Гидравлическое рулевое управление транспортного средства Советский патент 1979 года по МПК B62D5/87 

I

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к гидравлическим рулевым управлениям транспортных средств, предназначенным для установки на колесные самоходные машины, преимущественно на тракторы и сельскохозяйственные машины с гидрообъем- ным рулевым приводом.

Известно гидравлическое рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, связанное рулевым валом с поршневой гидромашиной, состоящей из кулачкового диска с профилированными поверхностями, взаимодействующего с .поршнями, расположенными в неподвижном блоке цилиндров, и золотникового распределителя, соединенного гидромагистралями с гидромашиной, исполнительным гидравлическим механизмом и баком.

Однако известное рулевое управление недостаточно компактно, а также оно не обеспечивает разгрузку профилированных

поверхностей кулачкового диска от усилий действующих со стороны поршней.

Целью изобретения является обеспечение компактности управления и обеспечение разгрузки профилированных поверхностей кулачкового диска от усилий, действующих со стороны поршней.

Для этого проф 1лированные поверхности на кулачковом диске выполнены с двух сторон, поршни расположены оппо- зитно, а золотник распределителя связан посредством винтовой передачи с рулевым валом и подвижно в осевом направлении с кулачковым диском, кроме того, полость гидромашины, расположенная между блоками цилиндров, соединена с , напорной магистралью.

На фиг. 1 приведена конструкция гидравлического рулевого управления; на фиг 2 - сечение вала А-А, фиг. Ij на фиг. 3 - сечение золотника Б-Б, фиг. Ij на фиг. 4 - поперечное сечение В-В, фиг. 1. Гидравлическое рулевое управление транспортного средства содержит порш невую гидромашину 1 и золотниковый распределитель 2, управляемый от вала 3, имеющего во внутренней проточке винтовые канавки .4 (см. фиг. 2), вэак мсщействующие через шарики 5 с эолотником 6. Это соединение обеспечивает преобразование вращательного движения вала 3 в поступательное движение золот ника 6. Гидромашина состоит из двух оппозит но расположенных блоков цилиндров 7 и 8, в которых расположены подпружиненные шариковые поршни 9 (см. фиг. 1). Между блоками цилиндров 7 и 8 установ лена проставка 10, соединяющая рабочие камеры 11 противоположных цилиндров через отверстия 12 и кулачковый диск 13,имеющий с обеих сторон профилированные поверхности. Кулачковый диск 13 установлен на валу 3 таким образом, что имеет по от ношению к нему ограниченный в заданных пределах свободный угол поворота. Это обеспечивается тем, что в радиальном отверстиии диска установлен палец 14,проходящий с определенным зазором через отверстия 15 вала 3. Пробки 16 служат для фиксации пальца. Средняя часть пальца 14 входит в прорезь 17 на концевине золотника 6. Это соединение обеспечивает совмест ное вращение кулачкового диска 13 и золотника 6, а также перемещение золо ника 6 в осевом направлении при неподвижном кулачковом диске 13. Блок цилиндров 7 закрыт крьшдкой 18, через которую проходит вал 3. В крьш5ке 18 размещены уплотнительные элементы 19 вала 3, подшипник 20 и возвратные пружины 21 шариковых поршней блока цилиндров 7. Возвратные прулсины 21 шариковых поршней блока цилиндров 8 установлены в корпусе 22 золотникового распределителя 2. Распределитель 2 состоит из корпуса 22, золотника 6, клапана 23, корпуса 24, клапана 23, размещенного во внутренней расточке золотника, центрирующей пружины 25, установленной на правом концевике золотника 6 с предварительным натягом, и обратного клапана 26. Корпус 22 имеет два ряда радиальных отверстий 27, попарно связанных осевыми отверстиями 28 с соответствующей парой рабочих камер 11, каналы 29 и 30 для подвода рабочей жидкости К рабочим полостям исполнительного гидроцилиндра 31, канал 32 для подво- . да рабочей жидкости от источника питаний 33, канал 34 для отвода рабочей жидкости в 35. Каналы 29 и 30 соответственно соединены с расточками 36 к 37, канал 32 соединен одновременно с расточками 38 и 39, а канал 34 - с расточками 4О и 41. Для обеспечения распределения рабочей жвдкости в расточках корпуса 22 на золотнике 6 имеются уплотнительные пояски и проточки, образующие рабочие кромки 42-49. (см. фиг. 3). Для обеспечения распределения рабочей жидкости в отверстиях 27 имеется два ряда продольных пазов 50 и каналы 51 для соединения этих пазов с корпусом 24 клапана 23. Отверстие 52 корпуса клапана сообщает его с внутренней полостью узла. Вал 3 соединен с рулевым колесом 53, а поршень гидроцилиндра 31 - с механизмом для поворота управляемых колес 54. Рулевое управление работает следующим образом. При отсутствии управляющего воздействия на приводном валу благодаря действию центрирующей пружины 25 золотники 6 находятся в нейтральном положении. При этом рабочая жидкость, поступающая от источника питания 33, свободно проходит на слив в бак 35 по каналу 32, расточке 39, щелям, образованным рабочими кромками 48 и 49, расточке 41 и каналу 34. Кроме этого, в нейтральном положении золотника при помощи кромок 42-47 обеспечивается запирание полостей гвдроцилиндра 31 и рабочих камер гидромашины. Клапан 23 находится при этом в произвольном ; положен ИИ, а клапан 26 закрыт. При вращении вала 3 благодаря взаимодействию канавок 4 с шариками 5, установленными на золотнике 6, последний перемещается в осевом направлении в ту или иную сторону в зависимости от направления вращения вала 3. При смещении золотника 6, например вправо, открываются кромки 44, 46 и 42, а кромка 48 прикрывает свободный проход рабочей жидкости в бак 35. В результате этого масло начинает поступать через левый ряд пазов 5О и отверстия 27, соединенные с этим рядом пазов, ;в соответствующие рабочие камеры 11 |блокев цилиндров 7 и 8, вызывая пере- мещение соответствуютдкх шариковых поршней 9 навртречу один другому. Вза имодействие . поршней 9 с профилиро ванными поверхностями кулачкового дис ка 13 приводит к вращению последнего. Остальные шариковые поршни 9 в это время двигаются в противоположную сто рону, вытесняя масло из рабочих камер 11, соединенных через отверстия 27, связанные с правым рядом пазов 50, в расточку 37 и канал 30, в полость гидроцилиндра 31, вызывая перемещение его поршня и поворот управляемык коле Из противоположной полости гидроцилинд ра 31 рабочая жидкость поступает на слив через расточки 36 и 4О и канал 34. Одновременно с кулачковым диском 13благодаря взаимодействию пальца 14с прорезью 17 происходит вращение золотника 6, что обеспечивает согласование распределителя рабочей жидкости в камерах 11с кинематикой движения поршней 9, определяемой профилем кулачкового диска 13. Вращение золотника благодаря его связи с валом 3 через винтовую передачу приводит к смещению золотника 6 в обратную сторону и уменьшению скорости вращения кулачкового диска 13. Это смещение происходит до тех пор, пока поток рабочей жидкости, проходящий через гидромашину, не уменьшится до такой величины, при которой скорость вращения его станет равной скорости враще ния вала управления. Таким образом, расход рабочей жидкости в гидроцилиндре будет пропорционален скорости вращения вала 3, Как следует из описания, гидромаши- на 1 работает в режиме мотора, который обеспечивает вращение золотника 6 и дозирование рабочей жидкости, поступающей в гидроцилиндр 31. Благодаря потерям давления в гидромашине давление в левом ряду пазов 50 будет больше, чем в правом ряду, поэтому клапан 23, торцовые полости которого связаны каналами 51 с,пазами 5О, переместится вправо и соединит внутреннюю полость узлов с правым рядом этих пазов. В ре- зультате этого обеспечивается перепад давления на поршнях 9, не превышающий по величине потери давления в Г1эдро машине. Поскольку эти потери малы, то и усилие прижатия поршней 9 к кулачковому диску 13 будет также незначитель чым, что значительно снкжает их износ. В случае, когда источник питания 33 не работает, перемещение золотника 6 при вращении вала 3 будет происходить до тех пор, пока не выберется зазор между отверстиями 15 и пальцем 14. Дальнейшее вращение вала 3 вызовет поворот кулачкового диска 13 и гидромашина начнет работать в режиме насоса, проводимого от вала 3, нагнетая рабочую жидкость в гидроцилиндр 31. Распределение рабочей жвдкости в корпусе 22 при этом осуществляется так же, как и при работающем источнике питания 33, за исключением того, что поступление рабочей жидкости в гидрома- шину будет происходить через расточку 41 и клапан 26 за счет разряжения в соответствующих камерах 11, получаемого в результате перемещения поршней 9 под действием . В этом случае максимальное давление, создаваемое в гидроцилиндре 31 определяется не источником питания 33, а максимальным моментом, прикладываемым водителем к рулевому капесу 53. Формула изобретения 1.Гидравлическое рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, связанное рулевым валом с поршневой гвдромашиной, состоящей из кулачкового диска спрофилированными поверхностями, взаимодействующего с поршнями, расположенными в неподвижном блоке цилиндров, и золотникового распределителя, соединенного гвдромагистралями с гвдромашиной, исполнительным гвдравлическим механизмом и баком, отличающееся тем, что, с целью обеспечения его компактности, профилированные поверхности на кулачковом диске выполнены с двух сторон, поршни расположены оппозитно, а золотник распределителя связан посредством винтовой передачи с рулевым ва-. лом и подвижно в осевом направлении с кулачковым диском. 2.Управление по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения разгрузки профилированных поверхностей кулачкового диска от усилий, действ5тощих со стороны поршней, полость гидромашины, расположенная между блоками цилиндров, соединена с напорной магистралью.

а: И /

S

«S|

%

0

- Ч

1 Л