Регулятор давления

 

Изобретение относится к регуляторам давления, предназначенным для снижения давления жидкости в контуре задних тормозов автомобиля с целью предотвращения опережающей блокировки задних колес по отношению к передним. В регуляторе, имеющем корпус 1 с каналами для трубок гидропривода тормозной системы, гильзу 2, установленную внутри корпуса, поршень 4, подвижно установленный внутри гильзы, пружинную шайбу 6, удерживающую гильзу в полости корпуса, втулку 7, с помощью которой корпус прикрепляется к кронштейну, манжету 16, распорную втулку 17, уплотнительные кольца 3, 5, 11, 18, защитный чехол 19, на верхнем конце поршня 4 выполняют сквозную полость, в которой размещают шариковый клапан 8, поджимаемый пружиной 9 к седлу клапана 10. На поверхность, образующую отверстие седла клапана, опирается управляющий клапаном шток 12, выступающий за пределы торцевой поверхности поршня. Шток 12 имеет форму тонкостенного цилиндра, в сечении представляющего собой разомкнутое кольцо. В средней части поршня установлена опорная скоба 13, являющаяся опорным элементом одновременно для прижимной 14 и возвратной 15 пружин. Пружины 14, 15 воздействуют на скобу с противоположных сторон и расположены между двумя опорными поверхностями. Для обеспечения эффективности тормозной системы при выходе из строя одного из контуров регулятор имеет отключающий клапан 20. Техническим результатом является упрощение конструкции регулятора, повышение надежности его работы, возможность использования на разных моделях автомобиля. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к регуляторам давления, предназначенным для снижения давления жидкости в контуре задних тормозов с целью предотвращения опережающей блокировки задних колес по отношению к передним.

Известен регулятор давления, состоящий из корпуса, имеющего канал для подсоединения трубок гидропривода рабочей тормозной системы. Внутри корпуса подвижно установлен поршень, в верхней части поршня имеется сквозное осевое сверление, в котором установлен подпружиненный клапан, седло клапана. В корпусе установлена втулка, имеющая канавку, в которой фиксируется чехол, предназначенный для защиты регулятора от загрязнения. Для герметизации полостей, находящихся над клапаном и под клапаном, на наружной поверхности поршня установлено уплотнение (см. РФ патент 2086440, В 60 Т 8/26).

Недостатками этого регулятора являются: - сложная конструкция клапана, требующая повышенной точности его геометрии; - сложная технология сборки поршня, а именно фиксация седла клапана; - невозможность изменения характеристики регулятора без изменения конструкции входящих в узел деталей.

Известен регулятор давления состоящий из корпуса, имеющего каналы для подсоединения трубок гидропривода рабочей тормозной системы. Внутри корпуса подвижно установлена гильза, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо. Во внутренней полости гильзы подвижно установлен поршень с уплотнительным кольцом, установленным в канавке радом с цилиндрическим пояском, являющимся опорной поверхностью поршня. Гильза удерживается в полости корпуса пружинной шайбой, поджимаемой втулкой, с помощью которой корпус регулятора прикреплен к кронштейну. Регулятор содержит шариковый клапан, прижимаемый к управляющему конусу пружиной. В средней части поршня выполнена кольцевая проточка, в которой установлена скоба, являющаяся опорным элементом для возвратной пружины. Нижний конец поршня расположен в отверстии втулки. Поверхность этого отверстия является опорной поверхностью для поршня. Для уплотнения скользящего соединения втулки и поршня внутри втулки установлена манжета. Манжета связана с распорной втулкой, которая предотвращает осевое перемещение манжеты и на которую опирается возвратная пружина. Для поджатая управляющего конуса и создания необходимого усилия на поршне применена прижимная пружина. Для предотвращения загрязнения полости регулятора и ее герметизации на наружной поверхности втулки выполнены две проточки. В одной проточке закреплен резиновый чехол, а в другой установлено уплотнительное кольцо (см. Сиянин С. С. , Захаров Э. Г. и др. Автомобили "Москвич" 2141-01, 21412-02, 214122 / Многокрасочный альбом, издательство "Третий Рим", 1996 г., стр. 78-79).

Недостатками такого регулятора являются: - боковое расположение шарикового клапана, приводящее к его ненадежной работе из-за наличия поперечных воздействий на клапан и влияния многих геометрических параметров входящих деталей на величину и момент открытия клапана, а также в связи с трудностями в обеспечении стабильного качества обработки в гильзе бокового седла клапана малых размеров; - близкое расположение опорных поверхностей поршня может увеличить заклинивающее воздействие приложенных к поршню внешних и внутренних усилий и привести к нестабильной работе узла.

С целью упрощения конструкции регулятора, повышения надежности его работы, возможности использования на разных моделях автомобиля, путем изменения характеристики узла, в регуляторе, содержащем корпус с каналами для подсоединения трубок гидропривода рабочей тормозной системы, гильзу, подвижно установленную внутри корпуса, с установленным на ее наружной поверхности уплотнительным кольцом, поршень, подвижно установленный в полости гильзы и имеющий по своему наружному диаметру уплотнительное кольцо, установленное в канавке рядом с цилиндрическим пояском, являющимся опорной поверхностью поршня, пружинную шайбу, удерживающую гильзу в полости корпуса, втулку, с помощью которой корпус регулятора прикрепляется к кронштейну, и которая служит опорой для пружинной шайбы и для нижнего конца поршня, проходящего через ее отверстие, манжету, установленную в полости втулки с целью уплотнения скользящего соединения нижнего конца поршня и втулки, распорную втулку, неподвижно связанную с манжетой, препятствующую ее осевому смещению и одновременно являющуюся опорным элементом для возвратной пружины, упирающейся другим концом в опорную скобу расположенную в канавке средней части поршня, прижимную пружину, подпружиненный шариковый клапан, орган, управляющий клапаном, отключающий клапан, на верхнем конце поршня выполняют сквозную полость, в которой устанавливают подпружиненный шариковый клапан, седло клапана и орган, управляющий клапаном. Орган, управляющий клапаном, устанавливают в отверстии седла клапана, при этом устанавливают так, что его незначительная часть выступает за пределы торцевой поверхности поршня. Выполняют управляющий клапаном орган в виде тонкостенного цилиндра, в сечении представляющего собой разомкнутое кольцо. Такое исполнение управляющего органа обеспечивает легкость прохода жидкости через клапан, увеличивая, тем самым, функциональные показатели узла, в частности, при работе регулятора совместно с ABS (антиблокировочная система). Кроме того, такая конструкция управляющего органа позволяет изготавливать его безотходным методом - свертывания из металлической ленты, а боковая фиксация шарикового клапана, при его сопряжении с торцевой частью управляющего органа, повышает надежность работы клапана. Прижимную пружину устанавливают между опорными поверхностями поршня, при этом устанавливают так, что она упирается одним концом на опорную скобу, установленную в средней части поршня, а другим концом - в гильзу. Упор прижимной пружины в скобу осуществляется со стороны, противоположной упору конца возвратной пружины, т.е. для одного конца прижимной и одного конца возвратной пружин опорная скоба является одним опорным элементом.

На фиг. 1 показан разрез общего вида регулятора давления, на фиг.2 - разрез А-А фиг.1, на фиг.3 - сечение органа, управляющего клапаном (штока).

Регулятор давления состоит из корпуса 1, имеющего каналы "а", "б" и "с" для подсоединения трубок гидропривода рабочей тормозной системы. Внутри корпуса 1 подвижно установлена гильза 2, на наружной поверхности которой выполнена кольцевая канавка, в которой установлено уплотнительное кольцо 3. Во внутренней полости гильзы 2 подвижно установлен поршень 4 с уплотнительным кольцом 5, установленным в канавке рядом с цилиндрическим пояском поршня, являющимся опорной поверхностью поршня 4. Гильза 2 удерживается в полости корпуса 1 пружинной шайбой 6, упирающейся втулкой 7. Гильза 2 необходима для обеспечения уплотнения ступени поршня 4 по поверхности заданного диаметра и для обеспечения упора, ограничивающего ход поршня при его срабатывании, также для обеспечения упора поршня при отсутствии нагрузки от привода регулятора, связанного с задней подвеской автомобиля. Пружинная шайба 6 удерживает гильзу 2 в заданном положении, компенсируя своей деформацией разницу в фактических размерах всех деталей, образующих пространство под ее установку. С помощью втулки 7 корпус 1 регулятора закреплен на кронштейне (не показан). На верхнем конце поршня 4 выполнена сквозная полость, в которой по оси поршня размещен шариковый клапан 8, поджимаемый пружиной 9 к седлу клапана 10, имеющего на наружной поверхности канавку с уплотнительным кольцом 11. На поверхность, образующую отверстие седла клапана 10, опирается управляющий клапаном шток 12. Незначительная часть штока 12 выступает за пределы торцевой поверхности поршня 4. Шток 12 имеет форму тонкостенного цилиндра и в сечении представляет собой разомкнутое кольцо. В средней части поршня 4 выполнена кольцевая проточка, в которой установлена опорная скоба 13, являющаяся опорным элементом одновременно для двух пружин: прижимной 14 и возвратной 15. Пружины 14 и 15 воздействуют на скобу 13 с противоположных сторон. Нижний конец поршня 4 опирается на поверхность, образующую отверстие втулки 7. Для уплотнения скользящего соединения втулки 7 и нижнего конца поршня 4, внутри втулки 7 установлена манжета 16. Манжета 16 связана с распорной втулкой 17, которая предотвращает осевое перемещение манжеты 16 и удерживается возвратной пружиной 15. Прижимная 14 и возвратная 15 пружины установлены в пространстве между двумя опорными поверхностями поршня 4. Для герметизации рабочей полости регулятора и для защиты рабочей полости регулятора от загрязнения на наружной поверхности втулки 7 выполнены две проточки. В одной проточке установлено уплотнительное кольцо 18, а в другой закреплен защитный чехол 19. Для обеспечения максимальной эффективности тормозной системы при выходе из строя одного из контуров (например, контура передних тормозов), регулятор имеет отключающий клапан 20, который связан с тормозной системой посредством канала "с".

Регулятор давления работает следующим образом.

При движении автомобиля без торможения обе полости регулятора, находящиеся под шариковым клапаном 8 и над ним, заполнены рабочей жидкостью. Давление в обеих полостях отсутствует. На поршень 4 кроме усилия пружин 14, 15 действует сила со стороны привода регулятора, зависящая от нагрузки автомобиля. Эта сила преодолевает суммарное усилие пружин 14, 15 и удерживает поршень 4 в верхнем положении. Шариковый клапан при этом открыт. При торможении давление рабочей жидкости, поступающей от главного тормозного цилиндра через канал "а", в обеих полостях будет расти одинаково. Поршень 4 будет оставаться в верхнем положении до тех пор, пока давление в гидроприводе не достигнет значения, при котором сила, действующая на поршень 4 со стороны рабочей жидкости, не превысит суммарного усилия на поршень со стороны пружин 14, 15 и текущего значения нагрузки на поршень 4 со стороны привода регулятора. При достижении указанного давления поршень 4 начинает перемещаться в сторону втулки 7, оставляя шток 12 неподвижным. Положение, когда шариковый клапан 8 под воздействием пружины 9 ляжет на седло клапана 10, является моментом закрытия клапана и началом срабатывания регулятора. При смещении поршня 4 деформация пружины 14 будет уменьшаться, а пружины 15 увеличиваться. Положение опорной скобы 13 на поршне 4 выбирается таким образом, чтобы к моменту закрытия клапана величина и направление суммарного воздействия пружин 14 и 15 на поршень соответствовала расчетному значению для данной модели автомобиля. Активная площадь поршня 4, на которую воздействует давление под клапаном, меньше активной площади поршня 4, на которую воздействует давление над клапаном, поэтому при дальнейшем росте давления в главном цилиндре и в полости под клапаном каждому значению давления на входе в регулятор (в канале "а") будет соответствовать более низкое давление в полости над клапаном (в канале "б") и, соответственно, в задних тормозных механизмах. При растормаживании давление в полости, находящейся под шариковым клапаном, становится меньше, чем в полости, находящейся над шариковым клапаном 8. Перепад давлений, действующий на шариковый клапан 8, вызывает деформацию пружины 9 и открытие шарикового клапана 8, что приводит к падению давления в полости над шариковым клапаном. Под воздействием усилия от привода регулятора поршень 4 перемещается в сторону штока 12, который, преодолевая усилие пружины 9, приподнимает шариковый клапан 8. Между седлом клапана 10 и шариковым клапаном 8 возникает зазор, через который восстанавливается сообщение между полостями регулятора, обеспечивающее полное растормаживание части контура гидропривода тормозов, связанной с каналом "б" регулятора давления и с задними тормозами автомобиля. Так как сечение штока 12 представляет собой разомкнутое кольцо, то эффективность поступления тормозной жидкости в соответствующие полости увеличивается, а шариковый клапан 8 удерживается от боковых смещений и совершает главным образом осевые (рабочие) перемещения, что повышает четкость и надежность срабатывания клапана. При разгермитизации контура тормозной системы автомобиля, не связанного с задними тормозами и от которого рабочая жидкость подается в канал "с" регулятора, давление в нем становится равным нулю. В этом случае давление от второго тормозного контура через канал "а" подается к отключающему клапану, сдвигая его в сторону канала "с", открывая отключающий клапан 20, через который рабочая жидкость подается в канал "б" в обход шарикового клапана 8, обеспечивая отсутствие регулирования (снижения) давления и максимально возможную эффективность торможения.

Формула изобретения

1. Регулятор давления, содержащий корпус с каналами для подсоединения трубок гидропривода рабочей тормозной системы, гильзу, подвижно установленную внутри корпуса, поршень, подвижно установленный в полости гильзы и проходящий через отверстие втулки, с помощью которой закреплен корпус и на которую опирается пружинная шайба, удерживающая гильзу в полости корпуса, опорный элемент, неподвижно установленный в средней части поршня, возвратную пружину, опирающуюся одним концом на опорный элемент, другим - на распорную втулку, неподвижно связанную с уплотнительной манжетой, установленной в полости втулки, уплотнительные кольца, установленные на наружной поверхности гильзы, втулки и по наружному диаметру поршня, прижимную пружину, защитный чехол, закрепленный в канавке втулки, подпружиненный шариковый клапан, управляющий клапаном орган, отключающий клапан, отличающийся тем, что на верхнем конце поршня выполнена сквозная полость, в которой по оси поршня установлены подпружиненный шариковый клапан, седло клапана и опирающийся, выступая за пределы торцевой поверхности поршня своей частью, на поверхность отверстия седла клапана управляющий клапаном орган, выполненный в виде тонкостенного цилиндра, прижимная пружина установлена между опорными поверхностями поршня так, что один конец связан с гильзой, другой - с опорной скобой.

2. Регулятор давления по п.1, отличающийся тем, что управляющий клапаном орган в сечении выполнен в виде разомкнутого кольца.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3