса выполнены кольцевые канавки вокруг рабочей камеры, сообщающиеся между собой посредством отверстия в верхней части обоймы и связанные каналом с полостью корпуса, уплотненной манжетой и соединенной отверстием со всасывающей зоной рабочей камеры. Датчик регулятора давления выполнен электроконтактным и установлен в отверстии корпуса, связанным с отверстием, соединяющим нагнетающую зону рабочей камеры с выходным каналом.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемое техническое решение отличается от прототипа тем, что корпус тормозного устройства выполнен из двух частей и расположенной между ними обоймы, образующих рабочую камеру с расположенными в ней ведущей и ведомой шестернями. В обоих частях корпуса вокруг рабочей камеры выполнены кольцевые канавки, связанные между собой отверстием в верхней части обоймы и соединенные через полость в корпусе со всасывающей зоной рабочей камеры, которая связана через отверстие с входным каналом. Выходной канал соединен с нагнетающей зоной рабочей камеры и отверстием, давление в котором ограничивается с помощью установленного в нем электроконтактного датчика регулятора давления.

Выполнение корпуса из двух частей и расположенной между ними обоймы обеспечивает минимальные зазоры между торцами шестерен и стенками рабочей камеры, а наличие соединенных между собой кольцевых канавок предотвращает потение тормозного устройства по плоскостям разъема деталей.

При этом внутри тормозного устройства образуется малый круг циркуляции рабочей жидкости по каналам и отверстиям возврата внутренних потерь ко всасывающей зоне рабочей камеры. Совокупность вышеприведенного снижает энергоемкость системы.

Кроме того, применение в системе датчика давления электроконтактного типа с нормально замкнутыми контактами позволяет с места водителя простым переключением тумблеров выбирать необходимый режим торможения в зависимости от массы груженного прицепа, при этом характеристика тормозного устройства позволяет избегать блокировки колес прицепа и "складывания" автопоезда даже при экстренном торможении на дороге со сплошным ледяным покровом, что и позволяет говорить о высокой эффективности торможения.

На фиг. 1 представлена гидравлическая схема тормозной системы прицепного транспортного средства; на фиг. 2, 3 - тормозное устройство, вертикальный разрез; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 3.

Гидравлическая тормозная система прицепного транспортного средства содержит тормозную магистраль, соединенную посредством системы трубопроводов с исполнительными тормозными механизмами (гидроцилиндрами) 1 и с тормозным устройством 2, кинематически связанным с электродвигателем 3. В систему включен регулятор 4 давления, датчик 5 которого выполнен электроконтактным.

Тормозное устройство 2 содержит корпус 6, выполненный из двух частей (передней и задней) и расположенной между ними обоймы 7, скрепленных шпильками и образующих рабочую камеру. В задней части корпуса 6 выполнены входной 8 и выходной 9 каналы. В рабочей камере размещена шестерня 10, закрепленная с возможностью вращения на оси 11, неподвижно установленной в задней части корпуса 6, и связанная с ней шестерня 12, установленная с помощью штифта-шпонки 13 на одной конце приводного вала 14. Вал 14 установлен в передней части корпуса 6 посредством подшипника 15 с крышкой 16 и уплотнением 17. На валу 14 перед подшипником 15 установлена манжета 18, предотвращающая утечки рабочей жидкости по валу 14. При этом расточка в передней части корпуса 6 и установленная в ней манжета 18 образуют полость 19. Полость 19 соединена отверстием 20 со всасывающей зоной рабочей камеры, которая через отверстие 21 связана с входным каналом 8. Полость 19, кроме того, соединена каналом 22 с кольцевыми канавками 23, выполненными симметрично в обеих частях корпуса 6 и связанными между собой отверстием 24 в верхней части обоймы 7.

Благодаря наличию кольцевых канавок 23, канала 22, отверстий 20, 21 все возможные утечки рабочей жидкости возвращаются во всасывающую зону рабочей камеры.

В задней части корпуса 6 выполнено отверстие 25, соединенное через отверстие 26 с выходным каналом 9 и нагнетающей зоной рабочей камеры. В отверстии 25 установлен электроконтактный датчик 5 регулятора 4 давления, позволяющий выдерживать заданный режим торможения.

Входной канал 8 соединен через штуцер (не показан) с емкостью 27 с рабочей жидкостью.

Второй конец вала 14, выведенный за пределы передней части корпуса 6, соединен при помощи муфтового соединения 28 с валом 29 электродвигателя 3, закрепленного на стойке 30 соосно валу 14 тормозного устройства 2, закрепленного на этой же стойке, но с другой стороны. К стойке 30 прикреплен защитный кожух 31, закрывающий вращающиеся детали и электрические соединения.

Гидравлическая тормозная система прицепного транспортного средства работает следующим образом.

При движении в составе автопоезда для торможения водитель воздействует на тормозную педаль основного транспортного средства. При этом срабатывает включатель стоп-сигналов и подает напряжение на электромагнитное реле с нормально разомкнутыми контактами (не показаны), через которые напряжение подается на коллекторный электродвигатель 3, укрепленный на стойке 30 и защищенный кожухом 31. Электродвигатель 3 в силу своей технической характеристики практически моментально выходит на максимальные обороты. При этом вращение от вала 29 через муфтовое соединение 28 передается на приводной вал 14 тормозного устройства 2, установленный в подшипнике 15 с крышкой 16 и уплотнением 17. В корпусе перед валом 14 установлена манжета 18, образующую полость 19. За счет связи с валом 14 посредством штифта-шпонки 13 начинает вращаться шестерен 12 и связанная с ней шестерня 10, установленная на оси 11, проходящей через обойму 7. Рабочая жидкость из емкости 27 через входной канал 8 и отверстие 21 поступает во всасывающую зону рабочей камеры тормозного устройства 2, где увлекается шестернями 10 и 12 и передается по отверстию 26 в выходной канал 9 и далее в тормозную гидравлическую систему и исполнительным механизмам (гидроцилиндрам) 1. Под действием давления рабочей жидкости в гидроцилиндрах 1 поршни перемещаются и подводят тормозные колодки до соприкосновения с поверхностью тормозных барабанов, удлиняются трубопроводы и гибкий рукав. Тормозное устройство 2 при этом работает с наибольшей производительностью до того момента, когда выберутся все зазоры в системе и начнет осуществляться процесс торможения, при котором повышение тормозного усилия достигается подачей в систему крайне незначительного дополнительного объема рабочей жидкости.

При возрастании давления в системе до 1,0 Мпа срабатывает электроконтактный датчик 5 регулятора 4 давления, установленный в отверстии 25, сообщающемся с выходным каналом 9, в результате чего его контакты размыкаются.

Далее возможны три варианта работы тормозной системы в процессе торможения.

В первом варианте, который соответствует движению со среднегруженным прицепом, в результате включения датчиком в цепь питания электродвигателя сопротивления-шунта уменьшается напряжение питания и соответственно уменьшается развиваемое насосом давление, примерно до значения 2,5 Мпа, вследствие чего создаваемое исполнительными механизмами усилие торможения не приводит к блокировке колес прицепного транспортного средства, а процесс торможения осуществляется в режиме, приближенном к наиболее эффективному.

Во втором варианте, соответствующем движению прицепа с полной массой, соответствующей технической характеристике прицепа, с места водителя тумблером регулятора 4 давления блокируются контакты датчика, в результате чего электродвигатель питается максимальным по величине напряжением и создает в гидравлической тормозной системе максимально достижимое тормозным устройством давление, составляющее приблизительно 80% величины, вызывающей полную блокировку колес, т. е. процесс торможения осуществляется в режиме, приближенном к максимально эффективному.

Третий вариант - вариант аварийного торможения. Тумблером с места водителя блокируются контакты включателя стоп-сигналов, в результате чего тормозная система прицепа работает в режиме максимального давления независимо от положения тормозной педали. Данный вариант может быть использован как аварийный при выходе из строя тормозной системы основного транспортного средства, а также в качестве кратковременного стояночного, например, при трогании с места стоящего на подъеме автопоезда.

И в первом, и во втором вариантах торможения в составе автопоезда возможны режим подтормаживания (т. е. торможение только тормозной системой прицепа) и режим интенсивного торможения автопоезда с возможной блокировкой колес основного транспортного средства, но без блокировки колес прицепного транспортного средства, что исключает возможность заноса и "складывания" автопоезда.

При этом в установившемся режиме торможения внутри тормозного устройства образуется малый круг циркуляции рабочей жидкости по отверстиям 26, 28, каналу 22, канавке 23, отверстию 24 возврата внутренних потерь рабочей жидкости ко всасывающей зоне рабочей камеры тормозного устройства, чем обуславливается отсутствие предохранительного клапана и отсутствие перегрева рабочей жидкости в рабочей камере. Кроме того минимальные торцевые зазоры между вращающимися шестернями и стенками рабочей камеры при наличии большого давления жидкости создают предпосылки возникновения гидродинамических подшипников в торцевых зазорах, которые уменьшают трение, соответственно износ шестерен и стенок рабочей камеры, что в свою очередь и предопределяет длительную стабильность работы тормозного устройства в выбранном режиме торможения.

По окончании процесса торможения водитель отпускает тормозную педаль основного транспортного средства. При этом последовательно растормаживается тормозная система основного транспортного средства, затем прицепного, в котором рабочая жидкость возвращается к емкости 27 с рабочей жидкостью с некоторым замедлением, улучшающим процесс растормаживания, что определяет эффективность тормозной системы в заключительной стадии торможения.

Формула изобретения

ТОРМОЗНАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ПРИЦЕПНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая источник давления, сообщенный всасывающей магистралью с емкостью рабочей жидкости, а напорной магистралью - с исполнительными тормозными механизмами, и регулятор давления, подключенный к напорной магистрали, отличающаяся тем, что корпус источника давления выполнен из двух частей и расположенной между ними обоймы с образованием рабочей камеры, в которой размещены ведущая и ведомая шестерни, кинематически связанные с электродвигателем привода, при этом в обеих частях корпуса источника давления выполнены кольцевые проточки, сообщающиеся между собой посредством отверстий верхней части обоймы и связанные каналом с полостью корпуса, уплотненной манжетой, и сообщенной со всасывающей полостью рабочей камеры, соединенной с входным каналом, а выходной канал соединен с напорной полостью рабочей камеры, при этом в нем установлен датчик регулятора давления, выполненный электроконтактным.

РИСУНКИ

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