ГЛАВНЫЙ ТОРМОЗНОЙ ЦИЛИНДР
PRINCIPAL BRAKING CYLINDER

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в автомобилях с гидравлическим приводом тормозов.
Известен главный тормозной цилиндр, патент России №2254248, В60Т 11/16, публикация 20.06.2005 г. (аналог), включающий корпус цилиндра, первичный и вторичный поршни, имеющие возможность скользить в корпусе цилиндра и сжимать текущую среду в полости давления, связанной с резервуаром для текущей среды посредством соединителя, находящегося на корпусе цилиндра, хвостовик первичного поршня, уплотненный манжетой, установленной в отверстии направляющей втулки, упорную шайбу. При этом каждый из поршней имеет установленный в осевом отверстии клапан, снабженный уплотнительной втулкой и пружиной. Каждый из клапанов выполнен с уплотнительной втулкой и подвижным относительно поршня с возможностью открытия и закрытия клапана.
Недостатками данной конструкции главного тормозного цилиндра являются: увеличенный осевой размер, т.к. первичный поршень имеет хвостовик, длина которого определяется размерами уплотнительной манжеты, упорной шайбы, направляющей втулки и величиной суммарного хода поршней, что существенно увеличивает осевой размер главного тормозного цилиндра; большая зона нечувствительности в исходном состоянии. Так как функционально усилие пружины вторичного поршня должно быть больше усилия пружины первичного поршня, то при воздействии на первичный поршень сначала закроется клапан первичного поршня и только после этого начнет закрываться клапан вторичного поршня. То есть при последовательном закрытии клапанов зона нечувствительности определяется суммой зазоров в клапанах (в исходном состоянии).
Известен главный тормозной цилиндр, патент США №5477681, В60Т 11/20, опубликован 26.12.95 (прототип), включающий корпус цилиндра, первичный и вторичный поршни, один центральный клапан, установленный во вторичном поршне и один центральный клапан, установленный в донной части корпуса цилиндра. Вторичный поршень имеет широкую проточку, образующую между уплотненными торцами поршня и стенкой цилиндра полость, соединенную с компенсационным каналом, причем эта полость радиальным и осевым отверстием соединена с полостью давления первичного поршня. Осевое отверстие закрыто центральным клапаном, нагруженным пружиной. В исходном состоянии клапан принудительно открывается штоком, который соединен с первичным поршнем. В данной части корпуса цилиндра выполнен канал, соединенный с компенсационным бачком. Канал закрывается клапаном, который аналогичен клапану, расположенному во вторичном поршне. Между донной частью корпуса цилиндра и передним торцом вторичного поршня, а также между задним торцом вторичного и передним торцом первичного поршня установлены предварительно сжатые возвратные пружины поршней.
Недостатком этого главного тормозного цилиндра является большая зона нечувствительности в исходном состоянии, которая определяется суммой зазоров в клапанах (в исходном состоянии), т.к. они закрываются последовательно, потому что закрытие каждого клапана определяется движением разных элементов, а именно первичного и вторичного поршней. Характер движения поршней определяется соотношением усилий их возвратных пружин. Если пружина первичного поршня слабее, то сперва закроется клапан первичной полости и только затем закроется клапан вторичной полости, если слабее пружина вторичного поршня, то наоборот сперва закроется клапан вторичной полости, а затем клапан первичной.
В основу изобретения поставлена задача совершенствования рабочего процесса главного тормозного цилиндра путем управления клапанами движением общего элемента - вторичного поршня, что позволяет уменьшить зону нечувствительности в исходном состоянии.
Решение указанной задачи достигается за счет того, что главный тормозной цилиндр, в корпусе которого расположены первичный и вторичный поршни с пружинами, образующие первичную и вторичную полости сжатия, в канавке между торцами вторичного поршня, уплотненными относительно стенки корпуса, сформирована компенсационная полость первичной полости сжатия, в центральном отверстии вторичного поршня размещен подпружиненный клапан первичной полости сжатия, выполненный с возможностью разобщения этих полостей, в донной части корпуса, в которой сформирована компенсационная полость вторичной полости сжатия, установлен подпружиненный клапан вторичной полости сжатия с элементами управления, механически связанными со вторичным поршнем, согласно изобретению в корпусе выполнено радиальное отверстие, в котором установлен упор вторичного поршня с возможностью механического взаимодействия с боковыми стенками канавки, выполненной между торцами вторичного поршня, а элемент управления клапаном первичной полости сжатия выполнен в виде двуплечего рычага, размещенного в радиальном отверстии вторичного поршня, причем одно плечо рычага механически связано с толкателем клапана первичной полости сжатия, а второе плечо рычага выполнено с возможностью механического контакта с упором вторичного поршня в исходном состоянии.
Сущность изобретения поясняется на чертежах:
на фиг.1 - продольное сечение главного тормозного цилиндра;
на фиг.2 - увеличенное сечение донного клапана;
на фиг.3 - увеличенное сечение клапана во вторичном поршне.
На прилагаемых чертежах изображен главный тормозной цилиндр тандемного типа, имеющий корпус 1, содержащий первичный и вторичный поршни, обозначенные 2 и 3 соответственно. При этом первичный поршень 2 выполнен в виде уплотненной относительно корпуса 1 детали с возможностью механического взаимодействия со штоком педали тормоза или штоком вакуумного (или любого другого типа) усилителя. Вторичный поршень 3 выполнен с двумя уплотнениями 4 и 5, центральным отверстием 6, радиальным отверстием 7, продольным пазом 8 и кольцевой канавкой 9.
Вторичный поршень 3 соединен с первичным поршнем 1 посредством пружины 10. Причем пружина 10 предварительно сжата с помощью втулки 11, штанги 12 с заплечиками и пяты 13. При этом втулка 11 и штанга 12 выполнены с возможностью относительного перемещения при сжатии пружины 10. Между донной частью 14 корпуса 1 и вторичным поршнем 3 установлена пружина 15.
Пружина 15 удерживает вторичный поршень 3 возле упора 16 вторичного поршня 3. Между первичным поршнем 2, вторичным поршнем 3 и стенками корпуса 1 сформирована первичная полость сжатия 17. Между вторичным поршнем 3, стенками корпуса 1 сформирована вторичная полость сжатия 18.
Рабочая часть упора 16 вторичного поршня 3, закрепленного на корпусе 1, входит в продольный паз 8 вторичного поршня 3. Между рабочей частью упора 16 вторичного поршня 3 и торцевой стенкой продольного паза 8 вторичного поршня 3 помещено ведущее плечо рычага 19 управления центральным клапаном 20 первичной полости сжатия 17, расположенного в центральном отверстии 6 поршня 3.
Центральный клапан 20 первичной полости сжатия 17 состоит из затвора 21, нагруженного пружиной 22 в сторону седла 23, и хвостовика с толкателем 24. Центральный клапан 25 вторичной полости сжатия 18 расположен в отверстии 26 донной части 14 корпуса 1 и состоит из затвора 27, нагруженного пружиной 28 в сторону седла 29, и хвостовика 30 с заплечиками. Пружина 28 установлена на пяте 31, закрепленной на донной части 14 корпуса 1, а заплечики хвостовика 30 выполнены с возможностью механического взаимодействия с упором, установленным на вторичном поршне 3. Упор центрального клапана 25 вторичной полости выполнен в виде штанги 32 и втулки 33, закрепленной на поршне 3. Причем штанга 32 и втулка 33 выполнены с возможностью относительного перемещения при движении поршня 3.
Кольцевая канавка 9 поршня 3 и стенки корпуса 1 образуют компенсационную полость 34, сообщающуюся с резервуаром жидкости. Центральный клапан 20 выполнен с возможностью сообщения и разобщения компенсационной полости 34 и первичной полости сжатия 17.
Отверстие в донной части 14 корпуса 1 образует компенсационную полость 35, сообщающуюся с резервуаром жидкости. Центральный клапан 25 выполнен с возможностью сообщения и разобщения компенсационной полости 35 и вторичной полости сжатия 18.
Полости сжатия 17 и 18 посредством отверстий 36 и 37 сообщаются с тормозными контурами.
В исходном состоянии главного тормозного цилиндра пружина 15 прижимает вторичный поршень 3 в сторону упора вторичного поршня 16. При этом ведущее плечо рычага 19 взаимодействует с рабочей частью упора вторичного поршня 16, а его ведомое плечо воздействует на толкатель хвостовика 24 и удерживает затвор 21 в отведенном состоянии от седла 23, преодолевая усилие пружины 22. При этом клапан 20 обеспечивает сообщение полостей 17 и 34. Также поршень 3, расположенный возле упора 16, воздействует посредством втулки 33 и штанги 32 на заплечики хвостовика 30 и удерживает затвор 27 в отведенном состоянии от седла 29, преодолевая усилие пружины 28.
Первичный поршень 2 располагается на расстоянии, определяемом втулкой 11 и штангой 12, от вторичного поршня 3 посредством пружины 10. Причем в исходном состоянии усилие пружины 15 меньше усилия пружины 10, предварительно сжатой между втулкой 11 и пятой 13.
При торможении водитель надавливает на педаль, и шток воздействует на первичный поршень 2. Так как усилие пружины 10 больше усилия пружины 15, то поршни 2 и 3 начнут одновременно перемещаться.
После начала движения поршней 2 и 3 боковая стенка продольного паза 8 отодвигается от рабочей части упора 16, освобождая при этом ведущее плечо рычага 19, и пружина 22 переместит затвор 21 в сторону седла 23, закроет клапан 20 и разобщит полости 17 и 34. Одновременно с этим втулка 33 и штанга 32, перемещаясь, освобождают хвостовик 30, и пружина 28 перемещает хвостовик 30 с затвором 27 в сторону седла 29 и клапан 25 закрывается и разобщает полости 18 и 35. Дальнейшее движение поршней вызывает повышение давления в полостях сжатия 17, 18 и соответствующих тормозных контурах.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках 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 предложенное устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их 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, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».