Регулятор рівня статі транспортного засобу
Власники патенту UA 2329158:
Винахід відноситься до галузі машинобудування. Переважною областю його використання є підвіска автомобіля, в якій як пружний елемент використовуються балони зі стисненим повітрям. Регулятор рівня підлоги автотранспортного засобу включає корпус, в якому розташований рухомо ущільнений шток, механічно пов'язаний з віссю транспортного засобу і управляє двосідельним клапаном, що відокремлює порожнину вхідного тиску від перепускної, розділеної поясом золотникового клапана на верхню і нижню порожнини. Пояс золотникового клапана виконаний таким, який утворений дугою кола з центральним кутом більше 240°, але не більше 355°, а радіальний проміжок між поясом золотникового клапана і корпусом становить більше 0,03 мм, але не більше 0,1 мм. Технічний результат - забезпечення працездатності та стабільності витратних характеристик регулятора. 2 іл.
Винахід відноситься до галузі машинобудування. Переважною областю його використання є підвіска автомобіля, як пружний елемент у якій використовуються балони зі стиснутим повітрям.
Відома конструкція регулятора рівня підлоги DE (1), що містить корпус, порожнину вхідного тиску, перепускну порожнину, як мінімум, одну порожнину вихідного тиску, пов'язану з перепускною порожниною, як мінімум, одним отвором і за допомогою плинного середовища з пружним елементом підвіски транспортного засобу, двосідельний клапан, вибірково перепускає стиснене повітря із порожнини вхідного тиску в перепускну порожнину або повідомляє перепускну порожнину з атмосферою, рухомо ущільнений в корпусі шток, розташований у перепускній порожнині і управляє двосідельним клапаном, шток механічно пов'язаний з віссю транспортного засобу.
Недоліком такого регулятора підлоги є те, що прохідний переріз отвору, що зв'язує пропускну порожнину та порожнину вихідного тиску, завжди постійно. Тому при такій конструкції регулятора рівня підлоги спостерігатиметься підвищена витрата стисненого повітря при невеликих природних коливаннях кузова транспортного засобу в процесі його руху.
Цей недолік усувається в регуляторі за патентом DE(2), в якому описаний регулятор рівня підлоги транспортного засобу, що включає корпус, в якому розташований рухомо ущільнений шток, механічно пов'язаний з віссю транспортного засобу і керуючий двосідельним клапаном, що відокремлює порожнину вхідного тиску від перепускної, розділеної поясом золотникового клапана на верхню та нижню.
Недолік конструкції такого регулятора виявляється в тому, що його вихідні параметри при малих коливаннях кузова настільки нестабільні, що витрати різних регуляторів можуть відрізнятися на 30-40%.
Причина такої нестабільності полягає в тому, що при малих природних коливаннях кузова транспортного засобу в процесі його руху канал залишається весь час перекритим поясом золотникового клапана, розташованого на штоку, і стиснене повітря надходить до пружних елементів підвіски через зазор між поясом на штоку і каналом під нього у корпусі. Величина цього зазору характеризується нестабільністю, оскільки він можна порівняти з допусками на діаметри пояса на штоку і каналу під нього і залежить від точності виготовлення. Недосконалість технології виготовлення призводить до зазначених вище недоліків, а відомі конструкції не дозволяють їх обійти, не підвищуючи класу точності виготовлення золотникової пари і значного подорожчання цих операцій.
На усунення цього недоліку булонаправлено рішення, запропоноване у патенті України «Регулятор рівня статі» (3).
Регулятор містить корпус, в якому розташований рухомо ущільнений шток, механічно пов'язаний з віссю транспортного засобу і управляє двосідельним клапаном, що відокремлює порожнину вхідного тиску від перепускної, розділеної поясом золотникового клапана на верхню і нижню порожнини. На поясі золотникового клапана виконаний паз, який у порожнині, перпендикулярній до осі штока, має вигляд дуги кола з центральним кутом не більше 240°, а радіальний зазор між поясом золотникового клапана і корпусом становить 0,03 мм.
Таке конструктивне рішення було спрямовано підвищення стабільності вихідних параметрів регулятора рівня статі, т.к. при малих, природних коливаннях кузова одночасно перекриваються тільки 2 канали і не перекриваються 2 інших. Вирішується завдання забезпечення постійної подачі стисненого повітря до пружних елементів підвіски, причому в оптимальних обсягах на малих коливаннях кузова відкривається канал на кожен балон. При великих коливаннях відкриваються інші канали, які перекриті поясом золотникового клапана. Таким чином, може бути забезпечена лише необхідна достатність стабільної витрати стисненого повітря.
Вивчення роботи регулятора рівня статі АТС за умов тривалої експлуатації, заявленого у цьому патенті, дозволило виявити недоліки цього рішення, які у наступному.
Зазор між поясом золотникового клапана та корпусом, заявлений розміром не більше 0,03 мм, є розрахунковим. Вплив же мастила на роботу регулятора не враховано, в той час як мастило настільки зменшує вказаний зазор, що немає необхідності виконувати його настільки малих розмірів, тим більше, що дотримання таких допусків ускладнює та подорожчаєтехнологічний процес. Центральний кут дуги кола, заявлений «не більше 240 градусів», був би справедливий за відсутності зазору між штифтом і плунжером, що конструктивно нездійсненно. За наявності ж зазору існує можливість повороту плунжера навколо своєї осі, а повертаючись, плунжер може позаштатно відкривати один із каналів, що порушує стабільність роботи регулятора на малих, природних коливаннях кузова і підвищує витрату стисненого повітря.
Відбувається це через те, що, як показала практика, паз із дугою кола саме 240 градусів не завжди гарантує сувору залежність витрати стисненого повітря від режимів роботи окремих вузлів регулятора. З викладеного випливає технічне завдання: забезпечення працездатності та стабільності роботи регулятора шляхом усунення впливу позаштатного кута повороту плунжера навколо своєї осі на витратні характеристики та гарантії стабільної витрати стисненого повітря, що надходить до пружних елементів підвіски, а також спрощення технологічного процесу при виконанні зазору оптимальної величини золотникового клапана та корпусом.
Поставлене завдання вирішується за рахунок того, що в регуляторі рівня підлоги АТС, що містить корпус, в якому розташований рухомо ущільнений шток, механічно пов'язаний з віссю транспортного засобу і керує двосідельним клапаном, що відокремлює порожнину вхідного тиску від перепускної, розділеної поясом золотникового клапана на верхню та нижню порожнини, згідно винаходу пояс золотникового клапана виконаний таким, який утворений дугою кола з центральним кутом більше 240 градусів, але не більше 355 градусів, а радіальний зазор між поясом золотникового клапана і корпусом більше 0,03 мм, але не більше 0,1 мм.
Заявлений пристрій показано накресленнях, де на фіг.1 представлена конструктивна схема пропонованого регулятора рівня підлоги, який містить корпус 1, пружний елемент підвіски 2, двосідельний клапан 3, перепускний клапан 4, пружину 5, рухомий шток 6, штифт 7, жорстко закріплений на валу 8, важіль 9 механічного зв'язку з віссю транспортного засобу, порожнину вхідного тиску А, верхню перепускну порожнину Б, нижню перепускну порожнину, порожнину вихідного тиску Г, порожнину Е осьового отвору в штоку 6, канал I, який не може перекриватися золотниковим поясом на штоку 6, канал II, який може перекриватися на штоку 6 канал III, виконаний в тілі штока 6 і з'єднує порожнини А і Б.
На фіг.2 представлений регулятор перерізу Д-Д креслення на фіг.1, де корпус 1, пружний елемент підвіски 2, рухомий шток 6, канал I, який не може перекриватися золотниковим поясом на штоку 6, канал II, який може перекриватися поясом штоку 6, канал III (фіг.2) виконаний у вигляді паза на штоку 6. Отвори, що не перекриваються золотниковим поясом на штоку, виконані на рівні пояса, при цьому пояс золотникового клапана утворений дугою кола з центральним кутом не більше 355 градусів, що гарантовано перекриває канал II незалежно від кута повороту штока навколо своєї осі.
У разі коли в порожнину А (фіг.1) не подається стиснене повітря, клапани 3 і 4 притиснуті до сідла в корпусі 1 за допомогою пружини 5, шток 6 рухомо ущільнений в корпусі 1. У штоку 6 виконаний горизонтальний паз, в якому розташований штифт 7 жорстко пов'язаний з валом 8. Осі штифта 7 і вала 8 мають деякий ексцентриситет. Вал 8 через важіль 9 з'єднаний із віссю транспортного засобу. Положення штока 6 визначається кінематичним механізмом зв'язку з віссю транспортного засобу, тому порожнину Б і через осьовий отвір в штоку 6можуть бути пов'язані з атмосферою.
При подачі стисненого повітря в порожнину А під дією тиску стисненого повітря клапан 3 притискається до свого сідла і роз'єднує порожнини А і Б. При повороті валу 8 за годинниковою стрілкою штифт 7 починає ковзати горизонтальному пазу штока 6 і одночасно піднімає шток 6 вгору. Шток 6 притискається до клапана 3, роз'єднуючи цим порожнини Б і В і пружні пневматичні елементи з атмосферою. При подальшому переміщенні штока 6 вгору шток 6 піднімає клапан 3, відриваючи його від сідла, стиснене повітря з порожнини А надходить у порожнину Б, з неї через канал I порожнину Г і далі в пружні елементи підвіски 2, тиск у пружних елементах починає підвищуватися.
При переміщенні штока 6 вгору до величини, що відповідає великим переміщенням в підвісці, золотниковий пояс на штоку 6 відкриває канал II, збільшуючи тим самим сумарний прохідний переріз порожнину Г, стиснене повітря порожнини Г, крім каналу I, з порожнини Б надходить також через канал III, порожнину і канал II. При повороті вала проти годинникової стрілки 8 шток 6 разом з клапаном 3 опускаються вниз. Клапан 3 сідає на своє сідло. У момент, коли клапан 3 закритий і шток 6 притиснутий до клапана 3, тиск у порожнинах Б і пружних елементах 2 стабілізується. При подальшому опусканні штока 6 вниз шток 6 відривається від клапана 3. Стиснене повітря з пружних елементів 2, порожнини Г, каналу I, порожнини Б каналу в штоку 6 виходить в атмосферу. Тиск пружних елементах 2 починає знижуватися. При переміщенні штока 6 вниз до величини, що відповідає великим переміщенням в підвісці, золотниковий пояс на штоку 6 відкриває канал II, збільшуючи тим самим сумарний прохідний переріз із порожнини Г. Стиснене повітря з порожнини Г, крім каналу I, починає надходити в порожнину Б також через канал ІІ.Зміна тиску пружних елементах 2 призводить до зміни величини рівня підлоги автотранспортного засобу.
Технічний результат - виключення впливу позаштатного кута повороту плунжера навколо своєї осі, забезпечення працездатності регулятора за рахунок стабільності витрати повітря і вихідної характеристики при спрощенні та здешевленні технологічного процесу виготовлення регулятора, що досягається у винаході, що заявляється, знаходиться в причинно-наслідковому зв'язку з новими конструктивними ознаками - виконанням пояси золотникового клапана таким, що утворений дугою з центральним кутом понад 240 градусів, але не більше 355 градусів, а радіальний зазор між поясом золотникового клапана та корпусом понад 0,03 мм, але не більше 0,1 мм.
1. Патент DE №3347435, В60G 17/04, 1985.
2. Патент DE №3333888, В60G 17/04,1985.
3. Патент Україна №21208/62, В60G 17/04, 1998.
Регулятор рівня підлоги автотранспортного засобу, що включає корпус, в якому розташований рухомо ущільнений шток, механічно пов'язаний з віссю транспортного засобу і керуючий двосідельним клапаном, що відокремлює порожнину вхідного тиску від перепускної, розділеної поясом золотникового клапана на верхню і нижню порожнини, що відрізняється тим, що пояс золотникового клапана виконаний таким, який утворений дугою кола з центральним кутом більше 240°, але не більше 355°, а радіальний зазор між поясом золотникового клапана та корпусом становить більше 0,03 мм, але не більше 0,1 мм.