ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 1997 года по МПК B62D5/07 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к рулевым системам транспортных средств.

Известен гидравлический рулевой механизм транспортного средства, содержащий гидроруль, выполненный с входной линией, линией управления, с рабочими линиями, предназначенными для соединения с исполнительным гидроцилиндром, и сливной линией для соединения с гидробаком, и четырехпозиционный пятилинейный приоритетный клапан следящего действия с подпружиненным с одного торца золотником, двумя полостями управления, двумя линиями для соединения с насосами, двумя линиями питания дополнительных потребителей и одной линией для соединения с входной линией гидроруля (патент РФ N 1773248, кл. B 62 D 5/07, 1992).

Недостатком известного гидравлического рулевого механизма является недостаточная работоспособность рулевого механизма в переходных режимах работы приоритетного клапана с двумя дополнительными потребителями, проявляющая в перетекании рабочей жидкости из входной линии гидроруля в зону низкого давления второго дополнительного потребителя в момент перехода золотника приоритетного клапана на питание гидроруля от второго насоса, что вызывает задержку в движении исполнительного гидроцилиндра, в недостаточном быстродействии приоритетного клапана при переходе с одной позиции на другую, что вызывает существенную задержку по времени в срабатывании рулевой системы, в отсутствии защиты гидроруля от воздействия нагрузки дополнительных потребителей при переходе с режима разгрузки насосов через дополнительные потребители на режим работы дополнительных потребителей.

Целью изобретения является улучшение работоспособности рулевого механизма в переходных режимах работы приоритетного клапана с двумя дополнительными потребителями при использовании его в объединенных гидравлических системах транспортных средств.

Поставленная задача решается тем, что в приоритетном клапане гидравлического рулевого механизма выполнены обратный клапан, дополнительная (шестая) линия, соединенная с входом обратного клапана, и дополнительная пятая позиция.

При этом коммутация всех шести линий обеспечивает в пятой позиции отсоединения обеих линий питания дополнительных потребителей от линий, соединенных с входной линией гидроруля, в третьей промежуточной позиции обеспечивает соединение всех шести линий между собой, а в первой и второй позициях обеспечивает соединение линии второго насоса с линией, предназначенной для соединения с входной линией гидроруля через обратный клапан.

На чертеже представлена схема гидравлического рулевого механизма транспортного средства.

Гидравлический рулевой механизм транспортного средства содержит гидроруль 1, имеющий известные конструкцию и принцип работы (как описано в проспекте формы "Danfoss Hydray. lische Len Kungskomponenten" Z/86, с.3, рис.1 и 2: с. 8, рис. 3), выполненный с входной линией 2, линией 3 управления, с рабочими линиями 4, 5 для соединения с исполнительным гидроцилиндром 6 и сливной линией 7 для соединения с гидробаком 8, и приоритетный клапан 9 следящего действия, золотник 10 которого поджат с одной торца пружиной 11. Приоритетный клапан имеет пять позиций 12, 13, 14, 15 и 16. Линии 17 и 18 приоритетного клапана соединены с насосами 19 и 20 соответственно. Линия 21 соединена с входной линией 2 гидроруля и одновременно с полостью 22 управления приоритетного клапана 9 посредством линии 23 управления. Другая полость 24 управления, в которой установлена пружина 11, соединена с линией 3 управления гидроруля. Линии 25 и 26 приоритетного клапана предназначены для соединения с дополнительными потребителями 27 и 28 соответственно. Приоритетный клапан 9 снабжен обратным клапаном 29, выход которого соединен с линией 21, а вход с дополнительной (шестой) линией 30. В позиции 12 приоритетного клапана 9 линия 17 соединена с линией 21, линия 18 соединена с линией 30, а линии 25 и 26 заперты; в позиции 13 приоритетного клапана линия 17 соединена с линией 21, линия 18 соединена с линиями 26 и 30, а линия 25 заперта; в позиции 14 приоритетного клапана линия 17 соединена с линиями 21 и 25, а линия 18 соединена с линиями 26 и 30; в позиции 15 приоритетного клапана линия 17 соединена с линиями 21 и 25, линия 18 соединена с линией 26, а линия 30 заперта; в позиции 16 приоритетного клапана линия 17 соединена с линией 25, а линия 18 соединена с линией 26, а линии 21 и 30 заперты.

Гидравлический рулевой механизм транспортного средства работает следующим образом.

В нейтральном положении вала гидроруля 1 при запуске двигателя транспортного средства рабочая жидкость от насосов 19 и 20 подается к линии 17 и 18 приоритетного клапана 9, золотник 10 которого под действием пружины 11 находится в крайнем левом (по чертежу) положении, соединяя с входной линией 2 гидроруля насос питания 18 и через обратный клапан 29 насос питания 20. Поскольку в указанной позиции все линии разгрузки насосов заперты во входной линии 2 гидроруля, в линии 23 управления и в полости 22 управления повышается давление. Поскольку в нейтральном положении вала гидроруля линия 3 управления соединена в гидроруле со сливной линией 7 за счет разности давлений в полостях 22 и 24 управления золотник 10 перемещается в позицию 15 по чертежу до момента запирания линии 30, а насосы 19 и 20 разгружаются, соответственно, через линии 25 и 26 и дополнительные потребители 27 и 28 в бак 8. При этом во входной линии 2 гидроруля устанавливается незначительное давление, определяемое усилием пружины 11.

При повороте вала гидроруля 1 и медленном его вращении линия 3 управления отсоединяется в гидроруле от сливной линии 7 и соединяется через дроссельный элемент гидроруля с входной линией 2 гидроруля и соответственно с полостью 22 управления приоритетного клапана 9 через линию 23 управления.

Линия 2 соединяется в гидроруле с соответствующей рабочей линией 4 или 5 и рабочая жидкость поступает в исполнительный гидроцилиндр 6. При этом нарушается баланс давлений между полостями 22 и 24 управления и золотник 10 перемещается в сторону увеличения сопротивления на участке линий 17 25, повышая давление во входной линии 2 гидроруля до величины, определяемой внешним и внутренним сопротивлениями рулевого механизма. При этом происходит перемещение исполнительного гидроцилиндра 6, пропорциональное углу поворота вала гидроруля 1 со скоростью, пропорциональной частоте его вращения. При дальнейшем повышении частоты вращения вала гидроруля продолжает меняться баланс давления в полостях 22 и 24, и при полном потреблении гидрорулем расхода насоса 19 золотник 10 приоритетного клапана, быстро проходя позицию 14, перемещается в позицию 13, где весь поток насоса 19 и часть потока насоса 20 направляются в линию 2.

Позиция 14 золотника является промежуточной и предназначена для быстрого и плавного перехода золотника из позиции 15 в позицию 13. В позиции 14 это достигается опережением подключения насоса 20 к линии 30 при еще не перекрытой линии 25. Наличие позиции 14 существенно улучшает работоспособность рулевого механизма в переходном режиме работы приоритетного клапана, поскольку запаздывание перехода золотника 10 из позиции 15 в позицию 13 вызывает резкое изменение скорости движения исполнительного гидроцилиндра.

Поскольку переход золотника 10 из позиции 15 в позицию 13 сопровождается неравномерным изменением давлений в линиях 21 и 30, установка обратного клапана 29 препятствует перетеканию жидкости из входной линии 2 в зону низкого давления второго дополнительного потребителя 28 в момент перехода золотника 10 приоритетного клапана на питание гидроруля от второго насоса, что обеспечивает нормальную работу рулевого механизма в переходном режиме.

При последующем повышении частоты вращения вала гидроруля до полного потребления гидрорулем расходов двух насосов 19 и 20 золотник 10 перемещается в позицию 12, где полностью заперты линии 25 и 26 дополнительных потребителей, а линии 17 и 18 соответственно соединены с входной линией 2 гидроруля через линии 21 и 30.

При нахождении золотника 10 в позициях 13, 14 или 15 повышение давления в линиях 25, 26 дополнительных потребителей 27, 28 выше давления, необходимого для движения исполнительного гидроцилиндра 6, вызывает автоматическое увеличение давления во входной линии 2 гидроруля и, соответственно, в линии 23 и полости 22 управления. Поскольку при этом давление в полости 24 управления остается неизменным, золотник 10 перемещается в позицию 16, запирая линии 21 и 30, а следовательно, и входную линию 2 гидроруля, предохраняя гидроруль от высокого давления, возникающего при нагружении дополнительных потребителей. Эта функция приоритетного клапана важна для обеспечения работы рулевого механизма в оптимальном режиме и предохранения его от возможного разрушения.

Таким образом, приоритетный клапан 9 обеспечивает работу рулевого механизма в любом возможном режиме работы рулевой системы.

Технико-экономические преимущества от использования гидравлического рулевого механизма в объединенных гидравлических системах транспортных средств заключаются в улучшении работоспособности рулевого механизма в переходных режимах работы приоритетного клапана с двумя дополнительными потребителями.

Использование: изобретение относится к гидравлическим рулевым механизмам транспортного средства. Сущность изобретения: гидроруль выполнен с входной линией, линией управления, с рабочими линиями, предназначенными для соединения с исполнительным гидроцилиндром и сливной линией для соединения с гидробаком и приоритетный клапан следящего действия с двумя линиями для соединения с насосами, двумя линиями питания дополнительных потребителей и одной линией для соединения с входной линией гидроруля. Гидравлический рулевой механизм отличается от известных конструкций тем, что, с целью улучшения работоспособности в переходных режимах работы, в приоритетном клапане выполнены обратный клапан, дополнительная (шестая) линия, соединенная с входом обратного клапана, и дополнительная пятая позиция. 1 ил.

Гидравлический рулевой механизм транспортного средства, содержащий гидроруль, выполненный с входной линией, линией управления, с рабочими линиями, предназначенными для соединения с исполнительным гидроцилиндром, и сливной линией для соединения с гидробаком, и многопозиционный приоритетный клапан следящего действия с подпружиненным с одного торца золотником и двумя полостями управления, первой и второй линией для соединения соответственно с первым и вторым насосам, третьей линией для соединения с входной линией гидроруля и с одной из полостей управления приоритетного клапана, другая полость которого, расположенная со стороны установки пружины, соединена с линией управления гидроруля, четвертой и пятой линиями для соединения с дополнительными потребителями, причем в первой позиции приоритетного клапана его первая линия соединена с третьей линией, а четвертая и пятая линии заперты, во второй позиции первая линия соединена с третьей, вторая линия соединена с пятой, а четвертая линия заперта, в третьей позиции первая линия соединена с третьей, а вторая линия с пятой, в четвертой позиции первая линия соединена с третьей и четвертой линиями, а вторая линия соединена с пятой, отличающийся тем, что в приоритетном клапане выполнены обратный клапан, дополнительная шестая линия, соединенная с входом обратного клапана, выход которого соединен с третьей линией, дополнительная пятая позиция, в которой шестая и третья линии заперты, первая линия соединена с четвертой, вторая линия соединена с пятой, при этом в первой позиции шестая линия соединена с второй, во второй позиции шестая линия соединена с второй и пятой линиями, в третьей позиции шестая линия соединена с второй и пятой линиями, а четвертая линия соединена с первой и третьей линиями, в четвертой позиции шестая линия заперта.