Электрогидравлическое устройство рулевого управления транспортного средства Советский патент 1987 года по МПК B62D5/06 B62D6/04 

порной гидролинией, вторая - с гидробаком, а третья и четвертая - со входами клапана ИЛИ 41, гидролинии 39, 40 и 42, усилитель 43, датчики положения 45, курса 46 и крена 48 гидролинии 50 и дополнительный трех- позиционный подпружиненный гидрораспределитель 49. При подаче рабочей жидкости золотник гидроуправляемого гидрораспределителя 11 смещается и подает рабочую жидкость в одну из полостей гидроцилиндра 20, вторая полость которого сообщена со сливом.

1

Изобретение относится к транспортному машиностроению, конкретно к гидроприводам рулевого управления транспортных средств, в частности колесных .

Цель изобретения - повышение чувствительности .

На фиг. 1 приведены принципиальная гидравлическая и структурная электрическая схемы предложенного электрогидравлического устройства на фиг. 2 - конструкция гидроуправляемого гидрораспределителя.

Устройство содержит насос 1, предохранительный клапан 2, обратные клапаны 3 и 4, гидробак 5, клапан 6 постоянного потока, рулевой вал 7, механически связанный с золотником гид,- рораспределителя 8, дозирующий гидромотор 9, связанный с золотником гидрораспределителя 8 с помощью механической обратной связи 10, дополнительный гидроуправляемый гидрораспределитель 11, имеющий управляющие полости 12 и 13, переменные дроссели 14 и 15 (см. фиг. 2), гидроклапан 16, имеющий полости 17 и 18 и переменный дроссель 19, образованньй кромкой золотника и кольцевой расточкой в корпусе клапана, гидроцилиндр 20, имеющий поршень 21, полости 22 и 23 и шток 24, соединенный с рабочими органами системы автоматического вождений.

Канал питания распределительного устройства 8 соединен через напорную гидролинию 25 и клапан 6 постоянного

В режиме автоматического управления при отклонении транспортного средства от заданной траектории датчик курса 46 вырабатывает сигнал отклонения, который усиливается на усилителе 43 и поступает на электрогидравлический усилитель 36, золотник которого смещается, а рабочая жидкость поступает через гидрораспределитель 11 в одну из полостей гидроцилиндра 20, вторая полость которого соединяется со сливом. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

0

5

5

0

5

потока с насосом 1, канал слива соединен через сливные гидролинии 26 и

27с гидробаком 5, а два выходных канала распределительного устройства соединены рабочие гидролинии

28и 29 с полостями 12 и 13 гидроуправляемого распределителя 11. Дополнительный гидроуправляемый распределитель 11 соединен гидролиниями 30 через переменный дроссель 19, обратный клапан 4 и гидролинию 31

с насосом 1, а рабочими гидролиниями 32 и 33 - с гидроуправляемым гидрораспределителем.

Гидролиния 25 скоммутирована с гидрораспределителем 8 через гидроуправляемый напорный клапан 34 и с напорной гидролинией 35 электрогидравлического усилителя 36, выходные каналы которого через гидролинии 37 и 38 сообщены с рабочими линиями 32 и 33. Гидролинии 39 и 40 связывают между собой золотники гидрораспределителя 11.

Дополнительно рабочие гидролинии 32 и 33 через клапан ИЛИ 41 и линию 42 сообщены с полостью управления гидроуправляемого напорного клапана 34 со стороны действия пружины.

Элемент сравнения усилителя 43 сигналов рассогласования через тумблер 44 связан с выходом датчика 45 положения, с выходом датчика 46 курса - через тумблер 47, кроме того, он соединен с выходом датчика 48 крена. Выходные каналы усилителя 43 сообщены с входами электромеханических

преобразователей электрогидравлического усилителя 36 пропорционального действия.

Рабочие гидролинии 28 и 29 имеют возможность коммутироваться с рабо- чими линиями 32 и 33 через трехпози- ционный подпружиненный гидрораспределитель 49 в периоды вращения вала

7рулевого колеса.

Гидролиния 40 сообщается со слив- ной гидролинией 27.

При работе предложенной системы в режиме ручного управления тумблеры 44 и 47 могут находиться в произвольном положении. Питание усилителя 43 выключено. При отсутствии управляющего воздействия рулевого вала 7 золотник распределительного устройства

8находится в нейтральном положении.

При этом часть потока рабочей жид кости от насоса 1 через клапан 6 постоянного потока и гидролинию 25 поступает в гидрораспределитель 8 и из него по гидролиниям 26 и 27 - в гидр бак 5.

Остальная часть потока, создаваемая насосом, сбрасывается на слив клапаном 6 в гидробак, при этом золотники гидроуправляемого гидрораспределителя 11 запирают полости 22 и 23 гидроцилиндра 20.

При повороте рулевого колеса в какую-либо сторону золотник гидрораспределителя 8 смещается от нейтрального положения и рабочая жидкость начинает поступать в гидромотор 9, а из него в зависимости от направления поворота рулевого колеса - в рабочие гидролинии 28 и 29. Золотник трехпозиционного гидрораспределителя 49 смещается, перекрывая гидролинии 37 и 38 и сообщая рабочие линии 32 и 33 соответственно с рабочими гидролиниями 28 и 29.

При прохождении рабочей жидкости- через гидромотор 9 вызывается его вращение и благодаря механической обратной связи 10 происходит перемещение золотника в противоположную сторону. Таким образом осуществляет- ся обратная связь, обеспечивающая регулирование скорости вращения гидромотора в соответствии со скоростью вращения рулевого колеса.

При подаче рабочей жидкости в од- ну из рабочих гидролиний 28 или 29 один из золотников гидроуправляемого распределителя 11 сместится под действием давления и рабочая жидкость через переменный дроссель 14 поступает в одну из полостей гидроцилиндра 20.

Одновременно рабочая жидкость от насоса 1 будет поступать в гидролинии 30 и 39 через обратный клапан 4, переменный дроссель 19 гидроклапана 16 и далее через переменный дроссель 15, смежный с дросселем 14, в одну из полостей гидроцилиндра 20.

Вторая полость гидроцилиндра через второй переменный дроссель 15 сообщена сливными гидролиниями 27 и 40 с гидробаком.

При смещениях золотников гидроуправляемого гидрораспределителя рабочая жидкость под давлением, определяемым усилием предварительного поджа«г тия пружин, поступает в полость 17 гидроклапана 16, смещает его золотник, увеличивая площадь дросселя 19, обеспечивающего подвод рабочей жидкости к переменным дросселям 15. Поскольку выход дросселя 19 сообщен гидролинией с противоположной полостью гидроклапана, на дросселях 15 поддерживается постоянный перепад. В результате любое изменение величины потока на дросселе 14, вызываемое вращением рулевого колеса, будет приврдить к соответствующему пропорциональному изменению потока, проходящего через смежные дроссели 15. В момент прекращения вращения рулевого вала 7 золотник распределительного устройства 8 под действием обратной связи 10 становится в среднее положение и золотники распределителя под действием пружин становятся в крайнее положение, герметизируя полости 22 и 23 гидроцилиндра 20, что исключает самопроизвольный поворот транспортного средства. Благодаря наличию гидравлической связи между торцовыми полостями со стороны пружин гидроуправляемого распределителя 11 обеспечивается обратная связь по нагрузке на штоке гидрораспределителя 20 и исключается самопроизвольное вращение вала рулевого колеса при резком возрастании нагрузки на штоке гидроцилиндра.

Работа системы в режиме аварийного управления сводится к следующему.

Питание усилителя сигналов рассогласования выключено. Подача рабочей жидкости в гидроцилиндр осущест

вляется с помощью гидромотора 9, который в этом случае работает как гидронасос, приводимый во вращение от рулевого вала. Подача рабочей жидкости в гидроцилиндр осуществляется так же, как и в режиме ручного управлени однако поступление рабочей жидкости .гидролинии 30 и 39 через переменный дроссель 19 отсутствует.

Рабочая жидкость в распределитель 8 и гидромотор 9 поступает через обратный клапан 3 из гидробака или гидролинии 27. Для исключения перетекания рабочей жидкости через смежный переменный дроссель 15 по гидролиниям 30 и 39, через гидроклапан 16, клапан 6 и насос 1 в гидробак, в гидролинии 31 установлен обратный клапан 4.

Работа системы автоматического вождения в режиме автоматического управления сводится к следующему.

Тумблеры 44 и 47 установлены в положение Закрыто, при этом включено питание усилителя 43 сигналов рассогласования.

При отсутствии управляющих и возмущающих воздействий, что соответствует движению транспортного средства согласно заданной траектории, работа системы сводится к следующему.

Золотник распределительного устройства 8 находится в нейтральном положении. Величина сигналов рассогласования на усилителе 43 равна нулю, что соответствует нейтральному положению золотника электрогидравлического усилителя 36. Золотник трехпози ционного гидрораспределителя 49 нахо дится в -среднем положении, и полости 12 и 13 гидрораспределителя 11 сообщены с гидробаком 5, при этом золотники гидрораспределителя находятся под действием пружин в крайнем положении. Часть потока рабочей жидкости от насоса 1 через клапан 6 и гидролинию 25 поступает к распределителю 8 и через него по гидролиниям 26 и 27 в гидробак 5. Остальная часть потока сбрасывается в гидробак через клапан 6. Величина давления в гидролинияк 35 и 25 определяется усилием поджа- тия пружины гидроклапана 34 и местным сопротивлением гидравлического тракта. Давление в гидролинии 31 несколько увеличено за счет усилия пружины клапана 6 постоянного потока.

0

5

0

Q

5

д

5

5

0

5

При отклонениях транспортного средства от заданной траектории, определяемой следом транспортного средства (бороздой, следом маркера и т.д.), датчик 46 курса вырабатывает сигнал отклонения, который усиливается на усилителе 43 сигналов рассогласования и поступает на вход одного из электромеханических преобразователей электрогидравлического усилителя 36. Золотник последнего смещается, и рабочая жидкость поступает в одну из рабочих линий 32 или 33, а другая - через трехпозиционный гидрораспределитель 49, электрогидравлический усилитель 36, гидролинию 26 и 27 сообщается с гидробаком 5.

Один из золотников гидроуправля- емого распределителя 11 смещается, при этом поток рабочей жидкости от электрогидравлического усилителя 36 через переменный дроссель 14 поступает в одну из полостей гидроцилиндра 20, вторая полость которого через переменный дроссель 15 гидролинии 27 и 40 сообщается с гидробаком 5.

Одновременно рабочая жидкость от насоса 1 поступает в первую полость через смежный переменный дроссель 15, гидролинии 30 и 39, переменный дроссель 19 гидроклапана 16, обратный клапан 4 и гидролинию 31. Поскольку поток рабочей жидкости от электрогидравлического усилителя 36 под давлением поступает в полость 17 гидроклапана 16, выход которого сообщен гидролинией с противоположной полостью, то перед смежным дросселем 15 поддерживается постоянный перепад, что обеспечивает пропорциональность потоков рабочей жидкости на переменных дросселях 14 и 15. В результате любое изменение величины потока на дросселе 14 будет приводить к соответствующему пропорциональному изменению потока, проходящего через смежный дроссель 15, а следовательно, и потока рабочей жидкости, поступающей в первую полость гидроцилиндра. Под действием перепада давления на поршне гидроцилиндра 20 происходит перемещение указанного поршня, а следовательно, и поворот рабочих органов системы и транспортного средства в целом. Поворот транспортного средства происходит до тех пор, пока величина сигнала датчика курса будет скомпенсирована величиной сигнала датчика положения. Таким образом, транспортное средство стремится к сохранению заданной траектории движения.

При появлении потока рабочей жидкости на выходе электрогидравлического усилителя 36 под действием перепада давлений запорный элемент клапана ИЛИ 41 переключается и сообщает соответствующую рабочую линию 32 или 33 через гидролинию 42 с торцовой полостью гидроклапана 34 со стороны пружины, что приводит к автоматическому изменению давления питания на выходе насоса в зависимости от изменения нагрузки на рабочих органах системы рулевого управления транспортного средства. Кроме того, на рабочих кромках электрогидравлического усилителя 36 сохраняется постоянный перепад давления, что стабилизует скоростные показатели системы в целом.

При многократном повторении движения относительно заданной траектории (например, во время пахоты, культивации, севе и т.д.) происходит накопление ошибок, что приводит к деформированию траектории движения. С целью реализации возможности ручного исправления траектории механику-водителю необходимо вращать рулевое колесо. При этом под действием перепада давлений в рабочих гидролиниях 28 и 29 золотник трехпозицион- ного гидрораспределителя 49 смещается, отсекая гидролинии 37 и 38, связанные с выходом электрогидравлического усилителя 36, и сообщая напорну

рабочую гидролинию 28 или 29 с соот- 40 вторая - с гидробаком, а третья и ветствующей полостью 12 или 13; при этом полость второго золотника гидроуправляемого распределителя сообщается с гидробаком 5 через трехпочетвертая - с входами клапана ИЛИ, сообщенными с рабочими гидролиниям гидроуправляемого гидрораспределит ля, а выход клапана ИЛИ соединен с

зиционный гидрораспределитель и гид- 45 линией управления гидроуправляемого

ролинию 27. Дальнейшая работа системы аналогична работе системы в режиме ручного управления. При снятии управляющего воздействия с рулевого колеса золотник трехпозиционного гидро- 50 го действия, и датчики курса движераспределителя под действием центрирующих пружин возвращается в исходное положение и система с режима ручного управления переходит в режим автоматического вождения по скорректи- 55 электрогидравлического усилителя пророванной траектории.

При движении по наклонным участкам пути, вызывающим поперечный крен

337306 8

транспортных средств, происходит изменение траектории движения. В целях реализации автоматической корректировки траектории движения в системе установлен датчик 48 крена, выходной сигнал которого пропорциона-- лен углу крена. Сигнал усиливается на усилителе 43 и поступает на вход одного из электромеханических пре- tO образователей электрогидравлического усилителя 36, что приводит к повороту транспортного средства до тех пор, пока сигналы датчиков курса и положения не компенсируют наведен- 15 ное возмущение.

Формула изобретения

1. Электрогидравлическое устройство рулевого управления транспортного средства, содержащее гидрораспределитель, механически связанный с рулевым колесом и с дозирующим гидромотором и гидравлически соединенный напорной гидролинией с насосом, сливной - с гидробаком, исполнительными гидролиниями - с дозирующим гидромотором, а рабочими гидролиниями - с гидроуправляемым гидрораспределителем, гидравлически соединенным с гидробаком, гидроцнлиндром поворота, выходом гидроуправляемого клапанаj вход которого соединен с напорной гидролинией насоса через установленный в ней клапан постоянного потока, четырехлинейный электрогидравлический усилитель пропорционального действия, первая линия которого соединена с напорной гидролинией насоса

вторая - с гидробаком, а третья и

четвертая - с входами клапана ИЛИ, сообщенными с рабочими гидролиниями гидроуправляемого гидрораспределителя, а выход клапана ИЛИ соединен с

клапана, установленного в напорной гидролинии Между гидрораспределителем и четырехлинейным электрогидравлическим усилителем пропорциональнония и крена транспортного средства и положения штока гидроцилиндра поворота, электрически соединенные с входами управления четырехлинейного

порционального действия, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности, оно снаб9 1337306

дополнительным гндроуправляемым распределнтелем, выполненным в расположенных в корпусе двух

ч че кт ци м ч ли

полости управления которых со стороны пружин соединены гидролиниями с полостями исполнительного гидроцилиндра, а противоположные торцовые полости - с рабочими гидролиниями гидроуправляемого гидрораспределитев ля, причем в одной из позиций каждого гидроуправляемого гИдрораспреде- лителя их торцовые полости через дроссели переменного сечения сообщены между собой.

О

2,УстроГютво по II. 1, отличающееся тем, что третья и четвертая линии четырехлинейного электрогидравлического усилителя пропорционального действия выполнены с возможностью последовательной коммутации через гидроуправляемый гидрораспределитель с его рабочими гидролиниями.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что упомянутые дроссели переменного сечения вьшол- нены в виде осевых сквозных прямоугольных прорезей,расположенных натор- Ш1Х золотников,и лысок,выполненных на торцах рабочих поясков золотников.

7«

1U

Фиг.г

Составитель В.Калмыков Редактор А.Долинич Техред Л.Олийнык Корректор А.Зимокосов

Заказ 4089/18 Тираж 566Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к устройствам рулевого управления транспортного средства. Цель изобре тения - повьппение чувствительности устройства. Устройство содержит насос 1, обратные клапаны 3 и 4, гидробак 5, рулевой вал 7, механически связанный с золотником распределительного устройства 8, гидравлически связанного с дозирующим гидромотором 9, который механически связан с золотником обратной связью 10, дополнительный гид- роуправляемый гидрораспределитель 11, гидроцилиндр 20, гидроуправляемый напорный клапан 34, четьфехлинейный электрогидравлический усилитель 36, первая линия которого соединена с (Л JS со 00 00 о а