Регулятор сил гальмування

Изобретение относится к области машиностроения. Преимущественной областью его исследования являются пневматические приводы тормозов автомобилей. Известна конструкция регулятора тормозных сил [1], содержащего корпус, следящий элемент, выполненный в виде поршня и диафрагмы с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне, а периферийная на стенке корпуса, образующий в корпусе как минимум три полости, две из которых расположены так, что давления в них создают на следящем элементе противоположно направленные усилия, сообщены с полостями входного и выходного давления, двухседельный клапан, расположенный в следящем поршне и управляемый подвижным штоком, уплотненным в корпусе, имеющем механическую связь с подвеской, избирательно перепускающий сжатый воздух в полость выходного давления или сообщающий ее с атмосферой, и корректирующее устройство, включающее подпружиненный поршень и управляемый им клапан, перепускающий сжатый воздух в третью полость. Недостатком такого регулятора является то. что в процессе торможения автомобиля при случайных колебаниях подвески или при перераспределении нормальных реакций по осям автомобиля, связанный с подвеской подвижный шток будет несколько перемещаться, вместе с ним будет перемещаться и поршень.. За счет этого объем полости над диафрагмой будет изменяться, поэтому в третьей полости (над диафрагмой) давление также изменится. Для наглядности нестабильности выходного давления на фиг. 2 приведена характеристика выходного давления регулятора, где изменению давления над диафрагмой соответствует перемещение точки А в положение точки Α1. Этот недостаток устраняется в регуляторе [2], где в корпусе и (или) теле следящего элемента выполнена глухая полость, которая сообщена с третьей полостью. Наличие глухой полости приводит к тому, что объем наддиафрагменной полости будет изменяться незначительно, что способствует стабилизации выходного давления. Недостаток этого решения заключается в том, что оно влечет за собой значительное увеличение габаритных размеров регулятора, за счет того, что объем глухой полости составляет 40% объема третьей полости. Отсюда техническая задача: снижение габаритных размеров регулятора без ухудшения стабильности его выходных характеристик за счет установления оптимального с точки зрения указанных требований объема глухой полости. Выполнение поставленной задачи достигается тем, что в регуляторе тормозных сил, содержащем корпус, следящий элемент, выполненный в виде поршня и диафрагмы с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне, а периферийная на стенке корпуса, образующий в корпусе как минимум три полости, две из которых расположены так, что давления в них создают на следящем элементе противоположно направленные усилия, сообщены с полостями входного и выходного давления, двухседельный клапан, расположенный в следящем поршне и управляемый подвижным штоком, уплотненным в корпусе, имеющем механическую связь с подвеской, избирательно перепускающий сжатый воздух в полость выходного давления или сообщающий ее с атмосферой, и корректирующее устройство, включающее подпружиненный поршень и управляемый им клапан, перепускающий сжатый воздух в третью полость, сообщенную с глухой полостью выполненной в корпусе и (или) теле следящего элемента, достигается тем, что объем глухой полости не превышает тридцати процентов от объема третьей полости. Как показали экспериментальные исследования, проведенные в Харьковском автомобильно-дорожном институте стабильность выходных параметров регулятора улучшается с увеличением объема глухой полости до величины равной 30% от объема третьей полости. При дальнейшем увеличении объема глухой полости стабильность выходных параметров практически не изменяется и поэтому это приводит только к увеличению габаритных размеров регулятора. Таким образом ограничение в 30% способствует снижению габаритных размеров регулятора тормозных сил без ухудшения стабильности его выходных параметров. На фиг. 1 представлена конструктивная схема регулятора тормозных сил, который содержит корпус 1, поршень 2, диафрагму 3 с переменной активной площадью, центральная часть которой закреплена на поршне 2, а периферийная на стенке корпуса 1, двухседельный клапан 4, подвижный шток 5, поршень 6, управляющий клапаном 7, компенсационную полость 8, Α-полость входного давления, Б-полость выходного давления, С-третья полость связанная с компенсационной полостью 8. На фиг. 2 представлена статическая характеристика регулятора тормозных сил, где обозначено P1 давление входа, Р2 - давление выхода, кривые 1, 2, 3 соответствуют различным положениям подвижного штока. Если в полости А входное давление отсутствует, клапан 4 закрыт, и полости А и Б разобщены. Причем полость Б - полость расположенная под диафрагмой, может быть сообщена с атмосферой через продольное цилиндрическое отверстие в штоке 5. Клапан 7, в данном случае жестко связанный с поршнем 6 под действием пружины, воздействующей на поршень 6, открыт и поэтому полость А может быть связана с полостью с над диафрагмой. Полость С, в свою очередь, связана с компенсационной полостью 8. При поступлении сжатого воздуха в полость А сжатый воздух одновременно через каналы в корпусе 1 поступает и в полость С, а из нее в полость 8. Под действием сжатого воздуха поршень 2 опускается вниз. Упираясь в шток 5, клапан 4 отсоединяет полость Б от атмосферного вывода и, открывшись, соединяет полости А и Б. Таким образом, пока открыт клапан 7, давление на входе (полость А) и на выходе (полость Б), растут равномерно, поскольку именно это в данном случае является условием равновесия поршня 2, при котором клапан 4 одновременно прижат и к седлу в поршне 2 и к верхнему торцу штока 5. Этому режиму работы соответствует участок ОА статической характеристики регулятора (фиг. 2). В тот момент, когда давление в полости А достигнет значения точки А. Фиг. 2, клапан 7 (фиг.1) сжимая пружину, воздействующую на поршень 6, закрывается, разобщая полости А и С. С этого момента давление в полостях С и 8 с возрастанием давления в полости А не возрастает. Дальнейшее возрастание выходного давления в полости Б будет происходить с учетом переменной активной площади диафрагмы 3. Поршень 2 без учета сил трения в общем случае будет находиться в равновесии, если где P1 - входное давление; Ра - давление в полостях С и 8, соответствующее точке А фиг. 2; Р2 - выходное давление; Fn - активная площадь поршня; FAH - активная площадь диафрагмы со стороны полости С; Fдп - активная площадь диафрагмы со стороны полости Б. Из (1) видно, что с увеличением Fдn выходное давление снижается. Поэтому на фиг. 2 из кривых 1, 2, 3 из кривых 1, 2, 3 кривая 3 соответствует статической характеристике регулятора тормозных сил при наибольшей Fдп. При снижении давления в полости А фиг. 1 поршень 2 под действием давления в полости Б на него и диафрагму 3 поднимается вверх. Шток 5 отрывается от клапана 4 и сжатый воздух из полости Б через продольное отверстие в штоке 5 выходит в атмосферу. Когда давление в полости А станет меньшим, чем в точке А фиг. 2, клапан 7 фиг. 1 под воздействием пружины, воздействующей на поршень 6, откроется и в полостях С и 8 давление сжатого воздуха также начнет снижаться. В процессе торможения шток 5 связанный с подвеской, уже после того, как клапан 7 закроется, может несколько перемещаться. За счет этого настолько же переместится и поршень 2. Связанная с ним диафрагма 3, прогибаясь, будет изменять величину объема полости С. Но поскольку полость С связана с компенсационной полостью 8. давление над диафрагмой 3 будет изменяться в незначительных пределах. Авторами изготовлен и испытан регулятор тормозных сил, заявляемой конструкции на автобусе ЛиАЗ5256. При значительном уменьшении габаритов регулятор показал высокую стабильность выходных характеристик. В этом заключается технический результат данной заявки.