ТОРМОЗНАЯ КАМЕРА С ПРУЖИННЫМ ЭНЕРГОАККУМУЛЯТОРОМ

Полезная модель А относится к машиностроению, а именно к тормозным системам автотранспортных средств. Известна комбинированная тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором для привода рабочего и стояночного тормозов, содержащая приводимый в действие пружиной энергоаккумулятора поршень, шток которого исполнен полым и на своем переднем, проходящем через перегородку между цилиндром рабочего тормоза и цилиндром пружинного энергоаккумулятора, конце, имеет толкатель, который при приведении в действие пружинного энергоаккумулятора может воздействовать через диафрагму рабочего тормоза на связанную с тормозным механизмом головку штока тормозной камеры, выходной конец штока пропущен через отверстие в камере, размер которого значительно превышает диаметр штока, для возможности углового смещения при выдвижении и вытягивании штока, отверстие защищено уплотнительным гофрированным чехлом, надетым на шток, надпоршневая полость энергоаккумулятора соединяется с атмосферой дренажной трубкой [1].
Однако у этой конструкции недостаточная надежность тормозной камеры вследствие загрязнения надпоршневой полости энергоаккумулятора из-за подсоса неочищенного воздуха из атмосферы через дренажную трубку и уплотнительный гофрированный чехол, надетый на шток и закрепленный на корпус камеры.
Наиболее близкой к предлагаемой заявке является тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором [2], содержащая секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной поршнем на нагнетательную и пружинную полости, обратный клапан для сообщения пружинной полости с атмосферой и перепускной клапан, встроенный в поршень для сообщения нагнетательной полости с пружинной, подвижный узел которого подпружинен в сторону нагнетательной полости, подвижный узел перепускного клапана выполнен из двух связанных между собой запорных элементов с разной эффективной площадью, при этом запорный элемент с большей эффективной площадью расположен со стороны пружинной полости, а седла под запорные элементы выполнены со стороны нагнетательной полости.
Перепускной клапан снабжен фиксирующим элементом для регулирования усилия его пружины. Связь между запорными элементами выполнена регулируемой. В запорном элементе с большей эффективной площадью выполнен обратный клапан, обеспечивающий проход воздуха из пружинной полости в полость между запорными элементами. Для возможности совершать угловое качание штоку при его выдвижении или втягивании во время торможения в корпусе камеры выполнено отверстие, диаметр которого значительно превышает диаметр штока. На шток надет защитный чехол, закрепленный на корпусе камеры. Однако упомянутая конструкция не обеспечивает достаточно надежности тормозной камеры вследствие загрязнения секции рабочего торможения при попадании пыли, грязи, воды и других включений из-за подсоса воздуха из атмосферы через дренажные отверстия в корпусе камеры. Обратный клапан, имеющийся на цилиндре энергоаккумулятора и предназначенный для выпуска при сжатии пружины образующегося избыточного давления воздуха из-под поршневого пространства в атмосферу, не может надежно защитить от попадания загрязнений в поршневую полость, т.к. в результате внешних климатических воздействий, например, воды, мороза, а также внешних механических воздействий, например, удара по клапану посторонним предметом во время движения автомобиля, корпус клапана может подвергнуться разрушению. Также недостатком известной конструкции является сложность в изготовлении подвижного узла клапана, требующая достаточно высокой точности, т.к. он имеет два связанных между собой запорных элемента.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности тормозной камеры с пружинным аккумулятором за счет исключения возможности проникновения загрязнений во внутренние полости секции пружинного энергоаккумулятора и секции рабочего торможения, упрощение конструкции перепускного клапана.
Поставленная задача достигается тем, что в тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором, содержащей секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной мембраной на нагнетательную и пружинную полости, в толкателе штока размещен перепускной клапан, подвижный узел которого подпружинен в сторону нагнетательной полости секции рабочего торможения, пружина клапана опирается на неподвижный упор с отверстием для прохода воздуха из пружинной полости энергоаккумулятора во внутреннюю полость клапана, в корпусе клапана выполнены канавки и радиальные отверстия для сообщения с нагнетательной полостью рабочей тормозной секции. Подвижный элемент перепускного клапана выполнен из эластично-упругого материала в форме колпачка, один из торцов которого имеет форму манжетного уплотнения, а другой глухим донышком опирается на выступы в донышке корпуса, которое снабжено осевым отверстием для прохода воздуха к клапану из нагнетательной полости камеры рабочего торможения. Клапан с большей эффективной площадью расположен со стороны нагнетательной полости секции рабочего торможения. Корпус секции рабочего торможения снабжен уплотнительным кольцом, через которое пропущен вильчатый шток. Кольцо сопряжено со стенкой корпуса с возможностью радиального смещения за счет того, что проточка, выполненная на внешней цилиндрической поверхности и сопряженная с отверстием, имеет диаметр меньше диаметра отверстия в корпусе, а наружный диаметр кольца значительно больше диаметра отверстия, за счет чего обеспечивается гарантированное перекрытие отверстия камеры секции рабочего торможения. Сопряжение уплотнительного кольца с корпусом камеры позволяет вильчатому штоку совершать качание при его выдвижении и втягивании во время работы.
Заявляемое техническое решение поясняется графическими изображениями, где:
- на фиг.1 представлена тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором в расторможенном положении;
- на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, вариант выполнения перепускного клапана.
Тормозная камера состоит из камеры 1 рабочей тормозной системы и цилиндра пружинного энергоаккумулятора 2, разделенные крышкой 3. В камере 1 имеется диафрагма 4, взаимодействующая с вильчатым штоком 5, а пружиной 6 диафрагма 4 и вильчатый шток 5 отжимаются к крышке 3, имеется вывод 7, через который поступает воздух из привода рабочих тормозов в силовую полость 8 над диафрагмой 4.
В пружинном энергоаккумуляторе имеется диафрагма 9, приводимая в действие пружиной 10. Диафрагма 9 разделяет энергоаккумулятор на две полости - нагнетательную 11 и пружинную 12. Нагнетательная полость через вывод 13 соединена с приводом стояночной тормозной системы. Шток 14 диафрагмы 9 выполнен полым и на своем конце имеет толкатель 15, в котором размещен перепускной клапан 16, установленный в корпусе 17. Подвижный элемент клапана 16 выполнен из упруго-пластичного материала в форме колпачка с манжетно-воротниковым уплотнением 18, который донышком 19 поджимается к выступам 20 в донышке корпуса 17. Донышко корпуса 17 снабжено по центру осевым отверстием 22, через которое воздух из нагнетательной полости 8 может поступить к подвижному элементу клапана 16. Перепускной клапан 16 под действием пружины 23 обеспечивает надежный проход воздуха из полости 12 энергоаккумулятора в полость 8, которая через систему трубопровода тормозной системы соединена с системой подачи сжатого воздуха или с атмосферой. Пружина 23, поджимающая клапан 16, опирается на неподвижный упор 24, снабженный отверстием 25 для прохода воздуха из пружинной полости 12 во внутреннюю полость клапана 16. Упор 24 зафиксирован в корпусе 17 стопорным кольцом 26. В корпусе 17 выполнены каналы 27 и отверстия в стенке корпуса 17 для соединения полости 8 с полостью 12. В корпусе 1 секции рабочего торможения установлено уплотнительное кольцо 28, через которое пропущен вильчатый шток 5. Кольцо 28 сопряжено с отверстием 29 корпуса проточкой, выполненной на его внешней цилиндрической поверхности, диаметр которой меньше, чем диаметр отверстия 29 в корпусе, а наружный диаметр цилиндрической поверхности кольца больше диаметра отверстия 29. Энергоаккумулятор снабжен винтом 30, который ввинчен в бобышку 31, приваренную к корпусу. Тормозная камера работает следующим образом. В исходном положении (при движении автомобиля и при отсутствии необходимости торможения) сжатый воздух подается только в полость 11 энергоаккумулятора. При этом диафрагма вместе со штоком 14 занимает верхнее положение. При сжатии пружины 10 воздух, вытесняемый из наддиафрагменного пространства 12, удаляется в атмосферу через полый шток 14 и перепускной клапан (через отверстие 25, каналы 27 и отверстия в стенке корпуса 17), через наддиафрагменную полость 8, подвод 7 камеры и далее через тормозную пневмосистему автомобиля. Подвижный элемент клапана 16 под действием пружины 23 отжат до упора в выступы 20 корпуса 17.
При рабочем торможении сжатый воздух подается через подвод 7 в наддиафрагменное пространство 8 тормозной камеры. Диафрагма 4, прогибаясь, воздействует на вильчатый шток 5, который, перемещаясь, поворачивает регулировочный рычаг с разжимным кулаком рабочего тормоза, производя торможение.
Сжатый воздух в наддиафрагменном пространстве 8 воздействует через отверстие 22 в корпусе 17 перепускного клапана 16 и каналы 27 на его подвижный элемент и перемещает его, сжимая пружину 22. При этом боковые отверстия и каналы 27 оказываются перекрытыми манжетными воротниковым уплотнением 18, а полость 12 энергоаккумулятора отсеченной от воздействия сжатого воздуха камеры. Диафрагма 9 энергоаккумулятора находится в исходном положении. При сбросе давления сжатый воздух через тормозной кран удаляется из наддиафрагменного пространства в атмосферу и детали тормозной камер занимают исходное положение, происходит растормаживание. Подвижный элемент пружиной 22 отжимается в исходное положение, открыв отверстия и каналы 27.
При пользовании стояночным тормозом или при аварийном торможении в случае выхода из строя контура рабочих тормозов сжатый воздух из наддиафрагменной полости 11 энергоаакумулятора через ускорительный клапан (тормозной системы), управляемый ручным тормозным краном обратного действия, выпускается в атмосферу.
При снижении давления воздуха, находящегося в наддиафрагменной полости 11, диафрагма 9 под действием тормозной пружины 10 перемещается и через толкатель 15 воздействуя на диафрагму 4 вильчатый шток 5 выдвигается и поворачивает регулировочный рычаг с разжимным кулаком автомобиля осуществляет торможение.
В результате перемещения диафрагмы 9 со штоком 4 под воздействием пружины 10 в пружинной полости 11 энергоаккумулятора образуется разряжение. Под воздействием пружины 23 подвижный элемент перепускного клапана 16 перемещается до упора в выступы 20 корпуса 17 и открывает доступ атмосферного воздуха через подвод 7, полсть 8, отверстия и каналы 17, отверстие 25 и трубчатый толкатель 14 в пружинную полость 12 энергоаккумулятора, уравнивая давления.
Атмосферное давление в штоковую полость тормозной камеры проходит через зазоры подвижных сопряжений вильчатого штока 5 с уплотнительным кольцом 28 подвижно сопряженным со стенкой корпуса 1 тормозной камеры.
В случае отсутствия сжатого воздуха в системе и при необходимости движения при этом автомобиль следует механически оттормозить стояночным тормозом. Для этого следует вывернуть винт 30, который вращаясь в резьбе бобышки 31, приваренной к корпусу 2, перемещается вверх увлекая за собой диафрагму 9, пока упор 32 не упрется торцом в бобышку 31.
Воздух, находящийся в пружинной полости 12, в результате перемещения диафрагмы 9 сжимается и находится под некоторым избыточным давлением, которое, воздействуя на подвижный элемент перепускного клапана 16 перемещает его и через отверстия 25, отверстия и каналы 27 в корпусе 17, полость 8 камеры и подвод 7 через тормозную систему сбрасывается в атмосферу, таким образом уравнивая давление в полости 12 с атмосферным. Подвижный элемент клапана 16 под действием пружины остается поджатым к выступам 20 корпуса 17.
Размещение перепускного клапана в полом штоке энергоаккумулятора с одной стороны позволяет вместо толкателя использовать корпус перепускного клапана, в котором размещен подпружиненный подвижный запорный элемент, выполненный в форме колпачка с манжетно-воротниковым уплотнением из упруго-эластичного материала, что упрощает его изготовление, так как его можно получать формованием, с другой стороны подвижный запорный элемент перекрывая или открывая каналы, выполненные в корпусе клапана обеспечивает уравнивание давления воздуха в пружинной полости энергоаккумулятора с атмосферным за счет сброса в атмосферу избыточного во время работы тормозов или наоборот прохода атмосферного давления в пружинную полость во время разрешения. При этом перетоки воздуха осуществляются через тормозную систему автомобиля, что делает невозможным проникновение посторонних, пылевых, грязевых, водных и т.п. включений в пружинную полость энергоаккумулятора, вызывающих коррозию элементов его конструкции, что повышает надежность и долговечность.
За счет установки уплотнительного кольца в корпусе тормозной камеры, через которое пропущен вильчатый шток, с возможностью радиального смещения в корпусе, позволяет осуществить сброс избыточного давления воздуха из пружинной полости камеры при выдвижении вильчатого штока и уравнивания разреженного с атмосферным при втягивании через зазоры в подвижных соединениях кольца с камерой и штоком, что позволяет избежать коррозионных воздействий на детали камеры и повысить надежность и долговечность.
Источники информации, принятые во внимание:
1. Тормозные устройства. Справочник. М., изд. «Машиностроение», 1985. стр. 279-281.
2. Патент SU № 1154132, кл. В60Т 13/38.