Регуляторы лучевого типа

По другому алгоритму работают регуляторы тормозных сил, не использующие для регулирования соотношения давлений pl и р2 деформацию упругих элементов подвески. Основу показанной на рис. 14.48 конструкции составляют два поршня 4 и 10 и коромысло 3. Полость над поршнем 4 связана со входом 6, который, в свою очередь, соединен с ГТЦ, вследствие чего давление в нем р{ всегда равняется давлению в тормозной магистрали передних колес ав-

Рис. 14.48. Регулятор лучевого типа для гидравличес­кого тормозного привода

томобиля. Выход 9 соединен с магистралью задних колес. Между входом 6 и выходом 9 установлен клапан 8, взаимодействующий с поршнем 10. Опора 2 коромысла 3 имеет возможность скользить вдоль пластины 13 при вращении вала 1.

В расторможенном состоянии пружина 11 через поршень 10 открывает клапан 8. Увеличение давления р\ в начале торможения вызывает опускание поршня 10 до упора в шток 12 и закрытие клапана 8. После закрытия клапана соотношение давлений pl и р2 будет определяться условием равновесия коромысла 3:

где а и b - - плечи коромысла; S4 и Slo — площади поршней 4 и 10~, F$ и Рц— силы, создаваемые пружинами 5 и 11.Преобразуем полученное равенство:

Примем, что деформация пружин 5 и / /, необходимая для срабатывания клапана 8, мала, и учтем, что вал 1 неподвижен. Тогда величины a, b, F$ и Fu будут постоянными, а зависи­мость давления р2 от давления р\ ли­нейной. Параметры механизма под­бираются таким образом, чтобы ве­личина (aF5 - bF{i) примерно равня­лась нулю. При этом условии график зависимости между р2 и р} будет опи­сываться лучом, проходящим через на­чало координат. Вращение вала 1 и смещение опоры 2 влечет за собой

Рис. 14.49. Рабочая характеристи­ка регулятора лучевого типа

изменение плеч а и b коромысла, что приводит к изменению угла наклона луча функции p2—flj)\). Таким образом, если предусмотреть поворот вала в соответствии со степенью загрузки автомобиля, то будет получен регулятор тормозных сил с так называемой лучевой характеристикой (показана на рис. 14.49).

Теоретически регуляторы тормозных сил с дифференциальным поршнем, имея характеристику, описываемую ломаной линией, обес­печивают большее приближение к идеалу, чем регуляторы с лучевой характеристикой. Однако в некоторых случаях это преимущество

невелико. Например, для грузовых автомобилей отношение -^ (рис. 14.1) в среднем меньше, чем для легковых, в силу чего для

Рис. 14.50. Регулятор лучевого типа для пневматического тормозного привода

этих автомобилей кривые идеальных функций р2 = /[р\) ближе к прямым. Дополнительно способствует «выпрямлению» требуемых характеристик регуляторов грузового автомобиля меньшая величина их «клевка» при торможении (меньшая величина_ «клевка» обусловлена как меньшей величиной отношения —, так и большей жесткостью упругих элементов подвесок грузовых автомобилей). Сказанное объясняет широкое распространение на грузовых авто­мобилях регуляторов тормозных сил лучевого типа.

На рис. 14.50 показан такой регулятор, предназначенный для пневматического привода тормозов. В корпусе с возможностью осе­вого перемещения установлены толкатель 7, поршень 6 и непо­движная вставка 8. Поршень и вставка снабжены радиальными ребрами 4 и 9 соответственно. Ребра поршня расположены в зазорах между ребрами вставки. Нижние кромки ребер фасонные. К этим кромкам прилегает диафрагма 3, внутренний край которой связан с поршнем 6. Поршень снабжен клапаном 5, могущим взаимодей­ствовать как с поршнем, так и с толкателем 7. Толкатель 7 при наличии сжатого воздуха на вводе I (трубке 1 и, следовательно, поднятом малом поршне 12), взаимодействует с рычагом //, свя­занным с наружным рычагом 10, который, в свою очередь, через серьгу присоединен к балке заднего моста автомобиля. Таким об­разом, деформация упругих элементов подвески приводит к смещению толкателя вверх относительно корпуса при загрузке авто­мобиля и вниз при его разгрузке.

В расторможенном состоянии поршень 6 находится в верхнем положении. Вывод II, соединяющий регулятор с тормозными ме­ханизмами задних колес автомобиля, отсоединен от ввода I, свя­зывающего регулятор с тормозным краном, и соединен с атмос­ферным выводом III.

При подаче сжатого воздуха на ввод I в начале торможения поршень 6 опустится вниз, клапан 5 сядет на седло толкателя 7 и оторвется от седла поршня 6. Сжатый воздух начнет поступать в тормозные камеры. Одновременно через зазор между поршнем и направляющей 2 воздух будет поступать в полость А и воздей­ствовать на диафрагму 3. Сила воздействия сжатого воздуха на диафрагму определяется ее активной площадью. Очевидно, что ак­тивной площадью диафрагмы будет та ее часть, которая опирается на ребра 4 поршня. В положении, показанном на рис. 14.50, эта площадь равна нулю. Это означает, что при полной загрузке ав­томобиля клапан 5 не закрывается, а давление воздуха на вводе I равняется его давлению на выводе II (верхний луч на рис. 14.49). Если автомобиль будет загружен не полностью, то седло тол­кателя 7 будет располагаться ниже и открытие клапана 5 произойдет в ситуации, когда внутренняя часть диафрагмы будет опираться не на ребра вставки 9, а на ребра поршня, то есть будет являться активной площадью. При определенном давлении воздуха на выводе II (и в полости А) сила его воздействия на диафрагму превысит силу воздействия воздуха сверху на поршень 6, и клапан 5 закроется, прекратив дальнейшее увеличение давления воздуха в тормозных камерах. Очевидно, что чем меньше будет загрузка автомобиля, тем ниже будет располагаться седло толкателя, тем больше будет активная площадь диафрагмы и тем меньше будет давление воздуха в тормозных камерах.

Таким образом, в данной конструкции применен принцип ре­гулирования, при котором величина давления воздуха задается из­менением положения клапана. Однако если при таком же принципе регулирования в кране управления стояночной тормозной системой (рис. 14.30) давление воздуха на выходе должно зависеть только от одного параметра - угла поворота рукоятки, то в регуляторе тор­мозных сил это необходимо делать в зависимости от двух парамет­ров - положения рычага управления 10 и давления воздуха после тормозного крана. Поэтому вместо пружины, однозначно изме­няющей свою силу при изменении положения клапана, в данном регуляторе на поршень действует давление воздуха в магистрали, идущей от тормозного крана. С другой стороны, в принципе действия описанной конструкции можно обнаружить аналогию с принципом действия гидравлического регулятора тормозных сил, показанного на рис. 14.48. В этом регуляторе соотношение давлений рабочего тела на входе и выходе изменяется за счет изменения отношения плеч коромысла, которое уравновешивает поршни, находящиеся под указанными давлениями. В последнем случае для этой цели изменяют отношение площадей, на которые воздействуют эти дав­ления.

Выпуск воздуха при растормаживании производится через труб­чатую полость толкателя 7 и вывод III, то есть регулятор выполняет функцию клапана быстрого растормаживания.

В расторможенном состоянии малый поршень 12 под действием рычага 11, колеблющегося при «игре» подвески, опускается вниз, а толкатель занимает крайнее верхнее неподвижное положение. Такое техническое решение позволяет избежать излишнего изна­шивания толкателя и его уплотнения.