Система рулевого управления колесного транспортного средства Советский патент 1986 года по МПК B62D5/06 

Изобретение относится к тракторостроению, в частности к устройствам гидрообъемного рулевого привода, и может быть использовано на универсально-пропашных колесных тракторах, имеюашх гидрообъемный рулевой привод.

Цель изобретения - повышение безопасности движения колесного транспортного средства путем ограничения максимального перемеш.ения штока гидроцилиндра в зависимости от скорости движения колесного, транспортного средства.

На чертеже изображена схема системы рулевого управления колесного транспортного средства.

Система рулевого управления колесного транспортного средства содержит насос 1 с приводом от двигателя 2, связанный гидролинией 3 с трехпозиционным гидрораспределителем 4 рулевого механизма, а через него - с насосом-дозатором 5, аккумулятором 6, предохранительным клапаном 7 и обратным клапаном 8. Аккумулятор 6 гидравлически связан с выходом предохранительного клапана 7, обратным клапаном 8, а через отсечной клапан 9, предохранительный клапан 10 аккумулятора 6 и фильтр 1 1 - с гидробаком 12. Трехпозиционный гидрораспределитель 4 рулевого механизма связан с рулевым валом 13винтовой парой 14 с возможностью осевого перемешения при врашении рулевого вала 13 и удерживается в нейтральном положении пружинами 15, связан рабочими гидролиниями 16 и 17 с трехпозиционным гидрораспределителем 18 механизма ограничения угла поворота рулевой сошки, который удерживается в нейтральном положении с помощью пружин 19, и через него - с полостями 20 и 21 силового гидроцилиндра 22, шток 23 которого кинематически связан с рулевой сошкой (не показана). Трехпозиционный гидрораснределитель 18 через тягу 24 с закрепленными на ней двумя подвижными упорами 25, установленную с зазором относительно раздвижного следяшего упора 26 штока 23 силового гидроцилиндра 22, связан со штоком 23 и через него - с рулевой сошкой. Раздвижной следящий упор 26 штока 23 силового гидроцилиндра 22 выполнен в виде двух рычагов 27 и 28, расположенных под углом на общей оси 29, жестко связанной со штоком 23 силового гидроцилиндра 22, два конца которых, представляюш,ие упор переменной ширины, связаны между собой пружиной растяжения 30, между двумя другими концами которых установлен ролик 31 штока 32 электромагнита 33, механически связанного корпусом со штоком 23 и электрически связанного с источником питания постоянного тока 34, через него - с нормально разомкнутым выключателем 35 и с потенциометром 36, ползунок 37 которого механически связан с подвижным элементом 38

выключателя 35 и с подвижным элементом 39 центробежной муфты 40, вал 41 которой через зубчатое зацепление 42 связан с осью 43 колеса 44 транспортного средства.

Устройство работает следующим образом. В нейтральном положении рулевого вала 13 полости 20 и 21 силового гидроцилиндра 22 заперты трехпозиционным гидрораспределителем 4 рулевого механизма, а дав ление рабочей жидкости, создаваемое насо0 сом 1, при работающем двигателе 2 по гидролинии 3 передается на предохранительный клапан 7, отсечной клапан 9, предохранительный клапан 10 аккумулятора бив аккумулятор 6. При этом щток 23 гидроцилиндра 22 неподвижен, а значит неподвижна и механически связанная с ним рулевая сошка. Рабочая жидкость, поступающая в надпорщневое пространство аккумулятора 6, воздействует на его порщень и сжимает пружину. При определенном хо0 де порщень аккумулятора 6 воздействует на предохранительный клапан 10, открывает его и пропускает рабочую жидкость к фильтру 11, пройдя через который, она попадает в сливную гидролинию и, далее, в гидробак 12. При некотором давлении рабочей

5 жидкости в отсечном клапане 9 последний срабатывает и аналогично клапану 10 открывает рабочей жидкости ход к фильтру 11 и в гидробак 12. Таким образом, автоматически поддерживается определенное давление рабочей жидкости в аккумуляторе 6.

При повороте на некоторый угол рулевого вала 13 синхронно с ним вращается вал насоса-дозатора 5, воздействуя через винтовую пару 14, сдвигает в левую либо в

правую позицию в зависимости от направления вращения рулевого вала 13 Трехпозиционный гидрораспределитель 4 рулевого механизма, который гидравлически сообщает насос 1 с насосом-дозатором 5, одну из полостей 20 или 21 силового гидроцилинд ра 22, которая в этот момент становится нагнетательной, - с насосом-дозатором 5, другую из полостей 20 или 21 силового гидроцклиндра 22, которая при этом является сливной - с входом аккумулятора 6 и через

, клапаны 9 и 10 с гидробаком 12. Насосдозатор 5 при этом обеспечивает подачу в нагнетательную полость силового гидроцилиндра 22 рабочей жидкости в количестве, пропорциональном углу поворота рулевого вала, что приводит также к пронор0 циональному перемещению щтока 23 силового гидроцилиндра 22 и, следовательно, рулевой сошки. Преодолевая некоторое давление, поддерживаемое акку;мулятором 6 в надпоршневом пространстве, которое значительно меньше давления, развиваемого насо5 сом 1, рабочая жидкость из сливной полости силового гидроцилиндра 22 поступает на слив в гидробак 12. Полученные при этом перемещения штока 23 и рулевой

сошки однозначно соответствуют определенному углу поворота управляемых колес трактора.

В момент остановки рулевого вала 13 пружины 15 возвращают трехпозиционный гидрораспределитель 4 рулевого механизма в среднюю позицию - нейтральное положение, запирают полости 20 и 21 силового гидроцилиндра 22, шток 23 силового гидроцилиндра 22 и рулевая сошка станов-ятся неподвижными.

При повороте рулевого вала 12 на определенный угол раздвижной следящий упор 26 из рычагов 27 или 28 начинает воздействовать на один из упоров 25 и при дальнейщем повороте рулевого вала 13 перемещает трехпозиционный гидрораспределитель 18 механизма ограничения, удерживающийся до этого в средней позиции - нейтральном положении пружинами 19, в соответствующую направлению поворота одну из крайних позиций распределителя, который гидравлически сообщает с насосом-дозатором 5 ту полость силового гидроцилиндра 22, которая до этого момента была сливной, а полость силового гидроцилиндра 22, бывшую нагнетательной, соединяет со сливом, что вызывает некоторый обратный ход щтока 23 и поворот рулевой сощки в сторону уменьшения угла отклонения ее от среднего нейтрального положения и соответствующее уменьщение угла поворота управляемых колес трактора до величины, несколько меньшей допустимого предельного безопасного угла по условию отсутствия бокового опрокидывания при данной скорости движения колесного транспортного средства. При этом, перемещаясь к среднему положению, упор 26 перестает воздействовать на упор 25, а пружины 19 возвращают трехпозиционный гилрораспределитель 18 механизма ограничения в среднюю позицию.

Во вре.мя движения колесного транспортного средства с небольщими скоростя.ми, например до 1,38 м/с (5 км/ч), угловая скорость вала 41 центробежной муфты 40 такова, что центробежной силы инерционных грузов центробежной муфты 40 недостаточно для преодоления усилий ее пружин и ход подвижного элемента 20 муфть незначительный. При это.м ползунок 37 потенциометра 36 своим торцом упирается в подвижный элемент 38 выключателя 35, преодолевая усилие его пружины и удерживая контакты выклнэчателя 35 в разомкнутом состоянии,электрическая цепь электромагнита 33 разомкнута, пружина растяжения 30 стягивает рычаги 27 и 28 раздвижного следящего упора 26 до минимального угла между ними и выталкивает ролик 31 И шток электромагнита 33 в крайнее верхнее положение, расстояние А в нейтральном положении штока 23 от раздвижного следящего упора 26 до упора 25 максимальное и соответствует максимальным конструктивным ходу штока 23, углу поворота рулевой сошки и углу поворота управляемых колес транспортного средства. При увеличении скорости движения колесного транспортного сред ства пропорционально возрастают и угловые скорости его колеса 44, валов 43 и 41, связанных через зубчатое зацепление 42, инерционных грузов центробежной муфты 40, подвижный элемент 39 которой перемешается на однозначно соответствующую угловой

0 скорости вала 41, а значит и скорости движения колесного транспортного средства величину, перемешает за собой ползунок 37 потенциометра. При каком-то ходе подвижного элемента 39, а значит при определенной начальной скорости движения агрегата, торец ползуна 37 выходит из соприкосновения с подвижным элементом 38 , выключателя 35, под действием пружины подвижный элемент 38 перемещается вверх и замыкает цепь электромагнита 33. По,тзунок

0 37, положение которого однозначно соответствует скорости движения агрегата, устанавливает конкретное электр11ческое соп|ютивление потенциометра 36 и, вследствие этого, соответствующую скорости движения агрегата силу тока в цепи электромагнита 33, который в данном случае использхется в качестве линейного электродвигателя. Шток электромагнита 33 выдвигается на соответствующую величину из его корпуса, жестко связанного со щтоком 23 си.ювого гидроцилиндра 22, через ролик 31 воздействует на свободные концы рычага 27 и 28, закрепленные с возможностью поворота относительно оси 29, жестко связанной со штоком 23, раздвижного следящего упора 26, раздвигает их па соответствующий угол, преодолевая натяжение пружины растяжения 30 и увеличивает ширину нижней контактной части раздвижного следящего упора 26. Расстояния от нижних контактных поверхностей рычагов 27 и 28 раздвижного следящего упора 26 до упоров 25 уменьшаются

0 на величину, соответствующую скорости движения колесного транспортного средства, при этом возможный при данной скорости максимальный ход штока 23, а значит и максимальные углы поворота рулевой сошки и управляемых колес, уменьшаются до некоторой конкретной ве,1ичипы, определяемой опытным путе.м из условия отсутствия бокового опрокидывания колесного транспортного средства при данной скорости движения.

Формула изобретения

Система рулевого управления ко.чесного транснортного средства, содержап1ая гидравлический рулевой механизм, механически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный с насосом, гидробаком и рабочими гидро,тиниями с силовым гидроцилиндром, шток которого кинематически связан с рулевой сошкой, и механизм ограничения максимального перемеш,ения штока гидроцилиндра, выполненный в виде трехпозиционного четырехлинейного гидрораспределителя, установленного в рабочих гидролиниях, подвижный элемент которого механически соединен с двумя подвижными упорами, установленными для взаимодействия с упором,закрепленным на штоке силового гидроцилиндра, отличающаяся тем, что, с целью повышения безопасности движения транспортного средства путем ограничения максимального перемещения штока гидроцилиндра в зависимости от скорости движения транспортного средства, она снабжена дополнительным механизмом ограничения перемеш,ения штока гидроцилиндра, выполненным в виде двух рычагов, шарнирно закрепленных на упоре штока силового гидроцилиндра, на нижних концах которых закреплена пружина растяжения, а верхние концы рычагов установлены с возможностью взаимодействия с роликом, закрепленным на штоке электромагнита, электрически связанного через последовательно соединенные нормально разомкнутые выключатель, потенциометр и источник питания, причем ползунок потенциометра механически связан с подвижным элементом выключателя и подвижным элементом центробежного датчика скорости движения транспортного средства.