РЕГУЛИРОВКА ВОЗДУШНОГО ЗАЗОРА В ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЕ
AIR GAP ADJUSTMENT IN HYDRAULIC BRAKE SYSTEM

Изобретение касается гидравлической тормозной системы для торможения движущейся массы, содержащей прижимной элемент для прижатия к рабочей поверхности тормоза с фрикционным замыканием, заполненный рабочей жидкостью исполнительный орган тормозной системы для создания вводимого в прижимной элемент нажимного усилия и дистанционные средства для регулировки воздушного зазора между прижимным элементом и рабочей поверхностью тормоза при отпущенном положении тормозной системы.
Изобретение касается, кроме того, способа регулирования воздушного зазора гидравлической тормозной системы.
Подобная гидравлическая тормозная система и подобный способ уже известны из общепринятого уровня техники. Для отпуска фрикционного тормоза тормозные накладки или другие фрикционные элементы, обозначенные здесь в совокупности термином «прижимной элемент», должны быть отведены от рабочей поверхности тормоза. При этом обратный ход приводного устройства, служащий для отвода, должен быть ограничен упором для того, чтобы тормозная накладка при отпуске тормозной системы удалялась не слишком далеко от рабочей поверхности. Для ограничения хода, в зависимости от того, выполнена ли тормозная система активной или пассивной, имеются различные технические решения.
Задача изобретения заключается в создании гидравлической тормозной системы вышеназванного типа, являющейся экономичной, легкой и надежной.
Данная задача, исходя из вышеназванной тормозной системы, решается изобретением благодаря тому, что дистанционные средства содержат гидроаккумулятор для накопления заданного объема рабочей жидкости при минимальном давлении, при этом гидроаккумулятор может соединяться с исполнительным органом тормозной системы, благодаря чему исключены механические упорные или стопорные средства.
Исходя из названного выше способа задача решается изобретением благодаря тому, что для отвода прижимного элемента от рабочей поверхности тормоза для создания перемещения прижимного элемента используется заданный объем рабочей жидкости, находящейся под заданным давлением, при этом лишь использованный для этого объем рабочей жидкости ограничивает перемещение прижимного элемента и тем самым определяет расстояние между прижимным элементом и рабочей поверхностью тормоза в отпущенном состоянии тормозной системы.
Согласно изобретению, воздушный зазор между прижимным элементом и какой-либо рабочей поверхностью тормоза, то есть, иными словами, расстояние между прижимным элементом и рабочей поверхностью тормоза, устанавливается даже не с помощью механических упоров или стопорных средств. Согласно изобретению, используется ограниченный объем рабочей жидкости, который вызывает также ограниченное перемещение прижимного элемента. Прижимной элемент представляет собой, например, тормозную накладку, тормозную колодку или иной фрикционный элемент, при этом рабочая поверхность тормоза выполнена, например, на тормозном диске без возможности поворота соединенном с мостом рельсового транспортного средства. В отличие от этого возможен также вариант, что рабочая поверхность тормоза представляет собой поверхность рельса, колеса или аналогичную поверхность. Тормозная система может представлять собой, в принципе, активную или также пассивную тормозную систему. В активных гидравлических тормозных системах вследствие установленного гидравлического давления прижимной элемент с фрикционным замыканием прижимается к рабочей поверхности тормоза, так что на основании действия трения между парами трения регулируется замедление при торможении. В рамках изобретения для отпуска этого фрикционного замыкания используется заданный объем рабочей жидкости при нормативном давлении или диапазоне давлений. При этом объем рабочей жидкости определяет обратный ход прижимного элемента от рабочей поверхности тормоза, то есть расстояние между обеими фрикционными парами в отпущенном положении тормозной системы. Необходимый для отпуска объем накапливается до и/или в течение процесса торможения. Накапливание обычно осуществляется в гидроаккумуляторе. Гидроаккумулятор представляет собой, например, гидравлическую полость гидроцилиндра, в который подвижно проходит гидравлический поршень, при этом гидравлический поршень вместе с гидроцилиндром герметично ограничивает гидроаккумулятор. Гидравлический поршень давит на рабочую жидкость с желаемым заданным минимальным давлением, создаваемым, например, посредством натяжения пружины, установленной снаружи гидравлической полости и опирающейся одной стороной на гидравлический поршень и другой стороной на гидроцилиндр. Благодаря предлагаемому регулированию зазора между прижимным элементом и рабочей поверхностью тормоза отпадает необходимость в дорогостоящем механическом ограничении. Это, в свою очередь, означает, что предлагаемая гидравлическая тормозная система является весьма легкой и экономичной. Кроме того, предлагаемая гидравлическая тормозная система является более надежной и обладает более высокой возможностью использования, поскольку, в отличие от механических составляющих, не могут наступать усталостные проявления или иные процессы остаривания.
Из практических соображений для отвода прижимного элемента от рабочей поверхности тормоза исполнительный орган тормозной системы может быть соединен с гидроаккумулятором, при этом объем рабочей жидкости гидроаккумулятора определяет расстояние между прижимным элементом и рабочей поверхностью тормоза в отпущенном положении тормозной системы.
Согласно этой предпочтительной усовершенствованной разработке изобретения, гидроаккумулятор взаимодействует с исполнительным органом тормозной системы, при этом их взаимодействие может регулироваться или устанавливаться посредством обычных коммутационных средств.
Для прижатия прижимного элемента к рабочей поверхности тормоза предпочтительно предусмотрена нажимная пружина. Согласно этой предпочтительной усовершенствованной разработке создана пассивная тормозная система. Пассивная тормозная система содержит пружину, которая при отсутствующем гидравлическом давлении в исполнительном органе тормозной системы прижимает прижимной элемент к рабочей поверхности тормоза и тем самым создает фрикционное замыкание. На основе фрикционного замыкания происходит торможение движущейся массы. Для отпуска прижимного элемента от рабочей поверхности тормоза требуется гидравлическое давление. Требуемая для отвода рабочая жидкость подготавливается гидроаккумулятором.
Исполнительный орган тормозной системы обычно снабжен тормозным цилиндром, в котором проходит установленный с продольным перемещением тормозной поршень, при этом тормозной поршень и тормозной цилиндр ограничивают по меньшей мере одну тормозную камеру.
Из практических соображений тормозной цилиндр представляет собой дифференциальный цилиндр. В дифференциальных цилиндрах поршневой шток, жестко соединенный с тормозным поршнем, выполнен лишь на одной стороне тормозного поршня. По этой причине образованы две разные по величине эффективные поверхности, поскольку на штоковой стороне только кольцевая поверхность проявляет действие, а на обратной штоку стороне поршня действует вся поверхность поршня. Поэтому, если давление на обеих сторонах поршня одинаково по величине, то происходит смещение поршня в направлении штоковой стороны. Это предпочтительно, например, из соображений безопасности, поскольку, например, при выходе из строя гидравлической системы поршня дифференциальный цилиндр всегда смещается к одной стороне. Это может оказаться достаточным для того, чтобы выполнить желаемое тормозящее действие.
Из практических соображений исполнительный орган тормозной системы посредством регулировочного клапана соединен с трубопроводом высокого давления и/или с трубопроводом низкого давления, при этом трубопровод высокого давления и трубопровод низкого давления соответственно заполнены рабочей жидкостью, и давление рабочей жидкости в трубопроводе высокого давления выше давления рабочей жидкости в трубопроводе низкого давления. Регулировочный клапан устанавливает, какое существует давление на какой стороне дифференциального цилиндра.
Гидроаккумулятор из практических соображений соединен с трубопроводом высокого давления.
Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения, прижимной элемент через соединительные средства укреплен на насосе, скрепленном с каркасом затормаживаемой массы, содержащем заполненный рабочей жидкостью опорный цилиндр и взаимодействующий с ним опорный поршень, при этом опорный цилиндр через гидропроводы сообщается с исполнительным органом тормозной системы. Согласно этой предпочтительной усовершенствованной разработке создана гидравлическая тормозная система с самоусилением. При этом к прижимному элементу должно быть сначала приложено лишь небольшое начальное усилие, создающее фрикционное замыкание между прижимным элементом и рабочей поверхностью тормоза. Прижимной элемент через обычный механизм поддерживается даже не каркасом затормаживаемой массы, а гидравлическом столбом, находящимся в опорном цилиндре. В опорный цилиндр вдается опорный поршень, соединенный с прижимным элементом, например, посредством обычного рычажного механизма. Прижимной элемент является частью дополнительного зажимного приспособления или, иными словами, суппорта тормоза, который закреплен не, как это имеет место обычно в уровне техники, на каркасе затормаживаемой массы. Напротив, тормозной элемент или суппорт тормоза установлен подвижно. Поэтому на основании движения затормаживаемой массы при фрикционном замыкании в суппорт тормоза подается усилие, которое через обычный рычажный механизм вводится в опорный поршень. Опорный поршень сжимает гидравлический столб опорного цилиндра, благодаря чему в результате соединения между опорным цилиндром и тормозным цилиндром давление в исполнительном органе тормозной системы увеличивается.
Из соображений целесообразности предложенный способ осуществлен таким образом, что заданный объем рабочей жидкости для отпуска тормозной системы вводят в гидравлическую полость исполнительного органа тормозной системы, при этом происходит перемещение подвижно установленного тормозного поршня, ограничивающего гидравлическую полость.
Дополнительные примеры осуществления и преимущества изобретения являются предметом последующего описания примера осуществления предложенной гидравлической тормозной системы с учетом приложенного чертежа, который схематически поясняет пример осуществления предложенной тормозной системы.
На чертеже представлен пример осуществления предложенной тормозной системы 1 в схематическом изображении, при этом в нижней части чертежа показано устройство 1 в частичном разрезе в виде сверху, и в верхней части чертежа показана тормозная система 1 в частичном разрезе в виде сбоку. Как видно, гидравлическая тормозная система 1 содержит контур 2 высокого давления и контур 3 низкого давления, которые соответственно соединены с гидроаккумулятором 4 и с баком 5 низкого давления. Контур 2 высокого давления и контур 3 низкого давления через аналоговый регулировочный клапан 6, служащий как тормозной клапан, соединены с исполнительным органом 8 тормозной системы, снабженным тормозным цилиндром 9 и прижимным элементом 14. Тормозной цилиндр 9 разделен тормозным поршнем 10 на тормозную камеру 12 и тормозную возвратную камеру 11. От тормозного поршня 10 стыковочный шток 13 проходит к прижимному элементу 14, предусмотренному для прижатия к тормозному диску 15. Тормозной диск 15, например, без возможности поворота соединен с мостом рельсового транспортного средства. Кроме того, между тормозным цилиндром 9 и прижимным элементом 14 установлена предварительно натянутая нажимная пружина 16, которая опирается одной стороной на прижимной элемент, а другой стороной на тормозной цилиндр 9. Можно видеть, что тормозной цилиндр 9 выполнен как дифференциальный цилиндр. Иными словами, стыковочный шток 13 установлен лишь на одной стороне тормозного поршня 10, в результате образованы разные по величине рабочие поверхности на тормозном поршне 10. Тыльная относительно поршневого штока сторона тормозного поршня 10 имеет большую по величине рабочую поверхность, поскольку на стороне поршневого штока только кольцевая поверхность может быть нагружена давлением рабочей жидкости. Из-за этого при равенстве давлений на обеих сторонах происходит фрикционное замыкание между прижимным элементом 14 и рабочей поверхностью 15 тормоза. Приложенное при этом к прижимному элементу 14 тормозное усилие поддерживается нажимной пружиной 16.
Исполнительный орган 8 тормозной системы со своим тормозным цилиндром 9, прижимным элементом 14, нажимной пружиной 16 и стыковочным штоком 13 вместе с регулировочным клапаном 6 является частью дополнительного зажимного приспособления 17, которое - как показано двойной стрелкой - не жестко, а подвижно установлено на каркасе 24 рельсового транспортного средства. При этом дополнительное зажимное приспособление 17 через соединительные элементы 18 опирается на заполненный рабочей жидкостью опорный цилиндр 19, который жестко соединен с каркасом 24 затормаживаемого рельсового транспортного средства. Кроме того, соединительные элементы 18 соединены с выступающим в опорный цилиндр 19 опорным поршнем 20. Опорный цилиндр 19 выполнен как так называемый блок цилиндров, рабочие поверхности опорных поршней 20 на обеих сторонах равны. Опорный поршень 20 разделяет опорный цилиндр 19 на опорную камеру 21 и выходную камеру 22. Опорная камера 21 и выходная камера 22 через гидропроводы соединены с контуром 3 низкого давления, соответственно, с контуром 2 высокого давления. Для контролирования гидравлического давления установлены измерительные датчики 25, которые с входной стороны нагружаются гидравлическим давлением Р, а на выходной стороне вырабатывают напряжение U, соответствующее гидравлическому давлению Р.
Работа предложенной гидравлической тормозной системы заключается в следующем: для запуска процесса торможения, например, устанавливают равенство давлений между тормозной камерой 12 и тормозной возвратной камерой 11. Благодаря пружине 16 и разным по величине рабочим поверхностям тормозного поршня 10 происходит смещение прижимного элемента 14 к рабочей поверхности 15 тормоза с фрикционным замыканием. Рабочая поверхность 15 тормоза вращается при перемещении рельсового транспортного средства, в результате чего к прижимному элементу 14 и тем самым ко всему дополнительному зажимному приспособлению 17 благодаря фрикционному замыканию между прижимным элементом 14 и рабочей поверхностью 15 тормоза прикладывается усилие. Это усилие воздействует на гидравлический столб на выходе 22. В выходной камере 22 давление рабочей жидкости повышается. Если величина давления в выходной камере 22 выше величины давления в контуре 2 высокого давления, то открывается обратный клапан 23, при этом повышается гидравлическое давление в исполнительном органе 8 тормозной системы и тем самым усилие, с которым прижимной элемент надавливает на рабочую поверхность тормоза. Поскольку рельсовое транспортное средство может перемещаться в двух направлениях, то сказанное относится также к опорной камере 21. Одновременно в процессе торможения в гидроаккумуляторе 4 накапливается определенный дополнительный объем рабочей жидкости. Общий объем рабочей жидкости гидроаккумулятора определяет последующее расстояние между прижимным элементом 14 и рабочей поверхностью 15 тормоза.
Для отпуска тормозной системы регулировочный клапан 6 соединяет контур 2 высокого давления и тем самым гидроаккумулятор 4 с возвратной камерой 11 исполнительного органа 8 тормозной системы. Благодаря давлению в гидроаккумуляторе 4 тормозной поршень 10 с увеличением объема возвратной камеры 11 перемещается, при этом прижимной элемент 14 отводится от рабочей поверхности 15 тормоза с образованием зазора. Этот отвод происходит до тех пор, пока не будет выбран весь объем рабочей жидкости гидроаккумулятора 4. Иными словами, объем накопленной в гидроаккумуляторе рабочей жидкости определяет обратный ход прижимного элемента 14 от рабочей поверхности 15 тормоза.