ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ ТОРМОЗНОЙ ПРИВОД ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
PNEUMATIC BRAKE DRIVE OF VEHICLE

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к пневматическим тормозным системам колесных транспортных средств.
Известен тормозной привод, содержащий компрессор, ресиверы, рабочий и запасной контуры, тормозные камеры с пружинными энергоаккумуляторами, двухпозиционный кран, принудительно растормаживающий упомянутые пружинные энергоаккумуляторы, а также тормозной кран, который устроен таким образом, что при выходе рабочего контура из строя происходит автоматическое срабатывание запасного контура путем выпуска сжатого воздуха из пружинных энергоаккумуляторов с сохранением следящего действия (патент США №3309149, МПК G05D 16/166, опубл. 1967). Недостатки данного тормозного привода заключаются в наличии только одного рабочего контура, что недопустимо в соответствии с современными требованиями к тормозным системам автотранспортных средств, и боковом расположении атмосферного выхода в тормозном кране, между тем как по современным нормам он должен быть направлен вниз.
Известен принятый в качестве прототипа пневматический тормозной привод «КамАЗ», содержащий компрессор, передний и задний рабочие контуры, стояночный контур, выполняющий функции запасной тормозной системы, ресиверы, ручной кран стояночной системы, тормозные камеры с пружинными энергоаккумуляторами, а также тормозной кран рабочей системы, имеющий две последовательно расположенные секции, при этом выход тормозного крана рабочей системы соединен с тормозными камерами, а выход ручного крана стояночной системы соединен с пружинными энергоаккумуляторами [Гуревич Л.В., Меламуд Р.А. Пневматический тормозной привод автотранспортных средств: Устройство и эксплуатация. М.: Транспорт, 1988. С. 41]. Недостатком данной конструкции является отсутствие автоматического переключения на запасную тормозную систему при одновременном падении давления в ресиверах обоих контуров рабочей тормозной системы.
Техническая задача изобретения заключается в создании возможности осуществить экстренное торможение колесного транспортного средства в случае снижения давления в ресиверах обоих рабочих контуров тормозной системы ниже допустимого предела без активизации дополнительного органа управления с информированием водителя об аварийном режиме срабатывания стояночной тормозной системы.
Решение поставленной технической задачи достигается тем, что в пневматическом тормозном приводе транспортного средства, содержащем компрессор с приводом от двигателя транспортного средства, сообщенный с ресиверами, два из которых связаны через основной двухсекционный тормозной кран, имеющий подвижные элементы и привод от тормозной педали, с полостями тормозных камер переднего рабочего контура и тормозных камер заднего рабочего контура, последние из которых выполнены заодно с пружинными энергоаккумуляторами, а третий ресивер связан с полостями пружинных энергоаккумуляторов стояночного контура через стояночный кран, имеющий ручной привод, согласно изобретению основной двухсекционный тормозной кран снабжен дополнительной, последовательно установленной секцией, присоединенной к нему герметично через втулку и выполненной в виде корпуса с одной рабочей полостью и двумя входными отверстиями, через одно из которых рабочая полость соединена с третьим ресивером посредством стояночного крана, а через другое - с рабочими полостями пружинных энергоаккумуляторов стояночного контура, при этом в корпусе размещен подпружиненный управляющий поршень с полым штоком, который выполнен с возможностью передачи механического усилия от тормозной педали через подвижные элементы основного двухсекционного тормозного крана, на корпусе имеется фланец, в котором размещен атмосферный клапан с проточками и концевой выключатель.
Решение поставленной технической задачи становится возможным благодаря снабжению основного двухсекционного тормозного крана дополнительной, последовательно установленной секцией, которая позволяет в режиме экстренного торможения при падении давления в ресиверах всех контуров рабочей тормозной системы автоматически активизировать стояночную тормозную систему при нажатии водителем педали тормоза за счет совмещения органа управления рабочей тормозной системы и контура стояночной тормозной системы, благодаря чему уменьшается остановочный путь колесного транспортного средства, а концевой выключатель позволяет информировать водителя об аварийном режиме.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображена принципиальная схема пневматического тормозного привода транспортного средства с интегральным тормозным краном; на фиг. 2 представлен разрез интегрального тормозного крана (в свободном состоянии); на фиг. 3 изображены сечения А-А и Б-Б на фиг. 2.
Пневматический тормозной привод транспортного средства содержит компрессор 1 (см. фиг. 1) с приводом от двигателя 2 транспортного средства, сообщенный с ресиверами 3, 4 и 5. При этом ресиверы 3 и 4 связаны через основной тормозной кран 6, имеющий привод от тормозной педали 7, с соответствующими полостями (на чертеже не указаны) тормозных камер 8 и 9 переднего и заднего рабочих контуров соответственно. Упомянутые тормозные камеры 9 выполнены заодно с пружинными энергоаккумуляторами 10. Третий ресивер 5 относится к стояночной тормозной системе, выполняющей функции запасной системы. При этом ресивер 5 связан через стояночный кран 11, имеющий ручной привод, с соответствующими полостями (на чертеже не указаны) пружинных энергоаккумуляторов 10.
Основной тормозной кран 6 снабжен дополнительной, последовательно установленной секцией 12, образующей совместно с ним интегральный тормозной кран 13.
Дополнительная, последовательно установленная секция 12 интегрального тормозного крана 13 выполнена в виде корпуса 14 (см. фиг. 2) с одной рабочей полостью 15 и присоединена к основному тормозному крану 6 герметично через втулку 16. Также в корпусе 14 размещен подпружиненный управляющий поршень 17 с полым штоком 18. В корпусе 14 выполнены отверстия 19 и 20, соединенные с рабочей полостью 15. Атмосферный клапан 21 с проточками для выпуска сжатого воздуха из двухсекционного тормозного крана 6 установлен во фланце 22, который установлен на корпусе 14 и прижимает к нему посредством пружины 23 поршень 17.
Основной двухсекционный тормозной кран 6, входящий в состав интегрального тормозного крана 13, включает разъемный корпус 24 с крышками 25 и 26. Внутри крышки 26 шарнирно закреплен рычаг 27 с толкателем 28 для управления рабочей тормозной системой. Внутри корпуса 24 размещены резиновая втулка 29 с упорным болтом 30, верхний следящий поршень 31 с пружиной 32, клапан 33 верхней секции 34 (см. фиг. 1) с пружиной 35, шток 36 с продольными проточками (на чертеже не обозначены), большой поршень 37, нижний следящий поршень 38 с пружиной 39, клапан 40 нижней секции 41 (см. фиг. 1) с пружиной 42.
Рабочая полость 15 через входное отверстие 19 соединена с ресивером 5 посредством стояночного крана 11 по трубопроводу 43 (см. фиг. 1), а через входное отверстие 20 - с соответствующими полостями пружинных энергоаккумуляторов 10 стояночного контура по трубопроводу 44.
Корпус 24 имеет входные отверстия 45 и 46 для подвода сжатого воздуха от ресиверов 3 и 4 через трубопроводы 47 и 48 и выходные отверстия 49 и 50 для подачи сжатого воздуха по трубопроводам 51 и 52 в соответствующие полости тормозных камер 8 и 9 рабочей тормозной системы. Отверстие 53 внутри корпуса 24 служит для соединения полости 54 верхней секции 34 с полостью 55 над большим поршнем 37. Отверстия 56 и 57 (см. фиг. 3) предназначены для выпуска сжатого воздуха из рабочей полости 15 в атмосферу.
Полый шток 18 выполнен с возможностью передачи механического усилия от тормозной педали 7 в аварийном режиме через следующие подвижные элементы основного двухсекционного тормозного крана 6: рычаг 27, упорный болт 30 и шток 36. Во фланце 22 установлен концевой выключатель 58 для передачи сигнала на пульт управления водителя об активизации аварийного режима.
Предлагаемый пневматический тормозной привод работает следующим образом.
В исходном положении, когда тормозная педаль 7 отпущена, ресиверы 3 и 4 разряжены, верхний следящий поршень 31 основного двухсекционного тормозного крана 6 под действием пружины 32 и нижний следящий поршень 38 под действием пружины 39 занимают крайнее верхнее положение. Седла клапанов 33 и 40 изготовлены как одно целое с поршнями 31 и 38 соответственно, поэтому клапаны 33 и 40 открыты, тормозные камеры 8, 9 через соответствующие выходные отверстия 49, 50 и проточки в штоке 36 соединены с атмосферой через полый шток 18 в управляющем поршне 17. Когда клапаны 33 и 40 прижаты под действием пружин 35 и 42 к неподвижным седлам, расположенным в корпусе 24, то входные отверстия 46 и 45 разобщены с выходными отверстиями 49 и 50, соответственно. Одновременно управляющий поршень 17 в дополнительной, последовательно установленной секции 12 под действием пружины 23 находится в крайнем верхнем положении и закрывает выходные отверстия 56.
Если запас сжатого воздуха в ресиверах 3 и 4 рабочей тормозной системы является достаточным, то при торможении усилие от педали 7 передается на рычаг 27, толкатель 28 и упругую резиновую втулку 29 на верхний следящий поршень 31 основного двухсекционного тормозного крана 6. Подвижное седло клапана 33, перемещаясь вместе с поршнем 31, закрывает выпускное окно клапана 33 и перекрывает сообщение задних тормозных камер 9 с атмосферой, а затем отрывает клапан 33 от неподвижного седла. Сжатый воздух от ресивера 4 через входное отверстие 46, открытый клапан 33 и выходное отверстие 49 поступает в задние тормозные камеры 9, осуществляя торможение в обычном режиме.
Давление в верхней секции 34 основного двухсекционного тормозного крана 6 возрастает до тех пор, пока сила нажатия на резиновую втулку 29 не уравновесится усилием, действующим на верхний следящий поршень 31. Тогда клапан 33 садится на неподвижное седло, и сжатый воздух прекращает поступать в тормозные камеры 9.
При увеличении давления в полости верхней секции 34 воздух через внутреннее отверстие 53 поступает в полость над большим поршнем 37, который совместно с нижним следящим поршнем 38 перемещается вниз и открывает клапан 40. Сжатый воздух через входное отверстие 45, открытый клапан 40 и далее через выходное отверстие 50 поступает в передние тормозные камеры 8. Давлением сжатого воздуха, находящегося в пространстве под поршнями 37 и 38, уравновешивается сила, действующая на поршень 37 сверху. В нижней секции 41 основного двухсекционного тормозного крана бив передних тормозных камерах 8 устанавливается давление, соответствующее усилию нажатия на резиновую втулку 29.
При снятии усилия с рычага 27 поршень 31 перемещается вверх, клапан 33 прижимается к неподвижному седлу, а входное отверстие 49 через открытый клапан 33 и проточки в штоке 36 сообщается с атмосферой. Уменьшение давления в верхней секции 34 вызывает перемещение поршня 37 вверх, в результате чего клапан 40 также садится на седло в корпусе 24, и выходное отверстие 50 сообщается с атмосферой, в результате чего транспортное средство растормаживается.
В ходе эксплуатации возникают случаи одновременного выхода из строя обоих рабочих тормозных контуров, например, при возникновении утечек сжатого воздуха по линиям связи в виде трубопроводов 47, 48, 51, 52, а также при отказе компрессора 1. В случае падения давления в верхней секции 34 основного двухсекционного тормозного крана 6 в результате повреждения трубопровода 52 заднего рабочего контура усилие от рычага 27 через упорный болт 30 передается на шток 36, жестко связанный с нижним следящим поршнем 38, в результате чего открывается клапан 40. Таким образом, нижняя секция 41 будет управляться механически. При этом сохранится ее следящее действие, так как сила, действующая сверху на поршень 38, будет уравновешиваться усилием, возникающим в результате повышения давления в нижней секции 41. При падении давления в нижней секции 41 в результате повреждения трубопровода 51 переднего рабочего контура большой поршень 37 садится на нижний упор в корпусе 24, и верхняя секция 34 работает обычным образом.
Если давление сжатого воздуха в ресиверах 3 и 4 одновременно снизилось ниже допустимого предела, усилие от рычага 27 через упорный болт 30 передается на шток 36, который передает усилие механически на полый шток 18. Полый шток 18, прижатый к корпусу 14 посредством пружины 23, установленной на фланце 22, опускает управляющий поршень 17, и сжатый воздух из пружинных энергоаккумуляторов 10 через отверстия 56 в корпусе 14 и отверстия 57 на фланце 22 выходит в атмосферу. Осуществляется автоматическое затормаживание транспортного средства стояночной тормозной системой, выполняющей запасную функцию, при этом водителю не требуется дополнительно активизировать вручную стояночный кран И. Полый шток 18 воздействует на концевой выключатель 58, от которого поступает сигнал на пульт управления об аварийном срабатывании стояночной тормозной системы транспортного средства.
Таким образом, снабжение основного двухсекционного тормозного крана дополнительной, последовательно установленной секцией позволяет сократить остановочный путь колесного транспортного средства при выполнении экстренного торможения в случае снижения давления в ресиверах обоих рабочих контуров тормозной системы ниже допустимого предела за счет уменьшения времени реакции водителя путем исключения необходимости активизации дополнительного органа управления с информированием водителя об аварийном режиме срабатывания стояночной тормозной системы.