Устройство аварийного торможения транспортного средства

 

Использование: для повышения эффективности торможения при сохранении устойчивости транспортного средства. Сущность изобретения: на раме установлен управляемый поворотный рычаг, на конце которого имеется поворотный эксцентрик. На самом рычаге подпружинено установлен наконечник. 3 ил.

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

Преимущественное использование предложение имеет для автодорожного транспорта.

Известно устройство торможения, которое содержит зажимные колодки, которые охватывают подлежащий торможению вал с колесами. Зажимные колодки снабжены приводом для зажима вала в виде пневмоцилиндра ( патент США N 2459016, кл. B 60 T 1/14, 1949 ).

Основным недостатком устройства является то, что торможение осуществляется путем силовой остановки элемента кинематической цепи ( в данном случае вала ). Такое торможение не может обеспечивать эффективную остановку при аварийной ситуации, т.е. при, например, наледи на покрытии остановки вообще не произойдет. Такие устройства по принципу действия ( силовое торможение одного из элементов кинематической цепи ) используется во всех видах транспорта и они обладают аналогичным недостатком - никак не связаны с поверхностью, по которой происходит движение, а она в широком диапазоне изменяется в зависимости от состояния сцепления колесной пары с указанной поверхностью.

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

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

Цель изобретения - осуществление аварийного торможения с регулируемым усилием торможения в зависимости от местности использования транспортного средства, а также аварийного торможения 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.

Поставленная цель достигается тем, что наконечник выполнен подпружиненным с регулируемым упором и меет зубчатую контактную поверхность, указанный наконечник дополнительно оснащен эксцентриком, который способен вращаться при его контакте с транспортной поверхностью.

На фиг. 1 представлена установка торможения на транспортном средстве - легковом автомобиле; на фиг. 2- устройство торможения; на фиг.3 -график работы устройства.

Транспортное средство ( далее-автомобили ) содержит, кроме обычной системы торможения, аварийную, которая включает в себя поворотный рычаг 2, который соединен через ось 3 с рамой 4, на раме 4 закреплены упор 5 и пружина 6. Сам рычаг 2 соединен тросом 7 через ролики 8 с рычагом 9, который имеет фиксатор ( условно не показан ). Наконечник 10 выполнен с поворотным эксцентриком 11. Эксцентрик 11 имеет насечку 12 и может свободно вращаться на оси 13, которая закреплена в вилке 14. На рычаге 2 подвижно вдоль него установлен наконечник 10, который имеет втулку 15 на шпонке 16 ( не показан ) и сектора 17 с зубьями 18 на поверхности. Зубья 18 выполняются либо в виде храповых, либо треугольного сечения с модулем ≈5мм. На рычаге 2 имеется пружина 19 и передвижной зажим 20. Все устройство установлено вокруг центра тяжести (ЦТ).

Действует устройство следующим образом.

При необходимости экстренной остановки автомобиля водитель сдергивает рычаг 9 и под действием пружины 6 рычаг 2 либо наконечником 10, либо своими зубьями 18 входит в контакт с транспортной поверхностью, либо насечкой 12 эксцентрика 11. Если контакт осуществился зубьями 18, то наконечник 10 перемещается вверх, сжимая пружину 19 до насечки 12 эксцентрика 11 с транспортной магистралью, т.е. в любом случае начальный контант будет и на насечку 12 эксцентрика 11. Автомаштна из положения а-а переходит в положение б-б.

Эксцентрик начинает вращаться, т.к. нанего действует часть массы автомобиля. При вращении эксцентрика 12 усилие передается на автомобиль 1 и он приобретает вертикальное колебательное движение.При верхнем положении автомобиля зубья 18 выходят из контакта с транспортной магистралью, т.к. сцепление устраняется из-за того, что наконечник 10 упирается и зависает на зажиме 20. При дальнейшем повороте эксцентрика 12 зубья 18 опять входят в контакт и начинается очередное воздействие усилия торможения. Меняя размер В, можно получить любое соотношение торможения и растормаживания ( соответственно t₁и t₂ ).

Система становится саморегулируемой, т.к. чем больше начальная скорость V_o, тем больше нгачальная частота воздействия усилия. По мере снижения скорости снижается и частота до нулевого значения при остановке. В общем случае P Δ t₁ = m Δ V_i , т.е. импульс силы торможения для данного отрезка времени приводит к снижению скорости от V_i до V_i+1 Cуммируя, получим: Pt_i= m V_i = const, т.е. масса машины величина постоянная и усилие торможения ( средняя) тоже величина постоянная,т.е.

V_i= K t_i, t_o=Σ t₁ + Σ t₂ , где Σ t₁ - время чистого торможения, Σ t₂- время расторможения.

Предлагаемое устройство позволяет изменять средние усилия торможения и соответственно , т.е. система обладает универсальными возможностями как для местности так и для времени года. Возможна еще дополнительная регулировка на начальный поджим пружины 19. Для этого на рычаге 2 между осью 3 и пружиной должен быть установлен подвижный упор в виде гайки на рычаге ( не показано ).

Крепление рамы 4 к транспортному средству будет зависеть от его типа и возможности подсоединения. В любом случае подсоединение должно быть спомощью хомутов, чтобы не только не ослабить сечение рамы транспортного средства, но даже дополнительно ее усилить.

Угол α выбирается из условия сдвига машины назад до упора на ведущие задние колеса под весом машины. Для этого упор 5 желательно иметь регулируемым, например в виде болта с контргайкой. Сектора 17 могут быть сменными либо после износа, либо с различными модулями зубьев 18 .

Предлагаемое устройство позволяет: осуществить аварийное торможение без недоступных перегрузок, т.к. усилие торможения меняется от нуля до своего максимального значения в момент контакта зубьев с транспортной магистралью; исключить потерю управления автомашиной; т.е. при расторможении передние колеса будут слушаться руля.

Усилие торможения всегда постоянно, т.r. зубья значительны ( допустим, модуль 5 при эвольвентном профиле ) и это не требует значительного усилия прижима от пружины 19.

Перестановкой зажима 15 можно получить любой характер взаимодействия: от постоянного контакта, если опустить зажим 15 в крайнее нижнее положение до полного подъема зажима, когда тормозной эффект будет осуществляться за счет роста усилия на пары трения эксцентрика 11.

Все рассмотренные работы устройства проведены для жесткой транспортной магистрали-автострада или левое покрытие, т.е. действие устройства на мягком грунте не отличается от известного.Для предлагаемого устройства экономический эффект считать нецелесообразно, т.к. в большинстве случаев речь идет о жизни людей, однако и эффект будет: машина будет мало повреждена и уцелеет груз или машина не свалится в пропасть. Последний случай наиболее часто встречается в горах, т.к. дорога обязательно пересекает места капели и малых ручьев, которые даже в самое жаркое время образуют на ночь ледовое покрытие на асфальте дороги.

Аналогичные явления происходят зимой и в городах, например в Москве в 1989 г.

Формула изобретения

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 подпружиненной вилки, установленной на рычаге, на концах которой установлены зубчатые сектора, и снабжен эксцентричным колесом, выполненным с возможностью вращения при контакте с дорогой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3