Пропорциональный клапан для регулирования давления (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ЗИВ 60 Т НИЕ ИЗОБРЕТЕН: "пфй.43 я м ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Камское объединение по производству большегрузных автомобилей(56) 1. Авторское свидетельство СССР(54) ПРОПОРЦИОНАЛЬНЫЙ КЛАПАН ДЛЯРЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) 1. Пропорциональный клапан длярегулирования давления преимущественно в пневматических тормозных системахтранспортных средств, содержащий корпус, в котором размещены с возможностью взаимодействия друг с другом дифференциальный и вспомогательный порш. ни и двойной клапанный элемент, управляемый дифференциальным поршнем,при этом в корпусе образованы камерыпервого регулирующего давления, второго регулирующего давления и регулируемого давления, первая из которыхограничена верхней рабочей поверхностью дифференциального поршня, вторая - дифференциальной поверхностьюдифференциального поршня и нижнейрабочей поверхностью вспомогательного поршня, а последняя камера - нижней рабочей поверхностью дифференциального поршня, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениянадежности, верхней рабочей поверхностью вспомогательного поршня истенками корпуса ограничена дополни"тельная камера, сообщенная с камерой регулируемого давления.108262, Пропорциональный клапан для ре гулирования давления преимущественно в пневматических тормозных системах транспортных средств, содержащий корпус, в котором размещены с возмож ностью взаимодействия друг с другом дифференциальный и вспоЬюгательный поршни, двойной клапанный элемент, управляемый дифференциальным поршнем, и упругий элемент, препятствующий перемещению вспомогательного поршня в сторону дифференциального поршня, при этом в корпусе образованы камеры первого регулирующего давления, вто 52рого регулирующего давления и регулируемого давления, первая из которыхограничена верхней рабочей поверхностью дифференциального поршня, вто.рая - дифференциальной поверхностьюдифференциального поршня,а последняякамера - нижней рабочей поверхностьюдифференциального поршня, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности, верхней рабочей поверхностью вспомогательногопоршня и стенками корпуса ограниченадополнительная камера, сообщенная скамерой регулируемого давления.Изобретение относится к машиностроению, в частности к пневматическим тормозным системам транспортныхсредств, и может быть использовано вавтомобильной и тракторной промышленности,Наиболее близким к предлагаемомуявляется пропорциональный клапан длярегулирования давления, содержащийв первом варианте выполнения корпус,в котором размещены с возможностьювзаимодействия друг с другом дифференциальный и вспомогательные поршни идвойной клапанный элемент, управляемый дифференциальным поршнем, при 15этом в корпусе образованы камеры первого регулирующего, второго регулирующего и регулируемого давлений, первая иэ которых ограничена верхнейрабочей поверхностью дифференциальноОго поршня, вторая - дифференциальнойповерхностью дифференциального поршняи нижней рабочей поверхностью вспомогательного поршня, а последняя камера - нижней рабочей поверхностьюдифференциального поршня.Во втором варианте выполненияописан пропорциональный клапан, содержащий корпус, в котором размещены свозможностью взаимодействия друг с 30другом дифференциальный и вспомогательный поршни, двойной клапанныйэлемент, управляемый дифференциальнопоршнем, и упругий элемент, препятствующий перемещению вспомогательногс З 5поршня в сторону дифференциальногопоршня, при этом в корпусе образованы камеры первого регулирующего, второго регулирующего и регулируемогодавлений, первая из которых ограни, чена верхней рабочей поверхностью дифференциального поршня, вторая - дифференциальной поверхностью дифференциального поршня, а последняя камера - нижней рабочей поверхностью дифференциального поршня 1.1 .Недостаток известного пропорционального клапана заключается в снижении его надежности при отказе агрега" та подающего первое регулирующеедавление,Цель изобретения - повышение надежности.Указанная цель достигается тем, что при любом варианте выполнения верхней рабочей поверхностью вспомогательного поршня и корпусом ограничена дополнительная камера, сообщенная с камерой регулируемого давленияНа фиг. 1 изображена схема тормозной системы с пропорциональным клапаном; на фиг.2 - пропорциональныйклапан в первом варианте выполнения (первая модификация); на фиг.З - тоже, вторая модификация; на фиг.4то же, третья модификация; на фиг.5второй вариант выполнения клапана(фиг.1 и 2) отверстие 2 соединяеткамеру А первого регулирующего давления Р через трубопровод 3 с главным клапаном 4 управления тормозами,з 1082отверстие 5 - камеру Б второго регу-лирзфющего давления Р 2 через трубопровод 6 с магистралью подачи сжатоговоздуха в тормозные камеры 7, давление в которых изменяется регулятором8 тормозных сил, а отверстие 9 - камеру В регулируемого давления Р че 3рез трубопровод 10 с тормозными камерами 11, давление в которых изменяется пропорциональным клапаном 1. 1 ОКамеры В и Г сообщены между собойчерез отверстие 9, .трубопровод (непоказан) и отверстие 12. Отверстие13 пропорционального клапана 1 предназначено для выпуска в атмосферу 15сжатого воздуха из тормозных камер11 и камер В и Г. Вспомогательныйпоршень 14 снабжен упругим элементом15 и под действием его силы Ц. прижатк упору 16. Сочлененнык телескопически со вспомогательным поршнем 14 дифференциальный поршень 17 снабжен упругим. элементом 18 и под действиемего силы Я прижат к упору 19, выпол"ненному на вспомогательном поршне 14. 25В центре дифференциального поршня 17.выполнено седло 20 впускного клапанного элемента 21, а в центре корпуса22 - седло 23 выпускного клапанногоэлемента 24; Оба элемента 21 и 24 З 0связаны между собой штоком 25, на ко.торый одет упругий элемент 26, упирающийся одним своим концом в торец 1элемента 24, а другим - в торец диф.ференциального поршня 17, В исходном.положении элемент 21 закрыт, а элемент 24 открыт. Опорные элементы27 и 28 имеют возможность осевогоперемещения, что позволяет регулировать характеристику упругих элемен. 40тов 1 У и 18, а следовательно, и ха 1рактеристику пропорционального клапа.на. Нерабочие камеры Д и Е имеют сообщение с атмосферой. Баллон 29 сосжатым воздухом через трубопровод 4530, главный клапан 4 управления тормозами и трубопровод 3 соединен спропорциональным клапаном 1, а баллон 31 через трубопровод 32, главныйклапан 4 управления тормозами,трубопровод 33 - с регулятором 8 тормоз",ных сил, Вспомогательный поршень 14имеет верхнюю рабочую поверхность 34и нижнюю рабочую поверхность 35.Дифференциальный поршень 17 имеет 55верхнюю рабочую поверхность 36,дифференциальную поверхность 37 и ниж- нюю рабочую поверхность 38. 652 4Пропорциональный клапан работает следующим образом.При торможении сжатый воздух из баллона 29 через трубопровод 30, главный клапан 4 управления тормозами, трубопровод 3 и отверстие 2 поступает в камеру А пропорционального клапана 1 под давлением Р1 воздействуя на верхнюю рабочую поверх ность 36 площадью Р дифференциально 1го поршня 17. Одновременно сжатый воздух из баллона 31 через трубопровод 32, главный клапан 4 управления тормозами, трубопровод 33 поступает к регулятору 8 тормозных сил, и далее под давлением Р 2 к тормозным камерам7 и через отверстие 5 в камеру Б про" порционального клапана 1, воздействуяна нижнюю рабочую поверхность 35 площадью Г 2 вспомогательного поршня 14и на дифференциальную поверхность 37 площадью Р дифференциального поршня17, Под воздействием давлений Р иР сжатого воздуха, преодолевая силу Ц упругого элемента 18, дифференциальный поршень 17 перемещается внизвместе с клапанными элементами 21 и24, элемент 24 закрывается. При даль.нейшем движении дифференциальногопоршня 17 открывается элемент 21 исжатый воздух под давлением Р посту.3 пает в камеру В, воздействуя на нижнюю рабочую поверхность 38 площадью Г дифференциального поршня 17, и далее через отверстие 9 и трубопровод10 - в тормозные камеры 1 1, а черезотверстие 9, трубопровод (не показан)и отверстие 12 в камеру Г, воздействуяна верхнюю рабочую поверхность 34 площадью Р вспомогательного поршня 14.Таким образом, в камерах В и Г устанавливается давление РЗ, определяемоеиз выражения(до начала воздействия вспомогательного поршня 14 на дифференциальный 17)р Ь Ь+РЗ Рй+Ьгде знак "-" соответствует воздействию упругого элемента 18 на дифференциальный поршент снизу вверх, а знак+ - сверху вниз . Это соотношение сохраняется при увеличении давления Р сжатого воздуха в камере В ( Г) до определенного значения . Если давление в камере Г становится больше определенного значения , то сила давле ния Р , действующая на верхнюю р абочую поверхность 34 вспомогательн огс25 Р 4 поршня 14, преодолевает силу сопротивления Я упругого элемента 15 и давления Рз, воздействующего на нижнюю рабочую поверхность 35, вспомогательный поршень 14 перемещается 5 вниз и дополнительно воздействует на дифференциальный поршень 17. В этом случае значение Р определяет 3ся из соотношенияПри дальнейшем повышении давления РЗ разность давлений в камерах А и В становится все меньше и при определенном значении может уменьшиться 15 до нуля.При растормаживании давление в камерах А и Б уменьшается, вспомога" тельный и дифференциальный поршни перемещаются вверх. Элемент 21 закры. 20 вается, а элемент 24 открывается, и сжатый воздух из тормозных камер 11 и камеры Г через камеру В и отверстие 13 пропорционального канала .1 выходит в атмосферу.При выходе из строя магистрали тормозных камер 7 при Р 2=0) пропорциональный клапан 1 работает аналогичным образом. При торможении сжатый воздух из баллона 29 через трубопро вод 30, главный клапан 4 управления тормозами, трубопровод 3 и отверстие 2 поступает в камеру А пропорционального клапана 1 под давлением Р, воздействуя на верхнюю рабочую поверхность 36 дифференциального поршня 17. Под воздействием давления Р 1, преодолевая силу Я упругого элемен 2та 18, дифференциальный поршень 17 перемещается вниз вместе с элемента-. 4 О ми 21 и 24. При этом элемент 24 закрывается, а при дальнейшем движении дифференциального поршня 27 открывается элемент 21, и сжатый воздух под давлением РЗ поступает в камеру В, 45 воздействуя .на нижнюю рабочую поверхность 38 дифференциального поршня, и далее через отверстие 9 и трубопровод 10 - в тормозные камеры 11, а через отверстие 9, трубопровод (не 5 О показан) и отверстие 12 в камеру Г, воздействуя на верхнюю рабочую по- .верхность 34 вспомогательного поршня 14. Таким образом, в камерах В и Г устанавливается давление РЗ, опре деляемое из соотношения(до начала воздействия вспомогатель ного поршня 14 на дифференциальный 17) .При воздействии вспомогательного поршня 14 на дифференциальный поршень 17Р Р Г 1+й:21.3 Р 4 Р 5При растормаживании давление в камере А уменьшается, вспомогательный 14 и дифференциальный 17 поршни перемещаются вверх. Элемент 21 закрывается, элемент 24 открывается и сжатый воздух из тормозных камер 11 и камеры Г через камеру В и отверстие 13 выходит в атмосферу.С помощью опорных элементов 27 и 28 можно регулировать предварительное натяжение упругих элементов 15 и 18 характеристику пропорционального клапана с целью его применения в тормозных системах транспортных средств, отличающихся друг от друга массой и конструктивными параметрами.На фиг.З и 4 приведены некоторые модификации первого варианта пропорционального клапана.Пропорциональный клапан 1.фиг.3) отличается тем, что, с целью подачи в тормозные камеры 11 полного давления, выдаваемого главным клапаном 4 управления тормозами, при торможении транс портного средства с полной нагрузкой, когда Р 2 =Р 1, дифференциальный поршень 17 выполнен бесступенчатым, при этом сумма площадей верхней рабочей 36 и дифференциальной 37 поверхностей равна площади нижней рабочей поверхности 38 (Г,1+Р =Р+), что упрощает технологию изготовления поршня. Кроме того, вспомогательный поршень 14 выполнен бесступенчатым, что также упрощает технологию его изготовления.Пропорциональный клапан (фиг.4) отличается тем что вспомогательный 14 и дифференциальный 17 поршни не снабжены упругими элементами 15 и 18 (случай, когда нет необходимости регулировать характеристику пропорционального клапана). Кроме того, вспомогательный поршень 14 выполнен ступенчатым, при этом площадь верхней рабочей поверхности 34 меньше площади нижней рабочей поверхности 35.Пропорциональный клапан, показанный на фиг,5, отличается от пропорционального клапана, показанного на фиг.2 тем, что второе регулирующеедавление Р, подводимое нз магистрали тормозных камер 7, воздействует только на дифференциальную поверхность 37 дифференциального поршня 17. На вспомогательный поршень 145 снизу вверх воздействует только упругий элемент 15. Кроме того, вспомо.гательный поршень выполнен бесступенчатым, что упрощает технологию его изготовления.1 О Пропорциональный клапан, показанный на фиг.б отличается от пропорционального клапана, показанного на фиг,5 тем, что дифференциальный пор шень выполнен бесступенчатым, при этом сумма площадей верхней рабочей 36 и дифференциальной 37 поверхностей равна площади нижней рабочей поверхности 38 (Р 1+РЗ Р 4Изобретение позволяет повысить ка. чество регулирования тормозных сил, что приводит к повышению безопасности движения транспортного средства в условиях интенсивного движения, а также на дорогах с низким коэффициентом сцепления, обеспечивает максимально возможную унификацию по размерности деталей автопоездов КамАЗ, а также экономию материалов, на прицепах возможна замена пропорциональным клапаном одного регулятора тормозных сил фирмы "Вестингауз",уменьшаются затраты на подготовку производства новых моделей автопоездов КамАЗ.