МОДУЛЬ ПЕДАЛИ АКСЕЛЕРАТОРА

Полезная модель относится к устройствам управления автомобилем.
Из уровня техники известен модуль педали акселератора фирмы Бош (патент US 7278337 В2, кл. G05G 1/14), содержащий корпус модуля педали, узел подшипников, реализованный в виде одной формованной части, которая включает опорную поверхность с отверстием для привода датчика, рычаг педали, установленный с возможностью вращения на опорной поверхности и имеющий общую ось с осью поворота на узле подшипников, датчик углового положения рычага, имеющий вал, приводимый в действие рычагом педали и имеющий общую ось вращения с осью опорной поверхности узла подшипников, две возвратные пружины.
Существенным недостатком модуля педали акселератора фирмы Бош является отсутствие в устройстве элементов для создания регулируемого механического гистерезиса (отклик системы на управляющее воздействие).
Известным способом достижения требуемого гистерезиса является использование дополнительных трущихся поверхностей с введением прижимных рычагов, использующих усилие возвратной пружины (патент US 6626061 В2, кл. G05G 1/30).
К недостаткам можно отнести существенное увеличение нормальной реакции в шарнире, и, как следствие - вероятность заклинивания узла при изменениях геометрии или коэффициента трения, вызванных износом.
Известен модуль педали акселератора (патент RU 105232 U1, кл. В60К 26/02 - прототип), в котором заданный гистерезис механической характеристики достигается без увеличения радиальной нагрузки в шарнире за счет использования пакета кольцевых элементов трения и дополнительной пружины сжатия, передающей усилие на корпус в направлении оси рычага.
К недостаткам данного модуля педали акселератора (прототипа) можно отнести сложность конструкции, включающей элементы трения в форме дисков, одни из которых закрепляются в корпусе, а другие на оси, элементы трения сжимаются в осевом направлении пружиной с регулируемым усилием.
Задачей, решаемой полезной моделью, является повышение потребительских свойств устройства управления автомобилем, улучшение комфортности управления при нажатии и возврате педали акселератора, упрощение конструкции и повышение безопасности от заклинивания педали в процессе эксплуатации.
Технический результат заключается в получении заданной формы механического гистерезиса за счет применения подшипников из полимерного материала с модифицирующими присадками.
Технический результат достигается тем, что рычаг педали акселератора установлен в корпусе модуля педали на двух подшипниках, изготавливаемых из полимерного материала, содержащего специальные модифицирующие присадки, повышающие скольжение и износостойкость, форма подшипника незамкнутая с разрезом вдоль оси вращения рычага педали, подшипник снабжен ребрами на внутренней поверхности в количестве не менее четырех, ребра направлены вдоль оси вращения рычага педали.
Полимерный подшипник может быть изготовлен из полиоксиметилена (полиформальдегид, полиацеталь) марки Hostaform C9021TF с модифицирующей присадкой политетрафторэтилена или полиоксиметилена марки Hostaform C9021M с модифицирующей присадкой дисульфида молибдена.
Подшипник взаимодействует с основанием, выполненным из полиамида марки ПА 6-210КС ОСТ 6-11-498-79 и педалью, выполненной из полиамида марки ПА 66-КС ОСТ 6-11-498-79.
Заданный гистерезис достигается за счет взаимодействия полимерных подшипников с основанием корпуса модуля и рычагом педали.
При использовании цилиндрической формы подшипника без разреза возникает опасность возникновения дополнительных усилий при отклонении размеров подшипникового узла по технологическим причинам или ввиду температурных деформаций, а также от попадания загрязнений или посторонних частиц, в том числе продуктов износа. Для предотвращения перечисленных выше причин, вызывающих отклонения в характеристиках силового гистерезиса и способных привести к заклиниванию рычага, подшипник имеет незамкнутую форму с разрезом вдоль оси вращения рычага.
При использовании цилиндрической формы поверхности подшипника без ребер на внутренней поверхности температурные и силовые деформации подшипника, имеющего разрез (незамкнутая окружность), могут привести к изменению формы пятна контакта и дополнительным прижимающим силам вследствие перекоса и расклинивания втулки подшипника между трущимися поверхностями корпуса и оси рычага педали.
Для предотвращения этого и обеспечения стабильности характеристик трения в конструкцию подшипника вводятся внутренние ребра в количестве не менее четырех, расположенные вдоль оси вращения рычага педали.
На фиг.1, фиг.2 и фиг.3 показана схема модуля педали акселератора. Модуль педали акселератора состоит из основания 1, педали акселератора 2, двух полимерных подшипников скольжения 3, держателя 4, наружной и внутренней пружин 5 и 6, корпуса резистивного элемента 7 с резистивным элементом 8, вставки 9, поводка с контактами 10, прокладки 11, крышки 12.
На фиг.4 представлен полимерный подшипник, имеющий разрез и выступающие ребра на внутренней поверхности, ориентированные вдоль оси поворота рычага педали. Ребра на внутренней поверхности подшипника выступают от внутреннего диаметра подшипника D на величину d в диапазоне значений d/D=0,0025… 0,005. Ребра могут быть выполнены в форме окружности радиуса r в поперечном сечении, причем выполняется условие r≥d.
a
На фиг.5 показана требуемая механическая характеристика модуля педали акселератора - гистерезис АА'В'В, которая показывает, что усилие при нажатии на педаль акселератора должно быть больше, чем при обратном ходе педали на величину текущего гистерезиса b, который увеличивается при увеличении хода педали. Такая кривая гистерезиса повышает комфортность управления автомобилем за счет устранения избыточной чувствительности отклика перемещения педали на незначительные изменения прикладываемого водителем нажимного усилия.
Модуль педали акселератора предназначен для установки на автомобиль с целью преобразования углового перемещения рычага педали в пропорциональное изменение электрического напряжения и обеспечения обратной связи с водителем по изменению усилия на педаль.
Конструктивно модуль педали акселератора представляет собой пластмассовый корпус с двумя датчиками положения педали, двумя возвратными пружинами 5 и 6, пластмассовой нажимной площадкой. Оба датчика представляют собой потенциометры со скользящими по резистивному слою контактами, закрепленными на поводке 10, который неподвижно установлен на оси вращения педали 2. Две независимые возвратные пружины, расположенные между педалью и опорой, создают возвратное усилие. Тип пружин и геометрические характеристики педалей определяют гистерезис усилия, зависящий от усилия на педали. Перемещение педали акселератора сопровождается изменением сопротивлений потенциометров и соответствующих им напряжений. Электрический сигнал генерируется встроенным электрическим датчиком, оснащенным компактным штекером.
Модуль педали акселератора определяет положение педали с помощью датчиков положения и передает сигнал блоку управления двигателем.
Стабильность характеристик трения достигается за счет подбора материала и геометрической формы подшипника.
Таким образом, заявляемый модуль педали акселератора обеспечивает достижение заданного гистерезиса без усложнения конструкции и устраняет возможность заклинивания педали в процессе эксплуатации.