Пневмоусилитель тормозного привода с дополнительным усилением при торможении с большим тормозным усилием
Изобретение относится к машиностроению, а именно к пневмоусилителям тормозных приводов. Пневмоусилитель тормозного привода содержит переднюю камеру, соединяемую с источником разрежения, заднюю камеру, соединяемую с полостью высокого давления, воздухонепроницаемую подвижную перегородку, расположенную между камерами, управляющий стержень, главный тормозной цилиндр гидравлического контура тормозной системы, устройство для подачи во время торможения в заднюю камеру текучей среды высокого давления, подвижный толкатель. Толкатель имеет возможность перемещения в осевом направлении, с одной стороны, под действием тормозного усилия, приложенного к нему через первое передающее силу реакции устройство и создаваемого подвижной перегородкой и управляющим стержнем, а с другой стороны, под действием силы реакции, приложенной к нему через первое передающее силу реакции устройство со стороны главного тормозного цилиндра гидравлического контура тормозной системы. При этом предусмотрено второе передающее силу реакции устройство, перемещающее подвижный толкатель в осевом направлении под действием усилия, создаваемого воздухонепроницаемой подвижной перегородкой. Техническим результатом является обеспечение эффективного торможения в экстренных ситуациях, а также улучшение технических характеристик пневмоусилителя. 7 з.п. ф-лы, 3 ил.
Настоящее изобретение относится к пневмоусилителю тормозного привода с дополнительным усилением при торможении с большим тормозным усилием. Изобретение относится также к усилителю тормозного привода, коэффициент усиления которого возрастает при резком торможении автомобиля в экстренных ситуациях. Настоящее изобретение относится к пневмоусилителям тормозного привода, внешняя характеристика которых имеет точку перегиба, в которой при переходе от нормального торможения к экстренному торможению коэффициент усиления усилителя возрастает и создается дополнительное усилие.
Пневмоусилитель тормозного привода обычно имеет переднюю камеру с переменным объемом, которая отделена от задней камеры, объем которой также может меняться, перегородкой, образованной гибкой воздухонепроницаемой мембраной и жесткой юбкой. Жесткая юбка приводит в движение пневматический поршень, который через толкатель упирается в главный поршень главного тормозного цилиндра, обычно двухполостного главного тормозного цилиндра с последовательно расположенными поршнями, гидравлического контура тормозной системы. Передняя камера усилителя, расположенная ближе к главному тормозному цилиндру, соединяется пневматически с источником вакуума. Задняя камера усилителя, расположенная дальше от главного тормозного цилиндра и ближе к педали тормоза, при торможении пневматически соединяется через управляемый клапан с источником рабочей среды, обычно с воздухом под атмосферным давлением. В исходном положении, когда водитель не нажимает на педаль тормоза, передняя и задняя камеры усилителя соединены между собой первым клапаном, при этом второй клапан перекрывает магистраль, соединяющую заднюю камеру с атмосферой. При торможении в результате срабатывания первого клапана перекрывается магистраль, соединяющая между собой переднюю и заднюю камеры, а затем в результате срабатывания второго клапана открывается магистраль, по которой в заднюю камеру начинает поступать воздух. Под действием давления воздуха, поступающего в заднюю камеру, перегородка пневмоусилителя приходит в движение и нагружает создаваемым пневмоусилителем усилием главный поршень главного тормозного цилиндра.
Усилие, приложенное водителем к педали тормоза, и усилие, создаваемое усилителем тормозного привода, суммируются в пневмоусилителе на передающей (создающей) силу противодействия шайбе. Эти усилия приложены к двум смежным, обычно концентричным, поверхностям шайбы с определенным соотношением площадей (которое соответствует постоянному коэффициенту усиления тормозного усилия). На шайбу действует также приложенная к колпачку, в котором находится шайба, сила реакции (сила противодействия), которую создает расположенный за пневмоусилителем главный тормозной цилиндр гидравлического контура тормозной системы.
Проблемы, возникающие при торможении, особенно при экстренном (резком) торможении, связаны с поведением водителя. При экстренном торможении усилитель должен работать с большим коэффициентом усиления. При экстренном торможении, в частности, соотношение между (значительным) усилием, создаваемым водителем, и усилием, приложенным через толкатель к главному поршню главного тормозного цилиндра со стороны пневмоусилителя, должно быть достаточно большим, например больше десяти. С другой стороны, при обычном движении в городских условиях торможение автомобиля с таким большим коэффициентом усиления сопровождается резким снижением скорости автомобиля, вызывающим неприятные ощущения и у водителя, и у пассажиров. Решить эту проблему можно двумя путями.
Первое решение связано с определенным выбором коэффициента усиления тормозного усилия, который может иметь небольшую величину и создавать небольшие тормозные усилия, или большую величину, обеспечивающую эффективное торможение в экстренных ситуациях. Такое решение, однако, нельзя признать удовлетворительным, поскольку оно не решает проблемы эффективного торможения одновременно в двух принципиально разных ситуациях. Второе решение предполагает возможность изменения усилия, создаваемого усилителем, за счет дополнительного усилия, создаваемого гидравлическим путем, и возможность торможения при тормозном усилии, превышающем определенную величину, с более высоким, чем при небольшом тормозном усилии, коэффициентом усиления. В этом случае кривая усиления, или зависимость усилия на выходе усилителя, которое приложено к расположенному за усилителем главному поршню главного тормозного цилиндра гидравлического контура тормозной системы, от создаваемого водителем усилия на входе усилителя, будет иметь при определенной величине усилия, создаваемого водителем, точку перегиба, за которой начинается участок с большим наклоном. Участок кривой с большим наклоном заканчивается насыщением усилителя, которое происходит, когда подвижная перегородка достигает своего крайнего переднего положения и/или когда давление в задней камере возрастает до максимального (равного давлению окружающего воздуха). Недостаток второго решения связан с необходимостью создания пневмоусилителей тормозного привода новой конструкции и отсутствием практической возможности их реализации в уже существующих пневмоусилителях тормозного привода. Известно, что внедрение новых пневмоусилителей тормозного привода связано с высокими затратами времени и средств на проведение конструкторских работ и создание опытных образцов, а также на получение соответствующего разрешения на их использование в автомобилях. Кроме того, и само новое решение может оказаться настолько сложным, что его реализация потребует слишком больших дополнительных затрат.
В настоящем изобретении предлагается решение упомянутых выше проблем простым механическим путем. Предлагаемое в изобретении простое решение основано на том, что при тормозном усилии, превышающем определенную величину, подвижный толкатель, который передает тормозное усилие (по меньшей мере одну его часть) на главный поршень главного тормозного цилиндра, при изменении тормозного усилия упирается в перегородку не в той точке, в которую в нее упирается передающая силу противодействия шайба. В тот момент, когда толкатель упирается в перегородку, в усилителе появляется дополнительный участок передачи тормозного усилия, в результате чего соотношение между площадями передающих тормозное усилие участков меняется и соответственно меняется определяемая этим соотношением величина коэффициента усиления. В предлагаемом в изобретении усилителе один и тот же толкатель главного поршня главного тормозного цилиндра одновременно решает две задачи. Во-первых, он позволяет, после того как приложенное водителем к педали тормоза усилие превысит определенную величину, повысить коэффициент усиления усилителя. Во-вторых, он позволяет усилителю работать с другим коэффициентом усиления, обеспечивающим более эффективное торможение автомобиля при резком торможении в различных экстренных ситуациях.
Предлагаемое в настоящем изобретении решение основано, в частности, на возможности сжатия передающей силу противодействия шайбы. При обычном торможении под действием усилия, создаваемого усилителем тормозного привода, передающая силу противодействия шайба деформируется. Сжатие различных поверхностей шайбы сопровождается открытием и закрытием соответствующего клапана и выравниванием в необходимой пропорции возникающих в усилителе усилий. Несмотря на то, что передающая силу противодействия шайба работает как жидкость с поверхностями, нагруженными равными давлениями (которые определяют величину коэффициента усиления), ее обычно изготавливают не из несжимаемого, а из сжимаемого материала, в частности из резины.
Поэтому при сжатии шайбы подвижный толкатель главного поршня главного тормозного цилиндра деформируется (или, точнее говоря, сжимается). При этом, в частности, колпачок, в котором расположена шайба, перемещается (относительно) в направлении педали тормоза. В предлагаемом в изобретении усилителе при определенной величине сжатия шайбы часть передаваемого шайбой усилия поглощается. Иными словами, когда перемещаемый педалью тормоза управляющий стержень или подвижный толкатель сжимаются на величину δ (которая соответствует усилию, при котором коэффициент усиления должен быть увеличен), подвижная перегородка сжимается на величину δ-ε (величина ε достаточно мала и не оказывает влияния на динамику торможения). Разница ε деформаций в предлагаемом в изобретении усилителе используется для передачи усилий между толкателем и дополнительно упирающейся подвижной перегородкой.
При такой разнице в деформациях управляющего стержня или толкателя и подвижной перегородки усилия от подвижной перегородки к толкателю передаются двумя разными путями и складываются друг с другом. В первом случае, т.е. при обычном способе передачи усилий, передающая силу противодействия шайба перемещает толкатель в осевом направлении. Во втором случае к осевому усилию добавляется та часть передаваемого шайбой усилия, которая при сжатии шайбы поглощается в усилителе.
С той целью, чтобы такое дополнительное осевое усилие создавало такой же эффект, как и постепенно возрастающее усилие, с которым водитель воздействует на педаль тормоза, предусмотрено специальное встроенное в усилитель устройство, которое передает силу реакции, пропорциональную дополнительному осевому усилию, и создает такой же эффект, что и передающая силу противодействия шайба. Без такого дополнительного передающего силу реакции устройства после того, как создаваемое водителем усилие превысит определенную величину, торможение автомобиля будет происходить без всякого дополнительного усилия со стороны водителя только под действием усилия, определяемого положением ноги водителя в данный момент времени.
Отсутствие дополнительного тормозного усилия может привести к случайным изменениям давления в тормозной системе автомобиля и его торможению в неустановившемся режиме.
В настоящем изобретении, таким образом, предлагается пневмоусилитель тормозного привода, содержащий переднюю камеру, соединяемую с источником разрежения, заднюю камеру, соединяемую с полостью высокого давления, воздухонепроницаемую подвижную перегородку, расположенную между камерами, управляющий стержень, главный тормозной цилиндр гидравлического контура тормозной системы, подвижный толкатель, который имеет возможность перемещения в осевом направлении, с одной стороны, под действием тормозного усилия, приложенного к нему через первое передающее силу реакции устройство и создаваемого подвижной перегородкой и управляющим стержнем, а с другой стороны, под действием силы реакции, приложенной к нему через первое передающее силу реакции устройство со стороны главного тормозного цилиндра гидравлического контура тормозной системы, и устройство для подачи во время торможения в заднюю камеру жидкости высокого давления и отличающийся наличием второго передающего силу реакции устройства, перемещающего подвижный толкатель в осевом направлении под действием усилия, создаваемого подвижной перегородкой.
Ниже изобретение более подробно рассмотрено со ссылкой на прилагаемые к нему чертежи. В этой связи необходимо отметить, что последующее описание и чертежи не ограничивают, а только иллюстрируют изобретение. На прилагаемых к описанию чертежах, в частности, показано:
на фиг.1 - поперечный разрез предлагаемого в изобретении пневмоусилителя тормозного привода,
на фиг.2а и 2б - внешние характеристики (создаваемое тормозное усилие) обычного и предлагаемого в изобретении пневмоусилителей тормозного привода и
на фиг.3а и 3б - поперечные сечения в двух взаимно перпендикулярных плоскостях подвижного толкателя пневмоусилителя тормозного привода, выполненного по предпочтительному варианту.
На фиг.1 показан предлагаемый в настоящем изобретении пневмоусилитель тормозного привода с повышенной эффективностью усиления тормозного усилия. Пневмоусилитель имеет переднюю камеру 1, которая через патрубок 2 соединяется с не показанным на чертеже источником разрежения. Обычно в автомобилях с бензиновым двигателем таким источником разрежения служит впускной коллектор. В автомобилях с дизельным двигателем для создания разрежения в передней камере усилителя можно использовать внешний источник разрежения. Пневмоусилитель имеет также заднюю камеру 3, которую можно соединить, в частности через клапан 4, с полостью 5 высокого давления (в которой обычно находится воздух под атмосферным давлением).
Пневмоусилитель имеет также подвижную перегородку 6, обычно состоящую из жесткой юбки и воздухонепроницаемой диафрагмы. Воздухонепроницаемая диафрагма герметично отделяет одну камеру усилителя от другой его камеры. В перегородке 6 имеется отверстие 7 с уплотнением, через которое проходит подвижный толкатель 8. Подвижный толкатель 8 механически соединяет между собой соединенный с педалью тормоза управляющий стержень 9 и главный тормозной цилиндр 10 гидравлического контура тормозной системы. Работает такой пневмоусилитель тормозного привода следующим образом. Под действием управляющего стержня 9 толкатель 8 перемещается внутрь задней камеры и открывает клапан 4, через который в заднюю камеру 3 начинает поступать окружающий воздух. Давление поступающего воздуха создает приложенное к подвижной перегородке 6 усилие, под действием которого, а также усилия, приложенного к нему закрепленным на конце управляющего стержня 9 плунжером 11, подвижный толкатель 8 перемещается вперед и через конец 12 воздействует на тормозную жидкость, которая находится в главном тормозном цилиндре 10 гидравлического контура тормозной системы.
Внешняя характеристика (закон торможения) работающего таким образом пневмоусилителя, отражающая зависимость усилия F2, приложенного к главному поршню главного тормозного цилиндра 10 гидравлического контура тормозной системы упирающимся в него подвижным толкателем 8, от усилия F1, приложенного водителем к управляющему стержню 9, показана на фиг.2а в виде кривой 13. Анализируя кривую 13, можно заметить, что по достижении усилием, приложенным к управляющему стержню со стороны водителя, пороговой величины FD, дальнейшее увеличение этого усилия будет сопровождаться увеличением усилия, приложенного к главному поршню главного тормозного цилиндра, по закону, соответствующему участку 14 внешней характеристики усилителя. После того, как усилие, приложенное водителем к управляющему стержню, достигнет величины FS (известной как усилие насыщения усилителя), дальнейшее увеличение усилия на входе усилителя будет сопровождаться более плавным увеличением усилия на выходе усилителя по закону, соответствующему участку 15 внешней характеристики усилителя, поскольку после насыщения усилителя подвижная перегородка 6 уже не может перемещаться в направлении передней камеры 1 или из-за того, что она дошла до конца этой камеры или, скорее, из-за того, что давление в задней камере 3 достигло атмосферного. Обычно усилие насыщения превышает приложенное к главному поршню главного тормозного цилиндра гидравлического контура тормозной системы усилие Fb, при котором должна произойти полная блокировка колес автомобиля. Величина FS усилия на входе усилителя, при котором должно произойти полное торможение автомобиля, должна быть максимально комфортной для водителя, который, например, не создавая никакого тормозного усилия, может держать ногу на педали тормоза. На участке 14 внешней характеристики обычного пневмоусилителя усилие, приложенное к главному поршню главного тормозного цилиндра, меняется в зависимости от усилия, приложенного водителем к управляющему стержню, по линейному закону с коэффициентом пропорциональности, который зависит по существу от соотношения площадей поверхностей, через которые усилие, создаваемое управляющим стержнем, и усилие, создаваемое подвижной перегородкой, передаются на передающую (создающую) силу реакции шайбу.
Для сравнения на фиг.2б показана внешняя характеристика предлагаемого в изобретении пневмоусилителя. Кривая, которая представляет собой зависимость между усилием, создаваемым водителем, и усилием, приложенным к главному поршню главного тормозного цилиндра 10, имеет первый участок 16 подъема, который совпадает с участком 14 подъема кривой 13 обычного усилителя. Однако после того, как создаваемое водителем усилие достигнет величины Fi, лежащей в промежутке между пороговым значением FD и усилием FS насыщения, предлагаемый в изобретении пневмоусилитель создает дополнительное усиление, и дальнейшая зависимость усилия, приложенного к главному поршню главного тормозного цилиндра, от усилия, создаваемого на входе в усилитель водителем, определяется отрезком 17 прямой с бóльшим, чем до этого, углом наклона. Благодаря этому усилие FS', при котором происходит насыщение предлагаемого в изобретении усилителя, оказывается меньше усилия FS, при котором происходит насыщение обычного усилителя. После насыщения, которое наступает при усилии, создаваемом водителем на входе в усилитель, равном FS', дальнейшее увеличение усилия, приложенного к главному поршню главного тормозного цилиндра, происходит в предлагаемом в изобретении усилителе по прямой 18, имеющей такой же наклон, что и участок 15 внешней характеристики обычного усилителя. Ниже рассмотрено, каким образом в предлагаемом в изобретении пневмоусилителе можно регулировать величину Fi промежуточного усилия.
Регулируя величину промежуточного усилия, можно менять протяженность участков 16 и 17 внешней характеристики пневмоусилителя или в некоторых случаях, например в спортивных автомобилях, получить жесткую внешнюю характеристику усилителя, наклонный участок 19 которой с наклоном, равным наклону участка 17, начинается сразу же по достижении создаваемого водителем усилия, равного пороговой величине. В том месте, где оканчивается участок 16 и начинается участок 17, расположена точка 20 перегиба, после которой зависимость усилия, создаваемого усилителем, от усилия, создаваемого водителем, резко возрастает.
В предлагаемом в изобретении пневмоусилителе имеется дополнительное уравновешенное передающее (создающее) силу реакции устройство, которое исключает возможность случайного изменения угла (обычно в сторону уменьшения крутизны) наклона поднимающегося вдоль вертикальной линии 21 участка 17 внешней характеристики усилителя. В данном конкретном случае предлагаемый в изобретении пневмоусилитель имеет коэффициент усиления от четырех до шести на участках 14 и 16 его внешней характеристики и коэффициент усиления больше десяти на участках 17 или 19.
На фиг.3а показана конструкция первого, известного, передающего силу реакции устройства и второго, предлагаемого в изобретении, передающего силу реакции устройства. Подвижный толкатель 8 перемещается в осевом направлении подвижной перегородкой 6 под действием усилия 22, возникающего при воздействии на нее проходящего через клапан 4 атмосферного воздуха. Перегородка 6 соединена с полым пневматическим поршнем 23, который при перемещении перегородки упирается в упругую шайбу 24. Шайба 24 расположена внутри колпачка 25, форма которого полностью совпадает с формой шайбы. Поршень 23 по своей форме напоминает усеченный конус. Перегородка 6 крепится к внешнему краю конуса, меньшее основание которого выполнено в виде кольца 26 с центральным отверстием, которое входит внутрь колпачка 25 и упирается своим внутренним торцом в шайбу 24. В центральное отверстие кольца 26 с минимальным зазором входит передний конец 27 плунжера, соединенного с управляющим стержнем 9. На торце переднего конца 27 плунжера имеется упорная поверхность 11. Кольцо 26 и передний конец 27 плунжера полностью заполняют все свободное пространство внутри колпачка 25.
Шайба 24, которая по своим свойствам схожа с жидкостью, допускает (минимальное) перемещение переднего конца 27 плунжера относительно основания кольца 26. При торможении передний конец 27 плунжера упирается и сжимает обладающую определенной упругостью шайбу 24. Деформация шайбы сопровождается открытием клапана 4 пневмоусилителя тормозного привода и попаданием в заднюю камеру пневмоусилителя окружающего воздуха.
Нагруженная давлением окружающего воздуха перегородка 6 прижимает поршень 23 к шайбе 24. Передающая силу реакции шайба остается деформированной вплоть до выравнивания приложенных к ней усилий. Нагруженная равными усилиями шайба имеет плоскую форму. До выравнивания действующих на шайбу усилий клапан 4 остается открытым, и усилитель усиливает создаваемое водителем тормозное усилие. Фактически в каждый момент во время торможения на участках 14 или 16 внешней характеристики усилителя нагруженная передним концом 27 плунжера и кольцом 26 пневматического поршня шайба благодаря свой эластичности находится в состоянии равновесия. В результате этого во время торможения передний конец 27 плунжера и кольцо 26 пневматического поршня постоянно остаются в одном и том же месте друг относительно друга, и весь колпачок 25 перемещается в направлении главного тормозного цилиндра 10. Наклон внешней характеристики усилителя на участках 14 и 16 определяется отношением площади поперечного сечения переднего конца 27 плунжера к площади переднего торца кольца 26 пневматического поршня усилителя. Очевидно, что усилитель, в котором это соотношение не меняется в течение всего времени торможения, имеет линейную внешнюю характеристику с не меняющимся во время торможения коэффициентом усиления.
Предлагаемый в настоящем изобретении пневмоусилитель помимо первого передающего силу реакции устройства, выполненного в виде шайбы 24, имеет и второе передающее силу реакции устройство, которое выравнивает усилия, создаваемые усилителем при дополнительном (большом) усилении, и усилия, приложенные к управляющему стержню при торможении с большим тормозным усилием (которые при этом также усиливаются первым передающим силу реакции устройством). Для выравнивания этих усилий используется образующий осевой упор кольцевой буртик 28, выполненный на внутренней поверхности конуса пневматического поршня 23. Для этой же цели предназначен согласно предпочтительному варианту и расположенный на подвижном толкателе 8 ползун 29, состоящий из плунжера 30 и надетой на него втулки 31. Плунжер 30 прочно крепится к основанию колпачка 25. Плунжер 30 имеет форму выполненного за одно целое с колпачком пальца, обращенного к главному тормозному цилиндру 10. Надетая на плунжер втулка 31 перемещает толкатель в обратном направлении и имеет расположенную в основании тонкую тарельчатую пластинку 32, внешний край 33 которой может упираться в упорный кольцевой буртик 28 пневматического поршня усилителя. В исходном положении между внешним краем 33 пластинки и упорным кольцевым буртиком 28 поршня имеется небольшой зазор. Между втулкой 31 и колпачком 25 расположена сжатая цилиндрическая (винтовая) пружина 34. Пружина 34 надета на плунжер 30. Предварительно сжатая пружина 34 в исходном положении сдвигает втулку 31 к переднему концу плунжера 30.
Для сборки второго передающего силу реакции устройства используется штифт 35, который крепится к плунжеру 30 и проходит через выполненный во втулке 31 паз 36. Под действием усилия, создаваемого сжатой пружиной 34, штифт 35 упирается в заднюю стенку паза 36.
Расположенная между пластинкой 32 и колпачком 25 предварительно сжатая цилиндрическая пружина 34 создает усилие Fc (фиг.2б), соответствующее промежуточному значению Fi усилия, приложенного к управляющему стержню, после которого предлагаемый в изобретении усилитель начинает работать с большим коэффициентом усиления и создает дополнительное тормозное усилие. Иными словами, при любом создаваемом водителем усилии, меньшем промежуточного усилия Fi, плунжер 30, втулка 31 и пружина 34 ведут себя как одна жесткая деталь. В этом случае усилие, создаваемое водителем и усиленное в пневмоусилителе, передается в главный тормозной цилиндр 10 гидравлического контура тормозной системы в соотношении, определяемом наклоном участка 16 внешней характеристики пневмоусилителя.
В тот момент, когда создаваемое водителем усилие на входе усилителя становится больше промежуточного усилия Fi, штифт 35 отходит от задней стенки паза 36, и освобожденная пружина 34 сжимается действующим на нее тормозным усилием и направленной ему навстречу силой реакции, создаваемой давлением, возникающим в главном тормозном цилиндре 10 гидравлического контура тормозной системы. Под действием усилия сжатия, большего усилия Fc, пружина 34 сжимается, и внешний край 33 пластинки 32 упирается в кольцевой буртик 28 пневматического поршня. Начиная с этого момента, коэффициент усиления пневмоусилителя определяется не только взаимодействием передающей силу реакции шайбы с кольцом 26 пневматического поршня, но и взаимодействием упорного буртика 28 пневматического поршня с пластинкой 32.
После выборки небольшого, порядка 0,5-1,0 мм, зазора между краем 33 пластинки и буртиком 28 поршня (который соответствует величине свободного хода штифта 35 в пазу 36) при любом дополнительном воздействии на педаль тормоза, а следовательно, и на конец 27 плунжера пластинка 32, втулка 31 и весь подвижный толкатель будут перемещаться как одно целое. В этом случае пневмоусилитель может создавать дополнительное тормозное усилие без всякого (или практически без всякого) увеличения создаваемого водителем тормозного усилия. Работа усилителя в таком режиме соответствует показанному на фиг.2б отрезку 21 прямой. Зависимость тормозного усилия от усилия, создаваемого водителем, на этом отрезке прямой будет иметь очень крутой характер.
Необходимо отметить, что реализовать такую возможность в предлагаемом в изобретении пневмоусилителе можно достаточно просто, для чего пневмоусилитель необходимо собрать без пружины 34, плунжера и втулки, закрепив при этом пластинку 32 непосредственно на подвижном толкателе и сместив передающую силу реакции шайбу 24 ближе к упорному кольцевому буртику 28 с таким расчетом, чтобы она сжималась до упора в буртик пластинки 32.
Предлагаемый в настоящем изобретении пневмоусилитель должен предпочтительно создавать дополнительное усиление с достаточно, но не слишком большим коэффициентом усиления. Для этого в пневмоусилителе предлагается использовать пластинку 32 с определенной упругостью, которая, будучи расположена между втулкой 31 и упорным буртиком 28 пневматического поршня, обладает свойствами пружины. В этом случае наклон участка 17 внешней характеристики пневмоусилителя будет определяться соотношением между жесткостью пружины, эквивалентной по свойствам пластинке 32, и жесткостью цилиндрической пружины 34 (или пружины 34 и пружины с такой же, что и у передающей силу реакции шайбы 34, сжимаемостью).
Ниже для пояснения рассмотрен пример в предположении, что водитель, нажимая на педаль тормоза, создает на входе в усилитель усилие Fi, равное 100 кг. С учетом воздействия на передающую силу реакции шайбу только кольца 26 пневматического поршня усилие, создаваемое усилителем, будет равно порядка 3000 даН. При этом усилие Fc, приложенное к поршню главного тормозного цилиндра, составит около 4000 даН. При минимальном увеличении усилия, создаваемого водителем на входе усилителя, например до 1100 даН (всего на 100 даН), усилие, приложенное к колпачку 25, возрастет до 4400 даН (3300 даН плюс 1100 даН), а усилие, передаваемое пластинкой 32, будет равно 1200 даН. При этом на наклонном участке 17 внешней характеристики усилителя соотношение усилий будет равно 15. В этом примере усилие сжатия пружины 34 должно составлять около 4000 даН. Кроме того, чем больше будет жесткость пластинки 32, тем более крутым будет наклон участка 17.
Меняя длину паза 36, диаметр пружины 34 и величину создаваемого ею усилия, жесткость пластинки 32 и сжимаемость шайбы 24, можно регулировать и величину промежуточного усилия Fi, после которого в усилителе создается дополнительное усиление, и наклон участка 17 внешней характеристики усилителя, на котором он работает с таким дополнительным усилением. Как показано на фиг.1, выполненный в виде конуса пневматический поршень 23 обычного усилителя уже имеет упорный кольцевой буртик 28, в который упирается пружина 37, возвращающая по окончании торможения подвижную перегородку 6 из передней камеры в исходное заднее положение. Кроме того, обычные усилители имеют и тонкие тарельчатые пластинки 32. Однако в обычных усилителях такие тарельчатые пластинки используются только для совмещения в той или иной степени осей различных деталей подвижного толкателя. В отличие от решений, реализованных в известных пневмоусилителях, предлагаемое в настоящем изобретении решение предполагает определенную связь между зазорами между тарельчатой пластинкой 32 и упорным буртиком 28 и задним торцом 11 соединенного с управляющим стержнем 9 плунжера 27 подвижного толкателя, соответствующий выбор которых обеспечивает определенное поглощение усилий, возникающих в усилителе во время торможения. Решение, предлагаемое в предпочтительном варианте, реализовано за счет выполнения переднего конца подвижного толкателя 8 в виде ползуна 29, упирающегося через пружину 34 в колпачок 25. Такое решение может быть достаточно просто реализовано в пневмоусилителях известных конструкций и не связано с необходимостью проведения сложных, требующих соответствующего согласования конструкторских или исследовательских работ.
Необходимо отметить, что в предлагаемом пневмоусилителе цилиндрическая пружина 34 и пружина, образованная тарельчатой пластинкой 32, расположены последовательно между подвижной перегородкой 6 и первым передающим силу реакции устройством, выполненным в виде колпачка 25. Второе передающее силу реакции устройство, образованное втулкой 31, с одной стороны, соединено с точкой, которая находится посредине между последовательно расположенными пружинами, а с другой стороны, передает создаваемое усилителем тормозное усилие главному поршню главного тормозного цилиндра гидравлического контура тормозной системы.
1. Пневмоусилитель тормозного привода, содержащий переднюю камеру (1), соединяемую с источником (2) разрежения, заднюю камеру (3), соединяемую с полостью (5) высокого давления, воздухонепроницаемую подвижную перегородку (6), расположенную между камерами, управляющий стержень (9), главный тормозной цилиндр (10) гидравлического контура тормозной системы, подвижный толкатель (8), который имеет возможность перемещения в осевом направлении, с одной стороны, под действием тормозного усилия, приложенного к нему через первое передающее силу реакции устройство (24, 25) и создаваемого подвижной перегородкой и управляющим стержнем, а с другой стороны, под действием силы реакции, приложенной к нему через первое передающее силу реакции устройство со стороны главного тормозного цилиндра (10) гидравлического контура тормозной системы, и устройство (4) для подачи во время торможения в заднюю камеру текучей среды высокого давления, отличающийся тем, что предусмотрено второе передающее силу реакции устройство (29-34), перемещающее подвижный толкатель (8) в осевом направлении под действием усилия, создаваемого воздухонепроницаемой подвижной перегородкой (6).
2. Пневмоусилитель по п.1, отличающийся тем, что второе передающее силу реакции устройство содержит первую пружину (34) и вторую пружину (32), которые расположены последовательно между воздухонепроницаемой подвижной перегородкой и первым передающим силу реакции устройством, при этом второе передающее силу реакции устройство механически соединено с точкой, которая находится посредине между двумя расположенными последовательно пружинами.
3. Пневмоусилитель по п.2, отличающийся тем, что первая пружина выполнена в виде винтовой цилиндрической пружины, а вторая - в виде тонкой тарельчатой пластинки.
4. Пневмоусилитель по п.3, отличающийся тем, что в исходном состоянии между тарельчатой пластинкой и воздухонепроницаемой подвижной перегородкой имеется зазор.
5. Пневмоусилитель по любому из пп.2-4, отличающийся тем, что подвижный толкатель соединен с передающими силу реакции устройствами через ползун (29).
6. Пневмоусилитель по п.5, отличающийся тем, что ползун состоит из плунжера (30), жестко соединенного с первым передающим силу реакции устройством, и втулки (31), соединенной с расположенной посредине между пружинами точкой и подвижным толкателем.
7. Пневмоусилитель по п.6, отличающийся тем, что плунжер имеет выступающий штифт (35), который входит в паз (36) втулки и удерживает подвижный плунжер в определенном положении относительно корпуса.
8. Пневмоусилитель по любому из пп.2-7, отличающийся тем, что пружины имеют определенную жесткость, выбранную таким образом, что второе передающее силу реакции устройство начинает работать при величине приложенного к управляющему стержню усилия (Fi), промежуточной между величиной (FD) порогового усилия, при котором начинает работать первое передающее силу реакции устройство, и величиной (FS) усилия, при котором происходит насыщение усилителя.
