Прискорювальний клапан

Реферат: Винахід належить до машинобудування, а саме до автотранспортної техніки і може бути використаний в трансмісіях транспортних засобів як елемент для прискорення подачі та випуску стисненого повітря із виконавчих пристроїв керування елементами трансмісії, зокрема зчеплення. В основу запропонованого авторами винаходу поставлено задачу зменшення ефекту перерегулювання при релейному способі подачі стисненого повітря до керуючої порожнини прискорювального клапана та зменшення коливань поршня, за рахунок введення в його конструкцію дроселя, що дозволяє швидко вирівнювати тиск на поршень з обох боків. Запропонована конструкція прискорювального клапана включає корпус, клапан впуску-випуску, притиснутий пружиною до сідла впускного клапана, виготовленого як одне ціле з корпусом. Поршень виконано з наскрізним осьовим отвором для можливості сполучення вихідної порожнини з атмосферою та дроселем. Прискорювальний клапан розділений на три порожнини: керуючу, живлячу та вихідну. Живляча порожнина з'єднана з джерелом стиснутого повітря (ресивером), керуюча порожнина - з органом керування, а вихідна порожнина - зі UA 109503 C2 (12) UA 109503 C2 споживачем. Через дросель, розташований у поршні, керуюча порожнина додатково сполучається з вихідною порожниною. Використання приведеного рішення забезпечує якісну роботу пристроїв керування елементами трансмісії як у плані їх швидкодії, так і питанні точності керування. UA 109503 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до машинобудування, а саме до автотранспортної техніки, і може бути використана в трансмісіях транспортних засобів як елемент для прискорення подачі та випуску стисненого повітря із виконавчих пристроїв керування елементами трансмісії, зокрема зчеплення. На даний момент у автомобілебудуванні широко застосовуються підсилювачі та інші пристрої керування елементами трансмісії, які як джерело енергії використовують стиснене повітря. Застосування стисненого повітря у приводах дозволяє зменшити зусилля на органі керування та без суттєвих втрат передавати керуючий сигнал на значні відстані. При цьому повинні виконуватися вимоги щодо показників швидкодії та точності керування виконавчих механізмів. У зв'язку з цим створення прискорювального клапана, який дозволить без втрати швидкодії підвищити точність керування виконавчим механізмом є актуальною проблемою. Відомий прискорювальний клапан [Автомобиль: Основы конструкции: Учебник для вузов по специальности "Автомобили и автомобильное хозяйство" / Н.Н. Вишняков, В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут и др. - 2-е изд. - М: Машиностроение, 1986. - стр. 259] був прийнятий за прототип, як найбільш близький за кількістю загальних конструктивних ознак до рішення, що заявляється. Основною задачею описаного прискорювального клапана є зменшення часу впуску та випуску повітря в циліндри енергоакумуляторів та пропорційне підвищення тиску на виході з прискорювального клапана в залежності від зміни тиску в керуючій порожнині. Відомий прискорювальний клапан має корпус, який складається з верхньої та нижньої частин. У верхній частині розміщений поршень, на якому виконано сідло випускного клапана. Сам випускний клапан змонтований на пустотілому штоку разом з впускним клапаном. Сідло впускного клапана вмонтовано в нижню частину корпуса. Прискорювальний клапан має три порожнини. Керуюча порожнина сполучена з органом керування, вихідна - зі споживачем, живляча - з ресивером. При подачі повітря у керуючу порожнину створюється тиск, який призводить до переміщення поршня. При цьому випускний клапан закривається, відокремлюючи вихідну порожнину від атмосфери, а впускний клапан відкривається, з'єднуючи живлячу та вихідну порожнини. Коли тиск повітря у вихідній порожнині (під поршнем) досягає значення тиску у керуючій порожнині (над поршнем) поршень перебуває у рівновазі. Тому чим вище тиск у керуючій порожнині, тим вище тиск у силовій порожнині споживача. При зниженні тиску у керуючій порожнині впускний клапан закривається за рахунок зусилля пружини, випускний відкривається, з'єднуючи вихідну порожнину з атмосферою, і тиск у вихідній порожнині пропорційно знижується. Наведений винахід забезпечує зменшення часу впуску і випуску повітря з силової порожнини споживача, проте має деякі недоліки: - при релейному способі подачі стисненого повітря до керуючої порожнини спостерігається перерегулювання, яке обумовлене порівняно невеликими розмірами керуючої порожнини і, відповідно, значним стрибкоподібним переміщенням поршня; - при подачі стисненого повітря в керуючу порожнину поршень може увійти в коливання, оскільки він, в комбінації з пружиною клапана, утворює коливальну систему. Ці коливання небажані, оскільки вони викликають шуми і навіть можуть призвести до руйнування клапана. В основу запропонованого авторами винаходу поставлено задачу зменшення ефекту перерегулювання при релейному способі подачі повітря до керуючої порожнини прискорювального клапана та зменшення коливань поршня, за рахунок введення в його конструкцію дроселя, що дозволяє швидко вирівнювати тиск на поршень з обох боків. Суть винаходу пояснюється кресленням. Запропонована конструкція прискорювального клапана включає корпус 9, клапан впускувипуску 6, притиснутий пружиною 7 до сідла впускного клапана 8, виготовленого як одне ціле з корпусом 9. Поршень 5 виконано з дроселем 4 та наскрізним осьовим отвором 10 для можливості сполучення вихідної порожнини з атмосферою. За рахунок клапана впуску-випуску та поршня внутрішній простір прискорювального клапана розділений на три порожнини: керуючу, живлячу та вихідну. Живляча порожнина А через вхід 1 з'єднана з джерелом стисненого повітря (ресивером), керуюча порожнина В через вхід 2 - з органом керування (електропневматичним клапаном), а вихідна порожнина Б через вихід 3 - зі споживачем (силовою порожниною виконавчого механізму приводу керування зчепленням). Через дросель 4, розташований у поршні 5, керуюча порожнина додатково сполучається з вихідною порожниною. Прискорювальний клапан працює наступним чином. У стані спокою (оператор не впливає на орган керування) стиснене повітря у керуючій порожнині В відсутнє. Відсутність надлишкового тиску на поршень 5 призводить до утворення між ним та клапаном впуску-випуску 6 зазору. Через утворений зазор та наскрізний отвір 10 у 1 UA 109503 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 поршні 5 вихідна порожнина Б сполучається з атмосферою, відповідно атмосферний тиск через вихід 3 встановлюється у силовій порожнині споживача та, за рахунок дроселя 4, у керуючій порожнині В. В цей час клапан впуску 6 притиснений до свого сідла 8 за рахунок зусилля пружини 7 та додаткового зусилля, утвореного тиском повітря. У разі подачі оператором сигналу на впуск, у керуючу порожнину В через вхід 3 потрапляє стиснене повітря у вигляді коротких імпульсів (релейний спосіб керування), величина яких залежить від характеристик органу керування (електропневматичного клапана). Зростання тиску у керуючій порожнині В призводить до переміщення поршня 5, притискання його до клапана впуску-випуску 6 та від'єднання вихідної порожнини Б від атмосфери. В той самий час через дросель 4, виконаний у поршні 5, відбувається перетікання стисненого повітря з керуючої порожнини В у вихідну порожнину Б. В першу чергу це призводить до підвищення тиску у силовій порожнині споживача ще до відкриття впускного клапана. Оскільки діаметр входу 2 у декілька разів більший, ніж діаметр дроселя 4, тиск у керуючій порожнині В підвищується, що призводить до зростання зусилля на поршні 5. Коли воно перевищує силу пружини 7, впускний клапан 6 відкривається і вихідна порожнина Б сполучається з живлячою порожниною А, силова порожнина споживача швидко заповнюється стисненим повітрям. Завдяки наявності у поршні 5 дроселя 4 стиснене повітря з керуючої порожнини В перетікає до вихідної порожнини Б, що зменшує перерегулювання, а після закінчення подачі керуючого сигналу тиск у порожнинах Б і В швидко вирівнюється. Таким чином поршень 5 переміщується завдяки зусиллю пружини 7 та стисненого повітря, що діє на клапан 6 до його посадки на сідло 8. При цьому клапан випуску також залишається закритим завдяки притискній силі, наявність якої обумовлена різницею площ поршня 5. У такому стані спокою, коли обидва клапани закриті, система перебуває до наступної команди оператора. У разі подачі оператором сигналу на випуск, з керуючої порожнини В через вхід 3 стиснене повітря випускається до атмосфери короткими імпульсами. Різке падіння тиску у керуючій порожнині призводить до переміщення поршня 5 і його відриву від сідла випускного клапана 6. Відповідно на деякий час вихідна порожнина Б через отвір 10 у поршні 5 сполучається з атмосферою, після вирівнювання тиску у керуючій та вихідній порожнинах поршень знову притискається до сідла випускного клапана 6. Таким чином реалізується функція регулювання під час випуску повітря з силової порожнини споживача. За умови подачі керуючого сигналу нерелейним способом, подача стисненого повітря до керуючої порожнини призводить до різкого переміщення поршня 5 і, відповідно, повного відкриття впускного клапана 6. Силова порожнина споживача максимально швидко заповнюється стисненим повітрям. Випуск проходить у зворотному порядку. Таким чином, вирішені поставлені задачі: - значно зменшується ефект перерегулювання при релейному способі подачі стисненого повітря до керуючої порожнини прискорювального клапана; - зменшується ймовірність довго затухаючих коливань поршня під час подачі стисненого повітря до керуючої порожнини; - за рахунок зменшення об'єму керуючої порожнини та сил тертя досягається спрацювання прискорювального клапана за менший проміжок часу. Використання приведеного рішення забезпечує якісну роботу пристроїв керування елементами трансмісії, як у плані їх швидкодії, так і питанні точності керування. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ Прискорювальний клапан, який складається з корпусу, клапана впуску-випуску та поршня, розділений клапаном впуску-випуску на живлячу та вихідну порожнини, а поршнем на керуючу та вихідну порожнини, причому живляча порожнина з'єднана з ресивером, керуюча - з органом керування, вихідна - зі споживачем, який відрізняється тим, що керуюча порожнина з'єднана з вихідною порожниною через дросель керування тиском у вихідній порожнині. 2 UA 109503 C2 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3