Результат интеллектуальной деятельности: АВАРИЙНОЕ ТОРМОЗНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к устройствам для экстренного торможения транспортного средства в момент его аварийного столкновения.

Известны аварийные тормозные устройства транспортных средств, приводимые в действие в общем случае непосредственно водителем в момент возникновения аварийной опасной ситуации и содержащие либо подвешенный к кузову тормозной башмак, опускаемый на дорожное полотно с помощью упругих электромеханических элементов /см. патент США №3472332, кл. B60R 19/09, 1969 [1]/, кулачкового механизма, подключенного к системе гидропривода /см. патент США №3994369, кл. 188-5, 1976 [2]; а.с. СССР №1366436, кл. B60T 1/14, 1986 [3]/, либо расположенные на кузове автомобиля перед задними колесами тормозные элементы, включающие жидкую и твердую фазы составляющих с возможностью их смешивания по сигналу из кабины, затвердевания и выбрасывания на дорожное полотно с помощью специальных поршневых толкателей и пневмопривода /см. патент РФ на изобретение №2277479, кл. B60T 1/14, B60B 39/08, 2006 [4]/, либо расположенную на днище автомобиля емкость, заполненную наполнителем в виде дисперсного материала, а также системы подачи и отвода жидкости от дорожного полотна, переводящие дисперсный материал в псевдожидкое состояние с повышенной плотностью /см. патент РФ на изобретение №2229552, кл. E01F 13/12, 2001 [5]/, либо расположенный на раме автомобиля вакуумный прижим, выполненный в виде замкнутой полости, сообщаемой с эжекторным насосом, функционирующим от инжектирующего газа /см. патент РФ на полезную модель №103784, кл. B60T 1/14, 2009 [6]/.

Недостатками всех известных устройств является предельная сложность конструкции за счет наличия специальных электромеханических и гидравлических средств переключения и регулировки тормозных механизмов для их сцепления с дорожным полотном /см. [1], [2], [3]/, специфичность и сложность механизмов для взаимодействия химических реагентов, их смешивания, разгрузки и подачи на дорожное полотно, вакуумных прижимов, инжекторных насосов и т.п. /см. [4], [5], [6]/, а также малое быстродействие и, соответственно, низкая эффективность аварийного торможения вследствие невозможности как автоматического срабатывания устройств [1]÷[6] непосредственно от удара без их предварительного включения, так и затрат времени, требуемого для химического и физического взаимодействия реагентов, обеспечивающего их переход из жидкого и газообразного в твердое и дисперсное состояния /[4], [5]/, необходимые для контакта автомобиля с дорожным полотном.

Известны также аварийные тормозные устройства транспортных средств, приводимые в действие в момент аварии непосредственно от удара, содержащие либо шарнирно соединенные с бампером продольные упоры с заостренными для внедрения в землю концами с механизмом их опускания на дорожное полотно, срабатывающим непосредственно от ударной силы, типа рычажных передач, электронно-управляемых систем и т.п. /см. патент РФ на изобретение №2307037, кл. B60R 19/02, B60T 1/14, 2004 [7]/, либо имеющие возможность внедрения в дорожное полотно силовые стержни с удерживающими тросами, сопряженные с пиротехническими устройствами, также срабатывающими непосредственно от ударной силы /см. патент РФ на изобретение №2378139, кл. B60T 1/14, 2006 [8]/.

Недостатками данных устройств также являются значительная сложность конструкций, а также предельно узкие, ограниченные отдельными типами транспортных средств, области применения.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности существенных признаков является аварийное тормозное устройство, содержащее телескопический откидной рычаг, шарнирно подвешенный к раме транспортного средства и снабженный гибкой тягой и подпружиненной защелкой для удержания откидного рычага в транспортном положении, а также закрепленные на откидном рычаге опорные ролики, охваченные замкнутой тормозной лентой, контактирующей с колесом транспортного средства и дорожным покрытием в рабочем положении откидного рычага, снабженного главным и управляющим силовыми цилиндрами для подъема рычага в транспортное положение и регулирования прижатия ленты к колесу, а также закрепленное инерционное приспособление с подпружиненной массой для снятия тормозного устройства с защелки /см. а.с. СССР №1301738, кл. B60T 1/14, 1985 [9]/, и принятое за прототип.

Недостатками устройства-прототипа являются значительная сложность, громоздкость и низкая надежность конструкции за счет наличия большого количества составляющих ее сложных узлов и элементов с упругими и гибкими связями, а также низкая эффективность аварийного торможения вследствие сравнительно малой тормозной силы, развиваемой тормозной лентой даже при максимальном ее прижатии к колесу транспортного средства.

Сущность изобретения заключается в создании сравнительно простой конструкции аварийного тормозного устройства, обеспечивающей эффективное автоматическое торможение транспортного средства непосредственно в момент возникновения аварийной инерционной перегрузки путем заклинивания задних колес транспортного средства в месте их контакта с дорожным полотном.

Технический результат - повышение эффективности аварийного торможения транспортного средства, упрощение конструкции тормозного устройства и повышение его надежности.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном аварийном тормозном устройстве, включающем откидной рычаг, шарнирно подвешенный к раме транспортного средства, фиксатор для удержания рычага в прижатом к раме транспортном положении с упруго закрепленной на раме подвижной инерционной массой для снятия рычага с фиксатора, а также механизм перевода рычага в рабочее положение с заданным усилием прижатия к заднему колесу и дорожному полотну, особенность заключается в том, что откидной рычаг выполнен в виде изогнутой в форме части полого цилиндра стальной пластины, армированной с обеих сторон шероховатой шипованной резиной и плотно охватывающей переднюю поверхность колеса в рабочем положении устройства, механизм перевода рычага в рабочее положение выполнен путем снабжения шарнирного крепления верхнего торца пластины к раме исходно закрученной витой цилиндрической пружиной, обеспечивающей в рабочем положении устройства силовое введение нижнего свободного торца пластины в зону контакта передней поверхности колеса с дорожным полотном, а фиксатор для удержания рычага в транспортном положении представляет собой укрепленные на раме и верхней поверхности пластины Г-образные скобы, рядом расположенные параллельные горизонтальные участки которых соединены свободно надетым на них кольцевым магнитом, примыкающим своей наружней боковой поверхностью к задней стороне инерционной массы, выполненной ферромагнитной и имеющей возможность свободного охвата своим глухим отверстием вышеуказанных участков скоб.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство на общем виде /сплошными линиями - в транспортном положении, пунктирными - в рабочем положении/; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 на место шарнирного крепления рычага к раме.

Аварийное тормозное устройство содержит откидной рычаг 1, шарнирно подвешенный к раме 2 транспортного средства, фиксатор для удержания рычага 1 в прижатом к раме 2 транспортном положении с упруго закрепленной на раме 2 с помощью пружины 3 растяжения-сжатия подвижной инерционной массы 4 для автоматического снятия рычага 1 с фиксатора, а также механизм перевода рычага 1 в рабочее положение с заданным усилием прижатия к заднему колесу 5 и дорожному полотну 6, при этом откидной рычаг 1 выполнен в виде изогнутой в форме части полого цилиндра пластины, армированной с обеих сторон шероховатой шипованной резиной 7 и плотно охватывающей своей вогнутой поверхностью переднюю поверхность колеса 5 в рабочем положении устройства. Механизм перевода рычага /пластины/ 1 в рабочее положение выполнен путем снабжения шарнирного крепления пластины 1 к раме 2, состоящего /см. фиг. 2/ из кронштейнов 8 с отверстиями 9 со свободно введенной в них осью 10 с жестко надетым на нее и приваренным верхним торцом пластины 1, исходно закрученными витыми цилиндрическими пружинами 11, плотно надетыми на свободные концы оси 10 и соединенными наружными концами с осью 10, а внутренними - с кронштейнами 8. Пружины 11 создают вращающий момент, прижимающий пластину 1 свободным нижним торцом к дорожному полотну 6 и колесу 5, и обеспечивают в рабочем положении устройства при снятии фиксатора с рычага 1 /пластины/ силовое введение вышеуказанного нижнего свободного торца пластины 1 в зону контакта передней поверхности колеса 5, набегающей на дорожное полотно 6, с последним, причем, с заранее заданным усилием прижатия, задаваемым величиной крутящего момента, создаваемого исходно закрученными пружинами 11. Такое силовое введение пластины 1 под колесо 5 можно грубо назвать заклиниванием колеса 5 с дорожным полотном 6, при этом вышеуказанное усилие прижатия необходимо только для начала функционирования тормозного устройства в начальный момент времени, в следующий момент при наезде колеса 5 на пластину 1 начинает работать на торможение сам вес автомобиля, то есть здесь уже проявляется эффект заклинивания. Фиксатор для удержания пластины 1 в транспортном положении, то есть в прижатом снизу к раме 2, представляет собой укрепленные на раме 2 и верхней поверхности пластины 1 Г-образные скобы соответственно 12 и 13, рядом расположенные параллельные горизонтальные участки которых соединены свободно надетым на них кольцом 14 в виде постоянного магнита /кольцевым магнитом/. При этом наружная боковая поверхность кольца 14 примыкает /притянута/ к задней стороне инерционной подвижной массы 4, выполненной из ферромагнитного материала и имеющей глухое отверстие 15 с той же задней стороны, в которое свободно входят горизонтальные участки скоб 12, 13, однако не проходит кольцевой магнит 14.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

В обычном транспортном состоянии устройства рычаг /пластина/ 1 прижат горизонтально к нижней поверхности рамы 2 /сплошные линии на фиг. 1/, при этом закручивающий момент пружин 11 воспринимается скобами 12, 13, соединенными кольцевым магнитом 14, воспринимающим вышеуказанную нагрузку в своем радиальном направлении. Со стороны инерционной ферромагнитной массы 4 к кольцевому магниту 14 приложена осевая горизонтальная сила магнитного притяжения, стремящаяся переместить кольцо 14 вдоль горизонтальных участков скоб 12, 13 с преодолением сил трения, обусловленных нормальными силами взаимодействия скоб 12, 13 с кольцевым магнитом 14 /радиальными силами для магнита 14/. При резком аварийном торможении транспортного средства или его столкновении с препятствием и, соответственно, его резким замедлением с линейным ускорением , инерционная масса 4 смещается относительно рамы 2 вперед, то есть влево на фиг. 1. При заранее заданной величине инерционной перегрузки кольцевой магнит 14, сдвигаемый массой 4 влево, сойдет со свободных концов скоб 12, 13, оставшись на массе 4. В этот момент рычаг /пластина/ 1 скачком освобождается от фиксатора и переходит в свое рабочее положение, показанное на фиг. 1 пунктиром. В данном положении пластина 1 осуществляет активное аварийное торможение транспортного средства, причем, следует особо подчеркнуть, характер процесса торможения здесь принципиально отличается от того же процесса в устройстве-прототипе [9]. Если в последнем тормозной эффект определяется встречной тормозной силой, создаваемой тормозной лентой, прижимаемой к дорожному полотну специальным гидравлическим тормозным цилиндром, то в предлагаемом устройстве само тормозимое транспортное средство /см. выше/ наезжает /см. фиг. 1/ передней кромкой колеса 5 на свободный торец пластины 1, прижимая ее и шипованную поверхность 7 всей тяжестью транспортного средства к дорожному полотну 6, причем, чем больше скорость движения транспортного средства, тем интенсивнее процесс затягивания пластины 1 под колесо, а соответственно, и интенсивность процесса торможения. Динамику движения в данном случае можно описать как поступательное движение колеса 5 совместно с шероховатым клином, вводимым в силовой контакт с колесом 5 и дорожным полотном 6 одновременно, находящегося в условиях предельно высокого нормального давления и с увеличением давления, конусности и длины вводимого участка клина пропорционально скорости транспортного средства и времени протекания процесса аварийного торможения.

Предлагаемое устройство характеризуется предельной простотой конструкции, компактностью, высокой надежностью и позволяет при этом резко повысить эффективность процесса аварийного торможения транспортного средства.