ES2879299T3

ES2879299T3 - Sistema de frenado hidráulico para vehículos

Info

Publication number: ES2879299T3
Application number: ES17864965T
Authority: ES
Inventors: Dmitriy Vadimovich Medvedev; Ovik Leonardovich Mkrthyan; Evgeniy Efimovich Mazo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-10-28
Filing date: 2017-01-31
Publication date: 2021-11-22
Anticipated expiration: 2037-01-31
Also published as: EP3533674A4; EA036856B1; JP6745000B2; WO2018081839A1; AU2017347973A1; KR102234855B1; CN110167804A; JP2020192978A; AU2017347973B2; KR20190073495A; JP2020500122A; CN110167804B; EP3533674B8; EP3533674A1; JP6970796B2; EA201900238A1; US11364889B2; US20190351885A1; EP3533674B1

Abstract

Un sistema de frenado hidráulico para vehículos, que comprende un cilindro de freno principal (1) con un depósito hidráulico (4) que suministra un líquido de frenos, un pedal de control (2) y un potenciador de vacío (3) que está conectado al cilindro de freno operativo (6) de cada rueda mediante las tuberías principales (5), que se caracteriza por tener unidades de frenado de emergencia colocadas antes de los cilindros de freno operativos (6) de al menos las ruedas traseras, de manera que las mencionadas unidades de frenado de emergencia comprenden un mecanismo eléctrico (8) que funciona de manera alterna y tiene un vástago (10), de manera que el mencionado vástago está unido a un pistón (11) de un cilindro hidráulico (9) que tiene una porción superior con un orificio de entrada (12) y un orificio de salida (15), de manera que el mencionado orificio de entrada (12) está conectado a la tubería principal (5) y el mencionado orificio de salida (15) se comunica con el cilindro de freno operativo (6), de manera que la porción superior del cilindro hidráulico (9) tiene una abertura o puerto de compensación (13) situado muy cerca del mecanismo eléctrico (8), de manera que el mencionado puerto de compensación (13) recibe una tubería adicional (14) que se comunica con la tubería principal (5).

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de frenado hidráulico para vehículos

[0001] La presente invención está relacionada con la tecnología de vehículos de transporte; así, el sistema de frenos hidráulicos -o sistema de frenado hidráulico- reivindicado está diseñado para la desaceleración rápida de un vehículo en movimiento, de manera que mejora la eficacia de frenado del vehículo en situaciones de emergencia y aumenta la seguridad del tráfico de automóviles en las carreteras.

[0002] La técnica anterior en este campo comprende un sistema de frenos para vehículos que incluye una fuente de suministro de presión que está comunicada con los cilindros de freno de los frenos de servicio, pastillas de freno, y cilindros de freno de emergencia que están comunicados con las pastillas de freno, de manera que los mencionados cilindros de freno de emergencia contienen una sustancia con un alto coeficiente de expansión térmica y tienen calentadores eléctricos conectados a una fuente de energía mediante una unidad de control con un bloque lógico. Para controlar el estado del sistema de frenado y los modos del ritmo o tasa de desaceleración de las ruedas del vehículo, el sistema de frenado conocido tiene un bloque de indicación o bloque de señalización que comprende al menos cuatro leds conectados a los cables o terminales de salida del bloque lógico, que comprende al menos cuatro circuitos AND, de manera que los cables de salida están conectados a un elemento o componente umbral y a un cable de salida de un conmutador con al menos 4 canales. Los cables de salida del mencionado conmutador de 4 canales están conectados de manera correspondiente a los componentes de freno de emergencia con sensores de presión, mientras que los cables de entrada del mencionado conmutador de 4 canales están conectados a un generador de alta frecuencia, un amplificador y un tiristor, una fuente de energía - (Certificado de Inventor de la URSS n° 1757937, B 60 T 13/74).

[0003] El inconveniente que presenta el mencionado sistema de frenado conocido en el estado de la técnica anterior es la insuficiente fiabilidad derivada de la compleja configuración del sistema, que incluye un bloque de indicación y un bloque lógico, además de la necesidad de utilizar en los cilindros de freno de emergencia una sustancia con un elevado coeficiente de expansión térmica y diversos calentadores eléctricos. Esta configuración del sistema conlleva un riesgo de autofrenado, especialmente cuando el vehículo se utiliza en un clima caluroso.

[0004] La técnica anterior en este campo también comprende un sistema de frenos hidráulicos para vehículos que incluye un cilindro de freno principal con un pedal de control, de manera que las cámaras del mencionado cilindro de freno principal se comunican con dos circuitos independientes de un accionador o controlador que se usa para controlar los cilindros de freno activos de las ruedas delanteras y traseras del vehículo, y de manera que el sistema de frenado también comprende un equipo de señalización electrohidráulico compuesto por una carcasa que encierra o contiene un pistón que conmuta un circuito de señal, de manera que cada cámara extrema del equipo de señalización electrohidráulico se comunica con el correspondiente circuito independiente. Los cilindros de freno operativos del sistema de frenado hidráulico conocido tienen bloques de conmutación de emergencia que se usan para conmutar el cilindro de freno operativo desde un circuito de frenado defectuoso a un circuito de frenado operativo y están equipados con medios hidropirotécnicos para el accionamiento de emergencia de los cilindros de freno operativos, en caso de que ambos circuitos queden inoperativos. Cada bloque de conmutación de emergencia está configurado como un cilindro hidráulico que tiene pistones flotantes, canales que comunican las cámaras extremas del cilindro hidráulico y una cámara situada entre los pistones flotantes con el cilindro de freno operativo, canales que conectan las cámaras extremas del cilindro hidráulico con los circuitos de freno que se cierran mediante una válvula sujeta a uno de los pistones flotantes, y una válvula de cierre accionada electromagnéticamente y conectada eléctricamente a los cables correspondientes del equipo de señalización electrohidráulico. El mecanismo hidropirotécnico de accionamiento de emergencia de los cilindros de freno operativos está configurado como un cilindro hidráulico que tiene cartuchos pirotécnicos, cuya mecha de encendido se conecta al circuito de conmutación controlado por el pedal de freno con un recorrido máximo del pedal, mientras que una cámara del mencionado cilindro hidráulico se comunica a través de una válvula de no retorno con una cámara definida o delimitada entre los pistones flotantes de los bloques de conmutación de emergencia (Certificado de Inventor de la URSS n° 1202930, B60T1 1/32, y también el documento GB2 191 552 A).

[0005] El inconveniente que presenta el mencionado sistema de frenado hidráulico para vehículos conocido en la técnica anterior es un sistema de frenado con una configuración compleja, que incluye, aparte del cilindro de freno principal, bloques de conmutación de emergencia que se usan para conmutar el cilindro de freno operativo desde un circuito de freno defectuoso a un circuito de freno operativo y están equipados con medios hidropirotécnicos para el accionamiento de emergencia de los cilindros de freno operativos, en caso de que ambos circuitos queden inoperativos. Además, cada bloque de conmutación de emergencia está configurado como un cilindro hidráulico que tiene pistones flotantes y una válvula de cierre accionada electromagnéticamente, de manera que el accionador de la válvula electromagnética está conectado eléctricamente con el equipo de señalización electrohidráulico.

[0006] El sistema de frenado hidráulico conocido también incluye los medios o mecanismos hidropirotécnicos, lo que contribuye a aumentar la complejidad de la configuración del sistema y añade problemas relacionados con el mantenimiento del sistema, ya que resulta necesario recargar los cartuchos pirotécnicos usados. Además, en caso de que se produzca un fallo del accionador de presión hidráulico principal o de reserva por cualquier motivo (por ejemplo, debido a la desintegración o a los daños en los conductos), el sistema de frenado puede quedar inoperativo como resultado de una configuración del sistema que no es lo suficientemente fiable.

[0007] Técnicamente, un sistema de frenado conocido en la técnica anterior, que puede considerarse como el más parecido al que se reivindica, es un sistema de frenado accionado hidráulicamente (como se desvela en 'Legkovye Avtomobily Journal', 5a edición revisada y ampliada, ref. 'Manual de formación de conductores de vehículos de clase B' de K.S. Shestopalov, Moscú, publicado por la organización DOSAAF, la URSS, 1984, págs. 149-151). El sistema de frenado hidráulico para vehículos que es análogo y se conoce en la técnica anterior en este campo comprende un pedal del sistema de frenado operativo, un cilindro de freno principal, un depósito hidráulico que suministra un líquido de frenos, un potenciador de vacío y un regulador de presión que están presentes en el circuito hidráulico de las ruedas traseras del vehículo, tuberías y conductos flexibles, palancas del accionador del sistema de frenos de estacionamiento, un ecualizador, cables, palancas de liberación de las pastillas de freno, y mecanismos de frenado de las ruedas traseras. El accionador hidráulico del sistema de frenado operativo está dispuesto o diseñado para producir una acción separada, es decir, al activar dicho accionador hidráulico mediante un pedal común, este actúa por separado sobre los respectivos mecanismos de frenado de las ruedas delanteras y las ruedas traseras del vehículo.

[0008] Proporcionar accionadores hidráulicos separados garantiza la desaceleración del vehículo si se produce una pérdida de estanqueidad en un circuito de la tubería de fluido hidráulico (que abastece a las ruedas delanteras o a las ruedas traseras del vehículo).

[0009] En este conocido sistema de frenado, un pedal del freno de servicio está acoplado a un empujador incluido en una cámara de pistón de un cilindro de freno principal que tiene una carcasa con un depósito de suministro de líquido de frenos que está situado sobre la mencionada carcasa y que tiene una comunicación de fluidos con la cámara del cilindro de freno. Gracias a una tubería, el mencionado cilindro de freno principal tiene una comunicación de fluidos con un cilindro de freno operativo de cada rueda del vehículo. El cilindro de freno operativo incluye pistones que son capaces de interactuar con las pastillas de freno acopladas unas a otras mediante un muelle o resorte de acoplamiento.

[0010] Las pastillas de freno están colocadas de tal forma que puedan interactuar con un tambor de freno. Para aumentar la presión, el sistema tiene un potenciador de vacío y un regulador de presión que es útil para regular la presión en el accionador hidráulico de las ruedas traseras del vehículo.

[0011] Una importante desventaja del sistema de frenado hidráulico conocido que se ha descrito anteriormente es la menor seguridad en el tráfico rodado, puesto que un vehículo puede ser incapaz de detenerse en una situación de emergencia, ya que el mencionado sistema de frenado hidráulico para vehículos puede quedar inoperativo, por ejemplo a causa de un fallo que pueda producirse en el cilindro de freno principal, o en caso de que se produzca una fuga del líquido de frenos debido a una pérdida de estanqueidad o un daño o desintegración física del sistema hidráulico, o bien en caso de que se produzcan daños en las tuberías que conforman ambos circuitos del accionador hidráulico del sistema de frenado. Si esto sucede, el conductor no podrá detener el vehículo en movimiento y es posible que se produzca una situación de emergencia en la carretera como consecuencia de ello.

[0012] Uno de los objetivos de la invención reivindicada es mejorar la seguridad del tráfico rodado aumentando tanto la fiabilidad como la eficacia en la desaceleración de un vehículo en situaciones de emergencia.

[0013] El objetivo especificado se alcanza proporcionando un sistema de frenado hidráulico para vehículos que comprende un cilindro de freno principal con un depósito hidráulico que suministra un líquido de frenos, un pedal de control y un potenciador o reforzador de vacío que está conectado mediante las tuberías principales a un cilindro de freno operativo de cada rueda, de manera que el sistema también tiene unidades de frenado de emergencia situadas antes de los cilindros de freno operativos de al menos las ruedas traseras, de manera que las mencionadas unidades de frenado de emergencia comprenden un mecanismo eléctrico que funciona de manera alterna y que tiene una barra o vástago, de manera que el mencionado vástago está unido a un pistón de un cilindro hidráulico que tiene una parte o porción superior con un orificio de entrada y un orificio de salida, de manera que el mencionado orificio de entrada está conectado a la tubería principal y el mencionado orificio de salida se comunica con el cilindro de freno operativo, de manera que la porción superior del cilindro hidráulico tiene una abertura o puerto de compensación situado muy cerca del mecanismo eléctrico, de manera que el mencionado puerto de compensación recibe una tubería adicional que se comunica con la tubería principal.

[0014] El objetivo especificado de la invención también se alcanza gracias a que la porción inferior de la carcasa o cubierta del cilindro hidráulico de la unidad de frenado de emergencia está situada no más abajo que el nivel superior del cilindro de frenado operativo.

[0015] Proporcionar un sistema de frenado hidráulico con unidades de frenado de emergencia que se activan pulsando un botón de control en el salpicadero del vehículo para frenar en caso de emergencia, independientemente de la operatividad o funcionamiento del cilindro de freno principal, y de la integridad y la estanqueidad de todo el sistema de frenado, permite que el conductor del vehículo realice una desaceleración de emergencia del vehículo en caso de que haya líquido de frenos en el sistema o bien no lo haya a causa de una fuga, o en caso de daños o desintegración de la tubería. Esto contribuye en gran medida a la fiabilidad del vehículo y a la seguridad del tráfico rodado.

[0016] La unidad de frenado de emergencia puede montarse tanto antes de los cilindros de freno operativos de las ruedas traseras como antes de los cilindros de freno operativos de todas las ruedas, aumentando así aún más la fiabilidad y la eficacia de desaceleración del vehículo en caso de emergencia.

[0017] Realizar orificios de entrada y salida en el cilindro hidráulico permite acoplar la mencionada unidad de frenado de emergencia a la tubería que comunica el cilindro de freno principal con los cilindros de freno operativos y a un sistema de frenado de cualquier tipo, independientemente de las diferencias en las piezas mecánicas.

[0018] Acoplar el pistón del cilindro hidráulico al vástago del mecanismo eléctrico para producir presión del líquido de frenos en los cilindros de freno operativos en cualquier caso o circunstancia permite aumentar la fiabilidad y la eficacia del frenado de emergencia.

[0019] Proporcionar un puerto de compensación conectado a una tubería que comunica con un cilindro de freno principal permite impedir una presión negativa en la región del extremo del vástago del cilindro hidráulico durante su movimiento. Esto da como resultado un manejo o funcionamiento más fiable de la unidad de frenado de emergencia y de todo el sistema de frenado.

[0020] Ubicar el orificio de entrada y el puerto de compensación en la parte superior de la carcasa del cilindro hidráulico permite evitar pérdidas del líquido de frenos, lo que hace que todo el sistema de frenado sea más fiable.

[0021] La disposición de la parte o porción inferior de la carcasa del cilindro hidráulico en una posición no más baja que el nivel superior del cilindro de freno operativo también permite evitar pérdidas del líquido de frenos en caso de desintegración de la tubería, lo cual contribuye adicionalmente a la fiabilidad de todo el sistema de frenado.

[0022] La invención propuesta se acompaña con un conjunto de dibujos ilustrativos, de manera que la Figura 1 (FIG.

1 ) muestra esquemáticamente los principios operativos o principios de funcionamiento del sistema de frenado reivindicado.

[0023] La Figura 2 muestra una unidad de frenado de emergencia en estado inactivo; la Figura 3 muestra una unidad de frenado de emergencia en una situación de emergencia (por ejemplo, cuando se produce un fallo del cilindro de freno principal); la Figura 4 muestra una unidad de frenado de emergencia en estado operativo en caso de que se produzcan daños en las tuberías del accionador hidráulico y una pérdida total del líquido de frenos del sistema.

[0024] El sistema de frenado hidráulico para vehículos está compuesto por un cilindro de freno principal 1 conectado a un pedal de freno asistido por muelles 2 a través de un reforzador o potenciador de vacío 3, de manera que hay un depósito hidráulico 4 que suministra el líquido de frenos y está sujeto al mencionado cilindro de freno principal. El cilindro de freno principal 1 está diseñado para tener una comunicación de fluidos con el cilindro de freno operativo 6 de cada rueda 7 a través de una tubería 5.

[0025] Por delante del mencionado cilindro de freno operativo 6 de cada rueda 7, hay una unidad de frenado de emergencia que comprende un mecanismo eléctrico 8, que está diseñado para funcionar de manera alterna, y un cilindro hidráulico 9. Para mejorar la eficacia de frenado, la mencionada unidad de frenado de emergencia puede colocarse antes del mencionado cilindro de freno operativo 6 de cada una de las cuatro ruedas 7.

[0026] El cilindro hidráulico 9 está comunicado herméticamente con el mencionado mecanismo eléctrico 8. Un vástago 10 del mecanismo eléctrico 8 (Figura 2) está unido a un pistón 11 del cilindro hidráulico 9. La porción superior de la carcasa del mencionado cilindro hidráulico 9 tiene un orificio de entrada 12 que recibe la tubería 5 que comunica con el cilindro de freno principal 2 (Figura 1). La porción superior de la mencionada carcasa del cilindro hidráulico 9 también tiene un puerto de compensación 13 que está comunicado con la mencionada tubería 5 a través de una tubería adicional 14. El puerto de compensación 13 está integrado en la carcasa del cilindro hidráulico 9, muy cerca del mecanismo eléctrico 8. Un extremo del cilindro hidráulico 9 tiene un orificio de salida 15 que recibe el cilindro hidráulico operativo 6 de cada rueda trasera 7.

[0027] La parte inferior de la carcasa del cilindro hidráulico 9 de la mencionada unidad de frenado de emergencia está situada no más abajo que el nivel superior del cilindro operativo 6 (Figura 2).

[0028] El salpicadero del vehículo (no se muestra) tiene un botón 16 que controla la unidad de frenado de emergencia.

[0029] El cilindro de freno operativo 6 (Figura 1) de cada rueda 7 incluye pistones 17 que son capaces de interactuar con las pastillas de freno 18, que están unidas unas a otras mediante un muelle de acoplamiento 19. Las pastillas de freno 18 están colocadas de tal manera que puedan interactuar con el tambor de freno 20 de cada rueda 7.

[0030] Las tuberías 5, las cámaras del cilindro de freno principal 1, el cilindro hidráulico 9 y todos los cilindros operativos 6 contienen un líquido de frenos procedente de un depósito hidráulico 4 que suministra el líquido de frenos.

[0031] El sistema de frenado hidráulico para vehículos funciona de la siguiente manera.

[0032] Durante el frenado, cuando el conductor ejerce presión sobre el pedal 3 a través del cilindro principal 1, el mencionado líquido de frenos se desplaza a las tuberías 5 y a un cilindro operativo 6 de cada rueda 7 (Figura 1). El cilindro de freno operativo 6 de cada rueda trasera 7 recibe el líquido de frenos que entra a través de los orificios 12 y 15 del cilindro hidráulico 9 (Figura 2). En el estado inactivo, un pistón 11 del cilindro hidráulico 9 está situado muy cerca del mecanismo eléctrico 8. Una cámara del cilindro hidráulico 9 contiene el líquido de frenos que llena una región del extremo del vástago (Figura 2) y fluye por una tubería adicional 14.

[0033] Al estar contenido en el cilindro de freno operativo 6 de cada rueda, el líquido de frenos hace que los pistones 17 se desplacen y, como resultado de dicho movimiento, las pastillas de freno 18 se empujan contra el tambor de freno 20. Cuando desaparece el espacio entre las pastillas de freno 18 y el tambor de freno 20, se hace imposible el desplazamiento del líquido de frenos desde el cilindro de freno principal 1 hasta el cilindro de freno operativo 6. Un mayor aumento de la fuerza de presión aplicada al pedal 3 da lugar a una mayor presión del líquido de frenos en el sistema de frenado, lo cual activa el frenado simultáneo de todas las ruedas 7.

[0034] Cuanto mayor es la fuerza aplicada al pedal 3, mayor es la presión producida por el cilindro de freno principal 1 para actuar sobre el líquido, y mayor es la fuerza que actúa a través de los pistones 17 de cada cilindro de freno operativo 6 sobre las pastillas de freno 18.

[0035] Cuando se interrumpe la presión sobre el pedal 3, todos los componentes mencionados regresan a su posición original y los muelles o resortes comprimidos 19 retraen o repliegan las pastillas de freno 18 de los tambores de freno 20. Los pistones 17 de los cilindros de freno operativos 6 se aproximan entre sí para desplazar el líquido de frenos de cada cilindro de freno 6 hacia el cilindro de freno principal 1.

[0036] En caso de emergencia, por ejemplo cuando los frenos principales del vehículo fallan a causa de una avería en el cilindro de freno principal 1 (Figura 3), o en caso de fugas del líquido de frenos debido a la deselladura o pérdida del sellado de todo el sistema de frenado hidráulico, o bien a causa de los daños en la tubería 5 (Figura 4), no hay presión en los cilindros de freno 6 y no es posible frenar. En este caso particular, el conductor activa el mecanismo eléctrico 8 pulsando el botón de control 16. Un vástago 10 del mencionado mecanismo eléctrico 8 pone en movimiento un pistón 11 de un cilindro hidráulico 9. Mientras que, durante dicho movimiento, el mencionado pistón 11 del cilindro hidráulico 9 cubre el orificio de entrada 12, el mencionado líquido (o aire) de frenos que proviene de la tubería 5, a través de una tubería adicional 14 y a través de un puerto de compensación 13, llega a un extremo del vástago del cilindro hidráulico 9, lo cual impide que se produzca vacío en una cámara del cilindro hidráulico 9 entre el mecanismo eléctrico 8 y el pistón 11. El líquido de frenos que queda en el cilindro hidráulico 9 pasa -bajo la presión del pistón 11- a través de un orificio de salida 15 y llega hasta el cilindro de freno operativo 6.

[0037] Al estar contenido dentro del cilindro de freno operativo 6 de cada rueda 7, el líquido de frenos hace que los pistones 17 se desplacen y, como resultado de dicho movimiento, las pastillas de freno 18 se empujan contra el tambor de freno 20 y, por este motivo, se produce un frenado de emergencia.

[0038] El sistema de frenado hidráulico para vehículos sugerido es útil para instalarse en automóviles equipados con un sistema ABS o que carecen de dicho sistema ABS. El sistema sugerido resulta completamente adecuado para sustituir el freno de parada (o estacionamiento) accionado eléctricamente o el freno de mano.

[0039] El sistema de frenado hidráulico para vehículos sugerido puede aplicarse a cualquier vehículo equipado con un sistema de frenado hidráulico, independientemente del tipo de frenos (de disco o de tambor) que esté disponible en un vehículo. Además, el sistema de frenado reivindicado permite instalar unidades de frenado de emergencia en los vehículos que estén en funcionamiento mientras estos están estacionados en el taller de reparación de automóviles sin que sea necesario añadir ninguna modificación al diseño del automóvil. La estructura propuesta para el sistema de frenado es capaz de desacelerar un vehículo en cualquier situación de emergencia causada por un mal funcionamiento de los frenos principales, lo cual incluye la pérdida de líquido de frenos en el circuito hidráulico, y también permite evitar situaciones de emergencia en la carretera, contribuyendo así en gran medida a la seguridad del tráfico rodado.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de frenado hidráulico para vehículos, que comprende un cilindro de freno principal (1) con un depósito hidráulico (4) que suministra un líquido de frenos, un pedal de control (2) y un potenciador de vacío (3) que está conectado al cilindro de freno operativo (6) de cada rueda mediante las tuberías principales (5), que se caracteriza por tener unidades de frenado de emergencia colocadas antes de los cilindros de freno operativos (6) de al menos las ruedas traseras, de manera que las mencionadas unidades de frenado de emergencia comprenden un mecanismo eléctrico (8) que funciona de manera alterna y tiene un vástago (10), de manera que el mencionado vástago está unido a un pistón (11) de un cilindro hidráulico (9) que tiene una porción superior con un orificio de entrada (12) y un orificio de salida (15), de manera que el mencionado orificio de entrada (12) está conectado a la tubería principal (5) y el mencionado orificio de salida (15) se comunica con el cilindro de freno operativo (6), de manera que la porción superior del cilindro hidráulico (9) tiene una abertura o puerto de compensación (13) situado muy cerca del mecanismo eléctrico (8), de manera que el mencionado puerto de compensación (13) recibe una tubería adicional (14) que se comunica con la tubería principal (5).

2. El sistema de frenado hidráulico para vehículos de la reivindicación 1, que se caracteriza por el hecho de que la porción inferior de la carcasa del cilindro hidráulico (9) de la unidad de frenado de emergencia está situada no más abajo que el nivel superior del cilindro de frenado operativo (6).