Регулятор давления в тормозном приводе

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам тормозного привода транспортного средства. Регулятор давления содержит корпус, подпружиненный дифференциальный поршень, связанный с подвеской транспортного средства для восприятия ее усилий, соединенные каналами с тормозным контуром передних колес торцевую и кольцевую полости, образованные соответственно большей и меньшей ступенями поршня и корпусом, выходной канал из кольцевой полости, подключенный к тормозному контуру задних колес, перепускной клапан для стравливания воздуха из торцевой полости и кольцевой клапан. Кольцевой клапан установлен с зазором с меньшей ступенью поршня и имеет возможность при контакте с седлом на торце меньшей ступени разъединять тормозной контур задних колес от контура передних колес. Кольцевой клапан выполнен из эластичного материала и герметично прижат втулкой к соответствующей расточке в корпусе. Поверхность кольца и сопрягаемая с ней поверхность втулки выполнены так, что при осевом сжатии втулка прижимает кольцевой клапан как к цилиндрической, так и к торцевой поверхности расточки в корпусе. Седло имеет два концентрично расположенных выступа, а на цилиндрической поверхности седла напротив выходного канала выполнена проточка. Втулка имеет торцевую проточку, расположенную напротив внешнего торцевого выступа седла и соединенную отверстиями с кольцевой полостью меньшей ступени поршня. Площадь поршня в полости, образованной в момент контакта кольцевого клапана с кольцевыми выступами, имеет меньшую величину, чем площадь поршня в торцевой полости. Техническим результатом является уменьшение себестоимости, а также повышение надежности регулятора за счет механического закрепления кольцевого клапана на корпусе. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к устройствам тормозного привода транспортного средства, и может быть использовано для изменения соотношений давления в тормозных контурах передних и задних колес автомобиля или другого транспортного средства.

Известен регулятор давления в тормозном приводе автомобиля ВАЗ-2108, который содержит корпус и связанный с подвеской автомобиля дифференциальный поршень с седлом под резиновый клапан, кольцевую и торцевую полости, образованные корпусом, поршнем и манжетными уплотнениями с втулкой, каналы для подключения кольцевой и торцевой полостей к тормозным контурам колес автомобиля.

Недостатками этого регулятора являются низкая герметичность уплотнений и нестабильность в работе клапана и, как следствие, ненадежность работы регулятора.

Наиболее близким к заявленному техническому решению по совокупности существенных признаков - прототипом может быть принято изобретение «Регулятор давления в тормозном приводе» по патенту на изобретение №2153427, В 60 Т 8/18 от 07.09.1998 г., содержащий корпус и связанный с подвеской транспортного средства для восприятия ее усилий подпружиненный дифференциальный поршень с кольцевым клапаном с уплотнениями, одетого на дифференциальный поршень с зазором, и имеющий герметичный контакт с седлом на поршне, кольцевую и торцевую полости, соединенную с тормозным контуром передних колес, и выходной канал из кольцевой полости, подключенный к тормозному контуру задних колес.

Недостатками вышеописанного устройства являются сложность изготовления клапана и закрепления на нем уплотнений, т.е. высокая себестоимость регулятора, а также вероятность отрыва торцевого уплотнения кольцевого клапана, что снижает надежность регулятора.

Техническим результатом изобретения является устранение указанных недостатков, а именно упрощение конструкции регулятора, т.е. уменьшение его себестоимости, а также увеличение надежности регулятора за счет механического закрепления кольцевого клапана на корпусе.

Технический результат изобретения достигается тем, что в регуляторе давления в тормозном приводе транспортного средства, содержащем корпус, подпружиненный дифференциальный поршень, связанный с подвеской транспортного средства для восприятия ее усилий, соединенные каналами с тормозным контуром передних колес торцевую и кольцевую полости, образованные, соответственно, большей и меньшей ступенями поршня и корпусом, выходной канал из кольцевой полости, подключенный к тормозному контуру задних колес, перепускной клапан для стравливания воздуха из торцевой полости и кольцевой клапан, установленный с зазором с меньшей ступенью, поршня и имеющий возможность при контакте с седлом на торце меньшей ступени разъединять тормозной контур задних колес от контура передних колес, кольцевой клапан выполнен из эластичного материала и герметично прижат втулкой к соответствующей расточке в корпусе, причем поверхность кольца и сопрягаемая с ней поверхность втулки выполнены так, что при осевом сжатии втулка прижимает кольцевой клапан как к цилиндрической, так и к торцевой поверхности расточки в корпусе. Седло имеет два концентрично расположенных выступа, а втулка имеет торцевую проточку, расположенную напротив внешнего торцевого выступа седла, соединенную отверстиями с кольцевой полостью меньшей ступени поршня, при этом площадь поршня в полости, образованной в момент контакта кольцевого клапана с кольцевым выступом, имеет меньшую величину, чем площадь поршня в торцевой полости.

Для увеличения надежности и быстроты срабатывания регулятора на цилиндрической поверхности седла напротив выходного канала выполнена проточка.

Такой существенный отличительный признак как «клапан в виде кольца выполнен из эластичного материала и герметично прижат втулкой к соответствующей расточке в корпусе, причем поверхность кольца и сопрягаемая с ней поверхность втулки выполнены так, что при осевом сжатии втулка прижимает кольцевой клапан как к цилиндрической, так и к торцевой поверхности расточки в корпусе» - позволяет упростить конструкцию регулятора за счет уменьшения количества деталей и механического крепления клапана в корпусе.

Такие существенные отличительные признаки, как: «седло имеет два концентрично расположенных выступа, а втулка имеет торцевую проточку, расположенную напротив внешнего торцевого выступа седла и соединенную отверстиями с кольцевой полостью меньшей ступени поршня, при этом площадь поршня в полости, образованной в момент контакта клапана с кольцевыми выступами, имеет меньшую величину, чем площадь поршня в торцевой полости» - обеспечивают надежность отсечки тормозного контура задних колес от тормозного контура передних колес за счет дополнительного прижатия торца эластичного клапана к внешнему торцевому выступу седла при образовавшейся разнице давления рабочей жидкости в торцевой проточке втулки и в кольцевой полости у внешнего торцевого выступа седла.

Такой отличительный признак, как ... «на цилиндрической поверхности седла напротив выходного канала выполнена проточка» исключает дросселирование рабочей жидкости, т.е. обеспечивает быстрое срабатывание регулятора, увеличивая его надежность.

На фиг.1 изображен предлагаемый регулятор давления в разрезе, на фиг.2 - увеличенный выносной элемент «А» на фиг.1 в момент контакта клапана с седлом, на фиг.3 - диаграмма распределения давлений, обеспечиваемая предлагаемым регулятором.

Регулятор давления состоит из корпуса 1 с установленным в нем дифференциальным поршнем 2, образующим с корпусом 1 торцевую полость 3, которая закрыта крышкой 4 и связана каналом 5 с тормозным контуром передних колес. Поршень 2 также образует с корпусом 1 кольцевые полости 6 и 7, которые разобщаются кольцевым клапаном 8, прижатым втулкой 9 к расточке корпуса 1 и входящим в контакт с торцевыми выступами 10 и 11 (см. фиг.2) седла 12 на поршне 2 при достижении оптимального давления в полости 7. Поршень 2 связан с буксой 13 через втулку 14 и пружину 15, а также с подвеской транспортного средства, например, через систему подпружиненных рычагов. Втулка 9 имеет проточку 16 (см. фиг.2) под кольцевой клапан 8 и торцевую проточку 17, расположенную напротив внешнего торцевого выступа 11 седла 12. Проточка 17 соединена отверстиями 18 с кольцевой полостью 6 меньшей ступени поршня 2. Кольцевые полости 6 и 7 связаны каналами 19 и 20 соответственно с тормозными контурами передних и задних колес. Между дифференциальным поршнем 2 и втулкой 9 с кольцевым клапаном 8 имеется кольцевой зазор 21. Корпус 1, поршень 2, крышка 4 и букса 13 имеют уплотнения 22. Регулятор снабжен перепускным клапаном 23 для стравливания воздуха из торцевой полости 3. Для защиты уплотнений 22 дифференциального поршня 2 от пыли и грязи на корпус 1 и поршень 2 установлен чехол 24. На цилиндрической поверхности седла 12 выполнена проточка 25.

Регулятор давления работает следующим образом. При давлении в тормозных контурах передних и задних колес соответственно P₁ и Р₂ (фиг.1 и 3) во время торможения автомобиля важно, чтобы при срабатывании регулятора при достижении оптимального давления P_2опт в точке «а» было обеспечено опережающее блокирование передних колес во всем диапазоне рабочих давлений в тормозном приводе - линия 26 (фиг.3). Причем регулятор отрегулирован на давление P_2опт так, чтобы задние колеса полностью не блокировались («не юзили»), а прокручивались с максимальным трением, что обеспечивает устойчивость транспортного средства. Линия 26 характеризует распределение давлений по тормозным контурам, предлагаемым регулятором, т.е. давление P₂ опт остается постоянным на всем диапазоне рабочих давлений (линия от точки «а» к точке «с» параллельна оси OP₁). При увеличении веса автомобиля, т.е. его загружении, давление Р_2опт увеличивается так же, как и P_1опт, что характеризует линия 27 (a'c' на фиг.3).

В начале торможения давление от тормозного контура передних колес одновременно поступает через канал 5 в торцевую полость 3 и через канал 19 в кольцевую полость 6, кольцевой зазор 21, кольцевую полость 7, увеличенную канавкой 25 на седле 12, и канал 20 в тормозной контур задних колес. Давление в обоих тормозных контурах повышается (участок 0-а на фиг.3) до наступления равновесия в точке «а», описываемое уравнением

где F - усилие от подвески;

F_пр - усилие пружины 15;

P₁ - давление в тормозном контуре передних колес;

P₂ - давление в тормозном контуре задних колес;

D - диаметр большей ступени дифференциального поршня;

D - диаметр меньшей ступени дифференциального поршня.

При дальнейшем повышении давления P₁ в тормозном контуре передних колес и P₂ в тормозном контуре задних колес до P_1опт и Р_2опт соответственно равновесие, описываемое вышеприведенным уравнением, нарушается и дифференциальный поршень 2 перемещается в сторону кольцевого клапана 8, сжимая пружину 15. При этом кольцевые выступы 10 и 11 седла 12 взаимодействуют с кольцевым клапаном 8, разобщая тормозные контуры передних и задних колес, т.е. отсекая давление P₁ тормозного контура передних колес от давления Р_2опт тормозного контура задних колес. Причем тормозная жидкость, проходя через отверстия 18 в торцевую канавку 17 (см. фиг.2), деформирует клапан 8 и прижимает его к внешнему торцевому выступу 11 седла 12, обеспечивая надежную герметизацию. Меньшая величина площади поршня в полости 6, образованной в момент контакта с кольцевым клапаном 8 при повышении давления, по сравнению с площадью поршня в торцевой полости 3 обеспечивает неподвижность поршня 2, а значит и постоянный контакт седла 12 с кольцевым клапаном 8. При дальнейшем увеличении давления P₁ в тормозном контуре передних колес давлении Р₂=Р_2опт в тормозном контуре задних колес остается постоянным, т.к. объем кольцевой полости 7 не изменяется, а уплотнения 22, установленные в буксе 13, крышке 4, поршне 2, а также кольцевой клапан 8 обеспечивают герметизацию кольцевых полостей 6 и 7 и торцевой полости 3. На фиг.3 это показано линией «ас», параллельной оси OP₁. Канавка 25 обеспечивает быстроту отсечки давления, исключая дросселирование жидкости через канал 20. При сбрасывании давления P₁ до нуля пружина 15 через втулку 14 возвращает дифференциальный поршень 2 в исходное положение, выводя седло 12 из контакта с клапаном 8 и тем самым соединяя кольцевые полости 6 и 7 и соответственно соединяя тормозные контуры задних и передних колес. Следовательно, P₁=P₂=0.

При увеличении нагрузки на оси колес транспортного средства оптимальные давления P_1опт и P_2опт тоже увеличатся. На фиг.3 это показано линией o a'c'.

Предложенный регулятор при срабатывании в точке «а» при достижении Р_2опт давления в контуре задних колес обеспечивает стабильное давление Р₂ тормозного контура задних колес на всем диапазоне рабочих давлений P₁ от P_1опт до P_1мах (фиг.3), а кольцевой клапан из эластичного материала обеспечивает надежность регулятора, одновременно уменьшая его себестоимость.

1. Регулятор давления в тормозном приводе транспортного средства, содержащий корпус, подпружиненный дифференциальный поршень, связанный с подвеской транспортного средства для восприятия ее усилий, соединенные каналами с тормозным контуром передних колес торцевую и кольцевую полости, образованные соответственно большей и меньшей ступенями поршня и корпусом, выходной канал из кольцевой полости, подключенный к тормозному контуру задних колес, перепускной клапан для стравливания воздуха из торцевой полости и кольцевой клапан, установленный с зазором с меньшей ступенью поршня и имеющий возможность при контакте с седлом на торце меньшей ступени разъединять тормозной контур задних колес от контура передних колес, отличающийся тем, что кольцевой клапан выполнен из эластичного материала и герметично прижат втулкой к соответствующей расточке в корпусе, причем поверхность кольца и сопрягаемая с ней поверхность втулки выполнены так, что при осевом сжатии втулка прижимает кольцевой клапан как к цилиндрической, так и к торцевой поверхности расточки в корпусе, седло имеет два концентрично расположенных выступа, а втулка имеет торцевую проточку, расположенную напротив внешнего торцевого выступа седла и соединенную отверстиями с кольцевой полостью меньшей ступени поршня, при этом площадь поршня в полости, образованной в момент контакта кольцевого клапана с кольцевыми выступами, имеет меньшую величину, чем площадь поршня в торцевой полости.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что на цилиндрической поверхности седла напротив выходного канала выполнена проточка.