АВАРИЙНЫЙ ТОРМОЗ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель аварийного колесного тормоза транспортного средства относится к машиностроению и может быть использована для повышения эффективности и безопасности экстренного торможения автобусов и автопоездов.
Известно самонаматывающее противобуксовочное средство [Патент RU №37673], представляющее собой гибкую ленту с замком крепления к диску колеса. Замок крепления выполнен в виде скобы, на одном свободном конце смонтировано зажимное устройство, один конец гибкой ленты выполнен с крепежной петлей, а противоположный конец снабжен пружинящим устройством захвата. Устройство предназначено для наматывания и закрепления на колесе. Данное устройство является съемным и используется при неблагоприятных дорожных условиях для увеличения проходимости автомобиля, может быть использовано для служебных торможений на скользких и мокрых покрытиях, но не предназначено для экстренной остановки транспортного средства.
Известно устройство для повышения силы сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги [Патент RU №2374086], включающее пневмоцилиндры, в которых установлены металлические стержни, смонтированные в покрышке колеса, с установленными в них электропневматическими клапанами и клапанами одностороннего действия, соединенными электрической цепью и далее соединенными с источником питания с одной стороны и компьютером, расположенным на приборной панели. При движении автомобиля по дороге, не отвечающей нормативным требованиям, металлические стержни выдвигаются из покрышки, повышая силы сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги, могут быть использованы для служебных торможений на скользкой дороге. Недостатком данного устройства является необходимость использования шин специальной конструкции и недостаточная эффективность при экстренном торможении оно не достаточно эффективно из-за небольшой площади поверхности стержней, соприкасающихся с поверхностью дороги для повышения силы сцепления.
Наиболее близким к предлагаемой полезной модели является устройство для повышения силы сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги [Патент RU №97966 от 05.07.2010]. Устройство содержит тормозной узел, состоящий из электродвигателя, винтового редуктора и металлического полукольца, расположенного над шиной и соосно с ней. Одним своим концом полукольцо жестко соединено со стойкой, закрепленной на оси колеса. Стойка обеспечивает возможность вращательного движения полукольца вокруг колеса. При торможении колеса электродвигатель с помощью редуктора вращает полукольцо до попадания его в область контакта шины с дорогой, причем за счет металлических шипов на его наружной поверхности сила сцепления повышается и, тем самым, сокращается тормозной путь.
К недостаткам данного устройства можно отнести следующее: наезд колеса на металлическое полукольцо возможен только при вращении колеса, а при экстренном торможении колесо всегда блокируется, кроме того при наезде, за счет вероятных перекосов металлическое полукольцо от неровностей дорожного покрытия может серьезно повредить боковины и протектор шины, а шипы полукольца сильно повреждают дорожное покрытие. При торможении колеса на заднем ходу данное устройство вообще не функционирует.
Задачей предлагаемой полезной модели аварийного тормоза является совершенствование аварийного тормоза колесного транспортного средства и возможно более полное исключение указанных выше недостатков.
Техническим результатом полезной модели является исключение механического повреждения элементов шины при экстренном торможении, возможность торможения при движении задним ходом, и обеспечение высокой эффективности и безопасности торможения, за счет кратковременного разблокирования колеса в процессе его торможения.
Технический результат достигается предлагаемой полезной моделью аварийного тормоза, содержащей узел торможения, состоящий из двух корпусов для размещения внутри каждого из них пневмоподушек. Корпусы установлены на раме транспортного средства спереди и сзади колеса. Пневмоподушки одним концом жестко закреплены к внутренней поверхностью корпусов. Пневмоподушки выполнены из высокопрочной армированной эластичной ткани, а их габариты соответствуют размерам колеса. Для повышения силы сцепления с дорогой на наружную поверхность пневмоподушек напылены твердые абразивные частицы.
На фиг. 1 изображен общий вид аварийного тормоза колесного транспортного средства:
1 - электронный блок управления; 2 - аналогово-цифровой преобразователь; 3 - датчик контроля давления воздуха; 4 - приводной двигатель; 5 - пневморессивер; 6 - миникомпрессор; 7, 10, 17, 19 - электропневматический клапан; 8 - рама; 9 - корпус передний; 10 - электропневматический клапан; 11, 12 - датчик угловой скорости вращения колеса №1; 2; 13 - подушка задняя, передняя; 14 - корпус задний; 15 - рабочая тормозная камера; 16 - колесо; 18 - педаль тормоза; 20 - тормозной кран; 21 - пневморессивер; 22 - блок питания; 23 - кнопка управления тормозом; 24 - реле включения питания миникомпрессора; 25 - датчик предельного давления.
мк
пр
Для обеспечения экстренного торможения колеса аварийный тормоз имеет узел пневмопривода для мгновенной подачи сжатого под большим давлением воздуха внутрь подушки 13. Узел пневмопривода содержит миникомпрессор 6 (МК), создающий давление до 15 МПа, приводной двигатель 4 (ЭД), пневмоаккумулятор 5 (ПА), пнеморесивер 21 (ПР) и электропневматические клапаны 7, 10, 17, 19 (ЭПК). Для функционирования узла пневмопривода аварийный тормоз дополнительно содержит узел управления и контроля, состоящий из электронного блока управления 1 (ЭБУ), аналого-цифрового преобразователя 2 (АЦП), двух датчиков 11 и 12 (ДУС1 и ДУС2) угловой скорости вращения колеса 26, датчика контроля давления воздуха 3 (Д) в пневмоаккумуляторе, датчика давления воздуха 25 (Д) на выходе из тормозного крана 18 (ТК), блока питания 22 (БП), с реле включения 24 (РВ1) и кнопки 23 (К1) экстренного торможения, расположенной в кабине автомобиля.
Аварийный тормоз работает следующим образом.
В транспортном режиме движения автомобиля блок ЭБУ 1 постоянно подключен к блоку питания 22. Приводной двигатель 4 миникомпрессора 6 подключен к блоку питания 22 через реле 24. Датчик 3 и ЭБУ следят за давлением воздуха в пневмоаккумуляторе 5 и при достижении давления 15 МПа ЭБУ и реле автоматически отключает приводной электродвигатель от блока питания. При снижении давления ниже 15 МПа электродвигатель автоматически подключается к блоку питания.
2
При выполнении служебных торможений транспортного средства (с замедлением не выше 2,5 м/с) при нажатии водителя на тормозную педаль функционирует только тормозной кран 20 и рабочая тормозная камера 15.
При экстренном торможении (например, при возникновении внезапного препятствия на проезжей части дороги) водитель резко нажимает на тормозную педаль 18 и, если при этом водитель чувствует, что эффективность торможения не достаточна, он нажимает кнопку 23 экстренного торможения.
По команде ЭБУ 1 открываются электропневматические клапаны 7 к 10 и воздух из пневморесивера 21 под давлением 15 МПа попадает в подушку 13, заставляя её мгновенно раскрываться и выбрасываться из корпуса 9 под тормозящееся колесо. Колесо наезжает на пневмоподушку 13 и останавливается. Далее процесс торможения продолжается за счет скольжения наружной шероховатой поверхности подушки по покрытию дороги. Увеличение силы сцепления, обеспечивается твердым абразивом пневмоподушки, что минимизирует тормозной путь транспортного средства без повреждения поверхности дороги.
При экстренном торможении на мокром или заснеженном покрытии тормозящееся колесо блокируется и, следовательно, не может наехать на подушку 13. В этом случае, по сигналу ДУС1 11, ЭБУ 1 дает команду на открытие электропневматического клапана 19 рабочей тормозной камеры 15. Давление воздуха кратковременно сбрасывается из тормозной камеры, колесо снова начинает вращаться и наезжает на пневмоподушку 13, далее процесс торможения продолжается до полной остановки.
Если возникает необходимость экстренного торможения во время движения задним ходом, то узел управления и контроля функционирует также как и на переднему ходу, с той лишь разницей, что сигнал на сброс давления из тормозной камеры подается на ЭБУ 1 от ДУС2 12.
Кнопку 23 можно дублировать выносной кнопкой, смонтированной на ключе зажигания, при этом электронная схема с блоком ЭБУ обеспечит аварийное торможение транспортного средства дистанционно, например, в случае его самопроизвольного движения при стоянке на уклоне дороги.