ГИДРОРУЛЬ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА Российский патент 2001 года по МПК B62D5/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к гидрорулям транспортных средств.

Известен гидроруль транспортного средства, состоящий из гидромотора обратной связи, дифференциального устройства, пятипозиционного золотникового распределительного устройства непрерывного действия с рулевым валом и обратного клапана ИЛИ, имеющего два входа и один выход, причем выход соединен с линией управления гидроруля и со сливной линией через дроссель (патент N 2094281).

Недостатком известного гидроруля является повышенные потери давления в нейтральной позиции распределительного устройства, что связано с разгрузкой линии управления гидроруля на слив через дроссель.

Задачей изобретения является снижение потерь давления в нейтральной позиции распределительного устройства. Поставленная задача решается тем, что линия управления гидроруля в нейтральной позиции распределительного устройства соединена со сливной линией, а в четырех остальных позициях линия управления заперта.

На чертеже представлена схема гидравлического рулевого механизма транспортного средства, состоящего из нового гидроруля и приоритетного устройства, данного на схеме для иллюстрации работы гидроруля.

Гидравлический рулевой механизм транспортного средства содержит гидроруль 1, состоящий из гидромотора обратной связи 2, пятипозиционного золотникового распределительного устройства непрерывного действия 4, рулевого вала 5, дифференциального устройства 3, обеспечивающего механическую отрицательную обратную связь между рулевым валом, гидромотором обратной связи и золотником распределительного устройства, клапана ИЛИ 6, задающего режим работы гидроруля, и приоритетного устройства 16, обеспечивающего питание рабочей жидкостью гидроруля 1 и дополнительного потребителя 24 от одного насоса 22 с приоритетом питания гидроруля.

Гидроруль 1 выполнен с входной линией 7, линией управления 8, сливной линией 9 для соединения с гидробаком 10, с рабочими линиями 11 и 12 для соединения с исполнительным гидроцилиндром 13, с моторными линиями 14 и 15 для соединения гидромотора обратной связи 2 с распределительным устройством 4. В распределительном устройстве в двух позициях, симметричных относительно нейтральной, входная линия 7 соединена с соответствующей моторной линией 14 или 15, другая моторная линия при этом соединена с соответствующей рабочей линией 11 или 12, другая линия при этом соединена со сливной линией 9. Обратный клапан ИЛИ 6 имеет два входа и один выход 28, соединенные с распределительным устройством 4 таким образом, что выход 28 обратного клапана ИЛИ 6 соединен с линией управления 8 гидроруля, которая в нейтральной позиции распределительного устройства соединена со сливной линией 9, а оба входа обратного клапана ИЛИ соединены в нейтральной и в двух других, симметричных относительно нейтральной позициях распределительного устройства с соответствующими моторными линиями 14 и 15.

В каждой крайней позиции 30, 31 распределительного устройства 4 один из соответствующих входов обратного клапана ИЛИ заперт и также заперта линия управления 8.

В гидроруле предусмотрен предохранительный клапан 32, соединенный своим входом с линией управления 8 гидроруля, а выходом со сливной линией 9.

Приоритетное устройство 16 содержит подпружиненный с одного торца возвратной пружиной 17 двухпозиционный золотник непрерывного действия 18 с полостями управления 19 и 20 и выполнено с напорной линией 21 для соединения с насосом 22, с рабочей линией 23 для соединения с дополнительным потребителем 24 и через него с гидробаком 10, с приоритетной линией 25 для соединения с входной линией 7 гидроруля 1, с двумя линиями управления 26 и 27, одна из которых 27 предназначена для соединения полости управления 20, расположенной со стороны возвратной пружины 17, с линией управления 8 гидроруля 1, другая 26 - для соединения противоположной полости управления 19 с входной линией 7 гидроруля 1.

На чертеже представлена гидравлическая схема рулевого механизма при неработающем насосе питания 22 и нейтральном положении распределительного устройства 4.

Гидравлический рулевой механизм работает следующим образом.

В нейтральном положении гидроруля 1 при неработающем насосе 22 золотник распределительного устройства 4 находится в среднем положении, а золотник 18 приоритетного устройства находится под действием возвратной пружины 17 в правом (по чертежу) положении.

При запуске двигателя транспортного средства рабочая жидкость от насоса 22 поступает в напорную линию 21 и далее через линию управления 26 под торец 19 золотника 18. Поскольку вторая линия управления 27 соединена через распределительное устройство 4 со сливной линией 9, а приоритетная линия 25 заперта распределительным устройством 4, давлением рабочей жидкости золотник 18 приоритетного устройства 16 перемещается вправо по чертежу во вторую левую позицию, разгружая насос 22 через рабочую линию 23 и дополнительный потребитель 24 на слив в гидробак 10.

При повороте рулевого вала 5 за счет дифференциального устройства 3 происходит перемещение золотника распределительного устройства 4 в одну из двух промежуточных позиций. При этом линия управления 26 через регулируемый по ходу золотника распределительного устройства 4 дроссель 33 или 34, обратный клапан ИЛИ 6 соединяется с линией управления 27; функции дросселей 33 и 34 выполняют регулирующие кромки золотника распределительного устройства 4. Поскольку величины давлений в линиях управления при их соединении начинают уравниваться, золотник 18 приоритетного устройства 16 под действием возвратной пружины 17 начинает перемещаться влево по чертежу в правую позицию, перекрывая рабочую линию 23 дополнительного потребителя 24 и повышая давление в приоритетной линии 25. При достижении в рулевом механизме давления, превышающего внешнюю нагрузку, воздействующую на шток исполнительного гидроцилиндра 13, происходит перемещение штока с одновременным вращением вала гидромотора обратной связи 2, пропускающего через себя дозированный поток рабочей жидкости, и тем самым осуществляется поворот колес транспортного средства.

Поскольку оба входа обратного клапана ИЛИ 6 соединены параллельно моторным линиям 14 и 15 гидромотора обратной связи 2, при вращении вала последнего на входах клапана ИЛИ образуется перепад давлений, равный потерям давления на гидромоторе 2, и клапан ИЛИ 6 занимает позицию, соответствующую подключению к линии управления 8 гидроруля 1 моторной линии 14 или 15, имеющей большее давление, которое образуется на входе гидромотора. При этом перепад давлений на соответствующей регулирующей кромке (дроссели 33 или 34) остается постоянным, равным P=T/S, где T - усилие возвратной пружины 17 золотника 18, S - площадь полости травления 19, 20, а величина потока, поступающего к исполнительному гидроцилиндру 13, определяется исключительно величиной открытия дросселя 33 или 34, а следовательно, ходом золотника распределительного устройства 4 независимо от нагрузки. При равномерном вращении рулевого вала 5 поворот колес будет происходить также равномерно. При остановке вращения рулевого вала 5 гидромотор обратной связи 2 через дифференциальный механизм 3 возвращает золотник распределительного устройства 4 в исходное положение, понижая давление в рулевом механизме и тем самым прекращая поворот колес транспортного средства.

При повороте колес в крайнее положение или при наличии непреодолимого препятствия золотник распределительного устройства 4 перемещается в соответствующую крайнюю позицию 30 или 31, запирая один из соответствующих входов обратного клапана ИЛИ 6, связанный с моторной линией 14 или 15, имеющей более низкое давление, образующееся на выходе гидромотора 2, что обеспечивает оператору ощущение упора на валу гидроруля.

При этом поворот рулевого вала прекращается, оператор ощущает резкое повышение усилия на рулевом колесе, и весь поток рабочей жидкости от насоса 22 поступает на слив в гидробак 10 через рабочую линию 23 и дополнительный потребитель 24 за счет срабатывания предохранительного клапана 32, установленного в линии управления 8 гидроруля 1 и ограничивающего давление в линии управления 27 приоритетного устройства 16, а следовательно, и в рулевом механизме в целом. При этом золотник 18 приоритетного устройства 16 перемещается вправо по чертежу, занимая левую позицию.

При возврате золотника распределительного устройства в нейтральную позицию линия управления 8 гидроруля соединяется со сливной линией 9, входная линия 7 запирается, золотник приоритетного устройства разгружает насос питания 22 через дополнительный потребитель 24 на слив в гидробак 10, обеспечивая минимальное давление в линии управления 8 гидроруля и, следовательно, в напорной линии 21.

Для плавности работы гидроруля в двух первых симметричных относительно нейтральной позициях линия управления соединена со сливной линией 9 через регулируемый дроссель 29, выполненный в теле золотникового распределительного устройства 4.

Таким образом, гидроруль обеспечивает минимальные потери давления в нейтральном положении распределительного устройства.

Технико-экономические преимущества от использования гидроруля на транспортных средствах заключаются в снижении энергетических потерь и, как следствие, повышении КПД машины в целом и увеличении ее производительности.

Гидроруль предназначен для работы с приоритетным устройством. Он состоит из гидромотора обратной связи, дифференциального устройства, пятипозиционного золотникового распределительного устройства непрерывного действия с рулевым валом и обратного клапана ИЛИ, имеющего два входа и один выход, обеспечивающего соединение линии управления приоритетным устройством с соответствующим входом гидромотора обратной связи. Гидроруль отличается от известных конструкций тем, что в нейтральной позиции распределительного устройства линия управления в этой позиции соединена со сливной линией, а в крайних позициях линия управления заперта. Технический результат - снижение потерь давления. 1 ил.

Гидроуголь транспортного средства, состоящий из гидромотора обратной связи, дифференциального устройства, пятипозиционного золотникового распределительного устройства непрерывного действия с рулевым валом и обратного клапана ИЛИ, имеющего два входа и один выход, выполненный с входной линией, линией управления, сливной линией для соединения с гидробаком, с рабочими линиями для соединения с исполнительным гидроцилиндром, с моторными линиями для соединения гидромотора обратной связи с распределительным устройством, причем в четырех позициях последнего, симметричных относительно нейтральной, входная линия соединена с соответствующей моторной линией, другая моторная линия при этом соединена с соответствующей рабочей линией, другая рабочая линия при этом соединена со сливной линией, выход обратного клапана ИЛИ соединен с линией управления гидроруля, а оба входа обратного клапана ИЛИ соединены с нейтральной и в двух первых симметричных относительно нейтральной позициях распределительного устройства с соответствующими моторными линиями, при этом в крайних позициях один из соответствующих входов обратного клапана ИЛИ заперт, отличающийся тем, что линия управления гидроруля в нейтральной позиции распределительного устройства соединена со сливной линией, а в крайних позициях линия управления запрета.