BRAKE CHAMBER WITH SPRING BRAKE
ТОРМОЗНАЯ КАМЕРА С ПРУЖИННЫМ ЭНЕРГОАККУМУЛЯТОРОМ

Изобретение относится к машиностроению, а именно к тормозным системам автотранспортных средств.
Известна тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором (а.с. SU 1154182 А), 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.
Недостатком известной конструкции является сложность в изготовлении подвижного узла клапана, требующего достаточно высокой точности, так как он имеет два соосно связанных между собой запорных элемента.
Наиболее близкой к предлагаемой заявке является тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором (патент РФ 2581900), содержащая секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной диафрагмой или поршнем на нагнетательную и пружинную полости, перепускной клапан, корпус которого выполнен в форме стакана с центральным сквозным отверстием в донышке на одном конце и фланцем на другом, причем корпус размещен в толкателе энергоаккумулятора, при этом упирается фланцем в торец толкателя, в корпусе клапана размещен подпружиненный запорный элемент с центральным глухим отверстием, клапан снабжен цилиндрическим штоком с надетой на него пружиной, один конец которого размещен в центральном отверстии на донышке корпуса клапана, а другой, снабженный фланцем, размещен в центральном глухом отверстии запорного подвижного элемента.
Недостатком известной конструкции является то, что подпружиненный запорный элемент перепускного клапана, являющийся связывающим звеном между пружинной полостью энергоаккумулятора и нагнетательной полостью секции рабочего торможения и пневмосистемой автотранспортного устройства с атмосферой, перекрывает воздухопроводящие каналы клапана, упираясь плоскостью торца в поверхность донышка корпуса клапана при рабочем торможении. При этом для обеспечения надежного прилегания плоскости торца запорного элемента с поверхностью донышка для предотвращения проникновения сжатого воздуха из нагнетательной плоскости камеры рабочего торможения в пружинную полость энергоаккумулятора необходимо точное изготовление подвижного запорного элемента.
Задачей изобретения является повышение надежности работы.
Поставленная задача достигается тем, что в тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором, содержащей секцию рабочего торможения, отделенную перегородкой от секции пружинного энергоаккумулятора, разделенной диафрагмой или поршнем на нагнетательную и пружинную полости, перепускной клапан, корпус которого выполнен в форме стакана с центральным сквозным отверстием в донышке на одном конце и фланцем на другом, причем корпус размещен в толкателе энергоаккумулятора, при этом упирается фланцем в торец толкателя, в корпусе клапана размещен подпружиненный запорный элемент с центральным глухим отверстием, которое выполнено двухступенчатым с заходным конусом в первой ступени со стороны донышка корпуса клапана, сопряжено со второй ступенью отверстия, цилиндрический шток клапана с надетой на него пружиной, одним концом размещенный в центральном отверстии донышка клапана, другим концом с фланцем размещен в первой ступени центрального глухого отверстия запорного элемента, фланец снабжен цилиндрическим хвостовиком, который размещен во второй ступени глухого центрального отверстия запорного элемента, на донышке корпуса клапана соосно с центральным отверстием донышка выполнен конусный выступ для взаимодействия с заходным конусом первой ступени центрального глухого отверстия запорного элемента.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором отличается наличием новых признаков:
- центральное глухое отверстие в подвижном запорном элементе выполнено двухступенчатым с заходным конусом в первой ступени и сопряжено с отверстием второй ступени;
- фланец цилиндрического штока, размещенный в первой ступени отверстия запорного элемента, снабжен цилиндрическим хвостиком, установленным во второй ступени центрального глухого отверстия запорного элемента;
- на донышке корпуса клапана соосно с центральным отверстием в нем выполнен конусный выступ для смыкания с заходным конусом первой ступени центрального отверстия запорного подвижного элемента.
Анализ известных технических решений в исследуемой области позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемой тормозной камере с пружинным энергоаккумулятором, и признать, что заявляемое решение обладает новизной и изобретательским уровнем.
Наличие в запорном подвижном элементе центрального двухступенчатого глухого отверстия, выполненного последовательно с первой ступенью с заходным корпусом и сопряженного со второй ступенью отверстия, размещение в них соответственно цилиндрического штока фланцем в первой ступени отверстия, а цилиндрическим хвостиком фланца во второй ступени отверстия позволяет обеспечить соосность запорного элемента со штоком и корпусом клапана, за счет чего избежать заклиниваний запорного элемента при перемещениях в корпусе, а наличие заходного конуса в первой ступени центрального глухого отверстия и конусного выступа на донышке клапана, соосного с центральным отверстием в донышке, создать при срабатывании клапана плотное смыкание их поверхностей, за счет чего осуществить надежное перекрытие нагнетательной полости секции рабочего торможения с пружинной полостью секции энергоаккумулятора и тем самым повысить надежность работы тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором.
Заявляемое техническое решение поясняется графическими изображениями, где:
на фиг. 1 - тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором в расторможенном положении;
на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.
Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором состоит из секции рабочего торможения, секции пружинного энергоаккумулятора, разделенных фланцем 1 и жестко с ними соединенных.
В толкателе 2 секции пружинного энергоаккумулятора установлен перепускной клапан 3. В корпусе 4 перепускного клапана размещен запорный подвижный элемент 5. Корпус 4 выполнен в форме стакана с донышком 6 и фланцем 7. Донышко 6 снабжено центральным отверстием 8 и соосным ему конусным выступом 9. С внешней стороны фланца 7 сделаны радиальные каналы 10, сообщающиеся с внутренней полостью корпуса 4.
На внешней цилиндрической поверхности запорного элемента 5 выполнены продольные каналы 11, сообщающиеся с радиальными каналами 12, выполненными на торце запорного элемента 5 со стороны секции рабочего торможения. На противоположном торце запорного элемента 5 выполнено центральное двухступенчатое отверстие 13 с заходным конусом 14 в первой ступени. В центре корпуса 4 клапана 3 размещен цилиндрический шток 15, один конец которого снабжен лысками 16, выполненными на нем диаметрально противоположно, и размещен в центральном отверстии 8 донышка 6, а другой с имеющимся на нем фланцем 17 размещен в первой ступени центрального глухого отверстия 13, при этом фланец 17 снабжен цилиндрическим хвостиком 18, размещенным во второй ступени центрального глухого отверстия в запорном элементе 5.
Между лысками 16 и внутренней поверхностью центрального отверстия 8 в донышке 6 образованы зазоры. На цилиндрический шток 15 со стороны донышка 6 корпуса 4 надета пружина 1,9 под действием которой запорный элемент 5 в исходном положении поджимается к упорной шайбе 20, установленной в корпусе 4 и застопоренной пружинным кольцом 21, как показано на фиг. 2. Корпус 4 герметизируется в толкателе 2 уплотнительным кольцом 22.
Подвод сжатого воздуха в нагнетательную полость 23 секции рабочего торможения осуществляется через отверстие 21, а в нагнетательную полость 25 энергоаккумулятора - через отверстие 26. Нагнетательная полость 23 секции рабочего торможения и пружинная полость 27 энергоаккумулятора сообщаются между собой через перепускной клапан 3 и блокируются им же.
Тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором работает следующим образом.
В момент движения автотранспортного средства тормозная камера с пружинным энергоаккумулятором находится в расторможенном состоянии. Сжатый воздух пневмосистемы автотранспортного средства подается только в нагнетательную полость 25 секции пружинного энергоаккумулятора. При этом толкатель 2 с размещенным в нем перепускным клапаном 3 занимает положение, представленное на фиг. 1. Нагнетательная полость 23 секции рабочего торможения через пневмосистему автотранспортного средства соединена с атмосферой. Избыточное давление воздуха, которое создается в пружинной полости 27 за счет перемещения диафрагмы или поршня секции пружинного энергоаккумулятора, сбрасывается в атмосферу через внутреннюю полость толкателя 2, перепускной клапан 3 (через зазоры, образованные лысками 16 на штоке 15 и внутренней поверхностью центрального отверстия 8 в донышке 6, пространство между конусным выступом 9 и заходным конусом 14 первой ступени центрального отверстия 13 запорного элемента 5, продольные 11 и радиальные 12 каналы запорного элемента 5, каналы 10 на внешней стороне фланца 7 корпуса 4), нагнетательную полость 23 секции рабочего торможения, через пневмосистему автотранспортного средства. При этом подвижный запорный элемент 5 клапана 3 поджат торцом в плоскость шайбы 20.
При рабочем торможении автотранспортного средства сжатый воздух пневмосистемы подается в нагнетательную полость 23 секции рабочего торможения. Нагнетательная полость 25 пружинной секции энергоаккумулятора продолжает оставаться также под воздействием сжатого воздуха. Под воздействием сжатого воздуха нагнетательной полости 23 секции рабочего торможения через радиальные каналы 10 с внешней стороны фланца 7 корпуса 4 подвижный запорный элемент 5 вместе со штоком перемещается в корпусе 4 клапана 3, сжимая при этом пружину 19, пока заходный конус 14 первой ступени центрального глухого отверстия 13 не сомкнется плотно с конусной поверхностью выступа 9 на донышке 6 корпуса 4 клапана 3. При этом зазоры между лысками 16 штока 15 и внутренней поверхностью центрального отверстия 8 в донышке оказываются надежно перекрытыми, а пружинная полость 27 - защищенной от проникновения в нее сжатого воздуха.
Под воздействием сжатого воздуха шток секции рабочего торможения выдвигается, приводя в действие непосредственно тормоза.
При растормаживании сжатый воздух из полости 23 секции рабочего торможения сбрасывается через пневмосистему автотранспортного средства в атмосферу. Под воздействием пружины 19 подвижный запорный элемент 5 вновь занимает исходное положение, такое же, как при расторможенном состоянии, показанном на фиг. 2.
При пользовании стояночным тормозом или потере воздуха в полости 23 секции рабочего торможения сжатый воздух из полости 25 пружинного энергоаккумулятора через ускорительный клапан тормозной системы автотранспортного средства, управляемый ручным тормозным краном обратного действия, выпускается в атмосферу. При этом диафрагма или поршень пружинной секции энергоаккумулятора под воздействием пружины выдвигает толкатель 2, который выдвигает шток секции рабочего торможения, приводящий в действие тормоз. В результате перемещения диафрагмы или поршня в пружинной полости 27 энергоаккумулятора образуется разрежение воздуха, которое через перепускной клапан 3 и полость 23 секции рабочего торможения уравнивается с атмосферным через пневмосистему автотранспортного средства.
Предложенная конструкция тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором, пружинная секция которого оснащена перепускным клапаном, в запорном подвижном элементе которого выполнено последовательно двухступенчатое центральное глухое отверстие заходным конусом в первой ступени со стороны донышка корпуса клапана и сопряженного со второй ступени отверстия, при этом размещение цилиндрического штока фланцем в первой ступени, а цилиндрическим хвостиком фланца во второй ступени отверстия позволяет обеспечить соосность запорного элемента со штоком и корпусом клапана, за счет чего избежать заклиниваний запорного элемента при перемещениях в корпусе, а наличие заходного конуса в первой ступени центрального глухого отверстия и конусного выступа на донышке корпуса клапана, соосного с центральным отверстием в донышке, создать при срабатывании клапана плотное смыкание их поверхностей, за счет чего осуществить надежную блокировку нагнетательной полости секции тормозной камеры и пружинной полости секции пружинного энергоаккумулятора, что повышает надежность работы тормозной камеры с пружинным энергоаккумулятором.