ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА С ПНЕВМАТИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ ДЛЯ АВТОМОБИЛЯ
AUTOMOTIVE BRAKING SYSTEM WITH PNEUMATIC DRIVE

Изобретение относится к тормозной системе с пневматическим приводом для автомобиля, тормозные цилиндры передних колес которой соединены с баллоном для сжатого воздуха отдельными трубопроводами сжатого воздуха, согласно ограничительной части пункта 1.
Законодатель предписывает, чтобы при полном или частичном выходе из строя тормоза для соблюдения определенных характеристик замедления и торможения в распоряжении находился запасной тормоз. В автомобилях, у которых большая доля веса приходится на передний мост, задний мост при выходе из строя тормозного контура передних колес не передает достаточное тормозное усилие для выполнения на дороге функции запасного тормоза. Это обусловлено относительно небольшой силой заднего моста, действующей на опорную поверхность, относительно общего веса, а также возникающим при торможении распределением нагрузки на дорогу, передаваемой через передний мост. Это касается, главным образом, седельных тягачей с отцепленным полуприцепом и шасси грузовых автомобилей без кузова.
Из DE 41 36 978 известна тормозная система с пневматическим приводом для автомобилей с рабочим тормозом на автомобиле-тягаче, оборудованным клапанами и управляемым с помощью сжатого воздуха. Рабочий тормоз скомбинирован с электропневматическим тормозным устройством и содержит электрическое устройство управления в качестве центра управления тормозным устройством. Устройство управления с помощью датчиков определяет характеристики, которые в качестве чувствительных элементов состояния контролируют управление энергоснабжением клапанов и регулирующее воздействие тормозных цилиндров. На основании этих характеристик определяется заданное рабочее состояние автомобиля, безопасное с точки зрения надежности движения. В случае безопасного движения процессы контроля и регулировки тормозного устройства приводятся в действие по требованию или автоматически.
Однако для тормозных систем с пневматическим приводом, известных из уровня техники, было бы желательно, чтобы тормоз даже при потере давления в результате утечки в трубопроводах сжатого воздуха продолжал оставаться работоспособным.
Поэтому задачей изобретения является создание тормозной системы с пневматическим приводом для автомобиля, которая оптимизирована в соответствии с постановкой задачи.
Задача в соответствии с изобретением решается с помощью признаков пункта 1.
Снабжение колесных тормозных цилиндров переднего моста сжатым воздухом распределяется с помощью клапана по двум отдельным трубопроводам сжатого воздуха, подающим в колесные тормозные цилиндры переднего моста требуемое тормозное давление. В случае утечки не затронутый трубопровод сжатого воздуха остается работоспособным.
Тормозная система с пневматическим приводом согласно изобретению, предпочтительно, может электронно или пневматически управляться путем приведения в действие клапана ножного тормоза при промежуточном включении устройства управления. Управление тормозным давлением передних колес осуществляется с помощью колесных тормозных модулей. Последние подключаются к отдельным трубопроводам сжатого воздуха. Управление тормозным давлением может производиться также с помощью модуля ножного тормоза. Модуль ножного тормоза для снабжения сжатым воздухом колесных тормозных цилиндров имеет соответствующие отдельные входы и выходы. В трубопроводах сжатого воздуха могут быть установлены запорные клапаны. Согласно изобретению запорный клапан до определенного давления допускает перетекание сжатого воздуха в соответствующий другой трубопровод сжатого воздуха. Благодаря этому между трубопроводом сжатого воздуха, снабжаемым из тормозного баллона со сжатым воздухом для заднего моста, и трубопроводом сжатого воздуха, снабжаемым из тормозного баллона для переднего моста, до установленного давления происходит выравнивание давления. Если давление в одном трубопроводе сжатого воздуха в результате нарушения герметичности или разрыва трубопровода падает, то в другом трубопроводе еще остается остаточное давление, которого достаточно для достижения вспомогательного тормозного действия. В отдельные трубопроводы сжатого воздуха можно также встраивать соответственно перепускной клапан с полным обратным потоком, а также дополнительный баллон со сжатым воздухом. Многоконтурный предохранительный клапан рассчитан таким образом, что приток сжатого воздуха происходит без ограничений, в то время как обратный поток возможен лишь до определенного давления. В качестве многоконтурного предохранительного клапана можно использовать также реверсивный клапан. Благодаря этому в незатронутом повреждением трубопроводе сжатого воздуха сжатый воздух остается в достаточном количестве для вспомогательного тормозного воздействия.
Управляющее устройство получает от модуля ножного тормоза сигнал, подаваемый водителем автомобиля путем нажатия на ножной тормоз и отражающий интенсивность желательного торможения. В зависимости от интенсивности желательного торможения устройство управления выпускает в трубопроводы сжатого воздуха соответствующее тормозное давление. В зависимости от загрузки автомобиля или величины пробуксовки, которые определяются на подлежащих затормаживанию передних колесах с помощью датчиков, устройство управления передает тормозное давление в колесные тормозные цилиндры переднего моста. Если в тормозной системе с пневматическим приводом предусмотрены колесные тормозные цилиндры переднего моста, то они в зависимости от загрузки или соответствующих величин пробуксовки распределяют тормозное давление в равном или неравном соотношении. При падении давления ниже заранее установленной величины, например, в результате негерметичности трубопровода сжатого воздуха, по меньшей мере один многоконтурный предохранительный клапан, установленный по меньшей мере в одном из трубопроводов сжатого воздуха, перекрывает соединительную линию, ведущую к баллону со сжатым воздухом заднего моста. Тормозная система с пневматическим приводом согласно изобретению применима также на втором управляемом переднем мосту.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения перед устройством управления включен модуль ножного тормоза. Модуль ножного тормоза передает от водителя желательное торможение, например, в зависимости от датчика перемещения тормозной педали, преобразующей интенсивность желательного торможения в сигнал для устройства управления.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения устройство управления встроено в модуль ножного тормоза.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения после устройства управления в трубопроводах сжатого воздуха к тормозным цилиндрам подключено по колесному тормозному модулю. Таким путем может быть существенно сокращена протяженность трубопроводов сжатого воздуха между колесными тормозными модулями и тормозными цилиндрами. Время срабатывания тормоза сокращается, и время нарастания тормозной силы до получения необходимого тормозного давления в колесном тормозном цилиндре переднего моста, соответственно, уменьшается. Колесные тормозные модули служат для модуляции тормозного давления на соответствующих колесных тормозных цилиндрах переднего моста.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения после устройства управления в трубопроводах сжатого воздуха расположен общий колесный тормозной модуль. Этот вариант предусмотрен для сокращения расходов в случае небольших и более легких машин.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения трубопроводы сжатого воздуха соединены с общим колесным тормозным модулем с помощью переключающего клапана. В качестве переключающего клапана может быть использован, например, двухходовой клапан. Колесный тормозной модуль может быть встроен в одноканальный передний мост с помощью обратного клапана.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения каждый трубопровод сжатого воздуха соединен с общим колесным тормозным модулем через отдельный вход. При этом сжатый воздух через общий колесный тормозной модуль однородно распределяется по колесным тормозным цилиндрам переднего моста.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения модули колесных тормозов выполнены с возможностью одновременного электронного управления, но также возможно пневматическое управление колесными тормозными модулями. Принципиально, колесные тормозные модули являются электронно управляемыми. При выходе из строя электронного управления из соображений надежности предусмотрено второе пневматическое управление.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения в колесный тормозной модуль/модули соответственно встраивается обратный клапан. Встраивание обратного клапана позволяет сэкономить на остальных клапанах, что способствует снижению издержек производства.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения перед модулем ножного тормоза в каждый трубопровод сжатого духа включен обратный клапан.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения в трубопроводе сжатого воздуха, снабженном запорным клапаном, установлен другой баллон со сжатым воздухом. Благодаря этому в дополнение к выборочному подключению баллона со сжатым воздухом заднего моста тормозное давление в негерметичном трубопроводе сжатого воздуха переднего моста может поддерживаться на постоянном уровне или повышаться.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения запорный клапан встраивается в многоконтурный предохранительный клапан.
В соответствии с одним другим вариантом осуществления изобретения трубопровод сжатого воздуха имеет другой запорный клапан. Благодаря этому обеспечивается более точная дозировка тормозного давления, остающегося после падения давления.
Другие признаки, детали и преимущества изобретения раскрываются в нижеследующем описании различных вариантов осуществления изобретения, а также на основании чертежей, на которых:
фиг.1 - соответствующая изобретению тормозная система с пневматическим приводом, в которой тормозное давление управляется с помощью колесных тормозных модулей;
фиг.2 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.1 с дополнительным запорным клапаном и с еще одним баллоном для сжатого воздуха;
фиг.3 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.1 с запорным клапаном, встроенным в многоконтурный предохранительный клапан;
фиг.4 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.1 с только одним колесным тормозным модулем;
фиг.5 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.4 с отдельными входами и выходами в колесный тормозной модуль;
фиг.6 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.5 с отдельными входами и выходами в модуль ножного тормоза;
фиг.7 - тормозная система с пневматическим приводом согласно изобретению, в которой тормозное давление управляется с помощью модуля ножного тормоза;
фиг.8 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.7 с дополнительным запорным клапаном и с другим баллоном для сжатого воздуха;
фиг.9 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.7 с гидравлическим управлением колесными тормозными модулями;
фиг.10 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.7 с запорным клапаном, встроенным в многоконтурный предохранительный клапан;
фиг.11 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.7 с одним единственным колесным тормозным модулем;
фиг.12 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.7 с встроенным обратным клапаном;
фиг.13 - тормозная система с пневматическим приводом согласно изобретению с обратным клапаном в каждом из трубопроводов сжатого воздуха;
фиг.14 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.13 с дополнительным запорным клапаном;
фиг.15 - тормозная система с пневматическим приводом согласно фиг.13 с дополнительным запорным клапаном и с еще одним баллоном для сжатого воздуха;
фиг.16 - тормозная система с пневматическим приводом соответственно фиг.13 с дополнительным запорным клапаном, встроенным в многоконтурный предохранительный клапан.
На фиг.1 изображена тормозная система с пневматическим приводом с двумя отдельными трубопроводами 8 и 17 сжатого воздуха, соединяющими баллон 3 со сжатым воздухом переднего моста с колесными тормозными цилиндрами 5 переднего моста. Позицией 6 обозначено устройство управления, на которое электронным путем от модуля 7 ножного тормоза поступает сигнал о намерении затормозить или, по-другому, о желательном торможении. Устройство 6 управления электронным путем передает сигнал торможения на колесные тормозные модули 4. При этом колесные тормозные модули 4 на фиг.1 включены после устройства 6 управления и установлены в трубопроводах 8 и 17 сжатого воздуха. Трубопровод 8 сжатого воздуха соединяет баллон 3 со сжатым воздухом переднего моста с левым колесным тормозным цилиндром 5 переднего моста. В трубопроводе 8 сжатого воздуха последовательно, если смотреть от баллона 3 со сжатым воздухом переднего моста, установлены два запорных клапана 9;13. Между ними обоими на фиг.1 изображен многоконтурный предохранительный клапан 12, через который при падении давления соединительная линия 11 от трубопровода 8 со сжатым воздухом к баллону 10 со сжатым воздухом заднего моста переключается. Между запорным клапаном 13, включенным после многоконтурного предохранительного клапана 12, и колесным тормозным модулем 4 установлен дополнительный, т. е. другой баллон 14 со сжатым воздухом. В качестве примера для фиг.2-16 на фиг.1 изображены колесные тормозные цилиндры 21 заднего моста, подключенные к баллону 10 со сжатым воздухом заднего моста.
На фиг.2 устройство 6 управления встроено в модуль 7 ножного тормоза. Гидравлический модуль 7 ножного тормоза через переключающий клапан 15 соединен с трубопроводами 8;17 сжатого воздуха. При этом переключающий клапан 15 с помощью подводящих трубопроводов 16 подключен к трубопроводам 8 и 17. Связь модуля 7 ножного тормоза с колесными тормозными модулями 4 осуществляется по подводящим трубопроводам 18.
Фиг.3 отличается от фиг.1 тем, что запорный клапан 9 встроен в многоконтурный предохранительный клапан 12.
На фиг.4 по сравнению с фиг.1 изображен только один колесный тормозной модуль 4, соединенный с трубопроводами 8 и 17 сжатого воздуха посредством переключающего клапана 15.
Фиг.5 в принципе соответствует тому, что изображено на фиг.4, с той лишь разницей, что вместо переключающего клапана 15 каждый трубопровод 8 и 17 сжатого воздуха имеет отдельный вход в один и тот же колесный тормозной модуль 4. Согласно фиг.4 соответствующие колесные тормозные цилиндры 5 переднего моста для управления тормозным давлением через трубопроводы 19 соединены с одним колесным тормозным модулем 4.
На фиг.6 по сравнению с предыдущими вариантами осуществления, за исключением фиг.2, показано сигнальное управление колесными тормозными цилиндрами 5 переднего моста без использования колесных тормозных модулей 4. Устройство 6 управления на фиг.6 встроено в модуль 7 ножного тормоза. Вместо колесных тормозных модулей 4 на фиг.6 модуляция тормозного давления осуществляется посредством одного-единственного модуля 7 ножного тормоза.
На фиг.7 изображена тормозная система 1 с пневматическим приводом согласно изобретению, в которой тормозное давление электронно управляется через модуль 7 ножного тормоза. Однако на фиг.7 по сравнению с фиг.1 изображены только один баллон 3 со сжатым воздухом переднего моста и только один-единственный запорный клапан 9.
Фиг.8 является производной от фиг.7 с той лишь разницей, что трубопровод 8 сжатого воздуха имеет еще один баллон 14 со сжатым воздухом.
На фиг.9 показано управление тормозным давлением колесных тормозных модулей 4 в соответствии с вышеприведенной фиг.2. Однако различие состоит в том, что в трубопроводе 8 сжатого воздуха установлен лишь один-единственный запорный клапан 9, а дополнительный баллон 14 со сжатым воздухом отсутствует.
Фиг.10 соответствует варианту осуществления, изображенному на фиг.7, с той лишь разницей, что в многоконтурный предохранительный клапан 12 встроен запорный клапан 9.
Фиг.11 соответствует фиг.4, правда, отсутствуют еще один запорный клапан 13 и дополнительный баллон 14 со сжатым воздухом, изображенные на фиг.4.
Фиг.12 является производной от фиг.7 и, кроме того, соответствует тому, что изображено на фиг.5, с той лишь разницей, что на фиг.12 показаны, соответственно, только один запорный клапан 9 и один баллон 3 со сжатым воздухом переднего моста. Как на фиг.5, так и на фиг.12 в единственный колесный тормозной модуль 4 встроен обратный клапан 20.
На фиг.13 изображен вариант осуществления изобретения, в котором баллон 3 со сжатым воздухом переднего моста посредством соответствующих трубопроводов 8 и 17 сжатого воздуха через отдельные входы соединен с модулем 7 ножного тормоза. В трубопроводе 8 сжатого воздуха установлен запорный клапан 9. Для подключения баллона 10 со сжатым воздухом заднего моста при падении давления в трубопроводе 8 сжатого воздуха предусмотрен многоконтурный предохранительный клапан 12. Перед модулем 7 ножного тормоза в обоих трубопроводах 8 и 17 сжатого воздуха включены соответствующие обратные клапаны 20. В модуль 7 ножного тормоза встроено устройство 6 управления.
На фиг.14 изображено устройство тормозной системы 1 с пневматическим приводом в соответствии с фиг.13 с той лишь разницей, что в трубопроводе 8 сжатого воздуха после многоконтурного предохранительного клапана 12 включен дополнительный баллон 14 со сжатым воздухом. Модуль 7 ножного тормоза на фиг.14 содержит встроенный обратный клапан 20.
Фиг.15 соответствует фиг.14 с той лишь разницей, что трубопровод 8 сжатого воздуха не содержит никакого дополнительного баллона 14 со сжатым воздухом.
Фиг.16 соответствует фиг.15, причем в многоконтурный предохранительный клапан 12 встроен запорный клапан 9.
Перечень позиций
1. Тормозная система с пневматическим приводом
2. Баллон со сжатым воздухом переднего моста
3. Колесный тормозной модуль
4. Колесный тормозной цилиндр переднего моста
5. Устройство управления
6. Модуль ножного тормоза
7. Левый трубопровод сжатого воздуха
8. Запорный клапан
9. Баллон со сжатым воздухом заднего моста
10. Соединительная линия
11. Многоконтурный предохранительный клапан
12. (Дополнительный) запорный клапан
13. (Дополнительный) баллон со сжатым воздухом
15. Переключающий клапан
16. Подводящий трубопровод
17. Правый трубопровод сжатого воздуха
18. Подводящий трубопровод
19. Трубопровод
20. Обратный клапан
21. Колесный тормозной цилиндр заднего моста