ОГРАНИЧИТЕЛЬ РАСХОДА И ДАВЛЕНИЯ НАСОСА ГИДРОУСИЛИТЕЛЯ РУЛЯ Российский патент 2008 года по МПК F15B13/42 F04B49/08 B62D5/65 

Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и касается клапанной гидроаппаратуры, в частности ограничителя расхода и давления в гидросистемах рулевого управления автомобилей и других транспортных средств.

Известен ограничитель расхода и давления, используемый в гидросистемах рулевого управления автомобилей для поддержания расхода насоса гидроусилителя руля на необходимом уровне, независимо от частоты вращения приводного вала насоса и для защиты системы от чрезмерного увеличения давления рабочей жидкости (см. Автомобили МАЗ-64227, 54322. Руководство по эксплуатации Минск, изд. "Полымя", 1987, с.60-62).

К выходному отверстию насоса гидроусилителя руля крепится ограничитель расхода и давления, содержащий корпус со сливным и проходным каналом, соединенным с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан.

Полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом.

Основным недостатком этого ограничителя является нестабильная работа предохранительного клапана, обусловленная тем, что частицы механических загрязнений, находящиеся в рабочей жидкости, попадая между седлом и запорным органом в виде шарика, не дают ему возможность закрываться. В дальнейшем такие случаи все чаще повторяются, что приводит в итоге к выходу из строя ограничителя.

В основу изобретения положена задача создания ограничителя расхода и давления, в котором исключалось бы попадание механических загрязнений в запорный орган предохранительного клапана, чем обеспечивалась стабильная и надежная работа ограничителя.

Поставленная задача решается тем, что в ограничителе расхода и давления насоса гидроусилителя руля, содержащем корпус со сливным и проходным каналом, соединенным с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан, а полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом, согласно изобретению перед дроссельным каналом на входе в предохранительный клапан размещен фильтрующий элемент.

Таким образом, слив лишнего расхода рабочей жидкости при срабатывании предохранительного клапана происходит уже при очищенной фильтрующим элементом жидкости, что способствует стабильности и надежной работе ограничителя.

Кроме этого, целесообразно для увеличения пропускной способности фильтрующего элемента фильтрующий элемент отделить от входа в дроссельное отверстие замкнутой полостью. Для этого замкнутая полость образована кольцевым выступом на торце предохранительного клапана вокруг входа в дроссельный канал, а фильтрующий элемент размещен с торца этого выступа и соединен с ним.

И, наконец, для увеличения тонкости фильтрации элемента он выполнен в несколько слоев, что в совокупности с увеличенной поверхностью фильтрации практически не будет оказывать влияние на величину расхода жидкости через фильтрующий элемент.

Изобретение поясняется примером его конкретного выполнения и чертежами, где:

на фиг.1 - изображен ограничитель расхода и давления гидроусилителя руля, продольный разрез;

на фиг.2 - изображена в увеличенном масштабе часть разреза предохранительного клапана с фильтрующим элементом.

Ограничитель расхода и давления присоединяется болтами к выходному каналу насоса или выполняется обычно совместно с задней крышкой насоса. В корпусе 1 ограничителя имеется проходной канал 2 и сливной канал 3. Проходной канал 2 соединяется через дроссель 4 с каналом 5 контролированного расхода (см. фиг.1).

В цилиндрической расточке 6, что соединяется с проходным каналом 2, размещен золотник 7 клапана расхода, который движется возвратно-поступательно в антифрикционной втулке 8, запрессованной в цилиндрическую расточку 6. Золотник 7 с торца, противоположного проходному каналу 2, поджимается пружиной 9. В этом же торце золотника 7 смонтирован предохранительный клапан 10, дроссельный канал 11 которого заканчивается седлом 12, которое закрывается шариком 13, поджатым к седлу 12 через направитель 14 пружиной 15.

Заклапанная полость 16 предохранительного клапана 10 через радиальные каналы 17 соединена с кольцевой проточкой 18 на наружной поверхности золотника 7, которая через канал 19 соединяется со сливным каналом 3. На торце предохранительного клапана 10 перед дроссельным каналом 11 размещен фильтрующий элемент 20, закрепленный на торце кольцевого выступа 21, образованного вокруг входа в дроссельный канал 11 (см. фиг.2). Таким образом, перед дроссельным каналом 11 образована замкнутая полость 22.

Фильтрующий элемент обычно выполняется из металлической сетки, а для повышения тонкости фильтрации его изготавливают, как минимум, из двух слоев (см. фиг.2).

Полость 23 цилиндрической расточки 6 со стороны предохранительного клапана 10 соединена через дроссель 24 с каналом 5 контролированного расхода.

Золотник 7 клапана расхода со стороны проходного канала 2 на своей наружной поверхности имеет ряд продольных пазов 25, соединенных с проходным каналом 2.

Ограничитель расхода и давления работает следующим образом.

Рабочая жидкость с выходного канала насоса под давлением поступает в проходной канал 2 и дальше через дроссель 4 в канал 5 контролированного расхода и к распределителю рулевого механизма. В связи с тем, что скорость движения жидкости в дросселе 4 выше, чем в проходном канале 2, через разницу проходных сечений, давление в полости 23, которая соединяется через дроссель 24 с каналом 5 контролированного расхода, будет ниже, чем в проходном канале 2.

С увеличением частоты вращения приводного вала насоса разница давления в проходном канале 2 и полости 23 возрастает, и при установленной подаче насоса золотник 7 клапана расхода перемещается влево, сжимая пружину 9. При этом рабочая жидкость по продольным пазам 25, проточке в антифрикционной втулке 8 и каналу 19 частично сливается в канал слива 3 и возвращается во входной канал насоса.

Таким образом, независимо от частоты вращения приводного вала насоса, золотник 7 клапана расхода будет поддерживать требуемый расход жидкости через проходной канал 2 на постоянном уровне, все время перемещаясь поступательно в цилиндрической расточке втулки 8.

При увеличении давления в проходном канале 2 и в полости 23 шарик 13 предохранительного клапана 10 отрывается от седла 12, сжимая пружину 15, и по дроссельному каналу 11 перепускает рабочую жидкость в заклапанную полость 16 и дальше по радиальным каналам 17 в золотнике 7 в кольцевую проточку 18 и в сливной канал 3.

Так как поперечное сечение дроссельного отверстия 24 и дроссельного канала 11 в предохранительном клапане 10 отличаются незначительно, давление в камере 23 практически не повышается. Повышение давления в проходном канале 2 вызывает перемещение золотника 7 влево, в результате чего рабочая жидкость пазами 25 поступает в сливной канал 3. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.

Размещение перед дроссельным каналом 11 на входе в предохранительный клапан 10 фильтрующего элемента 20 приводит к тому, что при срабатывании предохранительного клапана 10 через него протекает уже очищенная жидкость, что способствует стабильной и надежной работе ограничителя.

Для повышения тонкости фильтрации фильтрующий элемент выполнен, как минимум, из двух слоев при одновременном увеличении его пропускной способности за счет отделения его от входа в дроссельный канал 11 замкнутой полостью 22.

Ограничитель предназначен для клапанной гидроаппаратуры, в частности ограничителя расхода и давления в гидросистемах рулевого управления автомобилей и других транспортных средств. В ограничителе расхода и давления, содержащем корпус со сливным и проходным каналами, последний соединен с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан. Полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом. Перед дроссельным каналом на входе в предохранительный клапан размещен фильтрующий элемент. Таким образом, через фильтрующий элемент при срабатывании предохранительного клапана протекает уже очищенная жидкость, что способствует стабильной и надежной работе ограничителя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Ограничитель расхода и давления насоса гидроусилителя руля, содержащий корпус со сливным и проходным каналом, соединенным с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан, а полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом, отличающийся тем, что перед дроссельным каналом на входе в предохранительный клапан размещен фильтрующий элемент.2. Ограничитель расхода и давления по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент отделен от входа в дроссельное отверстие замкнутой полостью.3. Ограничитель расхода и давления по п.1, отличающийся тем, что замкнутая полость образована кольцевым выступом на торце предохранительного клапана вокруг входа в дроссельный канал, а фильтрующий элемент размещен с торца этого выступа и соединен с ним.4. Ограничитель расхода и давления по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент имеет как минимум два слоя фильтрующего материала.