Главный тормозной цилиндр
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к главным тормозным цилиндрам гидравлических тормозных систем. Главный тормозной цилиндр содержит корпус, во внутреннем канале которого расположен, по меньшей мере, один поршень. Поршень образует со стенками канала сзади своего пояска камеру подачи жидкости и перед последним, со стороны своей носовой части, камеру ее сжатия. Периферийный клапан поршня содержит уплотнитель, подпружиненный относительно носовой части поршня к разделительному кольцу, внутри которого расположен поясок поршня. В носовой части поршня расположен центральный клапан, в закрытом состоянии которого величина выступающей части его стержня, выходящего в продольный паз поршня с возможностью упора в находящийся в этом пазу штифт корпуса, больше величины определяемой разницей ширины разделительного кольца и ширины пояска поршня, которые выполнены с возможностью взаимодействия конусообразными поверхностями, мнимые вершины которых находятся на оси вращения поршня и совпадают при закрытом состоянии периферийного клапана. Техническим результатом является повышение долговечности, улучшение технических характеристик и возможность применения главного тормозного цилиндра в составе различных электронно-гидравлических систем управления движением автомобиля. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к главным тормозным цилиндрам гидравлических тормозных систем.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является главный тормозной цилиндр автомобиля, патент СССР №786871, МПК 5 В 60 Т 11/16, публикация 07.12.1980 г., включающий корпус, поршень, установленный с возможностью скольжения во внутреннем канале и разделяющий его на камеру подачи, сообщающуюся с резервуаром для тормозной жидкости и камеру сжатия, сообщающуюся с колесным тормозным цилиндром. Поршень выполнен со ступенчатой головкой, обращенный к камере сжатия. Камера подачи в цилиндре образована за фланцем поршня, выполненным на одной из ступеней его ступенчатой головки и расположенным с зазором в жестком разделительном кольце, а камера сжатия в цилиндре образована перед фланцем поршня. Камера подачи образована продольной щелью (вырезом) в поршне. Зазор между жестким разделительным кольцом, размещенным в канале поршня с возможностью скольжения, и фланцем поршня выполнен для обеспечения прохождения жидкости между камерой подачи и камерой сжатия. На одной из ступеней ступенчатой головки поршня установлено с зазором клапанное кольцо из эластомерного материала, которое имеет возможность контакта поверхностью по наружному диаметру с поверхностью канала цилиндра, а одним из торцов с торцевой поверхностью разделительного кольца и торцевой поверхностью фланца поршня. Клапанное кольцо подпружинено к жесткому разделительному кольцу относительно шайбы, установленной на ступенчатой головке поршня.
Недостатками данного технического решения являются: недостаточная долговечность главного тормозного цилиндра в результате разрушения уплотнителя периферийного клапана из-за наличия постоянного зазора между разделительным кольцом и фланцем; сложность использования главного тормозного цилиндра с присущим ему периферийным клапаном в электронно-гидравлических системах управления движением автомобиля в результате нарушения работы этих электронно-гидравлических систем управления движением автомобиля из-за низкого давления блокировки периферийного клапана главного тормозного цилиндра, которое не позволяет прокачивать через данный цилиндр достаточные объемы рабочей жидкости из бачка гидропривода тормозной системы и обратно.
Задача изобретения: создание конструкции главного тормозного цилиндра с улучшенными свойствами долговечности, работоспособности и неограниченным давлением блокировки, совместно предоставляющими возможность применять его в составе различных электронно-гидравлических систем управления движением автомобиля.
Указанная задача решается тем, что в главном тормозном цилиндре, включающим корпус, во внутреннем канале которого расположен по меньшей мере один поршень, образующий со стенками канала сзади своего пояска камеру подачи жидкости и перед последним, со стороны своей носовой части, камеру ее сжатия, периферийный клапан поршня, содержащий уплотнитель, подпружиненный относительно носовой части поршня к разделительному кольцу, внутри которого расположен поясок поршня, согласно изобретению в носовой части поршня расположен центральный клапан, в закрытом состоянии которого величина выступающей части его стержня, выходящего в продольный паз поршня с возможностью упора в находящийся в этом пазу штифт корпуса, больше величины определяемой разницей ширины разделительного кольца и ширины пояска поршня, которые выполнены с возможностью взаимодействия конусообразными поверхностями, мнимые вершины которых находятся на оси вращения поршня и совпадают при закрытом состоянии периферийного клапана.
В частном случае выполнения величина выступающей части стержня центрального клапана, в закрытом состоянии последнего, в два раза превышает величину, определяемую разницей ширины разделительного кольца и ширины пояска поршня.
В частном случае выполнения мнимые вершины конусообразных поверхностей разделительного кольца и пояска поршня находятся на той части оси вращения поршня, которая принадлежит его носовой части.
В частном случае выполнения уплотнитель подпружинен через чашку посредством пружины относительно носовой части поршня, а именно относительно шайбы, установленной на последней.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности “новизна”.
Анализ известных технических решений в данной области техники показал, что предлагаемое решение имеет признаки, отсутствующие в известных решениях, а их использование в заявляемой совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предложенное техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.
Предложенное техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”.
Сущность изобретения поясняется на чертежах:
Фиг.1. - главный тормозной цилиндр в закрытом состоянии клапанов, продольный разрез;
Фиг.2. - главный тормозной цилиндр в открытом состоянии клапанов, продольный разрез.
Главный тормозной цилиндр содержит корпус 1 с внутренним каналом 2, в котором установлен в частном случае один поршень 3, образующий сзади своего пояска 4 камеру подачи 5 жидкости, сообщающуюся через канал 6 с резервуаром для жидкости (на чертеже не показан) и перед последним (пояском 4), со стороны своей носовой части 7 камеру сжатия 8 жидкости. Кроме того, главный тормозной цилиндр содержит периферийный клапан 9 поршня 3, уплотнитель 10 которого подпружинен относительно носовой части 7 поршня 3 к дистанционному кольцу 11, внутри которого расположен поясок 4 поршня 3.
В носовой части 7 поршня 3 расположен центральный клапан 12, в закрытом состоянии которого величина “S” выступающей части 13 его стержня 14, выходящего в продольный паз 15 поршня 3 с возможностью упора в находящийся в этом пазу 15 штифт 16 корпуса 1, больше величины “W”, определяемой разницей ширины “F” разделительного кольца 11 и ширины “V” пояска 4 поршня 3.
Разделительное кольцо 11 и поясок 4 поршня 3 выполнены с возможностью взаимодействия конусообразными поверхностями 17 и 18 соответственно, мнимые вершины “М, N” которых находятся на оси вращения “L” поршня 3 и совпадают при закрытом состоянии периферийного клапана 9. В частном случае выполнения (как показано на фиг.1, 2) мнимые вершины “М, N” конусообразных поверхностей 17, 18 разделительного кольца 11 и пояска 4 поршня 3 находятся на той части оси вращения “L” поршня 3, которая принадлежит его носовой части 7.
В частном случае выполнения (как показано на фиг.1, 2), величина “S” выступающей части 13 стержня 14 центрального клапана 9, в закрытом состоянии последнего (клапана 9), в два раза превышает величину “W”, определяемую разницей ширины “F” разделительного кольца 11 и ширины “V” пояска 4 поршня 3.
В частном случае выполнения (как показано на фиг.1, 2) уплотнитель подпружинен через чашку 19 посредством пружины 20 относительно носовой части 7 поршня 3, а именно относительно шайбы 21, установленной на последней (носовой части 7 поршня 3).
Шайба 21 установлена на носовой части 7 поршня 3 с фиксацией посредством упирающейся в нее возвратной пружины 22, которая вторым концом уперта в торец цилиндра 1 внутри его канала 2. Возвратная пружина 22 воздействует на поршень 3 в направлении его крайнего положения, воздействуя на шайбу 21, упирающуюся во фланец 23 носовой части 7 поршня 3. Это крайнее положение поршня 3 (при котором поршень 3 отошел до упора вправо (назад)) обусловлено упором задней поверхности пояска 4 поршня 3 и совпадающей с ней поверхности продольного паза 15 в штифт 16 корпуса 1. В этом крайнем положении поршня 3 периферийный клапан 9 и центральный клапан 12 полностью открыты, т.е. жидкость может свободно перекачиваться из камеры подачи 5 в камеру сжатия 8 и наоборот по зазору между конусными поверхностями 17 и 18 разделительного кольца 11 и пояска 4 поршня 3, а также в открытых зазорах центрального клапана 12. При этом, в отличие от конструкции главного тормозного цилиндра прототипа, где поток жидкости проходит только через проходные сечения только единственного периферийного клапана, в заявляемой конструкции главного тормозного цилиндра происходит разделение потоков жидкости через проходные сечения двух клапанов (периферийного клапана 9 и центрального клапана 12), через которые в единицу времени проходит больший объем жидкости, что особенно важно и необходимо при применении цилиндра в составе электронно-гидравлических систем управления движением автомобиля с целью увеличения быстродействия их рабочих органов (тормозных механизмов).
Выполнение же разделительного кольца 11 и пояска 4 поршня 3 с возможностью взаимодействия соответствующими конусообразными поверхностями 17 и 18, дает возможность направлять поток жидкости на уплотнитель 10 под углом отличным от прямого (в отличие от прототипа, где поток жидкости направлен под прямым углом на уплотнитель), а это уменьшает турболизацию потока жидкости и исключает зазор между конусообразными поверхностями 17 и 18 разделительного кольца 11 и пояска 4 поршня 3 в закрытом состоянии периферийного клапана 9, что позволяет увеличить долговечность его уплотнителя 10 (в отличие от прототипа, где в закрытом состоянии периферийного клапана имеется постоянный зазор между дистанционным кольцом и фланцем поршня, в результате чего поток жидкости воздействует на находящийся в этом зазоре участок уплотнителя и при открывании клапана происходит вырывание данного участка уплотнителя в результате воздействия высоких давлений жидкости и затекания этого участка уплотнителя (как правило выполненного из резины) в данный зазор).
В результате того, что в заявляемой конструкции главного тормозного цилиндра величина “S” выступающей части 13 стержня 14 центрального клапана 12, выходящей в продольный паз 15 поршня 3 с возможностью упора в находящийся в этом пазу 15 штифт 16 корпуса 1, больше величины “W”, определяемой разницей ширины “F” разделительного кольца 11 и ширины “V” пояска 4 поршня 3, - во время движения поршня 3 вправо (назад) вначале открывается центральный клапан 12 и только потом, при выборке выступающей части 13 стержня 14 этого клапана (т.е. при упоре пояска 4 поршня 3 и разделительного кольца 11 в штифт 16 корпуса 1), открывается периферийный клапан 9, а это предотвращает от излишнего износа уплотнителя 10, исключая повышенные его упругие деформации в момент открытия клапанов 12 и 9, т.е. величина “S” выступающей части 13 стержня 14 центрального клапана 12 выполнена больше величины “W”, определяемой разницей ширины “F” разделительного кольца 11 и ширины “V” пояска 4 поршня 3, для обеспечения опережающего открытия центрального клапана 12 по отношению к периферийному клапану 9 и соответственному увеличению давления блокировки в главном тормозном цилиндре (в его камере сжатия 8) до величины максимально возможного давления в рабочей системе. Из-за того, что центральный клапан 12 имеет малую площадь по сравнению с площадью поршня 3, давление блокировки в главном тормозном цилиндре может быть неограниченным.
Закрытие клапанов 9 и 12 поршня 3 главного тормозного цилиндра происходит в обратном по сравнению с выше показанном порядке при перемещении поршня влево (вперед).
1. Главный тормозной цилиндр, включающий корпус, во внутреннем канале которого расположен, по меньшей мере, один поршень, образующий со стенками канала сзади своего пояска камеру подачи жидкости и перед последним со стороны своей носовой части камеру ее сжатия, периферийный клапан поршня, содержащий уплотнитель, подпружиненный относительно носовой части поршня к разделительному кольцу, внутри которого расположен поясок поршня, отличающийся тем, что в носовой части поршня расположен центральный клапан, в закрытом состоянии которого величина выступающей части его стержня, выходящего в продольный паз поршня с возможностью упора в находящийся в этом пазу штифт корпуса, больше величины, определяемой разностью ширины разделительного кольца и ширины пояска поршня, которые выполнены с возможностью взаимодействия конусообразными поверхностями, мнимые вершины которых находятся на оси вращения поршня и совпадают при закрытом состоянии периферийного клапана.
2. Главный тормозной цилиндр по п.1, отличающийся тем, что величина выступающей части стержня центрального клапана в закрытом состоянии последнего в два раза превышает величину, определяемую разностью ширины разделительного кольца и ширины пояска поршня.
3. Главный тормозной цилиндр по п.1, отличающийся тем, что мнимые вершины конусообразных поверхностей разделительного кольца и пояска поршня находятся на той части оси вращения поршня, которая принадлежит его носовой части.
4. Главный тормозной цилиндр по п.1, отличающийся тем, что уплотнитель подпружинен через чашку посредством пружины относительно носовой части поршня, а именно относительно шайбы, установленной на последней.
