РЕГУЛЯТОР ТОРМОЗНЫХ СИЛ Российский патент 1998 года по МПК B60T8/18 

Изобретение относится к области машиностроения. Преимущественной областью его использования являются пневматические приводы тормозов автомобилей.

Известна конструкция регулятора тормозных сил (Гуревич Л.В., Меламуд Р. А. Пневматический тормозной привод автотранспортных средств: устройство и эксплуатация, М. , Транспорт, 1988 г., с.54), содержащего корпус, в котором расположены следящий элемент, разделяющий в корпусе полости входного и выходного давления и состоящий из поршня и диафрагмы с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне, и периферийная - на стенке корпуса, двухседельный клапан, избирательно перепускающий сжатый воздух в полость выходного давления или сообщающий ее с атмосферой, управляемый подвижным штоком, уплотненным в корпусе, кинематический механизм для регулировок начального положения штока.

В таком регуляторе тормозных сил жесткая связь кинематического механизма со штоком. При такой конструкции статическая характеристика является линейной (фиг.2, кривая 1) при определенном положении подвижного штока. Идеальная характеристика распределения тормозных сил автомобиля описывается кривой второго порядка, а характеристика упомянутого выше регулятора тормозных сил показывает значительное отклонение реального распределения тормозных сил от идеального, что отражает ухудшенное качество регулирования при любом положении.

Причина этого недостатка была устранена в регуляторе тормозных сил (авторское свидетельство 1294667, кл. B 60 T 8/18), в котором между кинематическим механизмом и штоком установили пружину.

Однако в этом регуляторе при отсутствии входного и выходного давления двухседельный клапан открыт. Поэтому при поступлении входного давления, до закрытия двухседельного клапана, давления на входе и выходе равны. Статическая характеристика такого регулятора представлена на фиг.3, где точки 1, 2, 3 соответствуют различным моментам закрытия двухседельного клапана. В этом случае регулятор не регулирует тормозные силы на низких входных давлениях.

Такой недостаток имеется и у регулятора (авторское свидетельство 914362, B 60 T 8/18, 1982 г), в котором пружина, расположенная между кинематическим механизмом и штоком предварительно поджата в положениях кинематического механизма, соответствующих высоким уровням загрузки автомобиля, принятом за прототип. Экспериментальные исследования, проведенные авторами, показали, что такой регулятор имеет выходную характеристику, представленную на фиг.4, где точки 1, 2, 3 соответствуют различным усилиям начального сжатия пружины.

Технической задачей является обеспечение регулировки тормозных сил.

Поставленная задача достигается тем, что в известном регуляторе тормозных сил транспортного средства с пневматическим приводом, тормозов, содержащем корпус, в котором расположены следящий элемент, разделяющий в корпусе полости входного и выходного давления и состоящий из поршня и диафрагмы с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне, а периферийная - на стенке корпуса, двухседельный клапан, избирательно перепускающий сжатый воздух в полость выходного давления или сообщающий ее с атмосферой, управляемый подвижным штоком, уплотненным в корпусе, кинематический механизм и пружину между ними, согласно изобретению, при любом положении кинематического механизма, отсутствии входного и выходного давления, положении подвижного штока, соответствующем максимальному выходному давлению, и закрытом двухседельном клапане, расстояние между опорными поверхностями пружины на штоке и кинематическом механизме равно или больше длины пружины, находящейся в свободном состоянии.

В этом случае при любом положении кинематического механизма пружина не имеет предварительного сжатия. За счет этого статическая характеристика имеет вид: фиг.2, кривые 2, 3.

На фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемого регулятора тормозных сил, который содержит корпус 1, поршень 2, диафрагму с переменной активной площадью 3, двухседельный клапан 4, пружину двухседельного клапана 5, подвижный шток 6, пружину подвижного штока 7, болт 8 кинематического механизма регулировки начального сжатия пружины 7, атмосферный вывод 9, соединяющий внутреннюю цилиндрическую полость в подвижном штоке 6 и полость С в корпусе с атмосферой, полость входного давления А, полость выходного давления Б.

На фиг. 2 показана статическая характеристика регулятора тормозных сил, где обозначено: P₁ - входное давление, P₂ - выходное давление, кривая 1 - статическая характеристика регулятора по первому аналогу, кривые 2, 3 - статическая характеристика предложенного устройства для различных положений кинематического механизма.

На фиг.3 показана статическая характеристика регулятора тормозных сил по авторскому свидетельству 1294667, где обозначено: P₁ - входное давление, P₂ - выходное давление, точки 1, 2, 3 соответствуют различным степеням предварительного сжатия пружины подвижного потока.

В случае, если во входной полости А отсутствует давление сжатого воздуха, пружина 7 находится в свободном состоянии. Клапан 4 под действием пружины 5 закрыт, разобщая полости А и Б. Поршень 2, шток 6, диафрагма 3 могут находиться в произвольном положении, область которого определяется предварительной регулировкой болта 8. При этом полость Б может быть соединена с атмосферой через внутреннюю цилиндрическую полость в штоке 6, полость С и атмосферный вывод 9.

Если в полость А подается сжатый воздух, под его воздействием поршень 2, перемещаясь вниз, прижимает клапан 4 к штоку 6 и тем самым полость Б отсоединяется от атмосферного вывода 9. Шток 6 упирается в пружину 7. Когда давление в полости А достигнет значения, достаточного для открытия клапана 4, клапан 4 открывается и сжатый воздух поступает в полость Б. В полости Б сжатый воздух воздействует снизу на поршень 2 и на активную площадь диафрагмы 3, с которой усилие передается также на поршень 2. С возрастанием давления в полости Б поршень 2 несколько перемещается вверх относительно корпуса 1 и штока 6, за счет чего клапан 4 начинает закрываться. Клапан 4 окончательно закроется, когда давление в полости Б достигнет величины, при которой поршень 2 будет находиться в равновесии. Причем если активная площадь диафрагмы 3 больше нуля, давление в полости Б установится меньшим, чем в полости А, таким образом осуществляется следящее действие регулятора тормозных сил. При увеличении давления в полости Б за счет активной площади штока 6 (площадь его верхнего торца) шток 6 несколько переместится вниз, сжимая пружину 7. Вместе со штоком 6 вниз переместится и поршень 2, вследствие чего увеличится активная площадь диафрагмы 3 и поэтому с увеличением давления в полости А темп нарастания давления в полости Б все время снижается и статическая характеристика регулятора имеет вид кривых 2, 3 фиг. 2 в зависимости от начального положения болта 8 фиг.1. При снижении давления в полости А под действием давления в полости Б поршень 2 перемещается вверх. Клапан 4 отрывается от штока 6 и полость Б через атмосферный вывод 9 сообщается с атмосферой.

Дополнительно можно отметить, что если бы шток 6 имел жесткую связь с болтом 8, то ввиду отсутствия пружины 7 регулятор имел бы характеристику, соответствующую кривой 1 на фиг.2. При этом при регулировке болтом 8 фиг.1 изменялся бы только угол наклона кривой 1 на фиг.2.

Технический результат изобретения проявляется в улучшении качества регулирования тормозных сил на всех уровнях загрузки транспортного средства.

Использование: в машиностроении, а именно в пневматических приводах тормозов автомобилей. Сущность изобретения: в регуляторе тормозных сил транспортного средства, содержащем корпус, в котором расположены следящий элемент, разделяющий в корпусе полости входного и выходного давления и состоящий из поршня и диафрагмы с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне, а периферийная - на стенке корпуса, двухседельный клапан, избирательно перепускающий сжатый воздух в полость выходного давления или сообщающий ее с атмосферой, управляемый подвижным штоком, уплотненным в корпусе, кинематический механизм и пружину между ними, согласно изобретению при любом положении кинематического механизма, отсутствии входного и выходного давления, положении подвижного штока соответствующем максимальному выходному давлению, и закрытом двухседельном клапане, расстояние между опорными поверхностями пружины на штоке и на кинематическом механизме равно или больше длины пружины, находящейся в свободном состоянии. 4 ил.

Регулятор тормозных сил транспортного средства с пневматическим приводом тормозов, содержащий корпус, в котором расположен следящий элемент, образующий в корпусе полости входного и выходного давления и состоящий из поршня и диафрагмы с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне, а периферийная - на стенке корпуса, двухседельный клапан для избирательного перепускания сжатого воздуха в полость выходного давления или в атмосферу, управляемый подвижным штоком, уплотненным в корпусе, кинематический механизм, связанный со штоком посредством пружины, отличающийся тем, что расстояние между опорными поверхностями пружины перед торможением равно или больше длины пружины, находящейся в свободном состоянии.