СИСТЕМА ТОРМОЖЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ

Решение относится к области машиностроения, в частности, к созданию усилия в тормозных механизмах барабанного (колодочного, ленточного) и дискового типов. В общем случае тормозная система машин состоит из тормозного привода и тормозного механизма. Тормозной привод создает усилие (приводная сила), приводящее в действие тормозной механизм, который обеспечивает преобразование кинетической энергии движущейся машины или ее части в работу трения.
В тормозных системах транспортных и транспортно-технологических машин привод состоит из задатчика усилия в виде тормозной педали, на которую воздействует водитель, преобразуемого в давление рабочего тела (жидкости или сжатого воздуха), устройств, передающих давление рабочего тела к исполнительным устройствам, в которых энергия рабочего тела преобразуется в силовое воздействие. Для уменьшения усилия, создаваемого водителем, в цепь устройства, передающего давление рабочего тела, дополнительно устанавливают усилители, работающие за счет внешних источников энергии, представляющие собой сложные устройства с обратными связями. Исполнительный элемент соединен с фрикционными элементами, перемещающимися относительно подвижной части тормозного механизма, движение которой необходимо замедлить.
Эти тормозные системы имеют недостатки, а именно, необходимость разделения цепей управления, обратных связей и силовых, организации сложного взаимодействия структурных элементов цепей, преобразования параметров различной физической природы.
В качестве прототипа принята гидравлическая тормозная система автомобиля (патент РФ №73834, В60Т 8/26, опубл. 10,06.2008).
Система содержит задатчик усилия (тормозная педаль), средства передачи усилия (трубопроводы, источник электрической энергии (аккумулятор или генератор), исполнительный механизм, состоящий из главного гидравлического тормозного цилиндра и исполнительных тормозных цилиндров - средств торможения. При торможении водитель автомобиля с помощью ножного тормоза воздействует на главный тормозной цилиндр, благодаря чему приходят в действие тормоза передних и задних колес
Недостатки прототипа следующие: использование рабочего тела (жидкости), для передачи давления которого требуется специальное оборудование, (трубопроводы, регуляторы давления рабочего тела и т.п.). Рабочее тело может теряться вследствие дефектов оборудования, что снижает надежность системы: значительные габариты системы: наличие движущихся элементов.
Эти недостатки устраняются предлагаемым решением,
Решается задача создания высоконадежной системы торможения автомобиля.
Технический результат - повышение надежности торможения автомобиля с исключением подвижных элементов в системе торможения за счет использования эффекта магнитострикции.
Этот эффект используется при изготовлении преобразователей электрической энергии в энергию ультразвуковых механических колебаний, в качестве излучателя и приемника ультразвука, для измерения вибрации различных сооружений и конструкций, в качестве фильтрующих и стабилизирующих элементов в радиотехнических устройствах (Политехнический словарь под ред. И.И. Артоболевского, М. «Советская энциклопедия», 1977, с.270»), а также в станкостроении.
Технический результат достигается тем, что в системе торможения автомобиля, содержащей задатчик тормозного усилия, средства его передачи, исполнительный механизм, средство торможения, источник электрической энергии, исполнительный механизм выполнен в виде, по меньшей мере, одной электромагнитной катушки с сердечником из магнитострикционного материала, воздействующим на средство торможения, к электромагнитной катушке исполнительного механизма подключен выход усилителя мощности, один из входов которого подключен к источнику электроэнергии, а второй вход подключен к преобразователю тормозного усилия от задатчика в электрический сигнал.
Магнитострикционный материал (никель, алфер, пермаллой, пермендюр, ряд ферритов, некоторые РЗМ) изменяет размер и форму при намагничивании.
Особенно значительна магнитострикция у ферритов. В предлагаемой системе создаются значительные усилия торможения за счет удлинения магнитострикционного элемента, т.е. практически без использования подвижных элементов и тормозной среды.
Система торможения автомобиля приведена на чертеже.
Система торможения автомобиля содержит задатчик 1 тормозного усилия (педаль тормоза), средства его передачи 2 (провода), исполнительный механизм 3, средство торможения 4 (диск) вала 5, источник электрической энергии 6 (аккумулятор, генератор). Исполнительный механизм 3 выполнен, по меньшей мере, из одной электромагнитной катушки 7 (в варианте исполнения их показано две) с сердечником 8 из магнитострикционного материала, воздействующим через фрикционные элементы (колодки) на средство торможения 4, установленное на валу 5, передающем крутящий момент на колеса автомобиля. К электромагнитной катушке 7 подключен выход усилителя мощности 9, один из входов которого подключен к источнику электроэнергии 6, а второй - к преобразователю 10 задатчика 1 тормозного усилия в электрический сигнал.
Система работает следующим образом.
При торможении автомобиля водитель с помощью задатчика 1 (ножного тормоза) воздействует на преобразователь 10 тормозного усилия в электрический сигнал. При этом изменяется напряженность магнитного поля катушки 7. Этот электрический сигнал и ток от источника 6 через усилитель мощности 9 поступают на электромагнитную катушку 7. Под воздействием электромагнитного поля магнитострикционный сердечник 8 удлиняется и фрикционные элементы зажимают средство торможения 4, создавая тормозной момент.
Система достаточно проста в изготовлении и аппаратурном оформлении, обеспечивается возможность применения средств микропроцессорной техники для реализации требуемых законов управления торможением.