Рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем Советский патент 1992 года по МПК B62D5/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рулевым управлениям транспортных средств с двух- контурным гидравлическим усилителем.

Известно рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидрав- лическим усилителем, содержащее распределитель с механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой суправляемой осью, цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси, полостями соединенные через распределитель и подключающий клапан с основными и аварийным насосами и масляным баком.

К недостаткам известного рулевого управления транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем относятся увеличенные габаритные размеры, металлоемкость и потребляемая мощность, которые объясняются соединением каждого из основных насосов автономно с гидроцилиндрами первого и второго контура. Работа каждого из основных насосов на отдельный цилиндр требует увеличения объемной подачи практическим в два раза даже при незначительных давлениях в гидросистеме, когда для нормального функционирования рулевого управления достаточно мощности и одного цилиндра.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем содержащее распределитель с механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью,цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси, полостями соединенные через распределитель и подключающий клапан с основ ными и аварийным насосами и масляным баком.

К недостаткам известного рулевого управления транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем относятся увеличенные габаритные размеры, металлоемкость и потребляемая мощность, которые объясняются соединением основных насосов с гидроцилиндрами первого и второго контуров постоянно на всех

режимах работы.

Работа каждого из основных насосов на отдельный цилиндр требует увеличения объемной подачи практически в два раза даже при незначительных давлениях в гидросистеме, когда для нормального функционирования рулевого управления достаточно мощности одного цилиндра.

Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров, металлоемкости и потребляемой мощности.

Поставленная цель достигается тем, что в рулевом управлении транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем, содержащем распределитель с

механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью, цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси. полостями соединенные

через распределитель и подключающий клапан с основными и аварийным насосами и масляным баком, двухконтурный гидравлический усилитель включает управляющий клапан, выполненный в виде корпуса с двумя кольцевыми расточками и каналами для соединения с основными насосами, каналом для соединения основных насосов через распределитель с полостями цилиндра первого контура и каналом для соединения

основных насосов через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, в центральном отверстии корпуса установлен золотник, имеющий со стороны свободного торца две

реактивные камеры с размещенными плунжерами меньшего и большего диаметра, реактивная камера плунжера меньшего диаметра сообщена через каналы в корпусе с основными насосами и через распределитель ™ с полостями цилиндра первого контура, реактивная кг:мера плунжера большего диаметра сообщена врез канал в корпусе,

подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, а золотник подпружинен в сторону плунжеров с возможностью осевого перемещения и соединения основных насосов через распределитель только с полостями цилиндра первого контура или одновременно через распределитель с полостями цилиндра второго контура,а золотник подпружинен в сторону плунжеров с возможностью осевого перемещения и соединения основнных насосов через распределитель только с полостями цилиндра первого контура или одновременно через распределитель с полостями цилиндра первого контура и через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура.

Применение в рулевом управлении транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем управляющего клапана обеспечивает соединение основных насосов только с цилиндром первого контура при движении транспортного средства по прямой, при поворотах и разворотах, когда давление в гидросистеме незначительное, а скорость поворота управляемой оси требуется высокая и соединение основных насосов с цилиндрами первого и второго контуров при повороте управляемой оси на месте, при переезде препятствий и торможении, когда давление в гидросистеме максимальное, а высокая скорость поворота управляемой оси не требуется.

На чертеже представлена схема рулевого управления транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем.

Рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем содержит распределитель 1. основные насосы 2 и 3 с клапанами расхода 4 и давления 5, аварийный насос 6 с клапаном 7 расхода и давления, подключающий клапан 8 аварийного насоса 6, управляющий клапан 9, включающий корпус 10 с кольцевыми расточками 11 и 12. каналами 13-16. золотник 17, имеющий со стороны торца две реактивные камеры 18 и 19 с размещенными плунжерами 20 и 21 соответственно меньшего и большего диаметров, пружину 22 и регулировочный болт 23, клапан 24 слива, цилиндры 25 и 26 соответственно первого и второго контуров, индикаторы 27-29 расхода с сигнальными лампочками 30-32 охладители 33-35, фильтры 36-38. масляный бак 39, состоящий из автономных секций 40-42, которые сообщаются между

собой при превышении уровня рабочей жидкости в одной из них.

Управляющий клапан 9 каналами 13 и

15соединяется с основными насосами 2 и 3, каналом 14 через распределитель 1 с полостями 43 и 44 цилиндра 25 первого контура и каналом 16 через подключающий клапан 8, распределитель 1 с полостями 45 и 46 цилиндра 26 второго контура. Реактивная

камера 18 плунжера 20 меньшего диаметра сообщена через каналы 13 и 15 управляющего клапана 9 с основными насосами 2 и 3 и через канал 14 и распределитель 1-е полостями 43 и 44 цилиндра 25 первого контура, реактивная камера 19 плунжера 21 большего диаметра сообщена через канал

16управляющего клапана 9, подключающий клапан 8 и распределитель 1 с полостями 45 и 46 цилиндра 26 второго контура. Цилиндры 25 и 26 штоками закреплены на управляемой оси 47.

Для обеспечения обратной механической связи управляемая ось 47 соединена тягой 48 с сошкой 49 рулевого механизма 50,

содержащего устройство выключения усилителя в крайних положениях управляемой оси. Привод распределителя 1 осуществляется от рулевого колеса 51 через карданы 52 и 53 и угловой редуктор 54.

Для соединения полостей 55 и 56 управляющего клапана 9 со сливом служит центральный канал 57 в золотнике 17. Ход пружины 22 ограничивается направляющей 58 и упорным кольцом 59. Основные насосы

2 и 3 приводятся во вращение от двигателя, аварийный насос - от трансмиссии.

При движении транспортного средства по прямой, при поворотах и разворотах, когда давление в гидросистеме малое, а скорость поворота управляемой оси требуется высокая, золотник 17 управляющего клапана 9 под действием пружины 22 находится в крайнем правом положении.

Рабочая жидкость от основных насосов

2 и 3 по каналам 13 и 15, кольцевым расточкам 11 и 12 и каналу 14 поступает к распределителю 1 и далее через охладитель 33 и фильтр 36 в секцию 40 масляного бакя 39, заполняя при этом полости 43 и 44 только

цилиндра 25 первого контура. Одновременно от основных насосов 2 и 3 прекращается доступ к каналу 16 управляющего клапана 9. к подключающему клапану 8 и клапану 24 слива. Подключающий клапан 8 в данном

случае соединяет аварийный насос 6 через распределитель 1 с полостями 45 и 46 цилиндра 26 второго контура, а клапан слива 24 обеспечивает поступление рабочей жидкости от распределителя 1 через охладитель 35 и фильтр 38 в секцию 42 масляного бака 39.

При повороте рулевого колеса 51 по часовой стрелке распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в полость 44 цилиндра 25 первого контура. Противоположная полость 43 сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака 39. Управляемая ось 47 поворачивается по часовой стрелке.

Полость 45 цилиндра 26 второго контура при этом соединяется через подключающий клапан 8 и распределитель 1 с аварийным насосом 6, который обеспечивает ее подпитку на малых скоростях поворота управляемой оси 47 в случае движения транспортного средства. Противоположная полость 46 через распределитель 1. охладитель 35 и фильтр 38 сообщается с секцией 42 масляного бака 39. Когда транспортное средство неподвижно (аварийный насос в данном случае не работает) или скорость поворота управляемой оси высокая при движении транспортного средства (в данном случае объемная подача аварийного насоса 6 недостаточна) в полости 45 создается разрежение, под действием которого открывается обратный клапан распределителя 1 и рабочая жидкость непосредственно перекачивается из полости 46 в полость 45 цилиндра 26 второго контура.

При повороте рулевого колеса 51 против часовой стрелки распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в полость 43 цилиндра 25 первого контура. Противоположная полость 44 сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака 39. Управляемая ось 47 поворачивается против часовой стрелки.

Полость 46 цилиндра 26 второго контура при этом соединяется через подключающий клапан 8 и распределитель 1 с аварийным насосом 6, который обеспечивает ее подпитку на малых скоростях поворота управляемой оси 47 в случае движения транспортного средства. Противоположная полость 45 через распределитель 1. охладитель 35 и фильтр 38 сообщается с секцией 42 масляного бака 39. Когда транспортное средство неподвижно (аварийный насос в данном случае не работает) или скорость поворота управляемой оси высокая при движении транспортного средства (в данном случае объемная подача аварийного насоса 6 недостаточна) в полости 46 создается разрежение, под действием которого открывается обратный клапан распределителя 1 и рабочая жидкость непосредственно перекачивается из полости 45 в полость 46 цилиндра 26 второго контура.

При повороте управляемой оси на месте, при переезде препятствий и торможения, когда высокая скорость поворота управляемой оси не требуется, а мощности цилиндра 25 первого контура недостаточно,

0 давление, создаваемое основными насосами 2 и 3 в цилиндре 25 первого контура, повышается.

При достижении максимального давления, заданного пружиной 22 управляющего

5 клапана 9, плунжер 20 меньшего диаметра, преодолевая усилие пружины 22, перемещает золотник 17 влево, частично сообщая кольцевую расточку 12 с каналом 16.

При повышении давления в канале 16 и

0 реактивной камере 19 вступает в работу плунжер 21 большего диаметра, который вместе с плунжером 20 меньшего диаметра перемещает золотник на полный ход влево, сообщая основные насосы 2 и 3 с каналом

5 16 и далее через подключающий клапан 8 и распределитель 1 - с цилиндром 26 второго контура.

Так как в момент подключения в работу цилиндра 26 второго контура и, следова0 тельно, плунжера 21 большего диаметра давление в цилиндре 25 первого контура и, следовательно, в реактивной камере 18 плунжера 20 меньшего диаметра уменьшается практически в два раза, для обеспече5 ния четкого перемещения золотника 17 на полный ход влево выполнено следующее условие: суммарная площадь плунжеров 20 и 21 более чем в два раза превышает площадь плунжера меньшего диаметра 20.

0Подключающий к-лапан 8 при этом соединяет аварийный насос 6 через охладитель 35 и фильтр 38 с секцией 42 масляного бака 39.

Рабочая жидкость от основных насосов

5 2 и 3 по каналам 13 и 15 и кольцевым расточкам 11 и 12 поступает по каналу 14 к распределителю 1 и далее через охладитель 33 и фильтр 36 в сэкцию 40 масляного бака 39, заполняя при этом полости 43 и 44 ци0 линдра 25 первого контура, и одновременно по каналу 16 через подключающий клапан 8 к распределителю 1 и далее через клапан слива 14, охладитель 34 и фильтр 37 - в секцию 41 масляного бака 39, заполняя при

5 этом полости 45 и 46 цилиндра 26 второго контура.

При повороте рулевого колеса 51 по часовой стрелке распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в

полость 44 цилиндра 25 первого контура и в полость 45 цилиндра 26 второго контура. Противоположная полость 43 цилиндра

25первого контура сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака 39, противоположная полость46 цилиндра 26 второго контура сообщается через распределитель 1, клапан 24 слива, охладитель 34 и фильтр 37 с секцией 41 масляного бака 39. Управляемая ось 47 поворачивается по часовой стрелке.

При повороте рулевого колеса 51 против часовой стрелки распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в полость 43 цилиндра 25 первого контура и в полость 46 цилиндра 26 второго контура. Противоположная полость 44 цилиндра 25 первого контура сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака, противоположная полость 45 цилиндра 26 второго контура сообщается через распределитель 1, клапан слива 24, охладитель 34 и фильтр 37 с секцией 41 масляного бака 39.

Управляемая ось 47 поворачивается против часовой стрелки.

При уменьшении давления в реактивных камерах 18 и 19 плунжеров меньшего и большего диаметров управляющего клапана 9 более чем в два раза в сравнении с максимальным, при котором происходит соединение основных насосов 2 и 3 одновременно с цилиндрами 25 и 26 первого и второго контуров, пружина 22, преодолевая сопротивление плунжеров 20 и 21, перемещает золотник 17 в крайнее правое положение, разобщая основные насосы 2 и 3 с каналом 16 и, следовательно, с цилиндром

26второго контура. Работа рулевого управления соответствует режиму при движении транспортного средства по прямой, при поворотах и разворотах.

Максимальное движение, при котором происходит соединение основных насосов 2 и 3 одновременно с цилиндрами 25 и 26 первого и второго контуров, задается регулировочным болтом 23.

Применение в рулевом управлении транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем управляющего клапана, обеспечивающего соединение основных насосов с цилиндром только первого контура или с цилиндрами первого и второго контуров одновременно в зависимости от преодолеваемого сопротивления при повороте управляемой оси, позволяет уменьшить габаритные размеры, металлоемкость и потребляемую мощность и, следовательно, значительно уменьшить затраты на изго- товление рулевого управления и его эксплуатацию.

Формула изобретения Рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем, содержащее распределитель с

механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью, цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси, а полостями соединенные

через распределитель и подключающий клапан с основными и аварийным насосами и масляным баком, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и потребляемой мощности, оно снабжено управляющим клапаном, выполненным в виде корпуса с двумя кольцевыми расточками и каналами для соединения с основными насосами, каналом для соединения основных насосов через распределитель с полостями цилиндра первого контура и каналом для соединения основных насосов через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, в центральном отверстии корпуса установлен золотник, имеющий со стороны свободного торца две реактивные камеры с размещенными плунжерами меньшего и большего диаметра, реактивная камера плунжера меньшего диаметра сообщена через каналы

в корпусе с основными насосами и через распределитель с полостями цилиндра первого контура, реактивная камера плунжера большего диаметра сообщена через канал в корпусе, подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, а золотник подпружинен в сторону плунжеров и выполнен с возможностью осевого перемещения и соединения в одном положении основных насосов через распределитель с полостями цилиндра первого контура, а в другом - с полостями цилиндра первого контура и через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура.

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров и потребляемой мощности двухконтурного гидравлического усилителя. В усилителе рулевого управления основные насосы 2, 3 соединяются с гидроцилиндрами 25, 26 пер