ТОРМОЗ МОТОРНЫЙ

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для снижения скорости автомобиля за счет создания повышенного противодавления в выпускной системе двигателя автомобиля.
Известен тормоз вспомогательный, содержащий корпус с бобышками, заслонку, закрепленную на валу, который установлен во втулках, размещенных в бобышках. На одном конце вала жестко закреплен рычаг, соединяемый со штоком пневмоцилиндра. Корпус имеет сферическое отверстие, а заслонка выполнена в форме диска с радиусными утолщениями, при этом ось заслонки и ось вала располагаются по оси корпуса (см. «Автомобили КамАЗ типа 6×4, Руководство по эксплуатации», Москва, Машиностроение 1991, стр.161, рис.102).
Известная конструкция вспомогательного тормоза не обеспечивает необходимую эффективность моторного тормоза, так как для обеспечения вращения заслонки в сферическом отверстии требуется наличие зазора между заслонкой и корпусом. Имеющиеся ограничения по точности изготовления и сборки не позволяют выполнить радиальный зазор меньше 0,5-1 мм. Кроме того, в процессе эксплуатации моторного тормоза на его поверхностях происходит образование сажистых отложений, что уменьшает зазор между корпусом и заслонкой и приводит к ее заклиниванию, в результате чего нарушается работоспособность моторного тормоза, а изготовление отверстия в корпусе сферическим требует применения специального оборудования, что ухудшает технологичность изготовления.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является тормоз вспомогательный компрессионного типа, содержащий корпус, в котором запрессованы втулки, установленный во втулках вал с рычагом и заслонкой овальной формы, которая в рабочем положении установлена под углом и контактирует своей овальной поверхностью с цилиндрической поверхностью отверстия в корпусе. В рычаг установлен штифт, свободный конец которого является упором, а в бобышке корпуса выполнен паз с размерами, обеспечивающими контакт упора и стенки паза при нахождении заслонки в транспортном положении, между валом и втулкой со стороны рычага установлено сальниковое уплотнение, при этом необходимая плотность уплотнения обеспечивается пружиной (см. патент № 70211, МПК В60Т 17/00, опубл. 20.01.2008)
Недостатком известного технического решения является то, что ограничение перемещения заслонки выполнено в виде установленного в рычаг штифта-упора, контактирующего с выполненным в корпусе пазом, имеющим определенные размеры, в результате чего не только ухудшается технологичность изготовления, но и затрудняется контроль и затрудняется возможность регулировки положения заслонки, а наличие увеличенных зазоров между корпусом и заслонкой в связи с несоответствием сопрягаемых поверхностей корпуса, заслонки и втулок не позволяет обеспечить максимально возможного противодавления и, в конечном итоге, приводит к ухудшению эффективности моторного тормоза.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является улучшение технологичности изготовления и повышение эффективности моторного тормоза.
Для решения поставленной задачи в тормозе моторном содержащем корпус с запрессованными в нем втулками, установленный во втулках вал с рычагом и заслонкой овальной формы, которая в закрытом положении установлена под углом и контактирует своей овальной поверхностью с цилиндрической поверхностью отверстия в корпусе, вал установлен в корпусе со смещением относительно оси корпуса, а втулки частично выступают из корпуса в сторону заслонки, которая установлена на валу не симметрично и ее ось поворота совпадает с осью вала, при этом в зоне расположения втулок на заслонке выполнены торцевые проточки, а уплотнительная кромка заслонки выполнена под углом, соответствующем углу расположения заслонки в корпусе при закрытом положении.
Форма овала заслонки соответствует сечению цилиндрического отверстия корпуса секущей плоскостью под углом 70-80 градусов, уплотнительная кромка заслонки выполнена под углом 70-80 градусов, а в месте поворота заслонка с обеих сторон имеет радиусные утолщения, в которых выполнено отверстие под вал.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что вал установлен в корпусе со смещением относительно оси корпуса, а заслонка установлена на валу не симметрично и ее ось поворота совпадает с осью вала, позволили создать максимально возможное противодавление и привели к возникновению газодинамических сил, облегчающих открытие заслонки и тем самым повысить эффективность моторного тормоза, кроме того, совмещение оси поворота заслонки с осью вала позволило уменьшить требования к точности изготовления деталей, повысить точность центрирования заслонки и, как следствие, улучшить технологичность изготовления.
Отличительные признаки, заключающиеся в том, что втулки частично выступают из корпуса в сторону заслонки, а в зоне расположения втулок на заслонке выполнены торцевые проточки, позволяют уменьшить зазор между заслонкой и втулками и обеспечить практически полное перекрытие отверстия в корпусе, при этом наличие небольшого зазора между заслонкой и втулками позволяет обеспечить дополнительное центрирование заслонки при закрывании, в результате чего повышается эффективность моторного тормоза и улучшается технологичность его изготовления.
Выполнение овальной заслонки с формой овала, соответствующей сечению цилиндрического отверстия корпуса секущей плоскостью под углом 70-80 градусов позволяет обеспечить полное перекрытие отверстия в корпусе по контуру, кроме зоны расположения втулок, а также позволяет исключить заклинивание, в результате чего повышается эффективность моторного тормоза.
Выполнение уплотнительной кромки заслонки под углом 70-80 градусов позволяет получить в зоне уплотнения заслонки уплотнительную площадку шириной, равную ширине уплотнительной кромки заслонки, что улучшает герметичность при закрытии заслонки, снижает динамические нагрузки при ее закрытии и, тем самым, повышает эффективность моторного тормоза.
Наличие с обеих сторон заслонки в месте ее поворота радиусных утолщений, в которых выполнено отверстие под вал, позволяет обеспечить точную установку заслонки в отверстии корпуса и, тем самым, улучшить технологичность изготовления моторного тормоза, а также позволяет уменьшить гидродинамическое сопротивление моторного тормоза при открытом положении, обеспечить приближенное к ламинарному течение выхлопных газов с ускорением в зоне заслонки и уменьшить выпадение сажистых отложений в зоне расположения заслонки, в результате чего повышается надежность и эффективность моторного тормоза.
Анализ известных технических решений по научно-технической и патентной документации показал, что совокупность существенных признаков заявляемого решения ранее не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг.1 - тормоз моторный, общий вид, в разрезе;
фиг.2 - то же, вид сбоку;
фиг.3 - изображена заслонка.
Тормоз моторный состоит из корпуса 1, вала 2, заслонки 3 и рычага 4, закрепленного на конце вала 2 и обеспечивающего поворот вала 2 с заслонкой 3.
Вал 2 расположен в корпусе 1 со смещением относительно оси корпуса и установлен во втулках 5, запрессованных в отверстиях корпуса 1. Втулки 5 запрессованы в корпусе 1 так, что частично выступают из корпуса в сторону заслонки.
Заслонка 3 выполнена овальной формы и в закрытом положении устанавливается под углом так, что контактирует своей овальной поверхностью с цилиндрической поверхностью отверстия в корпусе 1, при этом форма овала соответствует сечению цилиндрического отверстия корпуса 1 плоскостью под углом 70-80 градусов. Уплотнительная кромка заслонки 3 выполнена под углом, соответствующем углу расположения заслонки в корпусе при закрытом положении, который составляет 70-80 градусов.
Если угол будет меньше 70 градусов, то в этом случае увеличивается габаритная длина корпуса для обеспечения расположения уплотнительной кромки заслонки в закрытом положении, так как в открытом положении возможен выход заслонки за корпус, уменьшение угла приводит также к уменьшению уплотнительных сил, действующих со стороны приводного цилиндра, и уменьшает герметичность уплотнения. Кроме того, уменьшенный угол заслонки уменьшает гидродинамическую силу, действующую на заслонку от выхлопных газов находящихся при повышенном давлении и стремящихся ее открыть, что ухудшает возможность предохранения моторного тормоза от создания повышенного давления, что при определенных условиях может привести к созданию моторным тормозом чрезмерно высокого давления и повреждению двигателя.
Если угол будет больше 80 градусов, то при открытии заслонки процесс увеличения зазора между заслонкой и корпусом при ее открытии не будет прогрессивным и достаточным, что, как показали испытания, может привести к забиванию сажистых отложений между заслонкой и корпусом и заклиниванию заслонки в закрытом положении и, как следствие, нарушению работоспособности двигателя.
Заслонка 3 установлена на валу 2 несимметрично и ее ось поворота совпадает с осью вала 2, при этом с обеих сторон заслонки 3 в месте оси поворота выполнены радиусные утолщения 6 с плавным переходом в заслонку 3, и в которых выполнено отверстие под вал 2. Заслонка 3 зафиксирована на валу 2 при помощи заклепок.
На заслонке 3 в зоне расположения втулок 5 выполнены торцевые проточки 7, соответствующие диаметрам втулок 5.
Тормоз моторный работает следующим образом.
При включении моторного тормоза сжатый воздух подается в пневмоцилиндр, шток которого воздействует на рычаг 4, поворачивает вал 2 и заслонку 3 до упора заслонки 3 уплотнительной кромкой в поверхность цилиндрического отверстия в корпусе 1.
При повышении давления в выпускном трубопроводе на заслонку воздействуют газовые силы, стремящиеся ее открыть из-за разности площадей заслонки относительно оси поворота и которые воспринимаются пневмоцилиндром. При отключении моторного тормоза воздух выпускается из пневмоцилиндра. Под действием газовых сил и возвратной пружины пневмоцилиндра заслонка 3 проворачивается. Так как заслонка 3 установлена под углом, поворот заслонки 3 сразу сопровождается увеличением зазора, между уплотнительной кромкой заслонки 3 и корпусом 1, что исключает заклинивание заслонки 3. При полном выпуске воздуха заслонка 3 устанавливается параллельно оси отверстия в корпусе 1 и обеспечивает минимальное сопротивление. При необходимости возможно за счет изменения длины штока отрегулировать положение заслонки 3.
Заявляемое техническое решение позволяет улучшить технологичность изготовления и повысить эффективность моторного тормоза.
Заявляемое техническое решение соответствует требованию промышленной применимости и возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.