Устройство следящего действия с электрическим регулированием

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО СЛЕДЯЩЕГО ДЕЙСТВИЯ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ(71) Заявитель Производственное республиканское унитарное предприятие Минский автомобильный завод(72) Авторы Ракомсин Александр Петрович Захарик Юрий Михайлович Захарик Андрей Михайлович Захарик Александр Михайлович(73) Патентообладатель Производственное республиканское унитарное предприятие Минский автомобильный завод(57) 1. Устройство следящего действия с электрическим управлением, содержащее корпус,приводной шток с поршнем, разделяющим пространство внутри корпуса на полости,пневмоклапан и электромагнит, отличающееся тем, что корпус имеет перегородку, разделяющую его на две камеры, при этом верхняя камера соединена с атмосферой и исполнительным механизмом, а нижняя - с источником сжатого воздуха, поршень с приводным штоком установлен в верхней части камеры, выполнен полым ступенчатой формы, в нижней части камеры установлен пневмоклапан, а привод штока осуществляют с помощью электромагнита, при этом шток подпружинен относительно поршня, а поршень относительно перегородки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что диаметр верхней части поршня равен диаметру корпуса, а диаметр нижней части - меньше диаметра отверстия, выполненного в перегородке. 1450 Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к пневматическим перемещающим устройствам следящего действия, используемых для управления сцеплением трансмиссии транспортных средств. Известен гидропневматический усилитель привода управления сцеплением транспортного средства, содержащий управляющий гидроцилиндр, кинематически связанный с педалью привода сцепления, исполнительные пневмоцилиндр и гидроцилиндр, воздействующие на механизм выключения, следящий пневмоцилиндр, пневмораспределитель включения рабочего давления от пневмосистемы 1. С целью снижения усилия на педали привода сцепления транспортного средства усилитель содержит редукционный пневмоклапан, дополнительный пневмораспределитель включения редукционного клапана с регулируемой пружиной и пневмоклапан предельного движения. Пневмораспределитель выполнен двухпозиционным трехлинейным с пневмоуправлением от линии привода исполнительного пневмоцилиндра и в одной своей позиции соединяет линию привода исполнительного пневмоцилиндра с рабочей камерой следящего пневмоцилиндра и с выходом из редукционного пневмоклапана, а с другой - с входом в редукционный пневмоклапан. В известном устройстве снижение усилия управления на педали транспортного средства достигается путем введения в конструкцию привода дополнительных гидропневмоаппаратов, пневмомагистралей и регулируемых пружин, что приводит к снижению точности регулирования процессов в приводе выключения сцепления. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является пневматическое перемещающее устройство следящего действия с электрическим управлением, содержащее корпус, силовой элемент с приводным штоком, разделяющий пространство внутри корпуса на камеры, клапанный механизм, имеющий подвижное и неподвижное седла и подпружиненный запорный элемент, электромагнит, с якорем которого соединено подвижное седло упомянутого клапанного механизма, упругий элемент, расположенный между силовым элементом и якорем электромагнита 2. Якорь электромагнита и оба седла клапанного механизма размещены по разные стороны запорного элемента, а полость, расположенная между седлами клапанного механизма, соединена с камерой, в которой установлен приводной шток. В известном устройстве наличие связи между якорем электромагнита и исполнительным поршнем пневмоцилиндра, необходимой для работы устройства, а также размещение исполнительного механизма вместе со следящим клапаном не только усложняет конструкцию устройства, но и накладывают ограничение при выборе компоновочного решения. Кроме того, для работы известного устройства необходимо наличие камеры противодавления, т.е. связь с компрессором или с выпускным коллектором двигателя, что также усложняет конструкцию устройства и снижает его надежность. Задача, решаемая полезной моделью, - упрощение конструкции устройства, повышение его надежности. Поставленная задача достигается тем, что устройство следящего действия с электрическим управлением, содержащее корпус, поршень с приводным штоком, разделяющем пространство внутри корпуса на полости, пневмоклапан и электромагнит, имеет в корпусе перегородку, разделяющую его на две камеры, при этом верхняя камера соединена с атмосферой и исполнительным (цилиндром) механизмом, а нижняя - с источником сжатого воздуха, поршень с приводным штоком установлен в верхней части камеры, выполнен полым ступенчатой формы, в нижней части камеры установлен пневмоклапан, а привод штока с поршнем осуществляют с помощью электромагнита, при этом шток подпружинен относительно поршня, а поршень относительно перегородки. Диаметр верхней части поршня равен диаметру корпуса, а нижний - меньше диаметра отверстия, выполненного в перегородке. При таком выполнении устройства перемещение штока с поршнем для включения и выключения сцепления осуществляют с помощью электромагнита. Выполнение поршня 2 1450 подпружиненным относительно перегородки, а также расположение пружины между поршнем и штоком позволяют удерживать поршень при отсутствии тока. Выполнение полости регулируемого давления, соединенную с исполнительным цилиндром и связанную через перегородку и пневмоклапан с источником высокого давления, а через полый поршень с атмосферой, позволяет упростить конструкцию устройства, а следовательно, повысить его надежность. Все это позволяет не только упростить конструкцию устройства, но и отделить исполнительный механизм от следящего клапана, что расширяет компоновочные возможности устройства для управления сцеплением. На чертеже представлена схема управления сцеплением, в которую входит устройство следящего действия с электрическим регулированием. Устройство следящего действия с электрическим регулированием 4 связано с одной стороны с усилителем сигналов 3, датчиком 2 положения педали и педалью сцепления 1, и с другой стороны с исполнительным цилиндром 5 механизма выключения сцепления. Устройство 4 содержит корпус 6, который имеет в своей нижней части перегородку 7,разделяющую корпус 6 на две камеры верхнюю 8 и нижнюю 9. В нижней камере 9 расположен пневмоклапан 10 с запорным элементом и пружиной сжатия 11. В перегородке 7 выполнено отверстие 12, которое связывает между собой верхнюю 8 и нижнюю 9 камеры и закрыто запорным элементом пневмоклапана 10. Нижняя камера 9 через патрубок 13 постоянно сообщается с источником высокого давления питающей пневмомагистрали транспортного средства. В верхней камере 8 расположен шток 14 и поршень 15. Поршень 15 выполнен полым и имеет ступенчатую форму. Верхняя часть поршня 15 опирается на пружины сжатия 16,установленные на перегородке 7. В верхней части корпуса 6 выполнено отверстие 17 для связи с атмосферой. Поршень 15 разделяет пространство внутри верхней камеры 8 на две полости 18 и 19, при этом диаметр верхней части поршня 15 соответствует диаметру корпуса 6, а диаметр нижней части поршня меньше отверстия 12, выполненного в перегородке 7. Полость 18 постоянно связана с атмосферой через патрубок 17 и занимает пространство в верхней части корпуса 6 и внутри полого поршня 15, а полость 19 занимает пространство между стенками корпуса 6 и наружными стенками поршня 15. С помощью патрубка 20,расположенного в верхней камере 8, полость 19 постоянно связана с рабочей полостью 21 исполнительного цилиндра 5 механизма выключения сцепления, шток 22 которого шарнирно связан с механизмом выключения сцепления. Поршень 23 исполнительного цилиндра 5 подпружинен относительно корпуса. Управление штоком 14 с поршнем 15 осуществляется с помощью электромагнита 24,установленного на корпусе 6 и выполненного в виде катушки индуктивности, в которую входит шток 14. При обесточенном состоянии электромагнита 24 пружина 25, установленная между штоком 14 и поршнем 15, удерживает шток 14 в крайнем верхнем положении. Устройство действует следующим образом. Когда педаль 1 полностью отпущена, датчик положения педали 2 не подает сигнал на усилитель электрических сигналов 3, который, в свою очередь, не подает усиленный электрический сигнал на обмотку электромагнита 24. Электромагнит 24 находится в обесточенном состоянии, шток 15 - в исходном крайнем верхнем положении. Рабочая полость 21 исполнительного цилиндра 5 через полость 19 верхней камеры 8 соединена с полостью 18 и с атмосферой. Поршень 23 и шток 22 исполнительного механизма 5 находится в исходном крайнем левом положении. Сцепление полностью включено. При нажатии на педаль 1 датчик положения педали 2 подает сигнал, пропорциональный величине перемещения педали 1, на усилитель электрических сигналов 3, который подает соответственно усиленный электрический сигнал на обмотку электромагнита 24. Под действием нарастающей электромагнитной силы шток 14 перемещается вниз пропор 3 1450 ционально величине перемещения педали 1. Пружина 25 сжимается и воздействует на поршень 15. Поршень 15, сжимая пружины 16, своей нижней частью упирается в пневмоклапан 10 и отсоединяет полость 19 от полости 18 и соответственно от выхода в атмосферу. При дальнейшем перемещении поршня 15 вниз пневмоклапан 10 открывается,пружина 11 сжимается и камера высокого давления 9 сообщается с полостью 19 верхней камеры 8. Сжатый воздух из питающей пневмомагистрали транспортного средства поступает через полость 19 камеры 8 в рабочую полость 21 исполнительного цилиндра 5, давление в которой начинает увеличиваться, поршень 23 исполнительного цилиндра 5 начинает перемещаться вправо, сцепление начинает выключаться. При отпускании педали 1 датчик положения педали 2 уменьшает сигнал, подаваемый на усилитель электрических сигналов 3, который пропорционально снижает величину электрического сигнала на обмотке электромагнита 24. В результате электромагнитная сила соответственно уменьшается, шток 14 начинает перемещаться вверх пропорционально величине отпускания педали. Усилие пружины 25 уменьшается и поршень 14 под действием пружины 16 и давления в полости 19 перемещается вверх вместе с пневмоклапаном 10. При этом пневмоклапан 10 закрывается, пружина 11 занимает свое исходное положение и камера 9 отсоединяется от полости 19 камеры 8. При дальнейшем перемещении поршня 14 вверх он отсоединяется от пневмоклапана 10, открывает отверстие 12 и полость 18 (связанная с атмосферой) сообщается с полостью 19. Сжатый воздух из рабочей полости 21 исполнительного цилиндра 5 через полости 19 и 18 поступает в атмосферу. Давление в рабочей полости 21 исполнительного пневмоцилиндра 5 уменьшается, поршень 23 и шток 22 начинают перемещаться влево, сцепление начинает включаться. Когда педаль 1 остановлена в промежуточном или крайнем положении в процессе выключения сцепления, величина выходного сигнала датчика положения 2 постоянна, электрический сигнал, подаваемый с усилителя электрических сигналов 3 на обмотку электромагнита 24, также не меняется. Величина электромагнитной силы соответственно остается постоянной и шток 14 останавливается в промежуточном или крайнем положении, соответствующем заданному положению педали 1. В связи с тем, что в процессе выключения сцепления камера 9 (полость высокого давления) сообщается с полостью 19 камеры 8, поступление сжатого воздуха и давление в полости 19 будут увеличиваться. Усилие со стороны поршня 15, находящегося под действием данного давления и пружины 16, начнет возрастать и превысит усилие пружины 25. При этом поршень 15 вместе с клапаном 10 перемещаются вверх, сжимая пружину 25. Перемещение поршня 15 вместе с пневмоклапаном 10 продолжается до тех пор, пока пневмоклапан 10 не закроется. В этот момент времени нижняя камера 9 отсоединится от полости 19 верхней камеры 8 и поступление сжатого воздуха, а следовательно, и повышение давления в полости 19 прекращается. Увеличение усилия со стороны поршня 15, находящегося под действием давления в полости 19 и пружины 16 также прекращается и становится равным усилию пружины 25. Дальнейшее движение поршня 15 и клапана 10 при неподвижном штоке 14 становится невозможным. Давление в рабочей полости 21 исполнительного цилиндра 5 соответствует давлению в полости 19 и не изменяется. Положение поршня 23 и штока 22 фиксируется и соответствует какому-то промежуточному положению педали 1. Когда педаль 1 остановлена в каком-то промежуточном положении, в процессе включения сцепления, величина выходного сигнала датчика положения 2 не будет изменяться,соответственно, электрический сигнал, подаваемый с усилителя электрических сигналов 3 на обмотку электромагнита 24 также не будет изменяться. Величина электромагнитной силы соответственно остается постоянной и шток 14 остается неподвижным в каком-то промежуточном положении, соответствующем заданному положению педали 1. В связи с тем, что в процессе включения сцепления полость 19 сообщается с полостью 18 и атмосферой, давление в полости 19 будет снижаться. Усилие со стороны поршня 15, находящегося под действием данного давления и пружины 16 начнет также снижаться и станет 4 1450 меньше усилия пружины 25. Тогда поршень 15 начнет перемещаться вниз под действием пружины 25. Перемещение поршня 15 будет продолжаться до тех пор, пока поршень 15 не опустится своим седлом на пневмоклапан 10. В этот момент времени полость 19 отсоединится от полости 18 и атмосферы и уменьшение давления в полости 19 прекратится. Падение усилия со стороны поршня 15, находящегося под действием давления и пружины 16 также прекратится, и оно станет равным усилию пружины 25. Дальнейшее движение поршня 15 и пневмоклапана 10 при неподвижном штоке 14 становится невозможным. Давление в рабочей полости 21 исполнительного цилиндра 5 соответствует давлению в полости 19 верхней камеры 8 и не изменяется. Положение поршня 23 и штока 22 фиксируется и соответствует определенному промежуточному положению педали 1. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.