RU205867U1

RU205867U1 - Forestry machine brake system

Info

Publication number: RU205867U1
Application number: RU2021111856U
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Назаренко; Сергей Михайлович Харьков; Александр Борисович Карташов; Рустем Анурович Шагиев; Рустем Дульфатович Хафизов; Александр Петрович Зайцев; Дмитрий Александрович Панасенков; Сергей Александрович Алексеев
Original assignee: Публичное акционерное общество "КАМАЗ"
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2021-04-26
Publication date: 2021-08-11

Abstract

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям гидравлических тормозных систем лесозаготовительных машин типа харвестер и форвардер. Тормозная система лесозаготовительной машины содержит два тормозных механизма (1) и (2) передней оси, два тормозных механизма (3) и (4) задней оси, тормозные краны (5) и (6) передней и задней оси, механическую тормозную педаль (7) с установленным на ней главным тормозным цилиндром (22), соединенный с цилиндром (22) гидравлический бак (23), гидравлический блок (8) с клапанной аппаратурой и челночным клапаном (27), установленным перед золотниковым распределителем (24) запасной тормозной системы, вычислительный блок (9), гидроаккумуляторы (10) и (11) переднего и заднего тормозного контура. При этом главный тормозной цилиндр (22) выполнен двухконтурным, а тормозные краны (5) и (6) переднего и заднего тормозных контуров не связаны механически друг с другом. Кроме того, тормозная система содержит датчики (15) и (16) давления в контурах гидроаккумуляторов, датчик (28) положения тормозной педали, челночные клапаны (25) и (26) в гидравлических линиях управления тормозными кранами, датчики (29) и (30) давления в гидравлических линиях, соединяющих тормозные краны (5), (6) и главный тормозной цилиндр (22), и датчики (31) и (32) давления, установленные после тормозных кранов (5) и (6) в переднем и заднем тормозных контурах. Предложенное техническое решение обеспечивает лучшую функциональную безопасность тормозной системы лесозаготовительной машины за счет реализации полностью независимой работы переднего и заднего тормозного контура при работе рабочей и запасной тормозных систем в случае повреждения любого участка тормозного контура, а также наличия датчиковой аппаратуры, позволяющей системе самостоятельно диагностировать и принимать решение о необходимости торможения в случае аварийной ситуации. 1 ил.The utility model relates to the field of transport engineering, namely, to the structures of hydraulic braking systems of harvester and forwarder forest machines. The braking system of the forestry machine contains two brakes (1) and (2) of the front axle, two brakes (3) and (4) of the rear axle, brake valves (5) and (6) of the front and rear axle, a mechanical brake pedal (7 ) with a master brake cylinder (22) installed on it, a hydraulic tank (23) connected to the cylinder (22), a hydraulic unit (8) with valve equipment and a shuttle valve (27) installed in front of the spool valve (24) of the spare brake system, computing unit (9), accumulators (10) and (11) of the front and rear brake circuits. In this case, the main brake cylinder (22) is double-circuit, and the brake valves (5) and (6) of the front and rear brake circuits are not mechanically connected to each other. In addition, the brake system contains pressure sensors (15) and (16) in the hydraulic accumulator circuits, a brake pedal position sensor (28), shuttle valves (25) and (26) in hydraulic lines for controlling brake valves, sensors (29) and (30 ) pressure in the hydraulic lines connecting the brake valves (5), (6) and the main brake cylinder (22), and pressure sensors (31) and (32) installed after the brake valves (5) and (6) in the front and rear brake circuits. The proposed technical solution provides better functional safety of the forest machine's brake system due to the implementation of completely independent operation of the front and rear brake circuits during the operation of the working and spare brake systems in case of damage to any part of the brake circuit, as well as the presence of sensor equipment that allows the system to independently diagnose and make a decision about the need for braking in the event of an emergency. 1 ill.

Description

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к конструкциям гидравлических тормозных систем лесозаготовительных машин типа харвестер и форвардер.The utility model relates to the field of transport engineering, namely, to the structures of hydraulic braking systems of harvester and forwarder forest machines.

Тормозная система лесозаготовительной техники типа харвестер и форвардер должна обеспечивать эффективное торможение посредством подачи гидравлической жидкости под определенным давлением к тормозным камерам. Тормозные камеры, как правило, располагаются в корпусах ведущих мостов.The braking system of forestry equipment such as harvester and forwarder must provide effective braking by supplying hydraulic fluid at a certain pressure to the brake chambers. Brake chambers are usually located in the drive axle housings.

Особое внимание при проектировании тормозных систем лесозаготовительной техники уделяется обеспечению требований по функциональной безопасности в силу сложных условий эксплуатации.When designing braking systems for forestry machinery, special attention is paid to ensuring the requirements for functional safety due to difficult operating conditions.

В состав тормозной системы входят рабочая, запасная и стояночная тормозные системы. Ввиду наличия на борту автомобиля развитой гидравлической системы тормозные системы, как правило, выполняются гидравлическими.The braking system includes working, spare and parking braking systems. Due to the presence of a developed hydraulic system on board the vehicle, braking systems are usually performed hydraulic.

Известна тормозная система для мобильных транспортных средств, в состав которой входит тормозная педаль с одноконтурным главным тормозным цилиндром. Главный цилиндр обеспечивает подачу управляющего гидравлического сигнала к тормозным механизмам передней оси и гидравлическому усилителю тормозного контура задней оси. Величина управляющего гидравлического сигнала пропорциональна усилию на тормозной педали. Тормозной усилитель реализует повышение тормозного давления в контуре и приводит в действие тормозные механизмы колес второй оси (см. патент US 3890012 A, МПК В60Т 13/12, В60Т 13/16, опубликован 17.06.1975).Known brake system for mobile vehicles, which includes a brake pedal with a single-circuit master brake cylinder. The master cylinder provides a hydraulic control signal to the front axle brakes and the rear axle hydraulic brake booster. The magnitude of the hydraulic control signal is proportional to the effort on the brake pedal. The brake booster realizes an increase in the brake pressure in the circuit and actuates the braking mechanisms of the wheels of the second axle (see patent US 3890012 A, IPC V60T 13/12, V60T 13/16, published on June 17, 1975).

Недостатком данной тормозной системы является применение одноконтурного главного тормозного цилиндра, так как при выходе его из строя рабочая тормозная система перестает функционировать.The disadvantage of this brake system is the use of a single-circuit master brake cylinder, since when it fails, the service brake system ceases to function.

Известна тормозная система, в состав которой входят две тормозные педали, работающие как по отдельности, так и параллельно, два главных тормозных цилиндра, преобразующих силу нажатия на тормозные педали в давление тормозной жидкости, и исполнительные тормозные цилиндры, установленные в тормозных механизмах барабанного типа. При выходе из строя одного из контуров тормозной системы, другой контур сохраняет работоспособность, что повышает надежность тормозной системы (см. патент US 3236340 A, МПК В60Т 11/24, опубликован 22.02.1966).Known brake system, which includes two brake pedals, operating both separately and in parallel, two main brake cylinders, converting the force of pressing the brake pedals in the pressure of the brake fluid, and the brake slave cylinders installed in the brake mechanisms of the drum type. If one of the circuits of the brake system fails, the other circuit remains operational, which increases the reliability of the brake system (see US patent 3236340 A, IPC В60Т 11/24, published 02.22.1966).

Недостатком данного технического решения является дублирование главного тормозного цилиндра, что приводит к повышению стоимости системы и увеличению трудоемкости обслуживания. Также применение для управления системой сразу двух тормозных педалей ухудшает условия труда оператора.The disadvantage of this technical solution is the duplication of the main brake cylinder, which leads to an increase in the cost of the system and an increase in the complexity of maintenance. Also, the use of two brake pedals to control the system at once worsens the working conditions of the operator.

Известна тормозная система харвестеров Valmet 901.3 и 911.3, в состав которой входят рабочая, запасная и стояночные тормозные системы (см. https://cloud.mail.ru/public/4NRu/5C2ypBgdB, дата обращения 25.03.2021 г., Эксплуатация и обслуживание, Valmet 901.3 и 911.3, стр. 159).The braking system of Valmet 901.3 and 911.3 harvesters is known, which includes working, spare and parking brake systems (see https://cloud.mail.ru/public/4NRu/5C2ypBgdB, date of treatment 03/25/2021, Operation and maintenance , Valmet 901.3 and 911.3, p. 159).

В рабочей тормозной системе применены механически не связанные тормозные краны переднего и заднего тормозных контуров и гидравлическая тормозная педаль, включающая в себя двухконтурный главный тормозной цилиндр. Тормозные краны представляют собой золотниковые распределители. Переключение тормозных кранов рабочей тормозной системы Valmet осуществляется путем подачи гидравлической жидкости к каждому тормозному крану за счет нажатия на педаль и активации главного тормозного цилиндра. Создаваемое давление пропорционально силе нажатия на педаль.The service brake system uses mechanically unconnected brake valves of the front and rear brake circuits and a hydraulic brake pedal, which includes a dual-circuit master brake cylinder. The brake valves are spool valves. Valmet service brake valves are switched by supplying hydraulic fluid to each brake valve by depressing the pedal and activating the master cylinder. The pressure generated is proportional to the pressure on the pedal.

В запасной тормозной системе в качестве управляющего устройства применен золотниковый электромагнитный дискретный распределитель. От распределителя рабочая жидкость подводится к двум челночным клапанам, в которых происходит сравнение ее давления с давлением жидкости от главного тормозного цилиндра педали. В качестве источника гидравлической жидкости для главного тормозного цилиндра применяется сливная линия гидравлической системы. Жидкость из сливной линии подводится к двухконтурному тормозному цилиндру по одному гидравлическому шлангу. А к управляющему устройству запасной тормозной системы жидкость подводится от гидроаккумулятора заднего тормозного контура.In the spare brake system, a spool electromagnetic discrete valve is used as a control device. From the distributor, the working fluid is supplied to two shuttle valves, in which its pressure is compared with the pressure of the fluid from the main brake cylinder of the pedal. The drain line of the hydraulic system is used as a source of hydraulic fluid for the brake master cylinder. The fluid from the return line is supplied to the dual-circuit brake cylinder through a single hydraulic hose. And to the control device of the spare brake system, fluid is supplied from the accumulator of the rear brake circuit.

Запас гидравлического давления в тормозной системе обеспечивается за счет использования гидроаккумуляторов переднего и заднего тормозного контуров. Потребное давление гидравлической жидкости в гидроаккумуляторах обеспечивается за счет применения группы гидро- и электроуправляемых золотниковых клапанов, активизирующихся посредством блока управления по сигналу о низком давлении от датчика давления.The reserve of hydraulic pressure in the brake system is ensured through the use of hydraulic accumulators of the front and rear brake circuits. The required pressure of the hydraulic fluid in the accumulators is ensured through the use of a group of hydro- and electrically controlled slide valves, which are activated by the control unit on a low pressure signal from the pressure sensor.

Недостатком данного технического решения является подведение рабочей жидкости к главному тормозному цилиндру посредством трех рукавов высокого давления (РВД). Применение сразу трех РВД в машинах с вращающейся кабиной снижает максимальный угол поворота кабины и приводит к быстрому выходу РВД из строя в результате частых скручиваний при повороте кабины.The disadvantage of this technical solution is the supply of the working fluid to the master brake cylinder by means of three high pressure hoses (HPH). The use of three hoses at once in machines with a rotating cab reduces the maximum angle of rotation of the cab and leads to a quick failure of the high pressure hoses as a result of frequent twists when turning the cab.

Еще одним недостатком является подача жидкости к главному тормозному цилиндру из сливной линии по одному шлангу, что снижает надежность системы. При обрыве шланга механизм не сможет обеспечить возникновение управляющего тормозного давления ни в одном из двух контуров. В тоже время запасная тормозная система для активации торможения использует давление, запасенное только в одном гидроаккумуляторе, что также снижает надежность системы.Another disadvantage is the supply of fluid to the brake master cylinder from the drain line through a single hose, which reduces the reliability of the system. If the hose breaks, the mechanism will not be able to provide the emergence of the control brake pressure in either of the two circuits. At the same time, the backup brake system uses the pressure stored in only one accumulator to activate the braking, which also reduces the reliability of the system.

Известна тормозная система харвестера Ponsse Ergo HS16, в состав которой входят рабочая и стояночная тормозные системы (см. http://q-e-x.narod.ru/Ergo.pdf, дата обращения 25.03.2021 г., Обучающая инструкция по обслуживанию Ponsse Ergo HS16, стр. 41).The brake system of the Ponsse Ergo HS16 harvester is known, which includes working and parking brake systems (see http://qex.narod.ru/Ergo.pdf, date of access 03/25/2021, Training manual for Ponsse Ergo HS16, page 41).

Рабочая тормозная система срабатывает при нажатии тормозной педали, но при этом педаль активирует не главный тормозной цилиндр, а двухконтурный тормозной кран, представленный золотниковыми распределителями активации тормозной системы. В результате переключения тормозного крана каналы высокого давления соединяются с полостями подпружиненных поршней тормозного механизма, и машина осуществляет торможение.The service brake system is triggered when the brake pedal is pressed, but the pedal does not activate the master brake cylinder, but a double-circuit brake valve, represented by spool valves for activating the brake system. As a result of switching the brake valve, the high-pressure channels are connected to the cavities of the spring-loaded pistons of the brake mechanism, and the machine brakes.

Принцип работы рабочей тормозной системы аналогичен тормозной гидросистеме Valmet 901.3, за исключением того, что тормозной кран активируется напрямую от педали, а не посредством передачи механической энергии жидкости от гидроцилиндра тормозной педали. Такой вариант реализации тормозной системы рационально использовать с не вращающейся кабиной.The principle of operation of the service brake system is similar to that of the Valmet 901.3 hydraulic brake system, except that the brake valve is activated directly from the pedal, rather than by transferring mechanical energy to the fluid from the hydraulic cylinder of the brake pedal. It is rational to use such an embodiment of the brake system with a non-rotating cab.

У рассматриваемой тормозной системы отсутствует отдельно выделенная запасная тормозная система, но имеется дополнительная педаль, которая приводит в действие распределитель основной педали, посредством соединения канала высокого давления с пилотным каналом распределителя основной педали. Описанный способ торможения является не запасной, а альтернативной тормозной системой, так как предусмотрен для того, чтобы оператор мог тормозить, развернувшись в кабине в противоположную от передней части машины сторону за счет использования поворотного рабочего места. Запасная тормозная система в данном автомобиле реализована заодно со стояночной тормозной системой. Запас гидравлического давления обеспечивается за счет использования гидроаккумуляторов переднего и заднего тормозного контуров. Заданное давление гидравлической жидкости в аккумуляторах обеспечивается за счет применения группы гидро- и электроуправляемых золотниковых клапанов, активизирующихся посредством блока управления при подаче датчиком давления сигнала о низком давлении.The braking system under consideration does not have a separate spare brake system, but an additional pedal is available that actuates the main pedal distributor by connecting the high pressure port to the pilot port of the main pedal distributor. The described method of braking is not a spare, but an alternative braking system, since it is provided so that the operator can brake by turning in the cab in the direction opposite to the front of the machine through the use of a rotary workstation. The spare brake system in this car is implemented in conjunction with the parking brake system. The reserve of hydraulic pressure is provided through the use of accumulators of the front and rear brake circuits. The specified pressure of the hydraulic fluid in the accumulators is ensured through the use of a group of hydraulically and electrically controlled slide valves, which are activated by the control unit when the pressure sensor sends a low pressure signal.

Недостатком данного технического решения является отсутствие отдельной запасной тормозной системы и применение совмещенного тормозного крана, в котором золотники переднего и заднего тормозного контура связаны между собой посредством механической связи. Наличие механической связи является недостатком в силу того, что при заклинивании одного из золотников второй также будет заблокирован и осуществить торможение будет невозможно.The disadvantage of this technical solution is the absence of a separate spare brake system and the use of a combined brake valve, in which the spools of the front and rear brake circuits are interconnected by means of a mechanical connection. The presence of a mechanical connection is a disadvantage due to the fact that when one of the spools is jammed, the second one will also be blocked and it will be impossible to brake.

Наиболее близкой по совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению и принятая в качестве прототипа является тормозная система харвестера Timberjack 1270 В, для которой в контурах гидравлической системы рабочей тормозной системы в качестве золотникового распределителя активации подачи жидкости к тормозным камерам. Данный тормозной кран работает так, что при нажатии на педаль тормоза посредством одноконтурного главного тормозного цилиндра происходит подача гидравлической жидкости из бака под давлением пропорциональным силе нажатия на педаль в пилотную камеру управления верхнего золотника, что вызывает его перемещение, вызывающее одновременно перемещение нижнего золотника за счет механической связи между ними (тормозного крана) используются два совмещенных гидравлических распределителя (см. https://cloud.mail.ru/public/NA1S/aMgK4TCzC, дата обращения 25.03.2021 г., Инструкция по эксплуатации и техническому обслуживанию, Timberjack 1270 В, стр. 142).The closest in terms of the set of essential features to the claimed technical solution and adopted as a prototype is the brake system of the Timberjack 1270 V harvester, for which, in the hydraulic circuits of the service brake system, as a spool valve for activating the fluid supply to the brake chambers. This brake valve works in such a way that when the brake pedal is depressed by means of a single-circuit master brake cylinder, hydraulic fluid is supplied from the tank under pressure proportional to the force of pressing the pedal into the pilot control chamber of the upper spool, which causes its movement, which simultaneously causes the movement of the lower spool due to the mechanical communication between them (brake valve), two combined hydraulic distributors are used (see https://cloud.mail.ru/public/NA1S/aMgK4TCzC, date of access 03/25/2021, Operation and maintenance manual, Timberjack 1270 V, page 142).

Запасная тормозная система реализована за счет применения пропорционального клапана автоматического торможения, который подает гидравлическую жидкость во вторую пилотную гидравлическую камеру верхнего золотника тормозного крана, что позволяет данной системе работать параллельно тормозной системе, активируемой механической педалью. Запас гидравлического давления обеспечивается за счет использования гидроаккумуляторов переднего и заднего тормозного контура.The spare braking system is implemented through the use of a proportional automatic braking valve, which supplies hydraulic fluid to the second pilot hydraulic chamber of the upper brake valve spool, which allows this system to operate in parallel with the brake system, which is activated by a mechanical pedal. The reserve of hydraulic pressure is provided through the use of accumulators of the front and rear brake circuits.

Заданное давление гидравлической жидкости в аккумуляторах обеспечивается за счет применения группы гидро- и электроуправляемых золотниковых клапанов, активизирующихся посредством блока управления при подаче датчиком давления сигнала о низком давлении.The specified pressure of the hydraulic fluid in the accumulators is ensured through the use of a group of hydraulically and electrically controlled slide valves, which are activated by the control unit when the pressure sensor sends a low pressure signal.

Недостатком данного технического решения является наличие механической связи между распределителями активации заднего и переднего контура рабочей тормозной системы. Механическая связь была применена с целью синхронного срабатывания передних и задних тормозных механизмов. Но в таком случае заклинивание одного золотника приводит к блокировке другого и потере работоспособности обоими контурами тормозной системы.The disadvantage of this technical solution is the presence of a mechanical connection between the activation valves of the rear and front circuits of the service brake system. The mechanical link was used to synchronize the front and rear brakes. But in this case, jamming of one spool leads to blocking of the other and loss of performance by both circuits of the brake system.

Другим недостатком является применение одноконтурного главного тормозного цилиндра, что в случае повреждения бака либо шланга, соединяющего бак и главный тормозной цилиндр, приведет к невозможности осуществлять торможение посредством механической тормозной педали.Another disadvantage is the use of a single-circuit master brake cylinder, which, in the event of damage to the tank or the hose connecting the tank and the master brake cylinder, will lead to the impossibility of braking by means of a mechanical brake pedal.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение функциональной безопасности тормозной системы лесозаготовительной машины.The task to be solved by the claimed technical solution is to increase the functional safety of the braking system of the forestry machine.

Для решения поставленной задачи в тормозной системе лесозаготовительной машины, содержащей механическую тормозную педаль с установленным на ней главным тормозным цилиндром, соединенный с цилиндром гидравлический бак, тормозные краны переднего и заднего тормозного контуров, подключенные к тормозным механизмам переднего и заднего тормозных контуров, гидроаккумуляторы переднего и заднего тормозного контура, гидравлический блок с клапанной аппаратурой и челночным клапаном, установленным перед золотниковым распределителем запасной тормозной системы, вычислительный блок управления и датчики давления в контурах гидроаккумуляторов, главный тормозной цилиндр выполнен двухконтурным, тормозные краны переднего и заднего тормозных контуров не связаны механически друг с другом, кроме того дополнительно установлены датчик положения тормозной педали, челночные клапаны в гидравлических линиях управления тормозными кранами, датчики давления в гидравлических линиях, соединяющих тормозные краны и главный тормозной цилиндр, и датчики давления, установленные после тормозных кранов в переднем и заднем тормозных контурах.To solve the problem in the braking system of a logging machine, containing a mechanical brake pedal with a master brake cylinder installed on it, a hydraulic tank connected to the cylinder, brake valves of the front and rear brake circuits connected to the brake mechanisms of the front and rear brake circuits, hydraulic accumulators of the front and rear brake circuit, a hydraulic unit with valve equipment and a shuttle valve installed in front of the spool valve of the spare brake system, a computer control unit and pressure sensors in the accumulator circuits, the master brake cylinder is double-circuit, the brake valves of the front and rear brake circuits are not mechanically connected to each other, in addition, a brake pedal position sensor, shuttle valves in the hydraulic lines for controlling the brake valves, pressure sensors in the hydraulic lines connecting the brake valves and the main brake cylinder, and pressure sensors installed after the brake valves in the front and rear brake circuits.

Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что главный тормозной цилиндр выполнен двухконтурным, тормозные краны переднего и заднего тормозных контуров не связаны механически друг с другом, кроме того дополнительно установлены датчик положения тормозной педали, челночные клапаны в гидравлических линиях управления тормозными кранами, датчики давления в гидравлических линиях, соединяющих тормозные краны и главный тормозной цилиндр, и датчики давления, установленные после тормозных кранов в переднем и заднем тормозных контурах, позволяет обеспечить лучшую функциональную безопасность тормозной системы лесозаготовительной машины за счет реализации полностью независимой работы переднего и заднего тормозного контура при работе рабочей и запасной тормозных систем в случае повреждения любого участка тормозного контура и наличия датчиковой аппаратуры, позволяющей системе самостоятельно диагностировать и принимать решение о необходимости торможения в случае аварийной ситуации.The set of essential features, which consists in the fact that the main brake cylinder is double-circuit, the brake valves of the front and rear brake circuits are not mechanically connected to each other, in addition, a brake pedal position sensor is additionally installed, shuttle valves in the hydraulic control lines of brake valves, pressure sensors in hydraulic lines connecting the brake valves and the brake master cylinder, and pressure sensors installed after the brake valves in the front and rear brake circuits, allows to ensure better functional safety of the forestry machine's braking system due to the fully independent operation of the front and rear brake circuit during the working and spare brake systems in case of damage to any part of the brake circuit and the presence of sensor equipment, which allows the system to independently diagnose and make a decision about the need for braking in the event of an emergency.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена схема тормозной системы лесозаготовительной машины.The claimed technical solution is illustrated by a drawing, which shows a diagram of the braking system of a logging machine.

Представленная тормозная система включает в себя два тормозных механизма 1 и 2 передней оси, два тормозных механизма 3 и 4 задней оси, тормозной кран 5 передней оси, тормозной кран 6 задней оси, механическую тормозную педаль 7, гидравлический блок 8 с клапанной аппаратурой, вычислительный блок (ВБ) 9 и гидроаккумулятор 10 переднего тормозного контура и гидроаккумулятор 11 заднего тормозного контура.The presented brake system includes two brakes 1 and 2 of the front axle, two brakes 3 and 4 of the rear axle, a brake valve 5 of the front axle, a brake valve 6 of the rear axle, a mechanical brake pedal 7, a hydraulic unit 8 with valve equipment, a computing unit (VB) 9 and hydraulic accumulator 10 of the front brake circuit and hydraulic accumulator 11 of the rear brake circuit.

Тормозная система подключается к гидравлической системе машины, которая обеспечивает подачу гидравлической жидкости в порт Р и слив гидравлической жидкости через порт Т гидравлического блока 8. Для обеспечения требуемого значения давления гидравлической жидкости, запасаемой в гидроаккумуляторах 10 и 11, применяется редукционный клапан 12, обеспечивающий понижение давления от входного порта к контурам тормозной системы. Два тормозных контура отделены друг от друга двумя обратными клапанами 13 и 14 переднего тормозного контура и заднего тормозного контура соответственно. Гидравлическая жидкость при подаче постепенно заполняет гидроаккумулятор 10 переднего и гидроаккумулятор 11 заднего тормозных контуров, сжимая предварительно закачанный в них азот вплоть до требуемого целевого значения тормозного давления, которое регистрируется посредством датчика давления 15 в переднем тормозном контуре и датчика давления 16 в заднем тормозном контуре. При достижении целевого давления датчики давления 15 и 16 подают соответствующий электрический сигнал на вычислительный блок 9, который обеспечивает управление процессом подкачки гидравлической жидкости в контуры тормозной системы. В случае падения давления в одном из гидроаккумуляторов 10 и 11 тормозной системы один из датчиков давления 15 или 16 регистрирует данное изменение и подает сигнал на вычислительный блок 9. При этом данный блок подает управляющий сигнал активации на электромагнитную катушку золотникового распределителя 17 управления давлением в переднем тормозном контуре или золотникового распределителя 18 управления давлением в заднем тормозном контуре. Данные золотниковые распределители 17 и 18 связаны с тормозными контурами и передают соответствующий управляющий гидравлический сигнал в гидравлическую систему автомобиля в виде максимального результирующего значения давления гидравлической жидкости в сигнальном гидравлическом порту LS посредством челночного клапана 19. Для ограничения максимального давления в каждом тормозном контуре установлены предохранительный клапан 20 переднего тормозного контура и предохранительный клапан 21 заднего тормозного контура. Указанные клапана 20 и 21 сбрасывают в сливной порт излишки гидравлической жидкости из соответствующего тормозного контура в случае возрастания целевого давления в данных контурах, например, при нагреве гидравлической жидкости.The braking system is connected to the hydraulic system of the machine, which supplies hydraulic fluid to port P and drains hydraulic fluid through port T of the hydraulic unit 8. To ensure the required pressure of the hydraulic fluid stored in accumulators 10 and 11, a pressure reducing valve 12 is used to reduce the pressure from the inlet port to the brake circuits. The two brake circuits are separated from each other by two check valves 13 and 14 of the front brake circuit and the rear brake circuit, respectively. The hydraulic fluid, when supplied, gradually fills the hydraulic accumulator 10 of the front and the hydraulic accumulator 11 of the rear brake circuits, compressing the nitrogen previously injected into them up to the required target brake pressure value, which is recorded by the pressure sensor 15 in the front brake circuit and the pressure sensor 16 in the rear brake circuit. When the target pressure is reached, the pressure sensors 15 and 16 supply a corresponding electrical signal to the computing unit 9, which controls the process of pumping hydraulic fluid into the brake circuits. In the event of a pressure drop in one of the accumulators 10 and 11 of the brake system, one of the pressure sensors 15 or 16 registers this change and sends a signal to the computing unit 9. This unit sends an activation control signal to the solenoid coil of the spool valve 17 for controlling the pressure in the front brake circuit or spool valve 18 pressure control in the rear brake circuit. These spool valves 17 and 18 are connected to the brake circuits and transmit the corresponding hydraulic control signal to the vehicle hydraulic system in the form of the maximum resultant value of the hydraulic fluid pressure in the LS signal port by means of the shuttle valve 19. To limit the maximum pressure in each brake circuit, a safety valve 20 is installed. front brake circuit and safety valve 21 of the rear brake circuit. These valves 20 and 21 discharge excess hydraulic fluid from the respective brake circuit into the drain port in the event of an increase in the target pressure in these circuits, for example, when the hydraulic fluid is heated.

Рабочая тормозная система начинает свою работу при нажатии оператором на тормозную педаль 7. Шток тормозной педали оказывает непосредственное воздействие на поршневой шток двухконтурного главного тормозного цилиндра 22. В главном тормозном цилиндре 22 механическое усилие преобразуется в давление гидравлической жидкости, которое через рукава высокого давления передается в управляющую камеру тормозного крана 5 переднего тормозного контура и из второй камеры главного тормозного цилиндра 22 - в тормозной кран 6 заднего тормозного контура. Подача гидравлической жидкости в главный тормозной цилиндр 22 осуществляется из гидравлического бака 23. Возникающее давление гидравлической жидкости в управляющих камерах тормозных кранов 5 и 6 вызывает перемещение их золотников, так что тормозные краны обеспечивают подачу гидравлической жидкости от напорных линий гидроаккумуляторов 10 и 11 переднего и заднего тормозного контура к исполнительным тормозным механизмам 1 и 2 переднего тормозного контура и тормозным механизмам 3 и 4 заднего тормозного контура.The service brake system starts its work when the operator presses the brake pedal 7. The brake pedal rod has a direct effect on the piston rod of the dual-circuit master brake cylinder 22. In the master brake cylinder 22, the mechanical force is converted into hydraulic fluid pressure, which is transmitted through the high-pressure hoses to the control the chamber of the brake valve 5 of the front brake circuit and from the second chamber of the master brake cylinder 22 to the brake valve 6 of the rear brake circuit. The supply of hydraulic fluid to the main brake cylinder 22 is carried out from the hydraulic tank 23. The arising pressure of the hydraulic fluid in the control chambers of the brake valves 5 and 6 causes the movement of their spools, so that the brake valves provide the supply of hydraulic fluid from the pressure lines of the accumulators 10 and 11 of the front and rear brake valves. circuit to the actuator brakes 1 and 2 of the front brake circuit and brakes 3 and 4 of the rear brake circuit.

Запасная тормозная система обеспечивается работой пропорционального электроуправляемого редукционного золотникового распределителя 24. В случае необходимости включения запасной тормозной системы вычислительный блок 9 подает управляющий электрический сигнал на электромагнитную катушку распределителя 24 запасной тормозной системы, который подает управляющий гидравлический сигнал на тормозные краны 5 и 6 переднего и заднего тормозных контуров. Приоритет управляющего гидравлического сигнала, подаваемого от главного тормозного цилиндра 22 и распределителя 24 запасной тормозной системы, определяется посредством челночных клапанов 25 и 26 для переднего тормозного контура и для заднего тормозного контура соответственно. Гидравлическая жидкость в золотниковый распределитель 24 поступает от гидроаккумуляторов 10 и 11 переднего и заднего тормозных контуров. Приоритет определяется посредством челночного клапана 27 запасной тормозной системы. Приоритет в выборе источника гидравлической жидкости для золотникового распределителя 24 запасной тормозной системы обеспечивает гарантированную подачу гидравлической жидкости данным распределителем 24 к тормозным кранам 5 и 6, даже при падении давления в одном из тормозных контуров.The spare brake system is provided by the operation of a proportional electrically controlled reduction spool valve 24. If it is necessary to turn on the spare brake system, the computing unit 9 sends an electrical control signal to the electromagnetic coil of the spare brake system distributor 24, which sends a hydraulic control signal to the brake valves 5 and 6 of the front and rear brake contours. The priority of the control hydraulic signal supplied from the main brake cylinder 22 and the spare brake distributor 24 is determined by means of shuttle valves 25 and 26 for the front brake circuit and for the rear brake circuit, respectively. The hydraulic fluid in the spool valve 24 is supplied from the accumulators 10 and 11 of the front and rear brake circuits. The priority is determined by means of the shuttle valve 27 of the spare brake system. The priority in choosing the source of hydraulic fluid for the spool valve 24 of the spare brake system ensures a guaranteed supply of hydraulic fluid by this valve 24 to the brake valves 5 and 6, even if the pressure in one of the brake circuits drops.

Функциональная безопасность данной тормозной системы обеспечивается за счет применения датчиковой аппаратуры. В ее состав входят: концевой датчик 28 положения тормозной педали, датчик давления 29 в управляющем контуре главного тормозного цилиндра 22 переднего тормозного контура, датчик давления 30 в управляющем контуре главного тормозного цилиндра 22 заднего тормозного контура, датчик давления 31 в переднем тормозном контуре, датчик давления 32 в заднем тормозном контуре. Так, при нажатии на педаль тормоза 7, концевой датчик 28 передает сигнал вычислительному блоку 9 о желании водителя начать торможение, а также обеспечивает условие включения сигнальных фонарей торможения. В случае повреждения одного из управляющих контуров главного тормозного цилиндра 22 датчики давления 29 или 30 передают сигнал вычислительному блоку 9 об этой неисправности. Вычислительный блок 9 реализует появление информационного сообщения о неисправности у оператора на приборной панели. При этом торможение обеспечивается за счет оставшегося исправного управляющего тормозного контура главного тормозного цилиндра 22 и одного из тормозных кранов 5 или 6. В случае выхода из строя главного тормозного цилиндра 22 или бачка 23 при нажатой педали тормоза 7 концевой датчик 28 передает сигнал вычислительному блоку 9 о желании водителя начать торможение, а также обеспечивает условие включения сигнальных фонарей торможения. При этом датчики давления 29 и 30 передают сигнал вычислительному блоку 9 об отсутствии давления гидравлический жидкости в линиях управления главного тормозного цилиндра 22. Данное рассогласование между показаниями датчиков обрабатывается вычислительным блоком 9. Последний в свою очередь подает электрический сигнал активации на электромагнитную катушку золотникового распределителя 24 запасной тормозной системы. Данный распределитель через челночные клапана 25 и 26 подает управляющее воздействие на тормозные краны 5 и 6 переднего и заднего тормозных контуров. Так, процесс торможения обеспечивается вплоть до полной остановки автомобиля, а на приборной панели оператора появляется информационное сообщение о неисправности, поступающее от вычислительного блока 9. В случае отсутствия подачи гидравлической жидкости в порт Р гидравлического блока 8 процесс торможения обеспечивается за счет постепенной разрядки гидроаккумуляторов 10 и 11 переднего и заднего тормозных контуров до тех пор, пока реализуемое ими давление не приблизится к нижнему порогу своего значения. Данное значение будет регистрироваться датчиками давления 15 и 16. Эти датчики также сигнализируют вычислительному блоку 9, что давление приближается к минимальному. При этом вычислительный блок 9 обеспечит возникновение на приборной панели оператора информационного сообщения о неисправности.The functional safety of this braking system is ensured through the use of sensor equipment. It consists of: end sensor 28 of the position of the brake pedal, pressure sensor 29 in the control circuit of the master brake cylinder 22 of the front brake circuit, pressure sensor 30 in the control circuit of the master brake cylinder 22 of the rear brake circuit, pressure sensor 31 in the front brake circuit, pressure sensor 32 in the rear brake circuit. So, when you press the brake pedal 7, the end sensor 28 transmits a signal to the computing unit 9 about the driver's desire to start braking, and also provides a condition for turning on the brake warning lights. In the event of damage to one of the control circuits of the master brake cylinder 22, pressure sensors 29 or 30 transmit a signal to the computing unit 9 about this malfunction. The computing unit 9 implements the appearance of an information message about a malfunction from the operator on the dashboard. In this case, braking is provided due to the remaining serviceable control brake circuit of the main brake cylinder 22 and one of the brake valves 5 or 6. In the event of failure of the main brake cylinder 22 or reservoir 23 when the brake pedal 7 is pressed, the end sensor 28 transmits a signal to the computing unit 9 about the driver's desire to start braking, and also provides a condition for the activation of the brake warning lights. In this case, the pressure sensors 29 and 30 transmit a signal to the computing unit 9 about the lack of pressure of the hydraulic fluid in the control lines of the main brake cylinder 22. This discrepancy between the readings of the sensors is processed by the computing unit 9. The latter, in turn, sends an electrical activation signal to the solenoid coil of the spool valve 24. brake system. This distributor, through shuttle valves 25 and 26, supplies a control action to the brake valves 5 and 6 of the front and rear brake circuits. So, the braking process is provided until the vehicle stops completely, and an information message about a malfunction appears on the operator's dashboard, coming from the computing unit 9. In the absence of hydraulic fluid supply to the port P of the hydraulic unit 8, the braking process is ensured by gradually discharging the accumulators 10 and 11 front and rear brake circuits until the pressure realized by them approaches the lower threshold of its value. This value will be recorded by pressure sensors 15 and 16. These sensors also signal to the computing unit 9 that the pressure is approaching the minimum. In this case, the computing unit 9 will ensure that an information message about a malfunction appears on the operator's dashboard.

Заявляемое техническое решение позволяет повысить надежность и безопасность работы гидравлической тормозной системы лесозаготовительной машины, что повышает функциональную безопасность тормозной системы лесозаготовительной машины.The claimed technical solution improves the reliability and safety of the hydraulic brake system of the forestry machine, which increases the functional safety of the brake system of the forestry machine.

Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.The claimed technical solution is possible for implementation on standard technological equipment.

Данная полезная модель разработана в рамках выполнения работ по Соглашению от «22» ноября 2019 г. №075-11-2019-030 между Министерством науки и высшего образования Российской Федерации и Публичным акционерным обществом «КАМАЗ».This utility model was developed as part of the work under the Agreement dated November 22, 2019 No. 075-11-2019-030 between the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation and Public Joint Stock Company KAMAZ.

Claims

The braking system of a forestry machine, containing a mechanical brake pedal with a master brake cylinder installed on it, a hydraulic tank connected to the cylinder, brake valves of the front and rear brake circuits connected to the brake mechanisms of the front and rear brake circuits, hydraulic accumulators of the front and rear brake circuits, a hydraulic block with valve equipment and shuttle valve installed in front of the spool valve of the spare brake system, a computer control unit and pressure sensors in the accumulator circuits, characterized in that the main brake cylinder is double-circuit, the brake valves of the front and rear brake circuits are not mechanically connected to each other, except In addition, a brake pedal position sensor, shuttle valves in the hydraulic lines for controlling the brake valves, pressure sensors in the hydraulic lines connecting the brake valves and the main brake valve are installed. cylinder, and pressure sensors installed after the brake valves in the front and rear brake circuits.