RU214065U1

RU214065U1 - DEVICE FOR COOLING BRAKE DISCS OF AUTOMOTIVE EQUIPMENT

Info

Publication number: RU214065U1
Application number: RU2022105731U
Authority: RU
Inventors: Владимир Адольфович Кунцман; Максим Сергеевич Юматов; Артём Юрьевич Сергеев; Иван Владимирович Вдовинков; Дмитрий Борисович Зубатыкин; Александр Николаевич Бабакин; Виталий Владимирович Эйсмунт; Андрей Александрович Клюшин; Сергей Андреевич Симаков; Виктор Владимирович Филистеев; Богдан Михайлович Орлов; Андрей Сергеевич Иванов; Максим Анатольевич Казанков; Максим Григорьевич Зубенко; Муслим Байранович Шабанов; Юрий Владимирович Тимофеев; Владимир Григорьевич Горовой; Анатолий Викторович Стародубов; Александр Анатольевич Бабинцев; Максим Александрович Кушнир
Filing date: 2022-03-03
Publication date: 2022-10-11

Abstract

Полезная модель относится к области автомобильной техники, в частности к тормозным системам. Техническим результатом заявленного устройства является повышение эффективности за счет исключения затрат электрической энергии на функционирование вентилятора охлаждения тормозного диска. Предложено устройство для охлаждения тормозных дисков автомобильной техники, содержащее полый тормозной диск 13 с межканальными радиальными перегородками, охлаждение которого осуществляется с помощью установки для принудительного охлаждения, включающей лопасти вентилятора 10, входной патрубок 11, сообщенный с атмосферой, и выходной 12, сообщенный через гофрированный эластичный шланг с дополнительным патрубком, смонтированным в пыльнике тормозного диска. Устройство содержит мультипликатор 5, выполненный с возможностью управления электронным блоком управления 3 при воздействии водителя на педаль тормоза 4. Входной вал мультипликатора 5 выполнен с возможностью соединения с выходным звеном 2 трансмиссии 1, а выходной вал мультипликатора 5 соединен с обгонной муфтой 6, механически связанной с угловым редуктором 8, размещенными в едином корпусе 7. При соединении входного вала мультипликатора 5 с выходным звеном 2 трансмиссии 1 крутящий момент передается от выходного звена 2 на лопасти вентилятора 10.

The utility model relates to the field of automotive technology, in particular to brake systems. The technical result of the claimed device is to increase efficiency by eliminating the cost of electrical energy for the operation of the brake disc cooling fan. A device for cooling brake discs of automotive equipment is proposed, containing a hollow brake disc 13 with interchannel radial partitions, the cooling of which is carried out using a forced cooling installation, including fan blades 10, an inlet pipe 11 communicated with the atmosphere, and an outlet pipe 12 communicated through a corrugated elastic hose with an additional pipe mounted in the boot of the brake disc. The device contains a multiplier 5, configured to control the electronic control unit 3 when the driver acts on the brake pedal 4. The input shaft of the multiplier 5 is configured to be connected to the output link 2 of the transmission 1, and the output shaft of the multiplier 5 is connected to the overrunning clutch 6, mechanically connected to angular gearbox 8, placed in a single housing 7. When connecting the input shaft of the multiplier 5 with the output link 2 of the transmission 1, the torque is transmitted from the output link 2 to the fan blades 10.

Description

Полезная модель относится к области автомобильной техники, в частности к тормозным системам.The utility model relates to the field of automotive technology, in particular to braking systems.

Известен вентилируемый диск тормоза (см. патент №2370683, Голубев Юрий Анатольевич, 20.10.2009, F16D 65/12), который содержит фланец или шлицы для крепления к ступице колеса транспортного средства; рабочие поверхности для взаимодействия с тормозными накладками с целью создания на них сил трения и тормозного момента, обеспечивающего торможение транспортного средства; вентиляционные каналы, расположенные в области между рабочими поверхностями. При этом ширина вентиляционных каналов А и толщина диска В выполнены так, что справедливо соотношение: отношение А к В больше 0,38 (А/В>0,38).Known ventilated brake disc (see patent No. 2370683, Golubev Yuri Anatolyevich, 20.10.2009, F16D 65/12), which contains a flange or slots for attachment to the wheel hub of the vehicle; working surfaces for interaction with brake linings in order to create friction forces and braking torque on them, which ensures vehicle braking; ventilation ducts located in the area between the work surfaces. At the same time, the width of the ventilation ducts A and the thickness of the disk B are made so that the ratio is true: the ratio of A to B is greater than 0.38 (A/B>0.38).

Недостатком данного устройства является недостаточность потока воздуха для охлаждения дисков при низких и средних скоростях движения автомобиля.The disadvantage of this device is the lack of air flow to cool the disks at low and medium vehicle speeds.

Также известны системы охлаждения тормозных дисков передних колес автомобилей встречным потоком воздуха (см. интернет ресурс: https://pikabu.ru/story/proverka_potoka_dlya_okhlazhdeniya_tormoznyikh_dis_kov_6037942) включающие тормозные диски с вентиляционными каналами, эластичный гофрированный шланг, соединенный с раструбом, вмонтированным вместо противотуманных фар, и раструбом, вмонтированным в пыльник.Also known are the cooling systems for the brake discs of the front wheels of cars with an oncoming air flow (see Internet resource: https://pikabu.ru/story/proverka_potoka_dlya_okhlazhdeniya_tormoznyikh_dis_kov_6037942) including brake discs with ventilation ducts, an elastic corrugated hose connected to a bell mounted instead of fog lights, and a bell mounted in the anther.

Недостатки: недостаточное охлаждение дисков в моменты длительного торможения при спусках, в том числе изменение внешнего вида автомобиля.Disadvantages: insufficient cooling of the discs during prolonged braking during descents, including a change in the appearance of the car.

Известно техническое решение, в котором способ охлаждения дискового тормозного механизма реализуется с помощью устройства (см. патент №2170862, кл. F16D 65/847, 20.07.2001,) включающего тормозные колодки и полый тормозной диск с межканальными радиальными перегородками и отверстиями, выполненными по концентрическим окружностям в тормозных дорожках диска, причем отвод тепла от диска осуществляется только естественной конвекцией окружающего воздуха, поэтому на тормозном диске, как продолжение межканальных перегородок сформированы воздухо-заборные лопасти для придания динамизма потокам воздуха, проходящим по радиальным каналам и поступающим через упомянутые отверстия между диском и тормозными колодками.A technical solution is known in which the method of cooling a disc brake mechanism is implemented using a device (see patent No. concentric circles in the brake tracks of the disc, and heat removal from the disc is carried out only by natural convection of the surrounding air, therefore, on the brake disc, as a continuation of the inter-channel partitions, air intake blades are formed to give dynamism to the air flows passing through the radial channels and entering through the mentioned holes between the disc and brake pads.

Недостатком известного технического решения является то, что оно теряет эффективность охлаждения при продолжительном торможении, движении «в нагрузку» при отрицательном уклоне или при резком экстренном торможении, что приводит к увеличению тормозного пути, износу фрикционных накладок и уменьшению безопасности движения.The disadvantage of the known technical solution is that it loses its cooling efficiency during prolonged braking, driving "into the load" with a negative slope or with a sharp emergency braking, which leads to an increase in braking distance, wear of friction linings and a decrease in traffic safety.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является тормозной диск автомобиля с устройством охлаждения (Патент RU 198449, F16D 65/847. Опубл. 09.07.2020), содержащий тормозные колодки, полый тормозной диск с межканальными радиальными перегородками, сформированными для придания динамизма потокам воздуха, проходящим по радиальным каналам, отверстия, выполненные по концентрическим окружностям в тормозных дорожках диска, для поступления воздуха через них между диском и тормозными колодками, пыльники и крылья автомобиля, расположенные над колесами. Тормозной диск имеет установку для принудительного охлаждения, состоящую из размещенного над крылом автомобиля вентилятора с электродвигателем с пониженным стартовым напряжением для регулирования в широких пределах скорости вращения и датчиком частоты вращения. Для отключения вентилятора при продолжительном простое с включенными стоп-сигналами датчик частоты вращения электродвигателя сообщается с датчиком антиблокировочной системы вращения колеса автомобиля. Вентилятор имеет входной патрубок, смонтированный в корпусе кузова для сообщения с внешней средой, и выходной, сообщенный через гофрированный эластичный шланг, расположенный под крылом автомобиля с дополнительным патрубком, смонтированным в пыльнике тормозного диска.The closest in technical essence and achieved technical result is a brake disc of a car with a cooling device (Patent RU 198449, F16D 65/847. Published on 07/09/2020), containing brake pads, a hollow brake disc with interchannel radial partitions formed to give dynamism to flows air passing through radial channels, holes made along concentric circles in the brake tracks of the disc, for air to enter through them between the disc and brake pads, anthers and fenders of the car located above the wheels. The brake disc has an installation for forced cooling, consisting of a fan located above the wing of the car with an electric motor with a reduced starting voltage for regulating the rotation speed over a wide range and a speed sensor. To turn off the fan during a long period of inactivity with the brake lights on, the engine speed sensor communicates with the vehicle's anti-lock wheel rotation sensor. The fan has an inlet pipe mounted in the body shell for communication with the external environment, and an outlet pipe connected through a corrugated elastic hose located under the wing of the car with an additional pipe mounted in the brake disc boot.

В качестве недостатка прототипа следует отметить его недостаточную эффективность, обусловленную значительными затратами электрической энергии из бортовой сети автомобиля для функционирования вентилятора.As a disadvantage of the prototype, it should be noted its insufficient efficiency, due to the significant costs of electrical energy from the on-board network of the vehicle for the operation of the fan.

Техническим результатом заявленного устройства является повышение эффективности за счет исключения затрат электрической энергии на функционирование вентилятора.The technical result of the claimed device is to increase efficiency by eliminating the cost of electrical energy for the operation of the fan.

Технический результат достигается тем, что устройство для охлаждения тормозных дисков автомобильной техники, содержит тормозные колодки, полый тормозной диск с межканальными радиальными перегородками, с установкой для принудительного охлаждения, включающей лопасти вентилятора, входной патрубок, сообщенный с атмосферой, и выходной, сообщенный через гофрированный эластичный шланг с дополнительным патрубком, смонтированным в пыльнике тормозного диска. Устройство содержит мультипликатор, выполненный с возможностью управления электронным блоком управления при воздействии водителя на педаль тормоза, входной вал мультипликатора выполнен с возможностью соединения с выходным звеном трансмиссии, а выходной вал мультипликатора соединен с обгонной муфтой, механически связанной с угловым редуктором, размещенными в едином корпусе, при этом при соединении входного вала мультипликатора с выходным звеном трансмиссии крутящий момент передается от выходного звена на лопасти вентилятора.The technical result is achieved by the fact that the device for cooling the brake discs of automotive equipment contains brake pads, a hollow brake disc with inter-channel radial baffles, with a forced cooling installation, including fan blades, an inlet pipe communicated with the atmosphere, and an outlet pipe communicated through a corrugated elastic hose with an additional pipe mounted in the boot of the brake disc. The device contains a multiplier configured to control the electronic control unit when the driver acts on the brake pedal, the input shaft of the multiplier is configured to be connected to the output link of the transmission, and the output shaft of the multiplier is connected to an overrunning clutch mechanically connected to the bevel gear, placed in a single housing, in this case, when the multiplier input shaft is connected to the transmission output link, the torque is transferred from the output link to the fan blades.

Предложение поясняется рисунком, где изображена принципиальная схема предлагаемого устройства. Предлагаемое устройство содержит трансмиссию транспортного средства 1 с выходным звеном 2 (устройством отбора мощности), педаль тормоза 4, электрически соединенную с электронным блоком управления 3, электрически управляемый мультипликатор 5, входным валом соединенный с выходным звеном 2 трансмиссии 1, а выходным - с обгонной муфтой 6 установки для принудительного охлаждения, состоящей из корпуса 7, внутри которого устанавливают обгонную муфту 6, соединенную с угловым редуктором 8, на валу 9 которого гайкой жестко фиксируют лопасти 10. Корпус 7 снабжен входными патрубками 11, сообщающимися с внешней средой, и выходными патрубками 12, сообщенными через гофрированный эластичный шланг (позиция не показана) с тормозным диском 13.The proposal is illustrated by a drawing showing a schematic diagram of the proposed device. The proposed device contains a vehicle transmission 1 with an output link 2 (power take-off device), a brake pedal 4 electrically connected to an electronic control unit 3, an electrically controlled multiplier 5 connected by an input shaft to the output link 2 of the transmission 1, and an output shaft to an overrunning clutch 6 installation for forced cooling, consisting of a housing 7, inside of which a freewheel 6 is installed, connected to an angular gearbox 8, on the shaft 9 of which the blades 10 are rigidly fixed with a nut. The housing 7 is equipped with inlet pipes 11 communicating with the external environment, and outlet pipes 12 , communicated through a corrugated elastic hose (item not shown) with the brake disc 13.

Предлагаемое устройство для охлаждения тормозных дисков автомобильной техники работает следующим образом.The proposed device for cooling the brake discs of automotive vehicles works as follows.

На режиме торможения транспортного средства при нажатии водителем на педаль тормоза 4, сигнал от микропереключателя, расположенного под педалью (на фигуре не обозначен), передается на электронный блок управления 3, где обрабатывается и формируется управляющий сигнал на мультипликатор 5. Конструкция мультипликатора 5 позволяет, по команде с электронного блока управления 3, изменять передаточное число для обеспечения потребной частоты вращения выходного вала, либо полностью прекращать передачу крутящего момента отбираемого от выходного звена 2. Далее крутящий момент от выходного вала мультипликатора 5 передается посредством обгонной муфты 6 через угловой редуктор 8 на вал 9, на котором установлены лопасти 10. Применение обгонной муфты 6 позволяет компенсировать возможную разность частот вращения вала 9 и выходного вала мультипликатора 5. Воздушный поток создаваемый лопастями 10, через выходные патрубки 12 и гофрированные эластичные шланги (на фигуре не обозначен), подводится к тормозным дискам 13, охлаждая их.In the braking mode of the vehicle, when the driver presses the brake pedal 4, the signal from the microswitch located under the pedal (not shown in the figure) is transmitted to the electronic control unit 3, where the control signal to the multiplier 5 is processed and generated. The design of the multiplier 5 allows, according to command from the electronic control unit 3, change the gear ratio to ensure the required speed of the output shaft, or completely stop the transmission of torque taken from the output link 2. Further, the torque from the output shaft of the multiplier 5 is transmitted through the overrunning clutch 6 through the bevel gear 8 to the shaft 9 on which the blades 10 are installed. The use of an overrunning clutch 6 makes it possible to compensate for the possible difference in the rotational speeds of the shaft 9 and the output shaft of the multiplier 5. The air flow created by the blades 10 is supplied to the brake disks 13, cooling them.

Частота вращения лопастей 10, следовательно мощность охлаждающего потока, а также безударное отсоединение (соединение) углового редуктора 8 от трансмиссии обеспечиваются дифференцированно за счет автоматического (по сигналу от электронного блока управления 3) выбора передачи мультипликатора 5 в зависимости от интенсивности торможения.The rotational speed of the blades 10, hence the power of the cooling flow, as well as shockless disconnection (connection) of the angular gearbox 8 from the transmission are provided differentially due to the automatic (according to a signal from the electronic control unit 3) gear selection of the multiplier 5 depending on the intensity of braking.

После окончания торможения, то есть при прекращении воздействия водителя на педаль тормоза 4, сигнал от микропереключателя, расположенного под педалью (на фигуре не обозначен), передается на электронный блок управления 3, где обрабатывается и формируется управляющий сигнал на разъединение мультипликатора 5 с выходным звеном 2 (устройством отбора мощности) трансмиссии 1.After the end of braking, that is, when the driver's influence on the brake pedal 4 stops, the signal from the microswitch located under the pedal (not shown in the figure) is transmitted to the electronic control unit 3, where the control signal is processed and generated to disconnect the multiplier 5 from the output link 2 (power take-off) transmission 1.

При поворотах гофрированные эластичные шланги растягиваются или сжимаются, но при этом обеспечивают постоянство своего проходного сечения.When turning, corrugated flexible hoses stretch or shrink, but at the same time ensure the constancy of their flow area.

По сравнению с прототипом предлагаемое техническое решение позволяет исключить затраты электрической энергии на функционирование вентилятора.Compared with the prototype, the proposed technical solution eliminates the cost of electrical energy for the operation of the fan.

Claims

A device for cooling brake discs of automotive equipment, containing brake pads, a hollow brake disc with interchannel radial baffles, with a forced cooling installation, including fan blades, an inlet pipe in communication with the atmosphere, and an outlet pipe connected through a corrugated elastic hose with an additional pipe mounted in the boot of the brake disc, different by the fact that the device contains a multiplier configured to control the electronic control unit when the driver acts on the brake pedal, the input shaft of the multiplier is configured to be connected to the output link of the transmission, and the output shaft of the multiplier is connected to an overrunning clutch mechanically connected to the bevel gear placed in a single housing, while when connecting the input shaft of the multiplier with the output link of the transmission, the torque is transmitted from the output link to the fan blades.