Система рулевого управления транспортного средства Советский патент 1991 года по МПК B62D5/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам рулевого управления тракторов.

Цель изобретения - повышение точности и надежности работы системы.

На чертеже показана схема системы рулевого управления транспортного средства.

Система рулевого управления транспортного средства содержит нерегулируемые насосы 1 и 2, связанные гидролиниями с рулевым механизмом 3, гидрораспределителем Лис двумя гидроцилиндрами 5 и 6 передних и задних колес, два гидрораспределителя 7 и 8 изменения потока жидкости при прямом и обратном движениях транспортного средства, релейный гидроклапан 9. гидроклапан 10 перепада давления с обратным гидроклапаном 11 и электрогидро- клапан 12 разгрузки гидросистемы, при этом гидрораспределитель 4 снабжен двумя электромеханическими преобразователями 13 и 14. а гидроцилиндры 5, 6 - двумя датчиками 15 и 16 обратной связи, четырьмя датчиками 17-20 давления с двумя сумматорами 21,22 электрических сигналов, а также датчик 23 индивидуальной поднастройки, четыре переключателя 24-27 режимов работы, четыре элекфонных усилителя 28-31 электрических сигналов, блок 32 осцилляции, диодный преобразователь 33, блок 34 широтно-импульсной модуляции (ШИМ), шесть инверторов 35-40, причем выход первого датчика 15 обратной связи связан с входом первого инвертора 35, выход которого соединен с двумя контактами 41 и 42 первого переключателя 24 режимов работы, при этом выход первого контакта 41 через второй переключатель режимов работы 25 соединен с входом первого электронного усилителя 28, а через третий переключатель 26 - с входом второго электронного усилителя 29, выходом соединенного с входом второго инвертора, выход которого, а также выход первого электронного усилителя, связаны с входом третьего электронного усилителя 30, выходом подключенного к входу диодного преобразователя 33 и блока 34 широтно-импульсной модуляции, при этом выходные контакты блока ШИМ 43 и 44 связаны с входами электромеханических преобразователей 13 и 14, а выход диодного преобразователя 33 соединен с электромагнитом 45 электрогидроклапана 12 разгрузки, выход второго контакта 42 первого переключателя 24 через второй контакт 46 четвертого переключателя 27 режимов работы соединен с входом четвертого электронного усилителя 31, выходом связанного с входом третьего электронного усилителя 30, выход первого сумматора 21 электрических сигналов через третий инвертор 37 и пятые контакты 47 первого переключателя 24 режимов работы и четвертые контакты 48

четвертого переключателя 27 соединен с входом четвертого электронного усилителя 31, выход второго датчика 16 обратной связи соединен с входом четвертого инвертора 38, выходом соединенною через третьи и

0 четвертые контакты 49 и 50 первого переключателя 24 режимов работы соответственно с выходом первого контакта 41 того же переключателя и входом четвертого электронного усилителя 31 через третьи

5 контакты 51 четвертого переключателя, а выход второго сумматора 22 соединен с входом пятого инвертора 39, выходом связанного через шестые контакты 52, первого переключателя и пятые контакты 53 четвер0 того переключателя с входом четвертого электронного усилителя31, датчик 23 индивидуальной поднастройки через первые контакты 54 четвертого переключателя 27 соединен с входом шестого инвертора 40,

5 выходом связанного с третьим электронным усилителем 30, на вход которого также поступают сигналы с блока 32 осцилляции, при этом выход первого насоса 1 через обратный гидроклапан линии 55 нагнетания сое0 динен с входом гидрораспределителя 4, выход которого гидролиниями 56-65 соединен с гидрораспределителями 7 и 8 изменения потока жидкости и гидроцилиндрами 5 и 6, а также гидролиниями 66-68 - с входами

5 гидроклапана 10 перепада давления и электрогидроклапана 12 разгрузки, выходами соединенными гидролиниями 69-71 соответственно через обратный 11 и релейный 9 гидроклапаны с выходом гидрораспредели0 теля 4, а также со сливом.

Система работает следующим образом. 1. Поворот трактора передними колесами. Переключатели 25 и 26 режимов работы отключены, электрическая цепь с датчика 15

5 гидроцилиндра 5 разомкнута. Жидкость от насоса 2 через рулевой механизм 3 и гидрораспределитель 7 поступает в нижнюю полость гидроцилиндра 5 и из верхней полости осуществляется слив, Для изменения

0 направления движения колес жидкость рулевым механизмом 3 будет направляться в верхнюю полость гидроцилиндра 5, из нижней полости идет на слив. Так как электромеханические преобразователи 13 и 14

5 обесточены, гидрораспределитель 4 стоит в нейтральном положении и гидроцилиндр задних колес заблокирован в нейтральном положении, что достигается датчиком 16 обратной связи до отключения переключателей режимов работы.

При движении трактора назад и изменении функциональных требований к колесам (гидроцилиндрам) запорно-регулирующие элементы гидрораспределителей 7 и 8 смещаются в противоположную сторону (нале- во), что обеспечивает управление гидроцилиндром 6, гидроцилиндр 5 заблокирован.

2.Краб синхронный. Включается пере- ключатель 26, электрические сигналы от датчика 15 обратной связи, проходя через инвертор 35 и контакт 41, усиленные и преобразованные в усилителях 29 и 30 с измененным знаком в инверторе 36, поступают на блок ШИМ 34 и в зависимости от знака сигнала - на один из электромеханических преобразователей 13 или 14, гидрораспределитель 4 смещается на величину, пропорциональную току. Электоический сигнал с усилителя 30 проходит также через диодный преобразователь 33, который подает напряжение на электромагнит 45 электро- гидроклапана 12 разгрузки, который, смещаясь влево, перекрывает слив жидкости от насоса 1, давление в гидросистеме становится рабочим и поступает в ту же полость гидроцилиндра 6.

Гидроцилиндр 6 отслеживает перемещение гидроцилиндра 5, что обеспечивает- ся датчиком 16 обратной связи, сигнал с которого проходит на инвертор 38, контакты 50 и 51 переключателей 24 и 27 и усилители 31 и 30, где обнуляет сигнал с датчика 15 обратной связи гидроцилиндра 5. При сме- щении поршня гидроцилиндра в противоположную сторону меняется знак электрического сигнала с датчика 15 и те же электрические цепи смещают синхронно поршень гидроцилиндра 6 в ту же сторону. При движении трактора назад и изменении функций колес запорно-регулирующие элементы гидрораспределителей 7 и 8 смещаются в противоположную сторону, смещается также вниз переключатель 24, при этом датчик 16 будет управлять перемещением поршня гидроцилиндра 5. Электрический сигнал с датчика 16 через инвертор 38, контакты 49. переключатель 26, усилитель 29 и инвертор 36 поступает на вход усилителя 30. Сигнал обратной связи также попадает на тот же усилитель, проходя инвертор 35, контакты 42 и 46 и усилитель 31.

3.Краб с индивидуальным управлением задними колесами. Дополнительно смеща- ется переключатель 27, который связан с датчиком 23 индивидуальной поднастройки, разрывается обратная связь с второго гидроцилиндра, положение его поршня управляется датчиком 23 и датчиком 15, имеющим сигналы разных знаков на входе усилителя 30.

Ток от датчика 23 индивидуальной под- настройки идет через контакт 54, инвертор 40, туда же поступает сигнал с датчика 15. После суммирования, усиления и преобразования он поступает в блок ШИМ, в электрические преобразователи 13 и 14 гидрораспределителей задних колес. Далее жидкость поступает в гидроцилиндр 6, положение его поршня может постоянно корректироваться сигналом с датчика 23. При обратном ходе трактора дополнительно перемещается вниз переключатель 24.

4. Поворот трактора передними и задними колесами, смещаемыми в разные стороны, с запаздыванием поворота задних колес на угол а. Работа системы аналогична работе краб синхронный, но при выключении переключателя 26 и включении переключателя 25. В этом случае электрический сигнал от датчика 15 обратной связи (передних колес) идет через контакты 41, переключатель 25, усилители 28 и 30, блок ШИМ 34 на электромеханические преобразователи 13 и 14, при этом имеется запаздывание в повороте задних колес, определяемое нечувствительностью усилителя 28. Величина нечувствительности соответствует недопово- роту задних колес на угол а, изменением зоны нечувствительности можно регулировать начало движения задних колес. Усилитель 28 имеет более крутую характеристику, чем усилитель 29, поэтому после начала движения скорость поршня гидроцилиндра 6 задних колес будет больше скорости перемещения передних колес, при этом перемещения задних колес будут меньше передних. При определенном сигнале с учетом запаздывания углы перемещения задних и передних колес сравняются.

Так как за усилителем 28 отсутствует инвертор, как в крабе синхронном, то задние колеса будут поворачиваться в противоположную сторону поворота передних колес.

5. Управление только задними колесами. В этом случае переключатели 25 и 26 выключены, переключатели 24 и 27 смещены вниз, запорно-регулирующие элементы гидрораспределителей 7 и 8 смещены влево, датчик 23 устанавливается в нейтральное положение. При движении трактора вперед рулевым механизмом управляется гидроцилиндр 6. Положение поршня от нейтрали зависит от подачи рулевым механизмом жидкости в одну или другую полость гидроцилиндра. Так как сигнал с датчика обратной связи разорван в переключателях 25 и 26, а в переключателе 24 он идет через контакты 42, то отсутствует электрическое управление поворотом передних колес.

При движении трактора назад задними колесами будет управлять гидроцилиндр 5, запорно-регулирующие элементы гидрораспределителей 7 и 8 смещаются вправо, характер работы повторяется.

Для повышения динамических качеств и устойчивости системы гидроцилиндры 5 и 6 снабжены датчиками 17-20 давления и сумматорами 21 и 22 электрических сигналов. Электрические цепи датчиков давления разорваны при управлении только передними или только задними колесами, а также в режиме краб с индивидуальной поднаст- ройкой. Датчики давления работают в цепи обратной связи в режимах краб синхронный и поворот трактора одновременно передними и задними колесами, поворачиваемыми в разные стороны.

При движении трактора вперед с гидроцилиндра задних колес 6 сигнал с сумматора 22 поступает на усилитель 31 через контакты 52 и 53. При движении назад - с гидроцилиндра 5 через контакты 47 и 48, при этом переключатель 24 Смещен вниз.

В случае отсутствия электрических сигналов на поворот задних колес гидросистема от насоса 1 разгружается электрогидро- клапаном 12, смещением запорно-регули- рующего элемента пружиной вправо. При появлении электрического сигнала на выходе усилителя 30 с диодного преобразователя 33 поступает сигнал на электромагнит 45 электрогидроклапана 12, запорно-регулиру- ющий элемент клапана смещается влево, закрывая слив, что обеспечивает повышение давления до рабочего в напорной гидролинии.

Разгрузка гидросистемы обеспечивает повышение экономичности автоматической системы.

Для создания постоянного перепада давления на гидрораспределителе 4, что очень важно при поворотах колес трактора в различных условиях эксплуатации, в системе предусмотрены гидроклапан 10 перепада давления, обратный 11 и релейный 9 гидроклапаны. Указанные гидроклапаны расположены параллельно гидрораспределителю 4 и связаны с давлением нагрузки в гидроцилиндре задних колес.

Для установки задних колес в нейтральное положение при неработающем двигателе и его транспортировке буксиром, передние колеса устанавливаются в нейтраль с помощью рулевого механизма 3, включается режим к раб синхронный (напряжение поступает от аккумуляторной батареи) и обратной связью с помощью гидропневмоаккуму- лятора задние колеса возвращаются в нейтральное положение.

Для повышения чувствительности системы предусмотрен блок 32 осцилляции, сигнал с которого поступает на вход усилителя 30.

В устройстве предусмотрен блок ШИМ

34, который обеспечивает линейную зависимость расхода жидкости через гидрораспределитель 4 от хода его запорно-регулиру- ющего элемента даже в случае применения электромагнитов в качестве электромехэнических преобразователей 13 и 14.

Формула изобретения Система рулевого управления транспортного средства, содержащая два насоса.

соединенных гидролиниями с рулевым механизмом, гидроцилиндрами поворота передних и задних управляемых колес и с гидробаком, гидрораспределитель и механизм управления, отличающаяся тем,

что, с целью повышения точности и надежности работы системы, она снабжена двумя дополнительными гидрораспределителями изменения потока рабочей жидкости при прямом и обратном движениях транспортного средства, релейным гидроклапаном перепада давления, обратным клапаном и электрогидроклапаном разгрузки гидросистемы, а механизм управления выполнен в виде двух электромеханических преобразователей, двух датчиков обратной связи и четырех датчиков давления, установленных на гидроцилиндрах поворота, двух сумматоров, датчика поднастройки, четырех переключателей режимов работы, четырех

электронных усилителей, блока осцилляции, диодного преобразователя,блока модуляции и шести инверторов, при этом выход первого датчика обратной связи соединен с входом первого инвертора, выход которого

соединен с контактами первого переключателя режимов работы, выход первого контакта которого через второй переключатель режимов работы соединен с входом первого электронного усилителя, а через третий переключатель - с входом второго электронного усилителя, выход которого соединен с входом второго инвертора, выход которого соединен с выходом первого электронного усилителя и с входом третьего электронного

усилителя, выход которого соединен с входом диодного преобразователя и блока модуляции, выход которого соединен с входами электромеханических преобразователей, а выход диодного преобразователя соединен с электрогидроклапаном разгрузки.

выход второго контакта первого переключателя через второй контакт четвертого переключателя режимов работы соединен с входом четвертого электронного усилителя, выход которого соединен с входом третьего электронного усилителя, выход первого сумматора через третий инвертор и пятые контакты первого переключателя режимов работы и четвертые контакты четвертого переключателя соединен с входом четвертого электронного усилителя, выход второго датчика обратной связи соединен с, входом четвертого инвертора, выход которого соединен через третьи и четвертые контакты первого переключателя режимов работы соот- ветственно с выходом первого контакта первого переключателя и входом четвертого электронного усилителя через третьи контакты четвертого переключателя, а выход второго сумматора соединен с входом пято-

го инвертора, выход которого через шестые контакты первого переключателя и пятые контакты четвертого переключателя соединен с входом четвертого электронного усилителя, датчик поднастройки через первые контакты четвертого переключателя соединен с входом шестого инвертора, выход которого соединен с третьим электронным усилителем, вход которого также соединен с блоком осцилляции, выход первого насоса через обратный клапан соединен с входом гидрораспределителя, выход которого соединен с гидрораспределителями изменения потока рабочей жидкости, а также с входами релейного гидроклапана перепада давления и электрогидроклапана разгрузки, выходами соединенными соответственно через обратный и релейный гидроклапаны с выходом гидрораспределителя и с гидробаком.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам рулевого управления тракторов. Цель изобретения - повышение точности и надежности работы системы. Система содержит два гидрораспределителя 7, 8 изменения потока жидкости при прямом и обратном движениях транспортного средства, релейный гидроклапан 9. гидроклапан 10 перепада давления, обратный гидроклапан 11, электрогидроклапан 12 разгрузки гидросистемы, насосы 1, 2, рулевой механизм 3, гидрораспределитель 4 и гидроцилиндры 5 и 6, а также электронный механизм управления, обеспечивающий возможность работы системы в различных режимах поворота. 1 ил. . JЁ О чэ чэ 43 со