VIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2016

Автопоезда в значительно большей степени оказывают влияние на тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий (ДТП), чем одиночные транспортные средства, и способствуют общему росту аварийности на автомобильной технике.

По данным исследований [1] тормозных свойств автопоездов, находящихся в эксплуатации, установлено, что устойчивость движения при торможении, как правило, ниже рекомендуемой [2]. Основной причиной низкой эффективности и устойчивости автопоездов является наличие пневматического тормозного привода, обладающего инерционностью, что вызывает запаздывание срабатывания тормозов прицепного звена, как при торможении, так и при растормаживании. Увеличение времени срабатывания тормозного привода вызывает увеличение тормозного пути, а это по совокупности свидетельствует о снижении эффективности торможения. Кроме того, рассогласованная работа тормозных приводов тягача и прицепного звена способствует появлению в сцепном устройстве нагрузок сжатия или растяжения, что способствует ухудшению курсовой устойчивости. Это особенно опасно проявляется на опорных поверхностях с низкими сцепными качествами, что снижает не только безопасность движения, но и увеличивает вероятность невыполнения задачи по причине совершения ДТП.

В автотракторостроении известны конструктивные разработки, как внедренные в серийное производство, так и перспективные, позволяющие сократить время срабатывания тормозного привода прицепа (полуприцепа), регулирующие интенсивность торможения автопоезда в зависимости от дорожных условий и режима движения. Аналитические исследования показывают, что многие из них малоэффективны, а зачастую просто неприемлемы в специальных условиях эксплуатации.

Предлагается конструктивная разработка комбинированного электропневматического тормозного привода автопоезда [3], схема которого представлена на рис. 1. Он содержит тормозной кран 1, подключенный к ресиверу 2 и тормозным камерам 3 тягача, воздухораспределитель 4 прицепа, подключенный к ресиверу 5 и тормозным камерам 6 прицепа и посредством соединительной магистрали 7 с соединительной головкой 8 к тормозному крану 1, электромагнитный клапан 9, установленный в магистрали 10, соединяющей ресивер 5 с управляющей полостью А воздухораспределителя 4 через штоковую полость Б, электронный блок 11, связанный электрическими цепями с обмоткой электромагнитного клапана 9, задающим датчиком 12 давления, установленным в контуре тормозных камер 3 тягача и датчиком 13 давления обратной связи, установленным в контуре тормозных камер 6 прицепа.

Рис. 1. Комбинированный электропневматический тормозной привод автопоезда

Тормозные камеры 6 прицепа соединены со штоковой полостью В воздухораспределителя 4 соединительной магистралью 14 через дополнительный электромагнитный клапан 15, обмотка которого подключена к электронному блоку 11. Ресивер 5 прицепа соединен с источниками 2 сжатого воздуха тягача дополнительной питающей магистралью 16 через соединительную головку 17 и обратный клапан 18. Штоковая полость В воздухораспределителя 4 прицепа имеет связь с атмосферой через электромагнитный клапан 19, обмотка которого подключена к электронному блоку 11.

Комбинированный электропневматический тормозной привод автопоезда работает следующим образом.

В нерабочем положении тормозной кран 1 связывает тормозные камеры 3 тягача с атмосферой, а соединительную магистраль 7 с ресивером 2. Воздухораспределитель 4 соединяет тормозные камеры 6 прицепа с атмосферой, его управляющая полость А через электромагнитный клапан 9 связана с атмосферой, электромагнитный клапан 15 разобщает штоковую полость В воздухораспределителя 4 с тормозными камерами 6 прицепа.

При торможении тормозной кран 1 связывает тормозные камеры 3 тягача с ресивером 2, а соединительную магистраль 7 – с атмосферой. Значение давления сжатого воздуха в соединительной магистрали 7 начинает падать. В случае запаздывания увеличения значения давления в тормозных камерах 6 прицепа из-за задержки распространения управляющего сигнала в соединительной магистрали 7 и срабатывания воздухораспределителя 4, соответствие величин изменения значений давления в контуре тормозных камер 3 и тормозных камерах 6 превысит пороговое значение (сравниваемое с зоной нечувствительности воздухораспределителя 4). Это фиксируется электронным блоком 11 на основании информации от датчиков давления 12 и 13. На электромагнитные клапаны 9 и 19 от электронного блока 11 подается электрический сигнал. Электромагнитный клапан 9 занимает положение, при котором управляющая полость А воздухораспределителя 4 через магистраль 10 и штоковую полость Б сообщается с ресивером 5, а электромагнитный клапан 19 занимает положение, при котором штоковая полость В воздухораспределителя 4 сообщается с атмосферой. Воздухораспределитель 4 срабатывает от суммарного воздействия падения значения давления воздуха в штоковой полости В и его увеличения в управляющей полости А и штоковой полости Б и подает сжатый воздух от ресивера 5 в тормозные камеры 6 прицепа.

Таким образом, темп изменения значения давления сжатого воздуха в тормозных камерах 6 увеличивается по сравнению со случаем, когда воздухораспределитель 4 срабатывает от падения значения давления в штоковой полости В, связанной только с соединительной магистралью 7.

Когда величина изменения значения давления сжатого воздуха в тормозных камерах 6 придет в соответствие с величиной изменения значения давления в контуре тормозных камер 3, управляющий сигнал с электромагнитных клапанов 9 и 19 будет снят. Если после завершения этого процесса значение давления сжатого воздуха в контуре тормозных камер 3 будет продолжать изменяться в сторону увеличения, процесс повторится.

При растормаживании тормозной кран 1 связывает тормозные камеры 3 тягача с атмосферой, а магистраль 7 – с ресивером 2. Значение давления сжатого воздуха в соединительной магистрали 7 будет увеличиваться, а в тормозных камерах 3 – падать. В тормозных камерах 6 прицепа величина давления воздуха уменьшается с некоторым отставанием по сравнению с тормозными камерами 3 тягача из-за задержки срабатывания воздухораспределителя 4. При этом если величина падения давления воздуха в тормозных камерах 6 равна нулю, на электромагнитный клапан 15 подается управляющий сигнал от электронного блока 11. Электромагнитный клапан 15 займет положение, при котором штоковая полость В воздухораспределителя 4 сообщается с тормозными камерами 6 прицепа. Сжатый воздух из тормозных камер 6 поступает в полость В воздухораспределителя 4, увеличивая тем самым темп нарастания в ней давления сжатого воздуха в совокупности с магистралью 7. Это вызывает ускорение срабатывания воздухораспределителя 4, который связывает тормозные камеры 6 прицепа с атмосферой. Когда величина падения значения давления воздуха в тормозных камерах 6, при наличии падения давления в контуре тормозных камер 3, будет отлична от нуля и достигнет порогового значения из-за срабатывания воздухораспределителя 4, управляющий сигнал с электромагнитного клапана 15 будет снят.

Таким образом, при растормаживании, частичная подача воздуха из тормозных камер 6 прицепа в штоковую полость В воздухораспределителя 4 совместно с наполнением из соединительной магистрали 7 позволяет повысить быстродействие электропневматического тормозного привода.

При этом ресивер 5 прицепа соединен с источниками 2 сжатого воздуха тягача дополнительной питающей магистралью 16 через соединительную головку 17 и обратный клапан 18, что обеспечивает поддержание в тормозном приводе прицепного звена номинального значения давления воздуха.

Применение в автопоездах комбинированного электропневматического привода по сравнению с пневматическим позволяет добиться повышения эффективности торможения за счет сокращения времени срабатывания на 6% и, соответственно, тормозного пути на 20%.

В результате применения предлагаемой конструкции тормозного привода автопоезда достигается повышение эффективности и обеспечения устойчивости его торможения за счет быстродействия срабатывания, а, следовательно, безопасности движения, сохранения жизни и здоровья людей, сохранности оборудования и специальной техники, имущества за счет снижения вероятности совершения ДТП и высокой степени гарантии выполнения поставленных задач.

Библиографический список

1. Свиридов Е.В. Методика расчета показателей устойчивости торможения армейских автопоездов: дис. канд. техн. наук. – Рязань, 2007 – 189 с.

2. ГОСТ Р 51709–2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. – Введ. 2002-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 27 с.

3. Пат. 140948 Российская Федерация, МПК В60Т 13/68, В60Т 13/36, В60Т 15/04. Комбинированный электропневматический тормозной привод автопоезда / Е.В. Свиридов, С.Л. Овечкин, В.А. Павлов, Д.А. Солодовников, В.Н. Планкин,С.Н. Казанцев, В.В. Логинов; заявитель и патентообладатель Перм. воен. ин-т. ВВ МВД России. – № 2013152484/11; опубл. 20.05.2014, Бюл. № 14 – 2с.: ил.

Код для цитирования: Скопировать