ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА И ПРИВОДНОЙ МЕХАНИЗМ ТОРМОЗА (ВАРИАНТЫ)
BRAKE SYSTEM AND DRIVE MECHANISM OF BRAKE (VERSIONS)

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится к тормозной системе для транспортного средства. Более конкретно, изобретение относится к тормозной системе, которая обеспечивает приведение в действие и освобождение стояночного тормоза с помощью устройства струйного управления и которая также поддерживает действие тормоза при падении давления в системе, причем в этом случае для торможения не используются пружины, а только один трубопровод струйного управления.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0002] Традиционные тормозные системы коммерческих транспортных средств обычно содержат приводные механизмы стояночных тормозов, в которых приведение в действие тормозов обеспечивается пружинами, а освобождение - гидравлической или пневматической системой (обычно пневматической). Стояночный тормоз будет находиться в освобожденном положении, пока в его приводном механизме поддерживается давление текучей среды. Тормозная система обычно имеет общий источник текучей среды по давлением, подсоединенный к приводным механизмам на каждом колесе транспортного средства, так что давление текучей среды в общей магистрали управления одновременно поддерживает стояночные тормоза на всех колесах в освобожденном положении.
[0003] Такие стояночные тормоза с пружинным и пневматическим/гидравлическим приводом имеют несколько недостатков. Непредусмотренное падение давления текучей среды, которое может произойти, например, при разрыве магистрали управления тормозной системы, приводит к срабатыванию стояночных тормозов на всех колесах. Хотя такая реакция может быть желательной и даже необходимой в некоторых ситуациях, с точки зрения безопасности, однако во многих других ситуациях она будет нежелательной. Например, во время боевых действий часто возникают ситуации, когда пневматическая/гидравлическая система управления будет нарушена после повреждения одного колеса, например, в результате взрыва. Срабатывание стояночных тормозов в таких ситуациях приводит к неподвижности транспортного средства, и бойцы, находящиеся на борту, могут оказаться во враждебном окружении. В других ситуация подвижность транспортного средства может быть необходимой, поскольку неподвижное транспортное средство может оказаться в опасном месте (например, на участке трассы с плотным движением), блокирует прохождение других транспортных средств, включая автомобили служб экстренной помощи, или же такое транспортное средство оказывается в глухом месте далеко от ремонтных мастерских (например, лесовоз на дальнем лесном участке). Пружина приводного механизма находится под действием сравнительно больших напряжений при создании тормозного усилия и со временем подвергается коррозии и усталости материала. Коррозия затрудняет ремонт и замену частей приводного механизма. Важно также, что в связи с большими напряжениями, создаваемыми пружинами, неожиданный разрыв пружины может приводить к серьезным травмам обслуживающего и другого персонала. Наконец, для поддержания стояночного тормоза в освобожденном положении требуется постоянно поддерживать давление текучей среды.
[0004] Для устранения некоторых недостатков, связанных с пружинными и пневматическими/гидравлическими приводными механизмами стояночных тормозов, были разработаны приводные механизмы, в которых для приведения в действие стояночного тормоза используется давление текучей среды. В качестве примера такого приводного механизма можно указать привод стояночного тормоза, который предлагался ранее под товарным знаком DD-3 компанией Bendix Commercial Vehicle Systems LLC, заявителем по настоящей заявке. Для надлежащего функционирования стояночного тормоза приводные механизмы, использующие текучую среду, должны содержать средства для удерживания стояночного тормоза в положении торможения несмотря на падение давления текучей среды. В случае DD-3 и аналогичных приводных механизмов стояночных тормозов для приведения в действие запирающего механизма использовался отдельный трубопровод струйного управления. Однако использование дополнительного трубопровода струйного управления увеличивает количество частей, повышает стоимость и сложность тормозной системы.
[0005] Автор раскрытого здесь изобретения выявил необходимость в тормозной системе, в которой минимизируются и/или полностью устраняются один или несколько вышеуказанных недостатков.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] Настоящее изобретение относится к тормозной системе для транспортного средства. Более конкретно, изобретение относится к тормозной системе, которая обеспечивает приведение в действие и освобождение стояночного тормоза с помощью устройства струйного управления и которая также поддерживает действие тормоза при падении давления в системе, причем в этом случае для торможения не используются пружины, а только один трубопровод струйного управления.
[0007] В настоящем изобретении предлагается тормозная система, которая содержит приводной механизм тормозов и подсистему струйного управления. Приводной механизм тормозов содержит корпус, в котором сформирована камера рабочего тормоза и камера стояночного тормоза. Приводной механизм тормозов содержит диафрагму рабочего тормоза, расположенную внутри камеры рабочего тормоза, и толкающую штангу рабочего тормоза, расположенную с первой стороны диафрагмы рабочего тормоза. Введение текучей среды со второй стороны диафрагмы рабочего тормоза заставляет толкающую штангу рабочего тормоза перемещаться из положения освобождения рабочего тормоза в направлении положения приведения в действие рабочего тормоза. Приводной механизм тормозов содержит также диафрагму стояночного тормоза, которая расположена внутри камеры стояночного тормоза и имеет первую сторону, обращенную в сторону диафрагмы рабочего тормоза. Введение текучей среды со второй стороны диафрагмы стояночного тормоза заставляет толкающую штангу рабочего тормоза перемещаться в сторону положения приведения в действие рабочего тормоза. Система струйного управления содержит ускорительный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся с камерой стояночного тормоза приводного механизма тормозов, а также первый и второй управляющие порты. Система струйного управления также содержит: первый инверсионный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся с первым управляющим портом ускорительного клапана; впускной порт, сообщающийся с трубопроводом струйного управления; и управляющий порт, сообщающийся с трубопроводом струйного управления. Система струйного управления также содержит: второй инверсионный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся со вторым управляющим портом ускорительного клапана; впускной порт; и управляющий порт. Система струйного управления также содержит: третий инверсионный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся с впускным и управляющим портами второго инверсионного клапана; впускной порт, сообщающийся с источником текучей среды; и управляющий порт, сообщающийся с трубопроводом струйного управления. Понижение давления текучей среды в трубопроводе струйного управления включает подачу текучей среды из источника текучей среды в камеру стояночного тормоза, и повышение давления текучей среды в трубопроводе струйного управления включает выпуск текучей среды из камеры стояночного тормоза.
[0008] В настоящем изобретении также предлагается для использования в тормозной системе приводной механизм тормозов, содержащий корпус, в котором сформированы камеры рабочего тормоза и стояночного тормоза. Приводной механизм тормозов также содержит диафрагму рабочего тормоза, расположенную внутри камеры рабочего тормоза, и толкающую штангу рабочего тормоза, расположенную с первой стороны диафрагмы рабочего тормоза. Приводной механизм тормозов содержит также диафрагму стояночного тормоза, которая расположена внутри камеры стояночного тормоза, и толкающую штангу стояночного тормоза, проходящую сквозь диафрагму стояночного тормоза. Толкающая штанга стояночного тормоза имеет первый конец, расположенный с первой стороны диафрагмы стояночного тормоза, проходящий в камеру рабочего тормоза и расположенный со второй стороны диафрагмы рабочего тормоза. На толкающей штанге стояночного тормоза сформировано множество зубцов. Приводной механизм тормозов содержит также пружину, расположенную внутри камеры рабочего тормоза с первой стороны диафрагмы рабочего тормоза. Пружина смещает толкающую штангу рабочего тормоза в положение освобождения рабочего тормоза и толкающую штангу стояночного тормоза в положение освобождения стояночного тормоза. Приводной механизм тормозов содержит также муфту, охватывающую толкающую штангу стояночного тормоза, причем на внутренней цилиндрической поверхности муфты сформирован зубец для временного зацепления с множеством зубцов толкающей штанги стояночного тормоза, и для регулируемого поворота муфты используется привод муфты. Введение текучей среды со второй стороны диафрагмы рабочего тормоза заставляет толкающую штангу рабочего тормоза перемещаться из положения освобождения рабочего тормоза в направлении положения приведения в действие рабочего тормоза. Введение текучей среды со второй стороны диафрагмы стояночного тормоза заставляет толкающую штангу стояночного тормоза перемещаться из положения освобождения стояночного тормоза в направлении положения приведения в действие стояночного тормоза, и толкающую штангу рабочего тормоза перемещаться из положения освобождения рабочего тормоза в направлении положения приведения в действие рабочего тормоза.
[0009] В настоящем изобретении также предлагается для использования в тормозной системе другой приводной механизм тормозов, содержащий корпус, в котором сформированы камеры рабочего тормоза и стояночного тормоза. Приводной механизм тормозов также содержит диафрагму рабочего тормоза, расположенную внутри камеры рабочего тормоза, и толкающую штангу рабочего тормоза, расположенную с первой стороны диафрагмы рабочего тормоза. Приводной механизм тормозов содержит также диафрагму стояночного тормоза, которая расположена внутри камеры стояночного тормоза, и толкающую штангу стояночного тормоза, проходящую сквозь диафрагму стояночного тормоза. Толкающая штанга стояночного тормоза имеет первый конец, расположенный с первой стороны диафрагмы стояночного тормоза, проходящий в камеру рабочего тормоза и расположенный со второй стороны диафрагмы рабочего тормоза. Приводной механизм тормозов содержит также пружину, расположенную внутри камеры рабочего тормоза с первой стороны диафрагмы рабочего тормоза. Пружина смещает толкающую штангу рабочего тормоза в положение освобождения рабочего тормоза и толкающую штангу стояночного тормоза в положение освобождения стояночного тормоза. Приводной механизм тормозов содержит также средства для удерживания толкающей штанги стояночной штанги в положении приведения в действие стояночного тормоза. Введение текучей среды со второй стороны диафрагмы рабочего тормоза заставляет толкающую штангу рабочего тормоза перемещаться из положения освобождения рабочего тормоза в направлении положения приведения в действие рабочего тормоза. Введение текучей среды со второй стороны диафрагмы стояночного тормоза заставляет толкающую штангу стояночного тормоза перемещаться из положения освобождения стояночного тормоза в направлении положения приведения в действие стояночного тормоза и толкающую штангу рабочего тормоза перемещаться из положения освобождения рабочего тормоза в направлении положения приведения в действие рабочего тормоза.
[0010] В настоящем изобретении предлагается также для использования в тормозной системе подсистема струйного управления для приводного механизма тормозов, которая содержит ускорительный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся с камерой стояночного тормоза приводного механизма тормозов, а также первый и второй управляющие порты. Подсистема струйного управления также содержит: первый инверсионный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся с первый управляющим портом ускорительного клапана; впускной порт, сообщающийся с трубопроводом струйного управления; и управляющий порт, сообщающийся с трубопроводом струйного управления. Подсистема струйного управления также содержит: второй инверсионный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся со вторым управляющим портом ускорительного клапана; впускной порт; и управляющий порт. Подсистема струйного управления также содержит: третий инверсионный клапан, содержащий выпускной порт, сообщающийся с впускным и управляющим портами второго инверсионного клапана; впускной порт, сообщающийся с источником текучей среды; и управляющий порт, сообщающийся с трубопроводом струйного управления. Понижение давления текучей среды в трубопроводе струйного управления включает подачу текучей среды из источника текучей среды в камеру стояночного тормоза. Повышение давления текучей среды в трубопроводе струйного управления включает выпуск текучей среды из камеры стояночного тормоза.
[0011] Тормозная система в соответствии с настоящим изобретением представляет собой улучшение известных тормозных систем. Предлагаемая в настоящем изобретении тормозная система обеспечивает возможность приведения в действие стояночного тормоза с использованием струйного управления и может также удерживать стояночный тормоз в положении торможения при падении давления текучей среды без использования механических пружин. В результате снижается вес приводного механизма тормозов, облегчается его ремонт и замена, он становится безопаснее по сравнению с пружинными приводами, и для удерживания привода в положении, в котором тормоз отпущен, не нужно поддерживать постоянное давление текучей среды. Предлагаемая в настоящем изобретении тормозная система также обеспечивает выборочное освобождение стояночного тормоза несмотря на утечку текучей среды или разрыв трубопровода системы струйного управления, что в случае пружинного привода тормоза приводит к срабатыванию и запиранию приводного механизма стояночного тормоза. В результате транспортное средство не теряет подвижность, и оно вместе со своими пассажирами может перемещаться при необходимости в более безопасное или в более доступное место и/или уйти с дороги, чтобы не мешать движению других транспортных средств. Предлагаемая тормозная система также позволяет реализовать ее вышеуказанные преимущества с использованием традиционной системы струйного управления (то есть, один трубопровод текучей среды к камере рабочего тормоза, и другой трубопровод текучей среды - к камере стояночного тормоза) в отличие от известных приводных механизмов стояночного тормоза со струйным управлением, для которых требуется отдельный трубопровод струйного управления для поддержания положения приводного механизма стояночного тормоза. [0012] Вышеуказанные и другие аспекты, признаки, элементы и достоинства настоящего изобретения станут очевидными после ознакомления с нижеприведенным описанием вместе с прилагаемыми чертежами и формулой изобретения
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0013] Фигура 1 - блок-схема тормозной системы в соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения.
[0014] Фигура 2 - вид сечения одного из вариантов приводного механизма тормозов для использования в тормозной системе, схема которой показана на фигуре 1.
[0015] Фигура 3 - вид сечения части приводного механизма тормозов, сделанного по линии 3-3 фигуры 2.
[0016] Фигура 4 - вид сечения части приводного механизма тормозов, сделанного по линии 4-4 фигуры 2.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0017] К настоящему описанию прилагаются чертежи, на которых одинаковые компоненты на разных видах указываются одинаковыми ссылочными номерами. На фигуре 1 приведена блок-схема тормозной системы 10 в соответствии с одним из вариантов осуществления настоящего изобретения. Тормозная система 10 предназначена для управления работой (приведение в действие и освобождение) тормозов (не показаны), установленных на одном или нескольких колесах 12 транспортного средства. Тормоза могут содержать, например, традиционные барабанные тормоза, в которых одна или несколько тормозных колодок сконфигурированы для прижатия к тормозной поверхности барабана и отведения от нее при нажатии и отпускании педали тормоза, соответственно. Кроме традиционных тормозов транспортного средства система 10 может содержать подсистему 14 струйного управления (гидравлическая или пневматическая система) и один или несколько приводных механизмов 16 тормозов. Система 10 сконфигурирована для использования в коммерческих транспортных средствах, включая тяжелые грузовики и автобусы. Однако следует понимать, что система 10 может быть сконфигурирована для использования и с другими типами транспортных средств.
[0018] Подсистема 14 струйного управления предназначена для управления распределением текучей среды внутри системы 10, подачей текучей среды и ее выпуском из приводных механизмов 16. Подсистема 14 струйного управления может содержать источник 18 текучей среды и один или несколько управляющих клапанов 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, осуществляющих управление распределением текучей среды в системе 10.
[0019] В системе 10 используется обычный источник 18 текучей среды, который может содержать резервуар или баллон для содержания текучей среды под давлением. Для обеспечения давления в резервуаре с текучей средой может использоваться компрессор, приводимый двигателем транспортного средства, и один или несколько запорных клапанов (не показаны) могут использоваться для предотвращения падения давления в резервуаре в случае падения давления в системе трубопроводов. В рассматриваемом варианте в качестве текучей среды используется рабочий газ. Источник 18 текучей среды соединен с трубопроводом 34, проходящим между источником 18 и клапаном 32, и с трубопроводом 38, проходящим между источником 18 и клапаном 28.
[0020] Клапан 20 установлен в механизме педали тормоза для приведения в действие и отпускания рабочего тормоза. При нажатии водителем тормозной педали клапан 20 открывается для подачи текучей среды, проходящей по трубопроводу (не показан) от источника 18, в управляющий порт ускорительного клапана 30. Повышение давления текучей среды в управляющем порту ускорительного клапана 30 приводит к тому, что давление текучей среды будет передаваться от источника 18 по трубопроводу (не показан) через впускной и выпускной порты клапана 30 в приводной механизм 16 для приведения в действие рабочего тормоза. Когда водитель отпускает педаль тормоза, клапаны 20 и 30 закрываются, давление текучей среды в приводном механизме падает, и рабочий тормоз отпускает колеса. Клапан 20 присоединен к трубопроводу 40, проходящему между клапанами 20 и 30.
[0021] Для приведения в действие и освобождения стояночного тормоза используется управляющий клапан 22. Клапан 22 может быть установлен на приборной панели в кабине грузовика и может представлять собой клапан, работающий от кнопки. Клапан 22 может иметь впускной порт, через который текучая среда поступает в клапан, и выпускной порт, через которое текучая среда выходит из клапана. Клапан 22 присоединен к трубопроводу 42, проходящему между клапаном 22 и клапанами 24, 28. Когда водитель вытягивает кнопку клапана 22, давление текучей среды в трубопроводе 42 падает для приведения в действие стояночного тормоза, как это будет описано ниже. Нажатие кнопки водителем приводит к распространению давления текучей среды по трубопроводу (не показан) от источника 18 через клапан 22 и трубопровод 42 для освобождения стояночного тормоза, как это будет описано ниже. [0022] Клапаны 24, 26, 28 представляют собой инверсионные клапаны, то есть, клапаны, которые передают давление, когда на управляющем порте давление текучей среды отсутствует. В качестве клапанов 24, 26, 28 могут использоваться инверсионные клапаны, предлагаемые под товарным знаком TR-3 компанией Bendix Commercial Vehicle Systems LLC, заявителем по настоящей заявке. Каждый клапан 24, 26, 28 имеет впускной порт S, выпускной порт D, управляющий порт С и порт сброса давления. Однако в клапанах 24, 26 на управляющих портах С стоят заглушки, и в них внутренний проход соединяет впускной порт S и управляющий порт С. Впускной порт S клапана 24 соединен с трубопроводом 42, проходящим между клапаном 22 и клапаном 24, а выпускной порт D клапана 24 соединен с трубопроводом 44, проходящим между клапанами 24 и 32. Впускной порт S клапана 26 соединен с трубопроводом 46, проходящим между клапаном 26 и выпускным портом D клапана 28, а выпускной порт D клапана 26 соединен с трубопроводом 48, проходящим между клапанами 24 и 32. Впускной порт S клапана 28 соединен с трубопроводом 38, проходящим между источником 18 текучей среды и клапаном 28. Выпускной порт D клапана 28 соединен с трубопроводом 46, проходящим между клапаном 28 и впускным портом S клапана 26. Наконец, управляющий порт С клапана 28 соединен с трубопроводом 42, проходящим между управляющим клапаном 22 и клапаном 28.
[0023] Клапаны 30, 32 представляют собой ускорительные клапаны. Клапаны 30, 32 используются для повышения скорости срабатывания и отпускания тормозов, и они широко используются в технике. В качестве клапанов 30, 32 могут использоваться ускорительные клапаны, предлагаемые под товарным знаком R-12DC компанией Bendix Commercial Vehicle Systems LLC, заявителем по настоящей заявке. Впускной порт клапана 30 соединен с источником текучей среды рабочий тормозной системы (не показан), и выпускной порт соединен с трубопроводом 50, проходящим между клапаном 30 и впускным портом 52 (рабочий тормоз) приводного механизма 16. Клапан 30 также имеет управляющий порт, соединенный с трубопроводом 40, проходящим между клапанами 20 и 30. Впускной порт клапана 32 соединен с трубопроводом 34, проходящим между источником 18 текучей среды и клапаном 32, а выпускной порт соединен с трубопроводом 54, проходящим между клапаном 32 и впускным портом 56 (стояночный тормоз) приводного механизма 16. Клапан 32 также имеет один управляющий порт, соединенный с трубопроводом 44, проходящим между клапаном 24 и клапаном 32, а также другой управляющий порт, соединенный с трубопроводом 48, проходящим между клапаном 26 и клапаном 32.
[0024] Как показано на фигуре 1, подсистема 14 струйного управления тормозной системы 10 сконфигурирована для управления работой тормозов, связанных с колесами тягача в конфигурации тягач-прицеп. Однако следует понимать, что система 10 может быть по существу продублирована для управления работой тормозов, связанных с колесами прицепа. В частности, система 10 прицепа может содержать источник 18 текучей среды, клапаны 24, 26, 28, 30, 32 и соответствующие трубопроводы текучей среды, которые по существу аналогичны компонентам системы 10 тягача, и трубопроводы, отходящие от управляющих клапанов 20, 22 управления, могут быть соединены с соответствующими трубопроводами прицепа с использованием известных соединительных устройств.
[0025] На фигуре 2 приведен вид сечения приводного механизма 16, предназначенного для управления приведением в действие и освобождением тормозов, связанных с колесами 12 транспортного средства. Приводной механизм 16 может содержать корпус 58, диафрагму 60 рабочего тормоза, толкающую штангу 62 рабочего тормоза, перемещающуюся между положениями освобождения рабочего тормоза (показано на фигуре 2) и приведения его в действие, пружину 64, диафрагму 66 стояночного тормоза, толкающую штангу 68 стояночного тормоза, перемещающуюся между положениями освобождения стояночного тормоза и приведения его в действие, средство для удерживания толкающей штанги 68 стояночного тормоза в положении приведения в действие стояночного тормоза, такое как муфта 70, а также устройство, такое как привод 72 муфты, для поворота муфты 70.
[0026] Корпус 58 обеспечивает опору для других компонентов приводного механизма 16 и защищает их от воздействия внешних объектов и элементов. Корпус 58 также формирует камеру 74 рабочего тормоза и камеру 76 стояночного тормоза. Корпус 58 может содержать различные элементы 78, 80, 82, 84. Элементы 78, 80 формируют камеру 74 рабочего тормоза, в которой установлена диафрагма 60, зажатая между этими элементами 78, 80. Элементы 78, 80 могут удерживаться на месте обычным зажимным фиксатором 86, охватывающим корпус 58 по периметру. В элементах 78, 80 выполнены совмещенные центральные отверстия, через которые может проходить толкающая штанга 62 рабочего тормоза. В элементе 78 также выполнены отверстия, через которые могут проходить монтажные болты 88, для установки приводного механизма 16 внутри транспортного средства. На болты 88 могут быть навинчены обычные гайки с шайбами для надежного прикрепления приводного механизма 16 к транспортному средству. Элементы 80, 82 формируют камеру 76 стояночного тормоза, в которой установлена диафрагма 66, зажатая между этими элементами 80, 82. Элементы 80, 82 могут удерживаться на месте обжатием одного из этих элементов или их обоих, или с помощью вышеупомянутого обжимного фиксатора, или с помощью других известных фиксирующих средств. В элементах 80, 82 выполнены совмещенные центральные отверстия, через которые может проходить толкающая штанга 68 стояночного тормоза. Кроме того, элементы 82, 84 формируют камеру 90, сконфигурированную для установки в ней муфты 70 и привода 72 муфты.
[0027] Диафрагма 60 рабочего тормоза должна выталкивать толкающую штангу 62 рабочего тормоза наружу из приводного механизма 16 под действием давления текучей среды, чтобы привести в действие тормоза транспортного средства. Используемая диафрагма 60 хорошо известна в технике. Диафрагма 60 расположена внутри камеры 74 и может удерживаться между элементами 78, 80 корпуса 58. В камеру 74 через впускной порт 52 рабочего тормоза по трубопроводу 50 (см. фигуру 1) может быть передано давление текучей среды с одной стороны диафрагмы 60, противоположной стороне, на которой расположена толкающая штанга 62. Давление текучей среды в камере 74 заставляет толкающую штангу 62 выдвигаться в положение приведения в действие рабочего тормоза.
[0028] Толкающая штанга 62 передает силы, создаваемые в приводном механизме, на тормоза транспортного средства, чтобы привести их в действие или отпустить. Толкающая штанга 62 расположена и перемещается вдоль продольной оси 92. На конце толкающей штанги 62, расположенном снаружи корпуса 58, может быть сформирована вилка 94. В обычном барабанном тормозе вилка 94 может быть присоединена, например, к компенсатору износа (не показан), который охватывает кулачковый вал (не показан) и преобразует линейное перемещение толкающей штанги 62 рабочего тормоза в поворот кулачкового вала и кулачка (не показан), установленного на одном конце этого вала. Поворот кулачка вызывает соответствующее перемещение тормозных колодок в направлении тормозной поверхности барабана и в обратном направлении. На противоположном конце толкающей штанги 62 может быть сформирована нажимная пластина 96. Одна сторона пластины 96 имеет форму, соответствующую форме диафрагмы 60, для взаимодействия с этой диафрагмой, а поверхность на другой стороне пластины 96 сформирована для обеспечения посадочной площадки для пружины 64.
[0029] Пружина 64 предназначена для смещения толкающей штанги 62 в положение освобождения рабочего тормоза, и смещения толкающей штанги 68 стояночного тормоза в положение освобождения стояночного тормоза. Используемая пружина 64, которая хорошо известна в технике, расположена внутри камеры 74 рабочего тормоза на одной стороне диафрагмы 60. Пружина 64 охватывает толкающую штангу 62 рабочего тормоза и упирается в элемент 78 корпуса 58 и в нажимную пластину 96 толкающей штанги 62.
[0030] Диафрагма 66 стояночного тормоза должна обеспечивать возможность перемещения толкающей штанги 68 в одном направлении по оси 92 из положения освобождения стояночного тормоза, в положение приведения в действие стояночного тормоза под действием давления текучей среды для приведения в действие тормозов транспортного средства. Используемая диафрагма 66 хорошо известна в технике. Диафрагма 66 расположена внутри камеры 76 и может удерживаться между элементами 80,82 корпуса 58. В камеру 76 через впускной порт 56 стояночного тормоза по трубопроводу 54 (см. фигуру 1) может быть передано давление текучей среды с одной стороны диафрагмы 64. Давление текучей среды заставляет толкающую штангу 68 стояночного тормоза выдвигаться в положение приведения в действие стояночного тормоза.
[0031] Толкающая штанга 68 стояночного тормоза должна также обеспечивать перемещение диафрагмы 60 и толкающей штанги 62 рабочего тормоза под действием давления текучей среды в камере 76 стояночного тормоза для приведения в действие или отпускания тормозов. Толкающая штанга 68 расположена и перемещается вдоль оси 92 и может быть совмещена в продольном направлении с толкающей штангой 62. Толкающая штанга 68 проходит через диафрагму 66 стояночного тормоза и сконфигурирована таким образом, чтобы она перемещалась с диафрагмой 66 стояночного тормоза. Толкающая штанга 68 может содержать элементы 98, 100, расположенные на разных сторонах диафрагмы 66. Элемент 98 толкающей штанги 68 расположен с одной стороны диафрагмы 66 и входит в камеру 74 рабочего тормоза. Элемент 98 заканчивается нажимной пластиной 102 на конце толкающей штанги 68, сконфигурированной для выборочного взаимодействия с одной стороной диафрагмы 60 рабочего тормоза. Толкающая штанга 68 также снабжена другой нажимной пластиной 104, которая расположена в промежуточном положении между продольными концами этой штанги. Нажимная пластина 104 расположена с одной стороны диафрагмы 66 стояночного тормоза. Подача давления текучей среды с противоположной стороны диафрагмы 66 заставляет толкающую штангу 68 перемещаться в положение приведения в действие стояночного тормоза, и при этом толкающая штанга 68 толкает толкающую штангу 62 рабочего тормоза, посредством нажимной пластины 102 и диафрагмы 60 рабочего тормоза, для ее перемещения в положение приведения в действие рабочего тормоза. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения на элементе 100 толкающей штанги 68 стояночного тормоза может быть сформировано множество зубцов 106, назначение которых будет описано ниже. Как показано на фигурах 2, 3, 4, на толкающей штанге 68 могут быть расположены две группы зубцов 106, проходящих двумя отдельными рядами в продольном направлении. Зубцы 106 каждого ряда проходят лишь по части окружного периметра толкающей штанги 68. Как показано на фигуре 3, два ряда зубцов 106 могут проходить в продольном направлении по диаметрально противоположным частям поверхности толкающей штанги 68, а остальные части ее поверхности могут быть гладкими.
[0032] Муфта 70 предназначена для удерживания толкающей штанги 68 стояночного тормоза в положении торможения. Муфта 70, имеющая кольцевую форму, расположена в камере 90 и охватывает толкающую штангу 68. Муфта 70 является муфтой сцепления с храповыми зубьями. Как показано на фигурах 3, 4, муфта 70 снабжена одним или несколькими зубцами 108, расположенными на ее внутренней цилиндрической поверхности. Зубцы 108 могут быть сформированы в ряд, проходящий в продольном направлении по внутренней цилиндрической поверхности муфты 70. Зубцы 108 могут быть также сформированы на стопорном элементе 110, расположенном в выемке внутренней цилиндрической поверхности муфты 70, причем стопорный элемент смещается в радиальном направлении внутрь к толкающей штанге 68 одной или несколькими пружинами 112. Зубцы 108 муфты имеют такие размеры и такую форму, что при выравнивании зубцов 108 муфты и зубцов 106 на толкающей штанге 68 стояночного тормоза, она может перемещаться только в одном направлении по оси 92 в сторону, соответствующую положению приведения в действие стояночного тормоза (то есть, вниз на фигуре 2), и штанга 68 не может перемещаться в противоположном направлении по оси 92 в сторону, соответствующую положению освобождения стояночного тормоза (то есть, вверх на фигуре 2). В результате давление текучей среды, поданное в камеру 76 стояночного тормоза, будет вызывать перемещение толкающей штанги 68 в положение приведения в действие стояночного тормоза, и после этого муфта 70 будет препятствовать отпусканию стояночного тормоза (пока она не будет повернута, как это будет описано ниже), даже в случае падения давления текучей среды в камере 76 стояночного тормоза. Как показано на фигуре 3, на внешней цилиндрической поверхности муфты 70 также сформировано множество храповых зубьев 114. В рассматриваемом варианте на внешней поверхности муфты 70 сформированы четыре храповых зуба, которые равномерно распределены по окружности (то есть, они расположены с шагом 90 градусов). Профиль храповых зубьев 114 имеет сравнительно пологий наклон с одной стороны и сравнительно крутой наклон с другой стороны.
[0033] Для управления поворотом муфты 70 вокруг толкающей штанги 68 приводной механизм 16 содержит привод 72 муфты. В соответствии с одним из вариантов осуществления изобретения муфта 70 поворачивается шагами в 90 градусов, так что зубцы 108 на муфте 70 входят в зацепление с рядами зубцов 106 на толкающей штанге 68 и выходят из зацепления с ними. Таким образом, когда толкающая штанга 68 находится в положении приведения в действие стояночного тормоза, следующий поворот муфты 70 расцепляет зубцы 108 и зубцы 106, в результате чего обеспечивается возможность перемещения толкающей штанги 68 в положение освобождения стояночного тормоза под действием пружины 64, расположенной в камере 74 рабочего тормоза. Затем следующий поворот муфты 70 произойдет при приведении в действие стояночного тормоза (как это описано ниже), и зубцы 108 муфты войдут в зацепление с другим рядом зубцов 106 на толкающей штанге 68 для ее удерживания в положении приведения в действие стояночного тормоза. Привод 72 может содержать поршень 116, собачку 118 и пружину 120.
[0034] Один конец поршня 116 расположен в камере 122 текучей среды, сформированной в кожухе 58. Давление текучей среды в камере 122 заставляет поршень 116 двигаться в одном направлении (вверх на фигуре 3). Поршень 120 может смещаться в противоположном направлении (вниз на фигуре 30) под действием пружины (не показана). На поршне 116 сформированы установочные площадки для собачки 118 и пружины 120.
[0035] Собачка 118 передает усилие при движении поршня 116 на муфту 70 для ее поворота. Один конец собачки 118 установлен на поршне 116 с возможностью поворота. Противолежащий или свободный конец собачки 118 смещен в сторону от поршня 116 пружиной 120 и сконфигурирован для взаимодействия с одним из храповых зубьев 114 на муфте 70, в частности со стороной зубца 114 имеющей сравнительно крутой наклон. Перемещение поршня 116 под действием давления текучей среды передается муфте 70 при взаимодействии собачки 118 с соответствующим храповым зубом 114 муфты 70. Благодаря профилю храпового зуба 114 муфта 70 поворачивается на 90 градусов, и зубцы 108 муфты выравниваются с зубцами 106 на толкающей штанге 68 (при приведении в действие стояночного тормоза) или с гладкой частью толкающей штанги 68 (при освобождении стояночного тормоза). После падения давления в камере 112 пружина (не показана) возвращает поршень 116 в его исходное положение, и собачка 118 скользит по следующему храповому зубу 104, в частности по стороне зуба 104 со сравнительно плавным наклоном для установки собачки 118 в положение готовности для следующего поворота муфты 70.
[0036] Ниже более подробно описывается работа тормозной системы 10 со ссылками на фигуры 1, 2. Приведение в действие рабочего тормоза осуществляется путем нажатия водителем педали клапана 20. Это действие заставляет ускорительный клапан 30 направлять текучую среду из источника текучей среды (не показан) в порт 52 рабочего тормоза приводного механизма 16 и в камеру 74 рабочего тормоза с одной стороны диафрагмы 60. Давление текучей среды в камере 74 заставляет диафрагму 60 и толкающую штангу 62 рабочего тормоза, преодолевая силу сопротивления пружины 64, перемещаться в положение приведения в действие рабочего тормоза транспортного средства. Когда водитель отпускает педаль, клапан 20 закрывается, и давление текучей среды в камере 74 падает. Пружина 64 перемещает толкающую штангу 62 в исходное положение для освобождения рабочего тормоза.
[0037] Когда водитель транспортного средства хочет задействовать стояночный тормоз, он может вытянуть кнопку клапана 22 управления для сброса давления текучей среды в трубопроводе 42. Сброс давления текучей среды в трубопроводе 42 обеспечивает возможность передачи давления текучей среды из впускного порта S клапана 28 в его выпускной порт D и по трубопроводу 46 во впускной порт S и управляющий порт С клапана 26. Текучая среда из впускного порта S клапана 26 выходит под заданным давлением из выпускного порта D клапана 26 и по трубопроводу 48 поступает в управляющий порт клапана 32. В результате текучая среда из источника 18 через клапан 32 и трубопровод 54 поступает в порт 56 стояночного тормоза приводного механизма 16 и в камеру 76 стояночного тормоза с одной стороны диафрагмы 66. Давление текучей среды в камере 76 заставляет диафрагму 66, а также толкающую штангу 68 стояночного тормоза, и, соответственно, толкающую штангу 62 рабочего тормоза, преодолевая силу сопротивления пружины 64, перемещаться в положение приведения в действие тормозов транспортного средства. Текучая среда также по трубопроводу 54 поступает в камеру 122, в результате чего поворачивается муфта 70, так что зубцы 108 муфты выравниваются с зубцами на толкающей штанге 68. В результате в то время как толкающая штанга 68 может свободно перемещаться в положение приведения в действие стояночного тормоза, она временно не может вернуться в положение освобождения стояночного тормоза. После того как давление текучей среды в камере 76 достигнет заданного уровня, клапан 26 закрывается, и давление в трубопроводах 48, 54 сбрасывается. Давление в камере 76 стояночного тормоза также сбрасывается. Поскольку муфта 70 удерживает толкающую штангу 68 в положении приведения в действие стояночного тормоза, нет необходимости в поддержании постоянного давления текучей среды для удерживания стояночного тормоза в положении торможения. Кроме того, предлагаемая тормозная система обеспечивает возможность изменения тормозного усилия, создаваемого стояночным тормозом, без изменения размера камеры стояночного тормоза. Для этого клапан 26 может быть настроен для обеспечения заданного давления, при котором дальнейшая подача текучей среды прекращается.
[0038] Когда водитель транспортного средства хочет отпустить стояночный тормоз, он нажимает на кнопку клапана 22 управление, в результате чего повышается давление текучей среды в трубопроводе 42. Поскольку клапан 24 открыт (благодаря предыдущему отсутствию давления текучей среды в трубопроводе 42), текучая среда из трубопровода 42 сначала поступает через впускной порт S клапана 24 в его выпускной порт D и в трубопровод 44. Текучая среда будет поступать в трубопровод 44, пока не будет достигнуто заданное давление, после чего клапан 24 закрывается и соединяется с атмосферой. Текучая среда по трубопроводу 44 поступает в управляющий порт клапана 32. Это действие вызывает поступление текучей среды из источника 18 через клапан 32 и трубопровод 54 в порт 56 стояночного тормоза и в камеру 76 приводного механизма 16, а также в камеру 122, в результате чего происходит поворот муфты 70, так что зубцы 108 муфты больше не будут выровнены с зубцами 106 на толкающей штанге 68. После того как будет достигнуто заданное давление, клапаны 24, 32 закрываются, и давление в трубопроводах 44, 54 (а также в камере 76 стояночного тормоза) сбрасывается. Поскольку зубцы 108 муфты 70 больше не совмещены с зубцами 106 толкающей штанги 68, пружина 64 возвращает толкающую штангу 68 в положение, соответствующее освобождению стояночного тормоза (и толкающую штангу 62 в положение, соответствующее освобождению рабочего тормоза) для освобождения стояночного тормоза.
[0039] Тормозная система 10, предлагаемая в настоящем изобретении, представляет собой улучшение известных тормозных систем. Предлагаемая тормозная система обеспечивает возможность приведения в действие стояночного тормоза с использованием подсистемы струйного управления, а не механических пружин, и может также удерживать стояночный тормоз в положении торможения при падении давления текучей среды. В результате снижается вес приводного механизма тормозов, облегчается его ремонт и замена, он становится безопаснее по сравнению с пружинными приводами и для удерживания привода в положении, соответствующем освобождению тормоза, не нужно поддерживать постоянное давление текучей среды. Диафрагма более надежна по сравнению с пружиной стояночного тормоза, что означает увеличение срока службы привода. Предлагаемая тормозная система обеспечивает также выборочное освобождение стояночного тормоза несмотря на утечку текучей среды или разрыв трубопровода системы управления текучей средой, что в случае пружинного привода тормоза приводит к срабатыванию и запиранию приводного механизма стояночного тормоза. В результате транспортное средство не теряет подвижность и оно вместе с пассажирами может перемещаться при необходимости в более безопасное или в более доступное место и/или уйти с дороги, чтобы не мешать движению других транспортных средств. Предлагаемая тормозная система также позволяет реализовать ее вышеуказанные преимущества с использованием традиционной подсистемы струйного управления (то есть, один трубопровод текучей среды к камере рабочего тормоза, и другой трубопровод текучей среды - к камере стояночного тормоза) в отличие от известных приводных механизмов стояночного тормоза, использующих для своей работы текучую среду, для которых требуется отдельный трубопровод текучей среды для поддержания положения приводного механизма стояночного тормоза.
[0040] В то время как настоящее изобретение было описано со ссылками на предпочтительные варианты его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что в них могут быть внесены различные изменения и модификации без выхода за пределы сущности и объема изобретения.