ПИТАЮЩАЯ ПНЕВМОСИСТЕМА ДЛЯ ПРИЦЕПОВ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ И СПОСОБ ПИТАНИЯ СЖАТЫМ ВОЗДУХОМ
SUPPLY PNEUMATIC SYSTEM FOR TRUCK TRAILERS AND COMPRESSED AIR SUPPLY METHOD

Изобретение относится к питающей пневмосистеме для прицепов грузовых автомобилей и способу питания сжатым воздухом. Такие системы содержат, по меньшей мере, одну первую пневмосеть, которая питает пневматическую тормозную систему прицепа давлением воздуха, ограниченным в соответствии с действующими в странах Евросоюза законодательными предписаниями. Кроме того, такие системы содержат, по меньшей мере, одну питающую пневмомуфту между тягачом и прицепом для питания сжатым воздухом.
Ограниченное давление воздуха, которое проходит через пневмомуфту, необходимо соблюдать для пневматической тормозной системы в соответствии с действующими в странах Евросоюза законодательными предписаниями, причем с помощью таких пневмомуфт не могут питаться, например, автоматические системы регулирования давления в шинах колес прицепа. Системы регулирования давления в шинах требуют заметно более высокого давления воздуха, тем более что задачей системы регулирования давления в шинах является установление оптимального давления в них во время движения в зависимости от характера дороги, скорости транспортного средства, его загрузки, наружной температуры и экстраполированных температур шин и проезжей части также при движении за счет повышения или понижения давления в шинах вращающихся колес.
Известные клапаны регулирования давления в шинах предполагают, что при стоящем транспортном средстве давление в шинах согласуется с соответствующими окружающими условиями. Это значит, что транспортное средство должно прервать движение, а шины должны быть по отдельности согласованы водителем вручную с оптимальным давлением в них. Для этого до сих пор приходится заезжать в соответствующий автосервис, располагающий соответствующим стационарным оборудованием высокого давления, чтобы предоставить в распоряжение потребность в сжатом воздухе под высоким давлением.
Чтобы выполнить требование регулирования давления в шинах также во время движения, требуются не только особые регулирующие клапаны, но и необходимо соответствующее питание высоким давлением прицепа, чтобы питать его соответствующей энергией давления.
Из US 6269691 В1 известна автоматическая система питания давлением шин с бустерным насосом, который приводится в действие питающей пневмосистемой с ограниченным давлением через пневмомуфу прицепа. Бустерный насос расходует объем сжатого воздуха ограниченного давления, чтобы преобразовать сжатый воздух в более высокое выходное давление для системы регулирования давления в шинах, поскольку шины требуют более высокого давления воздуха, чем это допускает первая пневмосеть для питания тормозной системы прицепа. Для такой известной системы питания давлением шин или системы регулирования давления в шинах с дополнительным бустерным насосом в системе дополнительно предусмотрены клапан защиты от толчков давления и предохранительный клапан, чтобы обеспечить бесперебойную работу питающей пневмосистемы для прицепа.
Такая питающая пневмосистема имеет тот недостаток, что в прицепе приходится предусматривать дополнительный компрессор с соответствующими дополнительными защитными и предохранительными клапанами, который создает более высокое давление, например, для системы регулирования давления в шинах и питает соответствующую вторую сеть высокого давления в прицепе соответствующим более высоким давлением воздуха.
Задачей изобретения является усовершенствование питания сжатым воздухом прицепа грузового автомобиля, чтобы питать подходящим, более высоким, давлением воздуха не только тормозную систему прицепа, но и другие пневматические потребители в нем.
Эта задача решена посредством технических решений, охарактеризованных признаками независимых пунктов формулы. Предпочтительные варианты выполнения изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы.
Согласно изобретению созданы питающая пневмосистема для прицепов грузовых автомобилей и способ питания сжатым воздухом. Система питает, по меньшей мере, одну первую пневмосеть, которая содержит пневматическую тормозную систему прицепа с давлением воздуха, ограниченным в соответствии с действующими в странах Евросоюза законодательными предписаниями. Далее система содержит, по меньшей мере, одну питающую пневмомуфту между тягачом и прицепом для питания сжатым воздухом. По меньшей мере, одна питающая пневмомуфта рассчитана на более высокое давление воздуха, чем давление воздуха, ограниченное действующими в странах Евросоюза законодательными предписаниями.
Такая система имеет то преимущество, что дополнительно к пневмопроводу или пневмосети для тормозной системы давлением воздуха может питаться дополнительная питающая сеть для прицепа, к которой могут быть подключены системы контроля давления в шинах или пневматической системы подвески и демпфирования. Это обеспечивает лучшую производительность питания, поскольку из первой пневмосети для тормозного воздушного контура не расходуется расход воздуха, чтобы питать бустер или компрессор в прицепе. Работающий от давления воздуха бустер расходует большую область производительности заполнения системы давления тормозного воздуха для привода бустера или компрессора. Также отпадают расходы на такой бустер с его соответствующими защитными и предохранительными клапанами. Кроме того, такая усовершенствованная питающая пневмомуфта имеет то преимущество, что системы контроля давления в шинах могут питаться повышенным давлением воздуха из второй пневмосети. Далее за счет повышенного давления воздуха в такой второй пневмосети можно оборудовать компоненты пневматической системы подвески, такие как пневморессоры и пневмоамортизаторы, пространственно меньшими и менее дорогими баллонами.
Предпочтительно ограниченное давление воздуха для прицепов установлено на 8,5 бар или 0,85 МПа, а, по меньшей мере, одна питающая пневмомуфта рассчитана на более высокое давление воздуха до 1,5 МПа, предпочтительно до 1,2 МПа. Это имеет то преимущество, что с более высоким давлением воздуха в прицепе можно эксплуатировать вторую пневмосеть, к которой подключены предпочтительно система регулирования давления в шинах и/или пневматическая система подвески и демпфирования.
Если грузовой автомобиль состоит из тягача и прицепа только с одной питающей пневмомуфтой, рассчитанной на более высокое давление воздуха, чем разрешенное давление воздуха, то предпочтительным образом можно питать первую пневмосеть прицепа для тормозной системы из второй пневмосети через соответствующий клапан регулирования давления. Это имеет то преимущество, что для системы сцепления между тягачом и прицепом требуется только одна питающая пневмомуфта.
С другой стороны, можно также предусмотреть между тягачом и прицепом первую пневмомуфту с первым ограничением давления воздуха для питания первой пневмосети прицепа и вторую пневмомуфту с более высоким вторым ограничением давления воздуха для питания его второй пневмосети. Поскольку для прицепа требуется только одна дополнительная пневмомуфта, это решение дает более выгодную по сравнению с уровнем техники возможность питания в прицепе соответствующим давлением воздуха двух пневмосетей с разным давлением воздуха.
В другом варианте выполнения изобретения прицеп содержит для пневмосетей, по меньшей мере, один пневмоаккумулятор, который рассчитан на более высокое давление воздуха, чем ограниченное давление воздуха в соответствии с действующими в странах Евросоюза предписаниями, причем обе пневмосети прицепа питаются от и из пневмоаккумулятора, что предпочтительным образом позволяет уменьшить потребность в площади и массу.
Кроме того, предусмотрено, что пневмосети прицепа взаимодействуют с центральным устройством управления. Последнее может воздействовать на устройства распределения давления, которые расположены отдельно для каждой из пневмосетей или объединены в одно общее устройство распределения давления. Такие устройства связаны тогда соответствующими пневмопроводами и клапанами с конечными потребителями, такими как колесные тормоза, шины или компоненты систем подвески и демпфирования.
Способ питания сжатым воздухом прицепов содержит следующие этапы. Прежде всего, создается давление воздуха в тягаче, которое выше ограниченного давления воздуха в соответствии с действующими в странах Евросоюза законодательными предписаниями для прицепов. Затем это более высокое давление воздуха через, по меньшей мере, одну питающую пневмомуфту, которая рассчитана на более высокое давление воздуха, чем ограниченное давление воздуха, подается к пневмосетям прицепа. После этого происходят питание первой пневмосети в прицепе разрешенным в соответствии с действующими в странах Евросоюза предписаниями давлением воздуха и питание второй пневмосети более высоким давлением воздуха через, по меньшей мере, одну питающую пневмомуфту.
Для питания первой пневмосети должен быть предусмотрен соответствующий клапан ограничения или регулирования давления в качестве соединения между второй и первой пневмосетями. При этом ограниченное давление воздуха для прицепа ограничено до 8,5 бар или 0,85 МПа, а, по меньшей мере, одна питающая пневмомуфта рассчитывается на более высокое давление воздуха до 15 бар или 1,5 МПа, предпочтительно до 12 бар или 1,2 МПа. За счет этого в прицепе можно питать первую пневмосеть разрешенным в соответствии с действующими в странах Евросоюза предписаниями давлением воздуха, а вторую пневмосеть - более высоким давлением воздуха.
Вторая пневмосеть используется предпочтительно для системы регулирования давления в шинах, задачей которой является оптимальное согласование давления в них также во время движения с внешними условиями, такими как загрузка, состояние дороги, наружная температура и т.д. Кроме того, с помощью второй пневмосети прицепа можно питать пневматическую систему подвески и демпфирования, компоненты которой могут быть выполнены заметно меньшего объема, чем это возможно с помощью прежних пневмосистем. Для этого между тягачом и прицепом могут быть расположены первая пневмомуфта с первым ограничением давления воздуха для питания первой пневмосети прицепа и вторая пневмомуфта со вторым ограничением давления воздуха для питания его второй пневмосети.
С другой стороны, возможно также, чтобы первая пневмосеть прицепа питалась из второй пневмосети, а единственная питающая пневмомуфта, рассчитанная на более высокое давление воздуха, чем ограниченное в соответствии с действующими в странах Евросоюза предписаниями давление воздуха, питала обе пневмосети прицепа.
Кроме того, предпочтительно аккумулировать в пневмоаккумуляторе, рассчитанном на более высокое давление воздуха, чем ограниченное в соответствии с действующими в странах Евросоюза предписаниями давление воздуха, сжатый воздух для пневмосетей прицепа и питать обе его пневмосети из пневмоаккумулятора. При этом центральное устройство управления управляет пневмосетями прицепа, в частности соответствующими устройствами распределения давления, которые распределяют сжатый воздух по пневмопроводам для отдельных потребителей, таких как шины, тормоза или компоненты систем подвески и демпфирования.
Изобретение более подробно поясняется со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - принципиальная схема питающей пневмосистемы в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения;
фиг. 2 - принципиальная схема питающей пневмосистемы в соответствии со вторым предпочтительным вариантом выполнения изобретения;
фиг. 3 - принципиальная схема питающей пневмосистемы по фиг. 2;
фиг. 4 - принципиальная схема питающей пневмосистемы в соответствии с третьим предпочтительным вариантом выполнения изобретения.
На фиг. 1 показана принципиальная схема питающей пневмосистемы 1 в соответствии с первым вариантом выполнения изобретения. Система 1 выполнена для тягача 9 с прицепом 4. В этом варианте выполнения прицеп 4 имеет три оси 28, 29, 30 и может опираться на тягач 9 двумя осями 31, 32.
1
1
2
Тягач 9 создает своим двигателем и соединенным с ним компрессором ограниченное до 8,5 бар или 0,85 МПа давление P воздуха, аккумулированное в пневмоаккумуляторе 17, причем в случае превышения ограниченного давление P воздуха срабатывает предохранительный клапан 27. Кроме того, в тягаче 9 создается. более высокое давление Р воздуха, которое аккумулируется в пневмоаккумуляторе 16, защищенном предохранительным клапаном 26.
1
2
1
2
Оба пневмоаккумулятора 16, 17 питают соответственно первую 5 и вторую 6 пневмосети тягача и передают давление воздуха этих пневмосетей через первую пневмомуфту 12 на соответствующий пневмоаккумулятор 15 прицепа 4, который аккумулирует ограниченное давление P воздуха и защищен предохранительным клапаном 25. Через вторую пневмомуфту 13 более высокое давление Р воздуха подается во вторую пневмосеть 6 и аккумулируется в соответствующем пневмоаккумуляторе 14 прицепа 4, причем пневмоаккумулятор 14 содержит предохранительный клапан 24 в качестве защитного клапана. С помощью обеих мневмомуфт 12, 13 и обоих пневмоаккумуляторов 14, 15 может осуществляться питание первой пневмосети 5 первым давлением P воздуха, а второй пневмосети 6 - более высоким давлением Р воздуха.
1
На фиг. 2 показана подробно принципиальная схема питающей пневмосистемы 2 в соответствии со вторым предпочтительным вариантом выполнения изобретения. Здесь питание сжатым воздухом распределяется по двух пневмомуфтам 12, 13 между тягачом (не показан) и прицепом 4, причем пневмомуфта 12 рассчитана на давление воздуха 8,5 бар или 0,85 МПа для тормозной системы 7 прицепа 4. Ограниченное давление P воздуха подается через обратный клапан 48 в пневмоаккумулятор 15. Как уже показано на фиг. 1, пневмоаккумулятор 15 содержит предохранительный клапан 25, который ограничивает давление Р] воздуха в пневмоаккумулятор 15 до 8,5 бар.
1
Кроме того, пневмоаккумулятор 15 содержит датчик давления 35, который направляет текущее давление на центральное устройство управления 18 по обозначенной пунктиром сигнальной линии 51. Этот пневмоаккумулятор 15 для ограниченного давления Pвоздуха питает первую пневмосеть 5, которая посредством устройства 20 распределения давления питает тормозную систему 7 колес 33 прицепа 4 через пневмопроводы 45. Для этого устройство 20 распределения давления, работающее с ограниченным давлением воздуха, по меньшей мере, одной управляющей линией 52 связано с центральным устройством управления 18. Устройство 20 распределения давления может содержать центральный датчик давления 44, который контролирует ограниченное давление воздуха и подает сигналы центральному устройству управления 18, по меньшей мере, по одной сигнальной линии 51. Для безопасности колесные тормоза 50 блокированы или затянуты, если по пневмопроводам 45 давление не подается. При подаче давления до 8,5 бар или 0,85 МПа колесные тормоза 50 отпускаются, в результате чего прицеп 4 готов к движению.
1
Однако такого ограниченного давления P воздуха для тормозной системы 7 колес недостаточно для питания системы 10 регулирования давления в шинах. Чтобы клапаны 38 регулирования давления в отдельных шинах 33 могли срабатывать, предпочтительны
2
давление воздуха 9-15 бар или 0,9-1,5 МПа в зависимости от выполнения клапанов 38 и типа самих шин. Для этого прицеп 4 содержит вторую пневмосеть 6, которая питается от тягача через пневмомуфту 13 для более высокого давления Р воздуха. К пневмомуфте 13 присоединен обратный клапан 49, через который питается пневмоаккумулятор 14 прицепа 4. Этот пневмоаккумулятор 14 со своими датчиком 34 и предохранительным клапаном 24 соответствует пневмоаккумулятору 14 на фиг. 1.
Давление в каждой отдельной шине 33 может измеряться с помощью датчика 40 и по сигнальным линиям а, Ь, с, d, е, f подаваться на центральное устройство управления 18. Кроме того, вместо таких датчиков давления 40 в отдельных шинах 33 в устройстве 19 распределения давления для более высокого давления воздуха можно разместить один центральный датчик 42. Более высокое давление воздуха подается к клапанам 38 по соответствующим пневмопроводам 46.
Наряду с описанными возможностями датчиков для каждой отдельной шины 33 или центрального датчика 42 существует также возможность регистрации давления в шинах для каждой из осей 28, 29, 30 и подачи через соответствующее устройство распределения давления к шинам 33 каждой оси 28, 29, 30. Вместо распределенных по колесам 33 клапанов 38 в устройстве 19 распределения давления для более высокого давления воздуха может быть размещен один центральный клапан 39 регулирования давления в шинах, так что все колеса во время движения питаются через этот клапан 39. Далее можно предусмотреть для каждой оси 28, 29, 30 соответствующий клапан регулирования давления в шинах (не показан), который по своей конструкции и принципу действия соответствует центральному клапану 39.
2
За счет второй пневмосети 6 прицепа 4 дополнительно можно наряду с питанием системы 10 регулирования давления в шинах питать более высоким давлением Р воздуха также систему 11 подвески и демпфирования. Для этого устройство распределения давления содержит дополнительные пневмопроводы 47, которые питают более высоким давлением воздуха систему 11. Как было отмечено ранее, это имеет то преимущество, что пневморессоры или компоненты пневмоамортизаторов могут быть выполнены более компактными и легкими.
1
Давление в системе 11 измеряется с помощью датчиков 41 и по сенсорным линиям u, v, w, х, у, z подается на центральное устройство управления 18, которое может питать по-разному согласованным давлением воздуха индивидуально каждую отдельную пневморессору. Далее на фиг. 2 показана возможность питания через байпас и регулирующий клапан 23 пневмоаккумулятор 15 ограниченным давлением P воздуха, если датчик 35 укажет, что оно упало ниже допустимого порогового значения.
1
2
На фиг. 3 показана принципиальная схема питающей пневмосистемы 2 по фиг. 2, причем компоненты с такими же функциями обозначены на фиг. 2 такими же ссылочными позициями и отдельно не поясняются. Дополнение по сравнению с фиг. 1 и 2 состоит в том, что система 2 в тягаче 9 оснащена двумя последовательно включенными компрессорами 21, 22. Из них компрессор 22 может быть бустерным насосом, который приводится в действие более низким давлением P воздуха, создаваемым компрессором 21, и создает более высокое давление Р воздуха.
1
2
Ограниченное давление Р] воздуха компрессора 21 подается здесь в тягаче 9 в пневмоаккумулятор 17, который контролируется датчиком 37 и ограничивается предохранительным клапаном 17 до 8,5 бар или 0,85 МПа. Компрессор 22, например, в виде бустерного насоса, работает с этим пониженным давлением P воздуха и создает более высокое давление Р воздуха, например 0,9-1,5 МПа, которое аккумулируется в пневмоаккумуляторе 16 и контролируется датчиком 36, причем предохранительный клапан 26 защищает пневмоаккумулятор 16 и вторую пневмосеть 6 от перегрузки.
2
1
На фиг. 4 представлена подробная принципиальная схема питающей пневмосистемы 3 в соответствии с третьим предпочтительным вариантом выполнения изобретения. Компоненты с такими же функциями, что и на предыдущих фигурах, обозначены такими же ссылочными позициями и отдельно не поясняются. Отличие от предыдущих фигур состоит в том, что тягач содержит только один компрессор 22, который уже создает более высокое давление Р воздуха. Оно подается во вторую пневмосеть 6 прицепа 4 через обратный клапан 49 и единственную пневмомуфту 13 между тягачом 9 и прицепом 4, причем второй пневмомуфты для ограниченного давления P воздуха не требуется.
2
1
1
1
В прицепе 4 более высокое давление Р воздуха аккумулируется в пневмоаккумуляторе 14 второй пневмосети 6. Ограниченное давление P воздуха для первой пневмосети 5 отводится с помощью клапана 23 регулирования давления из пневмоаккумулятора 14 и подается в пневмоаккумулятор 15 для ограниченного давления P воздуха. Этот пневмоаккумулятор 15 питает тогда первую пневмосеть 5 ограниченным давлением P воздуха для тормозной системы 7. К первой пневмосети 5 относятся также пневмопроводы 45, идущие от устройства 20 распределения давления для тормозной системы 7.
Для такой питающей пневмосистемы 1-3 было бы предпочтительным согласовать на питающую пневмомуфту между тягачом 9 и прицепом 4 соответственно новую норму или соответствующий новый стандарт, который действовал бы в странах Евросоюза и/или во всем мире. Это имело бы то преимущество, что можно было бы исключить дополнительные обычные компоненты для дополнительных функций прицепа 4 и уменьшить значительную массу прицепа 4 и тягача 9.