Система активной безопасности

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Сазонов Игорь Сергеевич Ким Валерий Андреевич Мельников Александр Сергеевич Петренко Михаил Леонидович Юшкевич Александр Владимирович(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(57) Система активной безопасности, содержащая корпус, зафиксированный неподвижно на кронштейне передней вилки, тормозную скобу, размещенную на корпусе и охватывающую тормозной диск, зафиксированный на диске колеса, ходовой винт с двумя участками несамотормозящейся резьбы, один участок резьбы сопряжен с тормозной скобой,второй участок резьбы сопряжен с тормозной колодкой, к которой приклеена тормозная накладка, рычаг, установленный на ходовом винте с двумя участками резьбы и зафиксированный гайкой на ходовом винте, отличающаяся тем, что содержит растормаживающую 93632013.08.30 пружину, прикрепленную к рычагу и закрепленную на корпусе, силовой исполнительный элемент, установленный на корпусе и имеющий возможность поворачивать тормозную скобу, ось вращения колеса, пропущенную через подшипники, установленные в колесе, и прижимающую два датчика сил, установленные в трубах передней вилки, ось вращения колеса с помощью двух крышек прижата к трубам передней вилки, блок обработки информации, соединенный с двумя датчиками сил и силовым исполнительным элементом через соединительные разъемы и шлейфы передачи сигнала.(56) 1. Сазонов И.С. и др. Динамика колесных машин Монография. - Могилев Белорус.Рос. ун-т, 2006. - 462 с. 2. Ким В.А. Методология создания систем активной безопасности автотранспортных средств на основе силового анализа / Под ред. д-ра техн. наук, проф. Р.И.Фурунжиева. Могилев Белорусско-Российский университет, 2003. - 344 с. 3. Патент 4778, МПК В 60 Т 8/00, 2008. Полезная модель относится к механизмам для предотвращения блокирования колеса при торможении, сохранения курсовой управляемости и устойчивости движения и может быть использовано в тормозной системе колесного транспортного средства. Известно типичное антиблокировочное устройство, содержащее датчики угловой скорости колес, электронный блок обработки данных и формирования сигналов управления,исполнительный механизм - модулятор давления рабочего тела в тормозном приводе 1, 2. Наиболее существенной особенностью данного антиблокировочного устройства является его высокая сложность и стоимость. Существующее антиблокировочное устройство для двухколесных транспортных средств не отслеживает боковые силы, возникающие в пятне контакта колеса с опорной поверхностью, при движении двухколесного транспортного средства. Боковые силы, возникающие в пятне контакта колеса двухколесного транспортного средства с опорной поверхностью в момент торможения, способны привести к потере транспортным средством курсовой устойчивости, возникновению бокового скольжения колеса по опорной поверхности, невозможности движения транспортного средства по заданной траектории, что способно привести к опрокидыванию транспортного средства. В качестве прототипа выбрана антиблокировочная система с механическим тормозным механизмом, содержащая тормозную скобу, тормозной диск, тормозные колодки,возвратную пружину, корпус, шарнирно установленный на кронштейне, и пружину, воздействующую на тормозную скобу. При торможении воздействие, приложенное к рычагу, вызывает поворот винта, сопряженного с помощью резьбовой поверхности с тормозной скобой. Это создает осевое перемещение винта и тормозной скобы вследствии чего возникают усилия, прижимающие тормозные колодки к тормозному диску. Под действием возникающего тормозного момента происходит поворот корпуса тормоза шарнирно установленного на кронштейне в сторону вращения тормозного диска. При повороте корпуса вместе с ним перемещается тормозная скоба, которая с помощью штифта, установленного на тормозной скобе, упирается в кронштейн, при этом происходит поворот тормозной скобы относительно корпуса. Поворот тормозной скобы вызывает дополнительное осевое перемещение винта, вследствие чего возникает дополнительное усилие, прижимающее тормозную колодку к тормозному диску. При блокировке колеса сила трения в контакте шины с дорогой уменьшается, позволяя корпусу сократить угол закрутки и под действием возвратной пружины повернуться в 2 93632013.08.30 сторону, противоположную вращению тормозного диска. На тормозную скобу, поворачивающуюся вместе с корпусом, воздействует пружина, установленная в кронштейне,вследствие чего происходит поворот скобы относительно корпуса. Так как скоба сопряжена с ходовым винтом с помощью резьбы, поворот скобы относительно корпуса вызывает осевое перемещение винта, уменьшая тем самым усилие прижатия тормозных колодок к диску, и колесо разблокируется. Возрастание тормозного момента в следующий момент времени вновь вызывает поворот корпуса в направлении вращения тормозного диска, процесс повторяется 3. Задача полезной модели повышение эффективности системы активной безопасности. Система активной безопасности, содержащая корпус, зафиксированный неподвижно на кронштейне передней вилки, тормозную скобу, размещенную на корпусе и охватывающую тормозной диск, зафиксированный на диске колеса, ходовой винт с двумя участками несамотормозящейся резьбы, один участок резьбы сопряжен с тормозной скобой,второй участок резьбы сопряжен с тормозной колодкой, к которой приклеена тормозная накладка, силовой исполнительный элемент, установленный на корпусе и имеющий возможность поворачивать тормозную скобу, рычаг, установленный на ходовом винте с двумя участками резьбы и зафиксированный гайкой на ходовом винте, к рычагу прикреплена растормаживающая пружина, закрепленная на корпусе, ось вращения колеса, пропущенную через подшипники, установленные в колесе, и прижимающую два датчика сил, установленные в трубах передней вилки, ось вращения колеса с помощью двух крышек прижата к трубам передней вилки, блок обработки информации, соединенный с двумя датчиками сил и силовым исполнительным элементом через соединительные разъемы и шлейфы передачи сигнала. При торможении без возникновения боковых сил воздействие, приложенное к рычагу,преодолевая сопротивление пружины, закрепленной на корпусе и соединенной с рычагом,вызывает поворот винта с двумя участками несамотормозящейся резьбы, который соединен одним участком резьбы с тормозной колодкой, а вторым участком - с тормозной скобой. Это создает вращение винта и осевое перемещение тормозной скобы и тормозной колодки, вследствие чего тормозная скоба и тормозная колодка прижимаются к тормозному диску, происходит процесс торможения. При растормаживании, без возникновения боковых сил, при снятии воздействия приложенного к рычагу, пружина закрепленная на корпусе и соединенная с рычагом вызывает поворот винта с двумя участками несамотормозящейся резьбы, который соединен одним участком резьбы с тормозной колодкой, а вторым участком с тормозной скобой. Это создает вращение винта и осевое перемещение тормозной скобы и тормозной колодки вследствие чего тормозная скоба и тормозная колодка растормаживают тормозной диск,происходит процесс растормаживания. При возникновении боковых сил в пятне контакта колеса с опорной поверхностью их численное значение регистрируется датчиками боковых сил на оси вращения колеса, результаты измерения поступают в блок обработки информации, где вычисляется их модульная разница, в случае превышения разностью значений порогового значения производится подача управляющего сигнала на силовой исполнительный элемент. При поступлении управляющего сигнала на силовой исполнительный элемент происходит выдвижение штока силового исполнительного элемента. Выдвижение штока силового исполнительного элемента приводит к повороту тормозной скобы. Так как тормозная скоба сопряжена с ходовым винтом с помощью резьбы, поворот тормозной скобы относительно корпуса вызывает осевое перемещение винта, уменьшая тем самым усилие прижатия тормозных колодок к тормозному диску, и колесо разблокируется. После разблокирования колеса вращение колеса позволяет восстановить курсовую устойчивость. Это приводит к возрастанию тормозного момента и предотвращению потери управляемости. 93632013.08.30 После регистрации блоком исчезновения боковых сил, разность которых превышает пороговое значение, подается управляющий сигнал на силовой исполнительный элемент и шток силового исполнительного элемента возвращается в исходное положение. После снятия усилия со стороны силового исполнительного элемента тормозная скоба возвращается в крайнее положение под воздействием сил, действующих со стороны рычага на винт, который по средствам наличия резьбы воздействует на тормозную скобу. Повышение эффективности предлагаемой системы активной безопасности на основе анализа боковых сил достигается путем отслеживания боковых сил в пятне контакта колеса с опорной поверхностью при торможении. Отслеживание боковых сил позволяет повысить курсовую устойчивость двухколесных транспортных средств при торможении. Сущность полезной модели поясняется фигурами. На фиг. 1 представлена система активной безопасности на основе анализа боковых сил, на фиг. 2 - вид А. Система активной безопасности, содержащая корпус 1, зафиксированный неподвижно на кронштейне 16 передней вилки 5, например, с помощью болта 19, тормозную скобу 6,размещенную на корпусе 1 и охватывающую тормозной диск 8, зафиксированный на диске колеса 13, например, с помощью шести болтов 15, ходовой винт 9 с двумя участками несамотормозящейся резьбы, один участок резьбы сопряжен с тормозной скобой 6, второй участок резьбы сопряжен с тормозной колодкой 10, к которой приклеена тормозная накладка 11, силовой исполнительный элемент 7, установленный на корпусе 1 и имеющий возможность поворачивать тормозную скобу 6, рычаг 2, установленный на ходовом винте 9 с двумя участками резьбы и зафиксированный гайкой 21 на ходовом винте 9, к рычагу 2 прикреплена растормаживающая пружина 23, закрепленная на корпусе 1, ось 12 вращения колеса, пропущенную через подшипники 20, установленные в колесе 13, и прижимающую два датчика 4 боковых сил, установленные в трубах 5 передней вилки, ось 12 вращения колеса с помощью двух крышек 17 прижата к трубам 5 передней вилки, крышки 17 зафиксированы, например, с помощью четырех болтов 18, блок обработки информации 14, соединенный с двумя датчиками 4 боковых сил и силовым исполнительным элементом 7 через соединительные разъемы 3 и шлейфы 22 передачи сигнала. Система активной безопасности работает следующим образом. При торможении колеса 13 без возникновения боковых сил в пятне контакта колеса 13 с опорной поверхностью усилие, приложенное к рычагу 2, преодолевая сопротивление пружины 23, закрепленной на корпусе 1 и соединенной с рычагом 2, вызывает поворот винта 9 с двумя участками несамотормозящейся резьбы, который соединен одним участком резьбы с тормозной колодкой 10, к которой приклеена тормозная накладка 11, а вторым участком - с тормозной скобой 6. Это создает осевое перемещение винта 9 и тормозной скобы 6, вследствие чего возникают усилия, прижимающие тормозные колодки 10 к тормозному диску 8, закрепленному шестью болтами 15 на колесе 13. Происходит торможение колеса 13. При отсутствии боковых сил в пятне контакта колеса 13 с опорной поверхностью колесо 13 передает воздействие через подшипники 20 и ось 12, закрепленную в передней вилке 5 крышками 17, зафиксированными болтами 18, на датчики 4 боковых сил. При отсутствии разности фиксируемых значений сил, воспринимаемых датчиками 4, блок 14 обработки информации не подает управляющего сигнала и система работает как механический дисковый тормозной механизм. Растормаживание колеса 13 без возникновения боковых сил в пятне контакта колеса 13 с опорной поверхностью происходит при снятии усилия, приложенного к рычагу 2, направленного на затормаживание колеса 13. Рычаг 2 под действием растормаживающей пружины 23, закрепленной на корпусе 1 и соединенной с рычагом 2, вызывает поворот винта 9 с двумя участками несамотормозящейся резьбы, который соединен одним участком резьбы с тормозной колодкой 10, к которой приклеена тормозная накладка 11, а вторым участком - с тормозной скобой 6. Это создает осевое перемещение винта 9 и тормозной скобы 6, вследствие чего отводятся тормозные колодки 10 от тормозного диска 8, происходит процесс растормаживания. 4 93632013.08.30 При торможении колеса 13 при возникновении боковых сил в пятне контакта колеса 13 с опорной поверхностью усилие, приложенное к рычагу 2, преодолевая сопротивление пружины 23, закрепленной на корпусе 1 и соединенной с рычагом 2, вызывает поворот винта 9 с двумя участками несамотормозящейся резьбы, который соединен одним участком резьбы с тормозной колодкой 10, к которой приклеена тормозная накладка 11, а вторым участком - с тормозной скобой 6. Это создает осевое перемещение винта 9 и тормозной скобы 6, вследствие чего возникают усилия, прижимающие тормозные колодки 10 к тормозному диску 8, закрепленному шестью болтами 15 на колесе 13. Происходит торможение колеса 13. Боковые силы, возникающие в пятне контакта колеса 13 с опорной поверхностью, передают воздействие через подшипники 20 и ось 12, закрепленную в передней вилке 5 крышками 17, зафиксированными болтами 18, на датчики 4 боковых сил через шлейфы 22, подключенные к датчикам 4 с помощью разъемов 3, результаты измерения поступают в блок обработки информации 14, где вычисляется их модульная разница, в случае превышения разностью значений порогового значения производится подача управляющего сигнала на силовой исполнительный элемент 7. Подача сигнала блоком 14 обработки информации производится через шлейф 22, подключенный с помощью разъема 3 к силовому исполнительному элементу 7. При поступлении управляющего сигнала на силовой исполнительный элемент 7 происходит выдвижение штока силового исполнительного элемента 7. Выдвижение штока приводит к повороту тормозной скобы 6. Так как тормозная скоба 6 сопряжена с винтом 9 с помощью резьбы, поворот тормозной скобы 6 относительно корпуса 1 вызывает осевое перемещение винта 9, уменьшая тем самым усилие прижатия тормозных колодок 10 к тормозному диску 8, и колесо 13 разблокируется. После разблокирования колеса 13 вращение колеса 13 позволяет восстановить курсовую устойчивость. Это приводит к возрастанию тормозного момента и предотвращению потери управляемости. При исчезновении боковых сил в пятне контакта колеса 13 с опорной поверхностью изменяются значения сил, регистрируемых датчиками 4, передаются по шлейфу 22 на блок 14 обработки информации, который регистрирует изменение разности значений сил, регистрируемых датчиками 4, если разность сил не превышает порогового значения, то блок 14 по шлейфу 22 подает управляющий сигнал на силовой исполнительной элемент 7, который перемещает шток в сторону втягивания внутрь. При втягивании штока силового исполнительного элемента 7 тормозная скоба 6 возвращается в крайнее положение под воздействием сил, действующих со стороны рычага 2 на винт 9 с несамотормозящейся резьбой, который по средствам наличия резьбы воздействует на тормозную скобу 6 и тормозную колодку 10 с приклеенной тормозной накладкой 11, затормаживая диск 8. Процесс торможения и растормаживания происходит циклически. Растормаживание колеса 13 происходит при снятии усилия, приложенного к рычагу 2,направленного на затормаживание колеса 13. Рычаг 2 под действием растормаживающей пружины 23, закрепленной на корпусе 1 и соединенной с рычагом 2, вызывает поворот винта 9 с двумя участками несамотормозящейся резьбы, который соединен одним участком резьбы с тормозной колодкой 10, к которой приклеена тормозная накладка 11, а вторым участком - с тормозной скобой 6. Это создает осевое перемещение винта 9 и тормозной скобы 6, вследствие чего отводятся тормозные колодки 10 от тормозного диска 8,происходит процесс растормаживания. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 6