RU2028233C1 - Пневматический сервопривод - Google Patents

Abstract

Использование: в пневматических сервоприводах усилителей тормозных систем. Сущность: сервопривод содержит кожух 10, внутри которого располагается поршень (22, 14, 102), образованный задней трубчатой частью 22, на которую опирается юбка 14 и которая с помощью разворачивающейся мембраны 12 отделяет переднюю камеру 16 сервопривода, постоянно связанную с источником разрежения, от задней камеры 18 сервопривода, селективно соединяемой с передней камерой 16 или с атмосферой посредством воздушного клапана (136, 138, 140), приводимого в действие штоком управления 34, нажимающим посредством плунжера 32 на одну из поверхностей реакционного диска 58, жестко связанного с толкающим штоком 56, причем возвратная пружина 150 штока управления 34 располагается между юбкой 14 поршня и плунжером 32, а воздушный клапан (136, 138, 140), содержащий запорный элемент 138, взаимодействующий своей активной частью, усиленной кольцевой вставкой 118, с перым седлом клапана 136, сформированным на плунжере 32, и с вторым седлом клапана 140, сформированным на поршне, причем запорный элемент 138 образован гибкой трубчатой мембраной 114, активная часть которой (138) располагается между ее двумя концами (112 и 116). В соответствии с предлагаемым изобретением запорный элемент 138 содержит отверстия 120, дающие возможность обеспечить сообщение между передней камерой 16 и задней камерой 18 сервопривода. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к пневматическим сервоприводам, в частности к тому типу пневматических сервоприводов, который используется для обеспечения необходимого усиления в тормозных системах автомобилей.

Один из возможных способов практической реализации предлагаемого изобретения рассмотрен в качестве примера, ни в коем случае не являющегося ограничительным, в приведенном ниже описании.

На фиг. 1 показан в продольном размере вид сбоку на центральную часть пневматического сервопривода известного типа, используемого в качестве усилителя в тормозных системах автомобилей; на фиг. 2 показан в частичном продольном разрезе вид сбоку на центральную часть пневматического сервопривода усилителя автомобильной тормозной системы, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением.

На фиг. 1 представлен вид центральной части пневматического сервопривода известного типа, применяемого для обеспечения необходимого усиления в тормозной системе автомобиля. Установка пневматического сервопривода такой конструкции предусматривается обычно между тормозной педалью автомобиля и главным тормозным цилиндром, управляющим гидравлической системой привода тормозов этого автомобиля. В сложившейся практике принято называть передней часть пневматического сервопривода, обращенную к главному тормозному цилиндру. При этом соответственно задней называют ту часть пневматического сервопривода, которая обращена в сторону тормозной педали автомобиля.

Пневматический сервопривод известного типа, представленный на фиг. 1, содержит наружный кожух 10, представляющий собой тело вращения и симметричный относительно оси Х-Х'. На фиг. 1 показана только центральная задняя часть этого кожуха.

Гибкая разворачивающаяся мембрана 12 из эластомера, усиленная в своей центральной части опорным металлическим диском 14, называемым еще опорной юбкой, определяет внутри пространства, ограниченного кожухом 10, переднюю камеру 16 и заднюю камеру 18. Наружная периферийная кромка мембраны 12 (на фиг. 1 эта кромка не показана) прикреплена к наружному кожуху 10, причем по всему периметру этой кромки обеспечивается герметичность соединения. Внутренняя периферийная кромка этой же мембраны заканчивается утолщением, входящим герметичным образом в кольцевую канавку, сформированную на внешней периферийной поверхности полого поршня усилителя 20, расположенного вдоль оси Х-Х' пневматического сервопривода. Этот полый поршень 20 продолжается в сторону задней части сервопривода в форме трубчатой части или хвостовика 22, который с герметичным уплотнением проходит сквозь заднюю стенку кожуха 10. Герметичность этого перехода обеспечивается армированной кольцевой уплотнительной прокладкой 24, которая закрепляется с помощью стопорного кольца 26 в центральной трубчатой части кожуха 10, продолжающей заднюю стенку этого кожуха.

Пружина сжатия 28, вставленная между поршнем 20 и передней стенкой (не показанной на фиг. 1) наружного кожуха 10, в нормальном исходном состоянии удерживает поршень 20 и юбку 14 в заднем нерабочем или исходном положении, проиллюстрированном на фиг. 1. В этом положении задняя камера 18 имеет свой минимально возвожный объем, а передняя камера 16 имеет свой максимально возможный при нормальной работе пневматиченского сервопривода объем.

В своей центральной части, располагающейся между хвостовиком или задней трубчатой частью 22 и передней частью, в которой закреплена мембрана 12 и опорная юбка 14, упомянутый выше поршень 20 имеет цилиндрическую расточку 30, в которой скользит входящий в нее плунжер 32, также представляющий собой тело вращения и симметричный относительно той же оси Х-Х'. Передний конец управляющего штока 34 пневматического сервопривода также располагается вдоль оси Х-Х' и при помощи шарового шарнира закреплен в плунжере 32. На показанный на фиг. 1 задний конец этого управляющего штока 34, который выступает наружу из трубчатой части или хвостовика 22 поршня 20, непосредственно приводится в движение системой рычагов, связанной с тормозной педалью автомобиля (эта система рычагов, а также сама тормозная педаль на фиг. 1 не показаны).

Ограниченное кольцевое пространство 36 между управляющим штоком 34 и трубчатой частью поршня 20 сообщается с атмосферой в задней части пневматического сервопривода, например, через воздушный фильтр. Спереди это же самое кольцевое пространство может сообщаться с задней камерой 18 через радиальный канал 38, сформированный в центральной части поршня, в том случае, когда средства усиления, управляемые плунжером 32, приведены в действие нажатием на тормозную педаль, например.

В соответствии с обычно используемой конструкцией пневматического сервопривода эти средства усиления включают трехканальный клапан, содержащий кольцевой запорный элемент 40, смонтированный в трубчатой части поршня, и два кольцевых клапанных седла 20а и 32а, сформированных соответственно на центральной части поршня 20 и на плунжере 32.

Запорный элемент (ЗЭ) 40 представляет собой передний и имеющий меньший диаметр конец гибкой муфты из эластомера, причем задняя часть этой гибкой муфты завершается утолщением на конце, герметично вставленным внутрь трубчатой части 22 поршня 20. Это утолщение гибкой муфты удерживается на предназначенном для него месте металлической чашкой 42, в которую упирается пружина сжатия 44, стремящаяся своим усилием сместить запорный элемент 40 вперед.

Кольцевое седло клапана 32а сформировано на заднем торце плунжера 32. Подобным же образом кольцевое седло клапана 20а сформировано на заднем торце центральной части поршня 20, вокруг клапанного седла 32а. В зависимости от положения плунжера 32 внутри поршня 20 такое устройство клапана позволяет ЗЭ 40 постоянно быть прижатому, обеспечивая при этом герметичность взаимного контакта, к по меньшей мере одному из клапанных седел 32а и 20а под действием пружины 44.

Второй клапан 46 сформирован в центральной части поршня 20 приблизительно параллельно его продольной оси Х-Х' для того, чтобы обеспечить сообщение между передней камерой 16 пневматического сервопривода и кольцевой камерой 48, сформированной вокруг ЗЭ 40 внутри трубчатой части 22 поршня 20. В том случае, когда плунжер 32 занимает свое заднее исходное положение (именно это положение показано на фиг. 1), в котором заслонка 40 герметично прилегает к седлу 32а плунжера 32 и не соприкасается с седлом 20а поршня 20, передняя 16 и задняя 18 камеры пневматического сервопривода сообщаются между собой через канал 46, кольцевую камеру 48 и канал 38.

Также в полном соответствии с классической схемой пневматического сервопривода по меньшей мере один упорный орган 50, смонтированный на центральной части поршня 20, ограничивает осевой ход плунжера 32. Этот плунжер 32 в исходном состоянии удерживается в заднем нерабочем положении. При этом кольцевой выступ 33 плунжера прижимается к упомянутому выше упорному органу 50, называемому еще стопорным ключом, с помощью пружины сжатия 52, вставленному между чашкой 42 и шайбой 54, которая в свою очередь опирается на выступ, сформированный на теле штока управления 34.

В своей центральной части поршень 20 содержит передний кольцевой торец 20б, в центре которого имеется открытая цилиндрическая расточка 30. Этот передний кольцевой торец 20б поршня 20 воздействует на задний торец 56а толкающего штока 56 через прокладку 58 из деформируемого материала, например, эластомера. Говоря более точно, толкающий шток 56 и амортизирующая прокладка 58 располагаются на оси Х-Х' пневматического сервопривода или на продолжении управляющего штока 34 и плунжера 32. Задняя поверхность 56а толкающего штока 56 выполнена в виде пластины в форме диска 56б, образующего задний конец штока 56. Пластина 56б, а также амортизирующий диск 56, закрыты кожухом 60, центрированным по оси Х-Х' пневматического сервопривода и взаимодействующим с кольцевой канавкой, сформированной на центральной части поршня 20, вокруг переднего кольцевого торца этого поршня.

Функционирование этого пневматического сервопривода известной конструкции происходит обычным образом и может быть кратко описано в следующих словах.

При установке пневматического сервопривода подобного типа на автомобиль передняя камера 16 сервопривода при помощи трубопровода стационарно подключается к источнику разрежения и сообщается с этим источником постоянно в процессе эксплуатации данного автомобиля.

Упорный орган 50 устанавливается без зазора в центральной части поршня 20. Холостой ход этого сервопривода определяется разницей двух размеров: размера между передней юстировочной гранью упорного органа 50 (куда будет упираться выступ 33 плунжера 32) и кольцевым седлом клапана 20а поршня 20 и размера между выступом 33 и кольцевым седлом клапана 32а плунжера 32.

При использовании тормозов в первый момент нажатие тормозной педали водителем автомобиля имет непосредственным следствием уравновешивание усилия предварительного напряжения пружины 52, несколько уменьшаемое усилием предварительного напряжения пружины 44. В процессе происходящего при этом небольшого перемещения управляющего штока 34 и плунжера 32 ЗЭ 40 под действием пружины 44 следует за седлом клапана 32а плунжера 32 вплоть до того момента, когда этот ЗЭ войдет в контакт с седлом клапана 20а поршня 20. После установления этого контакта по всему периметру седла передняя 16 и задняя 18 камеры пневматического сервопривода оказываются изолированными друг от друга. Ход управляющего штока 34 и плунжера 32, соответствующий этой первой фазе действия пневматического сервопривода, представляет собой холостой ход этого сервопривода, как это было объяснено выше. Таким образом, величина этого холостого хода может в определенных пределах изменяться в зависимости от размерных производственных допусков, принятых при изготовлении поршня и плунжера данного пневматического сервопривода.

В следующей фазе приведения в действие тормозов автомобиля (при дальнейшем нажатии на тормозную педаль) плунжер 32 смещается вперед на расстояние, достаточное для того, чтобы ЗЭ 40 обеспечил герметичность своего контакта с седлом 20а поршня 20 и начала отходить (удаляться) от седла 32а плунжера 32. В этих условиях задняя камера 18 пневматического сервопривода остается изолированной от передней камеры 16 и получает сообщение с атмосферой.

Задняя камера 18, которая до этого сообщалась с передней камерой 16 и находилась вследствие этого под пониженным давлением, теперь начинает всасывать воздух под атмосферным давлением через канал клапана с весьма малой пропускной способностью, пролегающий между ЗЭ 40 и седлом клапана 32а плунжера. Вследствие малого сечения этого воздушного канала создается значительное сопротивление прохождению воздуха по этому каналу. Кроме того, воздух, который поступает, например, из зоны (фиг. 1), для проникновения в канал 38 должен предварительно обогнуть управляющий шток 34 и плунжер 32, чтобы дойти до начала радиального канала 38, откуда и возникает турбулентный и издающий заметный акустический шум поток воздуха, дополняемый, кроме того, характерным свистящим звуком, возникающим вследствие преодоления потоком воздуха достаточно узкой щели между ЗЭ 40 и седлом клапана 32а.

Аналогичные физические явления происходят и при растормаживании автомобиля в процессе отпускания водителем тормозной педали. При этом воздух, находящийся под относительно более высоким давлением в задней камере 18 пневматического сервопривода, естественным образом стремится пройти в переднюю камеру 16 сервопривода, где исходное давление существенно ниже давления в задней камере, через радиальный канал 38, камеру 48 вокруг плунжера 32, уже упоминавшуюся выше щель между ЗЭ 40 и седлом клапана поршня 20а и, наконец, осевой канал 46. Именно вследствие своей схожести с явлениями и процессами, происходящими при осуществлении торможения, явления и процессы, происходящие при растормаживании, не будут здесь описаны в подробностях.

Таким образом, становится понятным, что было бы весьма желательно построить такой пневматический сервопривод, в котором при одном и том же ходе штока управления 34, с одной стороны, проходное сечение канала для поступления воздуха было бы возможно большим, а с другой стороны поток воздуха, циркулирующий в сервоприводе, был бы по возможности менее турбулентным.

Эта цель может быть достигнута благодаря особенностям предлагаемого изобретения, пример практической реализации которого представлен а фиг. 2, где элементы, аналогичные элементам, изображенным на фиг. 1, имеют те же цифровые обозначения.

Итак, на фиг. 2 можно видеть, что поршень и плунжер сервопривода претерпели глубокие модификации по сравнению с их конструкцией, представленной на фиг. 1. Это сделано, разумеется, для достижения сформулированной выше цели.

Поршень пневматического сервопривода в соответствии с предлагаемым изобретением является составным. Он включает заднюю трубчатую часть 22 и содержит вблизи своего переднего конца утолщение 100, удерживающее деталь в форме тела вращения, симметричного относительно оси Х-Х' сервопривода и образующего промежуточную перегородку поршня 102, имеющую приблизительно форму усеченного конуса. На переднем конце этой промежуточной перегородки в форме усеченного конуса, имеющем больший диаметр, закреплена, например, насажена с усилием, юбка 14, на наружной периферийной кромке которой закреплена разворачивающаяся мембрана 12. Эта мембрана может быть закреплена, например, с помощью отверстий 104, выполненных вблизи юбки 14 для дополнительного зацепления материала мембраны 12. Внутренняя периферийная кромка юбки 14 согнута в направлении оси симметрии Х-Х' сервопривода таким образом, чтобы сформировать выступ 106, взаимодействующий с выступом 108, сформированным на муфте 110, имеющей переднюю кольцевую поверхность 20б, специально предназначенную для взаимодействия с амортизирующим диском 58, как это описано в связи с объяснением функционирования и устройства обычного пневматического сервопривода, используемого в тормозных системах автомобилей и показанного на фиг. 1.

Между юбкой 14 поршня и передним концом промежуточной перегородки 102, имеющим больший диаметр, удерживается герметичным образом утолщение 112, образующее передний конец гибкой трубчатой мембраны 114, задний конец которой образует утолщение 116, удерживаемое герметичным образом между задним концом меньшего диаметра промежуточной перегородки 102 и передним концом задней трубчатой части 22 поршня.

Промежуточная часть гибкой трубчатой мембраны 114 оборудована на своей задней поверхности кольцевой вставкой 118, которая обеспечивает упрочнение этой мембраны в плоскости, перпендикулярной оси симметрии Х-Х' сервопривода. Мембрана 114 и кольцевая вставка 118 содержат отверстия 120 и 122 соответственно, располагающиеся друг против друга.

Таким образом, легко видеть, что часть мембраны 114, усиленная кольцевой вставкой 118, может перемещаться в осевом направлении в кольцевом объеме 123, располагающемся между задней поверхностью юбки 14 и передней поверхностью промежуточной перегородки 102 поршня, причем юбка 13 и промежуточная перегородка 102 жестко связаны между собой, а сама промежуточная перегородка 102 жестко связана с задней трубчатой частью 22 поршня.

В конструкции плунжера 32, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением, можно выделить заднюю часть 124, скользящую в расточке 30 задней трубчатой части 22 поршня, и переднюю часть 126, скользящую во внутренней полости муфты 110. Между задней частью 124 плунжера 32 и его передней частью 126 выполнен своеобразный элемент расширения 128, распространяющийся сначала в радиальном направлении и отходящий от оси симметрии сервопривода, образуя при этом кольцевую часть 130, а затем загибающийся вперед уже в осевом направлении, образуя цилиндрическую часть 132, проходящую между муфтой 110 и задней трубчатой частью 22 поршня и входящую в кольцевой объем 123. Цилиндрическая часть 132 упомянутого выше элемента расширения сама продолжается в радиальном направлении от оси симметрии сервопривода кольцевой частью 134, проходящей в кольцевом объеме 123 спереди от части мембраны 114, усиленной кольцевой вставкой 118, причем наружный диаметр этой кольцевой части 134 немного превышает внутренний диаметр кольцевой вставки 118. Кольцевая часть 134 содержит на своей наружной периферической кромке утолщение 136, обладающее необходимыми свойствами для того, чтобы образовать первое седло клапана, взаимодействующее с мембраной 114, усиленной кольцевой вставкой 118 и образующей таким образом заслонку клапана 138.

Второе седло клапана 140 сформировано специальным утолщением на задней поверхности юбки 14 поршня, выполненным по окружности, диаметр которой несколько меньше наружного диаметра кольцевой вставки 118. В предпочтительном варианте практической реализации предлагаемого изобретения утолщение 140 может быть образовано на выпуклой части задней поверхности юбки 14 таким образом, чтобы соответствующая вогнутая часть передней поверхности юбки 14 образовывала ложемент для размещения пружины сжатия 28. В качестве возможного варианта рассматривается и такой, при котором эта часть задней поверхности юбки 14 будет плоской и утолщение по окружности, параметры которой определены выше, будет сформировано на передней поверхности мембраны 114, усиленной вставкой 118.

Отверстия 142 выполнены на юбке 14 для того, чтобы обеспечить сообщение передней камеры 16 с частью кольцевого объема 123, расположенной перед заслонкой клапана 138. Кроме того, отверстия 114 выполнены в промежуточной перегородке 102 для того, чтобы обеспечить сообщение задней камеры 18 сервопривода с частью кольцевого объема 123, расположенной позади заслонки клапана 138. И наконец, отверстия 146 выполнены в задней части 124 плунжера 32 для того, чтобы обеспечить сообщение кольцевого пространства 36 позади плунжера 32, где воздух находится под атмосферным давлением, с кольцевым объемом 123 через кольцевое пространство 148 между цилиндрической частью 132 плунжера 32 и трубчатой частью 22 поршня сервопривода.

Плунжер 32 и шток управления 34 приводятся в их заднее исходное положение посредством возвратной пружины 150, упирающейся с одной стороны в заднюю поверхность части юбки 14, которая образует утолщение 106, а с другой стороны упирающейся в переднюю поверхность кольцевой части 130 элемента расширения 128 плунжера 32, причем юбка 14 сама отводится в свое заднее исходное положение с помощью пружины 28.

В своем заднем исходном положении плунжер 32 упирается в выступ 52, образованный на внутренней поверхности задней трубчатой части 22 поршня сервопривода. Заслонка клапана 138 испытывает давление по направлению вперед со стороны пружины клапанной заслонки 154, упирающейся с одной стороны в заднюю поверхность мембраны 114, усиленной кольцевой вставкой 118 и образующей заслонку клапана 138, а с другой стороны упирающейся в переднюю поверхность утолщения 100, образованного на переднем конце задней трубчатой части 22 поршня сервопривода.

Таким образом, нетрудно видеть, что в соответствии с предлагаемым изобретением осуществлена практическая реализация пневматического сервопривода, содержащего поршень 20, образованный подвижной составной стенкой, состоящей из юбки 14, оборудованной разворачивающейся мембраной 12, и жестко связанной с промежуточной перегородкой 102, которая в свою очередь жестко связана с задней трубчатой частью 22 поршня, причем этот поршень имеет возможность воздействовать на толкающий шток 56 через амортизирующий диск 58 посредством передней кольцевой поверхности 20б муфты 110, которая служит также направляющим элементом для перемещающегося в ее внутренней полости плунжера 32.

Конструкция воздушного клапана включает заслонку клапана 138, образованную на промежуточной части трубчатой мембраны, закрепленной своими концами на подвижной составной стенке поршня сервопривода, которая взаимодействует с седлом клапана 136, образованным на плунжере сервопривода, и седлом клапана 140, образованным на подвижной составной стенке поршня сервопривода.

Кроме того, элементы, составляющие конструкцию воздушного клапана, располагаются спереди от переднего конца плунжера 32, точнее, спереди от части кожуха 10 сервопривода, проходящей перпендикулярно оси симметрии Х-Х'. Такая особенность конструкции обусловливает то преимущество, что пневматический сервопривод в соответствии с предлагаемым изобретением может быть использован с кожухом существующего уже сервопривода обычного типа и не требует специального изготовления нового кожуха.

Порядок и особенности функционирования этого пневматического сервопривода, выполненного в соответствии с предлагаемым изобретением, легко вывести из тех объяснений, которые были даны выше. В исходном положении (фиг. 2) передняя камера 16 сервопривода сообщается с задней камерой 18 сервопривода через отверстия 142, проходное отверстие клапана 140-138 в кольцевом объеме 123 и отверстия 120, 122 и 144. Приведение в движение штока управления путем воздействия на тормозную педаль автомобиля имеет следствием продвижение вперед плунжера 32 преодоления сопротивление этому процессу со стороны пружины 150. Заслонка клапана 138 остается прижатой к седлу клапана 136 плунжера 32 под действием пружины 154 до тех пор, пока эта заслонка клапана не войдет в контакт с седлом клапана 140 подвижной перегородки поршня, закрывая тем самым проходное отверстие клапана 140-138 и изолируя переднюю 16 и заднюю 18 камеры сервопривода друг от друга.

При продолжении воздействия на шток управления 34 и пдунжер 32 цилиндрическая часть 132 этого плунжера продолжает входить в кольцевой объем 123. В этом случае заслонка клапана 1387 прижимается к седлу клапана 140 поршня, тогда как седло клапана 136 плунжена удаляется от заслонки клапана 138.

Таким образом, воздух, нахолящийся под атмосферным давлением, получает возможность проникать в заднюю камеру 18 сервопривода через отверстия 146 в задней части плунжера 32, кольцевой объем 148 между цилиндрической частью 132 плунжера 32 и задней трубчатой частью 22 поршня, проходное отверстие клапана 136-138, отверстия 120 и 122, выполненные в мембране 114 и кольцевой вставке 118 и, наконец, отверстия 114 в промежуточной перегородке 102 поршня сервопривода.

Итак, легко видеть, что благодаря особенностям предлагаемого изобретения воздух попадает в заднюю камеру 18 сервопривода через проходное отверстие клапана 136-138, которое имеет диаметр, в несколько раз превышающий диаметр соответствующего проходного сечения в пневматическом сервоприводе обычного типа, описанном выше (фиг. 1). Так, например, можно придать проходному отверстию клапана 136-138 диаметр, в пять раз превышающий диаметр проходного отверстия воздушного клапана пневматического сервопривода обычного типа. Отсюда следует, что сечение канала, предназначенного для прохода воздуха, также увеличивается в пять раз и, таким образом, расход воздуха, поступающего в заднюю камеру сервопривода, претерпит пятикратное увеличение. На основании изложенного выше становится понятно, что пневматический сервопривод в соответствии с предлагаемым изобретением будет иметь существенно повышенное быстродействие по сравнению с сервоприводом обычного типа. Разумеется, упоминавшееся выше пятикратное увеличение проходного сечения воздушного канала не является критическим и выбрано исключительно в качестве примера.

Любой другой коэффициент увеличения проходного сечения воздушного клапана по сравнению с пневматическими сервоприводами известных типов может быть выбран в пневматическом сервоприводе в соответствии с предлагаемым изобретением в зависимости от того, какой результат необходимо получить.

Из комментариев, которые будут приведены ниже, станет ясно, что то же самое снижение времени реакции сервопривода или повышение его быстродействия имеет место и при растормаживании, то есть при отпускании тормозной педали автомобиля. Действительно, при снижении усилия, приложенного к штоку управления сервопривода, этот шток отходит назад и в своем движении увлекает за собой плунжер 32. При этом седло клапана 136 плунжера 32 снова начинает входить в контакт с заслонкой клапана 138, тогда как седло клапана 140 поршня по-прежнему остается в контакте с заслонкой клапана 138. Если плунжер продолжает свое возвратное движение в направлении назад, то седло клапана 136 плунжера заставляет заслонку клапана 138 отходить и удаляться от седла клапана 140 поршня. Тогда воздух, содержащийся в задней камере 18 сервопривода, начинает всасываться в переднюю камеру сервопривода через отверстия 144 в промежуточной перегородке 102 поршня, отверстия 120 и 122 в мембране 114 и кольцевой вставке 118, проходное отверстие клапана 138-140 и, наконец, через отверстия 142 в юбке 14 поршня.

Для того, чтобы обеспечить быстрое выравнивание давления в передней 16 и задней 18 камерах сервопривода (в случае наличия разрежения в одной из этих камер), плунжеру 32 обеспечена возможнность отходить назад при растормаживании автомобиля на относительно большое расстояние по сравнению с корпусом клапана и поршнем 20, причем проходное отверстие клапана между седлом 140 клапана поршня 20 и заслонкой клапана 138 точно определено приходом на упор под действием возвратной пружины 150 заднней части 124 плунжера в выступ 152, сформированный на внутренней поверхности задней трубчатой части 22 поршня 20.

Таким образом видно, что воздух принужден истекать через проходное отверстие клапана 138-140, обладающее диаметром, существенно большим, чем диаметр проходного отверстия клапана обычного пневматического сервопривода известного типа, что позволяет обеспечить значительно более высокий расход воздуха в этом воздушном канале. Следствием этого является значительно уменьшенное время реакции пневматического сервопривода в соответствии с предлагаемым изобретением также и в фазе растормаживания, то есть отпускания тормозной педали автомобиля, или увеличенное быстродействие этого сервопривода и в фазе растормаживания.

Итак, на основании изложенного выше нетрудно сделать вывод о том, что благодаря специальному расположению и особенностям взаимодействия седла клапана 136 плунжера и седла клапана 140 поршня, а также заслонки клапана 138, расход воздуха между атмосферой и задней камерой сервопривода, а также между передней и задней камерами сервопривода, реализованного в соответствии с предлагаемым изобретением, увеличивается в достаточно большой пропорции, соответственно значительно снижая время реакции этого сервопривода (или повышая его быстродействие) как в фазе торможения, так и в фазе растормаживания.

Ввиду того обстоятельства, что элементы воздушного клапана пневматического сервопривода в соответствии с предлагаемым изобретением располагаются спереди от части кожуха 10, распространяющейся перпендикулярно оси симметрии Х-Х' сервопривода, а также благодаря тому факту, что второе седло клапана сформировано на юбке поршня, нетрудно видеть, что кольцевой части 134 плунжера 32 можно придать любой желаемый диаметр для того, чтобы обеспечить соответствующее увеличение диаметра проходных отверстий клапана 136-138 и 140-138 и соответствующее снижение времени реакции данного пневматического сервопривода.

Предлагаемое изобретение позволяет также весьма существенным образом уменьшить акустический шум при функционировании пневматического сервопривода. Действительно, из изложенного выше видно, что в процессе торможения, то есть нажатия на тормозную педаль автомобиля, воздух проходит через отверстия 146, кольцевое пространство 148, проходное отверстие клапана 136-138 и отверстия 120, 122 и 144. При растормаживании, то есть при отпускании тормозной педали, воздух проходит через отверстия 144, 122 и 120, проходное отверстие клапана 138-140 и отверстия 142. Специальная конструкция пневматического сервопривода в соответствии с предлагаемым изобретением позволяет предусмотреть, чтобы отверстия 142, 120, 122, 144 и 146 были выполнены в одинаковом количестве, равномерно распределены относительно оси симметрии Х-Х' сервопривода и расположены таким образом, чтобы их центры находились в одной плоскости (фиг. 2).

Благодаря перечисленным выше условиям, массы воздуха, приводимые в движение в процессе функционирования пневматического сервопривода в соответствии с предлагаемым изобретением, будут иметь скорость, составляющие которой будут располагаться только в одной плоскости, например, в плоскости фиг. 2. Другими словами, поток воздуха в сервоприводе будет совершенно симметричным относительно оси Х-Х' во всех режимах функционирования. А это означает, что будут исключены практически все турбулентности потока воздуха и связанные с ними шумы.

Итак, на основании изложенного выше можно сделать вывод о том, что в соответствии с предлагаемым изобретением реализован пневматический сервопривод, в котором специальное расположение и особенности взаимодействия элементов воздушного клапана дает ему возможность функционировать практически бесшемно и с очень коротким временем реакции, то есть с достаточно высоким быстродействием. Разумеется, предлагаемое изобретение не ограничивается способом практической реализации, который был описан выше в качестве примера. Здесь возможны многочисленные варианты и усовершенствования, которые может предложить специалист. Так, например, разворачивающаяся мембрана и гибкая трубчатая мембрана, на которой сформирована заслонка клапана сервопривода, могут быть выполнены как единая деталь, кроме того, предлагаемое изобретение может быть применено к пневматическим сервоприводам, работающим тандемом или с дополнительной камерой.

Claims (8)

1. ПНЕВМАТИЧЕСКИЙ СЕРВОПРИВОД усилителя тормозной системы автомобиля, содержащий кожух, в котором расположен поршень, включающий заднюю трубчатую часть, установленную с упором в юбку посредством разворачивающейся мембраны, отделяющей переднюю камеру сервопривода, постоянно связанную с источником разрежения, от задней камеры сервопривода, селективно соединяемой с передней камерой или с атмосферой посредством воздушного клапана, приводимого в действие штоком управления, нажимающим посредством плунжера на одну из поверхностей реакционного диска, жестко связанного с толкающим штоком, воздушный клапан, содержащий запорный элемент, взаимодействующий своей активной частью с первым седлом клапана, сформированным на плунжере, и с вторым седлом клапана, сформированным на поршне, возвратную пружину управляющего штока, отличающийся тем, что запорный элемент клапана образован гибкой трубчатой мембраной, активная часть которой расположена между двумя ее концами и выполнена с отверстиями, обеспечивающими возможность сообщения передней и задней камер сервопривода, и усилена кольцевой вставкой, при этом возвратная пружина штока управления расположена между юбкой поршня и плунжером.

2. Сервопривод по п.1, отличающийся тем, что отверстия, выполненные в запорном элементе клапана, расположены в его активной части между первым и вторым седлами и клапана.

3. Сервопривод по п.1, отличающийся тем, что поршень дополнительно содержит промежуточную перегородку поршня, ограничивающую совместно с юбкой поршня кольцевой объем.

4. Сервопривод по п.1, отличающийся тем, что второе седло клапана сформировано на юбке поршня.

5. Сервопривод по любому из пп.1 - 4, отличающийся тем, что первое и второе седла, а также запорный элемент клапана расположены в кольцевом объеме.

6. Сервопривод по п.5, отличающийся тем, что отверстия выполнены в юбке для обеспечения сообщения передней камеры с кольцевым объемом, а в промежуточной перегородке отверстия выполнены для обеспечения сообщения задней камеры сервопривода с кольцевым объемом.

7. Сервопривод по любому из пп.1 - 6, отличающийся тем, что отверстия в плунжере выполнены для обеспечения сообщения кольцевого объема с атмосферой.

8. Сервопривод по п.7, отличающийся тем, что отверстия, выполненные в плунжере, в заслонке клапана, в юбке поршня и в промежуточной перегородке, равномерно распределены относительно оси симметрии сервопривода в одинаковом количестве и имеют центры, расположенные в одной плоскости.

Images