аварийное тормозное устройство

Формула изобретения

Аварийное тормозное устройство автотранспортного средства, содержащее установленные на раме автотранспортного средства тормозной механизм, вводимый в контакт с дорожным полотном, и систему силового привода тормозного механизма, отличающееся тем, что тормозное устройство снабжено системой поглощения кинетической энергии автотранспортного средства, выполненной в виде ползуна в форме ступенчатой прямоугольной плиты, свободно с зазорами размещенного в полости жестко прикрепленной к раме направляющей коробчатого сечения, внутри которой к ее основаниям ребрами прикреплены перекрывающие рабочий ход ползуна пластинки из пластичного материала, ориентированные под острым углом к направлению рабочего хода ползуна, система силового привода тормозного механизма выполнена в виде установленного на раме автотранспортного средства с наклоном в направлении его движения корпуса с встроенным в него пиропатроном, снабженным электрозапалом, а тормозной механизм представляет собой шток, один конец которого введен внутрь корпуса силового привода до контакта с пиропатроном, другой конец снабжен клином для внедрения штока в материал дорожного полотна, а в средней части штока между двумя ограничителями свободно установлено звено связи тормозного механизма с ползуном системы поглощения энергии.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для быстрого гашения скорости автотранспортного средства в аварийных ситуациях.

Известно аварийное тормозное устройство автотранспортного средства, содержащее замкнутую тормозную ленту, опорные ролики и телескопический откидной рычаг, подвешенные к раме транспортного средства и вводимые в контакт с колесом и дорожным полотном, а также систему силового привода для приведения рычага в рабочее и транспортное положения (см. а.с. СССР №1301738, кл. В 60 Т 1/14, 1983).

Недостатками известного устройства являются значительная сложность конструкции, а главное - низкая эффективность торможения и большой тормозной путь вследствие значительно растянутого времени процесса преобразования кинетической энергии движения транспортного средства в работу сил трения тормозных сил.

Известно также аварийное тормозное устройство, содержащее подвешенный к кузову тормозной башмак и закрепленный на днище кузова силовой гидравлический механизм поднятия и опускания башмака, включающий гидроцилиндр со стоком, возвратную пружину и поворотный рычаг управления (см. патент США №3994569, кл.188-5, 1976).

Недостатком известного устройства является низкая эффективность торможения и сравнительно большой тормозной путь.

Это объясняется малой интенсивностью рассеяния кинетической энергии движения транспортного средства при трении башмака с шинами о дорожное полотно, необходимости значительного времени протекания данного процесса и большого тормозного пути для полного гашения кинетической энергии движущегося транспортного средства.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению является аварийное тормозное устройство автотранспортного средства, содержащее установленные на раме автотранспортного средства тормозной механизм, вводимый в контакт с дорожным полотном, и систему гидравлического силового привода тормозного механизма, включающую гидроцилиндр со штоком и механизмом его вертикального перемещения, возвратную пружину и поворотный рычаг управления (см. а.с. СССР №1366436, кл. В 60 Т 1/14, 1986), и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются низкая эффективность торможения и большой тормозной путь при одновременно сложной конструкции устройства, наличии значительного числа контактирующих гидромеханических узлов.

Сущность изобретения связана с изменением самого принципа действия известных устройств. Во всех известных аварийных тормозных устройствах качественно сохранен принцип действия обычных тормозных устройств, а дополнительное преобразование кинетической энергии движения в работу тормозных сил осуществляется только за счет увеличения зон и изменения характера контакта: башмака с жилами с дорожным полотном, тормозной ленты с колесом и дорожным полотном и т.д. Это обуславливает замедленный процесс гашения кинетической анергии, низкую эффективность торможения, значительный тормозной путь. В предлагаемом аварийном тормозном устройстве реализован процесс практически мгновенного торможения с жесткой фиксацией автомобиля относительно дорожного полотна, сопровождающийся импульсным преобразованием кинетической энергии движения автотранспортного средства в энергии вязко-упругого деформирования путем введения в автотранспортное средство специального энергопоглощающего устройства повышенной эффективности, пластически разрушаемого в процессе торможения, но не влияющего на живучесть автомобиля и пассажиров. Принцип действия такого устройства подобен устройствам для защиты транспортных средств при ударных столкновениях, предусматривающих введение в конструкцию транспортного средства специальных энергопоглощающих пластически деформируемых элементов и узлов с возможностью их разрушения: корпусов, рам, бамперов и т.п., не подлежащих восстановлению, однако, сохраняющих жизнь пассажирам. В предлагаемом устройстве такой энергопоглощающий узел, отличаясь принципиально новой конструкцией, выполняет полностью другие функции: поглощает не кинетическую энергию соударения транспортного средства с препятствием, а кинетическую энергию практически мгновенно тормозящего транспортного средства, превращая ее в энергию упруго-пластического деформирования элементов энергопоглощающего узла.

Технический результат - повышение эффективности торможения и упрощение конструкции устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном аварийном тормозном устройстве автотранспортного средства, содержащем установленные на раме автотранспортного средства тормозной механизм, вводимый в контакт с дорожным полотном, и систему силового привода тормозного механизма, особенность заключается в том, что тормозное устройство снабжено системой поглощения кинетической энергии автотранспортного средства, выполненной в виде ползуна в форме ступенчатой прямоугольной плиты, свободно с зазорами размещенного в полости жестко прикрепленной к раме направляющей коробчатого сечения, внутри которой к ее основаниям ребрами прикреплены перекрывающие рабочий ход ползуна пластинки из пластичного материала, ориентированные под острым углом к направлению рабочего хода ползуна, система силового привода тормозного механизма выполнена в виде установленного на раме автотранспортного средства с наклоном в направлении его движения корпуса с встроенным в него пиропатроном, снабженным электрозапалом, а тормозной механизм представляет собой шток, один конец которого введен внутрь корпуса силового привода до контакта с пиропатроном, другой конец снабжен специальным клином для внедрения штока в материал дорожного полотна, а в средней части штока между двумя ограничителями свободно установлено звено связи тормозного механизма с ползуном системы поглощения энергии.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображено предлагаемое тормозное устройство, общий вид; на фиг.2 - разрез по А-А на фиг.1.

Аварийное тормозное устройство автотранспортного средства содержит установленный на раме 1 (днище кузова) автотранспортного средства тормозной механизм, вводимый в контакт с дорожным полотном 2, и систему силового привода тормозного механизма, при этом аварийное тормозное устройство снабжено системой поглощения кинетической энергии автотранспортного средства, выполненной в виде ползуна 3 в форме ступенчатой прямоугольной плиты, свободно с зазорами 4 размещенного в полости жестко прикрепленной к раме 1 направляющей 5 коробчатого сечения, внутри которой к ее основаниям ребрами прикреплены перекрывающие рабочий ход ползуна 3 пластинки 6 из пластичного материала, ориентированные под острым углом к направлению рабочего хода ползуна 3, причем пластинки 6 перекрывают движение толстой части ползуна 3, а тонкая часть ползуна 3 плотно вставлена в зазор между противоположными закрепленным свободными ребрами пластинок 6, система тормозного механизма выполнена в виде установленного на раме 1 автотранспортного средства с наклоном в направлении его движения корпуса 7 с встроенным в него пиропатроном, снабженным электрозапалом, а тормозной механизм представляет собой шток 8, один конец которого введен внутрь корпуса 7 силового привода до контакта с пиропатроном, другой конец снабжен специальным клином 9 для внедрения штока 8 в материал дорожного полотна 2, а в средней части штока 8 между двумя ограничителями 10 свободно установлено гибкое звено связи тормозного механизма с ползуном 3 системы поглощения энергии, выполненное, в частности, в виде цепи 11, один конец которой закреплен между ограничителями 10, а другой вставлен в отверстие 12 на конце тонкой части ползуна 3. Пластинки 6 выполнены из пластичной стали или алюминия, клин 9 - из закаленной стали высокой прочности. Тормозное устройство прикреплено к днищу кузова в задней части автомобиля, при этом жесткость узлов крепления к автомобилю коробчатой направляющей 5 должна быть значительной, а именно: усилие сопротивления по отрыву этого блока должно значительно превышать усилие сопротивления, оказываемое пластинками 6 при их пластическом сминании и срезе ползуном 3. Поэтому в рамной конструкции автомобиля направляющая 5 крепится непосредственно к раме, в безрамных конструкциях - к днищу кузова в специальных местах с усилением точности и жесткости. Кнопка включения аварийного тормозного устройства выведена непосредственно на пульт управления автомобилем.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

При возникновении критической аварийной ситуации кнопка аварийного тормозного устройства нажимается одновременно с приведением в действие основной тормозной системы. При этом срабатывает электрозапал пиропатрона, производится выстрел, шток 8 с клином 9 внедряется в материал дорожного полотна. 2. Ползун 3, связанный со штоком 8, остается на месте, а коробчатая направляющая 6 вместе с автомобилем продолжает движение вправо на фиг.1 При этом толстой частью ползуна 3 осуществляется последовательное пластическое смятие и вминание в зазоры 4 наклонных пластинок 6 с одновременным срезом выступающих выше зазора при смятии частей пластинок 6. Такое смятие со срезом пластичной стали сопровождается эффективным гашением кинетической энергии движения автотранспортного средства, резким снижением его скорости. При этой предлагаемая аварийная и основная тормозные системы работают одновременно и независимо друг от друга, что позволяет добиться максимально возможного эффекта. Увеличивая рабочую длину системы поглощения кинетической энергии (естественно, в пределах, позволяющих конструкцией автомобиля), число пластин 6, их конструктивно-технологические упругие и прочностные характеристики, можно добиться высокой эффективности торможения предлагаемым устройством, заранее заданной величины тормозного пути при данной скорости автомобиля.

По мнению заявителей предлагаемое устройство довольно эффективно, имеет сравнительно простую конструкцию, характеризуется новым оригинальным подходом к решению важной проблемы, вследствие чего может найти практическое применение.