ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ СТОЯНОЧНЫЙ ТОРМОЗ

Полезная модель относится к автомобильной промышленности, а именно - к тормозным системам автотранспорта с задним приводом.
Известно, что тормозная система автомобилей, состоящая из тормозов и их привода, предназначена для снижения скорости движения вплоть до полной остановки при минимальном тормозном пути (). Она позволяет сохранять заданную скорость при движении под уклон, а также обеспечивать неподвижность автомобиля на стоянках. В соответствии с современными требованиями у автомобиля должны быть независимые друг от друга тормозные системы, выполняющие различные функции. Основная рабочая тормозная система предназначена для уменьшения скорости движения вплоть до полной остановки автомобиля. Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте на спуске и подъеме. Кроме того, следует предусмотреть запасную тормозную систему, которая выполняет функции рабочей при отказе последней. Все эти разновидности тормозных систем направлены на повышение уровня безопасности эксплуатации автотранспорта. Указанные меры предосторожности не лишены смысла, особенно, при эксплуатации автотранспорта в горных условиях. Например, двигатель автотранспорта может заглохнуть на крутом подъеме и автомобиль может откатиться назад, что чревато непредсказуемыми негативными последствиями. Учитывая то, что на практике план и продольный профиль действующей горной дороги нередко превышают предельные нормативные показатели, регламентированные в СНиП 2.05.02-85, и доходят до 20% (наибольшие допустимые продольные уклоны на автомобильных дорогах в горах должны составлять 9-10%), задача безопасности движения становится еще более актуальной. А ведь именно эти нормативы и лежат в основе расчета тормозной динамики автотранспорта. Поэтому не всякий автомобиль гарантирует безопасное движение в горных условиях и нуждается в установке дополнительного стояночного тормоза, приводимого в действие независимо от существующих тормозных систем.
Известно, что в истории отечественного автомобилестроения были попытки создания автотранспорта, отвечающего условиям эксплуатации в горных условиях. Так, например, был создан автобус КАвЗ-685Г (), предназначенный для работы в горах на высоте 3-4 тысяч метров. Автобус был снабжен вспомогательной тормозной системой с электродинамическим тормозом-замедлителем, воздействующим на трансмиссию. Для этого была изменена конструкция карданного вала и установлено тросовое ограждение карданной передачи, а промежуточной опорой служил тормоз-замедлитель. За задними колесами был смонтирован дополнительный стояночный тормоз - "горный упор", представлявший собой падающие под колеса автобуса противооткатные башмаки. Такая система в современных условиях примитивна и не надежна.
Стояночная тормозная система состоит из тормозного механизма колодочного типа с тормозным цилиндром и крана управления. Тормозной механизм стояночной системы установлен на валу главной передачи заднего моста и блокирует ведущие задние колеса. Так устроена, например, тормозная система автомобиля «ГАЗель» (43.html), которую можно выбрать в качестве прототипа. Автомобиль имеет три независимые тормозные системы: рабочую, запасную и стояночную. Рабочая тормозная система гидравлическая, двухконтурная (разделена на передний и задний контуры), с вакуумным усилителем, регулятором давления и датчиком аварийного падения уровня тормозной жидкости в бачке. Запасная система образована каждым контуром рабочей системы. При отказе одного из контуров тормозной системы второй контур обеспечивает торможение автомобиля, хотя и с меньшей эффективностью. Стояночная система - механическая, с тросовым приводом от ручного рычага на тормозные колодки задних колес. Стояночный тормоз включает рычаг и фиксирующее устройство, позволяющее длительное время оставлять автомобиль в заторможенном состоянии. Фиксирующее устройство выполнено в виде храпового механизма, включающего зубчатое колесо и собачку. Собачка вводится (выводится) в зубья колеса вручную, нажатием на кнопку, связанную с рычажной приводной системой. Недостаток данного стояночного тормоза заключается в низкой эффективности и надежности. Связано это с тем, что автомобиль удерживается в фиксированном положении тормозными колодками, размещенными в дисках задних колес. А максимальное усилие прижатия тормозных колодок к ободу диска - это расчетная величина, характерная для данного типа автотранспорта. В частности, для автобусов малого класса модели 322132, 322100, 322130 усилие прижима рассчитано на преодоление подъема с уклоном 16% с полной массой, но оно недостаточно для удержания автомобиля на крутых горных уклонах, характеристики которых превышают предельно допустимые нормы.
Техническая задача, на решение которой направлено техническое решение, заключается в увеличении безопасности движения автотранспорта, эксплуатируемого на горных дорогах, путем увеличения надежности его тормозной системы.
Технический результат достигается тем, что для увеличения надежности тормозной системы автотранспорт снабжается дополнительным стояночным тормозом, который может быть установлен, например, на заднем мосте автобуса «ГАЗель» 3110 (3110/gaz-36014-10.m_id-4679.m_id2-4688.html). При этом основным элементом дополнительного стояночного тормоза является храповой механизм. Храповой механизм включает зубчатое колесо и собачку, причем зубчатое колесо снабжено магнитной меткой, установлено на фланце ведущей шестерни заднего моста и вращается вместе с ним, а собачка подвижно установлена на одной из двух штанг, к которым неподвижно присоединены передний и задний коробчатые полукорпусы кожуха. Штанги неподвижно прикреплены к косынкам картера заднего моста. Задний полукорпус снабжен соленоидом, подпружиненный шток которого шарнирно соединен с собачкой, а также датчиком направления вращения, электрически соединенным с электронным блоком управления. В кабине водителя установлена электрическая кнопка для пуска (блокировки) дополнительного тормоза.
Дополнительный тормоз спроектирован таким образом, что не требует при монтаже внесения каких-либо изменений в детали и узлы заводского производства, составляющие задний мост.
Конструкция дополнительного стояночного тормоза на примере установки на автобусе «ГАЗель» 3110 приведена на чертежах.
На Фиг.1 приведен вид тормоза спереди.
На Фиг.2 приведен общий вид тормоза.
На Фиг.3 приведен вид тормоза сверху.
Дополнительный стояночный тормоз представляет собой храповой механизм, включающий зубчатое колесо 1 и собачку 2. Зубчатое колесо закреплено на фланце 3 ведущей шестерни заднего моста при помощи крепежа 4. Этим же крепежом к фланцу 3 прикреплен фланец 5 карданного вала, посредством которого вращательное движение от двигателя через механизм заднего моста передается колесам.
Храповой механизм, в целях безопасности и исключения засорения, закрыт кожухом, состоящим из переднего 6 и заднего 7 коробчатого полукорпуса. Полукорпусы при помощи крепежа 8 установлены на двух штангах 9 и 10, которые неподвижно закрепляются на косынках картера заднего моста. Таким образом, кожух всегда остается неподвижным, закрывая установленный в его полости вращающийся храповой механизм. Собачка 2 шарнирно установлена на штанге 10, что дает ей возможность совершать вращательное движение вокруг оси штанги. На заднем полукорпусе установлен механизм 11 привода собачки, шток 12 которого через ось 13 шарнирно связан с собачкой 2. В дайной конструкции в качестве приводного механизма применен соленоид. В качестве приводного механизма собачки может быть использован гидро (пневмо) поршень, или иной механизм. В исходном положении собачка 2, под воздействием пружины 14. установленной на штоке 12, всегда выведена их зацепления с зубчатым колесом 1. При подаче напряжения на обмотку соленоида шток 12 втягивается, преодолевает усилие пружины 14 и вводит в зацепление собачку 2 с зубчатым колесом 1. Напряжение на обмотку соленоида подается при помощи электрической кнопки, размещенной в кабине водителя. На полукорпусе 7 установлен датчик направления вращения 15, а на зубчатое колесо 1 нанесена магнитная метка 16. В кабине водителя также установлен электронный блок управления, связанный с датчиком направления вращения, и управляющий соленоидом. В том числе выводит из зацепления собачку 2 при включении задней передачи.
В качестве датчика направления вращения может быть применено устройство, описание которого приведено в ссылке , или любое другое с аналогичной функцией. Работа датчика основана на распознавании направления вращения магнитной метки: по часовой стрелке (движение автотранспорта назад), или против часовой стрелки (движение автотранспорта вперед).
Дополнительным стояночным тормозом пользуются следующим образом:
Если двигатель автотранспорта перестал работать при подъеме на уклон и машина начала скатываться назад, то водитель, нажав на электрическую кнопку, размещенную в кабине, подает сигнал на электронный блок управления. Через электронный блок на обмотку соленоида 11 подается напряжение. В обмотке соленоида образуется электромагнитное поле, которое втягивает шток 12 в себя. При этом шток совершает поступательное движение в сторону зубчатого колеса 1, прокручивая шарнирно связанную с ним собачку 2 вокруг штанги 10, и вводит ее в зубья зубчатого колеса, стопоря его вращение по часовой стрелке (препятствует самопроизвольному скатыванию автотранспорта вниз по уклону). После этого водитель включает двигатель и на низшей передаче начинает движение вперед (вверх по уклону). При этом зубчатое колесо вместе с магнитной меткой 16 начинает вращаться против часовой стрелки. Собачка 2 скользит по зубьям зубчатого колеса, не препятствуя его вращению. После того, как зубчатое колесо совершит 2-3 оборота, датчик направления вращения 15 распознает, что автомобиль движется в прямом направлении, и снимает напряжение с обмотки соленоида 11. Собачка 2 под воздействие усилия пружины 14 возвращается в исходное положение, не препятствуя движению транспорта вперед. Если же попытка движения вперед не увенчалась успехом и автотранспорт начал скатываться вниз по уклону, то датчик направления вращения 15 распознает это и повторно подаст команду на соленоид, блокируя зубчатое колесо.