Регулятор переменного давления гидравлической тормозной системы

 

Применение: в гидравлических тормозных системах автомобилей. Сущность изобретения: регулятор включает корпус, образованный из главной корпусной части и съемной закрывающей части. Внутри корпуса установлен упругий баллон. Корпус включает полость для баллона, большую чем упругий баллон. Последний расширяется и сжимается в ответ на изменения давления в тормозной жидкости, которые передаются внутрь упругого баллона. Камера сжатия, выполненная между упругим баллоном и полостью корпуса, может надуваться с помощью источника давления до величины более 100 псиг. Камера сжатия баллона предпочтительно снабжена эластичным элементом, служащим для ограничения расширения упругого баллона. Регулятор снабжен соединительными элементами для подключения к тормозной магистрали. 12 з. п. ф-лы, 5 ил.

Известно уравнивающее давление устройство, имеющее упругий баллон, который находится внутри корпуса и содержится в вогнутой полости, боковые стенки которой могут выгибаться наружу, когда на внутренний объем упругого баллона оказывает воздействие возрастающее тормозное давление.

Однако в сложных условиях торможения в тормозной системе возникает высокое давление, заставляющее упругий баллон полностью расширяться внутри камеры уравнителя. Это снижает или прекращает соответствующее действие в чрезвычайных условиях торможения. Попытки повысить чувствительность на высокое давление приводят к низким частотным характеристикам в условиях легкого и среднего торможения.

При легком торможении возникает необходимость уравнивания торможения и подавления волн сжатия, возникающих вследствие торможения. Легкое торможение становится особенно сильным при езде по дорогам, покрытым дождем и снегом. В этих условиях эксцентричность тормозных компонентов может сказаться на эффективности торможения из-за уменьшения сил, развивающихся между проезжей частью дороги и колесами. Вследствие этого эксцентричность может легче вызывать блокировку колеса и связанные с ним занос и потерю управления транспортным средством.

Недостатками известных тормозных уравнителей являются также трудности, связанные с изменениями в тормозных системах разного типа транспортных средств.

Таким образом, известные гидротормозные системы нуждаются в уравнителях или аккумуляторах, которые соответствующим образом отвечали бы на низкое, среднее и высокое тормозное давление, связанные с изменениями нажатия на педаль водителем и требованиями остановки; в эффективном уравнивании тормозной системы в условиях изменения дорожных условий, при которых меняются силы торможения, возникающие между колесом и дорожным покрытием, а также в аккумуляторе для выравнивания давления и подавления волн, который подходил бы для использования в ряде типов и размеров транспортных средств.

На фиг. 1 представлен предлагаемый регулятор тормозной системы, общий вид; на фиг. 2 продольное сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 поперечное сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 вариант выполнения предлагаемого регулятора; на фиг. 5 то же, вид спереди.

Предлагаемый регулятор 10 включает корпус 12, который ограничивает полость 13 упругого баллона. Упругий баллон 14 размещен внутри полости 13 для упругого баллона, для того чтобы дать возможность баллону расширяться и сжиматься в ответ на изменение давления тормозной линии.

Корпус 12 состоит из двух частей: первой или основной корпусной части 15 и второй или закрывающей корпусной части 16, которые предназначены для разъемного соединения. В основной корпусной части предусмотрен резервуар 18 с крышкой, снабженный внутренними винтовыми нарезками по боковым стенкам. На крышке выполнена соединительная часть 19 с наружными винтовыми нарезками на боковых стенках, которые сопрягаются с внутренними винтовыми нарезками внутри резервуара.

Утопленный внутрь конец 20 закрывающего резервуара 18 включает две зоны: чашеобразную 21 и фланцевую 22, предназначенные для приема крышечной части 23 и фланца 24 упругого баллона 13 соответственно. Передняя сторона фланцевой зоны поперечна к продольной оси регулятора и включает уплотнительный гребень 25, который упирается в фланец 24 упругого баллона и обеспечивает возрастающее уплотнительное воздействие по линии окружности эффективного контакта. Противоположная сторона фланца 24 удерживается торцовой стороной крышки 16.

Основная часть корпуса снабжена одним или более каналами для пропускания тормозной жидкости, через которые давление тормозной жидкости передается на внутренний объем упругого баллона 14. Корпусная часть 15 включает сквозной канал 26, предназначенный для установки соединительной арматуры и выполняющий функцию первичного соединительного канала для тормозной жидкости. Второе ответвление канала 27 сообщено с первичным каналом 26 и простирается по центральной части чашеобразной зоны 21 в утопленном конце закрывающего резервуара 18. Вторичное ответвление сообщено с внутренней камерой 28 упругого баллона 14. Изменения давления жидкости, которые случаются в тормозной системе транспортного средства, передаются волнами сжатия, которые обычно проходят через тормозную систему. Эти изменения давления и связанные с ними волны сжатия также передаются на внутреннюю камеру 28 по каналам 26 и 27 тормозной жидкости, образованным в корпусе.

Основная корпусная часть 15 также снабжена третьим ответвлением канала 29, которое сообщено с выпускным отверстием 30. Выпускное отверстие предназначено для отвода воздуха из гидротормозной системы и выполнено с резервуаром 31. Наружная часть резервуара выпускного отверстия оборудована соответствующим клапанным соединением типа внутренних винтовых нарезок 32. Резервуар выпускного отверстия предназначен для образования спускного вентиля 33 с внутренним концом арматуры 34 спускного отверстия. Конусный внутренний конец 35 арматуры выпускного отверстия входит в зацепление с фланцем третьего канала 29 для обеспечения кругового уплотнения между корпусом и арматурой 34.

Арматура выпускного отверстия оборудована наружным соединительным концом 36, снабженным гибкой соединительной арматурой 37, которая обеспечивает соединение с ней гибкого шланга для того, чтобы можно было продувать воздух из тормозной системы посредством выпускного шланга, находящегося в контейнере тормозной жидкости, для предотвращения возвращения воздуха. Центральная часть выпускной арматуры снабжена наружными винтовыми нарезками, которые входят во внутренние винтовые нарезки резервуара выпускного отверстия. На выступающих частях арматуры спускного отверстия также образованы затяжные гайки 38 для облегчения вращения при затяжке и освобождении арматуры спускного отверстия. Такое действие контролирует выпускной воздушный клапан 33 в закрытом и открытом положениях.

Закрывающая часть 16 корпуса служит для ограничения полости 13 баллона. Баллонная полость является вогнутой и закругленной и имеет конфигурацию, соответствующую расширенной форме упругого баллона для обеспечения опоры для баллона при взрыве или деформации пластмассы. В поперечном сечении баллон и полость круглые, как показано на фиг. 3.

Полость 13 изнутри ограничена поверхностями, которые находятся на расстоянии от наружных поверхностей баллона, когда баллон находится в расслабленном или изнутри не наддутом состоянии при или почти при атмосферном давлении. Вход камеры 13а оборудован уплотнительным буртом 43, проходящим внутрь и зацепляющим баллон, примыкающий к фланцу 24. Уплотнительный борт стягивает часть баллона, которая может расширяться в ответ на тормозное давление.

Полость 13 предназначена для размещения стягивающего баллон эластичного элемента 40, вставленного в паз 41, образованный на внутренней боковой стенке полости 13, размещенного по средней полосе относительно расширяющейся части баллона. Паз 41 и стягивающий элемент 40 размещены в средней полосе, равной по ширине около 20% незакрепленной аксиальной длины расширяющейся части баллона в его расслабленном состоянии. Эта полоса центрирована в середине незакрепленной длины расширяющейся части баллона в его расслабленном состоянии. Это обеспечивает примерно ±10% длины средней полосы относительно середины незакрепленной длины расширяющейся части баллона.

Упругий баллон 14 включает расширяющуюся часть в виде отдаленной части от уплотнительного борта 43 (или почти от фланца 24). Наружные боковые стенки расширяющейся части баллона конусообразно сходятся под небольшим углом 1-5^о к удаленному концу. Удаленный конец баллона 14 может быть снабжен острием 45, устанавливающим баллон относительно полости в чашке 46 острия.

Внутренняя камера 28 баллона образована так, чтобы иметь наружную или первую часть 28а воронкообразной формы, она включает относительно узкую или внутреннюю глухую концевую часть 28б. Воронкообразная часть сходится внутрь от входа внутренней камеры в верху колпака 23 баллона. Обычно вход внутренней камеры больше, чем половина максимальной ширины или диаметра колпака 23 баллона. Это облегчает передачу волн давления через внутреннюю камеру и повышает чувствительность блока.

Наружные поверхности расширяющейся части баллона находятся на расстоянии от внутренних поверхностей баллонной полости 13 и от внутренних поверхностей стягивающего баллон элемента 40. Такое разнесение баллонных стенок обеспечивает довольно чувствительный ответ на низкие давления торможения, поскольку баллон может свободно расширяться наружу внутри полости 13, подвергаясь только стягивающему давлению, существующему в стягивающей камере 13а.

После достижения высокого уровня тормозных давлений расширение баллона заставляет боковые стенки баллона наталкиваться на стягивающий элемент и внутренние поверхности полости, что вызывает уменьшение чувствительности баллона на возрастающее давление. В этом случае регулятор 10 автоматически переключается на меньшую чувствительность при высоких тормозных давлениях. Чувствительность продолжает падать при более полном прижатии баллона к стягивающему элементу 40.

Поскольку баллон еще больше расширяется относительно стягивающего элемента, он соприкасается также с внутренними поверхностями полости постепенно с концов расширяющейся части к срединному стягивающему элементу. Эта операция уменьшает чувствительность баллона на возрастающее давление с возрастающей скоростью изменения. Такая переменная частотная характеристика регуляторов изобретения обеспечивает улучшенные свойства торможения в диапазоне тормозных давлений, включая даже очень жесткие тормозные давления, которые иногда достигают 1000 пси.

Гибкий стягивающий элемент 40 обеспечивает большую дополнительную гибкость, когда баллон расширяется до соприкосновения с поверхностями полости. Упругость стягивающего элемента 40 дает возможность чувствительности баллона на возрастающее давление оставаться на достаточном уровне в течение средних и жестких тормозных давлений, поэтому характеристика регулятора является более высокой.

При достижении высоких тормозных давлений при резких и экстренных остановках баллон расширяется до соприкосновения с большей частью внутренних стенок полости, достигая еще большего снижения чувствительности. Упругость стенок баллона и остальная деформация баллона по всему стягивающему элементу обеспечивают наивысшие уровни прочности и более низкие уровни ответа баллона на данное изменение давления.

На фиг. 4 показан вариант выполнения регулятора тормозной системы 110, который подобен регулятору 10.

Соединительная арматура 148 тормозной линии может быть выбрана из соответствующих устройств или, с другой стороны для соединения трубопровода тормозной линии (не показан) может быть приспособлен канал, снабженный винтовой резьбой, например канал 126. Соединительная арматура 148 имеет две сопряженные части 149 и 150, установленные на противоположных сторонах сквозного отверстия 126, с обоих концов которого установлены О-образные уплотнительные кольца. Части 149 и 150 служат для соединения в середине сквозного отверстия отрезков 152 и 153 с винтовой нарезкой. Канал 154, по которому идет тормозная жидкость, проходит от соединительного ниппеля 155 с винтовой нарезкой до средней части сквозного отверстия для обеспечения пропускания жидкости каналами 127 и 129.

Корпус 115 регулятора 110 является таким же, как корпус 15, вторая или закрывающая часть 116 подобна крышке 16 за исключением того, что отдаленные части крышки длиннее и оборудованы ограничивающим давление источником 160, который обеспечивает предварительную загрузку камеры 113а, снимающей баллон до заданного высокого ограниченного давления.

Источник 160 ограничения давления включает впускное отверстие 161 ограниченного давления баллона, выполненное на конце корпусной крышки 116 и соединяющее через резервуар источник ограниченного давления баллона и питающий канал 162, чтобы обеспечить жидкостную связь с полостью 113 упругого баллона и сжимающей камеры 113а. Давление внутри камеры 113а и вокруг упругого баллона устанавливается на заданном уровне с помощью источника 160.

Последний содержит также контрольный клапан 165, образованный из внутреннего конца аппаратуры 166 источника сжатия давления. Аппаратура 166 установлена внутри резервуара источника давления с помощью соответствующих винтовых нарезок, образованных в резервуаре и на арматуре.

Изоляционное уплотнение 167 клапана располагается около арматуры для герметизации клапана от нарезных частей арматуры. Арматура оборудована соединительным ниппелем 168, на котором выполнена винтовая нарезка для обеспечения соединения с линией подачи давления. Гайка 169 предусмотрена для облегчения движения фитинговой детали 166 вращением и соответствующим аксиальным движением за счет винтового соединения. Канал 170 для подачи давления образован через фитинговую деталь от соединительного ниппеля 168 до внутренней стороны О-образного кольцевого уплотнения 167. Внутренний конец фитинговой детали 166 снабжен уплотняющим коническим насадком 172 клапана, который герметизирует кольцевую линию вокруг седла 173 клапана, образованного закраиной в корпусной крышке 116.

Конец 145 упругого баллона имеет форму конуса или усеченного конуса. Конусная поверхность острия 145 расположена близко к отверстию канала 162 в полости 113, для того чтобы давление, подаваемое внутрь баллона 113, вызывало герметизацию. Давление, создаваемое в камере 113а, будет также вызывать деформацию боковых стенок баллона, которая удлиняет расширяющуюся часть баллона и может осуществлять герметизацию после выполнения предварительной загрузки. Такая конструкция может способствовать предупреждению утечки высокого давления сжатия, устанавливаемого внутри камеры 113а сжатия упругого баллона.

Клапан 165 закрыт (фиг. 4). Сжатая сжимающая жидкость подается в полость 113 баллона вокруг упругого баллона 114 пропусканием жидкости по каналам 170 и 162. Для заполнения сжимающей камеры сжимающим давлением могут применяться различные газы, например, воздух, азот, СО₂, хладагенты и другие, плотность которых будет соответствовать ожидаемым порядкам температуры. После установления заданного давления сжатия баллона вокруг него фитинговую деталь поворачивают внутрь для закрытия клапана 165.

Заданным исходным рабочим давлением сжатия баллона предпочтительно является свыше 100 фунтов на квадратный дюйм (псиг). В частности, улучшенные частотные характеристики обеспечивает давление выше 150 псиг, особенно в среднем диапазоне тормозных давлений, при которых происходит автомобильное торможение, более предпочтительными величинами являются 150-300 псиг и в пределах от 200 до 300 псиг. Эти давления показаны для новых тормозных регуляторов, которые не герметизируются во внутренней камере упругих баллонов.

Регуляторы 10, 110 согласно изобретению применяются путем присоединения фитинга 155 тормозной линии к системе тормозной жидкости транспортного средства, чтобы обеспечить в нем жидкостную связь. Он устанавливается на или возле главного цилиндра гидротормозной системы с помощью Т-образного фитинга, размещенного на выпускных линиях от главного цилиндра. Регуляторы поочередно можно устанавливать в других местах в тормозной системе.

Регуляторы согласно изобретению срабатывают в ответ на изменения давления тормозной жидкости. Увеличение давления в тормозной жидкости вызывает небольшой приток тормозной жидкости во внутреннюю камеру 28, что заставляет упругий баллон растягиваться, увеличивая объем внутренней камеры. Давление внутри окружающей камеры сжатия вызывает первое реагирование, которое требует определенной степени нажатия педали перед началом работы баллона.

Высокое давление сжатия, достигаемое в камере 113а, устраняет или уменьшает педальную мягкость, испытываемую на некоторых транспортных средствах, где установлены известные уравнители. После того как тормозное давление внутри внутренней камеры превысит давление в камере сжатия, баллон начинает расширяться в ответ на увеличения тормозного давления или динамические флуктуации. Высокие давления, которые могут быть установлены внутри камеры сжатия 113а регулятора 110, обеспечивают относительно слабую ответную работу при низких тормозных давлениях и улучшенное срабатывание в пределах более широкого диапазона тормозных давлений. Высокие давления увеличивают также давление тормозной жидкости, необходимое чтобы вызвать контакт между наружными поверхностями баллона и элементами сжатия баллона 40 и 140. Высокие давления сжатия распространяются до верхнего предела тормозных давлений, которые регулируются соответствующим образом.

После увеличения давления тормозной жидкости до достаточной степени контактирования упругого баллона с элементом сжатия баллона необходима более высокая скорость повышения давления, чтобы обеспечить расширение внутреннего объема внутренней камеры баллона. Круглая в сечении форма кольцевого О-образного кольца обеспечивает большее сдерживание расширения баллона, увеличивается степень противодействия дополнительному расширению баллона. Такой механизм действия обеспечивает автоматическое усиление степени противодействия расширению баллона, лучшее срабатывание регулятора при более высоких давлениях тормозной жидкости. Эта конструкция обеспечивает более высокие характеристики по сравнению с известными устройствами, которые стремятся полностью расшириться и таким образом потерять чувствительность к флуктуациям давления при высоких тормозных давлениях. Такая утрата эффективной работы происходит, когда наиболее вероятна остановка колеса, и выравнивание между разными колесами экстренно необходимо для сохранения лучшего контроля при резком торможении.

Регуляторы по изобретению выполнены с учетом известных методик металлообработки, таких как механическая обработка, формовка и иная обработка компонентов регулятора. Корпус выполняется из алюминия или другого металла, совместимого с применяемой тормозной жидкостью, упругий баллон из синтетического бутилкаучука или какого-либо другого упругого материала. Твердость дюрометра предпочтительна в пределах от 60 до 85 или от 70 до 80.

Изобретение применяется в жидкостных тормозных системах, которые используются в автомобилях, грузовиках и других наземных транспортных средствах.

Формула изобретения

1. РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ, содержащий корпус с упругим баллоном, установленным в полости корпуса, между стенками которых образована камера сжатия для обеспечения возможности расширения упругого баллона в ответ на возрастание давления в камере, выполненной внутри баллона, и по меньшей мере один соединительный канал для прохождения тормозной жидкости во внутреннюю камеру баллона, отличающийся тем, что он снабжен эластичным элементом стягивания, установленным внутри камеры сжатия с обеспечением расстояния между упомянутым элементом и упругим баллоном.

2. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен клапаном для обеспечения регулирования давления газа внутри камеры сжатия.

3. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания установлен по внутренней поверхности полости корпуса регулятора.

4. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания представляет собой кольцо.

5. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания представляет собой кольцо, установленное по внутренней поверхности полости корпуса.

6. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания представляет собой кольцо, имеющее в поперечном сечении круг.

7. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания представляет собой кольцо, имеющее в поперечном сечении круг, и установлен в проточке, выполненной на внутренней поверхности полости корпуса.

8. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания установлен в проточке, выполненной на внутренней поверхности полости корпуса.

9. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что давление в камере сжатия превышает 100 фунтов на квадратный дюйм, при этом давление во внутренней камере баллона соответствует атмосферному.

10. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что давление в камере сжатия составляет 150-300 фунтов на квадратный дюйм, при этом давление во внутренней камере баллона соответствует атмосферному.

11. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что давление в камере сжатия составляет 200-300 фунтов на квадратный дюйм, при этом давление во внутренней камере баллона соответствует атмосферному.

12. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания установлен в камере сжатия с возможностью снятия.

13. Регулятор по п.1, отличающийся тем, что элемент стягивания установлен внутри приемного гнезда, выполненного в камере сжатия с обеспечением возможности его снятия.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5