Система повышения устойчивости транспортного средства против опрокидывания
Владельцы патента RU 2487812:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса" (ФГБОУ ВПО "ЮРГУЭС") (RU)
Изобретение относится к устройствам безопасности и предназначено для предотвращения опрокидывания транспортного средства. Система повышения устойчивости транспортного средства содержит аккумулятор (6), маятник (1), расположенный вертикально, встроенный в пол (9) транспортного средства, пружину (7), удерживающую маятник (1) в вертикальном положении, контакты (2, 3), соединенные параллельно между собой и последовательно с аккумулятором (6), электромагниты (4, 5), установленные на панелях (12, 13), эластичные сжимаемые сосуды (14) с жидкостью, расположенные между панелями (12, 13, 15, 16), над металлическим полом кузова (9) и под металлическим полом кузова (9). Панели (12, 13, 15, 16) шарнирно прикреплены к металлическому полу кузова (9). Панели (15, 16) - металлические. Эластичные сжимаемые сосуды (14) с жидкостью соединены с соответствующими полыми сосудами с помощью патрубков. Достигается предотвращение опрокидывания транспортного средства. 2 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам, обеспечивающим курсовую устойчивость транспортного средства (например, автобусов) против опрокидывания в поперечной плоскости, за счет изменения положения его центра масс.
Известна система автоматической стабилизации положения транспортного средства (например, колесного трактора), которая предназначена для сохранения вертикального положения остова транспортного средства. В систему стабилизации входят: стабилизатор маятникового типа, исполнительные гидроцилиндры с запорными клапанами, кран отключения системы стабилизации, делитель потока и контрольные приборы. Агрегаты системы стабилизации размещены в различных местах транспорта и соединены между собой металлическими трубопроводами и шлангами (Ксеневич И.П. и др. "Трактор МТЗ-80, его модификации", М., Агромиздат, 1991, с.266-268).
К недостаткам системы автоматической стабилизации можно отнести: большой ее вес - около 15 кг, сложность технического обслуживания, связанную с громоздкостью и установкой дополнительных гидроцилиндров, маслопроводов, распределителя и других деталей, каждый тип транспорта требует своего набора элементов системы автоматической стабилизации.
Известно и другое устройство (SU, а. с. 816849, кл. В62D 49/08), в котором для исключения опрокидывания транспортного средства (например, колесного трактора) содержится датчик углового положения, заполненный электропроводной жидкостью (например, ртутью) в U-образной трубке с боковыми электродами, подключенными к источнику питания (например, генератору), источнику звукового и светового сигнала. Кроме того, в устройстве имеются: промежуточное реле, электромагнитные исполнительные силовые элементы (соленоиды), сердечники которых механически связаны с педалями муфты сцепления и тормоза посредством двуплечих рычагов. В цепи управления промежуточными реле установлен выключатель.
Это устройство не лишено недостатков. В устройстве применено вредное для здоровья вещество - ртуть; большой вес устройства, более 6 кг; большое количество применяемых электроприборов (например, реле и т.п.); ограничена функциональная возможность за счет того, что данное устройство работает только при неустойчивом положении транспортного средства в продольной или в поперечной плоскостях; каждый транспорт требует своих приборов и элементов устройства.
Известно устройство для предотвращения опрокидывания транспортного средства (RU, пат. 2423280 С1, кл. B62D 49/08, В60К 28/14). Указанное устройство выбрано за прототип.
На крыше кузова транспортного средства (например, автобуса) установлен антиопрокидывающий узел, связанный с датчиком углового положения относительно продольной оси (крена) кузова с блоком управления. Датчик является преобразователем углового положения транспортного средства и содержит две дифференциально соединенные между собой спиральные пружины, к оси которых закреплен верхний конец маятника, нижний его конец имеет соединение с ползунком резистора с переменной величиной сопротивления одного из плечей резистивной мостовой схемы, выводы измерительной диагонали мостовой схемы подключены к входам блока управления, состоящего из компаратора, контактора и аккумуляторной батареи. Выход компаратора подключен к контактору, его контакты подключают аккумулятор к пиропатрону с газогенератором, соединяющийся с пневмоцилиндром. При наклоне кузова транспортного средства на угол, превышающий критическое значение, блок управления соединяет с источником тока пиропатрон газогенератора, установленный на антиопрокидывающем узле. Пиропатрон активизируется, воспламеняя поджигающий заряд, который поджигает выталкивающий заряд, образующийся газ поступает в пневмоцилиндр и выталкивает шток с закрепленным на его конце упором. Кузов транспортного средства продолжает изменять свое положение относительно продольной оси до соприкосновения упора с опорной поверхностью колес транспортного средства.
Данное устройство имеет недостатки: во-первых, устройство не исключает опрокидывание транспортного средства, во-вторых, расположенный на крыше транспортного средства антиопрокидывающий узел увеличивает высоту расположения его центра масс.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении предлагаемого изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей путем снабжения транспортного средства системой повышения устойчивости транспортного средства против опрокидывания, за счет автоматического срабатывания гидравлической системы, смещающей его центр масс в сторону, противоположную внезапно возникшему крену кузова. Этим обеспечивается устойчивость против опрокидывания в поперечной плоскости транспортного средства (например, автобусов).
На фиг.1 показана схема расположения элементов системы повышения устойчивости против опрокидывания транспортного средства.
В пол кузова 9 транспортного средства (например, автобуса) встроен посредством сферического шарнира маятник 1, который держит от свободного колебания пружина 7. Маятник 1 расположен вертикально и имеет возможность перемещения при наклоне транспортного средства вдоль поперечной вертикальной плоскости, проходящей через центр масс транспортного средства (автобуса).
При наклоне кузова транспортного средства на угол, превышающий критическое значение, маятник 1 перемещается в соответствующей плоскости и контактирует с одним из контактов 2 или 3, находящихся с левой и с правой стороны от маятника. Контакты 2 и 3 соединены между собой параллельно и последовательно с источником питания 6, а также с одним из контактов электромагнитов 4, 5. Электромагниты 4, 5 установлены на панелях 12, 13, прикрепленных к полу кузова 9 шарнирно. Другие контакты электромагнитов 4, 5 соединены проводами 11 с источником питания 6. Между полом кузова 9 и панелями 12, 13 установлены сжимаемые сосуды 14, заполненные жидкостью. Сосуд 14 соединен патрубками с полым сосудом. Сосуды устанавливаются над полом кузова 9 транспортного средства и имеют возможность расширяться в объеме. Над сосудами, расположенными над полом кузова, установлены металлические панели 15, 16, прикрепленные к полу кузова 9 шарнирно.
Работа предлагаемой системы повышения устойчивости против опрокидывания транспортного средства заключается в следующем (фиг.2). При изменении текущего значения крена кузова 8 (например, в сторону правой боковины транспортного средства) до критического значения маятник 1 взаимодействует с контактом 2, соединенным последовательно электрической цепью с электромагнитом 4, и подключает его к источнику питания 6. При этом электромагнит 4 формирует магнитное поле, притягивается к металлическому полу кузова 9 и к панели 16, вытесняя жидкость в сосуд 14. В результате в левой части транспортного средства концентрируются сосуды, заполненные жидкостью, на период времени действия магнитного поля. В правой части в этот момент сосуды пустые. При этом возникает дополнительный вес жидкости, смещающий центр масс 10 в сторону противоположную крену кузова. В итоге крен кузова стабилизируется, маятник 1 перестает взаимодействовать с контактом 2, электромагнит 4 обесточивается, а магнитное поле исчезает. Жидкость из верхнего сосуда самотеком поступает в нижний сосуд.
Аналогично система повышения устойчивости транспортного средства против опрокидывания работает при возникновении крена кузова в сторону левой боковины транспортного средства.
При большей скорости движения транспортных средств предъявляются особые требования к надежности работы датчика углового положения кузова (крена).
На практике используются много измерительных преобразователей и чувствительных элементов с разной физической природой (Справочник по средствам автоматики / Под ред. В.Э.Низе и И.В.Антика. - М.: Энергоатомиздат, 1983. 504 с.).
В предлагаемом техническом решении одним из элементов датчика углового положения корпуса транспортного средства, как и в устройстве прототипа, применен маятник с грузом, установленный посредством сферического шарнира. К маятнику закреплена внутренним концом плоская спиральная пружина 7. Наружный конец пружины 7 закреплен к корпусу транспортного средства (Справочник по средствам автоматики / Под ред. В.Э.Низе и И.В.Антика. - М.: Энергоатомиздат, 1983. 504 с. Раздел 3, п.3.2., рис.3.5. стр.51).
Такая конструкция датчика углового положения транспортного средства в поперечной плоскости не позволяет при его движении по неровной дороге свободно совершать колебания до критических величин, при которых может возникнуть ложное срабатывание блока управления.
Предлагаемое техническое решение обеспечит устойчивость против опрокидывания транспортного средства.
Система повышения устойчивости транспортного средства против опрокидывания, содержащая источник постоянного тока - аккумулятор, отличающаяся тем, что контакты контактора подключают источник питания к электромагниту, установленному на панели, шарнирно закрепленной в центральной части под полом кузова транспортного средства, оказывающей давление на эластичный сосуд с жидкостью, расположенный между панелью и днищем кузова и диагонально связанный с полым сосудом, установленным над полом транспортного средства, закрытым сверху металлической панелью, шарнирно закрепленной в центральной части пола кузова.
