Управляющий клапан для пневматической тормозной системы прицепного транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B60T15/18 B60T13/26 

средств применяют специальные устройства для обеспечения опережения торможения прицепа 1. Данный тормозной привод содержит соединительные головки, магистрали питания и управления, ресиверы пневматически управляемые клапаны (воздухораспределитель тормозов прицепа и ускорительный клапан) и трубопроводы, соединяющие перечисленные аппараты известным образом. При этом, ускорительный клапйн соединен трубопроводами с соединительной головкой магистрали управления, соединительной головкой магистрали питания, а его выходная полость - с управляющей полостью воздухораспределительного клапана. Воздухораспределительный клапан, кроме того, соединен трубопроводами с соединительной головкой питающей магистрали, ресивером и тормозными камерами. Следящий порщень ускорительного клапана выполнен неразъемным со ступенчатым щтоком, торец больщей ступени которого взаимодействует с размещенным в корпусе клапана подвижным порщнем, подпружиненным регулируемой пружиной, опирающейся на упор, закрепленный на корпусе, а торец упомянутого ступенчатого щтока с осевым отверстием, сообщенным с атмосферой, взаимодействует с клапаном, расположенным, в полости, подключенной к питающей магистрали. Однако известный тормозной привод характеризуется сложностью и недостаточной надежностью. Действительно, для его осуществления необходимы два пневматически управляемых аппарата: воздухораспределитель тормозов прицепа и ускорительный клапан с устройством регулирования oneрежения торможения, больщое количество трубопроводов, арматуры и соединений, что указывает на его сложность. Кррме того, наличие больщого количества аппаратов, тру.бопроводов и их соединений снижает надежность тормозного привода, так как в каждом аппарате, трубопроводе и их соединении возможно появление неисправности, приводящей к отказу в работе всего привода. Наиболее близким конструктивным рещением к изобретению является клапан для пневматической системы, содержащий корпус, разделенный следящим устройством на полость управления и полость для подключения тормозных камер, и перепускной клапан. В исходном положении полость тормозных камер изолирована от полости ресивера и соединена с вентиляционным отверстием через осевой канал перепускного клапана и открытое проходное сечение между уплотнителем и порщнем следящего устройства. При подаче давления в управляющую полость порщень перемещается вниз и упирает в уплотнитель выпускного клапана, изолируя полость тормозных камер от атмосферы: Дальнейщее перемещение порщня вниз приводит к тому, что уплотнитель впускного клапана отходит от внутреннего фланца корпуса и полость тормозных камер соединяется с полостью ресивера. При уменьшении давления в полости управления пружины возвращают подвижные элементы, клапана в исходное положение 2. Клапан обладает недостатком, заключающимся в его неспособности обеспечить опережение торможения прицепа. Действительно, при повышении давления в управляющей магистрали, происходит перетекание сжатого воздуха из ресивера в тормозные камеры. Одновременно из полости тормозных камер сжатый воздух воздействует на управляющий порщень в направлении обратном действию на него сжатого воздуха из управляющей полости. В связи с наличием в ускорительном клапане зоны нечувствительности из-за герметизации впускного клапана, потерь на трение и противодействия возвратных пружин открытию впускного клапана, давление в полости тормозных камер прицепа всегда меньще давления в управляющей полости, т. е. давления поступающего от тормозного крана в тормозные камеры тягача и магистраль управления тормозами прицепа. Следовательно, применение известного ускорительного клапана в тормозном приводе прицепов обеспечивает запаздывание срабатывания тормозов прицепа по отнощению к срабатыванию тормозов тягача. Цель изобретения - повышение эффективности управления путем опережения роста тормозного давления по отнощению к росту давления в полости управления. Указанная цель достигается тем, что корпус выполнен с перегородкой, образующей со следящим устройтвом камеру противодавления, сообщенную с полостью подключения тормозных камер, посредством двух подпружиненных клапанов, один из которых установлен в камере противодавления, а другой - в полости подключения тормозных камер. Целесообразно следящее устройство выполнить в виде двух жестко связанных подпружиненных порщней, при этом упомянутые полость управления и камера противодавления образованы корпусом и разными порщнями, а в корпусе выполнены каналы для подключения к питающей магистрали полостей между порщнями. Кроме того, пружина клапана в полости подключения тормозных камер установлена с меньшим предварительным напряжением, чем пружина другого клапана. Предпочтительно, клапан, установленный в камере противодавления, снабдить регулировочным устройством напряжения пружины. Регулировочное устройство может быть выполнено в виде поршня, винта и гайки. На фиг. 1 представлена схема тормозного привода с управляющим клапаном; на фиг. 2 - управляющий клапан (ускоритель), разрез; на фиг. 3 - схема двухпроводного привода; на фиг. 4 - управляющий клапан (воздухораспределитель) для привода на фиг. 3. Тормозная система прицепного транспортного средства содержит головки 1 и 2 магистралей управления и питание, трубопроводы 3 и 4, управляющий клапан 5 (воздухораспределитель, ускоритель), сообщенный трубопроводом 6 с ресивером 7, а трубопроводом 8 - с тормозными камерами 9. В приливе 10 корпуса пневматически управляемого клапана 5 выполнено устройство для регулирования опережения торможения прицепа. Величина опережения торможения прицепа изменяется, например, с помощью винта 11 и гайки 12 (с помощью, например, ручки переключения или регулировочного кольца). Управляющий клапан 5 содержит корпус 13, выполненный с перегородкой 14, разделяющей полость с отверстием 15 для подключения тормозных камер прицепа и впускной элемент 16 перепускного клапана 17 от камеры противодавления 18, управляющего следящего порщня 19. Следящий порщень 19 взаимодействует с цилиндрическими направляющими поверхностями корпуса, уплотненными, например, резиновыми кольцами 20 и 21, и подпружинен пружиной 22. ;На торце клапана 17 расположен выпускной уплотнительный элемент 23, а на цилиндрической повехности - уплотнительное кольцо 24, которым клапан сопряжен с крыщкой 25, герметично установленной в корпусе. Клапан подпружинен пружиной 26. В приливе перегородки 14 корпуса 13 расположен обратный клапан 27, подпружиненный слабой пружиной 28 со стороны полости подключения тормозных камер. В нормальном состоянии обратный клапан 27 своим уплотнительным кольцом сопряжен с торцом, концентричным сверлению 29 в полость противодавления 18 следящего порщня 19, которая через сверление 30 постоянно сообщена с полостью 31. В полости 31 установлена пружина 32 другого обратного клапана 33, а сама полость герметизируется, например, с помощью колец 34 и 35 порщня 36 и крыщки 37. Регулировка величины противодавления, поступающего в камеру 18, или напряжения пружины 32 регулируется, например, с помощью винта И и гайки 12. Обратный клапан 33 своим уплотнительным элементом 38 под воздействием пружины 32 упирается в торцевую стенку канала 39. В нормальном состоянии канал 39, как и отверстие 15, сообщен посредством канала 40 и сверления 41 с атмосферой. Пылепредохранитель 42 предохраняет внутренние полости клапана 5 от загрязнения. Полость 43 подключается к ресиверу 7 с помощью трубопровода 6. Клапан имеет крыщку 44, которая герметизируется, например, уплотнительным-кольцом 45 и образует полость управления 46, подключенную к трубопроводу 3. Для использования клапана 5 в двухпроводной схеме привода по фиг. 3 дополнительный корпусной элемент 47 сопряжен и уплотнен относительно корпуса 13 уплотнительным кольцом 48. Следящее устройство выполнено в виде двух жестко связанных порщней 49 и 19. Жесткость соединения достигается с помощью стопорного кольца 50 (или гайки) для щтока 51 порщня 19. Указанный щток проходит через центральное отверстие в перегородке 52 элемента 47 и уплотнен в ней уплотнительным кольцом 53. Соединение порщня 49 со щтоком 51 герметизируется кольцом 54. В элементе 47 расположе.н обратный клапан (клапан-манжета) 55, который изображен схематично, и выполнены каналы 56, 57 и 58. Указанные каналы сообщают полости 59 и 60 между порщнями 19 и 49, а также, полость 43 с питающим трубопроводом 4. Питающая часть схемы на фиг. 1 не показана и в состоянии расторможения в соединительной головке 1, трубопроводе 3 и полости 46 давление отсутствует. Вследствие этого порщни 19 и 49 под воздействием усилия пружины 22, а клйпан 17 под усилием пружины 26 находятся в крайнем верхнем положении. При этом, уплотнительный элемент 16 клапана 17 взаимодействует с торцевой поверхностью корпуса 13 и разобщает полости 43 и 15, а торец порщня 19 установлен с зазором относительно уплотнительного элемента 23 клапана 17, в связи с чем полость 15 подключения тормозных камер 9 через каналы 40 и 41 сообщены с атмосферой. Сжатый воздух из пневмосистемы тягача через соединительную головку 2, трубопровод 4 поступает в канал 56 и полость 60. Огибая уплотнительные кромки клапана - манжеты 55, сжатый воздух по каналам 57 и 58 поступает в полости 43 и 59 и по трубопроводу 6 - в ресивер 7. Воздействуя из полости 43 на клапан 17, сжатый воздух прижимает уплотнительный элемент 16 к торцевой поверхности корпуса 13, герметизирует полость 43. Работа управляющего клапана 5 в качестве воздухораспределителя (фиг. 4) происходит следующим образом. При торможении сжатый воздух через соединительную головку 1 по трубопроводу 3 подается в управляющую полость 46. Под воздействием сжатого воздуха из полости 46 поршни 19 и 49 перемещаются вниз до упора торцевой поверхностью поршня 19 в уплотнительный элемент 23. При этом полость 15, трубопроводы 8 и тормозные камеры 9 разобщаются с атмосферой. При дальнейшем повышении давления в полости 46, вместе с поршнями 19 и 49 перемещается вниз клапан 17, в результате чего уплотнительный элемент 16 отрывается от торцевой поверхности корпуса 13 и полость 43, ресивер 7 и трубопровод 6 сообщаются с полостью 15, трубопроводом 8 и тормозными камерами 9. Сжатый воздух из ресивера 7 поступает в тормозные камеры 9, осуществляя торможение прицепа. Одновременно сжатый воздух воздействует на обратный клапан 27, прижимая его к торцевой поверхности перегородки 14 и разобщая полости 15 и 18. Через обратный клапан 27 сжатый воздух в полость 18 не проходит. Через канал 39 сжатый воздух воздействует на клапан 33, подпружиненный регулируемой пружиной 32. До .тех пор, пока сила от воздействия сжатого воздуха на клапан 33 не достигает значения, равного усилию пружины 32, сжатый воздух через каналы 30 и 39 и клапан 33 в полость 1§ не поступает, в то время как давление в полости 15 трубопровода 8 и тормозных камерах 9 возрастает. При этом усилие пружины 32 можно изменять в таких пределах, что рост давления в полости 15 и тормозных камерах 9 будет значительно опережать рост давления в управляющей полости 46, а следовательно, и в тормозных камерах тягача. При достижении в полости 15 давления, при котором сила сжатого воздуха на клапан 33 станет равной усилию пружины 32, уплотнительный элемент 38 оторвется от торцевой поверхности корпуса и сжатый воздух поступит в полость 31, а по каналу 30 - в полость 18. Из полости 31 на клапан 33 воздействует сжатый воздух и пружина 32, а со стороны полости 15 - только сжатый воздух, поэтому давление в полостях 18 и 31 всегда меньще на величину, необходимую для создания силы, воздействующей на клапан 33, равной силе пружины 32. Поскольку давление в управляющей магистрали 3 и полости 46 уравновешивается противодавлением из полости 18, то в полости 15, трубопроводе 8 и тормозных камерах 9 давление всегда большее. Этим и обеспечивается опережение роста давления в тормозных камерах прицепа. Регулировка пружины 32 осуществляется с помощью винта 11, который фиксируется с помощью порщня 36 и гайки 12. При растормаживании, когда давление в трубопроводе 3 и полости 46 уменьщается, поршни 19 и 49 перемещаются вверх, при этом торцевая поверхность поршня 19 отрывается от уплотнительного элемента 23 и сжатый воздух из полости 15, трубопровода 8 и камер 9 через каналы 40 и 41 поступает в атмосферу. После того как давление в полости 15 станет равным давлению в полости 18, сжатый воздух из полости 18 начнет выходить в атмосферу через обратный клапан 27 и каналы 29, 40 и 41. Если из соединительной головки 2 трубопровода 4 и полости 60 выпускать сжатый воздух (когда полость 46 сообщена с атмосферой) , то под воздействием разности давлений в каналах 56 и 57 и соответствующих полостях, клапан-манжета 55 перемещается вверх до упора и своими уплотнительными кромками разобщает каналы 57 и 58 от канала 56. При этом, в канале 56 и полости 60 давление уменьшается, а в каналах 57 и 58 и в полостях 43 и 59 поддерживается максимальным. В результате воздействия избыточной силы из полости 59 на поршень 9, последний вместе с поршнем 40 перемещается вниз до посадки торцевой поверхностью на уплотнительный элемент 23 впускного клапана и разобщения полости 15, трубопровода 8 и тормозных камер 9 с атмосферой. При дальнейшем падении давления в трубопроводе 3 и полости 60 порщни 19 и 49 вместе с клапаном 17 перемещаются вниз, уплотнительный элемент 16 отрывается от торцевой поверхности корпуса 13 и полости 43 и 15 сообщаются между собой. Сжатый воздух из ресивера 7 по трубопроводам 6 и 8 перетекает в тормозные камеры 9. Дальнейшая работа клапана и привода уже описана выше. Так, например, Обеспечивается торможение прицепа при его обрыве от тягача. На фиг. 2 изображен пневматический управляемый клапан 5, предназначенный для использования, как ускорительный, в тормозном приводе. На фиг. 1 изображены только узлы и аппараты тормозного привода, подключаемые к клапану 5, остальные элементы привода не изображены. Клапан по фиг. 2 аналогичен клапану по фиг. 4. Отличие состоит в отсутствии второго следящего порщня 49 и соответствующем изменении корпуса. При торможении, когда превыщается давление в соединительной головке 1, трубопроводе 3 и управляющей полости 46, поршень 19 перемещается вниз (взаимодействие деталей клапана описано выще), тормозные камеры 9 и трубопровод 8 разобщаются от атмосферы. При дальнейшем повышении давления в полости 46 ресивер 7 и трубопровод 6 сообшаются с трубопроводом 8 и тормозными камерами 9. Сжатый воздух из ресивера 7 перетекает в тормозные камеры 9, вызывая торможение прицепа.

При падении давления в полости 46, соедините;Гъной головке 1 и трубопроводе 3 происходит растормаживание прицепа точно также, как описано выше. При испоутьзовании в приводе клапана по фиг. 2. торможение прицепа в случае его отрыва, от тягача осуществляется при помощи второго клапана (аварийно-ускорительного, на фиг. 1 не изображен).

Таким образом, торможение прицепа в случае его отрыва от тягача предлагаемым приводом обеспечивается точно также, как всеми известными тормозными приводами: -если в приводе применен воздухораспределитель, то воздухораспределителем; если для служебного торможения применен ускорительный клапан, то для осуществления аварийного торможения устанавливается дополнительный аварийно-ускорительный

клапан.

Экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении безопасности движения автомобильных и тракторных поездов, увеличении скорости движения и производительности автомобильного транспорта, в упрощении тормозного привода за счет аннулирования одного пневмоаппарата, части трубопроводов, арматуры и их соединений. Кроме того, при использовании предлагаемого пневматически управляемого клапана в тормозном приводе прицепа, обеспечивается возможность упростить и тормозной привод автомобилятягача за счет аннулирования клапана управления тормозами прицепа, части трубопроводов, арматуры и их соединений. При этом технические характеристики тормозного привода автопоезда улучшаются за счет обеспечения щирокого диапазона регулирования опережения торможения прицепа.

Формула изобретения

1. Управляющий клапан для пневматической тормозной системы прицепного транспортного средства, содержащий корпус, разделенный следящим устройством на полость управления и полость для подключения тормозных камер, и перепускной клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления путем опережения роста тормозного давления по отношению к росту давления в полости управления, корпус выполнен, с пер егородкой, образующей со следящим устройством камеру противодавления, сообщенную с полостью для подключения тормозных камер посредством двух подпружиненных клапанов, один из которых установлен в камере противодавления, а другой - в полости для подключения тормозных камер.

2.Клапан по п. 1, отличающийся тем, что следящее устройство выполнено в виде двух жестко связанных подпружиненных порщней, при этом упомянутые полость управления и камера противодавления образованы корпусом и разными поршнями, а в корпусе выполнены каналы для подключения к питающей магистрали полостей между поршнями.

3.Клапан по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пружина клапана в полости для подключения тормозных камер установлена с меньшим предварительным напряжением, чем пружина другого клапана.

4.Клапан по пп. 1-3, отличающийся тем что установленный в камере противодавления клапан снабжен регулировочным устройством напряжения пружины.

5.Клапан по п. 4, отличающийся тем, что регулировочное устройство выполнено в виде поршня, винта и гайки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР

NO 412046, кл. В 60 Т 15/42, 1974.

2. Патент.США № 3858610, кл. 137/627.5,

1975(прототип). 10 19 2f Л W Ul.2

50 if6 51 5

45 5 f3

y/Y///l

lf2 in Ч-0

: игЛ