Пневматический усилитель гидропривода управления сцеплением транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК B60K23/02 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для управления сцеплением транспортного средства.

Известен пневматический усилитель гидропривода управления сцеплением транспортного средства, содержащий корпус, размещенные в нем силовой пневмоци- линдр с рабочей полостью и полостью, связанной с атмосферой, исполнительный гидроцилиндр, поршень которого связан с поршнем силового пневмоцилиндра, и следящее устройство, содержащее клапан, пневматическую полость с расположенными в ней подпружиненным седлом клапана, выполненным в следящем поршне, снабженном манжетой, и уплотнительными

кольцами/и гидравлическую полость, при этом последняя сообщена с исполнитель-, ным гидроцилиндром, а пневматическая полость сообщена с рабочей полостью силового пневмоцилиндра и посредством клапана соединяется попеременно либо с источником сжатого воздуха, либо с атмосферой. .

Недостатками такой конструкции являются большая зона нечувствительности следящего устройства, обусловленная потерями на трение в.следящем поршне, вызванными наличием на нем трех уплотни- тельных элементов, что ухудшает точность регулирований момента трения сцепления и осложняет работу водителя транспортного средства; наличие возможности заклиниваXI00 СП

ю ю

Ј.

ния следящего поршня вследствие разбухания его манжеты, контактирующей с агрессивной рабочей жидкостью, что ведет к снижению надежности работы узла; снижение надежности работы узла вследствие износа в процессе работы уплотнительных деталей следящего поршня, что приводит к утечкам рабочей жидкости из гидравлической полости и нарушению работоспособности привода управления сцеплением.

Поршень силового пневмоцилйндра связан с поршнем исполнительного гидро- цйлиндра посредством штока, на котором он закреплен гайкой со стороны рабочей полости пневмоцилйндра, что вызывает увеличение осевых габаритов узла для раз- мещения гайки крепления и увеличение объема рабочей полости узла, что, в свою Очередь,ведет к увеличению расхода сжатого воздуха при работе привода управления сцеплением. Кроме того, такой вид крепления вызывает необходимость применять при установке поршня уплотнительные кольца или герметизирующие составы-для обеспечения герметичности соединения поршня со штоком, что усложняет конструкцию и увеличивает трудоемкость изготовления. .....

Поршень силового пнеймоцилиндра имеет пару трения с корпусом типа металл по металлу, что провоцирует появление за- диров на трущихся поверхностях, последующий интенсивный износ пневмоманжеты и выход из строя узла.

Основная часть поверхности поршня исполнительного гидроцилиндра, контактирующая с корпусом, работает в режиме сухого трения, что увеличивает интенсивность износа пары трения и ведет к снижению долговечности работы узла.

Наиболее близким к заявляемому решению является пневматический усилитель гидропривода управления сцеплением, содержащий составной корпус, размещенные в нём силовой пневмоцилиндр с рабочей полостью и полостью, связанной с атмосферой, исполнительный гидроцилиндр, поршень которого связан с поршнем силового пневмоцилиндра, и следящее устройство, содержащее клапан, следящий поршень с манжетой и уплотнительным кольцом, гидравлическую полость и пневматическую полость с расположенной в ней подпружиненной диафрагмой и седлом клапана, причем седло клапана закреплено на диафрагме и взаимодействует с торцом следящего поршня, гидравлическая полость сообщенас исполнительным гидроцилиндром, а пневматическая полость сообщена с рабочей полостью силового

пневмоцилиндра и посредством клапана соединяется попеременно либо с атмосферой, либо с источником сжатого воздуха.

Такая конструкция за счет введения диафрагмы и уменьшения количества уплотнительных элементов на следящем поршне обладает более высокой чувствительностью следящего устройства, но зона его нечувствительности, обусловленная потерями на

трение из-за уплотнительных деталей, остается еще значительной.

Поршень силового пневмоцилиндра в этом решении не имеет жесткого закрепления на штоке поршня исполнительного гидроцйлиндра. тем самым упрощается конструкция штока и обеспечивается герметичность пневмопоршня, но для избежания его перекосов он снабжен двумя нэправля- ющими поясками, удаленными друг от друга, что приводит к увеличению осевых габаритов узла.

Кроме того, такая конструкция усилителя имеет также Следующие недостатки: заклинивание следящего поршня в процессе

эксплуатации узла вследствие разбухания его манжеты, контактирующей с агрессивной средой рабочей жидкости, что ведет к снижению надежности работы конструкции; снижение надежности работы узла

вследствие износа в процессе работы уплотнительных деталей следящего поршня, что приводит к утечкам рабочей жидкости из гидравлической полости и нарушению работоспособности привода управления сцеплением; поршень силового пневмоцилйндра имеет пару трения с корпусом типа металл по металлу, что вызывает появление зади- ров на трущихся поверхностях, последующий интенсивный износ пневмоманжеты и

выход из строя узла.

Поверхность поршня исполнительного гидроцилиндра, контактирующая с корпусом, работает в режиме сухого трения, что увеличивает интенсивность износа пары

трения и ведет к снижению долговечности работы узла...

Полость силового пневмоцилиндрэ, связанная с атмосферой, сообщена с последней посредством клапана, размещенного в верхней точке этой полости, в результате чего собирающаяся в нижней части данной полости влага (проникающая в нее через клапан в процессе эксплуатации и образующаяся конденсацией из воздуха,

а также микроутечки жидкости из исполнительного гидроцилиндра) не выводится из нее и оказывает вредное воздействие на манжету пневмоцилиндра и другие детали узла, что снижает их долговечность.

Диафрагма следящего устройства испытывает большие напряжения растяжения, так как при работе узла, с одной стороны, на диафрагму воздействует рабочее давление силового пневмоцилиндра, а с другой стороны, - только атмосферное давление воздуха, что снижает надежность работы усилителя.

Кроме того, такая конструкция сложна, имеет большое количество деталей, что обуславливает увеличенные массу и габариты ,а та кже повышенную трудоемкость изготовления..

Цель изобретения - повышение надежности работы усилителя.

Цель достигается тем, что следящее устройство снабжено мембраной, разделяющей его гидравлическую и пневматическую полости и взаимодействующей с торцом подвижного подпружиненного седла клапана, причем седло снабжено направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопряжения.

Кроме того, рабочая полость силового пневмоцилиндра сообщена с источником сжатого воздуха через тело направляющей опоры путем выполнения в ней каналов, поршень силового пневмоцилиндра связан с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредством штока, на котором он жестко закреплен со стороны исполнительного гидроцилиндра, причем последний может быть снабжен дополнительным опорным элементом, отдаленным от основного опорного элемента поршня кольцевой полостью для размещения смазки, при этом поршень силового пневмоцилиндра установлен в корпусе с кольцевым зазором и снабжен дополнительно опорным кольцом из полимерного материала, а полость силового пневмоцилиндра, связанная с атмосферой, сооба1ена с последней посредством клапана, размещенного в нижней точке этой полости,

Новыми признаками заявляемого решения являются снабжение следящего устройства мембраной, разделяющей гидравлическую и пневматическую полости устройства и взаимодействующей с торцом подвижного подпружиненного седла клапана; снабжение подвижного подпружиненного седла клапана следящего устройства направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопряжения; сообщение рабочей полости силового пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха через тело направляющей опоры путем выполнения в ней каналов; связь поршня силового пневмоцилиндра с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредством штока, на котором он жестко закреплен со стороны исполнительного гидроцилиндра; размещение поршня силового Пневмоцилиндра в корпусе с кольцевым зазором и

снабжение дополнительно опорным кольцом из полимерного материала; снабжение поршня -исполнительного гидроцилиндра дополнительным опорным элементом, отделенным от основного опорного элемента

0 поршня кольцевой полостью для размещения смазки; связь полости силового пневмоцилиндра с атмосферой посредством клапана, размещенного в нижней точке этой

ПОЛОСТИ,

5 Указанные новые признаки в известных решениях не выявлены, поэтому их можно отнести к существенным отличиям.

Снабжение следящего устройства мембраной, разделяющей гидравлическую и

0 пневматические полости устройства и взаимодействующей с торцом подвижного подпружиненного седла клапана, позволяет упростить конструкцию узла, так как отпадает необходимость использования несколь5 ких уплотнмтельных деталей в следящем устройстве; уменьшить общее количество деталей, габариты, вес узла и трудоемкость его изготовления; повысить надежность работы узла, так как устраняется возможность

0 заклинивания движущихся деталей следящего устройства-вследствие разбухания его уплотнительных деталей, исключается возможность износа уплотнительных деталей и нарушения герметичности следящего уст5 ройства,

Снабжение подвижного подпружиненного седла клапана следящего устройства направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопряже0 ния, позволяет повысить чувствительность следящего устройства за счет устранения потерь на трение в уплотнительных деталях и устранить значительные напряжения растяжения в материале диафрагмы, так как в

5 новой конструкции на мембрану рабочее давление среды действует с обеих сторон.

Сообщение рабочей полости силового пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха через тело направляющей опоры путем

0 выполнения в ней каналов позволяет уменьшить осевые габариты следящего устройства за счет того, что выход канала, сообщающего рабочую полость силового пневмоцилиндра с пневматической поло5 стыо следящего устройства, находится в зоне расположения направляющей опоры седла клапана.

Связь поршня силового пневмоцилиндра с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредством штока, на котором он

жестко закреплен со стороны исполнительного гидроцилиндра, позволяет, не усложняя конструкции штока и сохраняя герметичность пневмопоршня, сократить осевые габариты силового пневмоцилиндра за счет уменьшения длины направляющей части поршня, необходимость которой отпадает, так как от перекосов поршень предохраняется жестким креплением на штоке.

Размещение поршня силового пневмоцилиндра в корпусе с кольцевым зазором и снабжение его дополнительно Опорным кольцом из полимерного материала позволяют повысить надежность работы узла, устраняя контакт тела поршня с корпусом и предотвращая появление задиров и вызываемого ими интенсивного износа пневмо- манжеты. ..

Снабжение поршня исполнительного гидроцилиндра дополнительным опорным элементом, отделенным от основного опорного элемента поршня кольцевой полостью для размещения смазки, позволяет повысить надежность работы узла, так как повышает устойчивость поршня от перекосов и подклиниваний и позволяет устранить режим сухого трения в паре поршень - корпус за счет поступления смазки из кольцевой полости, расположенной между опорными элементами поршня.

Связь полости силового пневмоцилиндра с атмосферой посредством клапана, размещенного в нижней точке этой полости, позволяет повысить надежность р аботы уз- ла, так как любая влага, проникшая или сконденсировавшаяся из воздуха, удаляется наружу вместе со сжатым воздухом при совершении рабочего цикла, т.е. при выключении-включении сцепления, тем самым предотвращается ее вредное влияние на детали узла.

На фиг. 1 схематично изображен гидропривод управления сцеплением с пневматическим усилителем; на фиг. 2 и 3 - усилитель, разрезы; на фиг. 4 - дополнительный вид усилителя.

Гидропривод управления сцеплением с пневматическим усилителем содержит главный цилиндр 1, связанный с педалью 2 сцепления и с помощью трубопровода 3 общенный с исполнительным гидроцилиндром 4 пневматического усилителя, который содержит составной корпус 5, размещенный в нем силовой пневмоцилиндр с рабочей полостью бис полостью 7, связанной с атмосферой через клапан 8, установленный в нижней точке этой полости. Поршень 9 силового пневмоцилиндра установлен в корпусе 5 с кольцевым зазором и снабжен опорным кольцом 1.0 из полимерного материала, при этом поршень 9 по стороны исполнительного гидроцилиндра 4 жестко закреплен винтом 11 на штоке поршня 12 этого гидроцилиндра. Поршень 12 снабжен

дополнительным опорным элементом 13. отделенным от основного опорного элемента 14 кольцевой полостью 15, которая заполнена смазкой.

Пневматический усилитель имеет следящее устройство, содержащее клапан 16. прижатый пружиной 17 к неподвижному седлу 18, пневматическую 19 и гидравлическую 20 полости, разделенные мембраной 21. Гидравлическая полость 20 каналом 22

сообщена с исполнительным гидроцилиндром 4. В пневматической полости 19 расположено подвижное седло 23, прижатое пружиной 24 вместе со своей направляю-1 щей опорой 25 к мембране 21, причем направляющая опора 25 установлена в корпусе 5 с зазором по всей длине сопряжения. Пневматическая полость 19 через каналы 26 в направляющей опоре 25 и канал 27 в корпусе 5 (фиг. 2) сообщена с рабочей

полостью 6 силового пневмоцилиндра и посредством клапана 16 имеет возможность соединяться попеременно либо через отверстие 28 в клапане 16 и канал 29 в корпусе 5 с полостью 7 силового пневмоцилиндра,

связанный с атмосферой, либо через трубопровод 30 с источником 31 сжатого воздуха. Поршень 12 Исполнительного гидроцилиндра 4 через толкатель 32 связан с рычагом 33 механизма 34 выключения

сцепления.

Устройство работает следующим образом.;

При нажатии на педаль 2 сцепления рабочая жидкость под давлением перемещается из главного цилиндра 1 по трубопроводу 3 в исполнительный гидроцилиндр 4 пневматического усилителя и по каналу 22 в гидравлическую полость 20 следящего устройства. При этом мембрана 21

под давлением рабочей жидкости воздействует на торец подвижного седла 23 с направляющей опорой 25 и перемещает это седло с опорой в направлении к клапану 16, Преодолевая усилие пружины 24. В результате подвижное седло 23, упираясь в клапан 16, перекрывает в нем отверстие 28, тем самым разъединяя связь рабочей полости 6 силового пневмоцилиндра с атмосферой, и, преодолевая усилие пружины 17, отрывает

клапан 16 от неподвижного седла 18, тем самым сообщая с источником 31 сжатого воздуха пневматическую полость 19 следящего устройства и через каналы 26, 27 рабочую полость 6.

Под действием давления сжатого воздуха поршень 9 начинает перемещаться вместе с поршнем 12 и через толкатель 32, воздействуя на рычаг 33. приводит в действие механизм 34 выключения сцепления.

Давление воздуха в пневматической полости 19 через зазор между подвижной опорой 25 и корпусом 5 проникает к мембране и воздействует на нее. Давление воздуха в пневматической полости 6 возрастает, а поршень 9 с поршнем 12 осуществляют движение до тех пор, пока давление воздуха в пневматической полости 19 не уравновесит давление рабочей жидкости в гидравлической полости 20. При этом мембрана 21 вместе с направляющей опорой 25, подвижным седлом 23 и клапаном 16 под действием пружин 17 и 24 перемещаются в обратном направлении до момента стыковки клапана 16 с неподвижным седлом 18.

При дальнейшем увеличении усилия на педали 2 сцепления увеличивается давление рабочей жидкости в гидравлической полости 20, подвижное седло 23 открывает клапан 16, воздух под давлением вновь поступает в рабочую полость 6, поршень 9 перемещается дальше, осуществляется полное выключение сцепления.

При уменьшении усилия на педали 2 сцепления уменьшается давление жидкости в главном цилиндре 1 и, следовательно, в гидравлической полости 20 следящего устройства. В результате мембрана 21 под действием давления воздуха отклоняется в сторону гидравлической полости 20, подвижное седло 23 вместе с направляющей опорой 25 под действием пружины 24 следует за мембраной. При этом клапан 16, садясь на неподвижное седло 18, прерывает связь рабочей полости 6 с источником 31 сжатого воздуха, а подвижное седло 23 открывает отверстие 28 в клапане 16, и рабочая полость 6 сообщается через канал 29 с полостью 7 и через клапан 8 с атмосферой. Давление воздуха в рабочей полости 6 падает, и поршень 9 под действием механизма 34 выключения сцепления возвращается в исходное положение. Сцепление при этом выключается.

Таким образом, следящее устройство обеспечивает автоматическое изменение давления воздуха в рабочей полости 6 силового пневмоцилиндра в зависимости от давления рабочей жидкости в главном цилиндре, т.е. в зависимости от усилия на педали сцепления.

Применение пневматического усилителя предлагаемой конструкции позволит пр- в ысить чувствител ьность следя щей систем ы и улучшить четкость управления приводом

сцепления, при этом повышается долговечность и надежность работы узла, снижаются его вес и трудоемкость изготовления.

Формула изобретения

1. Пневматический усилитель гидропривода управления сцеплением транспортного средства, содержащий размещенные в

корпусе силовой пневмоцилиндрс рабочей полостью и полостью, связанной с атмосферой, исполнительный гидроцилиндр, поршень которого связан с поршнем силового пневмоцилиндра, и следящее устройство,

содержащее клапан, пневматическую полость с расположенным в ней подвижным подпружиненным седлом клапана и гидравлическую полость, при этом последняя сообщена с исполнительным гидроцилиндром, а

пневматическая полость сообщена с рабочей полостью силового пневмоциллиндрэ и посредством клапана сообщена попеременно с полостью силового пневмоцилиндра, связанной с атмосферой, и с источником

сжатого воздуха, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы, следящее, устройство снабжено мембраной, разделяющей между собой его гидравлическую и пневматическую полости,

и взаимодействующей с торцом подвижного подпружиненного седла клапана, причем седло снабжено направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопряжения.

2. Усилитель по п. 1,отличающий- с я тем, что рабочая полость силового пневмоцилиндра сообщена с источником сжатого воздуха через тело направляющей опоры седла клапана путем выполнения в ней каналов.

3. Усилитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что поршень силового пневмоцилиндра связан с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредством штока, на ко- тором он жестко закреплен со стороны исполнительного гидроцилиндра.

4. Усилитель по п, 3, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что поршень силового пневмоцилиндра установлен в корпусе с кольцевым зазором и снабжен дополнительным опорным кольцом, выполненным из полимерного материала.

5. Усилитель по п. 1, о т л и ч а ю щ и и - с я тем, что поршень исполнительного гид- роцилиндра снабжен дополнительным опорным элементом, отделенным от основного опорного элемента поршня кольцевой полостью для размещения смазки.

6. Усилитель поп. 1,отличающий- с я тем, что полость силового пневмоцилиндра, связанная с атмосферой, сообщена с щенного в нижней точке упомянутой поло- последней посредством клапана, разме- сти.

1785924 6-6

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для управления сцеплением транспортного средства. Сущность изобретения: пневматический усилитель содержит корпус, размещенные в нем силовой пневмоцилиндр с рабочей полостью и полостью, связанной с атмосферой, исполнительный цилиндр, поршень которого связан с поршнем силового пневмоцилиндра, Следящее устройство содержит клапан, пневматическую полость с размещенным в ней седлом клапана с направляющей опорой, гидравлическую полость и мембрану, разделяющую гидравлическую и пневматическую полости. Гидравлическая полость сообщена с исполнительным гидроцилиндром, а пневматичё: екая полость сообщена с рабочей полостью силового пневмоцилиндра и посредством клапана соединяется попеременно либо с полостью силового пневмоцилиндра, связанной с атмосферой, либо с источником сжатого воздуха. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

21 20 ,2524 23 fff.

Яодбод боздуха

vs..-/у

ФигЛ tod A