Способ эффективного торможения автопоезда с тягачом, оснащенным гидравлическим приводом тормозов
Изобретение относится к автомобилестроению и может быть использовано на автопоездах с тягачами, оснащенных гидравлическим приводом тормозов. Способ эффективного торможения автопоезда с тягачом содержит трансмиссию тягача, генератор постоянного тока независимого возбуждения, источник постоянного тока, реостат, электромагнитные приводы, тормозные механизмы колес прицепа. В способе эффективного торможения автопоезда с тягачом используется кинетическая энергия транспортного средства, замедляющегося при нажатии на педаль тормоза. Энергия преобразуется генератором в электрический ток для торможения прицепа посредством электромагнитных приводов колесных тормозов. Техническим результатом является повышение эффективности использования кинетической энергии автопоезда с тягачом при торможении. 1 ил.
Величина касательной силы тяги на ведущих колесах автомобиля зависит от вращающего момента на колесах (мощности двигателя и передаточного отношения трансмиссии) и сцепления колес с опорной поверхностью. Эти показатели зачастую достаточны для того, чтобы автомобиль использовался в качестве тягача в составе автопоезда. Данная возможность эффективно реализована для грузовых автомобилей большого, особо большого и сверх особо большого классов. Так автомобили марок ЗИЛ, КамАЗ, МАЗ, КрАЗ, Урал и др. обеспечены целым рядом различных типов прицепов и полуприцепов. Для грузовых автомобилей особо малого, малого и среднего классов (УАЗ-3303-01, ГАЗ-52, ГАЗ-33021, ГАЗ-33023, ГАЗ-3307) прицепы и полуприцепы вообще не предусмотрены. Для легковых автомобилей выпускаются прицепы, однако их полная масса не может превышать половины фактической массы буксирующего транспортного средства (Правила дорожного движения Российской Федерации, пункт 20 - буксировка механического транспортного средства с недействующей тормозной системой).
Грузовые автомобили среднего и малого классов интенсивно используются на малых и средних дистанциях (пригородных, районных, республиканских и областных грузоперевозках). Автомобили данного класса составляют большую часть автопарка колхозов, совхозов и фермерских хозяйств. Необходимость в транспортировки грузов с малым удельным весом (сено, солома, тара и т.д.) не дает возможность эффективно использовать мощность автомобилей. Кроме того, грузовые автомобили особо малого и малого классов, а также легковые автомобили наиболее интенсивно используются в грузоперевозках как в черте городов, так в пригородах (обеспечение транспортом грузоперевозки коммерческой и другой деятельности юридических и физических лиц). Однако ограничение фактической массы прицепов легковых автомобилей и отсутствие прицепов у некоторых классов грузовых автомобилей значительно снижают эффективность их использования.
Неиспользование грузовых автомобилей, полная масса которых менее 8 тонн, в составе автопоезда и ограничение полной массы прицепов легковых автомобилей обусловлено наличием у данных автомобилей гидравлической системы привода тормозов. По сравнению с пневматической системой привода тормозов гидравлическая система имеет определенные достоинства. В гидравлической системе отсутствует конденсация, эта система более компактна, меньше весит и не так дорога. В случае неисправности тормоза не выходят из строя, кроме того, представляется большая свобода в выборе типа колесных тормозов. К недостаткам относятся большое давление в системе - более 70 кг/см2, а также то, что утечки жидкости более опасны, чем утечки воздуха. Эти недостатки и исключают возможность использовать гидравлический привод тормозов для прицепов и полуприцепов.
Пневматический привод применяют в тормозных системах грузовых автомобилей с обшей массой более 8 т, а также автобусах. Применение пневматического привода облегчает и упрощает управление тормозной системой автомобиля, создает возможность использование сжатого воздуха для привода тормозов прицепа и других различных целей. Однако изготовление и обслуживание пневмопривода сложнее, чем гидропривода. У него выше стоимость, больше время срабатывания и значительные потери мощности двигателя на привод компрессора. В связи с этим установка на легковые и грузовые автомобили, оснащенные гидравлическим приводом тормозов, пневмокомпрессорами для привода тормозов прицепов (полуприцепов), недопустима из-за существенного снижения мощности автомобиля.
Предлагаемое изобретение относится к автомобилестроению: ДВС, трансмиссия, генератор постоянного тока, аккумулятор (генератор) бортовой сети автомобиля, реостат, электромагнитные приводы, тормозные механизмы колес прицепа, может быть использовано на автопоездах с тягачами, оснащенных гидравлическим приводом тормозов.
Механический процесс движения автомобилей можно рассматривать как изменение их кинетической энергии от 0 до максимума (начало движения и достижения оптимальной скорости) и снижение от максимума до 0 (снижение скорости движения вплоть до полной остановки). В процессе торможения кинетическая энергия автомобиля переходит в работу трения между фрикционными накладками и тормозным барабаном или диском, а также между шинами и дорогой. Известно устройство рекуперативного торможения, которое используется в троллейбусах и трамваях, преобразующее кинетическую энергию транспортного средства в электрическую и возвращающее в питающую сеть (Иванов М.Д. Устройство и эксплуатация трамвая. - М.: Высшая школа, 1977, с.100-102). Кроме того, известны автомобили с гибридным приводом "Мишка" (журнал "За рулем", 2001 г., №12, с.54-55". Электробензо... "Мишка"), где генератор заряжает аккумуляторные батареи при замедлениях и при необходимости. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является "Устройство эффективного торможения транспортного средства с гибридным приводом" (Патент на изобретение №2229767, автор Аджиманбетов Султалнхан Багатович), где используется кинетическая энергия транспортного средства при его замедлениях торможением электрической машиной в генераторном режиме с отдачей энергии для зарядки аккумуляторных батарей. Данное устройство снабжено вариатором частоты вращения, установленным между электрической машиной и трансмиссией транспортного средства.
Однако в этом случае тормозной момент не достаточен для эффективного использования автомобиля в качестве тягача в составе автопоезда.
Сущность изобретения - повышение эффективности использования кинетической энергии автопоезда с тягачом, оснащенным гидравлическим приводом тормозов, при его замедлениях торможением генератором с последующей отдачей энергии электромагнитным приводам (ЭМП) тормозных механизмов колес прицепа или полуприцепа. Существенным отличием предлагаемого способа является то, что часть кинетической энергии транспортного средства при торможении преобразуется генератором прицепа. На прицепы грузовых автомобилей рекомендуется применять барабанные тормозные механизмы колес. Для легковых автомобилей, наряду с барабанными тормозными механизмами, рекомендуется применять однодисковые тормозные механизмы с нажимным винтом, а также дисковые тормозные механизмы с автономным гидравлическим приводом (Мамити Г.И., Льянов М.С. Функциональный и прочностной барабанные тормозные механизмы расчет тормозов мотоцикла - Владикавказ, 2002 г.). На чертеже представлена электрическая схема устройства. Устройство содержит генератор постоянного тока 5 с независимой обмоткой возбуждения 6, питаемого от бортовой сети тягача. Генератор входит в жесткую постоянную связь с трансмиссией автомобиля (для автомобиля ГАЗ-3307 жесткая кинематическая связь генератора с коробкой перемены передач осуществляется посредством использования привода гидронасоса подъемного механизма кузова). Величина тока возбуждения генератора регулируется реостатом 8. Механизм управления реостатом связан с педалью тормоза таким образом, что при перемещении педали от свободного состояния до крайнего нижнего положения ток в обмотке возбуждения генератора линейно возрастает от 0 до максимума. Параметры электрической схемы контролируются амперметрами 3, 7 и вольтметром 4. Цепь замыкается выключателем 2, а на колесные тормозные механизмы прицепа (полуприцепа) 9 воздействуют электромагнитные приводы 1.
Торможение автопоезда осуществляется комплексно. Замедление автопоезда без воздействия на педаль тормоза производится торможением двигателем. При нажатии на педаль тормоза замедление осуществляется посредством тормозной системы тягача (гидравлической системой торможения). При этом кинетическая энергия автопоезда передается через трансмиссию якорю генератора, обеспечивая генераторное торможение с отдачей электрического тока электромагнитным приводам тормозных механизмов колес прицепа. Это дает возможность паралельного торможение прицепа. Таким образом, данный способ позволяет автомобилю с гидравлической системой торможения иметь эффективный привод для торможения колес прицепа, не расходуя на это дополнительно мощность двигателя, что в конечном итоге оптимизирует использование возможностей автомобиля.
Способ эффективного торможения автопоезда с тягачом, оснащенным гидравлической системой торможения, содержащим трансмиссию тягача, генератор постоянного тока независимого возбуждения, источник постоянного тока, реостат, электромагнитные приводы, тормозные механизмы колес прицепа, отличающийся тем, что используется кинетическая энергия транспортного средства, замедляющегося при нажатии на педаль тормоза, преобразуемая генератором в электрический ток, для торможения прицепа посредством электромагнитных приводов колесных тормозов.
