устройство для плавного включения сцепления

Формула изобретения

Устройство для плавного включения фрикционного сцепления транспортного средства, содержащее систему для передачи команд водителя, блок клапанов управления, соединенный с клапаном предварительного сброса давления, пневмоцилиндром выключения и регулятором темпа включения узла трения, содержащем корпус, ротор с центробежными грузами, клапан для форсированного выпуска воздуха из пневмоцилиндра, причем регулятор темпа включения узла трения выполнен с возможностью соединения рабочей полости пневмоцилиндра с атмосферой, при этом упомянутый ротор кинематически связан с деталью, частота вращения которой изменяется прямо пропорционально изменению частоты вращения коленчатого вала двигателя, отличающееся тем, что в роторе выполнены отверстия для соединения рабочей полости пневмоцилиндра с атмосферой, при этом по меньшей мере три из указанных отверстий расположены радиально и снабжены выпускными клапанами, каждый из которых включает в себя седло и затвор, причем затворы выполнены заодно с упомянутыми центробежными грузами ротора и снабжены упругими элементами, установленными в поджатом состоянии, при этом каждый из указанных упругих элементов снабжен устройством для регулирования создаваемого им усилия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортной техники и может быть использовано в автоматизированных фрикционных сцеплениях для обеспечения плавности их включения.

Известно устройство для плавного включения фрикционного сцепления (в составе автоматизированного привода управления), содержащее систему передачи команд водителя, блок клапанов управления, клапан предварительного сброса давления, пневмоцилиндр выключения и регулятор темпа включения узла трения, включающий корпус, ротор с центробежными грузами, клапан форсированного выпуска воздуха из пневмоцилиндра и имеющий отверстия для соединения рабочей полости этого цилиндра с атмосферой (см. Л.А. Румянцев, Ю.К. Есеновский-Лашков, И.Л. Юрин. Диапазонная передача для автомобилей большой грузоподъемности - "Автомобильная промышленность", 1984, N 11, с. 19...22).

Узлы и детали центробежного регулятора и клапана форсированного включения сцепления смонтированы в автономных корпусах и оснащены сложной кинематической связью. Вместе с этим устройство не обладает дифференциальностью действия, поскольку вне зависимости от вида применяемого рабочего тела оно работает только в двух фиксированных режимах: замедленное включение сцепления (рабочее тело истекает через одно калиброванное отверстие малого диаметра) и ускоренное (истечение рабочего тела происходит через это и дополнительное отверстия). Управлять темпом включения узла трения практически в широком диапазоне изменения частот вращения коленчатого вала двигателя не представляется возможным. Кроме того, в случае, когда возросшая нагрузка на двигатель не позволяет ему увеличивать частоту вращения коленчатого вала, возникает необходимость приостановить включение сцепления. Однако, конструкция описываемого устройства способна обеспечить лишь замедление темпа включения и то только после предварительного снижения частоты вращения коленчатого вала, то есть переход с ускоренного на замедленный режим работы (выход воздуха через малое отверстие ничем не перекрывается), что не предотвращает повышения нагрузки на двигатель и может привести к многократному повторению водителем команд по управлению сцепления, а в некоторых случаях и коробкой передач.

Известно устройство для плавного включения фрикционного сцепления (в составе автоматизированного привода управления), содержащее систему передачи команд водителя, блок клапанов управления, клапан предварительного сброса давления, пневмоцилиндр выключения и регулятор темпа включения узла трения, корпус, ротор с центробежными грузами, клапан форсированного выпуска воздуха из пневмоцилиндра и имеющий отверстия для соединения этого цилиндра с атмосферой (см. авторское свидетельство СССР N 765040, кл. B 60 K 23/02, 11.10.78).

Данное устройство обладает дифференциальностью действия и по количеству существенных и косвенных признаков имеет наибольшее сходство с предлагаемой конструкцией.

Тем не менее, наличие в рассматриваемом устройстве мембраны, пневмоклапана прямого действия и центробежных грузов непростой конфигурации усложняет его конструкцию.

Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является упрощение конструкции устройства для плавного включения сцепления.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для плавного включения фрикционного сцепления транспортного средства, содержащем систему для передач команд водителя, блок клапанов управления, соединенный с клапаном предварительного сброса давления, пневмоцилиндром выключения и регулятором темпа включения узла трения, содержащем корпус, ротор с центробежными грузами, клапан для форсированного выпуска воздуха из пневмоцилиндра, причем регулятор темпа включения узла трения выполнен с возможностью соединения рабочей полости пневмоцилиндра с атмосферой, при этом упомянутый ротор кинематически связан с деталью, частота вращения которой изменяется прямо пропорционально изменению частоты вращения коленчатого вала двигателя. В роторе выполнены отверстия для соединения рабочей полости пневмоцилиндра с атмосферой, при этом по меньшей мере три из указанных отверстий расположены радиально и снабжены выпускными клапанами, каждый из которых включает в себя седло и затвор, причем затворы выполнены заодно с упомянутыми центробежными грузами ротора и снабжены упругими элементами, установленными в поджатом состоянии, при этом каждый из указанных упругих элементов снабжен устройством для регулирования создаваемого им усилия.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства и известных показал, что ни одно из них не обладает совокупностью существенных признаков предлагаемого технического решения. На основании этого можно делать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень". Конструктивные отличия позволяют значительно упростить конструкцию при достижении того же эффекта, а именно: плавного включения фрикционного сцепления.

Техническое решение поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 - разрез по корпусу ротора.

Устройство содержит систему передачи команд водителя (на чертеже не показана, т. к. с данным устройством может использоваться система любого известного типа), блок 1 клапанов управления, соединенный с клапаном 2 предварительного сброса давления пневмоцилиндром 3 выключения и регулятором темпа включения узла трения, включающим корпус 4, ротор 5 с центробежными грузами 6, 7, 8. В роторе 5 выполнены отверстия а, б, в, г, д, е для соединения рабочей полости пневмоцилиндра 3 с атмосферой. Центробежные грузы 6, 7, 8 одновременно являются затворами выпускных клапанов, размещены в радиальных отверстия (отверстия в) и поджаты к седлам этих клапанов пружинами 9, 10, 11. Усилие этих пружин задается регулировочными винтами 12, 13, 14. Если грузы выполнены с равными по величине массами, то они располагаются на разном удалении от оси вращения ротора 5, а если пружины имеют одинаковые жесткостные характеристики, то затвор-груз 6, наиболее удаленный от упомянутой оси вращения, совместно с отверстием г, имеющим наименьший диаметр, представляют собой узел, обеспечивающий замедленное включение сцепления. Затвор-груз 8, размещенный ближе всех к оси вращения, в комплексе с отверстием е, выполненным с наибольшим диаметром, представляет собой клапан форсированного выпуска воздуха из пневмоцилиндра, то есть форсированного включения сцепления. С помощью затвора-груза 7 и отверстия д получают промежуточные характеристики темпа нарастания момента сцепления в узле трения.

При равноудаленном расположении затворов-грузов 6, 7, 8 от оси вращения ротора 5 нагрузочные характеристики задаются применением пружин 9, 10, 11, имеющих различную жесткость, или подбором масс затворов-грузов или задача решается комплексно.

Ротор 5 кинематически связан с любой деталью, частота вращения которой изменяется прямо пропорционально изменению частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Работа устройства для плавного включения сцепления.

На чертеже показано одно из возможных состояний устройства, например после его монтажа и регулировки. Усилиями пружин 9, 10, 11 затворы-грузы 6, 7, 8 прижаты к седлам выпускных клапанов, то есть рабочая полость пневмоцилиндра 3 с атмосферой разобщена.

Включение сцепления при равномерном изменении нагрузки на двигатель. Поскольку включение предшествует выключению сцепления, то воздух, поступивший от своего источника энергии через клапанную коробку 1 в пневмоцилиндр 3, находится в нем под давлением. При включении сцепления под управляющим воздействием водителя выпускной клапан в клапанной коробке 1 соединит рабочую полость пневмоцилиндра 3 с клапаном предварительного сброса давления 2 и выпускными клапанами ротора 5. Клапан 2 снижает давление до величины, при которой ведомый и ведущий диски сцепления соприкасаются. По мере увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя увеличивается частота вращения ротора 5, возрастают центробежные силы, действующие на затворы-грузы 6, 7, 8, которые при расчетных значениях частоты вращения ротора 5 будут поочередно отрываться от своих седел, открывая путь сжатому воздуху в атмосферу через отверстия а, б, в, г, д, е. Первым откроет выход воздуха в атмосферу затвор, наиболее удаленный от оси вращения ротора, а при одинаковом расположении затворов - тот из них, который прижат к седлу пружиной меньшим усилием, например, пружиной 11. При этом воздух будет дросселироваться через отверстие г, имеющее минимальный диаметр, что обеспечивает медленное понижение давления воздуха в пневмоцилиндре 3 и плавное включение сцепления. Для быстрого включения сцепления водитель резко увеличивает частоту вращения коленчатого вала двигателя, что сокращает время открытия второго и третьего выпускных клапанов, а следовательно, и включения сцепления, то есть темп включения узла трения корректируется скоростным режимом двигателя.

Включение сцепления при неравномерном изменении нагрузки на двигатель. Вначале устройство работает так же, как описывалось выше. Однако, в случае, когда двигатель не может преодолеть возрастающую нагрузку, то есть частота вращения его коленчатого вала прекращает увеличиваться, прекратит увеличение частоты вращения ротора 5. При минимальном снижении давления воздуха на затворы-грузы 6, 7, 8, они под действием пружин 6, 10, 11 вернутся в исходное положение (выпускные клапаны закроются) и падение давления воздуха в пневмоцилиндре 3 прекратится, следовательно, включение сцепления приостановится, то есть не будет происходить дальнейшего значительного нагружения двигателя сцепления. Двигатель за счет пробуксовки ведущих и ведомых деталей сцепления получает возможность работать при частичном снижении частоты вращения его коленчатого вала. По мере преодоления сопротивления движению машины (с уменьшением нагрузки) процесс включения узла трения возобновится.

Таким образом, выполнение отверстий для сообщения рабочей полости пневмоцилиндра с атмосферой в роторе регулятора темпа включения сцепления, размещение в радиальных отверстия этого ротора седел и затворов выпускных клапанов, изготовление этих затворов за одно целое с центробежными грузам и снабжение их упругими элементами в поджатом состоянии, и оснащение последних устройствами для регулировки усилий придает устройству для плавного включения сцепления новые конструктивные особенности, неизвестные из других технических решений. Эти особенности состоят в том, что из названного устройства исключены мембрана, пневмоклапан прямого действия, узлы и детали сложной кинематической связи центробежного регулятора с клапаном форсированного включения сцепления, а это в свою очередь изменило форму и расположение основных деталей регулятора темпа включения узла трения, что, в целом, дало возможность упростить конструкцию предлагаемого устройства и позволило достичь технического результата изобретения.