Электромеханический тормоз
Владельцы патента RU 2424136:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого (RU)
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к тормозному оборудованию, и может быть использовано в тормозных системах транспортных средств. Электромеханический тормоз включает тормозные колодки, корпус, установленный в нем стакан с пружиной, сообщенный с электродвигателем. В стакане размещены две или более пружины, установленные, за исключением одной, с возможностью разжима при воздействии на них защелок с электромагнитным управлением. Стакан установлен с возможностью регулирования его поступательного движения и сообщен с электродвигателем через соединенную со стаканом тягу с зубчатой нарезкой, зубчатое колесо, сопряженное с тягой, электромагнитную муфту и самотормозящуюся червячную передачу. При этом электромагниты управления защелками, электромагнитная муфта и электродвигатель связаны с блоком управления, который также связан с датчиком тормоза и датчиком усилия действия стакана на колодки. Достигается высокое быстродействие с регулируемым и контролируемым тормозным усилием в зависимости от уровня сигнала с педали или кнопки управления тормозом, а также обеспечение контроля усилия, действующего на колодки с возможностью установления постоянного зазора между тормозным диском и колодками после растормаживания с учетом износа колодок. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, в частности к тормозному оборудованию, и может быть использовано в тормозных системах транспортных средств.
Известен электромагнитный тормоз (см. RU №2241874, F16D 49/00, 2004), содержащий тормозной барабан (диск), электромагнит, датчик хода педали тормоза, блок управления.
Недостатком его является недостаточный тормозной момент, особенно на небольших скоростях вращения барабана, создаваемый усилием взаимодействия электромагнитов с пластинами из магнитотвердого материала, установленными в барабане (диске).
Наиболее близким по техническому решению, принятому за прототип, является электромеханический привод тормоза транспортного средства, содержащий тормозные колодки, корпус, размещенный в нем стакан с пружиной, сообщенный с электродвигателем, обеспечивающим вращение стакана (см. RU №2221717, В60Т 13/74, F16D 65/68, 2004 - прототип).
Недостатком прототипа является невысокое быстродействие тормоза из-за того, что в нем время сжатия рычагов, воздействующих на тормозные колодки, определяется скоростью вращения эксцентрикового вала, приводимого в движение от электродвигателя с редуктором. Кроме того, усилие сжатия колодок в приводе тормоза всегда одно и то же, т.е. не регулируется в зависимости от усилия нажатия на педаль тормоза или хода педали тормоза, а также не контролируется фактическое усилие, действующее на колодки.
Задачей изобретения является разработка устройства, обеспечивающего высокое быстродействие тормоза с регулируемым и контролируемым тормозным усилием в зависимости от уровня сигнала с педали или кнопки управления тормозом.
Для решения данной задачи предложен электромеханический тормоз, в котором сжатие колодок обеспечивается поступательно движущимся стаканом под действием разжима установленных в нем пружин. Усилие действия стакана на колодки регулируется как количеством разжимающихся пружин (две и более), так и величиной их разжима (хода). В исходном состоянии, когда тормоз не работает, все пружины сжаты. При этом пружины установлены так, что упираются одним концом в корпус, другим - в защелки с электромагнитным управлением, причем у одной пружины другой конец упирается в дно стакана.
Регулирование хода отпущенных, в том числе не удерживаемых защелками пружин, обеспечивается блоком управления в зависимости от подаваемого на него сигнала с датчика тормоза. Сдерживает разжим пружин самотормозящаяся червячная передача, которая связана со стаканом через электромагнитную муфту, зубчатое колесо, сопряженное с зубчатой нарезкой на тяге, соединенной со стаканом. При работе тормоза блок управления выключает электромагнитную муфту на определенный промежуток времени в зависимости от сигнала с датчика тормоза. При этом, также в зависимости от сигнала с датчика тормоза, блок управления может включить электромагниты управления защелками, удерживающими от разжима другую или другие пружины. В исходное положение пружины приводятся и удерживаются в нем посредством: тяги, зубчатого колеса, электромагнитной муфты, самотормозящейся червячной передачи и электродвигателя. Тормоз также содержит датчик усилия действия стакана на колодки, установленный между стаканом и колодкой, который подает сигнал на блок управления, в частности при растормаживании, т.е. отводе колодок от тормозного диска для выключения двигателя при сжиме пружин в нужный момент времени.
Предлагаемое изобретение позволяет получить высокое быстродействие тормоза за счет быстродействия работы электромагнитной муфты, электромагнитов управления защелками и действия пружин при разжиме, возможность регулирования тормозного усилия в зависимости от уровня сигнала с датчика тормоза, который может быть выполнен как кнопка управления тормозом с датчиком давления на нее и установлен, например, на руле транспортного средства, а также позволяет обеспечить контроль усилия, действующего на колодки с возможностью установления постоянного зазора между тормозным диском и колодками после растормаживания с учетом износа колодок. В автомобиле электронный блок управления отдельного тормоза может быть связан с общим блоком управления тормозной системы автомобиля в целом.
Для пояснения предполагаемого изобретения предложен чертеж.
Тормоз содержит корпус 1, тормозные колодки 2, тормозной диск 3, подвижный стакан 4 с пружинами 5 и 6. Пружина 6 удерживается от разжима защелкой 7, управляемой электромагнитом. Между подвижным стаканом и колодкой установлен датчик усилия действия стакана на колодки 8. К дну стакана прикреплена тяга 9 с зубчатой нарезкой на выступающем из стакана конце. С зубчатой нарезкой тяги сопрягается зубчатое колесо 10. Вал зубчатого колеса соединен с валом червячного колеса (редуктора) 11 электромагнитной муфтой 12. Вал червяка червячной передачи (редуктора) соединен с электродвигателем 13. Блок управления 14 связан проводами с электродвигателем 13, электромагнитной муфтой 12, датчиком усилия действия стакана на колодки 8, с датчиком тормоза (или кнопки управления тормозом с датчиком усилия воздействия на нее) 15 и электромагнитом управления защелки 7. Блок управления может содержать в себе коммутирующие устройства, реле времени, электронное устройство, преобразующее сигнал с кнопки управления тормозом в электрический импульс управления электромагнитной муфтой определенной длительности и др. Блок управления соединен с источником питания.
Электромеханический тормоз работает следующим образом, например, при оснащении им автомобиля. При нажатии тормоза датчик тормоза 15 подает электрический сигнал на блок управления 14. Блок управления преобразует сигнал с кнопки управления тормозом в электрический импульс управления электромагнитной муфтой 12 определенной длительности, а также, в зависимости от усилия давления на датчик тормоза (кнопку), включает или нет электромагниты управления защелкой 7 пружины 6. Электромагнитная муфта на какое-то время размыкает соединение вала зубчатого колеса 10 с самотормозящейся червячной передачей 11, и стакан 4 с пружинами 5 и 6 под действием силы сжатых пружин надавит на тормозную колодку 2 и прижмет ее (их) к тормозному диску 3 с определенным усилием. При прекращении торможения (воздействия на датчик тормоза и отсутствии сигнала с него) блок управления включит электродвигатель 13 и муфту 12, в результате зубчатое колесо 10 потянет тягу 9 на отвод стакана 4 от колодок. Электродвигатель 13 выключится блоком управления, когда датчик 8 "информирует" его об отсутствии давления стакана на колодку или об отводе колодок от диска 3. Выключение двигателя 13 может производиться с задаваемой блоком управления задержкой по времени, обеспечивая определенный зазор между диском 3 и колодками 2.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет обеспечить высокое быстродействие тормоза с регулируемым и контролируемым тормозным усилием в зависимости от уровня сигнала с педали или кнопки управления тормозом, а также позволяет обеспечить контроль усилия, действующего на колодки с возможностью установления постоянного зазора между тормозным диском и колодками после растормаживания с учетом износа колодок.
Электромеханический тормоз, включающий тормозные колодки, корпус, установленный в нем стакан с пружиной, сообщенный с электродвигателем, отличающийся тем, что в стакане размещены две или более пружины, установленные, за исключением одной, с возможностью разжима при воздействии на них защелок с электромагнитным управлением, причем стакан установлен с возможностью регулирования его поступательного движения и сообщен с электродвигателем через: соединенную со стаканом тягу с зубчатой нарезкой, зубчатое колесо, сопряженное с тягой, электромагнитную муфту и самотормозящуюся червячную передачу, при этом электромагниты управления защелками, электромагнитная муфта и электродвигатель связаны с блоком управления, который дополнительно связан с датчиком тормоза и датчиком усилия действия стакана на колодки.
