Система управления колесами транспортного средства Советский патент 1993 года по МПК B62D7/14 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам рулевого управления транспортным средством с несколькими управляемыми колесами.

Известна система управления колесами транспортного ср 1 д6Теа, выполненная в виде привода передних колес и гидравлического привода задних колес, содержащая рулевые трапеции, насосы рабочего давления, резервуар рабочей жидкбётй, силовые цилиндры, связанные с трапециями передних и задних управляемых колес, следящие цилиндры, установленные там же, гидравлические распределители и устройства для автоматической установки задних колес в среднее положение при среднем положении передних колес, блокировки задних колёс в среднем положении при повороте передних на заданные углы и устройство, обеспечивающее поворот задних колёс в соответствии с углом поворота передних.Такая система, управления колёсами обеспечивает хорошую устойчивость прямолинейного движения и поворота транспортных средств с числом колес более четырех. При четырех колесах необходимо в начальной стадии поворота поворачивать задние колеса в ту же сторону, что передние. В этом случае задние колеса не будут менять направление увода в процессе поворота. Кроме того, наличие значительного количества следящих устройств с подвижными элементами снижает эксплуатационную надежность вышеприведенной системы управления колесами транспортного средства. Отсутствие в гидросистеме рулевого управления пневмогидроа.ккуму- лятора не позволяет обеспечить высокие мгновенные значения гидравлической мощности, необходимые для управления транспортным средством в экстремальных ситуациях. :

Целью изобретения является повышение надежности системы управления колесами транспортного средства путём введения аварийной системы управления и расширение функциональных возможностей системы путем введения дополнительной гидролинии управления колесами транспортного средства.

Поставленная цель достигается тем, что система управления колесами транспортного средства, выполненная в виде привода передних колес и гидравлического привода задних управляемых колес, содержащая рулевые трапеции с гидромеханизмами поворота передних и задних колес, гидронасос, гидробак. сообщенный с гидронасосом, ав

томат разгрузки гидронасоса, соединенный гидролиниями с гидронасосом и гидробаком, нагнетающими магистраль, сообщенную через обратный клапан и автомат

5 разгрузки гидронасоса с гидронасосом, основной пневмогидроаккумулятор, соединенный гидролинией с нагнетающей магистралью, рулевой механизм с гидрорас- пределителём рулевого управления, сооб0 щенным с нагнетающей магистралью, и соединенным гйдролиниями с гидробаком и щтоковыми полостями гидромеханизмов поворота передних и задних колес, снабжена общей гидролинией, соединяющей пор5 шневые полости гидромеханизмов поворота передних и задних колес, дополнительной гидролинией, соединяющей гидрораспределитель рулевого управления через гидровыключатель с общей гидроли0 нией, аварийным пневмогидроаккумулято- ром, сообщенным с нагнетающей /магистралью через аварийный обратный клапан, двухпозиционным аварийным гидрораспределителем, полость управления

5 которого соединена гидролинией с нагнетающей магистралью и который в одной позиции сообщает гидрораспределитель рулевого управления с штоковой полостью .. гидромеханизма поворота задних колес, а о поршневую полость указанного гидромеханизма - с общей гидролинией, в другой позиции сообщает поршневую и штоковые полости гидромеханизма поворота задних . колес через делитель потока рабочей жид5 кости с аварийным пневмогидроаккумуля- тором, а общую гидролинию соединяет с гидробаком. При этом в поршне гидромеханизма поворота передних колес выполнены отверстия, сообщающие поршневую и штоп ковую полости между собой, и перекрытые обратными клапанами с пружинами и толкателями, открывающими обратные клапаны в крайних положениях поршня, в стенке ци- линдра указанного гидромеханизма выпол«(-нено.отверстие, перекрываемое серединой боковой поверхности поршня при прямостоящих передних колесах, а в стенке ци- линдра гидромеханизма поворота задних колес выполнены отверстия, перекрываемые краями боковой поверхности поршня при прямостоящих задних колесах, указанные три отверстия соединены через дроссели с трехлинейным гидровыключателем, полость управления которого соединена гидролинией с отверстием, выполненным в цилиндре гидромеханизма поворота передних колес и который в одном положении соединяет отверстие, выполненное в стенке цилиндра гидрбмехэнизма поворота задних колёс со стороны поршневой полости и от50

55

верстие, выполненное в стенке цилиндра гидромеханизма поворота передних колес с гидробаком, а отверстие, выполненное в стенке цилиндра гидромеханизма поворота задних колес со стороны штоковой полости, с поршневой полостью того же гидромеханизма, в другом положении разъединяет все три гидролинии и гидровыключателем с электромагнитным управлением, соединенным гидролиниями с отверстием, выполненным в стенке гидромеханизма поворота передних колес и полостью управления гидровыключателя, соединяющего дополнительную тидролинию с общей гидролинией.

На чертеже представлена схема предлагаемой системы.

Система управления включает рулевой механизм 1, механически связанный с рулевой трапецией 2 и гидромеханизмом поворота 3 передних колес и гидравлически Связанный общей гидролйнией 4 через установленный в левое по чертежу положение аварийный гидрораспределитель 5 и гидролинию 6 с поршневой полостью гидрораспределителя 7, содержащего поршень 8, и с трапецией задних колес 9, гидрораспределитель рулевого управления 10, сообщенный с нагнетающей магистралью 11 и соединенный гидролинией 12с гидробаком 13, а гидролинией 14 - с штоковой полостью гидромеханизма 3, сообщенный гидролинией 15 через аварийный гидрораспределитель 5, находящийся в левом положении, с гидролинией 16 и штоковой полостью гидромеханизма 7, соединенный дополнительной гидролинией 17 через гидровыключатель 18 с общей гидролинией 4, гидронасос 19, снабженный автоматом разгрузки гидронасоса 20, полость управления которого соединена гидролйнией 21 с на- .гнетающей магистралью 11 и который в одном/положении сообщает гидронасос 19 через обратный клапан 22 с нагнетающей магистралью 11, а в другом положении сообщает гидронасос 19 с гидролинией 23 и гидробаком 13, основной пневмогидроакку- мулятор 24, сообщенный гидролинией 25 с нагнетающей магистралью 11, аварийный пневмогидроаккумулятор 26, сообщенный гидролинией 27 через аварийный обратный клапан 28 с нагнетающей магистралью 11 и Сообщенный через делитель потока рабочей жидкости 29 и гидролинии 30 и 31 с аварийным гидрораспределителем 5, полость управления которого соединена гидролинией 32 с нагнетающей магистралью 11, трехлинейный гидровыключатель 33, полость управления которого соединена гидролйнией 34 с отверстием 35 и который в одном положении сообщает отверстия 35 и 36 через дроссели 37 и 38 и гидролинии 39 и 40 с гидробаком 13, а отверстие 41 через дроссель 42 и гидролинию 43 сообщает с поршневой полостью гидромеханизма 7, в другом положении разъединяет указанные отверстия с гидробаком и поршневой полостью, гидровыключатель 44 с электромагнитным управлением, соединенный гидролинией 45

0 с отверстием 35 и гидролйнией 45 с поло- стьюуправления гидровыключателя 18, поршень 47 с отверстиями 48 и 49. перекрытыми обратными клапанами 50 и 51 с пружинами 52 и 53 и толкателями 54 и 55.

5 и гидролинию 56, соединяющую аварийный гидрорзспределитель 5 с гидробаком 13

Система управления имеет три режима работы: основной, применяемый при движении транспортного средства, маневро0 вый, используемый при парковании и аварийный, применяемый при буксировке транспортного средства.

В основном режиме работы основной пневмогидроаккумулятор 24 заряжается

5 гидронасосом 19 до номинального давления рабочей жидкости, электромагнит гидровыключателя 44 выключен, аварийный гид- рораспределйтель 5 находится в левом по чертежу положении..

0 В маневровом режиме работы основной пневмогидроаккумулятор 24 заряжается гидронасосом 19 до номинальной давления рабочей жидкости, электромагнит гидровыключателя 44 включен, аварийный гидро5 распределитель 5 находится в л евом по чертежу положении.

В аварийном режиме работы основной пневмогидроаккумулятор 24 полностью разряжен, аварийный гидрораспределитель

0 5 находится в правом по чертежу положении.

В основном, маневровом и аварийном режимах работы системы управления прямолинейное положение передних управляес мых колес обеспечивается оператором; удерживающим поршень 47 посредством рулевого механизма 1 в среднем положении, при котором давление в гидролинии 34 отсутствует и трехлинейный гидровыключатель 33 соединяет отверстие 36 с гидробаком 13, а отв ерстие 41 с поршневой полостью, гидромеханизма 7, поэтому поршень 8 и связанная с ним рулевая трапеция 9 находятся в устойчивом равновесии толь- ко при перекрытых поршнем 8 отверстиях 36 и 41. что соответствует прямолинейному движению задних колес.

Поворот транспортного средства вправо или влево осуществляется вращением рулевого колеса в ту же сторону. При этом в

0

основном режиме движения золотник гид- рораспредёлителя рулевого управления 10 с большей или меньшей скоростью проходит промежуточное положение между средним и крайними положениями и задние управляемые колеса получают по дополнительной гидролинии 17 через гидровыключатель 18, общую гидролинию 4, аварийный гидрораспределитель 5 и гидролинию 6 импульс, вынуждающий задние колеса в первый момент поворота поворачиваться в Сторону поворота передних колес. С открытием поршнем 8 отверстий 36 или 41 или с открытием поршнем 47 отверстия 35, закрывающим гидровыключатель 18, или с перемещением золотника гидрорас предёлитёля 10 в крайние положения движение поршня 8 в сторону поворота передних колес прекращается, но стремление задних колес в первый момент поворота повернуться в сторону передних позволяет в последующей стадии поворота сохранить направление увода задних колес, что улучшает устойчивость транспортного средства при прямолинейном движении и в процессе поворота. После смещения поршня 47 в сторону пово- ротэ открывается отверстие 35 и перепадом давления рабочей жидкости на дросселе 37 трехлинейный гйдровыключатель 33 отключает отверстия 35 и 36 от гидробака, отверстие 41 от поршневой полости гидромеханизма поворота 7, а гидровыключатель 18 отключает дополнительную гидролинию 17 от общей гидролинии 4 и поворот передних и задних колес происходит в соответствии с объемами жидкости, вытесняемых из поршневых поластей гидромеханизма 47 (при повороте вправо) или гидромеханизма 7 (при повороте влево). При этом за счет задержки задних колес в начальной стадии поворота они будут отставать от поворота передних колёс на угол, определяемый шириной образующей боковой поверхности поршня 47. Компенсация ртставания задних колес может быть компенсирована кинематическими связями рулевой трапеции 9 и гидромеханизма поворота задних колес 8, в предлагаемой системе управления компенсация отставания задних колес производится только при минимальном радиусе поворота, при котором поршень 47 гидромеханизма поворота 3 в крайнем пвлбжёнйи нажимает на толкатель 54 или 55 и открывает канал для поступления рабочей жидкости из штокоеой полости гидромеханизма 3 в общую гидролинию 4 и поршневую полость гидромеханизма 7 для перемещения его в крайнее положение; или открывает канал для слива рабочей жидкости из общей гидролинии 4 и

поршневой полости гидромеханизма поворота 7, позволяя поршню 8 достигнуть крайнего положения при повороте влево.

В режиме маневрирования дополнительная гидролиния 17 соединена гидровыключателем 18 с общей гидролинией 4 постоянно, что позволяет оператору, используя промежуточные положения тидро- распределителя рулевого управления 10,

повернуть задние колеса в сторону передних и осуществлять движение способом краб для выезда, например из ряда.

В аварийном режиме оператор управляет только передними колесами, без усиления управляющего воздействия на рулевое колеса, а задние колеса устанавливаются с помощью аварийного пневмогидроаккуму- лятора 26 в положение прямолинейного движения. Делитель потока 29 служит для

направления основного потока рабочей жидкости в ту полость гидромеханизма по- ворота 7, которая не связана с гидробаком 13 через отверстие 36.

Если транспортное средство имеет

больше четырех колес, поворот задних колес в сторону передних в начальной стадии поворота теряет практический смысл, поэтому для машин с тремя и более осями до- пОлнительную гидролинию17

гидровыключатель 18 и гидровыключатель 44 С гидролиниями 45 и 46, а также промежуточные позиции золотника гидрораспределителя рулевого управления 10 следует из схемы исключить.

Скорость стабилизации поршня 8 тем выше, чем меньше гидравлическое сопротивление дросселей 38 и 42, но при этом в случае выхода из поворота вправо с большим сопротивлением колес повороту; когда

давление рабочей жидкости в штоковой полости исполнительного гидромеханизма поворота 3 близко к нулю, поворот передних колес будет происходить без гидроусиления. Наличие дросселей 38 и 42 позволяет

осуществить выход передних колес из поворота вправо при включенном гидровыключателе 33..

Формула изобретения

Система управления колесами транспортного средства, выполненная в виде привода передних управляемых колес и гидравлического привода задних управляемых колес, содержащая рулевые трапеции с гидромеханизмами поворота передних и задних колес, гидробак, гидронасос, сообщенный с гидробаком, нагнетающую магистраль, автомат разгрузки гидронасоса, сообщенный с гидронасосом, гидробаком и через обратный клапан автомата разгрузки сообщенный с нагнетающей магистралью, полость управления которого сообщена гидролинией с нагнетающей магистралью, основной пневмогидроаккуму- лятор, соединенный гидролинией с нагнетающей магистралью, рулевой механизм с гидрораспределителем рулевого управления, сообщенным с нагнетающей магистралью и соединенным гидролиниями с гидробаком и штоковыми полостями гидромеханизмов поворота передних и задних колес, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, она снабжена общей гидролинией, соединяющей поршневые полости гидромеханизмов поворота передних и задних колес, дополнительней гидролинией, соединяющей гидрораспределитель рулевого управления через гидро- выключатель с общей гидролинией, аварийным пневмогидроаккумулятором, сообщенным с нагнетающей магистралью через аварийный обратный клапан, двухпозйционным аварийным гйдрораспр е- делем,полость управления которого соединена гидролинией с нагнетающей магистралью и который в одной позиции сообщает гидрораспределитель рулевого управления с штоковой полостью гидроме- ханизма поворота задних колес, а поршневую полость указанного гидромеханизма - с общей гидролинией, в другой позиции сообщает общую гидролинию с гидробаком, а поршневую и штоковую полости гидромеха- -низма поворота задних колес сообщает че- :рез делитель потока рабочей жидкости с аварийным пневмогидроаккумулятором, при этом в поршне гидромеханизма поворота Передних колес выполнены отверстия,

сообщающие поршневую и штоковую полости между собой и перекрытые обратными клапанами с нажимными пружинами и толкателями, открывающими обратные клапаны в крайних положениях поршня, в стенке цилиндра, указанного гидромеханизма выполнено отверстие, перекрываемое серединой боковой поверхности поршня при прямостоящих передних колесах, а в стенке цилиндра гидромеханизма поворота задних колес выполнены отверстия, перекрываемые краями боковой поверхности поршня при прямостоящих задних колесах, указанные три отверстия соединены гидролиниями через дроссели с трехлинейным гидровыключателем, полость управления которого соединена гидролинией с отверстием, выполненным в стенке цилиндра гидромеханизма поворота передних колес и который в одном положении соединяет указанное отверстие и отверстие, выполненное в стенке цилиндра гидромеханизма поворота задних колес со стороны поршневой полости, с гидробаком, а отверстие. выполненное в стенке цилиндра гидромеханизма поворота задних колес со стороны штоковой полости соединяет с гидролинией, сообщающей указанное отверстие с поршневой полостью гидромеханизма поворота задних колес, в другом положении разъединяет все три гидролинии от гидробака и поршневой полости гидромеханизма поворота задних колес, и гидровыключателем с электромагнитным управлением, соединенным гидролиниями с отверстием, выполненным в стенке цилиндра гидроме- ханизма поворота передних колес и полостью управления гидровыключателя, соединяющего дополнительную гидролинию с общей гидролинией.

Использование: транспортное машиностроение, а именно к системам рулевого управления транспортного средства, и позволяет повысить надежность и расширить функциональные возможности. Сущность изобретения: система управления K J:s:Sea if VM.l-;; включает рулевой механизм 1, механически связанный с рулевой трапецией 2 и гидромеханизмом поворота 3 передних колес и гидравлически связанный общей гидролинией 4 через аварийный гидрораспределитель 5 и гйдролинией б - с поршневой полостью гидрораспределителя 7, содержащего поршень 8, и с трапецией задних колес 9, гидрораспределитель 10 рулевого управления, сообщенный с нагнетающей магистралью 11 и соединенный гидролинией 12 с гидробаком 13, а гидролинией 14 - с штоко- вой полостью гидромеханизма 3, сообщенный гидролинией 15 через аварийный гидрораспределитель 5с гидролинией 16 и штоковой полостью гидромеханизма 3.1 ил.