СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ ВОЗДУХА В ШИНАХ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2008 года по МПК B60C23/00 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к устройствам для подвода и регулирования давления воздуха в шинах колес транспортных средств с независимой подвеской.

Известна централизованная система накачивания шин, включающая магистраль, герметично соединенную с источником подачи воздуха и с шиной автомобиля, основание устройства уплотнения, последнее из которых выполнено в виде размещенной между вращающейся посредством подшипников на валу ступицей и упомянутым основанием герметичной камеры, первую и вторую трубы, соединенные одним концом с герметичной камерой соответственно через первый и второй проходы, а вторым концом - соответственно с источником подачи воздуха и с внутренней частью шины, при этом основание устройства уплотнения может представлять собой гильзу, неподвижно закрепленную на валу со стороны ступицы (заявка на изобретение №93056649, МПК⁶ B60C 23/00, опубл. 20.08.1996).

Недостатком известного технического решения является недостаточная надежность конструкции.

Известна также система регулирования давления воздуха в шинах грузовых полноприводных автомобилей, выбранная в качестве ближайшего аналога, содержащая головки подвода воздуха к шинам, установленные на полуосях и соединенные воздушными трубопроводами с краном управления (Платонов В.Ф., Полноприводные автомобили - 2-е изд., перераб. и доп. - М., Машиностроение, 1989, с.108, рис.32).

Данная система позволяет при необходимости снижать давление воздуха в шинах до определенного значения, вплоть до минимально допустимого, в результате чего увеличивается опорная площадь шины, улучшаются сцепные свойства и проходимость.

Недостатком данной конструкции является сложность установки и компоновки элементов системы в колесно-ступичном узле. Для замены (демонтажа) головки подвода воздуха требуется большое количество операций и времени, т.к. необходимо снять колесо, полуось, ступицу, цапфу и т.д. Расположенная внутри головка подвода воздуха с одной стороны защищена от внешних воздействий, что является положительным фактором, но с другой стороны уменьшается теплоотвод от трущихся деталей и даже происходит подвод тепла к деталям головки от тормозного барабана или диска. Повышение температуры на элементах головки подвода воздуха, в частности на манжетах, приводит к снижению их ресурса и выходу их из строя, что приведет к утечке наружу находящегося под давлением воздуха из системы регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства.

Решаемая задача: повышение надежности системы регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, упрощение ремонтообслуживания данного узла.

Указанная задача решается тем, что в системе регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, содержащей головку подвода воздуха к шинам, связанную воздушными трубопроводами с источником рабочей среды и полостью шины, по первому варианту головка подвода воздуха к шинам установлена на приводе колеса, содержащем карданный вал, и соединена с полостью шины через сферические уплотнения, состоящие из двух полусфер, наружной и внутренней, установленных с возможностью взаимного перемещения, и закрепленные с каждой стороны карданного вала с образованием герметичных полостей, соединенных между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами, при этом центры сферических уплотнений совпадают с центром крестовин карданного вала, а наружная полусфера сферических уплотнений может состоять из двух частей, соединенных по диаметральной плоскости с помощью разборного соединения. По второму варианту головка подвода воздуха к шинам установлена на приводе колеса, содержащем карданный вал, крестовины которого выполнены с внутренними центральными воздушными каналами, при этом два канала одной из крестовин связаны соединительными трубопроводами с источником рабочей среды, два канала другой крестовины - с шиной, а перпендикулярные им каналы обеих крестовин соединены между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами.

Размещение головки подвода воздуха к шинам на приводе колеса значительно упрощает ремонтообслуживание системы, в частности ее проще заменить, для чего необходимо лишь снять привод (карданный вал), без серьезной переборки всего колесно-ступичного узла, легче контролировать наличие утечек через головку.

Выполнение соединения головки с полостью шины по первому варианту через сферические уплотнения, состоящие из двух полусфер, наружной и внутренней, установленных с возможностью взаимного перемещения, и закрепленные с каждой стороны карданного вала с образованием герметичных полостей, соединенных между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами, а по второму варианту с внутренними центральными воздушными каналами, и при этом то, что два канала одной из крестовин связаны соединительными трубопроводами с источником рабочей среды, два канала другой крестовины - с шиной, а перпендикулярные им каналы обеих крестовин соединены между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами позволяет обеспечить надежную передачу рабочей среды в полость шины.

Соединение герметичных полостей в конструкции по первому варианту и каналов крестовин по второму варианту телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами позволяет компенсировать изменение длины карданного вала, обеспечив тем самым надежность работы узла.

Кроме того, чтобы не возникало заклинивание и разгерметизация полости, центры сферических уплотнений должны совпадать с центром крестовин карданного вала.

Для удобства сборки и разборки наружная полусфера сферических уплотнений может состоять из двух частей, соединенных по диаметральной плоскости с помощью разборного соединения.

Заявителю не известны системы регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявляемого технического решения условию «новизна».

Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предложенная система регулирования имеет признаки, которые отсутствуют в аналогах, а их использование в заявляемой совокупности существенных признаков позволяет получить новый технический результат. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «изобретательский уровень».

Предлагаемая система регулирования иллюстрируется следующими чертежами:

Фиг.1 - система регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, принципиальная схема (вариант 1);

Фиг.2 - конструкция сферического уплотнения системы в рабочем состоянии;

Фиг.3 - то же;

Фиг.4 - система регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, принципиальная схема (вариант 2);

Фиг.5 - вид А-А на фиг.4;

Фиг.6 - вид Б-Б на фиг.4.

Предлагаемая система регулирования давления воздуха в шипах транспортного средства содержит головку 1 подвода воздуха к шинам, связанную воздушными трубопроводами 2 и 3 с источником рабочей среды и полостью шины соответственно, и установлена на приводе колеса, содержащем карданный вал 4.

По первому варианту головка 1 подвода воздуха к шинам соединена с полостью шины через сферические уплотнения 5, закрепленные с каждой стороны карданного вала. Сферические уплотнения 5 состоят из двух полусфер, наружной 6 и внутренней 7, и плотно посажены для исключения утечек воздуха на фланцы и основные валы карданного вала 4 с образованием герметичных полостей. Полусферы 6 и 7 установлены с возможностью взаимного перемещения, при этом центр радиуса R полусфер должен точно совпадать с центром крестовин карданного вала. При невыполнении этого условия произойдет заклинивание и разгерметизация полости. При работе узла наружная полусфера 6 перемещается относительно внутренней полусферы на угол ±α, на тот же угол, что и допускает соединение карданного вала. Рабочей уплотняющей поверхностью наружной полусферы 6 является внутренняя поверхность, внутренней полусферы 7 - ее наружная поверхность. Для обеспечения необходимой герметизации сферического соединения на рабочем конце внутренней полусферы выполняют проточки для размещения в них резиновых уплотнительных колец 8. Для удобства сборки и разборки наружная полусфера 6 может быть выполнена из двух частей, соединенных по диаметральной плоскости с помощью болтового или другого соединения.

Сферические уплотнения 5 соединены между собой телескопическими компенсаторами 9 или гибкими трубопроводами 10, которые позволяют компенсировать изменение длины карданного вала.

По второму варианту подача воздуха в шины осуществляется через крестовины 11, 12 карданного вала 4, выполненные с внутренними центральными воздушными каналами 13. Для этого два канала крестовины 12 связаны соединительными трубопроводами с источником рабочей среды, а два канала крестовины 11 через воздушный канал 14 и воздушный трубопровод 3 с шиной транспортного средства, а перпендикулярные им каналы обеих крестовин соединены между собой телескопическими компенсаторами 9 или гибкими трубопроводами 10, которые позволяют компенсировать изменение длины карданного вала.

Для обеспечения герметичности узла крестовины и вилки карданного вала выполнены с торцовыми уплотнениями 15 в виде резинового кольца или манжеты, которые имеют большой ресурс из-за небольшой скорости перемещения уплотнительной кромки (поверхности). Торцовые уплотнения 15 являются уплотняющим подвижным элементом, обеспечивающим полную герметичность подвижных частей карданного вала, а именно вилки карданного вала и его фланца относительно друг друга.

Данная система работает на подводе воздуха от невращающихся частей к вращающимся.

По первому варианту воздух от источника рабочей среды по воздушному трубопроводу 2 поступает в головку 1, откуда воздушным трубопроводом передается в сферические уплотнения 5, затем по телескопическим компенсаторам 9 или гибким трубопроводам 10 через воздушный канал 3 - в полость шины, поддерживая тем самым оптимальное давление воздуха в шине, например, при утечке через повреждение.

Принцип работы по второму варианту основан на передаче воздуха по внутренним каналам крестовин карданного вала 4. По воздушным трубопроводам 2 и головку 1 воздух проходит по внутренним центральным воздушным каналам 13, затем по телескопическим компенсаторам 9 или гибким трубопроводам 10 через воздушный канал 3 - в полость шины.

Система регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства надежна в работе, проста в ремонтообслуживании.

Система регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства может быть выполнена на стандартном оборудовании с применением современных материалов и технологий.

Система содержит головку подвода воздуха к шинам, связанную воздушными трубопроводами с источником рабочей среды и полостью шины соответственно и установленную на приводе колеса, содержащем карданный вал. По первому варианту головка подвода воздуха к шинам соединена с полостью шины через сферические уплотнения, закрепленные с каждой стороны карданного вала. Сферические уплотнения состоят из двух полусфер, наружной и внутренней, и плотно посажены для исключения утечек воздуха на фланцы и основные валы карданного вала с образованием герметичных полостей. По второму варианту подача воздуха в шины осуществляется через крестовины карданного вала, выполненные с внутренними центральными воздушными каналами. Для этого два канала одной из крестовин связаны соединительными трубопроводами с источником рабочей среды, а два канала другой крестовины через воздушный канал и воздушный трубопровод - с шиной транспортного средства, а перпендикулярные им каналы обеих крестовин соединены между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами, которые позволяют компенсировать изменение длины карданного вала. Система регулирования давления воздуха в шинах имеет высокую надежность, простое ремонтообслуживание данного узла. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, содержащая головку подвода воздуха к шинам, связанную воздушными трубопроводами с источником рабочей среды и полостью шины, отличающаяся тем, что головка подвода воздуха к шинам установлена на приводе колеса, содержащем карданный вал, и соединена с полостью шины через сферические уплотнения, состоящие из двух полусфер, наружной и внутренней, установленных с возможностью взаимного перемещения и закрепленных с каждой стороны карданного вала с образованием герметичных полостей, соединенных между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами, при этом центры сферических уплотнений совпадают с центром крестовин карданного вала.2. Система регулирования по п.1, отличающаяся тем, что наружная полусфера сферических уплотнений состоит из двух частей, соединенных по диаметральной плоскости с помощью разборного соединения.3. Система регулирования давления воздуха в шинах транспортного средства, содержащая головку подвода воздуха к шинам, связанную воздушными трубопроводами с источником рабочей среды и полостью шины, отличающаяся тем, что головка подвода воздуха к шинам установлена на приводе колеса, содержащем карданный вал, крестовины которого выполнены с внутренними центральными воздушными каналами, при этом два канала одной из крестовин связаны соединительными трубопроводами с источником рабочей среды, два канала другой крестовины - с шиной, а перпендикулярные им каналы обеих крестовин соединены между собой телескопическими компенсаторами или гибкими трубопроводами.