Управляющий клапан для пневматической тормозной системы прицепного транспортного средства

Управляющий клапан для пневматической тормозной системы прицепного транспортного средства

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИ Е

„,94З

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.05.77 (21) 2482750/27-11 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М.К .

В 60 Т 15/18

В 60 Т 13/26

Гасударственный квмнтет

СССР

Опубликовано 15.07.82. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 25.07.82 (53) УДК 629.114. .3-592.52 (088.8) пв денем нзебретеиий и втврытий

L

В. И. Ковалевский, П. И. Мороз, С. Г. Кокин, И. Ф. Демидович, М. С. Высоцкий, Г. В. Мартыненко и В. И.- Борисов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЮЩИЙ КЛАПАН ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ

ТОРМОЗНОЙ СИСТЕМЫ ПРИЦЕПНОГО ТРАНСПОРТНОГО

СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к тормозным приводам прицепных колесных транспортных средств и может найти применение на автомобилях и тракторных прицепах и полуприцепах, оборудованных пневматической тормозной системой.

В любом тормозном приводе сигнал от тормозного крана, управляемого водителем с помощью педали, поступает в управляющую полость ускорительного клапана, установленного на прицепе и соединенного трубопроводами с ресивером и тормозными камерами. При этом давление в тормозных камерах прицепа нарастает с определенным запаздыванием по отношению к росту давления в тормозных камерах тягача. Запаздывание роста давления в тормозных камерах прицепа обусловлено несколькими факторами, а именно: значительной протяженностью магистрали управления тормозами прицепа (от тормозного крана на тягаче до управляющей полости ускорительного клапана), превосходящей в несколько раз длину трубопроводов от ресиверов к тормозным камерам тягача, в связи с чем управляющий сигнал поступает в управляющую полость ускорительного клапана с запаздыванием; наличием зоны нечувствительности в ускорительном клапане, обеспечивающей определенный перепад между давлением в управляющей полости и давлением в выходной полости клапана.

В связи с запаздыванием срабатывания тормозов прицепа возникают трудности в применении такого привода на длиннобазных автопоездах, так как указанное запаз-. дывание при весьма длинной магистрали управления возрастает до значительных пределов, что приводит к складыванию автопоезда при торможении.

Для обеспечения безопасности движения автомобилей с прицепами необходим такой

15 тормозной привод, который позволял бы останавливать движущийся автопоезд без нарушения продольной устойчивости при его торможении. Для сохранения продольной устойчивости автопоезда при торможении привод должен обеспечивать опережение срабатывания тормозов прицепа по отношению к срабатыванию тормозов тягача.

С целью исключения складывания автопоездов при торможении в тормозном приводе прицепных колесных транспортных

943048

Зо

35 0

50 средств применяют специальные устройства для обеспечения опережения торможения прицепа (1).

Данный тормозной привод содержит соединительные головки, магистрали питания и управления, ресиверы пневматически управляемые клапаны (воздухораспределитель тормозов прицепа и ускорительный клапан) и трубопроводы, соединяющие перечисленные аппараты известным образом.

При этом, ускорительный клапан соединен трубопроводами с соединительной головкой магистрали управления, соединительной головкой магистрали питания, а его выходная полость — с управляющей полостью воздухораспределительного клапана. Воздухораспределительный клапан, кроме того, соединен трубопроводами с соединительной головкой питающей магистрали, ресивером и тормозными камерами.

Следящий поршень ускорительного клапана выполнен неразъемным со ступенчатым штоком, торец большей ступени которого взаимодействует с размещенным в корпусе клапана подвижным поршнем, подпружиненным регулируемой пружиной, опирающейся на упор, закрепленный на корпусе, а торец упомянутого ступенчатого штока с осевым отверстием, сообщенным с атмосферой, взаимодействует с клапаном, расположенным. в полости, подключенной к питающей магистрали.

Однако известный тормозной привод характеризуется сложностью и недостаточной надежностью. Действительно, для его осуществления необходимы два пневматически управляемых аппарата: воздухораспределитель тормозов прицепа и ускорительный клапан с устройством регулирования опережения торМожения, большое количество трубопроводов, арматуры и соединений, что указывает на его сложность. Кроме того, наличие большого количества аппаратов, трубопроводов и их соединений снижает надежность тормозного привода, так как в каждом аппарате, трубопроводе и их соединении возможно появление неисправности, приводящей к отказу в работе всего привода.

Наиболее близким конструктивным решением к изобретению является клапан для пневматической системы, содержащий корпус, разделенный следящим устройством на полость управления и полость для подключения тормозных камер, и перепускной клапан. В исходном положении полость тормозных камер изолирована от полости ресивера и соединена с вентиляционным отверстием через осевой канал перепускного клапана и открытое проходное сечение между уплотнителем и поршнем следящего устройства. При подаче давления в управляющую полость поршень перемещается вниз и упирает в уплотнитель выпускного клапана, изолируя полость тормозных камер от атмоеферы-.

Дальнейшее перемещение поршня вниз приводит к тому, что уплотнитель впускного клапана отходит от внутреннего фланца корпуса и полость тормозных камер соединяется с полостью ресивера. При уменьшении давления в полости управления пружины возвращают подвижные элементы клапана в исходное положение (2).

Клапан обладает недостатком, заключающимся в его неспособности обеспечить опережение торможения прицепа. Действительно, при повышении давления в управляющей магистрали. происходит перетекание сжатого воздуха из ресивера в тормозные камеры. Одновременно из полости тормозных камер сжатый воздух воздействует на управляющий поршень в направлении обратном действию на него сжатого воздуха из управляющей полости. В связи с наличием в ускорительном клапане зоны нечувствительности из-за герметизации впускного клапана, потерь на трение и противодействия возвратных пружин открытию впускного клапана, давление в полости тормозных камер прицепа всегда меньше давления в управляющей полости, т. е. давления поступающего от тормозного крана в тормозные камеры тягача и магистраль управления тормозами прицепа. Следовательно, применение известного ускорительного клапана в тормозном приводе прицелов обеспечивает запаздывание срабатывания тормозов прицепа по отношению к срабатыванию тормозов тягача.

Цель изобретения — повышение эффективности управления путем опережения роста тормозного давления по отношению к росту давления в полости управления.

Указанная цель достигается тем, что корпус выполнен с перегородкой, образующей со следящим устройтвом камеру противодавления, сообщенную с полостью подключения тормозных камер, посредством двух подпружиненных клапанов, один из которых установлен в камере противодавления, а другой — в полости подключения тормозных камер.

Целесообразно следящее устройство выполнить в виде двух жестко связанных подпружиненных поршней, при этом упомянутые полость управления и камера противодавления образованы корпусом и разными поршнями, а в корпусе выполнены каналы для подключения к питающей магистрали полостей между поршнями.

Кроме того, пружина клапана в лолости подключения тормозных камер установлена с меньшим предварительным напряжением, чем пружина другого клапана.

Предпочтительно, клапан, установленный в камере противодавления, снабдить регулировочным устройством напряжения пружины.

943048

Регулировочное устройство может быть выполнено в виде поршня, винта и гайки.

На фиг. 1 представлена схема тормозного привода с управляющим клапаном; на фиг. 2 — управляющий клапан (ускоритель), разрез; на фиг. 3 — схема двухпроводного привода; на фиг. 4 — управляющий клапан (воздухораспределитель) для привода на фиг. 3.

Тормозная система прицепного транспортного средства содержит головки 1 и 2 магистралей управления и питание, трубопроводы 3 и 4, управляющий клапан 5 (воздухораспределитель, ускоритель), сообщенный трубопроводом 6 с ресивером 7, а трубопроводом 8 — с тормозными камерами 9.

В приливе 10 корпуса пневматически управляемого клапана 5 выполнено устройство для регулирования опережения торможения прицепа.

Величина опережения торможения прицепа изменяется, например, с помощью винта 11 и гайки 12 (с помощью, например, 20 ручки переключения или регулйровочного кольца) .

Управляющий клапан 5 содержит корпус

13, выполненный с перегородкой 14, разделяющей полость с отверстием 15 для под- 25 ключения тормозных камер прицепа и впускной элемент 16 перепускного клапана 17 от камеры противодавления 18, управляющего следящего поршня 19. Следящий поршень

l9 взаимодействует с цилиндрическими направляющими поверхностями корпуса, уп- 30 лотненными, например, резиновыми кольцами 20 и 21, и подпружинен пружиной 22.

:На торце клапана 17 расположен выпускной уплотнительный элемент 23, а на цилиндрической повехности — уплотнительное кольцо 24, которым клапан сопряжен с крышкой 25, герметично установленной в корпусе. Клапан подпружинен пружиной 26.

В приливе перегородки 14 корпуса 13 расположен обратный клапан 27, подпружиненный слабой пружиной 28 со стороны 40 полости подключения тормозных камер.

В нормальном состоянии обратный клапан 27 своим уплотнительным кольцом сопряжен с торцом, концентричным сверлению

29 в полость противодавления 18 следяще- 45 го поршня 19, которая через сверление 30 постоянно сообщена с полостью 31. В полости 31 установлена пружина 32 другого обратного клапана 33, а сама полость герметизируется, например, с помощью колец 50

34 и 35 поршня 36 и крышки 37. Регулировка величины противодавления, иоступающего в камеру 18, или напряжения пружины 32 регулируется, например, с помощью винта 11 и гайки 12. Обратный клапан 33 своим уплотнительным элементом 38 под 55 воздействием пружины 32 упирается в торцевую стенку канала 39. В нормальном сос1

6 тоянии канал 39, как и отверстие 15, сообщен посредством канала 40 и сверления 4! с атмосферой. Пылепредохранитель 42 предохраняет внутренние полости клапана 5 от загрязнения. Полость 43 подключается к ресиверу 7 с помощью трубопровода 6. Клапан имеет крышку 44, которая герметизируется, например, уплотнительным кольцом

45 и образует полость управления 46, подключенную к трубопроводу 3.

Для использования клапана 5 в двухпроводной схеме привода по фиг. 3 дополнительный корпусной элемент 47 сопряжен и уплотнен относительно корпуса 13 уплотнительным кольцом 48. Следящее устройство выполнено в виде двух жестко связанных поршней 49 и 19.

Жесткость соединения достигается с помощью стопорного кольца 50 (или гайки) для штока 51 поршня 19. Указанный шток проходит через центральное отверстие в перегородке 52 элемента 47 и уплотнен в ней уплотнительным кольцом 53. Соединение поршня 49 со штоком 51 герметизируется кольцом 54. В элементе 47 расположен обратный клапан (клапан-манжета) 55, который изображен схематично, и выполнены каналы 56, 57 и 58.

Указанные каналы сообщают полости

59 и 60 между поршнями 19 и 49, а также, полость 43 с питающим трубопроводом 4.

Питающая часть схемы на фиг. 1 не показана и в состоянии расторможения в соединительной головке 1, трубопроводе 3 и полости 46 давление отсутствует. Вследствие этого поршни 19 и 49 под воздействием усилия пружины 22, а клапан 17 под усилием пружины 26 находятся в крайнем верхнем положении. При этом, уплотнительный элемент 16 клапана 17 взаимодействует с торцевой поверхностью корпуса 13 и разобщает полости 43 и 15, а торец поршня 19 установлен с зазором относительно уплотнительного элемента 23 клапана 17, в связи с чем полость 15 подключения тормозных камер 9 через каналы 40 и 41 сообщены с атмосферой.

Сжатый воздух из пневмосистемы тягача через соединительную головку 2, трубопровод 4 поступает в канал 56 и полость 60.

Огибая уплотнительные кромки клапана— манжеты 55, сжатый воздух по каналам 57 и 58 поступает в полости 43 и 59 и по трубопроводу 6 — в ресивер 7. Воздействуя из полости 43 на клапан 17, сжатый воздух прижимает уплотнительный элемент 16 к торцевой поверхности корпуса 13, герметизирует полость 43.

Работа управляющего клапана 5 в качестве воздухораспределителя (фиг. 4) происходит следующим образом.

При торможении сжатый воздух через . соединительную головку 1 по трубопроводу

943048

3 подается в управляющую полость 46. Под воздействием сжатого воздуха из полости

46 поршни 19 и 49 перемещаются вниз до упора торцевой поверхностью поршня 19 в уплотнительный элемент 23. При этом полость 15, трубопроводы 8 и тормозные камеры 9 разобщаются с атмосферой. При дальнейшем повышении давления в полости

46, вместе с поршнями 19 и 49 перемещается вниз клапан 17, в результате чего уплотнительный элемент 16 отрывается от торцевой поверхности корпуса 13 и полость 43, ресивер 7 и трубопровод 6 сообщаются с полостью 15, трубопроводом 8 и тормозными камерами 9. Сжатый воздух из ресивера

7 поступает в тормозные камеры 9, осуществляя торможение прицепа.

Одновременно сжатый воздух воздействует на обратный клапан 27, прижимая его к торцевой поверхности перегородки 14 и разобщая полости 15 и 18. Через обратный клапан 27 сжатый воздух в полость 18 не о проходит. Через канал 39 сжатый воздух воздействует на клапан 33, подпружиненный регулируемой пружиной 32. До . тех пор, пока сила от воздействия сжатого воздуха на клапан 33 не достигает значения, равного усилию пружины 32, сжатый воздух через каналы 30 и 39 и клапан 33 .в полость 18 не поступает, в то время как давление в полости 15 трубопровода 8 и тормозных камерах 9 возрастает. При этом усилие пружины 32 можно изменять в таких пределах, что рост давления в полости 15 и тормозных камерах 9 будет значительно опережать рост давления в управляющей полости 46, а следовательно, и в тормозных камерах тягача.

При достижении в полости 15 давления, зз при котором сила сжатого воздуха на клапан 33 станет равной усилию пружины 32, уплотнительный элемент 38 оторвется от торцевой поверхности корпуса и сжатый воздух поступит в полость 31, а по каналу

30 — .в полость 18. Из полости 31 на кла40 пан 33 воздействует сжатый воздух и пружина 32, а со стороны полости 15 — только сжатый воздух, поэтому давление в полостях 18 и 31 всегда меньше на величину, необходимую для создания. силы, воздейст- 45 вующей на клапан 33, равной силе пружины 32.

Поскольку давление в управляющей магистрали 3 и полости 46 уравновешивается противодавлением из полости 18, то в по50 лости 15, трубопроводе 8 и тормозных камерах 9 давление всегда большее. Этим и обеспечивается опережение роста давления в тормозных камерах прицепа.

Регулировка пружины 32 осуществляется с помощью винта 11, который фиксируется ss с помощью поршня 36 и гайки 12. При растормаживании, когда давление в трубопроводе 3 и полости 46 уменьшается, поршни

19 и 49 перемещаются вверх, при этом торцевая поверхность поршня 19 отрывается от уплотнительного элемента 23 и сжатый воздух из полости 15, трубопровода 8 и камер 9 через каналы 40 и 41 поступает в атмосферу. После того как давление в полости 15 станет равным давлению в полости

18, сжатый воздух из полости 18 начнет выходить в атмосферу через обратный клапан 27 и каналы 29, 40 и 41.

Если из соединительной головки 2 трубопровода 4 и полости 60 выпускать сжатый воздух (когда полость 46 сообщена с атмосферой), то под воздействием разности давлений в каналах 56 и 57 и соответствующих полостях, клапан-манжета 55 перемещается вверх до упора и своими уплотнительными кромками разобщает каналы 57 и 58 от канала 56. При этом, в канале 56 и полости

60 давление уменьшается, а в каналах 57 и 58 и в полостях 43 и 59 поддерживается максимальным. В результате воздействия избыточной силы из полости 59 на поршень ,19, последний вместе с поршнем 40 перемещается вниз до посадки торцевой поверхностью на уплотнительный элемент 23 впускного клапана и разобщения полости 15, трубопровода 8 и тормозных камер 9 с атмосферой. При дальнейшем падении давления в трубопроводе 3 и полости 60 поршни

19 и 49 вместе с клапаном 17 перемещаются вниз, уплотнительный элемент 16 отрывается от торцевой поверхности корпуса 13 и полости 43 и 15 сообщаются между собой.

Сжатый воздух из ресивера 7 по трубопроводам 6 и 8 перетекает в тормозные камеры 9. Дальнейшая работа клапана и привода уже описана выше. Так, например, дбеспечивается торможение прицепа при его обрыве от тягача.

На фиг. 2 изображен пневматический управляемый клапан 5, предназначенный для использования, как ускорительный, в тормозном приводе.

На фиг. 1 изображены только узлы и аппараты тормозного привода, подключаемые к клапану 5, остальные элементы привода не изображены. Клапан по фиг. 2 аналогичен клапану по фиг. 4. Отличие состоит в отсутствии второго следящего поршня 49 и соответствующем изменении корпуса.

При торможении, когда превышается давление в соединительной головке 1, трубопроводе 3 и управляющей полости 46, поршень 19 перемещается вниз (взаимодействие деталей клапана описано выше), тормозные камеры 9 и трубопровод 8 разобщаются от атмосферы. При дальнейшем повышении давления в полости 46 ресивер 7 и трубопровод 6 сообщаются с трубопроводом 8 и тормозными камерами 9. Сжатый воздух из ресивера 7 перетекает в тормозные камеры 9, вызывая торможение прицепа.

943048

10

При падении давления в полости 46, соединительной головке 1 и трубопроводе 3 происходит растормаживание прицепа точно также, как описано выше. При использовании в приводе клапана по фиг. 2. торможение прицепа в случае его отрыва от тягача

5 осуществляется при помощи второго клапана (аварийно-ускорительного, на фиг. 1 не изображен) .

Таким образом, торможение прицепа в случае его отрыва от тягача предлагаемым о приводом обеспечивается точно также, как всеми известными тормозными приводами: .если в приводе применен воздухораспределитель, то воздухораспределителем; если

1 для служебного торможения применен ускорительный клапан, то для осуществления аварийного торможения устанавливается дополнительный аварийно-ускорительный клапан.

Экономический эффект от использования изобретения заключается в повышении бе- go зопасности движения автомобильных и тракторных поездов, увеличении скорости движения и производительности автомобильного транспорта, в упрощении тормозного привода за счет аннулирования одного пневмоаппарата, части трубопроводов, ар- 5 матуры и их соединений. Кроме того, при использовании предлагаемого пневматически управляемого клапана в тормозном приводе прицепа, обеспечивается возможность упростить и тормозной привод автомобилятягача за счет аннулирования клапана управления тормозами прицепа, части трубопроводов, арматуры и их соединений. При этом технические характеристики тормозного привода автопоезда улучшаются за счет обеспечения широкого диапазона регу- зз лирования опережения торможения прицепа.

Формула изобретения

1. Управляющий клапан для пневматической тормозной системы прицепного транспортного средства, содержащий корпус, разделенный следящим устройством на полость управления и полость для подключения тормозных камер, и перепускной клапан, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности управления путем опережения роста тормозного давления по отношению к росту давления в полости управления, корпус выполнен. с перегородкой, образующей со следящим устройством камеру противодавления, сообщенную с полостью для подключения тормозных камер посредством двух подпружиненных клапанов, один из которых установлен в камере противодавления, а другой — в полости для подключения тормозных камер.

2. Клапан по п. 1, отличающийся тем, что следящее устройство выполнено в виде двух жестко связанных подпружиненных поршней, при этом упомянутые полость управления и камера противодавления образованы корпусом и разными поршнями, а в корпусе выполнены каналы для подключения к питающей магистрали полостей между поршнями.

3. Клапан по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что пружина клапана в полости для подключения тормозных камер установлена с меньшим предварительным напряжением, чем пружина другого клапана.

4. Клапан по пп. 1 — 3, отличающийся тем что установленный в камере противодавления клапан снабжен регулировочным устройством напряжения пружины.

5. Клапан по п. 4, отличающийся тем, что регулировочное устройство выполнено в виде поршня, винта и гайки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 412046, кл. В 60 Т 15/42, 1974.

2. Патент.США № 3858610, кл. 137/627.5, 1975(прототип).

943048

УФб Я Я агц и иг. Ф

Составитель В. Чернов

Редактор С. Запесочный Техред А. Бойкас Корректор А. Гриценко

Заказ 4980/22 Тираж 718 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4