СПОСОБ ЭКСТРЕННОГО ТОРМОЖЕНИЯ СЕКЦИОНИРОВАННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ И МЕХАНИЗМОВ, ОСНАЩЕННЫХ ШАРОВЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ И ШАРОВЫМИ КОРОБКАМИ ПЕРЕДАЧ, И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ
METHOD OF EMERGENCY BRAKE APPLICATION OF SECTION VEHICLES AND MECHANISMS EQUIPPED WITH SPHERICAL MOTORS AND BALL-TYPE GEARBOXES AND DEVICE TO THIS END

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для наземных и рельсовых секционированных транспортных средств и механизмов.
Известен способ торможения, состоящий в том, что секции секционированных транспортных средств и механизмов тормозят одновременно, «Большая советская энциклопедия», М.: «Советская энциклопедия», 1970.
Недостатком указанного способа является то, что при экстренном торможении секционированных транспортных средств и механизмов на приторможенные впереди идущие секции наталкиваются сзади идущие секции, в результате чего происходит их опрокидывание.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение безаварийности движения секционированных транспортных средств и механизмов.
Достигается это тем, что для запуска включают компрессор и заполняют сжатым воздухом индивидуальные рессиверы; по сигналу датчика, напротив которого в данный момент находится шаровый поршень, открывают электромагнитный клапан и порцию сжатого воздуха подают из индивидуального рессивера в левую рабочую камеру; шаровый поршень не может двигаться вниз, так как упирается в нижние шаровые поршни, а они в шарошестерню, которой не дают проворачиваться против часовой стрелки посредством обгонной муфты; верхний шаровый поршень перемещают вверх под действием сжатого воздуха, поступившего в рабочую камеру, и толкают перед собой верхние шаровые поршни, чем заставляют вращаться шаровую шестерню; шаровые поршни, перемещающиеся под действием левой рабочей камеры, проталкивают шаровый поршень правой рабочей камеры, который подходит к датчику, в результате открывают электромагнитный клапан и из индивидуального рессивера подают порцию сжатого воздуха в правую рабочую камеру; верхний шаровой поршень не может двигаться вверх, так как упирается в шаровые поршни и шаровую шестерню, которой не дает проворачиваться против часовой стрелки обгонная муфта; в это время кольцевой ротор дозирующе-загрузочного устройства поворачивают, чем переносят капсулу с горючим веществом, попавшую в лунку кольцевого ротора, из загрузочного бункера к входному окну правой рабочей камеры; при подходе к входному окну толкателем наезжают на копир и выталкивают капсулу в окно правой рабочей камеры, где ее вскрывают ножом; горючий газ из вскрытой капсулы подают в рабочую камеру; одновременно включают свечу зажигания и воздушно-газовую смесь взрывают; действием взрыва проталкивают нижний шаровой поршень вниз; толкают нижние шаровые поршни; заставляют вращаться по часовой стрелке шаровую шестерню, которая через шаровую автоматическую коробку передач вращает колесо транспортного средства; другие колеса вращают под действием аналогичных шаровых двигателей; удаляют продукты, образовавшиеся при взрыве воздушно-газовой смеси, через выхлопную трубу, где ее пропускают через уловитель; далее аналогично описанному осуществляют процесс в левой рабочей камере шарового двигателя, а затем вновь в правой рабочей камере; при движении шаровых поршней по замкнутой линии их окунают в смазочно-охлаждающую жидкость, чем их охлаждают и смазывают; при необходимости экстренного торможения подают команду из торможение последней пары колес последней секции секционированного транспортного средства или механизма; при достижении заданного тормозного усилия, измеренного датчиком сцепного устройства последней секции транспортного средства или механизма, подают команду на торможение последней пары колес предпоследней секции транспортного средства или механизма; при достижении заданного тормозного усилия, измеренного датчиком сцепного устройства предпоследней секции транспортного средства или механизма, подают команду на торможение последней пары колес третьей секции от хвоста транспортного средства или механизма; далее выполняют аналогичные операции на остальных секциях транспортного средства или механизма вплоть до полной остановки последнего; после устранения причины, вызвавшей экстренную остановку транспортного средства или механизма, растормаживают их и отправляют по заданному маршруту.
Устройство, реализующее предлагаемый способ, представляет собой корпуса, закрепленные на рамах секционированных транспортных средств или механизмов, в которых установлены холостые и силовые шаровые шестерни, силовые шестерни соединены с обгонными муфтами и последними колесами каждой секции транспортного средства через шаровые автоматические коробки передач; шаровые шестерни выполнены с возможностью взаимодействия с шаровыми поршнями в процессе перемещения последних в корпусах шаровых двигателей по замкнутой линии вдоль рабочих камер, представляющих собой межшаровые пространства в гладкостенных цилиндрах, в стенах которых по ходу движения шаровых поршней установлены датчики для включения систем подачи в рабочие камеры сжатого воздуха и включения дозирующе-загрузочных устройств, выполненных с возможностью выталкивания в рабочие камеры капсул с горючим газом и вскрытия их ножами; а также свечи зажигания; нижние части корпусов заполнены жидкостью для охлаждения и смазывания шаровых поршней окунанием; устройство снабжено стопорно-тормозным приспособлением для экстренного торможения последних колес секций секционированного транспортного средства путем воздействия на силовые шаровые шестерни, связанные с колесами, через шаровые поршни.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежами, где на
фиг.1 дана общая кинематическая схема устройства;
фиг.2 - общий вид устройства по А-А;
фиг.3 дана общая кинематическая схема коробки передач;
фиг.4 дано сечение по одной из пар шаровых шестерен.
Способ торможения секционированных транспортных средств состоит в том, что для первичного запуска шарового двигателя включают компрессор и заполняют сжатым воздухом индивидуальные рессиверы. По сигналу датчика, напротив которого в данный момент находится шаровый поршень, открывается электромагнитный клапан и порцию сжатого воздуха подают из индивидуального рессивера в левую рабочую камеру. Шаровый поршень не может двигаться вниз, так как упирается в нижние шаровые поршни, а они в шарошестерню, которой не дают проворачиваться против часовой стрелки посредством обгонной муфты. Верхний шаровый поршень перемещают вверх под действием сжатого воздуха, поступившего в рабочую камеру, и толкают перед собой верхние шаровые поршни, чем заставляют вращаться шаровую шестерню. Шаровые поршни, перемещающиеся под действием левой рабочей камеры, проталкивают шаровый поршень правой рабочей камеры, который подходит к датчику, в результате открывают электромагнитный клапан и из индивидуального рессивера подают порцию сжатого воздуха в правую рабочую камеру. Верхний шаровой поршень не может двигаться вверх, так как упирается в шаровые поршни и шаровую шестерню, которой не дает проворачиваться против часовой стрелки обгонная муфта. В это время кольцевой ротор дозирующе-загрузочного устройства поворачивают, чем переносят капсулу с горючим веществом, попавшую в лунку кольцевого ротора, из загрузочного бункера к входному окну правой рабочей камеры. При подходе к входному окну толкателем наезжают на копир и выталкивают капсулу в окно правой рабочей камеры, где ее вскрывают ножом. Горючий газ из вскрытой капсулы подают в рабочую камеру. Одновременно включают свечу зажигания и воздушно-газовую смесь взрывают. Действием взрыва проталкивают нижний шаровой поршень вниз, толкают нижние шаровые поршни; заставляют вращаться по часовой стрелке шаровую шестерню, которая через шаровую автоматическую коробку передач вращает колесо транспортного средства. Другие колеса вращают под действием аналогичных шаровых двигателей. Удаляют продукты, образовавшиеся при взрыве воздушно-газовой смеси, через выхлопную трубу, где ее пропускают через уловитель. Далее аналогично описанному осуществляют процесс в левой рабочей камере шарового двигателя, а затем вновь в правой рабочей камере. При движении шаровых поршней по замкнутой линии их окунают в смазочно-охлаждающую жидкость, чем их охлаждают и смазывают.
При необходимости экстренного торможения данного колеса секционированного транспортного средства вводят в шаровой двигатель тормозную штангу, чем тормозят перемещение шаровых поршней и вращение шаровых шестерен.
Данное колесо секционированного транспортного средства соединяют с соответствующим шаровым двигателем посредством автоматической шаровой коробки передач, для чего из магазина первой передачи подают рабочие шары в зону соприкосновения шаровых шестерен первой передачи, чем вводят их в зацепление, для перехода на более высокую скорость прекращают подачу рабочих шаров в зону соприкосновения шаровых шестерен первой передачи, чем выводят их из зацепления, а из магазина более высокой передачи подают рабочие шары в зону соприкосновения пары ее шаровых шестерен, чем вводят их в зацепление.
Устройство представляет собой корпус 1, в котором установлены холостая 2 и силовая 3 шаровые шестерни, выполненные с возможностью взаимодействия с шаровыми поршнями 4 в процессе перемещения последних в корпусе 1 по замкнутой линии, изготовленными, например, из эластичного жаростойкого материала тефлона. Нижняя часть корпуса 1 заполнена смазочно-охлаждающей жидкостью 5 для охлаждения шаровых поршней окунанием и последующего смазывания трущихся частей шарового двигателя. Рабочие камеры 6 и 7 представляют собой межшаровые пространства в гладкостенных цилиндрах, в стенках которых по ходу движения шаровых поршней установлены датчики 8 и 9 для включения систем подачи в рабочие камеры сжатого воздуха и включения дозирующе-загрузочных устройств 10 и 11. Подача сжатого воздуха осуществляется посредством электромагнитных клапанов 12 и 13 из индивидуальных резервуаров 14 и 15 через сопла 16 и 17. Кроме того, в стенках цилиндров 6 и 7 установлены свечи зажигания 18 и 19 для взрывания смеси водорода с кислородом воздуха. Далее по ходу движения шаровых поршней имеются выхлопные трубы 20 и 21 для удаления продуктов, образовавшихся после взрыва воздушно-водородной взрывчатой смеси. Дозирующе-загрузочные устройства 10 и 11 имеют кольцевые роторы 22 и 23, выполненные с возможностью приведения их во вращение при поступлении сигнала от датчиков 8 и 9. Кольцевые роторы 22 и 23 имеют радиальные каналы, в которых помещены подпружиненные толкатели 24 и 25, выполненные с возможностью взаимодействия с копирами 26 и 27. Напротив радиальных каналов на поверхности кольцевых роторов 22 и 23 имеются лунки 28 и 29, в которых может поместиться только одна капсула 30, Помещенные внутри кольцевых роторов 22 и 23 копиры 26 и 27 выполнены с возможностью выталкивания в рабочие камеры, образованные в межшаровых пространствах цилиндров 6 и 7, капсул 30, попавших в лунки 28 и 29 в загрузочных бункерах 31 и 32. В окнах между дозирующе-загрузочными устройствами 10 и 11 и рабочими камерами, образованными в межшаровых пространствах цилиндров 6 и 7, имеются ножи 33 и 34 для вскрытия капсул 30 и выпуска из них водорода с целью создания взрывчатой смеси с кислородом воздуха.
Для запуска шарового двигателя, а также для выполнения парковочно-маневровых работ при отсутствии водородного топлива имеется компрессор 35 с аккумулятором 36, служащий для подачи сжатого воздуха в индивидуальные рессиверы 14 и 15, связанные с соплами 16 и 17 через электромагнитные клапаны 12 и 13.
Для подзарядки аккумулятора 36 служит генератор 37, смонтированный на валу шарошестерни 2. Кроме того, на последнем смонтирован привод 38 шаровых исполнительных органов транспортного средства.
На валу шаровестерни 3 шаровая автоматическая коробка передач 39 установлена для управляемого соединения с полуосью одного из колес 40 транспортного средства.
Вал шарошестерни 3 связан с обгонной муфтой 41, а вал шарошестерни 2 - с обгонной муфтой 42.
Для улавливания частиц 43 и 44 оболочек капсул 30, испарившихся при взрыве водородно-воздушной смеси, на выхлопных трубах 20 и 21 установлены уловители 45 и 46 с перегородками 47 и 48, заполненные незамерзающей жидкостью 49 и 50.
Устройство имеет приспособление для экстренного торможения, содержащее тормозную штангу 51, подпружиненную пружиной 52, и исполнительный орган 53.
Работа устройства состоит в следующем.
Для первичного запуска шарового двигателя включается компрессор 35 и заполняются сжатым воздухом индивидуальные рессиверы 14 и 15. По сигналу датчика 8, напротив которого в данный момент находится шаровый поршень "М", открывается электромагнитный клапан 12 и порция сжатого воздуха из индивидуального рессивера 14 подается в левую рабочую камеру 6, образованную между шаровыми поршнями "М" и "Н", через сопло 16. Шаровой поршень "М" не может двигаться вниз, так как упирается в шаровые поршни "Л", "К", "И" и др., а они в шарошестерню 3, которой не дает проворачиваться против часовой стрелки обгонная муфта 41. Шаровый поршень "Н" под воздействием сжатого воздуха, поступившего в рабочую камеру через сопло 16, движется вверх, толкая перед собой шаровые поршни "О", "П", "Р" и др., заставляя вращаться по часовой стрелке шаровую шестерню 2. При выходе шарового поршня "Н" за выхлопную трубу 20 через последнюю выходят продукты, образовавшиеся после взрыва воздушно-водородной смеси, которые проходят через жидкость 49 уловителя 45. Частицы 43 от оболочек капсул 30 остаются в уловителе 45. Под воздействием шаровых поршней 4, перемещающихся под действием левой рабочей камеры 6, шаровый поршень "Ч" в правой рабочей камере 7 подходит к датчику 9, в результате открывается электромагнитный клапан 13 и из индивидуального рессивера 15 подается порция сжатого воздуха в рабочую камеру 7, образованную между шаровыми поршнями "Ч" и "Ш" через сопло 17. Шаровый поршень "Ч" не может двигаться вверх, так как упирается в шаровые поршни "Ц", "Х", "Р" и др., а они в шаровую шестерню 2, которой не дает проворачиваться против часовой стрелки обгонная муфта 42. В это время кольцевой ротор 23 дозирующе-загрузочного устройства 11 поворачивается и капсула 30 с водородом, попавшая в лунку 29 кольцевого ротора 23, переносится из загрузочного бункера 32 к входному окну правой рабочей камеры 7. При подходе к окну толкатель 25 наезжает на копир 27 и капсула 30 выталкивается в окно рабочей камеры 7, где она попадает на ножи 34 и вскрывается. Водород из вскрытой капсулы 30 попадает в рабочую камеру 7. Одновременно срабатывает свеча зажигания 19 и воздушно-водородная смесь взрывается. Под воздействием взрыва шаровый поршень "Ш" движется вниз, толкая перед собой шаровые поршни "А", "Б", "В" и др., заставляя вращаться по часовой стрелке шаровую шестерню 3, которая через шаровую автоматическую коробку передач 39 вращает одно из колес 40 транспортного средства. Другие колеса вращаются под действием аналогичных шаровых двигателей, выполняющих автономно аналогичные процессы. При выходе шарового поршня "Ш" за выхлопную трубу 21 через последнюю удаляются продукты, образовавшиеся при взрыве воздушно-водородной смеси. Они проходят через жидкость 50 уловителя 46. Частицы 44 оболочек капсул 30 остаются в уловителе 46. Далее аналогично описанному выше осуществляется процесс в левой рабочей камере 6, а затем вновь в правой рабочей камере 7. При дальнейшем движении, например, шарового поршня "Ш" он попадает в нижней части корпуса 1 в смазочно-охлаждающую жидкость 5, где охлаждается и покрывается смазочной пленкой. Аналогичное происходит со всеми шаровыми поршнями 4 шарового двигателя.
При необходимости экстренного торможения колеса 40 секционированного транспортного средства вводится в корпус 1 шарового двигателя подпружиненная пружиной 52 тормозная штанга 51 посредством исполнительного органа 53. При этом осуществляется подтормаживание шаровых поршней 4 шарового двигателя при периодическом сжатии пружины 52, пропуске подтормаживаемого шарового поршня 4, а затем ее расправления. В конце экстренного торможения тормозная штанга 51 жестко фиксируется в шаровом двигателе посредством исполнительного органа 53.
После устранения причины, вызвавшей экстренную остановку транспортного средства или механизма, выводится исполнительным органом 53 тормозная штанга 51 из шарового двигателя.