Система торможения автомобиля

Решение относится к области машиностроения, в частности, к созданию усилия в тормозных механизмах автомобилей. Предложено усилие торможения создавать за счет преобразования электрической энергии в силовое воздействие на средство торможения за счет использования магнитострикционного элемента. Создана высоконадежная система торможения с исключением подвижных элементов, в которой могут быть использованы средства микропроцессорной техники для управления торможением. 1 с.п. ф-лы, 1 илл.

Решение относится к области машиностроения, в частности, к созданию усилия в тормозных механизмах барабанного (колодочного, ленточного) и дискового типов. В общем случае тормозная система машин состоит из тормозного привода и тормозного механизма. Тормозной привод создает усилие (приводная сила), приводящее в действие тормозной механизм, который обеспечивает преобразование кинетической энергии движущейся машины или ее части в работу трения.

В тормозных системах транспортных и транспортно-технологических машин привод состоит из задатчика усилия в виде тормозной педали, на которую воздействует водитель, преобразуемого в давление рабочего тела (жидкости или сжатого воздуха), устройств, передающих давление рабочего тела к исполнительным устройствам, в которых энергия рабочего тела преобразуется в силовое воздействие. Для уменьшения усилия, создаваемого водителем, в цепь устройства, передающего давление рабочего тела, дополнительно устанавливают усилители, работающие за счет внешних источников энергии, представляющие собой сложные устройства с обратными связями. Исполнительный элемент соединен с фрикционными элементами, перемещающимися относительно подвижной части тормозного механизма, движение которой необходимо замедлить.

Эти тормозные системы имеют недостатки, а именно, необходимость разделения цепей управления, обратных связей и силовых, организации сложного взаимодействия структурных элементов цепей, преобразования параметров различной физической природы.

В качестве прототипа принята гидравлическая тормозная система автомобиля (патент РФ 73834, В60Т 8/26, опубл. 10,06.2008).

Система содержит задатчик усилия (тормозная педаль), средства передачи усилия (трубопроводы, источник электрической энергии (аккумулятор или генератор), исполнительный механизм, состоящий из главного гидравлического тормозного цилиндра и исполнительных тормозных цилиндров - средств торможения. При торможении водитель автомобиля с помощью ножного тормоза воздействует на главный тормозной цилиндр, благодаря чему приходят в действие тормоза передних и задних колес

Недостатки прототипа следующие: использование рабочего тела (жидкости), для передачи давления которого требуется специальное оборудование, (трубопроводы, регуляторы давления рабочего тела и т.п.). Рабочее тело может теряться вследствие дефектов оборудования, что снижает надежность системы: значительные габариты системы: наличие движущихся элементов.

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением,

Решается задача создания высоконадежной системы торможения автомобиля.

Технический результат - повышение надежности торможения автомобиля с исключением подвижных элементов в системе торможения за счет использования эффекта магнитострикции.

Этот эффект используется при изготовлении преобразователей электрической энергии в энергию ультразвуковых механических колебаний, в качестве излучателя и приемника ультразвука, для измерения вибрации различных сооружений и конструкций, в качестве фильтрующих и стабилизирующих элементов в радиотехнических устройствах (Политехнический словарь под ред. И.И. Артоболевского, М. «Советская энциклопедия», 1977, с.270»), а также в станкостроении.

Технический результат достигается тем, что в системе торможения автомобиля, содержащей задатчик тормозного усилия, средства его передачи, исполнительный механизм, средство торможения, источник электрической энергии, исполнительный механизм выполнен в виде, по меньшей мере, одной электромагнитной катушки с сердечником из магнитострикционного материала, воздействующим на средство торможения, к электромагнитной катушке исполнительного механизма подключен выход усилителя мощности, один из входов которого подключен к источнику электроэнергии, а второй вход подключен к преобразователю тормозного усилия от задатчика в электрический сигнал.

Магнитострикционный материал (никель, алфер, пермаллой, пермендюр, ряд ферритов, некоторые РЗМ) изменяет размер и форму при намагничивании.

Особенно значительна магнитострикция у ферритов. В предлагаемой системе создаются значительные усилия торможения за счет удлинения магнитострикционного элемента, т.е. практически без использования подвижных элементов и тормозной среды.

Система торможения автомобиля приведена на чертеже.

Система торможения автомобиля содержит задатчик 1 тормозного усилия (педаль тормоза), средства его передачи 2 (провода), исполнительный механизм 3, средство торможения 4 (диск) вала 5, источник электрической энергии 6 (аккумулятор, генератор). Исполнительный механизм 3 выполнен, по меньшей мере, из одной электромагнитной катушки 7 (в варианте исполнения их показано две) с сердечником 8 из магнитострикционного материала, воздействующим через фрикционные элементы (колодки) на средство торможения 4, установленное на валу 5, передающем крутящий момент на колеса автомобиля. К электромагнитной катушке 7 подключен выход усилителя мощности 9, один из входов которого подключен к источнику электроэнергии 6, а второй - к преобразователю 10 задатчика 1 тормозного усилия в электрический сигнал.

Система работает следующим образом.

При торможении автомобиля водитель с помощью задатчика 1 (ножного тормоза) воздействует на преобразователь 10 тормозного усилия в электрический сигнал. При этом изменяется напряженность магнитного поля катушки 7. Этот электрический сигнал и ток от источника 6 через усилитель мощности 9 поступают на электромагнитную катушку 7. Под воздействием электромагнитного поля магнитострикционный сердечник 8 удлиняется и фрикционные элементы зажимают средство торможения 4, создавая тормозной момент.

Система достаточно проста в изготовлении и аппаратурном оформлении, обеспечивается возможность применения средств микропроцессорной техники для реализации требуемых законов управления торможением.

Система торможения автомобиля, содержащая задатчик тормозного усилия, средства его передачи, исполнительный механизм, средство торможения, источник электрической энергии, отличающаяся тем, что исполнительный механизм выполнен в виде, по меньшей мере, одной электромагнитной катушки с сердечником из магнитострикционного материала, воздействующим на средство торможения, к электромагнитной катушке исполнительного механизма подключен выход усилителя мощности, один из входов которого подключен к источнику электроэнергии, а второй вход подключен к преобразователю тормозного усилия от задатчика в электрический сигнал.