Сервомотор слежения за торможением

 

Использование: для регулировки значения скачка сервомотора, следящего за торможением. Сущность изобретения: в сервомоторе подвижно установлены полый поршень слежения, разделяющий сервомотор на первую и вторую камеры, подпружиненный шток управления, на который воздействует пружина штока и который несет плунжер, размещенный в поршне. Задний конец плунжера образует первое седло кольцевого клапана, концентричное по отношению ко второму седлу кольцевого клапана, который размещен на поршне слежения. Первое и второе седла клапана взаимодействуют с кольцевым клапаном, расположенным на поршне слежения и подвергающимся воздействию по направлению вперед пружины клапана. Упорный диск вставлен между передней кольцевой поверхностью поршня слежения и задней поверхностью толкающего штока. Пружина кольцевого клапанного элемента установлена с упором во втулку, выполненную с возможностью перемещения вдоль управляющего штока для регулировки нагрузки пружины кольцевого клапанного элемента. Кольцевой клапанный элемент выполнен с жесткой вставкой ступенчатой конфигурации в двух плоскостях. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сервомоторам, следящим за торможением, в частности автомобилей, и применяется для регулировки скачки сервомоторов.

Сервомотор слежения за торможением, имеет обычно шток управления, который перемещается к передней части транспортного средства, если водитель приводит в действие педаль торможения. Это перемещение штока управления передается плунжеру, который приводит в действие средства слежения. Обычно эти средства слежения состоят из трехканального клапана, функцией которого является прерывание сообщения между передней и задней камерами сервомотора, в которых в нерабочем положении действует одинаковое пониженное давление, и соединение задней камеры с источником повышенного давления, чтобы создать разницу давлений на двух поверхностях поршня, разделяющего эти камеры. Поршень перемещается вперед, будучи жестко связанным с выходным штоком или выходным штоком выталкивания, действующим на главный цилиндр и порождающий рост давления в гидравлическом контуре торможения транспортного средства для торможения последнего.

Известным образом поршень, служащий для передачи усилия слежения выходному штоку или толкающему штоку, воздействует на последний через упорный диск, выполненный из демпфируемого материала, такого как эластомер. В нерабочем положении существует малый зазор между передним концом плунжера и упорным диском. Задний конец плунжера формирует кольцевое седло клапана коаксиально другому кольцевому седлу клапана, образованному на поршне. Орган, формирующий клапан, взаимодействует с седлами клапана.

В таких сервомоторах реакция на педаль торможения начинает появляться, лишь когда сила слежения, порожденная сервомотором, превысит определенный порог. Этот порог называется "скачок" сервомотора. Он представляет собой важную характеристику сервомотора. Действительно, если существование скачка определено для немедленного отклика тормозов в процессе приведения в действие педали, то конструкторы транспортных средств требуют, чтобы значение этого скачка оставалось в некоторых пределах для того, чтобы слежение не достигало слишком большого значения без роста реакции на педаль торможения.

Известно средство для регулировки нагрузки пружина штока управления для подстройки значения скачка. Однако с учетом допусков изготовления различных составляющих деталей сервомотора может существовать большая разница в значениях скачка сервомотора при переходе от одного к другому при серийном производстве.

Известен способ регулировки значения скачка сервомотора, по которому подстраивается зазор, существующий между передней поверхностью поплавка и реактивного диска. Этот способ имеет множество недостатков: он долог и сложен, требует использования ультразвуковых средств или средств нагревания для пластической деформации участка клапана, имеющего дополнительную деталь между плунжером и упорным диском. Основным недостатком этого способа является то, что регулировка должна быть выполнена перед оборкой реактивного диска, и поэтому самого сервомотора. Отсюда вытекает, что различные детали должны быть тщательно подобраны.

Цель изобретения - регулировка скачка сервомотора, которая была бы проста в использовании, надежна и не дорога, чтобы можно было применять ее для сервомотора после его сборки.

С этой целью в сервомоторе установлены подвижным образом полый поршень слежения, разделяющий сервомотор на две камеры (переднюю и заднюю), шток управления, отжимаемый назад пружиной штока и несущий плунжер, размещаемый в поршне. Задний конец плунжера формирует первое кольцевое седло клапана, концентричное второму кольцевому седлу клапана, расположенному на поршне слежения. Первое и второе седла клапана взаимодействуют с кольцевым клапаном, размещенным на поршне слежения и подвергающимся воздействию вперед со стороны пружины клапана. Упорный диск вставлен между передней кольцевой поверхностью поршня слежения и задней поверхностью толкающего штока. Способ имеет следующие этапы: обеспечение разрежения в передней камере; нагружение пружины клапана; приложение к толкающему штоку усилия, равного усилию слежения, соответствующему требуемому скачку сервомотора; приведение в контакт передней поверхности щупа и задней поверхности упорного диска; разгружение пружины клапана до открытия первого седла клапана; нагружение пружины штока.

На фиг. 1 показана центральная часть сервомотора слежения за торможением, продольное сечение, вид сбоку, классическая концепция; на фиг.2 - то же, в соответствии с изобретением.

На фиг.1 сервомотор слежения за торможением размещен обычным образом - между педалью торможения транспортного средства и главным цилиндром управления контуром торможения гидравлического типа транспортного средства. Передней частью сервомотора называют участок его, обращенный к главному цилиндру, а задней частью - участок, обращенный к педали торможения. На фиг.1 передняя часть расположена слева, а задняя часть - справа.

Сервомотор имеет внешний корпус 1 в форме литья, имеющего симметрию вращения вокруг оси Х-X'. Лишь центральный задний участок корпуса 1 показан на фиг.1.

Гибкая мембрана из эластомера 2, армированная в центральной части металлическим опорным диском 3, образует внутри пространства, ограниченного корпусом 1, переднюю 4 и заднюю 5 камеры. Внешний периферийный край (не показан) мембраны 2 закреплен герметично на внешнем корпусе 1. Внутренний периферийный край мембраны заканчивается буртиком, входящим герметично в кольцевую канавку, образованную на внешней периферийной поверхности полого поршня слежения 6, расположенного по оси X-X' сервомотора. Полый поршень 6 продолжается в заднем направлении трубчатым участком, который пересекает герметично заднюю стенку корпуса 1. Герметичность этого пересечения обеспечивается армированной кольцевой герметичной прокладкой 9, которая закреплена кольцом 10 в центральной части трубчатого типа, продолжая заднюю стенку корпуса 1.

Пружина сжатия 11, вставленная между поршнем 6 и передней стенкой (не показана) внешнего корпуса 1, удерживает нормально поршень в заднем нерабочем положении, в котором задняя камера 5 имеет свой минимальный объем, а передняя камера 4 - свой максимальный объем.

В своей центральной части, расположенной между задней трубчатой частью и передней частью, в которой закреплена мембрана 2, поршень 6 имеет сверление ступенчатого типа 12, в котором располагаются скользящий плунжер 13, имеющий также симметрично вращения вокруг оси X-X'. Передний конец штока управления 16 сервомотора, расположенного также по оси X-X', устанавливается шарнирно в плунжере 13. Задний конец этого штока 16, который выступает вне трубчатого участка поршня 6, управляется непосредственно педалью торможения транспортного средства (не показана).

Кольцевое пространство, расположенное между штоком управления 16 и трубчатой частью поршня, сообщается с внешним пространством сзади сервомотора. Это кольцевое пространство может сообщаться с задней камерой 5 через радиальный проход 17, образованный в центральной части поршня, когда трехканальный клапан приведен в действие. Трехканальный клапан имеет кольцевой клапан 19, установленный в трубчатой части поршня, и два седла кольцевого типа 7 и 14, образованных соответственно на центральной части поршня 6 и на плунжере 13.

Клапан 19 образует передний конец наименьшего диаметра гибкой втулки из эластомера, задний конец которой заканчивается буртиком, установленным герметично внутри трубчатой части поршня 6. Этот буртик удерживается на месте металлической чашки 24, на которую опирается пружина сжатия 25 или пружина клапана, стремящаяся переместить клапан 19 вперед. Клапан 19 образован гибкой трубкой из эластомера, в которой располагается жесткая вставка 20, предназначенная для обеспечения недеформируемости.

Седло кольцевого клапана 14 сформировано на поверхности заднего кольца плунжера 13. Седло клапана 7 образовано на поверхности заднего конца центральной части поршня 6 вокруг седла 14. В зависимости от положения поплавка 13 внутри поршня 6 это устройство позволяет клапану 19 постоянно опираться герметичным образом по меньшей мере на одно из седел клапана 14 и 7 под воздействием пружины 25.

Второй проход 18 образован в центральной части поршня 6, приблизительно параллельно своей оси X-X' для сообщения передней камеры 4 сервомотора с кольцевой камерой, образованной вокруг клапана 19, внутри трубчатой части поршня. Когда плунжер 13 занимает заднее нерабочее положение, в котором клапан 19 герметично упирается в седло 14 плунжера и отодвинут от седла 7 поршня, передняя 4 и задняя 5 камеры сервомотора сообщаются между собой проходами 17 и 18.

Известным образом по меньшей мере один орган упора 26, установленный в центральной части поршня 6, ограничивает осевой ход плунжера 13 внутри последнего. Плунжер 13 нормально удерживается в заднем нерабочем положении, определяемом органом 26 с помощью пружины сжатия 27 или пружины штока, вставленной между чашкой 24 и шайбой 28, которая сама упирается в заплечик, образованный на штоке управления 16.

В своей центральной части поршень 6 имеет переднюю кольцевую поверхность 8, к центру которой примыкает сверление 12. Передняя кольцевая поверхность 8 поршня 6 воздействует на заднюю поверхность толкающего штока 30 через упорный диск 31 из деформируемого материала, такого как эластомер. Толкающий шток 30 и упорный диск 31 располагаются по оси X-X' сервомотора на продолжении штока управления 16 и плунжера 13.

После установки сервомотора на транспортном средстве, передняя камера 4 постоянно сообщается с источником вакуума.

В первый момент погружение педали торможения водителем транспортного средства имеет эффектом выравнивание усилия предварительного сжатия пружины 27, уменьшенное на предварительное сжатие пружины 25. В процессе небольшого перемещения, следующего за ним, передняя 4 и задняя 5 камеры сервомотора изолированы друг от друга. В этой первой фазе приведения в действие сервомотора сила, действующая на шток управления 12, не создает какого-либо усилия на толкающий шток 30 на выходе сервомотора.

Во второй фазе приведения в действие тормоза плунжер перемещается вперед, достаточно для того, чтобы клапан 19 был в герметичном контакте с седлом 7 поршня и немного отстоял от седла 14 плунжера. В этих условиях задняя камера 5 сервомотора изолирована от передней камеры 1 и сообщается с атмосферой. Следовательно, создается следящая сила, которая стремится переместить поршень 6 вперед. Это перемещение передается толкающему штоку 30 упорным диском 31.

В процессе второй фазы приведения в действие тормозов следящая сила, действующая со стороны поршня 6, не деформирует упорный диск 31 достаточно для того, чтобы он полностью заполнил пространство, которое отделяло его первоначально от плунжера 13.Вследствие этиого выходная сила, приложенная к главному цилиндру со стороны выходного штока 30, резко возрастает, тогда как сила, действующая на шток управления 16, остается неизменной.

Это резкое возрастание выходного усилия соответствует скачку сервомотора, т.е. порогу, за пределами которого следящая сила, созданная в сервомоторе и действующая на упорный диск 31 со стороны поршня 6, становится достаточной для того, чтобы передняя поверхность 15 плунжера пришла в соприкосновение с реактивным диском 31.

В третьей фазе приведения в действие тормозов любое увеличение усилия, с которым воздействует водитель на шток управления 16, создает рост следящего усилия, действующего на поршень, что выражается ростом реакции на педаль, действующей со стороны диска 31 на плунжер 13, в контакте друг с другом.

В процессе второй и третьей фаз передние поверхности клапана 19 и седел 7 и 14 практически находятся на одной линии. Это положение называется положением равновесия.

Вполне понятно, что скачок сервомотора, т.е. значение внезапного роста роста выходного усилия, а также момент, когда он наступает в процессе движения плунжера 13 по отношению к поршню 6, либо еще вторая фаза, есть важнейший момент для работы сервомотора. Однако в зависимости от допусков на изготовление различных деталей, образующих сервомотор, и материалов, образующих упорный диск, могут существовать существенные различия в значении скачка при переходе от одного сервомотора к другому при их серийном производстве.

Предлагаемый способ регулировки обеспечит уменьшение или даже обнуление диапазона изменений скачка сервомотора, обусловленного различными допусками изготовления, или даже получение сервомотора, который может иметь любое требуемое значение скачка, причем без демонтажа сервомотора.

Пружина клапана 25 (фиг.2) опирается на заднюю поверхность клапана 19 с одной стороны, а с другой - на шток управления 16, т.е. пружина клапана 25 опирается на передний конец втулки 32, закрепленной на штоке управления 16, например, завинчиванием. Шайба 28 представлена в форме гайки 29, навинченной на втулку 32. Металлическая чашка 24 служит исключительно в виде опоры для пружины штока 27 и поддержка буртика клапана в задней трубчатой части поршня 6.

Жесткая вставка 20 выполняется не в плоской конфигурации в форме шайбы, а в ступенчатой конфигурации. Вставка сформирована в двух плоскостях: первая плоскость 21, сформирует части клапана 19, взаимодействующей с седлом клапана 14 плунжера 13 и расположенной впереди со стороны внутренней периферии, наиболее близкой к оси X-X'; вторая плоскость 22 соответствует участку клапана 19, взаимодействующему с седлом клапана 7 поршня 6 и расположенному в задней части со стороны внешней периферии вставки 20. Два участка 21 и 22 соединены участком 23 в форме усеченного конуса. Таким образом, вставка 20 обеспечивает клапану 10 большую жесткость для седла клапана 14 плунжера 13 и значительную деформируемость или упругость для седла клапана 7 поршня 6.

При такой конструкции значение скачка сервомотора может легко регулироваться в соответствии с предлагаемым способом. Скачок сервомотора появляется тогда, когда приведение в действие штока управления 16 вынуждает перемещаться плунжер 13, а клапан 19 выталкивается пружиной клапана 25 до того момента, когда клапан 19 придет в соприкосновение с седлом клапана 7 поршня 6 и когда плунжер будет находиться на некотором расстоянии от клапана 19. В первый момент после сборки сервомотора, когда он находится в нерабочем состоянии, связывают обычным образом переднюю камеру 4 сервомотора с источником вакуума. В передней камере 4 и в задней камере 5 сервомотора, которая через канал 18 соединена с кольцевым объемом вокруг плунжера 13 и проходом 17, устанавливается пониженное давление. Затем навинчивают втулку 32 на шток управления 16, чтобы приложить к пружине клапана 2 нагрузку, превышающую нагрузку, которая будет к ней приложена в процессе постоянной работы. Таким образом, приводят в контакт клапан 19 и седла клапана 14 плунжера 13 и 7 поршня 6, что приводит к изоляции передней 1 и задней 5 камер сервомотора друг от друга, причем задняя камера 5 сохраняет пониженное давление, которое действовало там пред этой операции. В первый момент времени гайка 28 еще не навинчена на шток управления 16, так что пружина штока 27 полностью отпущена.

С внешней стороны к толкающему штоку 30 прилагается усилие, равное силе слежения, соответствующее требуемому скачку сервомотора. Результатом приложения этого внешнего усилия является деформация упорного диска 31 на величину, равную величине деформации, которую он имел бы в процессе нормальной работы под воздействием штока управления 16.

Путем воздействия на шток управления 16 приводят в соприкосновение переднюю поверхность плунжера 15 с задней поверхностью реактивного деформированного диска 31. Этот контакт легко детектируется любым средством, например датчиком напряжения, размещенным между штоком управления 16 и устройством приведения его в действие.

В этом положении, соответствующем требуемому скачку сервомотора, два седла клапана 7 и 14 поршня 6 и плунжера 13 находятся в контакте с клапаном 19, поскольку к пружине клапана 25 приложили нагрузку, превышающую нагрузку, которая необходима для нормальной работы сервомотора. Тогда шток управления 16 останавливается в этом положении. Затем снимают напряжение, действующее на клапан 19, путем развинчивания втулки 32 до момента, когда клапан 19 покинет седло клапана 14 плунжера 15, оставаясь в контакте с седлом 7 поршня. Это становится возможным, благодаря упругости клапана 19 в области, которая взаимодействует с седлом клапана 7. Момент, когда клапан 19 покидает седло клапана 7, может быть легко детектирован, поскольку к этому моменту задняя камера 5 оказывается связанной через проход 17 с воздухом под атмосферным давлением, имеющимся вокруг штока управления 16. Поскольку передняя камера всегда находится при пониженном давлении, а седло клапана поршня 6 всегда закрыто вследствие упругости клапана 19 в этом месте, создается сила, которая обусловлена разницей давлений на двух поверхностях поршня 6 и передается толкающему штоку 30.

Следовательно, момент, когда седло клапана 14 покидает клапан 19, детектируется, например, датчиком напряжения, по росту усилия, действующего на толкающий шток 30. Этот момент может быть также детектирован по всасыванию воздуха сзади сервомотора для наполнения задней камеры. Именно в этот момент останавливают вращение втулки 32, поскольку получена требуемая регулировка. Втулка 32 фиксируется по отношению к штоку управления 16, любым известным способом, например, контргайкой, навинчиваемой на шток 16 за втулкой 32.

После этого снимается напряжение, действующее на толкающий шток 30 и на шток управления 16. Сервомотор возвращается в нерабочее положение. После этого можно завинтить гайку 29 на втулке 32, жестко связанной со штоком управления 16 для сжатия пружины штока 27 и, таким образом, выставить требуемое значение входного усилия, необходимого для приведения в действие сорвомотора, значение скачка которого было только что отрегулировано. Гайка 29 может тогда быть жестко связанной с втулкой 32, например, контргайкой.

В процессе первой фазы приведения в действие тормоза усилие, действующее на шток 16, имеет единственным эффектом сближение клапана 19 с седлом 7 поршня 6. Передняя 1 и задняя 5 камеры изолированы друг от друга, а толкающий шток 30 не перемещается.

С другой стороны, в процессе второй фазы приведения в действие тормоза, т. е. когда клапан 19 находится в контакте с седлом 7 поршня 6 и на небольшом расстоянии от седла 14 плунжера, воздух при атмосферном давлении поступает в заднюю камеру, что имеет следствие возникновение усилия слежения на поршне 6, который резко перемещается вперед до того момента, когда наведенная деформация упорного диска приведет заднюю поверхность последнего в контакт с передней поверхностью плунжера 15, т.е. заполнит пространство или зазор, существующий в нерабочем положении между этими двумя поверхностями, представленный расстоянию между передней поверхностью плунжера 15 и передней кольцевой поверхностью 8 поршня 6. Поэтому перемещением втулки 32 по отношению к штоку управления 16, например, вращением, вызывающим ее навинчивание или развинчивание, меняют нагрузку пружины клапана 25 на клапане 19 и, благодаря упругости последнего во внешней части, взаимодействующей с седлом 7 клапана 6 обеспечивают проникновение, в большей или меньшей степени, седла 7 в клапан 19, обеспечивая, таким образом, регулировку позиционирования плунжера 13 в месте, необходимом для получения требуемого скачка. Таким образом, изменяют по желанию скачок сервомотора без необходимости его демонтажа.

Формула изобретения

1. СЕРВОМОТОР СЛЕЖЕНИЯ ЗА ТОРМОЖЕНИЕМ, содержащий корпус, разделенный подвижно установленным полым поршнем слежения на две камеры, трехклапанное средство для избирательного сообщения с первой камерой и атмосферой, связанное с подпружиненным управляющим штоком и несущее кольцевой клапанный элемент, взаимодействующий с подвижным седлом, образованным на плунжере, размещенном в трубчатой части поршня слежения и с концентричным ему седлом, образованным поршнем слежения, и упорный диск, установленный между передним торцем поршня слежения и задней поверхностью толкателя, при этом кольцевой клапанный элемент выполнен подпружиненным, отличающийся тем, что пружина кольцевого клапанного элемента установлена с упором во втулку, выполненную с возможностью перемещения вдоль управляющего штока.

2. Сервомотор по п.1, отличающийся тем, что втулка выполнена вращающейся относительно штока управления для регулировки нагрузки пружины кольцевого клапанного элемента.

3. Сервомотор по п.1, отличающийся тем, что кольцевой клапанный элемент выполнен с жесткой вставкой ступенчатой конфигурации в двух плоскостях.

4. Сервомотор по п.3, отличающийся тем, что первая плоскость жесткой вставки выполнена взаимодействующей с седлом, образованным на плунжере, а вторая плоскость - с седлом на поршне слежения.

5. Сервомотор по п.4, отличающийся тем, что первая плоскость расположена перед второй плоскостью.

6. Сервомотор по п.1, отличающийся тем, что пружина управляющего штока установлена с упором в гайку, связанную с втулкой управляющего штока.

7. Сервомотор по п.6, отличающийся тем, что гайка установлена с возможностью перемещения для регулировки нагрузки управляющего штока.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2