Пропорциональный клапан для регулирования давления (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК B60T8/26 

2. Пропорциональньй клапан для ре гулирования давления преимущественно в пневматических тормозных системах транспортных средств, содержащий корпус, в котором размещены с возможностью взаимодействия друг с другом дифференциальный и вспомогательный поршни, двойной клапанный элемент, управляемый дифференциальным поршнем, и упругий элемент, препятствующий перемещению вспомогательного поршня в сторону дифференциального поршня, при этом в корпусе образованы камеры первого регулирующего давления, второго регулирующего давления и регулируемого давления, первая из которых ограничена верхней рабочей поверхностью дифференциального поршня, вторая - дифференциальной поверхностью дифференциального поршня,а последняя камера - нижней рабочей поверхностью дифференциального поршня, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности, верхней рабочей поверхностью вспомогательного поршня и стенками корпуса ограничена дополнительная камера, сообщенная с камерой регулируемого давления.

1. Пропорциональный клапан для регулирования давления преимущественно в пневматических тормозных системах транспортных средств, содержащий корпус, в котором размещены-с возможностью взаимодействия друг с другом дифферен1щальный и вспомогательный порш - . 33 3f ВСЕ€ОШ,1С JiAiej THf.. ii . . ни и двойной клапанный элемент, управляемый дифференциальным поршнем, при этом в корпусе образованы камеры первого регулирунщего давления,второ го регулирукндего давления и регулируемого давления, первая HS которых ограничена верхней рабочей поверхностью дифференциального поршня, вторая - дифференциальной поверхностью дифференциального поршня и нижней рабочей поверхностью вспомогательного поршня, а последняя камера - нижней рабочей поверхностью дифференциального поршня, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности, верхней рабочей поверх§ ностью вспомогательного поршня и (Л стенками корпуса ограничена дополнительная камера, сообщенная с камерой регулируемого давления. ;

Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневматическим тормозным системам транспортных средств, и может быть использовано в автомобильной и тракторной промышленности. Наиболее близким к предлагаемому является пропорциональный клапан для регулирования давления, содержащий в первом варианте выполнения корпус, в котором размещены с возможностью взаимодействия друг CL другом дифферен циальный и вспомогательные поршни и двойной клапанный элемент, управляемый дифференциальным поршнем, при этом в корпусе образованы камеры первого регулирующего, второго регулирующего и регулируемого давлений, первая из которых ограничена верхней рабочей поверхностью дифференциального поршня, вторая - дифференциальной поверхностью дифференциального поршня и нижней рабочей поверхностью вспомогательного поршня, а последняя камера - нижней рабочей поверхностью дифференциального поршня. Во втором варианте выполнения описан пропорциональный клапан, содер жащий корпус, в котором размещены с возможностью взаимодействия друг с другом дифференциальный и вспомогательный поршни, двойной клапанный элемент, yпpaвляe lый дифференциальнь поршнем, и упругий элемент, препятствуюпщй перемещению вспомогательногс поршня в сторону дифференциального поршня, при этом в корпусе образованы камеры первого регулирующего, второго регулирующего и регулируемого давлений, первая из которых ограничена верхней рабочей поверхностью диффа1ренциального поршня, вторая дифференциальной поверхностью дифференциального поршня, а последняя камера - нижней рабочей поверхностью дифференциального поршня Cl . Недостаток известного пропорционального 1спапана заключается в снижении его надежности при отказе агрегата подающего первое регулирующее давление. Цель изобретения - повьш1ение надежности. Указанная цель достигается тем, что при любом варианте выполнения верхней рабочей поверхностью вспомогательного поршня и корпусом ограничена дополнительная камера, сообщенная с камерой регулируемого давления На фиг.1 изображена схема тормозной системы с пропорциональным клапаном; на фиг.2 - пропорциональный клапан в первом варианте выполнения (первая модификация); на фиг.З - то же, вторая модификация; на фиг.4 то же, третья модификация; на фиг.5 второй вариант .вьшолнения клапана (первая модификация); на фиг.6 - то же, вторая модификация. В пропорциональном клапане 1 (фиг.1 и 2) отверстие 2 соединяет камеру А первого регулирующего давления Р, через трубопровод 3 с главным клапаном 4 управления тормозами.

отверстие 5 - камеру Б второго регу-у лирующего давления 2 через трубопро- вод 6 с магистралью подачи сжатого воздуха в тормозные камеры 7, да вление в которых изменяется регулятором 8 тормозных сил, а отверстие 9 - камеру В регулируемого давления Р через трубопровод 10 с тормозными камерами 11, давление в которых изменяется пропорциональным клапаном 1. Камеры В и Г сообщены между собой через отверстие 9, .трубопровод (не показан) и отверстие 12. Отверстие 13 пропорционального клапана 1 предназначено для выпуска в атмосферу сжатого воздуха из тормозных камер 11 и камер В и Г. Вспомогательный . поршень 14 снабжен упругим элементом 15 и под действием его силы Q. прижат к упору 16. Сочлененный телескопически со вспомогательным поршнем 14 дифференциальный поршень 17 снабжен упругим элементом 18 и под действием его силы Q2 прижат к упору 19, выполненному на вспомогательном поршне 14. В центре дифференциального поршня 17 выполнено седло 20 впускного клапанного элемента 21, а в центре корпуса 22 - седло 23 выпускного клапанного элемента 24 Оба элемента 21 и 24 связаны между собой штоком 25, на который одет упругий элемент 26, упираюощйся одним своим концом в торец элемента 24, а другим - в торец дифференциального поршня 17. В исходном .положении элемент 21 закрыт, а элемент 24 открыт. Опорные элементы 27 и 28 имеют возможность осевого перемещения, что позволяет регулировать характеристику упругих элементов тЗи 1Ь, а следовательно, и характеристику пропорционального клапана. Нерабочие камеры Д и Е имеют сообщение с атмосферой. Баллон 29 со сжатым воздухом через трубопровод 30, главный клапан 4 управления тормозами и трубопровод 3 соединен с пропорциональным клапаном 1, а баллон 31 через трубопровод 32, главный клапан 4 управления тормозами,грубопровод 33 - с регулятором 8 тормоз- / ных сил. Вспомогательный поршень 14 имеет верхнюю рабочую поверхность 34 и нижнюю рабочую поверхность 35, Дифференциальный поршень 17 имеет верхнюю рабочую поверхность 36,дифференциальную поверхность 37 и рабочую поверхность 38.

Пропорциональный клапан работает следуюпщм образом.

При торможении сжатый воздух из баллона 29 через трубопровод 30, главный клапан 4 управления тормозами, трубопровод 3 и отверстие 2 поступает в камеру А пропорционального клапана 1 под давлением Р , воздействуя на верхнюю рабочую поверх ность 36 площадью F дифференциального поршня 17. Одновременно сжатый воздух из баллона 31 через трубопровод 32, главный клапан 4 управления тормозами, трубопровод 33 поступает к регулятору 8 тормозных сил, и далее под давлением Р к тормозным камерам 7 и через отверстие 5 в камеру Б пропорционального клапана 1, воздействуя на нижнюю рабочую поверхность 35 площадью Fy вспомогательного поршня 14 и на дифференциальную поверхность 37 площадью Fj дифференциального поршня 17, Под воздействием давлений Р. и Р сжатого воздухаi преодолевая силу Q упругого элемента 18, дифференциальный поршень 17 перемещается вниз вместе с клапанными эдементами 21 и 24, элемент 24 закрывается. При дальнейшем движении дифференциального поршня 17 открывается элемент 21 и сжатый воздух под давлением Р поступает в камеру В, воздействуя на ниж нюю рабочую поверхность 38 площадью F дифференциального поршня 17, и далее через отверстие 9 и трубопровод 10 - в тормозные камеры 11, а через отверстие 9, трубопровод (не показан) и отверстие 12 в камеру Г, воздействуя на верхнюю рабочую поверхность 34 площадью Fij вспомогательного поршня 14. Таким образом, в камерах В и Г устанавливается давление Р,, определяемое из вьфажения(до начала воздействия вспомогательного поршня 14 на дифференциальный 17)

р РЛ Fri+P -EiiQi

4

где знак - соответствует воздействию упругого элемента 18 на дифференциальный поршент снизу вверх, а знак + - сверху вниз. Это соотношение сохраняется при увеличении давления РЗ сжатого воздуха в камере В (Г) до определенного значения. Если давление в камере Г становится больше определенного значения, то сила давления Ра, действующая на верхнюю рабочую поверхность 34 вспомогательного поршня 14, преодолевает силу сопротивления Q упругого элемента 15 и давления Pj, воздействующего на нижнюю рабочую поверхность 35, вспомогательный поршень 14 перемещается вниз и дополнительно воздействует на дифференциальный поршень 17. В этом случае значение Р, определяется из соотношения р Pt FiJ:P(Z2-Es 92-9i , - При дальнейшем повышении давления Р, разность давлений в камерах А и В становится все меньше и при определенном значении может уменьшиться до нуля. При растормаживании давление в камерах А и Б уменьшается, вспомогательный и дифференциальный перемещаются вверх. Элемент 21 закры вается, а элемент 24 открывается, и сжатый воздух из тормозных камер 11 и камеры Г через камеру В и отверстие 13 пропорционального канала. 1 выходит в атмосферу. При выходе из строя магистрали тормозньк камер 7 (при ) пропорциональный клапан 1 работает аналогичным образом. При торможении сжаты воздух из баллона 29 через трубопровод 30, главный клапан 4 управления тормозами, трубопровод 3 и отверстие 2 поступает в камеру А пропорциональ ного клапана 1 под давлением Р, воздействуя на верхнюю рабочую поверхность 36 дифференциального поршн 17. Под воздействием давления Р , преодолевая силу Q упругого элемента 18, дифференциальный поршень 17 перемещается вниз вместе с элементами 21 и 24. При этом элемент 24 закрывается, а при дальнейшем движении дифференциального поршня 27 открывается элемент 21, и сжатый воздух под давлением Р.. поступает в камеру В, воздействуя на нижнюю рабочую поверхность 38 дифференциального поршня, и далее через отверстие 9 и трубопровод 10 - в тормозные камеры 11 а через отверстие 9, трубопровод (не показан) и отверстие 12 в камеру Г, воздействуя на верхнюю рабочую поверхность 34 вспомогательного поршня 14. Таким образом, в камерах В и Г устанавливается давление Р, , определяемое из соотношения Р -ll.li F4 52« (до начала воздействия вспомогательного поршня 14 на дифференциальный 17). При воздействии вспомогательного поршня 14 на дифференциальный поршень 17 Рл Е113гг21. 3 F -F 4 При растормаживании давление в камере А уменьшается, вспомогательный 14 и дифференциальный 17 поршни перемещаются вверх. Элемент 21 закрывается, элемент 24 открывается и сжатый воздух из тормозных камер 11 и камеры Г через камеру В и отверстие 13 выходит в атмосферу. С помощью опорных элементов 27 и 28 можно регулировать предварительное натяжение упругих элементов 15 и 18 характеристику пропорционального клапана с целью его применения в тормозных системах транспортных средств, отличающихся друг от друга массой и конструктивными параметрами. На фиг.З и 4 приведены некоторые модификации первого варианта пропорционального клапана. Пропорциональный клапан (фиг.З) отличается тем, что, с целью подачи в тормозные камеры 11 полного давления, выдаваемого главным клапаном 4 управления тормсЗзами, при торможении транс портного средства с полной нагрузкой, когда ., дифференциальный поршень 17 выполнен бесступенчатым, при этом сумма площадей верхней рабочей 36 и дифференциальной 37 поверхностей равна площади нижней рабочей поверхности 38 (), что упрощает технологию изготовления поршня. Кроме того, вспомогательный поршень 14 выполнен бесступенчатьш, что также упрощает технологию его изготовления. Цропорциональный клапан (фиг.4) отличается тем, что вспомогательньш 14 и дифференциальный 17 поршни не снабжены упругими элементами 15 и 18 (случай, когда нет необходимости регулировать характеристику пропорционального клапана). Кроме того, вспоогательный поршень 14 выполнен стуенчатым, при этом площадь верхней абочей поверхности 34 меньше площаи нижней рабочей поверхности 35. Пропорциональный клапан, показанный на фиг.5, отличается от пропорционального клапана, показанного на фиг.2 тем, что второе регулирующее давление Р. , подводимое из магистрали тормозных камер 7, воздействует только на дифференциальную поверхность 37 дифференциального поршня 17. На вспомогательный поршень 14 снизу вверх воздействует только упру гий элемент 15. Кроме того, вспомо.гательный поршень выполнен бесступенчатым, что упрощает технологию ег изготовления. Пропорциональный клапан, показанный на фиг.6, отличается от пропорци онального клапана, показанного на фиг.5 тем, что дифференциальный поршень выполнен бесступенчатым, при этом сумма площадей верхней рабочей 36 и дифференциальной 37 поверхносте равна площади нижней рабочей поверхности 38 (). Изобретение позволяет повысить качество регулирования тормозных сил, что приводит к повышению безопасности движения транспортного средства в условиях интенсивного движения, а также на дорогах с низким коэффициентом сцепления, обеспечивает максимально возможную унификацию по размерности деталей автопоездов КамАЗ, а также экономию материалов, на прицепах возможна замена пропорциональным клапаном одного регулятора тормозных сил фирмы Вестингауз,уменьшаются затраты на подготовку цроиз- водства новых моделей автопоездов КамАЗ.

(риг.З

37 J