антиблокировочная система автотранспортных средств

Формула изобретения

Антиблокировочная система автотранспортных средств, содержащая устройство управления, дистанционно управляемый двигатель, трансмиссию с ведущими колесами, включающую сцепление, коробку переключения передач, карданный вал, главную и дифференциальную передачи, колеса автотранспортного средства, оснащенные тахометрами, отличающаяся тем, что трансмиссия содержит, по меньшей мере, две пары ведущих колес, коробка переключения передач выполнена дистанционно управляемой от устройства управления, межосевой дифференциал подключен к коробке переключения передач, к межосевому дифференциалу подключены дистанционно управляемые устройством управления главная и дифференциальная передачи всех ведущих пар колес, а управляемые пары колес оснащены датчиком углового положения колес, подключенным к устройству управления, при этом устройство управления выполнено с возможностью при заносе или блокировке одного из колес, принадлежащих к активной паре, перевода дополнительных пар колес в активное состояние.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению, является антиблокировочной системой колес транспортных средств, предназначена, прежде всего, для оснащения автотранспортных средств.

Известны антиблокировочные системы (в дальнейшем АБС) для предотвращения блокировки колес автотранспортных средств (в дальнейшем АС) при их торможении [1. стр.214], в частности, использующие отдельно расположенный модулирующий клапан с тремя или четырьмя парами клапанов. Работает система следующим образом. При торможении АС, если колесо блокируется, впускной модулирующий клапан закрывается, запрещая дальнейшее повышение давление в тормозе. Если колесо остается заблокированным, открывается выпускной модулирующий клапан, который снижает давление в тормозе.

Недостатками существующей АБС являются:

1. Необходимость наличия специальной системы торможения.

2. Принцип торможения основан на использовании силы трения, что приводит к перегреву и преждевременному износу трущихся тормозных деталей.

3. Использование специальной самостоятельной тормозной системы усложняет конструкцию и удорожает АС.

4. Невозможность обеспечения режима рекуперации энергии торможения АС.

5. Отсутствие учета дополнительной разности скорости вращения колес АС при его повороте.

Наиболее близким по технической сущности, принятым за прототип является "Трансмиссия автомобиля с четырьмя ведущими колесами" патент SU 342330 A [3].

Данная трансмиссия оснащена трехвходовым межосевым дифференциалом и трехвходовыми осевыми дифференциалами, установленными на передних и задних колесах автомобиля. Постоянно ведущими являются передние колеса, а кардан задних ведущих колес оснащен обгонной муфтой с ручной ее блокировкой в случае возникновения ситуации расцепления потока мощности.

Действия антиблокировочной системы распространяется только до переднего и заднего карданных валов и заключается в жесткой механической блокировке межосевого дифференциала, если разность скорости вращения карданных валов превосходит наперед заданную, нерегулируемую величину, что превращает трансмиссию автомобиля в трансмиссию с одной парой передних ведущих колес.

Недостатками данной трансмиссии являются:

1. Не позволяет переключать ведущие пары колес автомобиля.

2. Не применима к автомобилям, имеющим более двух пар ведущих колес.

3. Не учитывает разности скоростей вращения, именно колес, в т.ч. и при повороте автотранспортного средства.

4. При движении автомобиля задним ходом, рассматриваемое устройство становится неработоспособным.

5. При срабатывании антиблокировочных устройств, автомобиль переводится в одноприводной.

6. Работа обгонных антиблокировочных муфт основана на использовании силы трения скольжения фрикционных дисков, что приводит к их ускоренному износу.

7. Не позволяет отказаться от использования тормозов традиционного исполнения, использующих силу трения-скольжения.

8. Невозможно обеспечение режима рекуперации энергии торможения энергии АС.

Технический результат, который достигается применением заявленного изобретения, это:

1. Отказ от применения традиционных тормозных систем в АС.

2. Отсутствие трущихся рабочих деталей.

3. Позволяет осуществить режим рекуперации энергии торможения.

4. Учет дополнительной разности скорости вращения колес АС при его повороте.

5. Обеспечивает повышенную проходимость АС.

6. Обеспечивает режим адаптационной оптимальной проходимости АС через переход от одноприводного автомобиля к многоприводному при возникновении плохих дорожных условий.

7. Обеспечивает равномерность износа поверхности шин АС, соприкасающихся с дорожным покрытием.

8. Обеспечивает переключение ведущих пар колес АС.

9. Применимо к АС, имеющим более двух пар ведущих колес.

10. АБС сохраняет свою работоспособность при движении автомобиля задним ходом.

Заявленный результат достигается тем, что трансмиссия содержит, по меньшей мере, две пары ведущих колес, коробка переключения передач выполнена дистанционно управляемой от устройства управления, межосевой дифференциал подключен к коробке переключения передач, к межосевому дифференциалу подключены дистанционно управляемые устройством управления главная и дифференциальные передачи всех ведущих пар колес, а управляемая пара колес оснащена датчиком углового положения колес, подключенным к устройству управления, при этом, устройство управления выполнено с возможностью при заносе или блокировке одного из колес, принадлежащего к активной паре, перевода дополнительных пар колес в активное состояние.

Схема АБС приведена на чертеже. Авторская изобретательская идея заключается в том, чтобы использовать энергетическую часть АС, как для ускорения, так и для его торможения, причем с рекуперацией энергии торможения АС. Предлагается отказаться от использования всевозможных тормозов в АС в традиционном их исполнении. Целью является обеспечение автоматического максимального сцепления колес с дорожным покрытием, как при ускорении, так и при торможении АС, причем, при любом состоянии, как поверхности дорожного покрытия, так и поверхности колес АС, соприкасающихся с дорожным покрытием. Проскальзывание поверхности колес АС относительно дорожного покрытия не должно превышать 20%.

Обеспечение автоматического максимального сцепления колес АС с поверхностью дорожного покрытия достигается через дистанционное управление:

- двигателем АС (Дв),

- согласно изобретению дополнительно трансмиссией АС.

Управление двигателем заключается в регулировке его момента (вращающего или тормозного), а трансмиссией - в дистанционном переключении передаточного отношения коробки переключения передач (КПП) и в дистанционном переключении - переводе дополнительных пар колес АС из пассивного в активное состояние, т.е. их подключении к энергетической системе АС при исходной одной ведущей активной паре колес АС.

Дистанционное переключение, подключение - отключение межосевого дифференциала (ГДП) к энергетической системе АС позволяет превращать автомобиль:

- в заднеприводной,

- в переднеприводной,

- в полноприводной.

Переключение пар колес из пассивного в активное состояние и наоборот можно осуществить применением в главной и дифференциальной передачах (ГДП) многовходовых дифференциальных передач в отличие от традиционной трехвходовой. Примером четырехвходовой дифференциальной передачи является жесткое соединение любыми одним из валов двух трехвходовых дифференциальных передач. Таким образом, чтобы перевести колесную пару в активное состояние, т.е. механически подключить ее к энергетической системе АС, необходимо:

- отключить тормоз ведущего вала межосевого дифференциала (Т1),

- включить тормоз четвертого вала осевого дифференциального редуктора (T2).

Пассивное состояние осевой пары колес АС это:

- расторможенное состояние четвертого вала дифференциального редуктора (Т2),

- заторможенное состояние соответствующего ведущего вала межосевого дифференциала (Т1).

В целом, АБС работает следующим образом. В исходном состоянии фиксируемым рычагом ручного тормоза свободный вал межосевого дифференциала переводится в заторможенное состояние (на чертеже не показан). Этот вал параллельно оснащен также и педалью ножного тормоза. Если устройство управления обнаруживает занос или блокировку одного из колес, принадлежащего к активной паре АС, через разность показаний датчиков скоростей вращения колес (Д1), оно вначале переводит дополнительные пары колес в активное состояние. Если и после этого наблюдается запредельный занос или блокировка колес, то, управляя коробкой переключения передач (КПП) и двигателем (Дв), устройство управления добивается ликвидации заноса или блокировки активных колес АС.

При развороте АС устройство управления учитывает дополнительную разность в скорости вращения колес, снимая показания с датчика Д2.

В случае возникновения необходимости буксировки транспортного средства, при неисправном двигателе, или системы управления, ведомый вал межосевого дифференциала находится в заторможенном состоянии. В этом случае, рычагом ручного тормоза тормоз свободного вала межосевого дифференциала выключается и в дальнейшем торможение транспортного средства осуществляется педалью ножного тормоза.

Данная антиблокировочная система применима на любом автотранспортном средстве совместно с "Энергетической технической системой Гребенникова", приведенной в патенте №2216635, (2).

На чертеже показана антиблокировочная система АС, на которой:

ДВ - двигатель,

КПП - коробка переключения передач,

МД - межосевой дифференциал,

ГДП - дифференциальная передача колесной пары,

Т1 - тормоз главной передачи,

Т2 - тормоз дифференциальной передачи,

K1, K2 - колесная пара АС,

НК1, НК2 - управляемая пара колес АС,

Д1 - датчик скорости вращения колес,

Д2 - датчик угла положения управляемой пары колес АС.

Источники информации принятые во внимание

1. А.А.Косенков "Устройство тормозных систем", Ростов-на-Дону, "Феникс", 2003 г.

2. "Энергетическая техническая система Гребенникова", патент №2216635.

3. "Трансмиссия автомобиля с четырьмя ведущими колесами", патент SU 342330 A.

4. "Датчик скорости и углового положения колеса транспортного средства", патент SU 588910 A.