Вакуумный усилитель тормозного привода для транспортного средства

 

Расположенное в радиальном направлении внутреннее ограничение и расположенное в радиальном направлении внешнее ограничение выравнивающей давление камеры, ограниченной в картере рулевого механизма клапанным телом, образуется деталью, направляющей клапанное тело. В результате в вакуумном усилителе тормозного привода сводится к минимуму воздействующая на клапанное тело зависимая от давления динамическая составляющая силы без внесения изменений в конструкцию картера рулевого механизма с клапаном управления. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к вакуумному усилителю тормозного привода для транспортного средства с корпусом, полость которого разделена подвижной перегородкой на камеру низкого давления и рабочую камеру, а также с клапаном управления, управляющим воздействующей на подвижную перегородку разностью давления и расположенным в несущем подвижную перегородку картере рулевого механизма, причем клапан управления состоит из двух уплотнительных поверхностей, выполненных относительно друг друга концентричными, и кольцеобразного клапанного тела, которое установлено в направляющей детали и в картере рулевого механизма ограничивает пневматическую камеру, в которую из рабочей камеры подается пневматическое давление, а установленное в радиальном направлении внутреннее ограничение образовано направляющей деталью, установленной плотно в картере рулевого механизма.

Подобный вакуумный усилитель тормозного привода известен, например, из патента ФРГ 4227879 A1. Клапанное тело ранее известного усилителя тормозного привода, которое предварительно поджато посредством пружины клапана в направлении уплотнительной поверхности, имеет в зоне своей уплотнительной поверхности пропускные отверстия, которые, выходя из кольцевой камеры, соединенной с рабочей камерой, входят в пневматическую камеру со стороны клапанного тела, обращенной от уплотнительных поверхностей, поэтому между этой камерой и рабочей камерой происходит постоянно выравнивание давления. На клапанном теле можно увидеть две пневматические рабочие поверхности. Первая рабочая или кольцевая поверхность ограничивается расположенной в радиальном направлении внутренней уплотнительной поверхностью (атмосферной уплотнительной поверхностью) клапана управления, а также расположенной в радиальном направлении внутренней рабочей кромкой уплотнения клапанного тела, взаимодействующей с направляющей деталью, ограничивающей пневматическую камеру, так что в свободном положении на нее воздействует разность пневматического давления между атмосферным давлением и низким давлением в пневматической камере. В результате образуется динамическая составляющая силы, которая противодействует силе прижатия пружины клапана и при приведении в действие сокращается при интенсивной вентиляции пневматической камеры до тех пор, пока не дойдет до нуля в точке регулирования усилителя тормозного привода или при окончательной вентиляции рабочей камеры, поэтому давление на первой кольцевой поверхности выравнивается.

Вторая рабочая или кольцевая поверхность ограничивается расположенной в радиальном направлении внешней уплотнительной поверхностью (вакуумной уплотнительной поверхностью) клапана управления, а также расположенной в радиальном направлении внешней рабочей кромкой уплотнения клапанного тела, которая взаимодействует с ограничивающей пневматическую камеру перегородкой картера рулевого механизма, так что в свободном положении усилителя тормозного привода давление на ней выравнивается, а при приведении в действие подвергается воздействию перепада пневматического давления. За счет этого создается зависимая от давления динамическая составляющая силы, которая поддерживает функциональность вышеназванной пружины клапана.

Однако недостатком вышеназванных усилителей тормозных приводов является то, что необходимы конструктивные изменения картера рулевого механизма с целью уменьшения уплотняющей динамической составляющей силы, зависимой от пониженного давления и образующейся при повышенном приводном усилии.

Поэтому задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить мероприятия, которые позволяют уменьшить вышеназванную уплотняющую динамическую составляющую силы без внесения изменений в конструкцию картера рулевого механизма.

Согласно изобретению эта задача решается тем, что расположенное в радиальном направлении внешнее ограничение пневматической камеры образуется направляющей деталью.

Для конкретизации мысли в преимущественном усовершенствовании изобретения, в котором клапанное тело имеет расположенную в радиальном направлении наружную рабочую кромку уплотнения, а также расположенную в радиальном направлении внутреннюю рабочую кромку уплотнения, а расположенная в радиальном направлении внутренняя рабочая кромка уплотнения взаимодействует с внутренним трубчатым участком направляющей детали, предусматривается взаимодействие расположенной в радиальном направлении внешней рабочей кромки уплотнения с расположенным в радиальном направлении внутренним цилиндрическим участком направляющей детали, который прилегает к картеру рулевого механизма в радиальном направлении.

Другой преимущественный вариант выполнения изобретения, в котором клапанное тело имеет первую кольцевую поверхность, ограниченную расположенной в радиальном направлении внутренней рабочей кромкой уплотнения и расположенной в радиальном направлении внутренней уплотнительной поверхностью, а также вторую кольцевую поверхность, ограниченную расположенной в радиальном направлении внешней рабочей кромкой уплотнения и расположенной в радиальном направлении внешней уплотнительной поверхностью, отличается тем, что обе кольцевые поверхности выполнены одного размера. За счет этого достигается уравнительный режим усилителя тормозного привода согласно изобретению особенно в его центральной функциональной области, т.к. противодействующие силы устраняются.

Другое преимущественное выполнение предмета изобретения предполагает, что размер первой кольцевой поверхности больше размера второй кольцевой поверхности. Такое выполнение предпочтительно, в частности, при реализации управляемых пропорционально клапанов управления, которые устанавливаются, например, в усилителях тормозных приводов, которые приводятся в действие автономно или электромеханически.

При этом предпочтительно изготовление направляющей детали из пластмассы или металла.

Упрощение монтажа блока управления, в котором уплотнение направляющей детали относительно картера рулевого механизма осуществляется с помощью уплотнительного кольца, достигается в другом варианте выполнения, где уплотнительное кольцо установлено в радиальной канавке, сделанной в направляющей детали.

Наконец, сокращение осевой конструктивной длины, в частности, блока управления усилителя тормозного привода согласно изобретению, в котором в зоне поступления воздуха в картер рулевого механизма установлен воздушный фильтр и возвратная пружина, задающая предварительное натяжение расположенной в радиальном направлении внутренней уплотнительной поверхности (атмосферного уплотнения) в направлении, противоположном приведению в действие, достигается тем, что воздушный фильтр прилегает к направляющей детали в осевом направлении, что возвратная пружина выполнена цилиндрической и в радиальном направлении расположена коаксиально к воздушному фильтру.

В нижеследующем тексте, к которому приложен чертеж, пример выполнения изобретения рассматривается более подробно.

Фиг. 1 показывает продольный разрез фрагмента вакуумного усилителя тормозного привода согласно изобретению.

Фиг. 2 показывает блок управления вакуумного усилителя тормозного привода согласно фиг. 1 в увеличенном масштабе и очень упрощенном виде.

Схематично показанный на фиг. 1 корпус 1 вакуумного усилителя тормозного привода разделен подвижной в осевом направлении перегородкой 2 на рабочую камеру 3 и камеру 4 низкого давления. Подвижная в осевом направлении перегородка 2 состоит из диафрагменной тарелки 8, глубокотянутой из листовой стали, и прилегающей к ней гибкой мембраны 18, которая образует не показанную закатывающуюся уплотнительную манжету в виде уплотнения между внешним периметром диафрагменной тарелки 8 и корпусом 1 усилителя.

Клапан 12 управления, приводимый в действие штоком 7, установлен в картере 5 рулевого механизма, несущим направленную плотно в корпусе 1 усилителя подвижную перегородку 2, и состоит из первой выполненной на картере 5 рулевого механизма уплотнительной поверхности 15, второй уплотнительной поверхности 16, выполненной на соединенном с приводимым штоком 7 поршне 9 клапана, а также кольцеобразного клапанного тела 10, направленного в направляющей детали 21, установленной и уплотненной в картере 5 рулевого механизма, и взаимодействующего с обеими уплотнительными поверхностями 15, 16, причем клапанное тело 10 с помощью опирающейся на направляющую деталь 21 пружины 22 клапана прижимается к уплотнительным поверхностям 15, 16. Рабочая камера 3 посредством каналов 28 на боковой стороне картера 5 рулевого механизма соединяется с камерой 4 низкого давления.

Тормозное усилие через упругий эластичный реакционный диск 6, прилегающий торцом к картеру 5 рулевого механизма, и нажимной стержень 14 с фланцем 23 передается на поршень не показанного главного цилиндра тормозной системы, который закреплен на конце вакуумного усилителя тормозного привода со стороны низкого давления. Входное усилие, подводимое к приводному штоку 7, посредством поршня 9 клапана передается на реакционный диск 6.

Показанная на чертеже схематично возвратная пружина 26, которая опирается на торцевую со стороны низкого давления стенку корпуса 1 усилителя на не показанный фланец, удерживает подвижную перегородку 2 в показанном исходном положении. Кроме того, предусмотрена возвратная пружина 27 штока поршня, которая зажата между приводным штоком 7 и направляющей деталью 21, радиально охватывая прилегающий аксиально к направляющей детали 21 воздушный фильтр 33, причем ее усилие обеспечивает предварительное поджатие поршня 9 клапана или его уплотнительной поверхности 16 к клапанному телу 10.

Для того чтобы соединить при приведении в действие клапана 12 управления рабочую камеру 3 с атмосферой, в картере 5 рулевого механизма выполнен канал 29, проходящий почти в радиальном направлении. Возвратное движение поршня 9 клапана в конце процесса торможения ограничивается поперечным элементом 11, который в показанном на чертеже свободном положении вакуумного усилителя тормозного привода прилегает к скользящему уплотнительному кольцу 13, направляющему и уплотняющему картер рулевого механизма 5 в корпусе 1 усилителя.

Как видно далее из чертежа, клапанное тело 10 ограничивает в направляющей детали 21 пневматическую камеру 17, соединенную с помощью пропускных отверстий 19 (фиг. 2) в клапанном теле 10 с ограниченной уплотнительными поверхностями 15, 16 кольцевой камерой 24, в которую входит вышеназванный пневматический канал 29, поэтому пневматическая камера 17, которая выполнена со стороны клапанного тела 10, обращенной от уплотнительной поверхности 20, постоянно соединена с рабочей камерой и на клапанном теле 10 происходит выравнивание давления.

Как, в частности, показывает фиг. 2, клапанное тело 10 имеет первую расположенную в радиальном направлении внешнюю рабочую кромку 31 уплотнения, плотно прилегающую к расположенному в радиальном направлении внешнему цилиндрическому участку 25 направляющей детали 21, а также вторую расположенную в радиальном направлении внутреннюю рабочую кромку 32 уплотнения, которая взаимодействует с трубчатым расположенным в радиальном направлении внутренним участком 30 направляющей детали 21. Эффективное уплотнение направляющей детали 21 относительно картера 5 рулевого механизма обеспечивает уплотнительное кольцо 34, которое установлено в кольцевой радиальной канавке 35 направляющей детали 21.

В свободном положении, показанном на чертеже, в каналах 28 низкого давления, кольцевой камере 24, а также пневматической выравнивающей давление камере 17 господствует почти одинаковое давление, а именно низкое давление, господствующее в камере 4. Пружина 22 клапана обеспечивает необходимую силу прижатия клапанного тела 10 к уплотнительным поверхностям 15, 16. В силу того что в камере, ограниченной поршнем 9 клапана, а также расположенным в радиальном направлении внутренним участком клапанного тела 10, господствует атмосферное давление, то на первую кольцевую поверхность A1 клапанного тела 10, находящуюся между второй (атмосферной) уплотнительной поверхностью 16 и расположенной в радиальном направлении внутренней рабочей кромкой 32 уплотнения, оказывает действие пневматический перепад давления. В результате образуется зависимая от величины давления в выравнивающей давление камере 17 динамическая составляющая силы, которая противодействует силе прижатия пружины 22 клапана.

При приведении в действие, когда вторая уплотнительная поверхность 16 отрывается от клапанного тела 10, а рабочая камера вентилируется, одновременно вентилируется выравнивающая давление камера 17, поэтому на вторую кольцевую поверхность A2 клапанного тела 10, находящуюся между первой (под низким давлением) уплотнительной поверхностью 15 и расположенной в радиальном направлении внешней рабочей кромкой 31 уплотнения, оказывает действие пневматический перепад давления. За счет этого образуется направленная на уплотнительные поверхности 15, 16 динамическая составляющая силы, которая поддерживает действие пружины 22 клапана. При интенсивной вентиляции выравнивающей давление камеры 17 снижается воздействующее на первую кольцевую поверхность A1 значение динамической составляющей силы до тех пор, пока она не станет равной нулю в точке регулирования усилителя тормозного привода или при его окончательной вентиляции.

Из вышеприведенного описания становится очевидным, что путем соответствующего согласования обеих кольцевых поверхностей A1 и A2 можно влиять на характеристику вакуумного усилителя тормозного привода, согласно изобретению. Если, например, обе кольцевые поверхности A1 и A2 выполняются одинакового размера, то за счет устранения обеих динамических составляющих силы достигается уравнительный режим усилителя тормозного привода в области средних приводных усилий. Если же размер расположенной в радиальном направлении внешней кольцевой поверхности A2 выбран больше, чем первой кольцевой поверхности A1, то можно реализовать пропорциональное регулирование клапана 12 управления, которое целесообразно, в частности, в усилителях тормозных приводов, приводимых в действие независимо или электромагнитом.

Формула изобретения

1. Вакуумный усилитель тормозного привода для транспортного средства с корпусом, полость которого разделена подвижной перегородкой на камеру низкого давления и рабочую камеру, а также с клапаном управления, управляющим воздействующей на подвижную перегородку разностью давления и расположенным в несущем подвижную перегородку картере рулевого механизма, причем клапан управления состоит из двух уплотнительных поверхностей, выполненных относительно друг друга концентричными, и кольцевого клапанного тела, которое установлено в направляющей детали и ограничивает в картере рулевого механизма пневматическую камеру, которая нагружена пневматическим давлением, господствующим в рабочей камере, внутреннее ограничение которой в радиальном направлении образовано направляющей деталью, установленной и уплотненной в картере рулевого механизма, отличающийся тем, что установленное снаружи в радиальном направлении ограничение пневматической камеры (17) образовано направляющей деталью (21).

2. Вакуумный усилитель тормозного привода по п.1, в котором клапанное тело имеет расположенную в радиальном направлении внешнюю, а также расположенную в радиальном направлении внутреннюю рабочие кромки уплотнения, и расположенная в радиальном направлении внутренняя рабочая кромка уплотнения взаимодействует с расположенным в радиальном направлении внутренним трубчатым участком направляющей детали, отличающийся тем, что расположенная в радиальном направлении внешняя рабочая кромка (31) уплотнения взаимодействует с расположенным в радиальном направлении наружным цилиндрическим участком (25) направляющей детали (21), которая прилегает к картеру (5) рулевого механизма в радиальном направлении.

3. Вакуумный усилитель тормозного привода по п.1 или 2, в котором клапанное тело имеет первую кольцевую поверхность, ограниченную расположенной в радиальном направлении внутренней рабочей кромкой уплотнения и расположенной в радиальном направлении внутренней уплотнительной поверхностью, а также вторую кольцевую поверхность, ограниченную расположенной в радиальном направлении внешней рабочей кромкой уплотнения и расположенной в радиальном направлении наружной уплотнительной поверхностью, отличающийся тем, что обе кольцевые поверхности (А1, А2) выполнены одинакового размера.

4. Вакуумный усилитель тормозного привода, согласно ограничительной части п.3, отличающийся тем, что кольцевая поверхность (А1) выполнена большего размера, нежели вторая кольцевая поверхность (А2).

5. Вакуумный усилитель тормозного привода по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что направляющая деталь (21) изготовлена из пластмассы.

6. Вакуумный усилитель тормозного привода по одному из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что направляющая деталь (21) изготовлена из металла.

7. Вакуумный усилитель тормозного привода по одному из предыдущих пунктов, в котором уплотнение направляющей детали относительно картера рулевого механизма осуществляется с помощью уплотнительного кольца, отличающийся тем, что уплотнительное кольцо (34) установлено в радиальной канавке (35), выполненной в направляющей детали.

8. Вакуумный усилитель тормозного привода по одному из предыдущих пунктов, в котором в зоне поступления воздуха в картер рулевого механизма установлен воздушный фильтр и возвратная пружина, задающая предварительное натяжение расположенной в радиальном направлении внутренней уплотнительной поверхности (атмосферное уплотнение) в направлении, противоположном приведению в действие, отличающийся тем, что воздушный фильтр (33) прилегает к направляющей детали (21) в осевом направлении, что возвратная пружина (27) выполнена цилиндрической и в радиальном направлении расположена коаксиально к воздушному фильтру (33).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2