АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПНЕВМОЗАМЕДЛИТЕЛЬ ХОДА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА КРУТЫХ ПОВОРОТАХ
AUTOMATIC AIR-DRIVEN CARRIER DECELERATOR AT ABRUPT TURNS

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а конкретно к пневматической тормозной системе транспортных средств с высокорасположенным центром тяжести (туристические автобусы, автокраны, автоцистерны, бетоновозы и др.).
Страшные аварии происходят с туристическими автобусами, которые падают под действием центробежных сил на поворотах в обрывы (Египте, Вьетнаме и др.), жертвами которых стали сотни человек.
Существуют электронные системы курсовой устойчивости ESP, 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. Электронные ESP часто выходят из строя и требуют квалифицированного обслуживания.
Известен способ установки страховочного пятого колеса на автобусах («За рулем», №10, 2004, с.178). Этот способ на повороте около обрыва не действует.
Известны гидрозамедлители автомобиля (А.С. №1689161 A1, 1988; №1323439 A1, 1986; №1533918 A1, 1988). Но они не применимы на автомобилях с пневмотормозной системой.
Известно устройство ограничения скорости автомобиля в зависимости от динамических характеристик в боковом движении (РФ №2261188, 2004). Устройство содержит систему, прерывающую подачу топлива, содержащие два датчика на мосту, два интегратора, коррелятор, звено сдвига, перемножитель, интегратор и рассогласователь.
Устройство сложное, ненадежное, ограничивающее скорость автомобиля в прямолинейном движении.
Задачей изобретения является создание простого и надежного автоматического пневмозамедлителя хода транспортного средства на крутых поворотах, который можно было бы дополнительно установить и на эксплуатируемых транспортных средствах, не изменяя его пневматический тормозной привод.
Это достигается тем, что датчик центробежных сил изготовлен в виде цилиндра с шариками в продольных пазах боковины и помещен в гильзу с зазорами в торцах и симметрично по оси опирается на штоки золотников с кольцевой проточкой, а золотники - на штоки подпружиненных поршеньков, причем жесткость пружин регулируется специальными гайками. Датчик центробежных сил может быть выполнен в виде шарнирного рычага с выступом цилиндрической формы поперек оси рычага и установленным на его конце грузом с возможностью перемещения вдоль оси при регулировке, а исполнительный орган выполнен в виде пневмоцилиндра одностороннего действия с пружинным возвратом или пневмокамеры, подсоединенными к тяге педали тормоза.
На фиг.1 показан пневмозамедлитель с цилиндровым датчиком при движении транспортного средства прямо; на фиг.2 - то же, при повороте налево; на фиг.3 - пневмозамедлитель с рычажным датчиком при движении прямо; на фиг.4 - то же, при повороте направо.
В гильзе 1 с зазором в торцах помещен цилиндрический инерционный груз 2, в пазах 3 которого размещены шарики 4. Гильза 1 симметрично с торцов закрыта крышками-корпусами 5, к которым прикреплены корпуса 6 золотников 7 со штуцерами подвода 8 и отвода 9 воздуха. Золотники 7 имеют штоки 10, соприкасающиеся с торцами груза 2, кольцевые канавки 11 и торцевые осевые отверстия 12, куда вставлены штоки 13 поршеньков 14, поджатых пружинами 15 с регулировочными гайками 16 с резьбой в корпусах 17 поршеньков. Пневмозамедлитель снабжен исполнительным органом - пневмоцилиндром 18, нормально открытым 19 и нормально закрытым 20 клапанами с электромагнитным управлением. В корпусах 17 установлены контакты 21. Компрессор 22 и ресивер 23 пневмотормозной системы транспортного средства связаны с датчиком и пневмоцилиндром 18 пневмопроводами 24.
В шарнире 25 корпуса 26 рычажного датчика подвешен рычаг 27, имеющий выступ 28 с цилиндрической поверхностью напротив штоков 29 поршеньков 30 с пружинами 31 в корпусах 32 с регулировочными гайками 33. На конец рычага установлен регулировочный груз 34. Исполнительный орган выполнен в виде тормозной камеры 35.
<mrow><msub><mi>F</mi><mi>ц</mi></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><mi>m</mi><mo>⋅</mo><msup><mi>υ</mi><mn>2</mn></msup></mrow><mi>R</mi></mfrac></mrow>
Пневмозамедлитель работает следующим образом. Датчик устанавливают в удобном месте автомобиля ближе к его центру тяжести, ориентируя симметричную ось датчика поперек продольной оси автомобиля, а шток пневмоцилиндра или пневмокамеры подсоединяют к тяге тормозной педали при прикреплении пневмоцилиндра (пневмокамеры) к полу кабины. При движении автомобиля на повороте налево (фиг.2) возникает центробежная сила
(где m - суммарная масса груза 2, золотника 7 и поршенька 14, υ - скорость автомобиля, R - радиус поворота).
Эта сила преодолевает натяжение пружины 15 N=c·x (где c - характеристика пружины, x - величина сжатия пружины) и сжимает ее. Кольцевая канавка 11 золотника 7 совпадает с отверстиями штуцеров 8 и 9, и воздух из ресивера 23 под давлением поступает в пневмоцилиндр 18, шток пневмоцилиндра перемещает шток педали тормоза, воздействуя на тормозной кран, колесо подтормаживается, и транспортное средство резко снижает скорость движения и опрокидывание предотвращается. При этом золотник под действием пружины 15 перемещается назад, перекрывая отверстия штуцеров. При замыкании контакта 21 на массу поршенька в кабине загорается индикатор. Водитель нажимает на кнопку и нормально закрытый клапан 20 открывается и выпускает воздух наружу, а нормально открытый клапан 19 закрывается, и автомобиль с меньшей скоростью выполняет поворот.
При установке на автомобиль рычажного датчика на штоки действует сила, рассчитанная по уравнению моментов сил относительно шарнира. Во избежание загрязнения рычажный механизм закрывается кожухом. Под действием центробежной силы рычаг отклоняется влево (при повороте автомобиля направо), воздействуя на шток 29 поршенька 30, поршенек сжимает пружину, открывая отверстия подводящего 8 и отводящего 9 штуцеров. При этом воздух под давлением поступает в пневмокамеру 35, 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, открывая нормально закрытый кран 20.
Пневмозамедлитель прост в изготовлении, надежен в эксплуатации, его можно установить на всех эксплуатируемых автобусах и грузовых автомобилях, его установка на туристических автобусах предотвратит гибель людей.