CS208396B1

CS208396B1 - Pressure reducer in the antiblocking facility of the braking system

Info

Publication number: CS208396B1
Application number: CS788867A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Koutny; Jaroslav Kovarik; Pavel Krejcir
Original assignee: Zdenek Koutny; Jaroslav Kovarik; Pavel Krejcir
Priority date: 1978-12-22
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1981-09-15
Also published as: DD156116A3; GB2042112A; FR2444596A1; GB2042112B; IT1126690B; SU988614A1; DE2951908A1; IT7928366A0; FR2444596B1

Abstract

An anti-skid modulating valve i) of the kind shown in Figure 1 with an inlet 7 and an outlet 8 to a brake cylinder. An expander piston is moved to the right by a spring 10 to close valve 5 and expand the volume of the chamber 9, so reducing the brake pressure. The piston is normally held in the position shown by a solenoid 6. In the modification according to the invention (Figure 2), the piston is in two parts 3a and 3b. A spring 12 urges them apart, causing detents 11 to lock the part 3a to the housing 13. When the solenoid 6 is energised, the parts 3a, 3b move together against the force of the spring 12, and if the solenoid is subsequently de-energised, the composite piston can move to the right to reduce the brake pressure. <IMAGE>

Description

Vynález řeší snižovač tlaku v protiblokovacím zařízení brzdové soustavy.The invention provides a pressure reducer in an anti-lock braking system.

U přímočinných brzdových soustav, které jsou opatřeny automatickou regulací velikosti brzdného momentu (protiskluzovým regulátorem), je dosahováno snížení tlaku v kolovém orgánu brzdy odčerpáním kapaliny z brzdy zpět k hlavnímu válci akčním členem. Toto odčerpání množství musí — nemá-li se projevit zpětné „kopání“ pedálu brzdy — být vtlačeno do akumulátoru, který slouží současně i jako omezovač tlaku, aby akční člen nemusel pracovat proti nekontrolovatelně vysokému tlaku, který muže být řidičem vyvozen v hlavním válci.In straight-acting braking systems that are equipped with automatic braking torque control (anti-slip regulator), pressure reduction in the wheel wheel is achieved by pumping fluid from the brake back to the master cylinder by an actuator. This drainage must be pushed into the accumulator, which also serves as a pressure limiter, in order to prevent kickback of the brake pedal, so that the actuator does not have to work against the uncontrollably high pressure that can be exerted by the driver in the master cylinder.

Nevýhodou této soustavy je, že kromě akčního členu musí zde být ještě akumulátor s omezovačem tlaku. Další nevýhodou je to, že akční člen musí vždy pracovat proti tlaku vyvozenému řidičem, až do výše tlaku nastavenému omezovačem.The disadvantage of this system is that in addition to the actuator there must be an accumulator with a pressure limiter. Another disadvantage is that the actuator must always work against the pressure exerted by the driver, up to the pressure set by the limiter.

Jsou známy protiskluzové regulátory s akčními členy ovládanými elektromagneticky a pracujícími na principu výtlaku proti hlavnímu brzdovému válci. Pro správnou funkci těchto regulátorů je důležité, aby píst akčního členu po skončení každé protiblokovací periody zaujal svoji základní polohu. Toho se u známých protiskluzových regulátorů dosahuje v podstatě dvěma způsoby. Jeden způsob spočívá v použití pružiny tlačící píst akčního členu do základní polohy. Použití této pružiny však přináší nutnost většího dimenzování ovládacího elektromagnetu akčního členu, neboť jeho účinek na píst musí překonávat kromě tlakového účinku brzdové kapaliny vyvozeného sešlápnutím pedálu brzdy, ještě i silový účinek této pružiny. Druhý způsob spočívá v podstatě v použití volně uloženého pístu akčního členu, který základní polohu zaujímá pouze vlivem rozdílných tlaků po obou stranách pístu, což je v praxi značně problematické, neboť musí být zaručena dokonalá těsnost uzavíracího ventilu. Vlivem netěsnosti totiž dochází k proniknutí kapaliny do prostoru brzdy, což má za následek, že píst se po skončení protiblokovací periody nevrátí již do základní polohy, ale vrací se o zdvih, který je menší o hodnotu odpovídající objemu propuštěné kapaliny. Tento děj se při opakované protiblokovací periodě může opakovat až do stavu, kdy je prakticky znemožněno odlehčení brzdy, a tím je protiskluzový regulátor v podstatě vyřazen z činnosti. Systém v takovém případě vyžaduje uvolnění a nové sešlápnutí pedálu brzdy, což nepřispívá k zvýšení aktivní bezpečnosti. Tato nevýhoda se může vyskytovat i u provedení odlehčovacích pístů s pružinou, jestliže tato není dostatečně dimenzována nebo změní-li se její původní charakteristika, např. vlivem únavy materiálu pružiny.Anti-slip controllers are known with actuators actuated electromagnetically and operating on the principle of displacement against the master brake cylinder. For these regulators to function properly, it is important that the actuator piston assumes its initial position after each anti-lock period. This is achieved in known anti-slip controllers in essentially two ways. One method is to use a spring for pushing the actuator piston into the home position. However, the use of this spring necessitates greater dimensioning of the actuator solenoid, since its action on the piston must overcome the force of the spring in addition to the pressure effect of the brake fluid generated by depressing the brake pedal. The second method consists essentially in the use of a loosely mounted piston of the actuator, which only assumes the basic position due to different pressures on both sides of the piston, which is very problematic in practice, since perfect tightness of the shut-off valve must be guaranteed. Indeed, the leakage causes fluid to enter the brake space, which results in the piston not returning to the home position after the end of the anti-lock period, but returns by a stroke that is less by the amount of fluid released. This action can be repeated for a repeated anti-lock period until the brake release is virtually impossible and the anti-skid regulator is substantially disabled. In this case, the system requires the brake pedal to be released and depressed, which does not contribute to increased active safety. This disadvantage can also occur in the design of spring-loaded relief pistons, if it is not dimensioned sufficiently or if its original characteristics change, eg due to fatigue of the spring material.

Další známé zařízení, které lze považovat za přechozí stupeň vývoje к předloženému vynálezu, je akční člen pro protiskluzovy regulátor, ovládaný elektromagneticky a pracující na principu výtlaku proti hlavnímu brzdovému válci, kde odlehčovací píst je vytvořen jako diferenciální, přičemž jeho činná plocha vystavená tlaku z hlavního válce je větší než jeho činná plocha vystavená tlaku z kolového brzdového válce a meziválcový prostor mezi činnými plochami je spojen s atmosférou. Akční člen pro protiskluzovy regulátor podle vynálezu zaručuje vždy správnou činnost protiblokovacího ústrojí, neboť odlehčovací píst akčního členu po skončení protiblokovací periody zaujme vždy svoji základní polohu. Toho je dosaženo jenom použitím odlehčovacího diferenciálního pístu. U tohoto zařízení se akční člen protiblokovacího zařízení uvádí v činnost zapnutím proudu.Another known device which can be considered as a prior stage of development of the present invention is an actuator for an anti-slip regulator, operated electromagnetically and operating on the principle of displacement against the master brake cylinder, wherein the relief piston is formed differential. the cylinder is greater than its active surface exposed to pressure from the wheel brake cylinder, and the inter-cylinder space between the active surfaces is connected to the atmosphere. The anti-slip regulator according to the invention always guarantees the correct operation of the anti-lock device, since the actuator piston relieves its basic position at the end of the anti-lock period. This is achieved only by the use of a relief differential piston. In this device, the actuator of the anti-lock device is actuated by switching on the power.

Úkolem předloženého řešení je vytvořit zařízení s jediným orgánem, který dovoluje při normálním brzdění volný průtok kapaliny od hlavního válče к brzdě a zpět, takže na impuls z regulátoru je průtok od hlavního válce uzavřen (pedál brzdy „ztvrdne“) a kapalina z brzdy je vrácena do tohoto orgánu, takže tlak v brzdě poklesne. Zanikne-li impuls z regulátoru, kapalina je vytlačena zpět do brzdy a průtok к hlavnímu válci se opět otevře.The object of the present solution is to provide a single-body device which allows free flow of fluid from the master cylinder to and from the brake during normal braking, so that on the pulse from the regulator the flow from the master cylinder is closed (brake pedal “hardens”) and brake fluid returned into this organ, so the brake pressure drops. If the pulse is lost from the regulator, the fluid is forced back into the brake and the flow to the master cylinder reopens.

Výše uvedené nedostatky odstraňuje snižovač tlaku v protiblokovacím zařízení brzdové soustavy, umožňující při normálním průběhu brzdění volný průtok kapaliny a uzavírající na impuls regulátoru po dobu trvání impulsu průtok za současného snížení tlaku v části brzdové soustavy к brzdovým válečkům, jehož jádro je vytvořeno jako diferenciální píst, jehož činná plocha vystavená tlaku z hlavního brzdového válce je větší než jeho činná plocha vystavená tlaku z kolového brzdového válce, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že jádro je provedeno dvoudílné, jéftož vnější část tvoří dutý válec, v němž je osově posuvná vnitřní část, odpérovaná vůči vnější části pružinou a zakončená kuželovou plochou, navazující na válcové osazení vnitřní části a tvořící vedení pro kuličky, opírající se o ni a tlačené proti vnější části jádra přidržovačem a pružinou, přičemž poměr síly pružiny a hmotnosti vnitřní části jádra je dán rovnicíThe above-mentioned drawbacks are eliminated by a pressure reducer in the antilock brake system, allowing free flow of fluid during normal braking and shutting off the regulator pulse for the duration of the pulse while reducing the pressure in the brake system part to the brake cylinders whose core is a differential piston. the active surface exposed to the pressure from the master brake cylinder is greater than the active surface exposed to the pressure from the wheel brake cylinder according to the invention, characterized in that the core is made in two parts, the outer part being a hollow cylinder in which the inner a spring-resilient portion and terminated with a conical surface adjoining the cylindrical shoulder of the inner portion and forming a guide for the balls leaning against it and pressed against the outer portion of the core by a retainer and a spring, the ratio of spring force to inner core weight being given by the equation

F _< 30 . S m₂ m m = m_x 4- m₂ kde značí F ... síla pružiny *F _< 30. S m ₂ mm = m _x 4- m ₂ where F ... indicates spring force *

S ... plocha pístu πη... hmotnost vnější části jádra m₂... hmotnost vnitřní části jádraS ... piston surface πη ... weight of outer core m ₂ ... weight of inner core

Oproti známým provedením se snižovač tlaku podle vynálezu uvádí v činnost vypnutím proudu — čímž se proces regulační zrychluje - a navíc je zde jako činný orgán jen jeden píst, který nahrazu je vícedílné soustavy dosud známých provedení (akumulátor i akční člen).In contrast to known embodiments, the pressure reducer according to the invention is actuated by switching off the current - thereby speeding up the regulation process - and in addition there is only one piston acting as an operative, replacing it in a multipart system of prior art (accumulator and actuator).

Zařízení podle vynálezu je patrno z přiloženého výkresu, kde je zobrazen snižovač tlaku v axiálním řezu. Obr. 1 znázorňuje princip snižovače tlaku a obr. 2 jeho provedení pro zajištění volného průtoku kapaliny i při výpadku elektrického proudu. Obr. 3 ukazuje konstruktivní obměnu zařízení dle obr. 1.The device according to the invention can be seen from the attached drawing, where the pressure reducer is shown in axial section. Giant. 1 illustrates the principle of a pressure reducer and FIG. Giant. 3 shows a constructive variation of the apparatus of FIG. 1.

Podle znázornění principu snižovače tlaku na obr. 1 sestává zařízení z tělesa 1 ve tvaru válce, v němž se pohybuje píst 2, který přechází vpravo v jádro 3 a vlevo v tlačítko 4 nesoucí na svém konci ventil 5. Kolem jádra 3 je v tělese 1 upraven solenoid 6. Ventil 5 ovládá průchod kapaliny, přiváděné do tělesa 1 vstupním otvorem 7 od hlavního válce, a odtékající výstupním otvorem po průtoku komorou 9. Průtok je řízen zmíněným ventilem 5, přitlačovaným к sedlu pružinou 10.According to the depiction of the principle of the pressure reducer in Fig. 1, the device consists of a cylinder-shaped body 1 in which the piston 2 moves, which passes to the right in the core 3 and to the left in the button 4 carrying a valve 5. A solenoid 6 is provided. The valve 5 controls the passage of fluid supplied to the body 1 through the inlet port 7 from the master cylinder, and flows through the outlet port after flowing through the chamber 9. The flow is controlled by said valve 5 pressed against the seat by the spring 10.

Zařízení v tomto principiálním uspořádání pracuje takto:The device in this principle arrangement works as follows:

Prochází-li solenoidem 6 proud, je jádro 3 přitaženo magnetickou silou do tělesa 1 (směrem do leva) a s ním spojený píst 2 prostřednictvím tlačítka odtlačuje ventil 5 od sedla a kapalina může volně protékat vstupním otvorem 7 od hlavního válce komorou 9 к výstupnímu otvoru 8 a odtud к brzdě. Je-li v brzdě tlak a přeruší-li se proud v solenoidu 6, zanikne magnetická síla mezi jádrem 3 a tělesem 1, píst 2 je tlakem v komoře 9 odtlačen do prava, tím působením pružiny 10 dosedne ventil 5 do sedla a průtok od hlavního válce je uzavřen. V komoře a s ní spojené brzdě klesá nyní tlak bez omezení, poněvadž píst 2 může být zcela volně vytlačen z tělesa 1 (směrem do prava). Zapne-li se opět proud do solenoidu 6, magnetický tok mezi jádrem 3 a tělesem 1 tlačí píst 2 doleva a tlak v komoře 9 a tedy i у brzdě stoupá na původní hodnotu. Dosedne-li jádro 3 na čelo tělesa 1, je ventil tlačítkem 4 opět otevřen a tlak hlavního válce působí opět na brzdu.When the current passes through the solenoid 6, the core 3 is attracted by a magnetic force to the body 1 (to the left) and the piston 2 connected thereto pushes the valve 5 away from the seat and the liquid can flow freely through the inlet 7 from the master cylinder through chamber 9 to the outlet 8 and from there to the brake. If the brake is pressurized and the current in the solenoid 6 is interrupted, the magnetic force between the core 3 and the body 1 ceases, the piston 2 is pushed to the right by the pressure in the chamber 9, cylinder is closed. In the chamber and the associated brake, the pressure now decreases without restriction, since the piston 2 can be pushed completely out of the body 1 (to the right). When the current to the solenoid 6 is switched on again, the magnetic flux between the core 3 and the body 1 pushes the piston 2 to the left and the pressure in the chamber 9 and hence also brakes rises to its original value. When the core 3 rests on the face of the body 1, the valve is re-opened by the push-button 4 and the pressure of the master cylinder again acts on the brake.

Aby byl zajištěn volný průtok kapaliny zařízením dle vynálezu i při výpadku elektrického proudu, je možno uspořádat další přídavné zařízení, pracující na inerčním principu, které v klidovém stavu (solenoid bez proudu) mechanicky zajištuje jádro v krajní levé poloze, dovolí však při zániku proudu solenoidu — po předchozím jeho nabuzení - volný pohyb jádra do prava a tím i snížení tlaku v brzdě.In order to ensure the free flow of liquid through the device according to the invention even in the event of a power failure, it is possible to provide an additional inertial-principle device which mechanically secures the core in the leftmost position when idle (solenoid without current). - after its previous excitation - free movement of the core to the right and thus reducing the pressure in the brake.

Toto přídavné zařízení znázorněné na obr. 2 vyznačuje se úpravou jádra jako dvoudílného, sestávajícího z vnější části jádra За a vnitřní části jádra 3b. Ve vnější části jádra 3a je v jeho duté válcovité části obepínající vnitřní část jádra 3b uspořádaných několik radiálních otvorů, vnichž jsou uloženy kuličky 11. Obě části jádra jsou v klidovém stavu (solenoid 6 bez proudu) od sebe odtlačovány pružinou 12, přičemž vnější část jádra 3a je tlačena do leva к tělesu 1, vnitřní část jádra 3b je tlačena do prava, takže její kuželové čelo roztlačuje radiálně kuličky 11, které se při tom opírají o víko 13 uzavírající těleso 1, a v této poloze znemožňují vnější části jádra 3a a tím i s ní spojenému pístu a tlačítku 4 pohyb do prava. Volný průtok kapaliny ventilem 5 od hlavního válce k brzdě a zpět je tím zajištěn (brzdění při výpadku proudu).This accessory device shown in FIG. 2 is characterized by a two-piece core consisting of an outer part of the core За and an inner part of the core 3b. In the outer part of the core 3a, a plurality of radial openings are arranged in its hollow cylindrical part surrounding the inner part of the core 3b, in which the balls 11 are arranged. The two parts of the core are pushed apart by a spring 12. 3a is pushed to the left of the body 1, the inner part of the core 3b is pushed to the right, so that its conical face pushes radially the balls 11, which in this case rest on the lid 13 closing the body 1, thereby preventing the outer parts of the core 3a. with the piston and button 4 connected to the right. The free flow of liquid through the valve 5 from the master cylinder to the brake and back is thus ensured (power failure braking).

Snižovač tlaku s přídavným zařízením pracuje takto:The pressure relief device with an attachment operates as follows:

Je-li zapnut proud do solenoidu 6, přitáhne se vnitřní část jádra 3b do leva k vnější části jádra 3a a obě části jsou společně drženy magnetickou silou na tělese 1 (normální brzdění). Dojde-li při zásahu snižovače tlaku k přerušení proudu v solenoidu 6 a v komoře 9 je tlak, je píst 2 spolu s oběma částmi 3a a 3b prudce vytlačen do prava a tlak v brzdě klesá. Kuličky 11 tomuto pohybu nebrání, poněvadž nejsou radiálně vysunuty a neblokují proto vnější část jádra 3a proti víku 13. Podmínkou popsané funkce je ovšem to, aby zrychlení, které udílí tlak pístu 2 a oběma částem jádra 3a a 3b, bylo větší, než zrychlení, které může udělit pružina 12 vnitřní části jádra 3b, aby tak obě části jádra zůstaly při pohybu do prava spojeny a nebyly od sebe odtlačeny. Tuto podmínku lze splnit, bude-li vnitřní část jádra 3b dosti hmotná a pružina 12 slabá. Tento požadavek je splněn, je-li poměr síly pružiny 12 a hmotnosti vnitřní části jádra 3b dán ^{rovmci p} 30. SWhen power is applied to the solenoid 6, the inner part of the core 3b is pulled to the left of the outer part of the core 3a and both parts are held together by a magnetic force on the body 1 (normal braking). If the current decreases in the solenoid 6 and the chamber 9 is under pressure, the piston 2, together with the two parts 3a and 3b, is forced to the right and the brake pressure drops. The balls 11 do not prevent this movement because they are not radially extended and therefore do not block the outer part of the core 3a against the cover 13. However, the condition of the described function is that the acceleration that imparts the pressure of the piston 2 and both parts of the core 3a and 3b is greater than the acceleration. which can be provided by the spring 12 of the inner core part 3b so that the two core parts remain connected when moving to the right and are not pushed apart. This condition can be met if the inner part of the core 3b is quite massive and the spring 12 is weak. This requirement is satisfied if the ratio of the spring force 12 to the weight of the inner core 3b is given by ^{equation p} 30. S

--<---- a m2 m m = + m2, kde značí F ... síla pružiny- <---- a m2 m m = + m2, where F is the spring force

S ... plocha pístu mj... hmotnost vnější části jádra m2... hmotnost vnitřní části jádra.S ... piston area mj ... weight of outer core part m2 ... weight of inner core part.

Bude-li při ukončení zásahu snižovače tlaku opět zapnut proud do solenoidu 6, přitáhnou se obě části jádra 3a a 3b do leva do tělesa 1 a píst 2 zvýší opět tlak v brzdě na půvdní · hodnotu. Po dosednutí vnější části jádra . 3a na čelo tělesa 1 otevře se ventil 5 a hlavní válec bude pak propojen s brzdou, takže probíhá normální brzdění. Při ukončení brzdění zanikne ' tlak ... v komoře 9 a vypne se proud v solenoidu 6. Pružina 12 odtlačí pak obě části jádra 3a a 3b od sebe, přičemž kuličky 11 jsou radiálně roztlačeny proti víku 13 a zablokují tím vnější část jádra . 3a a spolu s ní i píst 2 a. ventil 5 v klidové poloze, takže zařízení je volně průtočné.If the current to the solenoid 6 is switched on again when the pressure reducer is stopped, the two parts of the core 3a and 3b are pulled to the left into the body 1 and the piston 2 increases the brake pressure again to its original value. After abutting the outer part of the core. 3a, at the front of the body 1, the valve 5 opens and the master cylinder is then connected to the brake so that normal braking occurs. Upon stopping the braking, the pressure ... in the chamber 9 is lost and the current in the solenoid 6 is switched off. The spring 12 then pushes the two parts of the core 3a and 3b apart, the balls 11 being radially pushed against the cover 13 and blocking the outer part of the core. 3a and with it the piston 2 and the valve 5 in the rest position, so that the device is free-flowing.

Konstruktivní obměna blokovacího ústrojí podle obr. 3 spočívá v tom, že na vnitřní straně jádra 3b je místo radiálních otvorů pro kuličky 11 . vytvořeno válcové osazení, na něž dosedají v zajištěné poloze jádra kuličky 11. ' K . vnější části jádra 3a jsou kuličky pritlačovány přidržovačem 14, který je pružinou 15 tlačen proti tělesu 1 a tím je současně vnější část jádra 3a udržována v základní poloze, v níž dosedá na čelo tělesa. 1.The constructive variation of the locking device of FIG. 3 is that on the inside of the core 3b there is a radial hole for the balls 11. a cylindrical shoulder, which bears in the locked position of the ball core 11 ' the outer parts of the core 3a are pressed by the retainer 14, which is pushed by the spring 15 against the body 1, and at the same time the outer part of the core 3a is kept in the basic position in which it abuts the face of the body. 1.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. Pressure reducer in an anti-lock braking device, allowing free flow of fluid during normal braking and shutting off the pulse of the regulator for the duration of the pulse while reducing the pressure in a part of the brake system to the brake cylinders, the core of which is the surface exposed to the pressure from the master brake cylinder is greater than its active surface exposed to the pressure from the wheel brake cylinder, characterized in that the core is made in two parts, the outer part (3a) of which forms a hollow cylinder 3 with an axially displaceable inner part (3b); springed to the outer part (3a) by a spring (12) and terminated by a conical surface adjoining the cylindrical shoulder of the inner part (3b) and forming a guide for the balls (11) resting against it and pressed against the outer part of the core (3a) by a retainer ( 14) and spring (15).

Pressure reducer according to claim 1, characterized in that the ratio of the force of the spring (12) and the weight of the inner part of the core (3b) is given by the equation

F'30. S - <. . am ₂ . nr m = m _t + m ₂ , where F ... spring force [N] S ... piston area [m2] mj ... weight of outer core [kg] m2 ... weight of inner core, [ kg]