Регулятор уровня пола транспортного средства

Изобретение относится к области машиностроения. Преимущественной областью его использования является подвеска автомобиля, в которой в качестве упругого элемента используются баллоны со сжатым воздухом. Регулятор уровня пола автотранспортного средства включает корпус, в котором расположен подвижно уплотненный шток, механически связанный с осью транспортного средства и управляющий двухседельным клапаном, отделяющим полость входного давления от перепускной, разделенной поясом золотникового клапана на верхнюю и нижнюю полости. Пояс золотникового клапана выполнен таким, который образован дугой окружности с центральным углом более 240°, но не более 355°, а радиальный зазор между поясом золотникового клапана и корпусом составляет более 0,03 мм, но не более 0,1 мм. Технический результат - обеспечение работоспособности и стабильности расходных характеристик регулятора. 2 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения. Преимущественной областью его использования является подвеска автомобиля, в качестве упругого элемента в которой используются баллоны со сжатым воздухом.

Известна конструкция регулятора уровня пола DE (1), содержащего корпус, полость входного давления, перепускную полость, как минимум, одну полость выходного давления, связанную с перепускной полостью, как минимум, одним отверстием и при помощи текучей среды с упругим элементом подвески транспортного средства, двухседельный клапан, избирательно перепускающий сжатый воздух из полости входного давления в перепускную полость или сообщающий перепускную полость с атмосферой, подвижно уплотненный в корпусе шток, расположенный в перепускной полости и управляющий двухседельным клапаном, шток механически связан с осью транспортного средства.

Недостатком такого регулятора пола является то, что проходное сечение отверстия, связывающего перепускную полость и полость выходного давления, всегда постоянно. Поэтому при такой конструкции регулятора уровня пола будет наблюдаться повышенный расход сжатого воздуха при небольших естественных колебаниях кузова транспортного средства в процессе его движения.

Этот недостаток устраняется в регуляторе по патенту DE(2), в котором описан регулятор уровня пола транспортного средства, включающий корпус, в котором расположен подвижно уплотненный шток, механически связанный с осью транспортного средства и управляющий двухседельным клапаном, отделяющим полость входного давления от перепускной, разделенной поясом золотникового клапана на верхнюю и нижнюю.

Недостаток конструкции такого регулятора проявляется в том, что его выходные параметры при малых колебаниях кузова настолько нестабильны, что расходные характеристики различных регуляторов могут отличаться на 30-40%.

Причина такой нестабильности заключается в том, что при малых, естественных колебаниях кузова транспортного средства в процессе его движения канал остается все время перекрытым поясом золотникового клапана, расположенного на штоке, и сжатый воздух поступает к упругим элементам подвески через зазор между поясом на штоке и каналом под него в корпусе. Величина этого зазора характеризуется нестабильностью, так как он соизмерим с допусками на диаметры пояса на штоке и канала под него и зависит от точности изготовления. Несовершенство же технологии изготовления приводит к указанным выше недостаткам, а известные конструкции не позволяют их обойти, не повышая класса точности изготовления золотниковой пары и значительного удорожания этих операций.

На устранение этого недостатка было направлено решение, предложенное в патенте РФ «Регулятор уровня пола» (3).

Регулятор содержит корпус, в котором расположен подвижно уплотненный шток, механически связанный с осью транспортного средства и управляющий двухседельным клапаном, отделяющим полость входного давления от перепускной, разделенной поясом золотникового клапана на верхнюю и нижнюю полости. На поясе золотникового клапана выполнен паз, который в полости, перпендикулярной оси штока, имеет вид дуги окружности с центральным углом не более 240°, а радиальный зазор между поясом золотникового клапана и корпусом составляет 0,03 мм.

Такое конструктивное решение было направлено на повышение стабильности выходных параметров регулятора уровня пола, т.к. при малых, естественных колебаниях кузова одновременно перекрываются только 2 канала и не перекрываются 2 других. Решается задача обеспечения постоянной подачи сжатого воздуха к упругим элементам подвески, причем в оптимальных объемах на малых колебаниях кузова открывается один канал на каждый баллон. При больших колебаниях открываются другие каналы, которые были перекрыты поясом золотникового клапана. Таким образом, может быть обеспечена только необходимая достаточность стабильного расхода сжатого воздуха.

Изучение работы регулятора уровня пола АТС в условиях длительной эксплуатации, заявленного в данном патенте, позволило выявить недостатки данного решения, которые заключаются в следующем.

Зазор между поясом золотникового клапана и корпусом, заявленный размером не более 0,03 мм, является расчетным. Влияние же смазки на работу регулятора не учтено, в то время как смазка настолько уменьшает указанный зазор, что нет необходимости выполнять его столь малых размеров, тем более что соблюдение таких допусков усложняет и удорожает технологический процесс. Центральный угол дуги окружности, заявленный «не более 240 градусов» был бы справедлив при отсутствии зазора между штифтом и плунжером, что конструктивно невыполнимо. При наличии же зазора существует возможность поворота плунжера вокруг своей оси, а поворачиваясь, плунжер может нештатно приоткрывать один из каналов, что нарушает стабильность работы регулятора на малых, естественных колебаниях кузова и повышает расход сжатого воздуха.

Происходит это по причине того, что, как показала практика, паз с дугой окружности именно 240 градусов не всегда гарантирует строгую зависимость расхода сжатого воздуха от режимов работы отдельных узлов регулятора. Из изложенного вытекает техническая задача: обеспечение работоспособности и стабильности работы регулятора путем устранения влияния нештатного угла поворота плунжера вокруг своей оси на расходные характеристики и гарантии стабильного расхода сжатого воздуха, поступающего к упругим элементам подвески, а также упрощения технологического процесса при выполнении зазора оптимальной величины между поясом золотникового клапана и корпусом.

Поставленная задача решается за счет того, что в регуляторе уровня пола АТС, содержащем корпус, в котором расположен подвижно уплотненный шток, механически связанный с осью транспортного средства и управляющий двухседельным клапаном, отделяющим полость входного давления от перепускной, разделенной поясом золотникового клапана на верхнюю и нижнюю полости, согласно изобретению пояс золотникового клапана выполнен таким, который образован дугой окружности с центральным углом более 240 градусов, но не более 355 градусов, а радиальный зазор между поясом золотникового клапана и корпусом более 0,03 мм, но не более 0,1 мм.

Заявленное устройство показано на чертежах, где на фиг.1 представлена конструктивная схема предлагаемого регулятора уровня пола, который содержит корпус 1, упругий элемент подвески 2, двухседельный клапан 3, перепускной клапан 4, пружину 5, подвижной шток 6, штифт 7, жестко закрепленный на валу 8, рычаг 9 механической связи с осью транспортного средства, полость входного давления А, верхнюю перепускную полость Б, нижнюю перепускную полость В, полость выходного давления Г, полость Е осевого отверстия в штоке 6, канал I, который не может перекрываться золотниковым поясом на штоке 6, канал II, который может перекрываться на штоке 6, канал III, выполненный в теле штока 6 и соединяющий полости А и Б.

На фиг.2 представлен регулятор сечения Д-Д чертежа на фиг.1, где корпус 1, упругий элемент подвески 2, подвижный шток 6, канал I, который не может перекрываться золотниковым поясом на штоке 6, канал II, который может перекрываться поясом на штоке 6, канал III (фиг.2) выполнен в виде паза на штоке 6. Отверстия, не перекрываемые золотниковым поясом на штоке, выполнены на уровне пояса, при этом пояс золотникового клапана образован дугой окружности с центральным углом не более 355 градусов, что гарантированно перекрывает канал II, независимо от угла поворота штока вокруг своей оси.

В случае когда в полость А (фиг.1) не подается сжатый воздух, клапаны 3 и 4 прижаты к седлам в корпусе 1 при помощи пружины 5, шток 6 подвижно уплотнен в корпусе 1. В штоке 6 выполнен горизонтальный паз, в котором расположен штифт 7, жестко связанный с валом 8. Оси штифта 7 и вала 8 имеют некоторый эксцентриситет. Вал 8 через рычаг 9 соединен с осью транспортного средства. Положение штока 6 определяется кинематическим механизмом связи с осью транспортного средства, поэтому полость Б и В через осевое отверстие в штоке 6 могут быть связаны с атмосферой.

При подаче сжатого воздуха в полость А под действием давления сжатого воздуха клапан 3 прижимается к своему седлу и разобщает полости А и Б. При повороте вала 8 по часовой стрелке штифт 7 начинает скользить по горизонтальному пазу штока 6 и одновременно поднимает шток 6 вверх. Шток 6 прижимается к клапану 3, разобщая тем самым полости Б и В и упругие пневматические элементы с атмосферой. При дальнейшем перемещении штока 6 вверх шток 6 приподнимает клапан 3, отрывая его от седла, сжатый воздух из полости А поступает в полость Б, из нее через канал I в полость Г и далее в упругие элементы подвески 2, давление в упругих элементах начинает повышаться.

При перемещении штока 6 вверх до величины, соответствующей большим перемещениям в подвеске, золотниковый пояс на штоке 6 открывает канал II, увеличивая тем самым суммарное проходное сечение в полость Г, сжатый воздух в полости Г, кроме канала I, из полости Б поступает также через канал III, полость В и канал II. При повороте вала 8 против часовой стрелки шток 6 вместе с клапаном 3 опускаются вниз. Клапан 3 садится на свое седло. В момент, когда клапан 3 закрыт и шток 6 прижат к клапану 3, давление в полостях Б и В и упругих элементах 2 стабилизируется. При дальнейшем опускании штока 6 вниз шток 6 отрывается от клапана 3. Сжатый воздух из упругих элементов 2, полости Г, канала I, полости Б и канала в штоке 6 выходит в атмосферу. Давление в упругих элементах 2 начинает снижаться. При перемещении штока 6 вниз до величины, соответствующей большим перемещениям в подвеске, золотниковый пояс на штоке 6 открывает канал II, увеличивая тем самым суммарное проходное сечение из полости Г. Сжатый воздух из полости Г, кроме канала I, начинает поступать в полость Б также через канал II. Изменение давления в упругих элементах 2 приводит к изменению величины уровня пола автотранспортного средства.

Технический результат - исключение влияния нештатного угла поворота плунжера вокруг своей оси, обеспечение работоспособности регулятора за счет стабильности расхода воздуха и выходной характеристики при упрощении и удешевлении технологического процесса изготовления регулятора, достигаемый в заявляемом изобретении, находится в причинно-следственной связи с новыми конструктивными признаками - выполнением пояса золотникового клапана таким, который образован дугой с центральным углом более 240 градусов, но не более 355 градусов, а радиальный зазор между поясом золотникового клапана и корпусом более 0,03 мм, но не более 0,1 мм.

Источники информации

1. Патент DE №3347435, В60G 17/04, 1985.

2. Патент DE №3333888, В60G 17/04,1985.

3. Патент РФ №21208/62, В60G 17/04, 1998.

Регулятор уровня пола автотранспортного средства, включающий корпус, в котором расположен подвижно уплотненный шток, механически связанный с осью транспортного средства и управляющий двухседельным клапаном, отделяющим полость входного давления от перепускной, разделенной поясом золотникового клапана на верхнюю и нижнюю полости, отличающийся тем, что пояс золотникового клапана выполнен таким, который образован дугой окружности с центральным углом более 240°, но не более 355°, а радиальный зазор между поясом золотникового клапана и корпусом составляет более 0,03 мм, но не более 0,1 мм.