Пневмоусилитель для тормозной системы с избирательным и регулируемым усилием торможения
Пневмоусилитель относится к области машиностроения, а именно к устройствам тормозной системы с избирательным и регулируемым усилием торможения, и может быть использован в тормозной системе. Пневмоусилитель для тормозной системы с избирательным и регулируемым усилием торможения имеет жесткий корпус, в котором расположены подвижная воздухонепроницаемая перегородка, образующая переднюю и заднюю камеры, пневматический поршень, который перемещается вместе с перегородкой, расположенный внутри поршня плунжер, который перемещается управляющим стержнем и управляет трехходовым клапаном, передающее тормозное усилие устройство. Передающее тормозное усилие устройство воспринимает и передает способствующее торможению усилие, которым в результате срабатывания клапана в задней камере создается второе давление (Ра). При этом в передней части плунжера расположено удерживающее устройство, которое соединяет переднюю часть плунжера с пневматическим поршнем. В пневмоусилителе удерживающее устройство выполнено в виде блокирующего устройства одностороннего действия, которое при перемещении управляющего стержня со скоростью, превышающей предварительно заданную величину, передает тормозное усилие устройству для передачи тормозного усилия независимо от положения перемещаемых пневматическим поршнем управляющего стержня и задней части плунжера. Техническим результатом является возможность сохранения высокого тормозного усилия после нажатия на педаль тормоза и блокировки тормозов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 15 ил.
Настоящее изобретение относится к пневмоусилителю для тормозной системы механических транспортных средств.
Изобретение относится, в частности, к пневмоусилителю тормозной системы, создающему способствующее торможению усилие и имеющему жесткий корпус, подвижную воздухонепроницаемую перегородку, образующую внутри корпуса переднюю камеру, в которой создается первое давление, и заднюю камеру, которая либо соединяется с первой камерой, либо в ней создается второе давление, которое больше давления в первой камере, пневматический поршень, который перемещается вместе с подвижной перегородкой, управляющий стержень, который перемещается внутри поршня в зависимости от действующего в направлении передней камеры вдоль его оси избирательно создаваемого на входе усилителя тормозного усилия и от действующего в обратном направлении усилия главной пружины, возвращающей управляющий стержень в исходное положение, в отличие от тормозного усилия, создаваемого на входе в усилитель, под действием которого в зависимости от скорости его приложения, которая может быть меньше или больше заданной предельной величины, управляющий стержень перемещается либо в одно из промежуточных рабочих положений, либо в конечное рабочее положение, плунжер, который расположен внутри поршня и перемещается управляющим стержнем, трехходовой клапан с закрепленным на задней части плунжера подвижным круглым седлом, который выполнен таким образом, что когда управляющий стержень находится в исходном положении, передняя камера соединяется с задней, а когда управляющий стержень перемещается в одно из рабочих положений, в задней камере создается второе давление, устройство для передачи тормозного усилия, которое воспринимает и передает по крайней мере способствующее торможению усилие, которое создается в задней камере при срабатывании клапана под действием второго давления и передается на него передним торцом поршня, при этом в передней части плунжера расположено удерживающее устройство, которое соединяет между собой переднюю часть плунжера и пневматический поршень.
Такие устройства достаточно хорошо известны, например, из US 3470697, FR 2532084 и FR 2658466.
Проведенные недавно исследования показали, что очень большое количество водителей, попадающих в ситуации, требующие аварийного торможения, недооценивают всех реально возникающих опасностей и после нажатия на педаль тормоза и блокировки тормозов частично уменьшают тормозное усилие, которое во избежание аварии в течение всего времени торможения вплоть до полной остановки автомобиля должно оставаться высоким.
Установленные при проведении этих исследований факты послужили причиной поиска различных решений, позволяющих при торможении автомобиля скорректировать возможные ошибки водителей, не обладающих необходимым опытом или теряющих контроль за своим поведением при попадании в аварийные ситуации.
Исходя из вышеизложенного, в основу настоящего была положена задача найти простое решение указанной выше проблемы, связанной с тем, что во избежание возможной аварии тормозное усилие после нажатия на педаль тормоза и блокировки тормозов должно оставаться высоким.
Указанная задача решается согласно изобретению с помощью усилителя описанного выше типа, который отличается от известных усилителей тем, что удерживающее устройство выполнено в виде соединительного (блокирующего) устройства одностороннего действия, которое при перемещении управляющего стержня со скоростью, превышающей предварительно заданную величину, передает тормозное усилие устройству для передачи тормозного усилия независимо от положения перемещаемых пневматическим поршнем управляющего стержня и задней части плунжера.
Отличительной особенностью настоящего изобретения является конструкция используемого в предлагаемом в нем усилителе соединительного (блокирующего) устройства одностороннего действия, которое состоит из цилиндрической втулки, которая может свободно скользить по переднему концу задней части плунжера, и имеющего форму пластинки запирающего клина (замка) с центральным отверстием, в которое входит втулка, наружный диаметр которой несколько меньше внутреннего диаметра отверстия, и первым и вторым задающими положение клина элементами, расположенными диаметрально противоположно относительно центрального отверстия.
В предпочтительном варианте изобретения запирающий клин в свободном положении и под действием создающего упругую силу элемента прижимается своим первым задающим положение клина элементом к неподвижной части усилителя, а своим вторым задающим его положение элементом - к пневматическому поршню.
В предпочтительном варианте изобретения втулка соединительного (блокирующего) устройства одностороннего действия в исходном положении прижимается создающим упругую силу элементом к буртику задней части плунжера.
В передней части плунжера расположен палец, который по скользящей посадке надет на передний конец задней части плунжера и при перемещении управляющего стержня со скоростью, превышающей предварительно заданную величину, и одновременном перемещении втулки соединительного устройства ее запирающим клином упирается в воспринимающую тормозное усилие и создающую ответную реакцию (силу противодействия) шайбу.
В одном из вариантов изобретения заднее исходное положение плунжера определяется запирающим клином, который в этом положении упирается под действием усилия главной возвратной пружины в расположенный в задней части плунжера упор.
В этом варианте расположенный в задней части плунжера упор можно выполнить в виде штифта, расположенного перпендикулярно оси плунжера и проходящего через удлиненные отверстия в стенке втулки.
Расположенный в задней части плунжера упор можно также выполнить в виде буртика, упирающегося по крайней мере в одну из лапок запирающего клина, которая входит в паз, предусмотренный в стенке втулки.
В другом варианте в исходном положении первый задающий положение клина элемент упирается в промежуточный элемент, закрепленный на неподвижной части усилителя.
Соединительное (блокирующее) устройство одностороннего действия можно разместить в отдельном стакане, образующем передний конец пневматического поршня, а промежуточный элемент выполнить в виде расположенного в задней части стакана выступающего стержня.
Другие отличительные особенности и преимущества настоящего изобретения более подробно рассмотрены ниже на примере одного из возможных вариантов его выполнения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
на фиг.1 - продольный разрез усилителя известной конструкции,
на фиг.2 - продольный разрез центральной задней части усилителя, выполненного по одному из вариантов настоящего изобретения,
на фиг.3 - продольный разрез задней центральной части усилителя по фиг.2 плоскостью, перпендикулярной плоскости разреза, показанного на фиг.2,
на фиг.4 - поперечное сечение ступицы усилителя по фиг.2 и 3 плоскостью, перпендикулярной плоскостям разрезов, показанных на фиг.2 и 3,
на фиг.5 - поэлементное изображение плунжера усилителя, показанного на фиг.2-4,
на фиг.6 - продольный разрез центральной задней части усилителя, выполненного по первому варианту изобретения,
на фиг.7 - продольный разрез центральной задней части усилителя по фиг.6 плоскостью, перпендикулярной плоскости разреза усилителя, показанного на фиг.6,
на фиг.8 - поперечное сечение ступицы усилителя по фиг.6 и 7 плоскостью, перпендикулярной плоскостям разрезов, показанных на фиг.6 и 7,
на фиг.9 - поэлементное изображение плунжера усилителя, показанного на фиг.6-8,
на фиг.10 - продольный разрез центральной задней части усилителя, выполненного по второму варианту,
на фиг.11 - продольный разрез центральной задней части усилителя, выполненного по второму варианту,
на фиг.12 - поэлементное изображение плунжера усилителя, показанного на фиг.11,
на фиг.13 - общий вид в аксонометрической проекции предпочтительного варианта выполнения имеющего форму пластинки запирающего клина, используемого в предлагаемом в изобретении усилителе,
на фиг.14 - поперечное сечение запирающего клина, показанного на фиг.13,
на фиг.15 - часть запирающего клина, показанного на фиг.14.
На фиг.1 показан продольный разрез пневмоусилителя, который устанавливается в тормозной системе механического транспортного средства (автомобиля) между тормозной педалью и главным тормозным цилиндром 20, создающим соответствующее давление жидкости в колесных тормозных гидроцилиндрах.
Обычно обращенную к главному тормозному цилиндру часть усилителя называют "передней", а обращенную к тормозной педали часть усилителя называют "задней". Поэтому на фиг.1 слева показана передняя часть усилителя, а справа - его задняя часть.
Пневмоусилитель обычно имеет прочный корпус 1, состоящий из двух половин - передней 1а и задней 1b.
Внутреннее пространство корпуса 1 усилителя разделено подвижной воздухонепроницаемой перегородкой 2 на переднюю камеру 3, в которой создается первое сравнительно низкое давление Pd, и заднюю камеру 4.
Вместе с перегородкой 2 перемещается закрепленный на ней пневматический поршень 5, ступица 6 которого входит в отверстие 19 корпуса 1.
Пневмоусилитель приводится в действие управляющим стержнем 7, который перемещается в ступице 6 из исходного положения, показанного на фиг.1, в одно из рабочих положений (вплоть до крайнего рабочего положения) в зависимости, в частности, от тормозного усилия Fe на входе усилителя, которое приложено к управляющему стержню вдоль его оси со стороны тормозной педали (не показана) в направлении Х+, от скорости приложения этого усилия Fe (скорости нажатия на тормозную педаль), от усилия Fr возврата, которое действует в обратном направлении Х- и создается главной возвратной пружиной 71, и от силы противодействия (реакции), которая действует в том же направлении, что и усилие, создаваемое главной пружиной.
При медленном приложении к управляющему стержню 7 усилия Fe, создаваемого на входе усилителя тормозной педалью, управляющий стержень перемещается в промежуточное положение между исходным положением, показанным на фиг.1, и крайним рабочим положением, дойти до которого он может только при приложении к нему со стороны тормозной педали усилия Fe со скоростью, большей определенной величины.
Управляющий стержень 7 воздействует на плунжер 8, который перемещается в направляющем отверстии 61 ступицы 6 пневматического поршня и предназначен для управления трехходовым клапаном 9.
Трехходовой клапан 9 состоит из неподвижного круглого седла 91, которое расположено внутри ступицы 6 поршня, подвижного круглого седла 92, расположенного на одной оси с неподвижным седлом 91 и закрепленного на заднем торце 82 плунжера 8, и расположенного на одной оси с плунжером и ступицей поршня выполненного в виде трубки клапана 93.
Переключение трехходового клапана осуществляется передним торцом клапана 93, который в зависимости от положения плунжера 8 герметично прижимается либо к подвижному седлу 92, либо к неподвижному седлу 91.
В исходном, показанном на чертежах положении клапан 93 упирается в подвижное седло 92 и перекрывает линию, соединяющую заднюю камеру 4 с источником давления Ра, обычно атмосферного, которое больше давления Pd в передней камере 3.
При приложении к управляющему стержню со стороны тормозной педали усилия Fe, которое больше усилия Fr главной возвратной пружины 71, плунжер 8 перемещается вперед в направлении Х+, и клапан 93 отходит от подвижного седла 92 и прижимается к неподвижному седлу 91, в результате чего давление в задней камере 4 возрастает до давления Ра.
Воздух, поступающий в заднюю камеру, перемещает подвижную перегородку 2 в рабочем направлении Х+ и создает способствующее торможению усилие Fa, которое действует на передний торец 51 поршня 5.
Усилие Fe, приложенное к усилителю со стороны тормозной педали, и способствующее торможению усилие Fa суммируются передающим тормозное усилие устройством и передаются им на главный тормозной цилиндр 20 через расположенное в нем устройство, воспринимающее тормозное усилие и создающее силу противодействия, которая направлена навстречу создаваемому тормозной педалью усилию Fe и зависит от способствующего торможению усилия Fa.
В показанном на чертежах пневмоусилителе имеется, как известно, создающая силу противодействия шайба 13, которая изготовлена из эластичного материала и которая расположена в колпачке 11 и воспринимает передающееся плунжером 8 тормозное усилие Fe, создаваемое тормозной педалью, а также способствующее торможению усилие Fa, которое приложено к переднему торцу 51 пневматического поршня 5.
Изготовленная из эластичного материала шайба 13 воспринимает усилие Fe, приложенное к усилителю со стороны тормозной педали, и создает силу противодействия, которая меняется прямо пропорционально усилию Fa, способствующему торможению, а выполненный за одно целое с толкателем 10 колпачок 11 передает суммарно воспринимаемое шайбой усилие, включая усилие Fr, создаваемое главной возвратной пружиной, и усилие, создаваемое возвратной пружиной 35 пневматического поршня, плунжеру 200 главного тормозного цилиндра 20.
В прелагаемом в настоящем изобретении пневмоусилителе плунжер 8 имеет переднюю часть 81 и заднюю часть 82 и расположенное в передней части 81 плунжера и в передающем тормозное усилие устройстве выполненное соответствующим образом реверсивное удерживающее устройство, которое в тот момент, когда способствующее торможению усилие Fa становится больше определенного порогового значения S, а управляющий стержень достигает своего крайнего рабочего положения, механически соединяет в одно целое переднюю часть 81 плунжера и пневматический поршень 5.
В передней части 81 плунжера 8 расположена цилиндрическая втулка 18, которая может перемещаться по скользящей посадке вдоль переднего конца задней части 82 плунжера 8. В передней части плунжера расположен также палец 17, который может перемещаться по скользящей посадке по переднему концу передней части 81 и упираться в создающую силу противодействия шайбу 13.
Втулка 18 может перемещаться между буртиком, выполненным в задней части 82 плунжера, и задним концом пальца 17.
В исходном положении втулка 18 прижимается к буртику, выполненному в задней части 82 плунжера, создающим упругую силу устройством 21, например надетой на палец 17 винтовой пружиной сжатия, которая одним своим концом упирается в буртик пневматического поршня 5 и отжимает втулку в крайнее заднее положение.
В передней части 81 плунжера 8 расположен также имеющий форму пластинки запирающий клин (замок) 31. В центре запирающего клина выполнено отверстие 32, внутренний диаметр которого несколько больше наружного диаметра цилиндрической втулки 18, а на его диаметрально противоположных по отношению к отверстию 32 концах расположены задающие положение клина элементы 33 и 34.
Запирающий клин 31 отжимается в направлении заднего конца усилителя упругим элементом 36, который также упирается в пневматический поршень 5 и выполнен в данном варианте в виде винтовой пружины сжатия, расположенной на некотором расстоянии от оси Х+Х- рядом с задающим положение клина элементом 34.
Под действием пружины 36 запирающий клин 31 упирается, с одной стороны, своим первым задающим его положение элементом 33 в неподвижную часть усилителя, а с другой стороны, своим вторым задающим положение элементом 34 в пневматический поршень 5.
В исходном положении, показанном на фиг.2, управляющий стержень 7 под действием направленного по оси Х- усилия Fr, создаваемого возвратной пружиной 71, находится в крайнем заднем положении. Исходное или крайнее заднее положение управляющего стержня 7 и плунжера 8, который своей задней частью 82 шарнирно соединен с управляющим стержнем 7, определяется положением запирающего клина 31.
Для этой цели в варианте, показанном на фиг.2-5, используется штифт 40, который проходит перпендикулярно оси плунжера через заднюю часть 82 плунжера 8 и через удлиненные отверстия 41, выполненные во втулке 18 (фиг.5).
Приложенное к управляющему стержню усилие главной возвратной пружины 71, под действием которой он перемещается в крайнее заднее положение, передается через заднюю часть 82 плунжера и штифт 40 запирающему клину 31, который в исходном положении упирается под действием усилия главной пружины одновременно в пневматический поршень 5 и неподвижную часть усилителя. В этом положении запирающий клин 31 служит упором, ограничивающим движение плунжера к заднему концу усилителя и определяющим исходное положение плунжера относительно пневматического поршня 5 и исходное положение пневматического поршня относительно корпуса усилителя.
Ниже со ссылкой на фиг.2-5 рассмотрен принцип работы предлагаемого в изобретении пневмоусилителя.
Когда пневмоусилитель находится в исходном положении, показанном на фиг.2, управляющий стержень 7 под действием создаваемого главной возвратной пружиной 71 усилия Fr, действующего в направлении Х-, находится в крайнем заднем положении, а подвижное седло 92 прижато к клапану 93.
При этом задняя камера 4 сообщается с передней камерой 3 и не сообщается с атмосферой (давление Ра). В исходном положении пружина 21 отжимает втулку 18 назад и прижимает ее к задней части 82 плунжера 8, при этом между торцом втулки, в который упирается пружина 21, и задним торцом пальца 17 имеется зазор J. Величина зазора J меньше расстояния между клапаном 93 и неподвижным седлом 91, которое соответствует мертвому или свободному ходу усилителя. При этом расстояние от переднего конца пальца 17 до задней стороны создающей силу противодействия шайбы больше зазора J.
Как уже было отмечено выше, при приложении к управляющему стержню 7 со стороны тормозной педали усилия Fe, которое больше усилия Fr, создаваемого главной возвратной пружиной 71, подвижное седло 92 отходит от клапана 93, в результате чего давление в задней камере 4 возрастает до атмосферного, и плунжер 8 начинает перемещаться в направлении Х+ создания тормозного усилия. Поступающий в заднюю камеру воздух перемещает подвижную перегородку 2 в направлении Х+ и создает способствующее торможению усилие Fa, которое действует на передний торец 51 пневматического поршня 5.
При движении в направлении создания тормозного усилия плунжер 8 перемещает проходящую через отверстие запирающего клина 31 втулку 18 вперед на расстояние, равное свободному ходу усилителя и меньшее величины зазора J.
Способствующее торможению усилие Fa воспринимается расположенной вокруг переднего торца пальца 17 кольцевой поверхностью создающей силу противодействия шайбы 13, в которую упирается пневматический поршень 5. Под действием создаваемого пневмоусилителем усилия шайба 13, колпачок 11 и толкатель 10 перемещаются вперед, и толкатель с усилием упирается в главный плунжер 200 главного тормозного цилиндра 20, в котором при этом происходит увеличение давления, которое через толкатель 10 и колпачок 11 передается на создающую силу противодействия шайбу 13.
Под действием тормозного усилия задняя сторона создающей силу противодействия шайбы 13, которая прижимается передним торцом 51 пневматического поршня 5 к колпачку 11, выпучивается и упирается в палец 17, который передает через плунжер 8 создаваемое главным тормозным цилиндром усилие в виде силы противодействия 8 управляющему стержню 7.
Рассмотренный выше принцип работы пневмоусилителя по существу не отличается от принципа работы обычных пневмоусилителей, и поэтому при плавном нажатии на тормозную педаль водитель транспортного средства испытывает привычные для него ощущения, связанные с нормальным процессом торможения.
С другой стороны, при резком нажатии на тормозную педаль и быстром приложении к управляющему стержню 7 со стороны тормозной педали усилия Fe подвижное седло 92 отходит от клапана 93 на расстояние, превышающее свободный ход усилителя и величину зазора J, в результате чего окно клапана, через которое задняя полость соединяется с атмосферой, открывается на большую величину, чем при плавном торможении с нормальной скоростью. При этом, однако, поршень 5 перемещается в направлении Х-Х+ создания тормозного усилия медленнее, чем плунжер 8. Движущийся в направлении создания тормозного усилия плунжер 8 упирается в задний конец втулки 18, которая скользит в центральном отверстии 32 запирающего клина 31, а расположенный на конце плунжера палец упирается в создающую силу противодействия шайбу 13.
В результате перемещения толкателя 10 и срабатывания главного тормозного цилиндра палец 17 соответствующим образом сжимает создающую силу противодействия шайбу 13. На этой стадии быстрого торможения сила противодействия передается создающей ее шайбой и упирающимся в нее пальцем через плунжер управляющему стержню.
На второй стадии быстрого торможения поступающий в заднюю камеру 4 пневмоусилителя атмосферный воздух создает под действием атмосферного давления приложенное к движущейся перегородке 2 способствующее торможению усилие, которое передается на пневматический поршень 5. Движущийся под действием этого усилия в направлении Х+ поршень упирается в задающий положение запирающего клина 31 элемент 34. При движении пневматического поршня 5 в направлении Х+ задающий положение запирающего клина элемент 33 отходит от неподвижной части усилителя, и пружина 36 поворачивает запирающий клин 31 вокруг задающего положение клина элемента 34, упирающегося в пневматический поршень 5.
При повороте запирающий клин 31 расклинивается на втулке 18 и перемещает ее вперед до упора в задний торец пальца 17. На этой стадии торможения пневматический поршень 5 перемещается подвижной перегородкой 2 и увеличивает прочность соединения между клином 31 и втулкой 18. Дальнейшее перемещение пневматического поршня 5 сопровождается перемещением втулки 18, а создаваемое поршнем усилие передается через палец 17, создающую силу противодействия шайбу 13, колпачок 11 и толкатель 10 главному тормозному цилиндру 20. Усилие, действующее на этой стадии торможения на создающую силу противодействия шайбу со стороны главного тормозного цилиндра, через втулку 18 воспринимается пневматическим поршнем 5 и не передается ни на плунжер 8, ни на управляющий стержень 7, что обеспечивает максимально эффективное торможение автомобиля даже в том случае, если водитель, который не ощущает создаваемого в этот момент тормозного усилия, после резкого торможения слегка отпустит соединенную с управляющим стержнем 7 тормозную педаль.
При постепенном отпускании тормозной педали (не показана) и снижении приложенного со стороны тормозной педали к управляющему стержню усилия Fe запирающий клин 31 остается соединенным со втулкой 18, и до тех пор, пока подвижное седла 92 не отведет клапан 93 на соответствующее расстояние от неподвижного седла 91, давление в главном тормозном цилиндре будет определяться максимальной величиной усилия, создаваемого пневмоусилителем. Способствующее торможению усилие, создаваемое пневмоусилителем, перестает действовать на главный тормозной цилиндр в тот момент, когда в результате перемещения подвижного седла 92 в направлении Х- между клапаном 93 и неподвижным седлом 91 образуется достаточно большая щель, через которую задняя камера 4 вновь соединяется с передней камерой 3. В этот момент задающий положение запирающего клина 31 элемент 33 снова упирается в неподвижную часть усилителя и освобождает втулку 18, которая, как и все остальные детали пневмоусилителя, возвращается в исходное положение, показанное на фиг.2.
В показанном на фиг.6-9 варианте, который является одной из модификаций рассмотренного выше варианта, запорный клин выполняет, кроме того, и функции описанного выше штифта 40. Вместо штифта в этом варианте используется одна, предпочтительно две, выполненные в центральном отверстии 32 запирающего клина диаметрально противоположные и обращенные навстречу друг другу лапки 32' (фиг.9), которые входят в выполненные во втулке 18 прорези 18'. В выполненном по этому варианту пневмоусилителе исходное заднее положение плунжера 8 относительно пневматического поршня 5 в ненагруженном усилителе определяется надетой на плунжер 8 втулкой 37, в которую упираются лапки 32' запирающего клина. В этом варианте, кроме того, отжимающая запирающий клин пружина 36 расположена на оси плунжера 8. Принцип работы выполненного по этому варианту пневомоусилителя тот же, что и у рассмотренного выше пневмоусилителя, и поэтому повторно не описывается.
На фиг.10 показан другой вариант выполнения предлагаемого в изобретении пневмоусилителя. Показанный на фиг.10 пневмоусилитель имеет два запирающих элемента 55 и 56, которые имеют достаточно хорошо известную конструкцию и в данном случае определяют исходное положение плунжера 8 относительно пневматического поршня 5, причем один из этих элементов выполнен неподвижным, а другой - качающимся. Качающийся запирающий элемент 56, который связан с задающим положение запирающего клина 31 элементом, упирающимся в него подвижным штифтом 57, который по скользящей посадке установлен в отверстии пневматического поршня 5, в исходном положении зафиксирован относительно усилителя и поворачивается относительно него только в процессе торможения. Особенностью этого варианта является также возможность использования для перемещения втулки 18 удерживающего устройства в исходное положение тарельчатой пружины, установленной между втулкой и задним торцом пальца 17.
На фиг.11 и 12 показан одна из модификаций рассмотренного выше второго варианта выполнения изобретения. В этом случае передний торец 51 пневматического поршня 5 образован передней стенкой установленного на нем стакана 60. Задняя стенка стакана 60 выполнена в виде закрепленной на пневматическом поршне 5 крышки 61. В крышке 61 выполнено направляющее отверстие 62 под втулку 18, внутри которой, как описано выше, расположен плунжер 8. Внутри стакана расположены палец 17, пружины 21 и 36 и выполненный в виде круглого диска запирающий клин 31, а также установленный в крышке штифт 57 с выступающими концами. Преимущество этого варианта состоит в возможности размещения предлагаемого в нем соединительного (блокирующего) устройства в отдельном стакане, который можно легко установить в обычный пневмоусилитель, придав ему за счет этого необходимые для надежного торможения характеристики.
На фиг.13-15 показан предпочтительный вариант выполнения используемого в предлагаемом в настоящем изобретении пневмоусилителе запирающего клина 31 с расположенным на одном конце первым задающим его положение элементом, расположенным на другом конце вторым задающим положение клина элементом и центральным отверстием, форма внутренней поверхности которого обеспечивает стопорение (блокировку) клина на втулке и его деблокирование.
На фиг.13 показан предпочтительный вариант выполнения предлагаемого в изобретении запирающего клина, имеющего форму пластинки 101, на одном конце которой расположен первый задающий положение клина элемент 33, а на другом - стопорная планка 103. На задней стороне задающего положение клина элемента 33 имеется изготовленный обычным способом выступ или упор 105, расположенный предпочтительно под прямым углом к продольной оси клина.
На первом конце стопорной планки 103 выполнен второй задающий положение запирающего клина элемент 34, который расположен напротив второго конца планки, которым она соединена с той частью пластинки 101, на которой расположен первый задающий положение клина элемент. На одной из сторон второго задающего положение запирающего клина элемента 34 запирающего клина расположен выполненный предпочтительно штамповкой выступ 109, который проходит по всей ширине стопорной планки от ее одного бокового края до другого, предпочтительно перпендикулярно продольной оси запирающего клина. Второй задающий положение клина элемент 34 имеет также бобышку 111, расположенную на одной из его сторон 113 на продольной оси запирающего клина.
В центре стопорной планки 103 выполнено отверстие 32, внутренний диаметр которого несколько больше наружного диаметра цилиндрической втулки 18.
На фиг.14 и 15 показана внутренняя поверхность 115 центрального отверстия 32 стопорной планки, состоящего из нескольких расположенных последовательно одно за другим в направлении Х+ отверстий, выполненных в предлагаемом в предпочтительном варианте изобретения запирающем клине в виде первого сужающегося в направлении Х+ конического отверстия 117, у которого половина 
угла при вершине конуса равна предпочтительно 30°, второго сужающегося в направлении Х+ конического отверстия 119, у которого половина 
угла при вершине конуса равна предпочтительно 10±1°, третьего цилиндрического отверстия 121 и четвертого сужающегося в направлении Х+ конического отверстия 123, у которого половина 
угла при вершине конуса равна предпочтительно 10±1°. Такая форма внутренней поверхности 115 обеспечивает возможность качания запирающего клина вокруг поперечной оси 125, проходящей через точку О, лежащую в центре центрального отверстия 32 стопорной планки, в направлении +
и -.
Внутреннюю поверхность 115 центрального отверстия стопорной планки, обеспечивающую возможность качания запирающего клина, предпочтительно обрабатывать точением, выполняя, в частности, последовательно две технологические операции. При выполнении первой операции пластинка, из которой изготавливают запирающий клин, наклоняется вокруг оси 125 под углом 
к продольной плоскости симметрии клина 31 под прямым углом к плоскости 126 в направлении +, а при выполнении второй операции она наклоняется вокруг оси 125 под углом к продольной плоскости симметрии клина 31 в направлении -, при этом угол должен предпочтительно составлять 2,5±0,1°.
Протяженность отверстия 123 в направлении его оси должна быть равна осевой протяженности отверстия, образованного отверстиями 117 и 119, осевая протяженность каждого из которых выбирается с учетом возможности стопорения (блокировки) и деблокирования запирающего клина относительно втулки 18.
Угол наклона качающегося запирающего клина для втулки диаметром 15,05 мм относительно его продольной плоскости симметрии должен предпочтительно лежать в пределах от -3,5±0,6° до +3,5±0,6°.
Переход от отверстия 119 к отверстию 121 выполнен в виде галтели А, а переход от отверстия 123 к отверстию 121 - в виде галтели В.
Запирающий клин 31 устанавливают в передней части 81 плунжера 8 таким образом, чтобы та его сторона 107, на которой расположены задающие положение клина элементы, была обращена в сторону тормозной педали. У расположенного таким образом запирающего клина 31 второй задающий положение клина элемент 34 упирается в пневматический поршень 5 под действием усилия, создаваемого упругим элементом 36, выполненным предпочтительно в виде винтовой пружины, установленной с предварительным сжатием между пневматическим поршнем 5 и запирающим клином 31. Один конец этой пружины входит внутрь выполненного в поршне паза, а другой ее конец надет на бобышку 111 запирающего элемента. В исходном положении первый задающий положение запирающего клина элемент 33 упирается в неподвижную часть усилителя выполненным на нем упором 105.
Стопорение (блокировка) запирающего клина 31 на втулке 18 и его деблокирование происходит следующим образом.
В приведенном ниже описании речь идет только о том, каким образом происходит заклинивание запирающего клина и его деблокирование, поскольку работа самого пневмоусилителя в режиме аварийного торможения уже была подробно рассмотрена выше. При срабатывании усилителя и создании усилия, способствующего торможению, задающий положение клина элемент 33 отходит от неподвижной части усилителя, и под действием пружины 36 запирающий клин 31 поворачивается вокруг выступа 109 в направлении + и стопорится на втулке 18, которая проходит через отверстие 32 и может перемещаться вдоль оси усилителя в обоих направлениях при упоре в ее наружную поверхность внутренней поверхности центрального отверстия 32 клина по крайней мере в двух точках А' и В', расположенных предпочтительно на поверхности галтелей А и В соответственно. Точки и А' и В' расположены симметрично относительно точки О.
По окончании торможения задающий положение клина элемент 33 перемещается плунжером в исходное положение, и запирающий клин 31 освобождается от втулки 18.
При таком предпочтительном выполнении предлагаемого в изобретении запирающего клина возвращающийся в конце торможения в исходное положение поршень 5 не теряет своей скорости и обеспечивает в исходном положении эффективное деблокирование состоящей из штифта и клина системы. Оба рабочих состояния предлагаемого в изобретении соединительного (блокирующего) устройства обеспечиваются оптимальным выбором угла наклона между запирающим клином и втулкой.
Приведенное выше описание подтверждает эффективность настоящего изобретения, которое позволяет держать клапан 9 открытым в течение большей части фазы снижения тормозного усилия, следующей за аварийным (резким) торможением, что в свою очередь при снижении тормозного усилия, фактически прикладываемого водителем к тормозной педали, обеспечивает торможение с усилием, которое больше, чем при использовании обычных пневмоусилителей.
Формула изобретения
1. Пневмоусилитель для тормозной системы, создающий способствующее торможению усилие и имеющий жесткий корпус (1), подвижную воздухонепроницаемую перегородку (2), образующую внутри корпуса переднюю камеру (3), в которой создается первое давление (Pd), и заднюю камеру (4), которая избирательно соединяется с первой камерой или в ней создается второе давление (Ра), которое больше давления (Pd) в первой камере, пневматический поршень (5), который перемещается вместе с подвижной перегородкой (2), управляющий стержень (7), который перемещается внутри поршня (5) в зависимости от действующего в направлении (Х+) передней камеры (3) вдоль его оси избирательно создаваемого на входе пневмоусилителя со стороны тормозной педали усилия (Fe) и от действующего в обратном направлении (Х-) усилия (Fr) главной возвратной пружины (71), возвращающей управляющий стержень (7) в исходное положение в отличие от тормозного усилия (Fe), создаваемого на входе пневмоусилителя со стороны тормозной педали, под действием которого в зависимости от скорости его приложения, которая может быть меньше или больше заданной предельной величины, управляющий стержень (7) перемещается либо в одно из промежуточных рабочих положений, либо в крайнее рабочее положение, плунжер (8), который расположен внутри поршня (5) и перемещается управляющим стержнем (7), трехходовой клапан (9) с закрепленным на задней части (82) плунжера (8) подвижным седлом (92), который выполнен таким образом, что, когда управляющий стержень (7) находится в исходном положении, задняя камера (4) соединяется с передней камерой (3), а когда управляющий стержень (7) перемещается в одно из рабочих положений, в задней камере (4) создается второе давление (Ра), устройство (10, 13, 17, 18, 31) для передачи тормозного усилия, которое воспринимает и передает по крайней мере способствующее торможению усилие (Fa), которое создается в задней камере (4) при срабатывании клапана (9) под действием второго давления (Ра) и передается на него передним торцом (51) поршня (5), при этом в передней части (81) плунжера (8) расположено удерживающее устройство (18, 31), которое соединяет между собой переднюю часть (81) плунжера (8) с пневматическим поршнем (5) и выполнено в виде блокирующего устройства (18, 31) одностороннего действия, которое при перемещении управляющего стержня (7) со скоростью, превышающей предварительно заданную величину, передает тормозное усилие устройству (10, 13, 17) для передачи тормозного усилия независимо от положения перемещаемых пневматическим поршнем (5) управляющего стержня (7) и задней части плунжера (8), отличающийся тем, что блокирующее устройство (18, 31) одностороннего действия состоит из цилиндрической втулки (18), которая имеет возможность свободного скольжения по переднему концу задней части (82) плунжера (8), и имеющего форму пластинки запирающего клина (31) с центральным отверстием (32), в которое входит втулка (18), наружный диаметр которой несколько меньше внутреннего диаметра отверстия, и первым и вторым задающими положение клина элементами (33, 34), расположенными диаметрально противоположно относительно центрального отверстия (32).
2. Пневмоусилитель по п.1, отличающийся тем, что в исходном положении и под действием создающего упругую силу устройства (36) запирающий клин (31) упирается в неподвижную часть усилителя своим первым задающим его положение элементом (33), а вторым задающим его положение элементом (34) упирается в пневматический поршень (5).
3. Пневмоусилитель по п.1, отличающийся тем, что в свободном положении втулка (18) прижимается к буртику, расположенному в задней части (82) плунжера (8), устройством (21), создающим направленную назад упругую силу.
4. Пневмоусилитель по п.3, отличающийся тем, что на переднем конце задней части (82) плунжера (8) установлен палец (17), который выполнен с возможностью скользящего перемещения относительно плунжера и при перемещении управляющего стержня (7) со скоростью, большей предварительно заданной величины, сопровождающемся соединением запирающего клина (31) со втулкой (18) и ее перемещением, упирается в создающую при торможении силу противодействия шайбу (13).
5. Пневмоусилитель по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что заднее исходное положение плунжера (8) определяется расположенным на задней части (82) плунжера упором (40, 37), в который под действием главной возвратной пружины (71) упирается запирающий клин (31).
6. Пневмоусилитель по п.5, отличающийся тем, что расположенный на задней части (82) плунжера (8) упор (40) выполнен в виде штифта (40), который расположен перпендикулярно оси плунжера и входит в выполненные в стенке втулки (18) удлиненные отверстия (41).
7. Пневмоусилитель по п.5, отличающийся тем, что расположенный на задней части (82) плунжера (8) упор (40) выполнен в виде буртика (37), в который упирается по крайней мере один из элементов (32') запирающего клина (31), проходящий через выполненный в стенке втулки (18) паз (18').
8. Пневмоусилитель по п.2, отличающийся тем, что в исходном положении первый задающий положение запирающего клина (31) элемент (33) упирается в промежуточный элемент (57), который другим своим концом упирается в неподвижную часть (56) усилителя.
9. Пневмоусилитель по п.8, отличающийся тем, что блокирующее устройство (31, 18, 17, 21, 26) одностороннего действия расположено в стакане (60, 61), образующем передний торец (51) пневматического поршня (5), а промежуточный элемент (57) имеет выступающий наружу из задней стенки стакана конец.
10. Пневмоусилитель для тормозной системы, создающий способствующее торможению усилие, по любому из предыдущих пунктов, отличающийся наличием запирающего клина (31), на одном из концов которого расположен первый задающий положение клина элемент (33), а на другом конце расположен второй задающий положение клина элемент (34), при этом в центре клина выполнено отверстие (32), внутренняя поверхность которого имеет форму, обеспечивающую возможность поворота клина относительно втулки (18), с наружной поверхностью которой взаимодействует внутренняя поверхность центрального отверстия клина.
11. Запирающий клин для пневмоусилителя, создающего способствующее торможению усилие, по любому из предыдущих пунктов, при этом такой запирающий клин является частью удерживающего устройства, которое соединяет переднюю часть плунжера с пневматическим поршнем, отличающийся тем, что на одном из его концов расположен первый задающий положение клина элемент (33), а на другом конце расположен второй задающий положение клина элемент (34), при этом в центре клина выполнено отверстие (32), внутренняя поверхность которого имеет форму, обеспечивающую возможность поворота клина относительно являющейся частью удерживающего устройства втулки (18), с наружной поверхностью которой взаимодействует внутренняя поверхность центрального отверстия клина.
РИСУНКИ
