PL205311B1 - Przewód do przepływu płynu tłumiący hałas, zwłaszcza do sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem pojazdu silnikowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przewód do przepływu płynu tłumiący hałas, zwłaszcza do sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem pojazdu silnikowego.

Znane jest wyposażanie w tłumiki hałasu, często określane jako „tłumiki rezonansowe”, pewnych przewodów hydraulicznych stosowanych w przemyśle samochodowym, a w szczególności przewodów stanowiących część układu kierowniczego ze wspomaganiem.

Ogólnie biorąc, układ kierowniczy ze wspomaganiem zawiera w szczególności obwód wysokiego ciśnienia z pompą hydrauliczną, która podaje płyn hydrauliczny do serwozaworu połączonego z zębatkową przekładnią kierowniczą, służącą do kierowania kołami skrętnymi pojazdu. Przewód hydrauliczny łączący pompę z serwozaworem jest wykonany z giętkich segmentów składających się z odcinków przewodu gię tkiego i ze sztywnych segmentów wykonanych z rurek, a często co najmniej jeden tłumik hałasu w postaci giętkiej powłoki z metalu albo tworzywa sztucznego jest zamontowany wewnątrz giętkiego segmentu przewodu hydraulicznego, w szczególności w celu tłumienia hałasu powstającego podczas pracy pompy, który ma tendencję do przenoszenia się poprzez kolumnę kierownicy do wnętrza kabiny pojazdu.

Pierwszą generację układów kierowniczych ze wspomaganiem, w których pompa hydrauliczna była napędzana przez wał silnika pojazdu, zastąpiła obecnie druga generacja, w której pompa hydrauliczna jest napędzana silnikiem elektrycznym, przy czym tego rodzaju układy ze wspomaganiem są określane w tej dziedzinie techniki mianem układów typu z pompą elektryczną.

W przypadku tej drugiej generacji ukł adów kierowniczych ze wspomaganiem, gdzie pompa hydrauliczna nie jest związana z wałem silnika, możliwe jest usytuowanie pompy w dowolnym miejscu, mimo iż dostępna przestrzeń znajduje się zwykle blisko kabiny pojazdu, ze względu na małą ilość dostępnego miejsca w komorze silnika, która już jest bardzo wypełniona.

Obecnie istnieje trzecia generacja układów kierowniczych ze wspomaganiem, które są wspomnianymi wyżej układami typu z pompą elektryczną, lecz są także sterowane w tym sensie, że silnik elektryczny napędzający pompę hydrauliczną jest uruchamiany tylko wtedy, gdy kierowca obraca kierownicę.

W tych układach kierowniczych ze wspomaganiem trzeciej generacji typu sterowanego, tł umiki hałasu muszą działać w szerszym zakresie częstotliwości, w przybliżeniu 150 - 800 Hz.

Celem wynalazku jest opracowanie tłumiącego hałas przewodu hydraulicznego, który jest szczególnie dobrze przystosowany do układów kierowniczych ze wspomaganiem opisanego wyżej typu, lecz wynalazek nie jest szczególnie ograniczony do tego właśnie zastosowania.

Zgodny z wynalazkiem przewód do przepływu płynu tłumiący hałas, zwłaszcza do sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem pojazdu silnikowego, przy czym przewód jest montowalny w obwodzie wysokiego ciś nienia i łączy napędzaną elektrycznie pompę z elementem sterowanym, który jest zasilany płynem pod ciśnieniem z tej pompy, przy czym ten przewód zawiera kolejno, w kierunku od pompy, pięć segmentów stanowiących pierwszy sztywny końcowy segment rurkowy, połączony z pompą; pierwszy giętki pośredni segment wężowy; środkowy sztywny segment rurkowy; drugi giętki pośredni segment wężowy; oraz drugi sztywny końcowy segment rurkowy, połączony z elementem sterowanym, z tym ż e segmenty wężowe mają dł ugość, która jest wyznaczona w zależności od możliwie najkrótszego czasu odpowiedzi związanego ze zwiększaniem ich objętości, w chwili gdy włącza się napędzana elektrycznie pompa, przy czym wewnątrz przewodu są umieszczone co najmniej dwa tłumiki hałasu, charakteryzuje się tym, że pierwszy tłumik hałasu jest umieszczony częściowo w środkowym sztywnym segmencie rurkowym i częściowo w drugim giętkim segmencie wężowym, a drugi tłumik hałasu jest umieszczony w drugim sztywnym końcowym segmencie rurkowym.

Na ogół czas odpowiedzi wynosi około 40 ms do 60 ms, a w szczególności wynosi około 50 ms.

W przypadku sterowanego ukł adu kierowniczego ze wspomaganiem trzeciej generacji wyż ej wymienionego typu, czas odpowiedzi układu kierowniczego ze wspomaganiem obejmuje zwłaszcza czas reakcji związany z obrotem koła kierownicy, przy czym czas może zmieniać się w zależności od producenta, oraz czas reakcji związany ze zwiększaniem objętości segmentów wężowych w przewodzie wysokiego ciśnienia łączącym pompę z serwozaworem.

W charakterze przykładu, w oparciu o maksymalny czas odpowiedzi około 120 ms przy czasie reakcji związanym z obrotem kierownicy około 70 ms pozostaje tylko około 50 ms czasu reakcji na zwiększenie objętości segmentów wężowych w przewodzie hydraulicznym.

PL 205 311 B1

W efekcie dopuszczalny czas reakcji na zwiększenie objętości segmentów wężowych w przewodzie hydraulicznym jest względnie krótki, co nakłada ograniczenie na długość tych segmentów.

W znany sposób przewód hydrauliczny zawiera co najmniej jeden tł umik hał asu, lecz w przeciwieństwie do podzespołu technicznego w powszechnym użyciu, tłumik hałasu nie musi koniecznie znajdować się albo wewnątrz giętkiego, albo wewnątrz sztywnego segmentu przewodu hydraulicznego, tzn. że część pojedynczego tłumika może znajdować się wewnątrz giętkiego segmentu, druga zaś część znajdować się wewnątrz sztywnego segmentu przewodu hydraulicznego.

W postaci, w przypadku której czas odpowiedzi na zwiększenie objętości segmentów wężowych w przewodzie hydraulicznym wynosi około 50 ms, przy czym ten przewód zawiera kolejno, w kierunku od pompy, pięć segmentów stanowiących pierwszy segment rurkowy połączony z pompą; pierwszy pośredni segment wężowy; środkowy segment rurkowy; drugi pośredni segment wężowy; drugi końcowy segment rurkowy połączony z elementem sterowanym; oraz pierwszy tłumik hałasu usytuowany częściowo w środkowym segmencie rurkowym i częściowo w drugim pośrednim segmencie wężowym; i drugi tłumik hałasu usytuowany w drugim końcowym segmencie rurkowym.

W tej postaci korzystnie pierwszy koń cowy segment rurkowy ma długość okoł o 200 mm, a drugi końcowy segment rurkowy w przypadku prawostronnego systemu kierowania ma długość około 430 mm, a w przypadku lewostronnego systemu kierowania ma długość około 533 mm; środkowy segment rurkowy ma długość około 300 mm; oraz pośrednie segmenty wężowe, pierwszy i drugi, mają odpowiednio długość około 175 mm i około 235 mm.

Korzystnie, pierwszy tłumik hałasu ma długość około 514 mm, z czego na długości około 368 mm znajduje się w środkowym segmencie rurkowym przewodu, drugi tłumik hałasu zaś ma długość około 200 mm.

Korzystnie, segmenty rurkowe mają średnicę wewnętrzną około 8 mm, a segmenty wężowe mają średnicę wewnętrzną około 10 mm, przy czym tłumiki hałasu mają średnicę zewnętrzną około 6 mm.

Korzystnie, tłumiki hałasu mają postać powłoki wykonanej z metalu albo tworzywa sztucznego.

Tym samym przewód hydrauliczny według wynalazku umożliwia osiągnięcie kompromisu, który spełnia równocześnie warunki narzucone przez producentów samochodu, zarówno dotyczące czasu odpowiedzi układu kierowniczego ze wspomaganiem, jak i dotyczące tłumienia hałasu powstającego w szczególnoś ci podczas przerywanej pracy pompy.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie poszczególne segmenty przewodu hydraulicznego według wynalazku, przeznaczonego dla sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem; fig. 2 - pierwszy tłumik hałasu, który jest umieszczony w przewodzie hydraulicznym przedstawionym na fig. 1; fig. 3 - drugi tłumik hałasu, który podobnie jest umieszczony w przewodzie hydraulicznym pokazanym na fig. 1.

Na fig. 1 przedstawiono przykład przewodu 10 hydraulicznego do sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem pojazdu silnikowego.

Widok układu ograniczono celowo do obwodu wysokiego ciśnienia pomiędzy pompą z napędem elektrycznym, która jest połączona ze zbiornikiem płynu i która jest napędzana silnikiem elektrycznym, a serwozaworem V, który jest zasilany płynem pod ciśnieniem przez pompę P i który jest połączony z zębatką układu kierowniczego, w celu kierowania kołami skrętnymi pojazdu silnikowego.

Pomiędzy wylotem pompy P i wlotem serwozaworu V jest zamontowany przewód 10 hydrauliczny, który składa się z naprzemiennych sztywnych segmentów wykonanych z rurki i z giętkich segmentów wykonanych z węża.

W postaci przedstawionej na fig. 1 przewód 10 hydrauliczny składa się z następujących elementów, zaczynając od pompy: pierwszego sztywnego segmentu rurkowego T1, który jest połączony z wylotem pompy P i ma długość około 200 mm; pierwszego pośredniego giętkiego segmentu wężowego T2, który ma długość około 175 mm; środkowego sztywnego segmentu rurkowego T3, który ma długość około 300 mm; drugiego pośredniego giętkiego segmentu wężowego T4, który ma długość około 235 mm; drugiego sztywnego segmentu rurkowego T5, który jest połączony z wlotem serwozaworu V i ma długość około 430 mm w przypadku prawostronnego systemu kierowania i około 533 mm w przypadku lewostronnego systemu kierowania.

Przykładowo, segmenty rurkowe T1, T3 i T5 są wykonane z metalu i mają średnicę wewnętrzną około 8 mm, podczas gdy segmenty wężowe T2 i T4 mają średnicę wewnętrzną około 10 mm i zawierają co najmniej jedną warstwę materiału, która jest kompatybilna z przepływającym płynem, i powłokę zewnętrzną zapewniającą ochronę przed agresywnym działaniem środowiska zewnętrznego.

PL 205 311 B1

Przewód 10 hydrauliczny jest wyposażony w tłumiki hałasu, przy czym w tej postaci znajdują się dwa takie tłumiki hałasu, a mianowicie pierwszy tłumik hałasu A1 zamontowany częściowo w środkowym segmencie rurkowym T3 i częściowo w drugim pośrednim segmencie wężowym T4, przy czym ten pierwszy tłumik ma średnicę zewnętrzną około 6 mm i ma długość około 514 mm, z czego około 368 mm znajduje się wewnątrz segmentu rurkowego T3 i 146 mm znajduje się wewnątrz segmentu wężowego T4 oraz drugi tłumik hałasu A2, który jest zamontowany w drugim segmencie rurkowym T5 licząc od drugiego pośredniego segmentu wężowego T4 i ma średnicę zewnętrzną około 6 mm i długość około 200 mm.

Na ogół każdy tłumik hałasu A1 albo A2 jest zbudowany z giętkiej powłoki, która może być wykonana z metalu i która może być zwinięta śrubowo, np. z pojedynczym połączeniem w kształcie „L” albo podwójnym połączeniem w kształcie „U”, bądź też może być wykonana z tworzywa sztucznego i przebita w ustalonych miejscach otworami dla przepływu cieczy płynącej w przewodzie 10 hydraulicznym.

W postaciach przedstawionych na fig. 2 i 3 każdy z tłumików hałasu A1 i A2 ma postać metalowej powłoki, np. z podwójnym połączeniem.

Pierwszy tłumik hałasu A1, jak przedstawiono na fig. 2, dzieli się na dwie części P1 i P2 znajdujące się odpowiednio w środkowym segmencie rurkowym T3 i w drugim pośrednim segmencie wężowym T4, przy czym te dwie części są połączone ze sobą za pomocą metalowego pierścienia 12 zamocowanego poprzez obciśnięcie. Pierścień 12 ma także kołnierz 14, który służy jako element oporowy do pozycjonowania tłumika hałasu A1 w środkowym segmencie rurkowym T3 przed połączeniem tego segmentu rurkowego T3 z segmentem wężowym T4.

Korzystnie, sam swobodny koniec części P2 tłumika hałasu A1, który znajduje się w segmencie wężowym T4, otrzymuje np. pierścień 16 z elastomeru, tak aby uniknąć uszkodzeń segmentu wężowego T4 w następstwie drgań spowodowanych pulsacyjnym przepływem płynu pod ciśnieniem, prowadzącym do powtarzających się uderzeń tłumika hałasu o wewnętrzną ściankę segmentu wężowego T4.

Drugi tłumik hałasu A2, jak przedstawiono na fig. 3, ma na jednym końcu metalowy pierścień 18, który jest zamocowany do tego końca poprzez obciśnięcie, oraz ma także kołnierz ustalający 20 do usytuowania go wewnątrz segmentu rurkowego T5 przed jego połączeniem z segmentem wężowym T4.

Nie pokazano urządzeń łączących pomiędzy segmentami rurkowymi i wężowymi. Przykładowo, koniec segmentu rurkowego może tworzyć końcówkę, na którą nasunięto segment wężowy na zasadzie pasowania wtłaczanego, po czym wokół nich zaciska się pierścień metalowy, aby zapewnić, że pozostaną połączone razem.

Postać według wynalazku, jaką opisano wyżej, spełnia wymaganie stawiane układowi kierowniczemu ze wspomaganiem, aby miał on maksymalny czas odpowiedzi około 120 ms, z czego około 50 ms odpowiada zwiększaniu objętości giętkich segmentów przewodu hydraulicznego.

Należy zauważyć, że położenia dwóch tłumików hałasu A1 i A2 wewnątrz przewodu hydraulicznego stanowią innowację same przez się, tzn. że obydwa tłumiki nie muszą koniecznie być usytuowane wewnątrz giętkich segmentów przewodu hydraulicznego, nie powodując pogorszenia sprawności układu.

Ogólnie biorąc, wynalazek nie jest ograniczony do opisanych wyżej postaci, w zastosowaniu do sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem pojazdu silnikowego. W szczególności przewód hydrauliczny może być zastosowany do dowolnej rury, która przesyła płyn w warunkach pulsacji i która zawiera giętkie segmenty wężowe.

Claims (10)

1. Przewód do przepływu płynu tłumiący hałas, zwłaszcza do sterowanego układu kierowniczego ze wspomaganiem pojazdu silnikowego, przy czym przewód jest montowalny w obwodzie wysokiego ciśnienia i łączy napędzaną elektrycznie pompę z elementem sterowanym, który jest zasilany płynem pod ciśnieniem z tej pompy, przy czym ten przewód zawiera kolejno, w kierunku od pompy, pięć segmentów stanowiących pierwszy sztywny końcowy segment rurkowy, połączony z pompą; pierwszy giętki pośredni segment wężowy; środkowy sztywny segment rurkowy; drugi giętki pośredni segment wężowy; oraz drugi sztywny końcowy segment rurkowy, połączony z elementem sterowanym, z tym że segmenty wężowe mają długość, która jest wyznaczona w zależności od możliwie najkrótszego czasu odpowiedzi związanego ze zwiększaniem ich objętości, w chwili gdy włącza się napędzana elektrycznie pompa, przy czym wewnątrz przewodu są umieszczone co najmniej dwa

PL 205 311 B1 tłumiki hałasu, znamienny tym, że pierwszy tłumik hałasu (A1) jest umieszczony częściowo w środkowym sztywnym segmencie rurkowym (T3) i częściowo w drugim giętkim segmencie wężowym (T4), a drugi tłumik hałasu (A2) jest umieszczony w drugim sztywnym końcowym segmencie rurkowym (T5).

2. Przewód według zastrz. 1, znamienny tym, że czas odpowiedzi wynosi około 40 ms do 60 ms, a w szczególności wynosi około 50 ms.

3. Przewód według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że pierwszy końcowy segment rurkowy (T1) ma długość około 200 mm, a drugi końcowy segment rurkowy (T5) w przypadku prawostronnego systemu kierowania ma długość około 430 mm, a w przypadku lewostronnego systemu kierowania ma długość około 533 mm; środkowy segment rurkowy (T3) ma długość około 300 mm; oraz pośrednie segmenty wężowe (T2, T4), pierwszy i drugi, mają odpowiednio długość około 175 mm i około 235 mm.

4. Przewód według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy tłumik hałasu (A1) ma długość około 514 mm.

5. Przewód według zastrz. 4, znamienny tym, że pierwszy tłumik hałasu (A1) na długości około 368 mm znajduje się w środkowym segmencie rurkowym (T3) przewodu (10).

6. Przewód według zastrz. 1, znamienny tym, że drugi tłumik hałasu (A2) ma długość około 200 mm.

7. Przewód według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, znamienny tym, że segmenty rurkowe (T1, T3, T5) mają średnicę wewnętrzną około 8 mm, a segmenty wężowe (T2, T4) mają średnicę wewnętrzną około 10 mm, przy czym tłumiki hałasu (A1, A2) mają średnicę zewnętrzną około 6 mm.

8. Przewód według zastrz. 3, znamienny tym, że segmenty rurkowe (T1, T3, T5) mają średnicę wewnętrzną około 8 mm, a segmenty wężowe (T2, T4) mają średnicę wewnętrzną około 10 mm, przy czym tłumiki hałasu (A1, A2) mają średnicę zewnętrzną około 6 mm.

9. Przewód według zastrz. 1 albo 2, albo 4, albo 5, albo 6, albo 8, znamienny tym, że tłumiki hałasu (A1, A2) mają postać powłoki wykonanej z metalu albo tworzywa sztucznego.

10. Przewód według zastrz. 7, znamienny tym, że tłumiki hałasu (A1, A2) mają postać powłoki wykonanej z metalu albo tworzywa sztucznego.