Устройство для повышения сцепных свойств колеса транспортного средства с дорожным покрытием
Полезная модель устройства для повышения сцепных свойств колеса транспортного средства с дорожным покрытием относится к автомобильной и тракторной промышленности и может быть использована при модернизации и производстве автомобилей, тракторов и других колесных машин, в целях безопасности движения. Устройство содержит герметичную емкость, выполненную в форме усеченного конуса со встроенным термоэлементом и вибратором, для твердого мелкозернистого абразивного материала и форсунку для его распыления в контакт колеса с дорогой, закрепленные на кронштейне кузова транспортного средства. Форсунка соединена с узлом избыточного давления воздуха, состоящего из воздушного компрессора, пневмоаккумулятора и двух электромагнитных клапанов, который, в свою очередь, связан через электронный блок управления с тормозной педалью. Техническим результатом является повышение сцепных свойств колеса с дорожным покрытием без механического разрушения его поверхностного слоя, за счет кратковременного увеличения шероховатости беговой дорожки шины на всей ее длине и поверхности дороги.
Полезная модель устройства для повышения сцепных свойств колеса (а значит и силы сцепления в контакте) транспортного средства с дорожным покрытием относится к автомобильной и тракторной промышленности и может быть использована при модернизации и производстве автомобилей, тракторов и других колесных машин, в целях безопасности движения.
Известно самонаматывающее противобуксовочное средство (свидетельство на полезную модель, RU, 
37673), представляющее собой гибкую ленту с замком крепления к диску колеса. Замок крепления выполнен в виде скобы, на одном свободном конце смонтировано зажимное устройство, один конец гибкой ленты выполнен с крепежной петлей, а противоположный конец снабжен пружинящим устройством захвата. Устройство предназначено для наматывания и закрепления на колесе. Данное устройство является съемным и используется при неблагоприятных дорожных условиях для увеличения проходимости автомобиля. К недостаткам этого устройства можно отнести его разрушающее действие на поверхность дорожного покрытия.
Известно устройство для повышения силы сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги (изобретение к патенту, RU, 2374086), включающее пневмоцилиндры, в которых установлены металлические стержни, смонтированные в покрышке колеса, с установленными в них электропневматическими клапанами и клапанами одностороннего действия, соединенными электрической цепью и далее соединенными с источником питания с одной стороны и компьютером, расположенным на приборной панели. При движении автомобиля по дороге, не отвечающей нормативным требованиям, металлические стержни выдвигаются из покрышки, повышая силы сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги. Недостатком данного устройства является необходимость использовать шины специальной конструкции, а при экстренном торможении оно не достаточно эффективно из-за небольшой площади поверхности стержней, соприкасающихся с поверхностью дороги для повышения силы сцепления, кроме того при торможении металлические стержни деформируются и интенсивно разрушают поверхность дорожного покрытия.
Известно устройство (изобретение к патенту, SU, 1186078) для повышения сцепления колеса с поверхностью дороги, содержащее расположенные радиально несущие лопасти противоскольжения, охватывающие шину колеса и снабженные грунтозацепами, крепящимися к колесу с помощью дисков, закрепленными болтами со ступицей. Данное устройство при выезде на дорогу с твердым покрытием необходимо демонтировать, а при необходимости торможении его использование практически невозможно, так как вызовет неизбежную поломку устройства и разрушение дорожного покрытия.
Известно устройство (изобретение к авторскому свидетельству, SU, 1801790) для повышения сцепления колеса с поверхностью дороги, включающее Г-образный грунтозацеп, выполненный с возможностью его установки на шине колеса в плоскости, совпадающей с осью колеса.
Недостатком данного устройства является невозможность использовать устройство на других типах колес с иным типом расположением отверстий в ступице или при их отсутствии. Кроме того, устройство с Г-образными грунтозацепами при торможении саморазрушается и весьма существенно нарушает целостность дорожного покрытия.
Известно устройство для повышения силы сцепления колеса автомобиля с поверхностью дороги при экстренном торможении (патент на полезную модель 97966), содержащее тормозной узел, соединенный через резьбовую втулку с электродвигателем и пультом управления, тормозной узел состоит из полукольца, расположенного над шиной и жестко соединенного со стойкой, закрепленной на оси колеса с возможностью ее вращения. Наружная поверхность полукольца выполнена с шипами и по ширине равна ширине шины. При начале торможения стойка поворачивается, полукольцо попадает под колесо автомобиля, его шипы вступают в контакт с дорожным полотном и автомобиль затормаживается. Можно отметить, что при использовании данной полезной модели положительным фактором является значительное увеличение сцепления, а, следовательно, снижение тормозного пути, а преимуществом также является и то, что при движении автомобиля без торможения, данное устройство находится в не рабочем состоянии и не мешает нормальному режиму качения колеса.
Однако недостатком данного устройства является высокая интенсивность изнашивания дорожного покрытия при торможении автомобиля за счет шипованной поверхности предлагаемого устройства и невозможность контроля водителем траектории движения автомобиля при заблокированных колесах.
Анализ всех предлагаемых конструктивных решений показывает, что общим недостатком всех перечисленных устройств является недостаточная их надежность при торможении и высокая интенсивность изнашивания и разрушения дорожного покрытия. Принцип повышения сцепления осуществляется в них за счет постоянного механического внедрения элементов устройств в поверхность дорожного покрытия и только прототип действует непосредственно в момент торможения, одновременно разрушая дорожное покрытие, однако, не мешая качению колеса в его обычном режиме.
Задачей предлагаемой полезной модели является повышение сцепных свойств колеса с дорожным покрытием без разрушения его поверхностного слоя.
Поставленная задача решается устройством для повышения сцепных свойств колеса с дорожным покрытием, содержащим герметичную емкость для твердого мелкозернистого абразивного материала и форсунку для его распыления в контакт колеса с дорогой. Емкость выполнена в форме усеченного конуса со встроенным термоэлементом и вибратором. Емкость и форсунка жестко закреплены на кронштейне кузова транспортного средства. Форсунка соединена с узлом избыточного давления воздуха, который, в свою очередь, связан через электронный блок управления с тормозной педалью. Узел избыточного давления состоит из воздушного компрессора, пневмоаккмулятора и двух электромагнитных клапанов.
Техническим результатом применения предлагаемого устройства является повышение сцепных свойств колеса с дорожным покрытием без разрушения его поверхностного слоя, за счет кратковременного увеличения шероховатости беговой дорожки шины на всей ее длине и поверхности дорожного покрытия.
При экстренном торможении, за счет избыточного давления, из герметичной емкости через форсунку в область контакта колеса с дорожным покрытием подается твердый мелкозернистый абразивный материал, который, внедряясь в беговую дорожку шины и поверхность дороги, увеличивает сцепные свойства взаимодействующих поверхностей, при этом не разрушая поверхностного слоя дорожного покрытия.
На фиг.1 представлена принципиальная схема полезной модели устройства для повышения сцепных свойств колеса транспортного средства с дорожным покрытием.
Предлагаемая полезная модель содержит: 1 - тормозную педаль; 2 - главный тормозной цилиндр (ГТЦ); 3 - колесный тормозной цилиндр (КТЦ); 4 - колеса транспортного средства; 5 - датчик (ДПР) давления в тормозном приводе; 6 - электронный блок управления (ЭБУ); 7 - регулируемый блок питания (БП); 8 - воздушный компрессор (ВК) с электроприводом; 9 - следящий датчик воздушного компрессора (ДВК); 10 - пневмоаккумулятор (ПА) сжатого воздуха; 11 - термоэлемент (ТЭ) подогрева емкости; 12 - электровибратор емкости; 13, 14 - электромагнитные клапаны; 15 - герметичная емкость с твердым мелкозернистым абразивным материалом; 16 - крышка емкости; 17 - форсунка с распылителем; 18 - кронштейн крепления форсунки к кузову; 19 - кузов транспортного средства.
Устройство для повышения сцепных свойств колеса транспортного средства с дорожным покрытием работает следующим образом.
Перед началом движения транспортного средства водитель засыпает в емкость 15 сухой мелкозернистый абразивный материал (с размером зерен в пределах 0,5-1,0 мм) и герметизирует крышкой 16. Устройство активизируется путем легкого однократного нажатия водителем на тормозную педаль 1, при этом в главном цилиндре 2 создается избыточное давление жидкости, которое передается на колесный тормозной цилиндр 3 колеса 4 и датчик давления 5 в гидроприводе. Сигнал датчика 5 передается на ЭБУ 6 автомобиля, который подключает блок питания 7 к электродвигателю воздушного компрессора 8, к термоэлементу 11 и вибратору 12. Работающий воздушный компрессор 8 подзаряжает пневмоаккумулятор 10. При достижении рабочего давления в пневмоаккумуляторе 10 контрольный датчик 9 дает сигнал ЭБУ на отключение компрессора и устройство готово к работе.
При необходимости экстренного торможения транспортного средства водитель до упора нажимает на педаль 1. За счет максимального усилия на педали 1 максимально увеличивается давление в гидроприводе колесных тормозных цилиндров. Уровень сигнала датчика 5 повышается и ЭБУ открывает электромагнитные клапаны 13 и 14 пневмоакумулятора. Сжатый воздух, поступающий от пневмоаккумулятора 10, активно выталкивает абразивный материал из емкости 15 в корпус форсунки 17. Конусная поверхность емкости, термоэлемент и вибратор способствует более интенсивной подаче абразивного материала к форсунке. Одновременно, через открытый клапан 14 сжатый воздух дополнительно подается в корпус форсунки и смешивается с абразивным материалом. Полученная воздушно-абразивная смесь выбрасывается с большой скоростью через выходное отверстие форсунки. Так как корпус форсунки закреплен на кронштейне кузова впереди колеса, то воздушно-абразивная смесь направленно попадает в область контакта колеса 4 с дорогой. Большая скорость выброса смеси способствует активному внедрению и налипанию твердых абразивных частиц на беговую дорожку шины по всей длине окружности колеса и на поверхность дороги, что обеспечивает механическое взаимодействие шероховатых поверхностей колеса и дороги, а значит и силу сцепления в контакте при торможении.
Для повышения сцепных свойств всех колес транспортного средства с дорожным покрытием форсунки могут быть установлены перед каждым колесом.
1. Устройство для повышения сцепных свойств колеса транспортного средства с дорожным покрытием, содержащее герметичную емкость для твердого мелкозернистого абразивного материала, со встроенным термоэлементом и вибратором и форсунку для подачи воздушно-абразивной смеси в область контакта колеса с дорожным покрытием, закрепленные на кронштейне кузова и соединенные с узлом избыточного давления воздуха, связанного, в свою очередь, через электронный блок управления с тормозной педалью.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что узел, создающий избыточное давление, состоит из воздушного компрессора, пневмоаккумулятора и двух электромагнитных клапанов.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что емкость для абразивного материала выполнена в форме усеченного конуса.
