Пневматический усилитель гидропривода управления сцеплением транспортного средства

 

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.

(f9) () !) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 В 60 К 23/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4886647/11 (22) 27.11,90 (46) 07,01.93, Бюл, М 1 (71) Акционерное общество "КамАЗ" (72) С.В,Симахин и В,В,Димитриев (56) Автомобиль-тягач Камаз 5320 и его модификации. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. M.;

Машиностроение, 1976, с, 101 — 104. (54) ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ

ГИДРОПРИВОДА УПРАВЛЕНИЯ СЦЕПЛЕНИЕМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА (57) Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к устройствам для управления сцеплением транспортного средства. Сущность изобретения: пневматический усилитель содержит корпус. размещенные в нем силовой пневИзобретение 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 пневмоцилиндр 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 а моцилиндр с рабочей полостью и полостью, связанной с атмосферой, исполнительный цилиндр, поршень которого связан с поршнем силового пневмоцилиндра, Следящее устройство содержит клапан, пневматиче скую 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 пневматическая 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. кольцами, и гидравлическую полость, при этом последняя сообщена с исполнитель-. ° ным гидроцилиндром, а пневматическая Iloлость сообщена с рабочей полостью силового пневмоцилиндра и посредством О клапана соединяется попеременно либо с источником сжатого воздуха, либо с атмос- фЪ фе рой.

Недостатками такой конструкции являются большая зона нечувствительности следящего устройства, обусловленная потерями на трение в следящем поршне, вызванными наличием на нем трех уплотнительных элементов, что ухудшает точность регулирования момента трейия сцепления иосложняет работу водителя транспортного средства; наличие возможности заклинива1785924

15

30

40 выход из строя узла

50 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.

Поршейь силового пневмоцилиндра связан с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредством штока, на котором он закреплен гайкой со стороны рабочей полости пневмоцилиндра, что вызывает увеличение осевых габаритов узла для размещения 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 пневмоцилиндра имеет пару трения с корпусом типа "металл по металлу", что провоцирует появление задиров на трущихся поверхностях, последующий интенсивный vlsHoc 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 пневматическйй усилитель . гидропривода управления сцеплением, содержащий составной корпус, размещенные в нем 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 сообщена . с 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 гидроцилиндра, тем самым упрощается конструкция штока и обеспечивается герметичность пневмопоршня, но для избежания его перекосов он снабжен двумя направляющими поясками, удаленными друг от друra, что приводит к увеличению осевых габаритов узла.

Кроме того, такая конструкция усилителя имеет также следующие недостатки: эаклинивание следящего поршня в процессе эксплуатации узла вследствие разбухания

eto 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 пневмоцилиндра имеет пару трения с корпусом типа "металл по металлу", что вызывает появление эадиров на трущихся поверхностях, последующий интенсивный износ пневмоманжеты и

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 пневмоцилиндра, 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 иэ исполнительного гидроцилиндра) не выводится иэ нее и оказывает вредное воздействие на манжету пневмоцилиндра и другие детали узла. что снижает их долговечность.

1785924

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 также повышенную трудоемкость изготовления.

Цель изобретения — повышение наде>кности работы усилителя.

Цель достигается тем, что следящее устройство снабжено мембраной, раэделяющей его гидравлическую и пневматическую полости и взаимодействующей с торцом подвижного подпру>киненного седла клапана, причем седло снабжено направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопря>кения.

Кроме того, рабочая полость силового пневмоцилиндра сообщена с источником с>катого 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 последнлй может быть снабжен дополнительным о орным 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 иэ полимерного материала, а полость силового пневмоцилиндра, связанная с атмосферой, сообщена 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 подви>кного подпружиненного седла клапана; снабжение подви>кного подпружиненного седла клапана следящего устройства направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопря>кения; сообщение рабочей полости силового пневмоцилиндра с источником сжатого воз духа через тело направляющей опоры путем выполнения в ней каналов; связь поршня силового пневмоцилиндра с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредст10

ЗО

45 вом 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, отде-. ленным от основного опорного элемента поршня кольцевой полостью для размещения смазки; связь полости силового пневмоцилиндра с атмосферой посредством клапана, размещенного в нижней точке этой полости, Указанные новые признаки в известных решениях не выявлены, поэтому их можно отнести к существенным отличиям.

Снабжение следящего устройства мембраной, разделяющей гидравлическую и пневматические полости устройства и взаимодействующей с торцом подвижного подпружиненного седла клапана, позволяет упростить кбнструкцию узла, так как отпадает необходимость использования нескольких уплотнительных деталей в следящем устройстве; уменьшить общее количество деталей, габариты, вес узла и трудоемкость его изготовления; повысить надежность работы узла, так как устраняется возможность заклинивания дви>кущихся деталей следящего устройства вследствие разбухания его уплотнительных деталей, исключается возможность износа уплотнительных деталей и нарушения герметичности следящего устройства, Снабжение подвижного подпружиненного седла клапана следящего устройства направляющей опорой, установленной в корпусе с зазором по всей длине сопрян<ения, 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 новой конструкции на мембрану рабочее давление среды действует с обеих сторон.

Сооб цение рабочей полости силового пневмоцилиндра с источником сжатого воздуха через тело направляющей опоры путем выполнения в ней каналов позволяетуменьшить осевые габариты следящего устройства за счет того, что выход канала, сообщающего рабочую полость силового пневмоцилиндра с пневматической полостью следящего устройства, находится в зоне расположения направляющей опоры седла клапана.

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

1785924 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 пневмоЬ манжеты.

Снабжение поршня исполнительного гидроцилиндра дополнительным опорным элементом, отделенным от основного опорного элемента поршня кольцевой полостью для размещения смазки, позволяет повы сить 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,.раз-. мещенного в нижней точке этой полости, позволяет повысить надежность рабаты узла, 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 сообщенный с исполнительным гидроцилиндром 4 пневматического усилителя, который содержит составной корпус 5, размещенный в нем силовой пневмоцилиндр с рабочей полостью 6 и с полостью 7, сзязанной 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 10 из полимерного мзтериала, при этом поршень 9 по стороны исполнительного гидроцилиндра 4 жестко закреплен винтом 11 на штоке поршня 12 этого гидроцилиндра. Поршень 12 снабжен

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

Пневматический усилитель имеет следящее устройство, содержащее клапан 16, 10 прижатый пружиной 17 к неподвижному седлу 18, пневматичесхую 19 и гидравлическую 20 полости, разделенные мембраной

21. Гидравлическая полость 20 каналом 22

15 сообщена с исйолнительным гидроцилиндром 4. В пневматической полости 19 расположено подвижное седло 23, прижатое пружиной.24 вместе со своей направляющей опорой 25 к мембране 21, причем направляющая опора 25 установлена в

20 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 силЬвого пневмоцилиндра, 30 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 трубопроводу 3 в исполнительный гидроцилиндр 4 пневматического усилителя и по каналу 22 в гидравлическую полость 20 следящего устройства. При этом мембрана 21

45 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 резуль50 тате подвижное седло 23, упираясь в клапан

16, перекрывает в нем отверстие 28, тем самым разьединяя 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.

35 сцепления.

Устройство работает следующим образом.

При нажатии на педаль 2 сцепления рабочая жидкость под давлением перемеща40 ется из главного цилиндра 1 по

1785924

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

Применение пневматического усилителя предлагаемой конструкции позволит повысить чувствительность следящей системы и улучшить четкость управления приводом

55

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. 5

Давление воздуха в пневматической полости 19 через зазор между подвижной опорой 25 и корпусом 5 проникает к мембране и воздействует нэ нее. Давление воздуха в пневматической полости 6 возрастает, а 10 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 вме- 15 сте 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. 20

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 по- 25 ступает в рабочую полость 6, поршень 9 перемещается дальше, осуществляется полное выключение сцепления.

При уменьшении усилия на педали 2 сцепления уменьшается давление жидкости 30 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, по- 35 движное седло 23 вместе с направляющей опорой 25 пад действием пружины 24 следует зэ мембраной. При этом клапан 16, садясь на неподвижное седло 18, прерывает связь рабочей полости 6 с источником 31 40 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 пада- 45 ет, и поршень 9 под действием механизма

34 выключения сцепления возвращается в исходное положение. Сцепление при этом выключается. сцепления, при этом повышается долговечность и надежность работы узла, снижаются его вес и трудоемкость изготовления.

©ормула изобретения

1. Пневматический усилитель гидропривода управления сцеплением транспортного средства, содержащий размещенные в корпусе силовой пневмоцилиндр 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 расположеннйм в ней подвижным подпружиненным седлом клапана и гидравлическую полость, при этом последняя сообщена с исполнительным гидроцилиндром. а пневматическая полость сообщена с рабочей полостью силового пневмоциллиндра 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 и. 1, о т л и ч а ю щ и йс 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 и. 1, отл и ч а ю щи йс я тем, что поршень силового пневмоцилиндра связан с поршнем исполнительного гидроцилиндра посредством штока. на котором он жестко закреплен со стороны исполнительного гидроцилиндра.

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

5. Усилитель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что поршень исполнительного гидроцилиндра снабжен дополнительным опорным элементам, отделенным от основного опорного элемента поршня кольцевой полостью для размещения смазки.

6. Усилитель по и. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем. что полость силового пневмоцилин12

1785924

Фиг. I дра, связанная с атмосферой, сообщена с последней посредством клапана, размещенного в нижней точке упомянутой полости.

1785924

Z1 ГР „ Г5 ГФ D

27

1785924

Составитель 8.Дмитриев

Техред M.Моргентал Корректор О.Юрковецкая

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 220 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5