Гидравлическая тормозная система автомобиля

 

Использование: в автомобильной технике. Сущность изобретения: гидравлическая система содержит педаль, главный цилиндр с резервуаром для жидкости, колесные механизмы, каждый из которых содержит не менее одного рабочего, и трубопроводы, соединяющие главный с рабочими, причем дополнительно содержит гидравлический кран для соединения главного в одном из трех фиксированных положений или со всеми рабочими или только с рабочими колес правого борта, или только с рабочими ведущих колес левого борта. 5 ил.

Изобретение относится к автомобильной технике.

Известны тормозные системы, а именно ручной тормоз для автомобиля, в которых тормозной рычаг соединен тягами с тормозами двух ведущих колес с помощью механического устройства, позволяющего избирательно изменять соотношение усилий между тягами. Такая тормозная система позволяет повысить проходимость автомобиля благодаря тому, что в случае пробуксовки одного из ведущих колес путем его торможения на другое (остановившееся) колесо передается больший крутящий момент.

Недостатком таких тормозных систем является их механический привод, сложный по конструкции и малонадежный. Такие тормозные системы используются как вспомогательные к основной тормозной системе.

Известны и более эффективные пути повышения проходимости автомобиля. К ним относится увеличение количества ведущих колес, блокировка дифференциала, применение самоблокирующихся дифференциалов и дифференциалов повышенного трения, специальная конструкция шин с увеличенными грунтозацепами, увеличение диаметра колес и т.п. Для самовытаскивания застрявшего автомобиля применяют лебедку с приводом от двигателя.

Однако используемые устройства для повышения проходимости сложны, дороги и применяются только для специальных автомобилей повышенной и высокой проходимости.

Известно приспособление для самовытаскивания автомобиля, когда на ведущих колесах устанавливаются два специальных барабана, на которых трос, проходящий через неподвижный блок, зацепляется за дерево или вбитый кол. Известное приспособление трудно использовать на практике.

Известны колесные машины с неповоротными колесами, в которых использована система поворота с принудительным изменением соотношения скоростей вращения неповоротных колес разных бортов. Одним из преимуществ такой системы поворота является легкость обеспечения существенно меньшего минимального радиуса поворота по сравнению с радиусом поворота машин с поворотными колесами. Ограничение величины минимального радиуса поворота определяется либо конечным диапазоном регулирования передаточного числа механизма поворота, либо мощностью двигателя. Такой механизм поворота сложен и применим только для специальных машин (тяжелых, болотоходных и т.п.).

Известны различные гидравлические тормозные системы, увеличивающие безопасность движения, например двухконтурная конструкция с раздельным приводом на передние и задние колеса. Все эти системы решают только основную задачу: надежное торможение автомобиля, но не повышают маневренности и проходимости.

В качестве прототипа выбрана гидравлическая тормозная система автомобиля, содержащая тормозную педаль, главный тормозной цилиндр с резервуаром для тормозной жидкости, колесные тормозные механизмы, каждый из которых содержит один или два рабочих тормозных цилиндра и трубопроводы, соединяющие главный тормозной цилиндр с рабочими тормозными цилиндрами. Эта система выполняет только одну задачу: торможение автомобиля.

Цель изобретения надежное торможение автомобиля, повышение маневренности и проходимости.

Поставленная цель достигается тем, что известная тормозная система автомобиля, содержащая тормозную педаль, главный тормозной цилиндр с резервуаром для тормозной жидкости, колесные тормозные механизмы с рабочими тормозными цилиндрами и трубопроводы, соединяющие главный тормозной цилиндр с рабочими тормозными цилиндрами, дополнительно снабжена гидравлическим краном для соединения главного тормозного цилиндра в одном из трех фиксированных положений или со всеми рабочими тормозными цилиндрами, или только с рабочими тормозными цилиндрами ведущих колес правого борта, или только с рабочими тормозными цилиндрами ведущих колес левого борта.

Гидравлический кран предлагаемой тормозной системы в центральном фиксированном положении соединяет главный тормозной цилиндр со всеми (сколько бы их не было) рабочими цилиндрами. При нажатии на тормозную педаль в этом случае будет выполняться главная задача: торможение автомобиля. Если при этом положении крана ведущие колеса, например, левого борта попадут на участок дорожного покрытия с низким коэффициентом сцепления с шинами, то благодаря действию дифференциалов, малый крутящий момент на этих, буксующих, колесах, будет равен крутящему моменту на колесах правого борта и несмотря на то, что они в данный момент обладают высоким коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, автомобиль не будет двигаться. В этом случае он будет обладать такой же проходимостью, как и автомобиль, не имеющий устройств повышения проходимости.

В левом фиксированном положении кран соединяет главный тормозной цилиндр только с рабочими тормозными цилиндрами ведущих колес левого борта. В этом случае при нажатии на тормозную педаль произойдет торможение только ведущих колес левого борта. Крутящий момент, передаваемый на ведущие колеса правого борта, увеличивается на величину тормозного момента. Если при этом колеса левого борта попали на дорожное покрытие с низким значением коэффициента сцепления с шинами, увеличившийся крутящий момент на ведущих колесах правого борта позволяет автомобилю продолжать движение. Торможение ведущих колес левого борта приводит также к повороту автомобиля налево. Поворачивая управляемые колеса для левого поворота и тормозя ведущие колеса левого борта можно существенно уменьшить радиус поворота налево, создавая искусственный, управляемый занос. В правом фиксированном положении кран соединяет главный тормозной цилиндр только с рабочими тормозными цилиндрами ведущих колес правого борта. Аналогично описанному торможению ведущих колес левого борта торможение ведущих колес правого борта при нажатии на тормозную педаль в случае попадания этих колес на скользкий участок дороги увеличит крутящий момент на ведущих колесах левого борта. Торможение ведущих колес правого борта приводит к повороту автомобиля направо, т.е. создает возможность существенного уменьшения минимального радиуса поворота направо. Таким образом, обеспечивается высокая маневренность и повышенная проходимость автомобиля.

На фиг. 1 изображена предлагаемая система; на фиг. 2 центральное фиксированное положение гидравлического крана, когда с главным тормозным цилиндром соединены все рабочие тормозные цилиндры; на фиг. 3 левое фиксированное положение гидравлического крана, когда с главным тормозным цилиндром соединены только рабочие тормозные цилиндры ведущих колес левого борта; на фиг. 4 правое фиксированное положение гидравлического крана, когда с главным тормозным цилиндром соединены только рабочие тормозные цилиндры ведущих колес правого борта; на фиг. 5 вариант конструкции гидравлического крана.

Тормозная система содержит тормозную педаль 1, которая толкающим штоком 2 соединена с поршнем главного тормозного цилиндра 3. Цилиндр 3 трубопроводом 4 соединен с гидравлическим краном 5, который соединен с рабочими тормозными цилиндрами 6 ведомых колес трубопроводом 7, с рабочими тормозными цилиндрами 8 ведущих колес левого борта трубопроводом 9, с рабочими тормозными цилиндрами 10 ведущих колес правого борта трубопроводом 11. При центральном фиксированном положении золотника 12 в корпусе 13 гидравлического крана 5 (см. фиг. 1) главный тормозной цилиндр 3, соединенный трубопроводом 4 с центральной полостью гидравлического крана 5, трубопроводами 7, 9 и 11 соединен со всеми рабочими тормозными цилиндрами 6, 8 и 10. При левом фиксированном положении золотника 12 главный тормозной цилиндр (см. фиг. 1) трубопроводами 4 и 9 соединен с рабочими тормозными цилиндрами 8 ведущих колес левого борта. При этом трубопроводы 7 и 11 рабочих тормозных цилиндров 6 ведомых колес и 10 ведущих колес правого борта перекрыты. При правом фиксированном положении золотника 12 главный тормозной цилиндр 3 (см. фиг. 1) трубопроводами 4 и 11 соединен только с рабочими тормозными цилиндрами 10 ведущих колес правого борта; трубопроводы 7 и 9 рабочих тормозных цилиндров 6 ведомых колес и 8 ведущих колес левого борта перекрыты.

Золотник 12 (см. фиг. 5) притертой конической поверхностью поджат к конической поверхности корпуса 13 с помощью пружины 14, которая другим концом упирается в крышку 15, уплотненную прокладкой 16. Крышка 17 с пазами для фиксации положений золотника 12 в корпусе 13 соединена с корпусом тремя винтами 18 и удерживает уплотняющую манжету 19. На части (с квадратным сечением) золотника 12 установлены узел фиксатора, состоящий из планки 20, шарика 21 и пружины 22, и основание 23 рукоятки 24, соединенной с основанием осью 25. Планка фиксатора 20, пружина 22 и основание 23 рукоятки 24 закреплены на золотнике 12 с помощью гайки 26, шайбы 27 и шплинта 28. Планка фиксатора 20 и пружина 22 соединены с крышкой 17 двумя пружинами 29 для автоматического возврата золотника 12 с рукояткой 24 в среднее положение. Каждый из трубопроводов 4, 7, 9 и 11 герметично соединен с краном 5 с помощью штуцера 30 прокладки 23 и гайки 32. Рукоятка 24 шарнирно соединена с основанием 23 во избежание приложения к золотнику 12 осевого усилия и возможности (в связи с этим) нарушения правильного функционирования гидравлического крана. В корпусе 13 и крышке 17 предусмотрены 3 отверстия для крепления гидравлического крана в автомобиле.

Пружины 29 и шарик 21 фиксатора 20, поджимаемый пружиной 22, удерживают золотник 12 в среднем фиксированном положении (положение, изображенное на фиг. 2 и 5). При нажатии на тормозную педаль 1 (см. фиг. 1) давление тормозной жидкости, создаваемое поршнем в главном тормозном цилиндре 3, по трубопроводам 4, 7, 9 и 11 передается во все рабочие тормозные цилиндры 6, 8 и 10. При этом проходит торможение всех колес, т.е. выполняется главная функция тормозной системы: уменьшение скорости движения автомобиля.

При повороте рукоятки 24 (см. фиг. 5) влево до упора золотник 12 занимает положение, изображенное на фиг. 3. В этом случае при нажатии на тормозную педаль 1 (фиг. 1) давление тормозной жидкости от главного тормозного цилиндра передается по трубопроводам 4 и 9 только в рабочие тормозные цилиндры ведущих колес левого борта. Происходит торможение только ведущих колес левого борта. Если ведущие колеса левого борта попадают на скользкое дорожное покрытие, то на ведущих колесах правого борта с более высоким коэффициентом сцепления с дорожным покрытием благодаря действию дифференциалов создается крутящий момент, увеличенный на величину тормозного момента, что создает возможность продолжения движения. Аналогично описанному при попадании ведущих колес правого борта на участок дороги, имеющий низкий коэффициент сцепления с шинами, поворот вправо до упора рукоятки 24 (см. фиг. 5) гидравлического крана 5 (см. фиг. 1) создает положение золотника 12, изображенное на фиг. 4, и при нажатии на тормозную педаль 1 давление тормозной жидкости от главного тормозного цилиндра 3 по трубопроводам 4 и 11 передается только в рабочие тормозные цилиндры ведущих колес правого борта. Происходит торможение только этих колес, а на ведущих колесах левого борта, обладающих в данный момент более высоким коэффициентом сцепления с дорожным покрытием, создается крутящий момент, увеличенный на величину тормозного момента, и автомобиль получает возможность продолжать движение. Таким образом повышается проходимость автомобиля.

Торможение только ведущих колес левого борта путем поворота влево до упора рукоятки 24 гидравлического крана (см. фиг. 5) и нажатия на тормозную педаль 1 при повороте автомобиля налево позволит существенно уменьшить радиус поворота влево по сравнению с радиусом поворота, обеспечиваемого благодаря повороту управляемых колес влево до упора. Аналогично путем поворота рукоятки 24 гидравлического крана 5 вправо до упора и нажатия на тормозную педаль 1 можно тормозить только ведущие колеса правого борта и уменьшить радиус поворота автомобиля направо. Чем больше торможение ведущих колес одного из бортов, тем больше отношение угловых скоростей ведущих колес другого и этого бортов, тем меньше радиус поворота автомобиля в сторону тормозных ведущих колес. Здесь к повороту автомобиля с помощью управляемых колес добавляется принцип поворота, применяющийся в транспортных средствах с неповоротными колесами. Таким образом, достигается увеличение маневренности автомобиля.

По сравнению с аналогами, использующими вспомогательную систему ручного тормоза для повышения проходимости, в изобретении используется надежная и долговечная система основного тормоза.

В описании к изобретению для простоты изложения сущности предложенного решения рассмотрена одноконтурная гидравлическая тормозная система. В случае применения двухконтурной системы усложняется только конструкция гидравлического крана.

Таким образом, при небольших затратах, связанных с введением в гидравлическую тормозную систему дополнительного агрегата гидравлического крана, можно получить новые качества: повышение проходимости и маневренности автомобиля.

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА АВТОМОБИЛЯ, содержащая тормозную педаль, главный тормозной цилиндр с резервуаром для тормозной жидкости, колесные тормозные механизмы, каждый из которых содержит не менее одного рабочего тормозного цилиндра, и средство для управления раздельным торможением ведущих колес, отличающаяся тем, что средство для управления раздельным торможением ведущих колес выполнено в виде гидравлического крана ручного управления, соединяющего главный тормозной цилиндр в одном из трех фиксированных положений или со всеми рабочими тормозными цилиндрами, или только с рабочими тормозными цилиндрами ведущих колес правого борта, или только с рабочими тормозными цилиндрами ведущих колес левого борта.

РИСУНКИ

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