Гидравлическая система рулевого управления транспортного средства (ее варианты) Советский патент 1984 года по МПК B62D5/06 

снижения энергии, потребляемой гидравлической системой, и повышения надежности управления транспортным средством, она снабжена двухпозиционным двухлинейным гидрораспределителем., а распределитель рулевого управления выполнен с дополнительной линией, соединяемой с напорной гидролинией распределителя в обоих крайних рабочих положениях и разъединяемой с напорной гидролинией в нейтральном положении распределителя, причем дополнительная линия распределителя соединена с гидролинией управления двухпозиционным гидрораспределителем, одна линия которого соединена с напорной гидролинией основного насоса, а другая - со всасывающей гидролинией дополнительного насоса.

1. Гидравлическая система рулевого управления транспортного средства, содержащая основной гидравлический насос с приводом от двигателя транспортного средства, дополнительный гидравлический насос с приводом от трансмиссии транспортного сред ства, гидравлический распределитель рулевого управления, имеющий нейтральное и рабочее положения и гидравлически соединенный с исполнительным гидроцилиндром, гидробак и обратный клапан, установленный в ГИДРОЛИНИИ, подсоединенной параллельно дополнительному насосу с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону распределителя, причем напорная ГИДРОЛИНИЯ ОСНОВНОГО насоса соединена с напорной гидролинией дополнительного насоса через обратный клапан, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости от ОСНОВНОГО насоса, а всасывающая гидролиния дополнительного насоса соединена с гидробаком через обратный клапан, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости к дополнительному насосу, отличающаяся тем, что, с целью снижения энергии, потребляемой гидравлической системой, и повышения надежности управления транспортным средством, распределитель рулевого управления выполнен с двумя дополнительными линиями, разъединяемыми в обоих крайних рабочих положениях распределител.я, одна из которых соединена с напорной гидролинией основного насоса, а другая - со всасывгиощей гидролинией дополнительного насоса. ,® 2, Гидравлическая система рулево(Л го управления транспортного средства, содер жащая основной гидравлический насос с приводом от двигателя транспортного средства, дополнительный гидравлический насос с приводом от трансмиссии транспортного средства, гидравлический распределитель . рулевого управления, имеющий нейтэо рально и рабочие положения и гидравлически соединенный с исполнитель4 ным гидроцилиндром, гидробак и обратный клапан, установленный в гидролинии, подсоединенной паргшлельно Ч дополнительному насосу с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону гидрораспределителя, причем напорная гидролиния основного насоса соединена с напорной гидролинией дополнительного насоса через обратный клапан, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости от ОСНОВНОГО насоса, а всасывающая гидролиния дополнительного насоса . соединена с гидробаком через обратный клапан, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости к дополнительному насосу, отличающаяся тем, что, с целью

Изобретение относится к рулевым управлениям транспортных средств, в частности к гидравлическим системам усилителей рулевого управления, преимущественно шарнирно сочлененных транспортных средств.

. Известна гидравлическая система транспортного средства, содержащая резервуар, основной гидравлический насос, приводимый от двигателя транспортного средства, дополнительный гидравлический насос, приводимый от трансмиссии транспортного средства, напорную гидролинию, соединяющую упомянутые насосы через дополнительный клапанный механизм с распределителем рулевого управления, связанный с гидроцилиндрами l .

Недостатком этого технического решения является то, что связь дополнительного насоса с напорной гидролинией, ведущей к распределителю, осуществляется в зависимости от производительности основного насоса, в напорной гидролинии которого установлен дроссель постоянного сечения Перепад давления, создаваемый дросселем, является функцией производительности основного насоса и используется для управления в клапанном механизме положением клапана, связывающего дополнительньай насос со сливом или гидролинией, ведущей к распределителю.

Поскольку производительность основного насоса зависит от частоты вращения коленчатого вала двигателя и постоянно изменяется при движении автомобиля в зависимости от дорожных условий, то периодическое подключение дополнительного насоса к напорной магистрали вне зависимости от того, требуется ли в данный момент повышенный расход рабочей жидкости в гидроусилителе или нет, приводит к увеличению амплитуды и частоты скачкообразного изменения скорости жидкости в напорной гидролинии, особенно при движении транспортного средства на больших скоростях, вызывая тем самым возмущение гидравлической системы и, как следствие, гидравлические удары, которые

способствуют возникновению автоколебаний, ухудшают управляемость и снижают ресурс работы трубопроводов и гидроагрегатов.

Известна также гидравлическая

система рулевого управления транспортного Средства, содержащая основной гидравлический насос с приводом от двигателя транспортного средства, дополнительный гидравлический насос

с приводом от трансмиссии транспортного средства, гидравлический распределитель рулевого управления, имеющий нейтральное и рабочие положения и гидравлически соединенный с исполнительным гидроцилиндром, гидробак

и обратный клапан, установленный в гидролинии, подсоединенной параллельно дополнительному насосу с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону распределителя, причем напорная гидролиния основного насоса соединена с напорной гидролинией дополнительного насоса через обратный клапан, установленныйс возможностью перепуска рабочей жидкости

от основного насоса, а всасывающая гидролиния дополнительного насоса соединена с гидробаком через обратный клапан, установленный ,с .возможностью перепуска рабочей жидкости

к дополнительному насосу 2 .

Недостатком известной системы является то, что давление в гидроцилиндре создается только тем насосом, производительность которого в данный

момент больше. При этом дополнительный насос предназначен только для обеспечения возможности управления транспортным средством при неработающем двигателе или неисправном основном насосе. В результате этого основной насос применяется увеличенной производительности, которая обеспечивает управляемость транспортного

средства не только в нормальных уело ВИЯХ эксплуатации, но и в тех случаях, когда для осуществления поворота необходим повышенный расход рабочей жидкости в гидравлической системе, обеспечивающей требуемые, повышенные по сравнению с нормальными условиями эксплуатации скорости поворота, например при объезде неожиданного препятствия, возникновении аварийной ситуации на дороге и других слу-. чаях, вызывающих резкие крутые повороты. Применение основного насоса с производительностью значительно , большей, чем требуется для обеспечения управляемости транспортным средством при обычных условиях эксплуатации, приводит к увеличению потребляемой насосом мощности, увеличению диметра трубопроводов, размеров и ас сы гидроусилителя рулевого.управле- ния.

Целью изобретения является снижение энергии, потребляемой гидравлической системой, и повышение надёжности упрсшления транспортным средством за счет использования суммарной . производительности основного и дополнительного насосов при повороте транспортного средства с увеличенным расходом рабочей жидкости в гидраВпической системе рулевого управления, обеспечивающим требуемые повышенные скорости поворота. .

Поставленная цель достигается тем что в гидравлической.системе рулевого управления транспортного средства, содержащей основной гидравлический насос с приводом от двигателя транспортного средства, дополнительный гидравлический насос с приводомот трансмиссии транспортного средства, гидравлический распределитель рулевого управления, имеющий нейтральное и рабочие положения и гидравлически соединенный с исполнительным гидроцилиндром, гидробак и обратный клапан, установленный S гидролинии, подсоединенной параллельно дополнительному насосу с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону распределителя, причем напорная гидролиИия основного насоса соединена с напорной гидролинией дополнительного насоса через обратный клапан, установ.ленный с возможностью перепуска рабочей жидкости от основного насоса,. а всасывающая гидролиния дополнитесьного насоса соединена с гидробаком через обратный клапан, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости к дополнительному насосу, распределитель рулевого управления выполнен с двумя дополнительными линиями, разъединяемыми в обоих крайних

положениях распределителя, одна из.

которых соединена с напорной гидролинией основного насоса, а со всасывающей гидролинией дополнительного насоса.

Система снабжена -двухпозиционным двухлинейным гидрораспрёделителем, а распределитель рулевого управления выполнен с дополнительной линией, соединяемой с напорной гидролинией распределителя в обоих крайних рабочих положениях и разъединяемой с напорной гидролинией .в нейтральном положении распределителя, причем дополнительная линия распределителя соединена с гидролинией управления двухпозиционным гидрораспределителем, одна линия которого соединена с напорной гидролинией основного насоса, а другая - со всасывающей гидролинией дополнительного насоса.

В обоих случаях при крайних положениях распределителя, т.е. когда для осуществления поворота необходим повышенный расход рабочей жидкости в гидравлической системе рулевого управления, дополнительный насос включается параллельно к основному насосу..В результате этого обеспечивается подача рабочей жидкости в напорную гидролинию распределителя от основного и дополнительного насосов одновременно и их производительность с уммируе тс я.

f На фиг. 1 показана схема гидравлической системы рулевого управления транспортного средства, в которой при крайних положениях распределителя всасывакнцая гидролиния дополнительного насоса разобщена с напорной гидролинией основного насоса за счет разъединения линий распределителя, одна линия которого соединена с всасывающей гидролинией дополнительного насоса, а другая линия с напорной гидролинией основного насоса (первый вариант выполнения) на фиг. 2 - схема гидравлической системы рулевого управления транспортного средства, в которой при крайних положениях распределителя всасывающая гидролиния дополнительного насоса разобщена с напорной гидролинией основного насоса с помощью управляемого распределителем рулевого управления двухпозиционного двухлинейного гидрораспределителя, одна линия которого соединена с напорной гидролинией основного насоса, а другая линия со всасывающей гидрОлинией дополнительного насоса (второй вариант выполнения) .

Гидравлическая система рулевого управления транспортного средства по первому варианту (фиг.. 1) содержит основной гидравлический насос 1 с приводом от двигателя .транспортного средства, дополнительный гидравлический насос 2 с приводом от транс миссии транспортного средства, гидравлический распределитель 3 рулево го управления, гидравлически соединенный с исполнительным гидроцилиндром 4 двустороннего действия, гидробак 5. Распределитель 3 имеет нейтральное положение, при котором обе рабочие полости гидроцилиндра 4 соединены между собой и со сливной гидролинией б, рабочие положения, при которых одна из полостей гидроцилиндра 4 соединена с насосами 1 и 2 гкдролинией 7, а другая полость соединена со сливной гидролинией 6. Напорная гидролиния 8 основного насоса 1 подключена к гидроцилиндру 4 через распределитель 3, гидролинии 7 и- 9 и обратный клапан 10, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону распределителя 3. Приче м к гидролинии 7 одновременно подключена и гидролиния 11 дополнительного насоса 2, которая является напорной гидролинией насоса 2 при переднем ходе транспортного средства. Дополнительный насос 2 включен в замкнутый круг циркуляции, состоящей из гидролиний 12-14 и 11, соединяющих между собой полости насоса 2 через обратный клапан 15, установленный в гидролинии 14 с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону распределителя -3. При этом гидролйния 12, являющаяся всасывающе гидролинией насоса 2 при переднем ходе транспортного средства, через гидролинии 13,16,17 и обратный клапан 18, установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости к насосу 2, подключена к резервуару 5, а через гидролинию 19, линии 20 и 21 распределителя 3 в нейтральном положении и гидролинии 22 и 9 - к нагнетающей гидролинии 8 основного насоса 1 . При этом при крайних положениях распределителя 3 всасывающая гидролиния 12 дополнительного насоса 2 и гидролиния 19 с помощью распределителя 3 разобщена с гидролинией 22 и, следовательно, с напорной гидролинией 8 основного насоса 1.

Гидравлическая система рулевого .управления (фиг. 1) работает следующим образом. i .

При прямолинейном движении транспортного средства и производительности насоса 1, большей производительности насоса 2, рабочая жидкость,забираемая насосом 1 из гидробака 5 через гидролинию 17, нагнетается им в напорную гидролинию 7 и распределитель 3, который в этом случае находится в нейтральном или промежуточном рабочем положении, как по гидролиниям 8 и 9 через обратный клапан 1 так и по гидролиниям 22 и 19 через насос 2, а клапан 15 препятствует сливу .рабочей жидко сти в гидробак 5.

Если производительность насоса 1 становится меньше производительности насоса 2, например, при неисправности насоса 1 или остановке двигателя, во всасьшающую гидролинию 12 насоса 2 рабочая жидкость поступает из гидробака 5 по гидролиниям 17, 16, 13 и 12 через обратный клапан 18 и нагнетается насосом 2 в напорную гидролинию 7 и распределитель 3. Обратные клапаны 10 и 15 в этом случае препятствуют сливу жидкости из напорной гидролинии 7 и распределителя.3.

При выборе максимальной производительности насоса 2, приводимого от трансмис.сии, меньшей максимальной производительности насоса 1, приводимого от двигателя, изменения производительности насоса 2 в зависимости от оборотов трансмиссии и, следовательно, скорости движения транспортного средства, не оказывает влияния на общий р1асход жидкости в гидравлической системе, который в этом случае определяется только производительностью насоса 1, приводимого от двигателя транспортного средства. При остановке двигателя или неисправности насоса 1 падает производительность насоса 1 и расход жидкости в гидросистеме определяется величиной производительности насоса 2, приводимого от трансмиссии.

При повороте транспортного средства во время движения, когда гидроцилиндр 4 не успевает отслеживать заданный поворот рулевого колеса, возрастает усилие на рулевом - колесе, щток распределителя 3 перемещается в крайнее положение и прекращается проход рабочей жидкости из гидролинии 22 через распределитель 3 в гидролинию 19, тем самым обеспечивается подача рабочей жидкости в напорную гидролинию 7 и распределитель 3 от основного насоса 1 по гидролиниям 8 и 9 через обратный клапан 10, т.е. насосы 1 и 2 соединяются параллельно. При этомпроизводительность насосов 1 и 2 суммируется. После завершения поворота шток распределителя 3, перемещаясь в обратном направлении, обеспечивает, проход рабочей жидкости из гидролинии 22 через линии 21 и 20 распределителя 3 в- гидролинию 19 и тем самым соединяет насосы 1 и 2 последовательно.

Поворот транспортного средства с использованием заднего хода производится на низких скоростях движения, при которых производительность дополнительного насоса 2 мала и не оказывает влияние на давление в напорной гидролинии 7 и распределителе 3. С целью обеспечения работоспособности насоса 2 при повороте с использованием заднего ходапредусмотрено соединение всасывающей и напорной гидролиний насоса 2 гидролиниями 11-14 с обратным клапаном 15, пропускающим рабочую жидкос.ть в направлении к распределителю 3.

Гидравлическая система рулевого управления транспортного средртва по второму варианту (фиг. 2) содержит основной гидравлический насос 1 с приводом от двигателя транспортного средства, дополнительный гидравлический насос 2 с приводом от трансмис сии- транспортного средства, гидравлический распределитель 3 рулевого управления, имеющий нейтральное и рабочие положения и гидравлически соединенный с исполнительным гидроцилиндром 4, гидробак 5. Распределитель 3 имеет нейтральное положение, при котором обе рабочие полости гидроцилиндра 4 соединены меяоду собой и со сливной гидролинией 6, рабочие положения, при которых одна из полостей гидроцилиндра 4 соединена с на.сосами 1 и 2 гидролинией 7, а другая - со сливной гидролинией 6,. Напорная гидролиния 8 основного насо,са 1 подключена к гидроцилиндру 4 через распределитель 3, гидролинии 7 и 9 и обратный клапан 10, установлен ный с возможностью перепуска рабочей жидкости в сторону распределителя 3. Причем к гидролинии 7 подключена и гидролиния дополнительного насоса 2, которая является напорной гидролинией насоса 2 при переднем ходе транспортного средства. Дополнительный насос 2 включен в замкнутый круг циркуляции, состоящий из гндролиний 12-14 и 11, соединяющих между собой полости насоса 2 через обратный клапан 15, установленный в гидролинии 14 с возможностью перепуска, рабочей жидкости в сторону распределителя 3. При этом гидролиния 12, являющаяся всасывающей гидро линией насоса 2 при переднем ходе транспортного средства, через гидролинии 13,16 и 17 и обратный клапан 18 установленный с возможностью перепуска рабочей жидкости к насосу 2, под лючена к резервуару 5, а через линии 19 и 20 двухпозиционного двухлинейНО го гидрораспределителя 21 она подключена к нагнетающей гидролинии 6 основного насоса 1. Двухпозиционный распределитель 21 соединен с распределите-. лем 3 гидролиниёй 23. При нейтря1льном положении распределителя 3 гидролиния 23 соединена линией 22 со сливной гидролинией б, а линии 19 и 20 двухпозиционного гидрораспределителя 21 соединены между собой, что обеспечивает проход рабочей жидкости через гидрораспределитёль 21 и соединение напорной гидролинии 8 основного насоса 1 со всасывающей гидролинией 12

дополнительного насоса 2. При крайних положениях распределителя 3 гид- . ролиния 23 соединена линиями 24 и 25 с напорной гидролинией 7 и под действием рабочей жидкости, поступающей в гидрораспределитель 21, гидролинии 19 и 20 разобщены и, следовательно, разобщены напорная гидролиния 8 основного насоса 1 с всасывающей гидроли-нией 12 дополнительного насоса 2.

Гидравлическая система рулевого управления (фиг. 2) работает следующим-образом.

При прямолинейном движении транспортного средства и производительности насоса 1 большей производительности насоса 2 рабочая жидкость, забираемая насосом 1 из гидробака 5 через гидролинию 17, нагнетается им в напорную гидролинию 7 и распределитель 3, который, в .этом случае находится в нейтральном или промежуточном положении, как -по гидролиниям 8 и 9 через обратный клапан, так и по гидролиниям 8,12 и линиям 20,19 двухпозиционного гидрораспределителя 21 через насос 2, а клапан 15 препятствует сливу рабочей жидкости . в резервуар 5.

ЕСЛИ производительность насоса 1 становится меньше производительности насоса 2, например, при неиспр 1вности насоса 1 или остановке двигателя, во всасывающую гидролинию 12 насоса 2 рабочая жидкость поступает из резервуара 5 по гидролиниям 17,16, 13 и 11 через обратный клапан 18 и нагнетается насосом 2 в напорную гидролинию 7 и распределитель 3. Обратные клапаны 10 и 15 в зтом случае препятствуют сливу жидкости из напорной гидролинии 7 и распределителя 3.

При выборе максимальной производительности насоса 2, приводимого от трансмиссии, меньшей производительности насоса.1, приводимого от вигателя, изменение производительности насоса 2 в зависимости от оборотов трансмиссии и, следовательно, скорости движения транспортного средства не оказывает влияния на обий расход жидкости в гидравлической системе, который в зтом случае опрееляется только производительностью насоса 1, приводимого от двигателя., транспортного средства. При остановке двигателя или неисправности насоса 1 падает производительность насоса 1 и расход жидкости в гидросистеме определяется величиной производительности насоса 2, приводимого от трансмиссии.

При повороте транспортного средтва во время движения, когда гидроцилиндр 4 не успевает отслеживать заанный поворот рулевого колеса возастает усилие на рулевом колесе, ток распределителя 3 перемещается в крайнее положение, при этом двухпозиционный гидрораспределитель 21 соединяется гидролинией 23 и линиями 2 или 25 распределителя 3 с напорной гидролинией 7 и разобщает линии 19 и 20 гидрораспределителя 21 и,.следовательно, рабочай жидкость не поступает из напорной гидролинии основного насоса 1 к гидролинии 12 дополнительного насоса 2. В этом случае рабочая жидкость от насоса 1 поступает в напорную гидролинию 7 и распределитель 3 по гидролиниям 8,9 через обратный клапан 10, т.е. насо сы 1 и 2 соединяются параллельно. При этом производительность насосов 1 и 2 суммируется. После завершения поворота шток распределителя 3 перемещается в обратном Направлении, двухпозиционный распределитель 21 соединяется гидролинией 23 и гидролинией 22 распределителя 3 со сливной гидролинией б и открывает проход рабочей жидкости нз гидрблиНии 8 в гидролинию 12, Обеспечивая последовательное соединение насосов 1 и 2. Такое выполнение гидравлической системы рулевого управления (по обоим вариантам выполнения) позволяет обеспечить необходимую скорость поворота транспортного средства как в нормальных условиях эксплуатации, так и в тех случаях, когда для поворота необходим повышенный расход рабочей жидкости в системе гидроусилителя рулевого управления, при меньших размерах и Массе основного насоса и узлов его системы, снизить энер гию, потребляемую гидравлической системой рулевого управления, уменьшить влияние изменения скорости рабочей жидкости в напорных гидролиниях, которая является функцией производительности насосЬв, на возмущение гидравлической системы и возникновение гидравлических ударов и тем самым снизить автоколебания и повысить ресурс работы трубопрбводов и гидроагрегатов и надежность управления транспортным средством.