ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ ПРИВОДА СЦЕПЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА-3
AUTOMOTIVE CLUTCH DRIVE PNEUMOHYDRAULIC BOOSTER-3

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к устройствам управления сцеплением транспортных средств.
Пневмогидравлический усилитель привода сцепления (ПГУ) транспортного средства является элементом конструкции пневмогидравлического привода сцепления транспортных средств. Пневмогидравлический усилитель привода сцепления служит для уменьшения усилия на педаль сцепления.
Известный пневмогидравлический усилитель привода сцепления (Е.В.Михайлевский, К.Б.Серебряков, Е.Я.Тур. «Устройство автомобиля», Москва, Машиностроение, 1987, с.198, рис.125). Такой пневмогидравлический усилитель привода сцепления применяется в автомобиле КАМАЗ. Как наиболее близкое по количеству общих конструктивных признаков это решение принято как прототип.
Пневмогидравлический усилитель привода сцепления содержит корпус, в котором расположены блок управления, включающий следящее устройство и силовой элемент. Корпус усилителя имеет две части: в одной части размещен блок управления, а в другой - силовой элемент. Блок управления содержит следящее устройство, которое образует с корпусом две полости - гидравлическую и пневматическую. Следящее устройство подпружинено относительно корпуса и контактирует с двухседельным клапаном.
Следящее устройство обеспечивает автоматическое изменение давления воздуха на пневматический поршень в зависимости от условия нажатия на педаль сцепления. Пневматическая полость блока управления образована следящим элементом, корпусом и двухседельным клапаном. Одно седло клапана подпружинено относительно корпуса, а второе образовано торцом следящего устройства.
Силовой элемент состоит из пневматического поршня и гидравлического поршня, расположенных на общем штоке силового элемента. Поршни подвижно уплотнены в корпусе и могут перемещаться в осевом направлении. Поршни силового элемента образуют две полости - гидравлическую и пневматическую. Суммарное усилие от пневматического и гидравлического поршней через шток и сферическую гайку передается на рычаг выключения сцепления. Между штоком и приводным элементом выключения сцепления размещен толкатель.
В штоке гидропоршня, свободно уплотненном в корпусе, выполнено посадочное место, с которым свободно контактирует толкатель, перемещающийся совместно со штоком в осевом направлении и отклоняющийся на угол, который определен возможностью посадочного места. Толкатель уплотнен относительно корпуса эластичной гофрированной трубкой, которая также влияет на угол отклонения толкателя. Функция эластичной гофрированной трубки заключается в предохранении полости гидравлического поршня от попадания в нее пыли и грязи. Именно с выполнением этой функции связан недостаток в работе данного узла ПГУ. При линейном перемещении гидравлического поршня и толкателя гофрированная трубка работает на растягивание, а при угловом отклонении толкателя - на изгиб. Таким образом, она подвергнется испытанию двух видов нагрузки. Принимая во внимание ее длину, которая определена тем, что она уплотнена относительно корпуса, процесс образования трещин происходит очень быстро. Через попадание в гидравлический поршень грязи силовой элемент теряет работоспособность.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствования пневмогидравлического усилителя привода сцепления транспортного средства за счет повышения надежности работы пневмогидравлического усилителя путем защиты силового элемента от проникновения в него пыли и грязи, устранения элементов, которые подвергаются изгибу растяжению.
Поставленная задача решается за счет того, что в известном пневмогидравлическом усилителе привода сцепления, включающем блок управления и уплотненный силовой элемент, состоящий из гидравлического и пневматического поршней, закрепленных на общем штоке, причем между штоком и приводным элементом выключения сцепления размещен толкатель, выполненный с возможностью осевого перемещения совместно со штоком, в соответствии с изобретением торец штока со стороны толкателя вынесен за торцевую стенку силового элемента, а шток уплотнен в торцевой стенке силового элемента посредством грязесъемника, манжеты или резинового кольца.
Шток выполнен по длине, обеспечивающей расположение той части, которая вынесена за пределы торцевой стенки силового элемента при любом рабочем положении штока.
Для уплотнения толкателя относительно штока может быть использован, например, защитный чехол. Выбор данного уплотнения не влияет на достижение поставленной цели.
Конкретным конструктивным решением может быть выполнение осевой полости в штоке, в которой размещен толкатель, диаметр которого меньше внутреннего диаметра полости. При таком решении угол отклонения толкателя от оси штока меньше, чем в прототипе, что положительно влияет на износ уплотнения толкателя относительно штока, например, защитного чехла. Угол не превышает 3…5°, что является оптимальным, он также практически не изменяется в процессе износа уплотнения. При нарушении целостности защитного чехла гидравлический поршень остается надежно защищенным грязесъемником.
На чертеже показана схема ПГУ, где 1 - корпус ПГУ, 2 - корпус блока управления, 3 - двухседельный клапан, 4 - пневмопоршень, 5 - следящее устройство, 6 - канал соединения полостей Б и Е, 7 - канал соединения полостей Г и В, 8 - обратная пружина, 9 - шток, 10 - уплотнение, 11 - грязесъемник, 12 - толкатель, 13 - защитный чехол. Г и Ж - полости блока управления, В - полость гидравлического поршня, Б, Е - полости усилителя, сообщенные с атмосферой, А - пневматическая полость перед поршнем, Г и Ж - полости блока управления.
Приводной элемент выключения сцепления не показан.
Пневмогидравлический усилитель работает таким способом:
Когда педаль сцепления отпущена, следящее устройство 5 под действием поворотной пружины 8 находится в крайнем нижнем положении, двухседельный клапан 3 закрыт, полости Б и Е усилителя сообщены с атмосферой. При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость поступает в полость Г блока управления, а потом в полость В силового элемента и действует на гидравлический поршень 9, который подвижно уплотнен как в корпусе с помощью уплотнения 10, так и в крышке корпуса с помощью грязесъемника 11. В штоке выполнена полость, в которой установлен толкатель 12. Толкатель перемещается в осевом направлении вместе со штоком и в угловом направлении относительно штока и закрыт, например, защитным чехлом 13.
Благодаря предложенному техническому решению полость гидроцилиндра надежно защищена от попадания пыли и грязи. При этом обеспечивается угол отклонения толкателя от оси на 3…5°, который является оптимальным.
Под давлением жидкости следящее устройство 5, преодолевая усилие поворотной пружины 8, поднимается вверх, атмосферный клапан перекрывается, полости Б и Е отсоединяются от атмосферы.
При дальнейшем повышении давления рабочей жидкости на следящий элемент приоткрывается двухседельный клапан 3, соединяя полость Е, потом полость Б, соединенные последовательно через полость Ж, с ресивером. Давление воздуха перемещает поршень 4, увеличивая при этом объем полости В. Давление жидкости в полостях В и Г падает, следящее устройство под действием поворотной пружины 8 и клапана 3, а также под действием сжатого воздуха в полости Е перемещается вместе с двухседельным клапаном до тех пор, пока клапан не сядет в седло. Подача сжатого воздуха в полость Б прекращается, вместе с этим прекращается перемещение поршня 4. Если водитель продолжает нажимать на педаль и давление жидкости в полостях Г и В повышается, следящее устройство снова открывает воздушный клапан, давление в полости Б повышается и поршень 4 снова выдвигается на определенную величину.
При освобождении педали сцепления давление жидкости в пустотах Г и В уменьшается, следящее устройство 5 под действием поворотной пружины 8 и давления воздуха в полости Е перемещается и открывает атмосферный клапан. Сжатый воздух из полости Б через полость Е, атмосферный клапан попадает в полость Д, а дальше через систему отверстий выходит в атмосферу.
Отличительный признак решения, заключающийся в том, что торец штока со стороны толкателя вынесен за торцевую стенку силового элемента, а шток уплотнен в торцевой стенке силового элемента посредством грязесъемника, находится в причинно-следственной связи с техническим результатом: повышением надежности работы ПГУ за счет того, что, во-первых, изменены условия динамического нагружения на уплотнение; вместо сложного нагружения на уплотнение в решении по прототипу обеспечена упрощенная схема; уплотнение просто скользит по наружной поверхности штока; и, во-вторых, за счет размещения уплотнения между торцевой стенкой силового элемента и наружной поверхностью штока.
Анализ известных технических решений в данной области позволяет утверждать, что заявляемое решение не было раньше известно.
Заявляемое изобретение может быть изготовлено промышленным способом.