УСТРОЙСТВО АНТИОПРОКИДОВАНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Предложение относится к области транспортного машиностроения, в частности к пневматической тормозной системе транспортных средств с высокорасположенным центром тяжести (грузовые автомобили, туристические автобусы, автокраны, автоцистерны, бетоновозы и др.).
Согласно статистических данных, около 15% всех дорожно-транспортных происшествий в нашей стране - это опрокидывание транспортных средств, которое может спровоцировать получение более серьезных травм участников (риск летального исхода при переворачивании стоит на втором месте после лобового столкновения), при этом может произойти возгорание транспортного средства, нередко происходит отрыв элементов подвески и колес.
Для решения этой проблемы существуют электронные системы курсовой устойчивости ESP (Electronic Stability Control), которые применяются на легковых автомобилях. Система имеет следующие датчики: продольного ускорения, блок активного усилия тормозов с главным тормозным цилиндром, давление тормозной системы (на главном тормозном цилиндре), угла поворота рулевого колеса, частоты вращения передних и задних колес, рыскания, бокового ускорения. Эти сигналы передаются в блок управления ABS. Исполнительные устройства включают: возвратный гидравлический насос, впускные и выпускные клапаны, распределительный клапан системы курсовой устойчивости, клапан высокого давления, электромагнитный клапан давления в тормозной системе, реле задержки включения стоп-сигналов, контрольные лампы. Система ESP определяет, какое колесо должно быть ускорено или подторможено и насколько резко; нужно ли уменьшать крутящий момент двигателя; активизировать ли блок управления коробкой передач. Эти системы применяются в гидравлических тормозах легковых автомобилей. Применение их на автобусах и грузовых автомобилях затруднено. Кроме того, электронные системы типа ESP часто выходят из строя и требуют дорогостоящего квалифицированного обслуживания.
Известен способ установки страховочного пятого колеса на автобусах («За рулем», №10, 2004, с. 178). Однако этот способ не возможно применить на повороте около обрыва.
Известны гидрозамедлители автомобиля (А.С. №1689161 А1, 1988; №1323439 А1, 1986; №1533918 А1, 1988). Но они не применимы на автомобилях с пневматической тормозной системой.
Известно устройство ограничения скорости автомобиля в зависимости от динамических характеристик в боковом движении (RU №2261188, 2004). Устройство содержит систему прерывающую подачу топлива, содержащую два датчика на мосту, два интегратора, коррелятор, звено сдвига, перемножитель, интегратор и рассогласователь. Устройство характеризуется низкой ненадежностью, а также ограничивает скорость автомобиля в прямолинейном движении.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявленному является автоматический пневмозамедлитель хода транспортного средства на крутых поворотах (Патент RU №2526927, опубл. 27.08.2014, бюл. №16). В описании к данному техническому решению представлено два варианта исполнения устройства. В первом варианте датчик центробежных сил выполнен в виде цилиндра с шариками, во втором - в виде шарнирного рычага. В качестве прототипа выбран второй вариант исполнения датчика центробежных сил, выполненный в виде шарнирного рычага, состоящего из штуцеров подвода и отвода воздуха, нормально открытого и нормально закрытого клапанов с электромагнитным управлением, пневмопроводов, шарнира корпуса рычажного датчика с шарнирным рычагом на конец которого установлен регулировочный груз, напротив рычага размещены штоки поршеньков с пружинами в корпусах с регулировочными гайками, и исполнительного органа выполненного в виде тормозной камеры.
Недостатком данного устройства является ограничение скорости автомобиля в прямолинейном движении при преодолении им дорожных неровностей. Так, движение транспортного средства по дорожным неровностям очевидно приводит к увеличению собственных угловых (поперечных) колебаний подрессоренной массы, что приведет к отклонениям (раскачиваниям) шарнирного рычага и заставит без необходимости притормаживать автомобиль. Это может негативно сказываться как на топливной экономичности, надежности, так и на эффективности использования автомобиля.
Техническим результатом предложения является повышение эффективности работы устройства антиопрокидывания транспортного средства.
Технический результат достигается за счет установки электромагнита электрически соединенного с датчиками скорости движения транспортного средства и положения управляемых колес, удерживающего шарнирный рычаг в перпендикулярном, относительно продольной оси автомобиля, положении в случаях, когда его раскачивания могут заставить без необходимости притормаживать автомобиль.
Анализ предлагаемого решения и известных позволяет сделать вывод о его соответствии условиям патентоспособности полезной модели.
Предложение поясняется чертежами, где на фиг. 1 показано устройство антиопрокидывания транспортного средства при движении автомобиля прямо; на фиг. 2 - то же, при повороте налево.
Предлагаемая полезная модель состоит из штуцеров подвода 1 и отвода 2 воздуха, нормально открытого 3 и нормально закрытого 4 клапанов с электромагнитным управлением, пневмопроводов 5, шарнира 6 корпуса 7 рычажного датчика с шарнирным рычагом 8 на конце которого установлен регулировочный груз 14, у шарнирного рычага 8 размещены штоки 9 поршеньков 10 с пружинами 11 в корпусах 12 с регулировочными гайками 13, исполнительного органа выполненного в виде пневмокамеры 15, электромагнита 16 электрической связью соединенного с электронным блоком управления 17 и датчиками скорости движения транспортного средства 18 и положения управляемых колес 19.
Заявленное устройство антиопрокидывания транспортного средства работает следующим образом.
Датчик устанавливают в удобном месте автомобиля ближе к его центру тяжести, ориентируя симметричную ось датчика поперек продольной оси автомобиля, а шток пневмокамеры подсоединяют к тяге тормозной педали при прикреплении пневмокамеры к полу кабины.
При движении автомобиля на повороте под действием центробежной силы шарнирный рычаг 8 отклоняется влево (при повороте автомобиля направо, фиг. 2), воздействуя на шток 9 поршенька 10, поршенек 10 сжимает пружину 11, открывая отверстия подводящего 1 и отводящего 2 штуцеров. При этом воздух под давлением поступает в пневмокамеру 15, шток которой воздействует на тягу педали тормоза и тормозной кран. Автомобиль притормаживается, и скорость его уменьшается, опрокидывание предотвращается.
Педаль тормоза уходит вниз, водитель выпускает воздух из пневмокамеры 15, открывая нормально закрытый кран 4.
При прямолинейном движении автомобиля в случае преодолении им дорожных неровностей, когда отклонения (раскачивания) шарнирного рычага 8 могут заставить без необходимости притормаживать автомобиль, включают электромагнит 16 удерживающий шарнирный рычаг 8 в перпендикулярном относительно продольной оси автомобиля положении.
Режим удержания рычага 8 электромагнитом 16 может быть активирован как в ручную с кабины водителя, так и автоматически.
Автоматически режим удержания шарнирного рычага 8 активируется следующим образом. С датчиков скорости 18 движения транспортного средства и положения управляемых колес 19 информация поступает на электронный блок управления 17. В электронном блоке управления 17 информация, полученная с датчиков 18 и 19 анализируется с точки зрения критической по опрокидыванию скорости для текущего угла поворота управляемых колес.
В результате сопоставления данных о скорости движения автомобиля и положении его управляемых колес электронным блоком управления 17 формируется управляющий сигнал на выключение электромагнита 16 в том случае, когда имеется даже малейшая опасность опрокидывания транспортного средства.
После разблокирования шарнирного рычага 8 устройство работает по алгоритму, представленному выше.
По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция обеспечивает повышение эффективности работы устройства антиопрокидывания транспортного средства.