СИСТЕМА БЕЗОПАСНОСТИ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Полезная модель относится к средствам пассивной безопасности транспортных средств.
Известны системы безопасности транспортных средств, снабженных аварийным тормозным устройством с установленным на раме тормозным механизмом, вводимым в контакт с дорожным полотном с помощью силового привода и выполненным либо в виде внедряемого в дорожное полотно штока, связанного с пиропатроном, снабженным электрозапалом /см. патент РФ на изобретение №2274566, кл. B60T 1/14, 2004 г. [1]; патент РФ на изобретение №2276021, кл. B60T 1/14, 2004 [2]/, либо в виде вакуумного прижима, сообщенного с эжекторным насосом /см. патент РФ на полезную модель №103784, кл. B60T 1/14, 2009 [3]/, либо в виде тормозного клина с системой его подвески, снабженной рабочими барабанами с гибкими тросами, тормозным барабаном с тормозной колодкой и ручной лебедкой /см. патент РФ на изобретение №2286895, кл. B60T 1/14, 2005 г. [4]/.
Недостатками всех известных устройств являются предельная сложность конструкций, низкая надежность, ограниченные возможности применения.
Кроме того, известны системы безопасности транспортных средств, снабженные органами торможения, обеспечивающими дополнительное прижатие колес к дорожному полотну при помощи, например, принудительно го изменения положения центра тяжести транспортного средства относительно дорожного полотна/см.патент на изобретение №2279991, кл. B60T 1/04, 2006 [5]/.
Недостатками данных устройств также является сложность конструкций и низкая эффективность торможения.
Известны также системы безопасности транспортных средств, оборудованные системой предупреждения столкновений с функцией автоматического торможения, включающей радарные датчики и видеокамеры для распознавания опасных ситуаций, в частности опасных сближений транспортного средства с объектом, а также электронные блоки для расчета необходимого при экстренном торможении тормозного усилия /см. сайт: http://www.xc60-club.ru/obzory-i-testy/collis-warn/ [6]; сайт: http://gm-avto.ucoz.ru/publ//3-1-0-4 [7]/.
Недостатками известных устройств являются низкая эффективность экстренного торможения, и, соответственно, низкая степень повышения безопасности транспортных средств.
Наиболее близким устройством того же назначения к предлагаемой полезной модели по совокупности существенных признаков является система безопасности транспортного средства, содержащая размещенную в его передней части систему датчиков дистанции до препятствия, подключенных к электронному программируемому блоку, рассчитывающему относительную скорость сближения и выдающему в заданной последовательности команды исполнительным устройствам при большой вероятности столкновения с препятствием /см. патент РФ на изобретение №2257303, кл. B60R 21/02, 2003 г. [8]/, и принятая за прототип.
Недостатками устройства-прототипа являются предельная сложность конструкции за счет использования специфических силовых исполнительных устройству также ограниченные возможности его использования при одновременно низкой степени повышения безопасности транспортного средства с помощью силового подъема передней части кузова относительно дороги.
Сущность полезной модели заключается в создании сравнительно простой конструкции системы безопасности транспортного средства, значительно повышающей степень его безопасности за счет обеспечения возможности предельно эффективного экстренного торможения путем использования реверсных режимов в случаях возникновения опасных аварийных ситуации, сопряженных со столкновением с препятствием.
Технический результат - упрощение конструкции устройства, повышение его эффективности и расширение возможностей применения.
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели постигается тем, что в известной системе безопасности транспортного средства, включающей размешенный в его передней части датчик дистанции до препятствия, подключенный к электронному программируемому блоку, рассчитывающему относительную скорость сближения и выдающему в заданной последовательности команды исполнительным устройствам при большой вероятности столкновения с препятствием, особенность заключается в том, что система безопасности дополнительно снабжена подключенными к электронному блоку оптическими датчиками вращения ведущих колес и движения транспортного средства относительно дорожного полотна, установленными в нижней части рамы и обращенными, соответственно, рабочей поверхности ведущего колеса с нанесенными на ней рисками и дорожному полотну, при этом электронный блок запрограммирован на следующую последовательность команд: зажатие тормозных колодок, включение в момент прекращения вращения ведущих колес задней скорости, поднятие оборотов двигателя внутреннего сгорания до заданной величины; отжатие сцепления, отпускание тормозных колодок, выключение в момент остановки транспортного средства реверса, сброс оборотов до холостых, выключение задней скорости и повторное зажатие тормозных колодок.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где схематично на виде сбоку изображено транспортное средство с предлагаемой системой безопасности.
Система безопасности транспортного средства 1 содержит размешенный в его передней части датчик 2 дистанции до препятствия /на рисунке не показан/, например, радиолокационный или лазерный /см. [8]/, оптический датчик 3 вращения ведущих колес 4 транспортного средства 1 /например, задних/, установленный на нижней части рамы 5 и обращенный к рабочей поверхности колена 4 с нанесенными в поперечных канавках протектора шины специальной стойкой краской рисками 6, и оптический датчик 7 движения транспортного средства 1 относительно дорожного полотна 8, также установленный на нижней части рамы о и обращенный к дорожному полотну 8. При этом датчики 2, 3 и 7 подключены к электронному программируемому блоку, рассчитывающему на, основании сигналов, снимаемых с датчика 2,относительную скорость сближения транспортного средства 1 с препятствием и вероятность столкновения, и запрограмированного на выдачу исполнительным устройствам при большой вероятности столкновения с помощью сигналов, снимаемых с датчиков 3, 7, команд в следующей последовательности: зажатие тормозных колодок, включение в момент прекращения вращения ведущих колес 4 задней скорости /реверса/, поднятие оборотов двигателя внутреннего сгорания /ДВС/ до заданной величины, отжатие сцепления, отпускание тормозных колодок, выключение в момент остановки транспортного средства 1 реверса, сброс оборотов до холостых, выключение задней скорости и повторное зажатие тормозных колодок. Необходимо пояснить, что программирование электронного блока на выдачу именно вышеуказанной последовательности команд позволяет принципиально изменить динамику процесса экстренного торможения транспортного средства 1 с ДВС и дизельными двигателями, увеличивая за счет этого эффективность торможения без резкого усложнения конструкции. В известных системах безопасности транспортных средств /см., например, [6], [7], [8]/,естественно не оснащенных специальными дополнительными устройствами контактирования с дорожным полотном 8 и резко усложняющими конструкцию, процесс экстренного торможения осуществляется путем интенсивного зажатия тормозных колодок до прекращения вращения ведущих колес 4 и последующего движения транспортного средства 1 юзом по инерции до полной остановки. В предлагаемой же системе безопасности в момент остановки вращения ведущих колес 4 программируемый электронный блок обеспечивает, не дожидаясь остановки транспортного средства 1 в процессе его движения юзом по инерции после выполнения ряда необходимых промежуточных команд, обусловленных спецификой работы ДВС, переключение вращения колес в режим реверса с заранее заданными оборотами. В таком режиме происходит процесс одновременного торможения транспортного средства как за счет динамического трения сцепления шин с дорожным полотном 8 с коэффициентом сцепления f=0,4 /см., например, В.И. Кнороз, Е.В. Кленников “Шины и колеса”, М., “Машиностроение”, 1975 [9], стр. 134/ при движении транспортного средства юзом при отсутствии вращения ведущих колес 4, так и за счет работы ДВС в режиме реверса с заданной силой тяни. Именно такое изменение динамики процесса экстренного торможения позволяет повысить эффективность торможения при оптимальном реверсном режиме примерно на 25% /см. далее/.
max
max
Заявителем с использованием дифференциальных уравнений движения и основных /общих/ теорем динамики были выполнены теоретические и экспериментальные исследования динамических процессов торможения с помощью известных и предлагаемой систем безопасности,проведена сравнительная оценка эффективности торможения, причем, получены практически идентичные результаты при теоретическом и экспериментальном методах исследования. При этом в качестве базовых использовались технические параметры легкового автомобиля “Волга” /ГАЗ-24/: m=1400 кг - собственная масса в снаряженном состоянии, V=145 км/час ≈ 40,28 м/с - максимальная скорость, N=72 кВт - максимальная мощность двигателя, f=0,4. Заявитель приводит краткие результаты исследований, и готов в случае требования экспертизы предоставить подробное описание исследований.
Максимальная сила тяги ДВС с учетом суммарных потерь на качение и аэродинамических потерь порядка 10% /см. [9], стр. 115/  Н. При торможении с помощью известных систем /см. [6], [7], [8] при скорости V=100 км/час ≈ 27,8 м/с время полного торможения /отсчитываемое с момента остановки вращения колес/ t=7,08 с, тормозной путь S=98.5 м. При торможении с помощью предлагаемой системы при включении реверса с максимальной мощностью ДВС время полного торможения t′=5,35 с, тормозной путь S′=74,83 м. Эффективность торможения выше предлагаемой системой: по времени полного торможения - на 24,5%, по тормозному пути - на 24,63%.