Гидравлическая тормозная система транспортного средства

 

О И И С A Н И Е l Ьа172

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Ресоколии

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл е В 60Т 8/06 (22) Заявлено 16.09,70 (21) 1477679/11 (23) Приоритет — (32) 17.09.69 (31) 45705/69 (33) Великобритания

Опубликовано 15.02.77. Вюллегень М 6

Государствеклa комитет

Совета Ыккистров СССР оо делам изобретеикй и открытий (53) УДK 629.113-592:2 (088.8) Дата опубликования описания 01.04.77 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

РАВЛИЧЕСКАЯ ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к гидравлическим тормозным системам транспортных средств.

Известна гидравлическая тормозная система транспортных средств, содержащая главный тормозной цилиндр, модуляторы давления, связанные с глаьным тормозным цилиндром и колесными тормозами, и управляющие клапаны (1).

Наиболее близким технически» решением является тормозная система транспортного средства, содержащая главный тормозной цилиндр, регулирующий давление тор лозной жидкости, модуляторы давления, каждый из которых снабжен подвижной перегородкой и камерой, подсоединенной своим входом к главному тормозному цилиндру и выходом— к колесным тормозам, а также подвижным поршневым узлом, размещенным в выточке модулятора, сообщающейся с камерой, управляющие клапаны, регулирующие подвод жидкости к модуляторам для приведения в действие поршневого узла, и датчики скорости, размещенные возле колес, оборудованных тормозами (2).

Одним из важнейших качеств тормозных систем современных транспортных средств является скорость их срабатывания при сохранении маскимально возможной в данных условиях эффективности торможения транспортного средства.

Улучшение этого качества обеспечивает по5 вышение безопасности движения транспортного средства.

С целью увеличения быстродействия в предлагаемой системе главный тормозной цилиндр подсоединен непосредственно к одной стороне

10 подвижной перегородки модулятора, взаимодействующей с поршневым узлом, а к другой стороне подвижной перегородки — через управляющий клапан, закрытый в нормальном положении и выравнивающий давление по

16 подвижной перегородке при своем открытии по сш иалу датчика скорости.

Кроме того, в модуляторе со стороны подключения к главному тормозному цилиндру

20 установлен подвижный элемент, подпружиненный в напраьлешш подвижной перегородки, при этом полость модулятора, соединенная с главным тормозным цилиндром, расположена между подвижной перегородкой и подвижным

25 элементо»; подвижный элемент выполнен в виде поршня, установленного в выточке подвижной перегородки; подвижная перегородка может быть выполнена в виде мембраны или

547172 поршня; площади противоположных сторон подвижной перегородки различны.

На фиг. 1 показана предлагаемая гидравлическая тормозная система; на фиг. 2 — модификация схемы тормозной системы по фиг. 1; на фиг. 3 — управляющий клапан, продольный разрез; на фиг. 4 — модулятор давления, продольный разрез; на фиг. 5— модулятор давления, снабженный двумя подвижными поршневыми узлами, расположенными параллельно и приводимыми в действие одной подвижной перегородкой (продольный разрез); на фиг. 6 — график зависимости тормозного давления от времени.

Гидравлическая тормозная система содержит сдвоенный главный цилиндр 1, управляемый педалью и имеющий две рабочие полости

2 и 3. Полость 2 соединена трубопроводами 4 и 5 с колесными тормозными цилиндрами 6 задних колес транспортного средства и трубопроводами 7 и 8 — со вспомогательным и колесными тормозными цилиндрами 9. Полость 3 соединена трубопроводами 10 и 11 с основными колесными тормозными цилиндрами 12 передних колес транспортного средства.

При включении тормозов замедление вращения каждого переднего колеса регистрируется датчиком 13, а замедление вращения каждого заднего колеса — датчиком 14.

Когда замедление одного или более колес превышает заранее заданную величину, то выходной сигнал переменного тока датчика 13 или 14 на соответствующем колесе подается на электронные средства управления, которые превращают сигнал переменного тока в выходной сигнал постоянного тока. Выходной сигнал из каждого датчика 13 подается в отдельный электронный блок 15 управления, а сигналы датчика 14 — на общий блок 16 управления.

Система содержит контур подачи жидкости под давлением, состоящий из бака 17 для подачи жидкости к насосу 18 с приводом от электромотора.

Насос 18 подает жидкость под давлением в гидроаккумулятор 19, откуда жидкость под давлением подается к двум управляющим клапанам 20, а затем возвращается в бак 17.

Одновременно жидкость под давлением из гидроаккумулятора 19 подается к третьему управляющему клапану 21, а затем возвращается в бак 17.

Каждый управляющий клапан 20 может регулировать подачу жидкости в модулятор 22 давления для изменения тормозного усиления в одном из передних тормозов транспортного средства по выходному сигналу постоянного тока, получаемому от электронного блока 15, с которым он соединен. Выходные сигналы от каждого блока 15 зависят от замедления вращения тока переднего колеса при торможении, с которым блок 15 связан.

Клапан 21 может регулировать подачу жидкости в модулятор 23 давления, обеспечивая изменение величины тормозного усилия, при5

65 кладываемого к задним колесам транспортного средства в зависимости от выходного сигнала постоянного тока, получаемого от блока

16. Выходные сигналы блока 16 зависят от замедления вращения при торможении задних колес транспортного устройства.

Обратный клапан 24 расположен у выходной стороны насоса 18 для того, чтобы в системе не имела места потеря давления, которое поддерживается насосом на заданном уровне. Перепускной клапан 25 установлен в линии между насосом 18 и клапаном 24 для защиты системы от избыточного давления. Излишек жидкости возвращается в бак 17 через трубопровод 26.

Насос 18 приводится во вращение от электрического аккумулятора 27 транспортного средства, а гидроаккумулятор 19 имеет переключатель 28, контакты которого разомкнуты, когда в системе поддерживается установленное давление. При падении давления контакты переключателя 28 замыкаются, включается реле 29, и насос 18 начинает работать до тех пор, пока в системе установится нормальное рабочее давление. После этого насос 18 отключается с помощью контактов переключателя 28, которые размыкаются автоматически, В конструкции, представленной на фиг. 2 отсутствует гидроаккумулятор 19, к насосу 18 жидкость поступает непосредственно из бака

17. Насос 18 с электроприводом снабжен двумя выходными трубопроводами 30 и 31. По трубопрводу 30 жидкость под давлением подается к клапану 21. Когда последний открыт, жидкость возвращается из клапана 21 в бак

17 по трубопроводу 32. Аналогично насос 18 подает жидкость под давлением по трубопроводу 31 к клапанам 20, которые соединены последовательно с трубопроводом 33. Когда клапаны 20 открыты, жидкость возвращается из клапанов 20 в бак 17 по трубопроводу 34.

Каждый клапан 20 и 21 имеет конструкцию, представленную на фиг. 3. Корпус 35 имеет ступенчатую цилиндрическую сквозную расточку 36, разделенную внутренним пояском 37 с центральным отверстием 38. Камера 39 между одной боковой поверхностью пояска 37 и левым торцом корпуса соединена посредством радиального отверстия 40 и возвратного трубопровода с баком 17. Противоположная боковая поверхность пояска 37 служит упором для чашеобразной втулки 41, которая в своей донной части имеет центральное отверстие 42. Втулка 41 прижимается к пояску 37 пробкой 43, завинчиваемой со стороны большего диаметра расточки 36. Дистанционное кольцо 44, имеющее центральное отверстие 45 необходимого диаметра, зажато между втулкой 41 и кольцом 46, которое с другой стороны соприкасается с пробкой 43.

Кольцо 46 имеет центральное отверстие 47, диаметр которого почти равен диаметру отверстия 42 и сообщается с осевым отверстием

48, связанным с гидравлическим контуром на547172

03

С.5 соса 18. В отверстии кольца 44 помещается шарик 49, который всегда находится в одном из двух гнезд, располояенных на одной оси, проходящей через центры отверстий 42 и 47, не пропуская жидкость через соответствующее отверстие. Отверстие 45 соединено с модулятором 22 давления или 23 через радиальное сверлсние 50 в кольце 44 и радиальное отверстие 51 в цилиндрической стенке корпуса 35.

В нормальном полояенпи клапана 20 или

21 шарик 49 пртт)кттмается к птезду вокруг отверстия 47, перекрывая сообщение между трубопроводом высокого давления и модулятором

22 или 23 с помощью штока 52, расположенного в камере 39 и проходящего через отверстие 42. Шток 52 перемещается в этом направлении под действием предварительно сжатой пру>киттьт 53, одним концом упирающейся в упорную пластину 54, а другим концоът— в корпус 55 соленоида 56, приводимого в действие сигналом постоянного тока, подаваемым одним из электронных блоков 15 или 16.

Когда замедление вращения одного из тормозных колес при торможеттии превысит определенную заранее установленную величину, соленоид 56 модулятора 22 пли 23 приводится в действие сигналом постоянного тока блока

15 или 16 и шток 52 перемешается влево, преодолевая силу пружины 53. жидкость под давлением действует на шарик 49 и прижимает его к гнезду вокруг отверстия 42, прекрывая тем самым сообщентте с баком 17 через отверстие 40. Одновременно с этим жидкость под давлением подается в соответствующий модулятор 22 или 23, который работает описываемым нияе образом.

Когда замедление вращения колеса при торможении уменьшается до значения, по крайней мере равного заранее установленному значению, соленоид 56 обесточивается и пружттна 53 перемещает шток 52, который, в свою очередь, прижимает шарик 49 к гнезду вокруг отверстия 47. Кттдкость под давлением, до этого поступавшая в модулятор 22 или 23, возвращается в бак 17 через отверстие 42, камеру 39, отверстие 40.

Модулятор 23 (см. фиг. 4) состоит из корпуса 57, в котором имеются три соосных отверстия 58, 59 и 60. переходятцпх одно в другое с увеличением диаметра. Отверстие 58 с наименьшим диаметром переходит в отверстие

61, в которое ввинчена пробка 62, и теющая осевой входной канал 63 для соединения с трубопроводом 4, идущим к тормозам задних колес. Канал 63 переходит в отверстие 64 с проточкой 65, в которую входит кольцо 66, имеющес выступающий колытевой фланец 67, который упирается в уступ 68, образованный в месте перепада диаметров между отверстиями 58 и 61, и несколько выступает за пределы внутреннего торца пробки 62. Камера 69, образуемая уступом 68 и прилегающим торцом кольца бб и пробкой 62, соединена с цилтшдрамп 6 залтшх колес через радиальные отверстия 70 во флапце 67 и канал 71 в стенке корпуса 57.

Ступенчатый поршневой узел содержит дттфференциальный исполнительный поршень 72, работающий в отверстиях 59 и 60.

Поршень 72 устроен таким образом, что когда торец ступени 73 поршня 72, имеющей меньший диаметр, соприкасается с уступом

74, ступень 75 большего диаметра находится на некотором расстоянии от уступа 76, образуя камеру 77, соединенную через наклонный канал 78 с отверстием 51 клапана 21. Чашеобразный поршень 79, располояенный в камере 77, установлен с возможностью перемещения по ступени 73 поршня 72. Пружина

80 стремится переместить поршень 79 по направлению к уступу 76. Перемещение поршня

79 относительно ступени 73 ограничивается стопорным кольцом 81.

Плунжер 82 расположен и работает в отверстии 58 и выступает в камеру 69, когда ступень 73 поршня 72 упирается в уступ 74. Торец 83 плунжера 82, удаленный от ступени 73, соприкасается с внутренним торцом пары концентричных клапанных элементов 84 п 85, которые входят в отверстие 64 в пробке 62 через центральное отверстие 86 в кольце 66. Элемент 85 установлен в ответэсттттт 86 с зазором

87. Выпускное отверстие 88 соединяет отверстие 64 с зазором 87, так что жидкость из цилиндра 1 может поступать к цилиндру 6 тормозов задних колес, когда тормоза включены умеренно. Элемент 84 длиннее элемента 85.

Каждьттт элемент 84 и 85 снабжен головкой

89 и 90 соответственно на своем наружном конце. Внутренние концы элементов 84 и 85 нормально прижаты к наружному торцу плунжера 82 под действием концентричных пружин

91 и 92, опирающихся на пластину 93 с центральным отверстием. расположенную в конце отверстия 64, удаленном от плунжера 82.

В наружном конце ступени 75 поршня 72, имеющим больший дтта тетр. выполнено глухое отвеосттте, площадь которого меньше площади уступа 94 в месте изменения диаметра между ступенями 75 п 73 поршня 72.

Поршень 95 расположен в расточке 96 и удержттвается в ней пружиной 97, которая надета на стакан 98 и опирается задним концом в его фланец. охватывающий часть корпуса 57. К корпусу 57 с помощью кожуха 99 прикреплена пластина 100.

Поршень 95 имеет осевой канал 101, связывающий расточт у 96 с гттдроат,тт мучятором

19 плп насосом 18. в результате чего поступающая в расточку жидкость под давлением стремится переместить поршень 95 в направлении, противоположном действию пружины

97. и с усилием, меныпим усилия пружины 97.

Элементы 84 нормально открыты при работе тормозов под действием силы, действующей на поршень 72 и плунжер 82, которая болыпе суммарной силы пружин 91 и 92 и силы, прилагаемой и плунжеру 82 в результате давления жидкости из цилиндра 1.

547172

Для нормальной работы системы жидкость под давлением подается из цилиндра 1 к цилиндрам 6, 9, 12.

Когда при торможении замедление вращения одного из задних колес превышает заданную величину, соленоид 56 клапана 21 приводится в действие, в результате чего жидкость под давлением начинает поступать из гидроаккумулятора 19 или насоса 18 в камеру 77. жидкость действует на уступ 94 ме>1<ду ступенями 73 и 75, перемещая поршень 72 в направлении от уступа 74. Благодаря усилиям, развиваемым пружинами 91 и 92, и давлешцо главного цилиндра в отверстии 64 плунжср

82 перемещается влево, что приводит к увеличению эффективного объема камеры 69, позволяя головке 90 перекрыть поток жидкости через зазор 87 и, впоследствии, перекрыть поток жидкости, проходящий через зазор 87 между элементами 84 и 85. Таким образом, подача жидкости из цилиндра 1 к колесным цилиндрам тормозов задних колес прек1?31пается.

После этого дальнейшее перемещегн1е поршня

72 и плунжера 82 в том же направлении служит для дальнейшего увеличения объема камеры 69, а следовательно для уменьшения давления в тормозах задних колес, в результате чего уменьшается торможе>сн колес. Ro время этого движения поршень 79 первоначально находится в контакте с уступом 76 по". действием пружины 80, а затем, по мет?е,чал1:— нейшего продвижения поршня 72. захвать?вается и перемещается в том же паправлсп1пн кольцом 81.

Когда торможение колеса умсн1,п1епо до заранее установленной величи, соленоид 56 вновь приводится в действие и закрь1вает клапан 21, в результате чего прекращается HîHHча жидкости из гидроаккумулятора 19 1:.лп насоса 18 в камеру 77, после чего камера 77 начинает сообщаться через клапан 21 с блоком 17. Вначале жидкость быстро BoBBI?31113ется в бак 17 до тех по1?, пока пор1пень 79 упирается в уступ 76. После этого возврат жидкости происходит менее интенсивно. поскольку жидкость проходит только через отверстие 102 в поршень 79. Таким Обоазпм, дп того момента, когда элементы 84 и 85 от.<рпются последовательно, позволяя опять пппвести в действие тормоза обычным образом и при первоначальном давлении, проходит некоторое время. Однако пре>кче че 1 упо?1я11утый выше момент повторно"o HplfBeдсния в действие тормозов достигнут, тор .гэ.;3 HI? IIводятся в действие постепенно прп промежуточном давлении, меньшем давления в Hèëèíдpe 1, так как благодаря постепенному вхо>кдению наружного конца плунжера 82 в камеру 69 уменьшается рабочий объем камеры и сдавливается заключенная в ней жидкость.

ЗаДЕРжКа В УМЕНЬШЕНИИ ДаВЛЕНИЯ и К,".?.C "77 благодаря наличию отверстия !02 11мсет то преимущество, что в этом случае для датчика

14 имеется определенное время для того. 1тобы «уловить», что происходит Во время пост.—

1;)

4С?

50 бО

65 пенного приведения в действие тормозов перемещением плунжера 89 в камеру 69. В частности, движение псполн11тельного поршня 72 в направлении, когда элементы 84 и 85 закрываются, происходит быстрее, чем в направлении открывания клапанов (c»I. фиг. 6).

На графике (см. фпг. 6) изображены: линия возрастания давления Л в гидравлическом контуре между цплиндро 1 1 и цилиндрами

6, 9, 12 при нормальном торможении; линия снижения давления В (регулируется отверстием 42 во втулке 41 клап3ïà 20. 21, которое действует как жпклер); линия возрастания давления С (регулируется плун>кером 82 в гидравл. ческом контуре между модулятором

22 и цилпндрамп 6, 9 и 12 соответствснно). ..Озв,?атно-поступатслы?ое движение плунже1?а 82 ? IO>KCT II!?OIIC

85 BIIDBB открываются. Такое возвратно-поступательное движение ил н>ке1?3 82 контролируется IIBII>KeHIIHifи исполп11тельпого поршня 72, КОТОPblE В СВОЮ От!о1?е÷Ü 003 C,IÇ IÈÂBòOTÑß Работой клапана 21. рег;:и руюц;его подачу жидкости под давленнсм в ка."..еру 77. 11овторное открытие элементов 84 и 85 происходит тольКо тогда, когда тормпзящееся колесо соприкасается с пoBep>

1:ЕС? Воя а ЧЗЛЬНО COIIPHKBC3ЛОСЬ H 13 KOTOPOH может быть реализован больший тормозной момент, соответствуюпп и больн1ему давлению жидкости, B-:ollType между мо Чулятором 23

If I1H IIIIfHp3M1I 6 в COOTBCTCTBIIII C PO IO:KBнпем пл нжера 82.

Открытие элементов 84 и 85 происхо,ч IT тогда, когда давление, подагас.:loc в 1111лпндр 1, зпач11тельно уменьн1ается.

Модулятор давления. оп11сянн1-, 1?üïïå со ссылкой на фнг. 4, применим только тогда, когда давление дол>к 1о регулироваться в единственном трубопроводе к колесному тормозу плп тормозам.

В случае, если тормоза на колесах транспортного средства соединены крест накрест, т. с.. когда в отдсль1п.1е вспомогательные колесныс цпл1ц1дры одни:< и тех же тормозов подается >к1 дкость пз отдельных напорных полостей главного цилиндра, как, например, тормоза передних кол,с {см. <1?иг. 1 и 21, дав,ЧС111:Р B 1<3 Ждем Т1?,.бппроводC 1< ОСновномЧ 11 вспомогательном колесным цилиндрам одного и того >ке тормоза необходимо егулнровать одногременпо.

Это может быть достигнуто комбинацией двух модуляторов давления вышеописанного типа (см. фиг. 4), установленных последовательно. В т31<î.".

82 вместе с клап3111ь1?1и элементами, аналогичными элементам 84 и 85, расположены друг з3,1,?yro», так что к;!>Käûé плунжер регулирует объе.л одной лншш сдвоенной тормозной

547172

10 системы и оба плунжера приводятся в действие одновременно одним поршнем 72.

Предпочтительно однако, чтобы два плупжера 82 располагались в отдельных расточках в корпусе модулятора и управлялись одновре- 5 менно одним исполнительным поршнем. Такой сдвоенный узел модулятора изображен на фиг. 5.

Каждый плунжер 82 регулирует рабочий объем камеры 69. Каждая из пробок 62 сое- 10 динена с отдельными цилиндрами 12 и 9. Каналы 71 соединяют камеры 69 с колесными цилиндрами. Каждое переднее колесо транспортного средства (см. фиг. 5) снабжено,toдулятором, причем каждый модулятор контро- 1З лируется отдельным управляющим клапано.я

20, обеспечивающим замедление вращения колеса при торможении, регистрируемое датчиком 13, подающим сигнал на блок 15.

Когда включаются тормоза при работе ци- 2р линдра 1, цилиндры 12 и 9 управляются подачей жидкости под давлением через канал 63, отверстие 70 и канглы 71.

Когда замедление вращения одного пз передних колес при торможении превь!шает заданную величину, управляющий клапан, вызвавший замедление вращения этого колеся, подает жидкость под давлением в камеру 77.

Дальнейшая работа происходит в той же последовательности, как описано выше, за иск- д!7 лючением того, что оба плун>кера 82 работают одновременно, регули!>уя подачу жидкости через трубопроводы 8, 11 одновременно.

Преимуществом конструкции, изображенной на укц!!ей требуется только половина такта. Более того, нормальное торможение возможно даже в случае выхода из строя одного из плунжеров 82 или связанного с ним гидравлического контура. 4О

Таким образом, все усилие, развиваемое поршнем 72, действует на один плунжер 82, в результате чего выходное давление, удвоенное по величине, действует в оставшемся соответствующем исправном тормозном контуре. 45

Один модулятор 23 или каждый сдвоенный модулятор 22 может быть выполнен в виде одного узла с клапаном 21 илп 20, которым он управляется.

В тормозных системах тормоза передних ко- 5О лес транспортного средства приводятся в действие от отдельных пар цилиндров 9 и !2.

Предпочтительно, чтобы к".>ê73R ",аря "0лесных пплиttдров приводила в действие 0;ти;! тормоз. Когда колссные ц11л1111др!я кяжд011 пя 5 ры имеют равные диаметры, плошади поперечного сечения плунжеров 82 также равны. Однако, когда колесные цилиндры каждой пары имеют разный диаметр, площади поперец;ого сечения плунжеров 82 также различны.

Тормозные системы (см. фиг. 1 и 2) имеют то преимущество, что во вре, !! двпжен1!я транспортного средства энергия нш,ап7èB7åòся, и накопленная таким образом энергия используется для быстрого закрытия элементов 65

84 и 85» для быстрого уменьшения давления жидкости, подводимой к LII1.7èíäðàì 6 и 12.

Схемы (см. фиг. 1 и 2) могут быть модифицированы добавлением автоматических средств, поддерживающих корпус транспортного средства на постоянной высоте над поверхностью землн независимо от нагрузки и для регулирования тормозного усилия, прилагаемого по крайней мере к одним колесам транспортного средства, в соответствии с нагрузкой на транспортное средство, используя жидкость, поступающую пз псточгц!ка высокого давления.

Формула изобретения

1. ГII!IðàB.711Råñêàÿ тормозная система транспортного средства, содержащая главный тормозной цилиндр, регулирующий давление тормозной жидкости. модуляторы давления, каждый пз которых снабжен подвижной перегородкой и камерой, подсоединенной свопм входом к главному тормозному ILI!.71:ндру и выхОдОм — к кОлесным то!!мозям. а T3ê?1

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что в модуляторе со стороны подключения к главному тормозному цилиндру установлен подвижный элемент. подпружиненный в направлении подвижной перегородки, при этом полость модулятора, соединенная с главным тормозным цилиндром, расположена между годвижпой перегородкой и подвижным элементом.

3. Система по и. 2, 0Tlt!÷ающаяся тем, 1-о подвижный элемент вы;7олнсн в гиде I70D шня, установленного в выточке подвижной перегородки.

- 1. С11стема по !1. 1. О T;I i! ч;1 ю Ill, Я я с я те11, ЧТО ПОЛВ!1>К1!Я 1 lt t РСГОРОД! Я 13!ý! ПО 7 НЕ!!Я В В1!ДЕ мем бра ны.

5. Система по и. 1, Отличающаяся тем, что подвижная перегородка выполнена в ни!де поршня.

6. Система по и. 5. о т л и ч а ю ш я я с R тем, :то плош;1дп противоположllых сторон подt:!;>tLtt0I t перегородки различны.

11сточнпки ппфор.,!яцин, принятые во внимание прп экспертизе:

1. Патент Японии № 49 — 33314, кл. 54 В 47, 1968 г.

547172

2. Патент Франнни ¹ 1597560, кл. В 60t

8 00, 1968 г. (прототип). о47172 7 Дк 7i

Рсе 5

Составитель В. Аравии

Техред Л. Котова

Редактор В. Блохина

Корректор О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 611/10 Изд. ¹ 265 Тираж 959 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, 4(-35, Раушская наб., д. 4/5