Гидравлическая рулевая машина Советский патент 1980 года по МПК B63H25/30 

1

Изобретение относится к области судо строения, а именно к гидравлическим рулевым машинам.

Известна рулевая машина, в которой перекладка руля с различной скоростью осуществляется за счет регулирования производительности насоса, питаюш,его силовой исполнительный механизм 1.

Недостатком указанной рулевой машины является то, что она имеет сложную гидравлическую систему, содержащую серводвигатель, распределительные и управляющие устройства, а также приводной насос повышенной мощности, обеспечивающий наибольшую производительность при малых углах перекладки с последующим уменьшением ее по мере роста нагрузки.

Применение в составе машины насоса повышенной мощности приводит к ухудшению весогабаритных характеристик машины, снижению ее КПД и повышению стоимости.

Наиболее близким к изобретению техническим решением из известных является гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм, состоящий из ряда пар рабочих камер, источник питания, содержащий два параллельно-включенных насоса постоянной производительности, золотник кольцевания, распределительный золотник, золот/ ник управления, обратные и предохранительные клапаны (2.

Недостатком этой машины является на5 личие пиковых давлений, возникающих в момент вступления в работу закольцованных камер, приводящих к снижению ресурса и надежности составных частей Машины (силового исполнительного механизме ма, насоса, золотниковых и клапанных устройств, соединительного трубопровода), а также усложнению конструкции клапана переключения, требующего введения до. полнительного устройства, обеспечивающе15 го его удержание внеобходимом положении при резком снижении давления, когда в работу вступают ранее закольцованные камеры.

Целью изобретения является повышение надежности и ресурса рулевой машины.

Указанная цель достигается тем, чтоодин из параллельно-включенных насосов

25 постоянной производительности источника питания гидравлически соединен с одной парой рабочих камер, а другой насос, гид. равлически соединен с обеими парамн рабочих камер силового исполнительного ме30 ханизма.

3 - ;.,..Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена принципиальная схема рулевой машины с силовым исполнительным механизмом четырехкамерной конструкции плунжерного типа.

Рулевая машина содержит силовой исполнительный механизм 1 с цилиндрами 2 и 3, подвижный плунжер 4, кинематически, связанный с румпелем 5, и неподвижные плунжеры 6 и 7, закрепленные в цилиндрах и введенные в расточки подвижного плунжера. Цилиндры, подвижный плунжер и неподвижные плунжеры образуют четыре рабочие камеры А, Б, В и Г, при этом камеры А и Б соединены с распределительным золотником 8, а между трубопроводами, их соединяющими, установлены перепускные клапаны 9 и 10. Камеры В и Г соединены с золотником кольцевания 11. Распределительный золотник и золотник кольцевания соединены с источником питания 12, состоящим из двух параллельно-включенных насосов постоянной производительности 13 и 14. В нагнетательных трубопроводах, соединяющих эти золотники с источником питания, установлены обратные клапаны 15-17, а также предохранительные клапаны 18 и 19. Управление распределительным золотником 8 осуществляется золотником управления 20, соединенным с механизмом управления 21 и со сливным трубопроводом распределительного золотника, в котором установлены регулируемый дроссель 22, фильтр 23 и предохранительный клапан 24. Насосы источника питания и сливной трубопровод соединены с цистерной 25. Все узлы рулевой машины соединены между собой трубопроводами 26-39.

Работа рулевой машины при среднем положении руля, а также при его перекладке из среднего положения в крайнее и обратно происходит следующим образом.

При среднем положении руля и отсутствии управляющего сигнала на золотнике управления 20 от управляющего механизма 21, данный золотник, а также распределительный золотник 8 и золотник кольцевания 11 нахо/ ятся в среднем положении, при этом рабочая жидкость от насосов 13 и 14 источника питания 12 че рез обратные клапаны 15 и 16 по нагнетательному трубопроводу 26 поступает в рабочую полость распределительного золотника 8 и далее сливается по трубопроводу 27 через регулируемый дроссель 22, определяющий давление, необходимое для управления распределительным золотником 8, фильтр 23 по трубопроводу 32 в цистерну 25, а также по трубопроводу 29 поступает в сливную полость золотника кольцевания 11 и трубопроводу 39 в нагнетательную полость золотника управления 20. Одновременно рабочая

бШ

,4

жидкость от насоса по трубопроводу 28 через обратный клапан Г/ поступает в нагнетательную полость золотника кольцевания 11. Торцевые полости распределительного золотника трубопроводами 30 и 31 через рабочую полость золотника 20 и трубопровод 32 соединены со сливом в цистерну 25, а торцевые камеры золотника кольцевания И трубопроводами 33 и 34

IQ соединены с трубопроводами 35 и 36 рабочих камер А и Б, разобщенных друг от друга распределительным золотником 8, конструкция которого за значительного перекрыша рабочих полостей обеспе16 чивает надежное разделение камер и удержание руля в среднем положении (конструктивно золотника 8 и 11 выполнены одинаковыми). Рабочие камеры В и Г заколь цованы через золотник кольцевания 1I

20 трубопроводами 37 и 38.

При перекладке руля, например в крайнее левое положение (плунжер 4 двигается вправо), подается сигнал от управляющего механизма 21 на золотник управления 20, который перемещается влево, при этом давление управления по трубопроводу 30 поступает в левую торцевую полость распределительного золотника 8, перемещая его вправо. Правая торцев.ая

30 полость распределительного золотника через полость золотника управления по тру бопроводам 31 и 32 остается соединенной со сливом. Рабочая жидкость от насосов источника питания 12 по трубопроводу 35

35 поступает в основную камеру А, перемеЩая плунжер 4 вправо. Oднoвpe reинo рабочее давление поступает в левую торцевую камеру золотника окольцевания 11,, Рабочая жидкость из камеры Б, соединен 01 ной с правой торцевой полостью золотника 11, через распределительный золотник 8, регулируемый дроссель 22, фильтр 23 по трубопроводам 36, 27, 32 сливается в цистерну 25, а рабочая кость из камеры Г через золотник кольцевания 11 по трубопроводам 38 и 37 перетекает в камеру В. Работа обоих насосов источника питания на одну камеру А обеспечивает ускоренную перекладку руля.

50 При достижении определенного давления в камере А, определяемого настройкой пружин золотника кольцевания 11, последний перемещается вправо, открывая доступ от насоса 13 по трубопроводу 28

56 через обратный клапан 17 трубопровод 37 в рабочую камеру В при этом насос 13 автоматически отключается от насоса 14 обратным клапаном 15. Отключение происходит всле.дствие того, что при срабатывании золотника кольцевания 11 давление в трубопроводе 28 падает. С этого момента насосы работают раздельно и руль.перекладывается с меньшей скоростью. На сое 14, работающий на камеру А, иоддер65 живает в ней максимальное рабочее давление, а насос 13, работающий на камеру В развивает давление, определяемое дальнейшим ростом нагрузки при перекладке руля. Для нормальной работы машины производительности насосов 13 и 14 выбираются пропорциональным илощадям рабочих камер А и В (Б и Г). Камера Г через золотник кольцевания 11, регулируемый дроссель 22, фильтр 23 по трубопроводам38, 29, 27 и 32 соединена со сливом в цистерну 25. При росте давления выше предельного, определяемого настройкой предохранительных клапанов 18 и 19 насосы начинают работать на эти клапаны.. Прл задании требуемого угла перекладки руля, управляюпдий механизм 21 возвращает золотник уиравления 20 в среднее положение, при этом распределительный золотник 8, также занимает среднее положение, так как его торцевые полости соединяются со сливом, отсекая ка меры А и Б друг от друга. Золотник кольцевания 11 остается в крайием правом положении. В данном иоложении его удерживает давление в левой торцевой полости, поступающее из камеры А силового исполнительного механизма, определяемое нагруз. кой на руле. Камера В отсоединена от насосов . источника питания, работающих на слив обратным клапаном 17. При этом руль удерживается в требуемом положении. При росте давления выще предельного рабочая жидкость из камеры А перепускается через перепускной клапан 10 в трубопровод 36 камеры Б, а рабочая жидкость из камеры В перепускается на слив в цистерну 25 через предохранительный клапан 18. Камера Г соединена со сливом через золотник кольцевания 11.. Для возвращения руля в среднее положение подается сигнал от управляющего механизма 21 на золотник управления 20, перемещающий его вправо. Давление управления поступает в правую торцевую полость распределительного золотника 8, перемещая его влево, ири этом рабочая камера Б соединяется с источником питаиия 12, а камера А со сливом, в результате чего давление в правой торцевой полости золотника кольцевания 11 снизится и последний займет среднее положение, кольцуя камеры В и Г между собой, в результате оба насоса источника питания 12 начинают работать на камеру Б, осуществляя ускоренное возвращение руля в среднее положение. При подходе руля к среднему положению управляющий механизм 21 устанавливает золотник управления 20 в среднее положение, при этом распределительный золотник также занимает среднее положение, отсекая камеры А и Б соответственно от слнва и источника питания, и друг от друга, чем обеспечивается удержание руля в этом положении. Камеры В и Г при этом закольцованы между собой, а источник питания 12 через распределительный золотник 8 соединен со сливом. Работа рулевой машины при движении плунжера влево и обратно в среднее положение аналогична. Технико-экономический эффект предла гаемой рулевой мащины заключается: 1. В повышении надежности рулевой машины, которая определяется надежностью насосов, и в данном случае источник питания состоит из двух насосов и выход из строя одного из них не ведет к выходу из строя всей мащины. 2. В упрощении конструкции золотника кольцевания за счет примененн) в качестве этого золотника обычного распределителя золотникового типа. 3. В исключении воздействи.ч пиковых давлений на больщинство узлоз рулевой машины, позволяющем повысить ее ресурс. Формула изобретения Гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм, состоящий из ряда пар рабочих камер, источник питання, содержащий два параллельно включенных насоса постоянной производительности, золотник кольцевания, распределительный золотник, золотник управления, обратные н предохранительные клапаны, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности и ресурса рулевой машины, один из насосов постоянной производительности гидравлически соединен с одной парой рабочих камер, а другой насос гидравлически соединен с обеими парами рабочих камер силового исполнительного механизма. Источники информации, нринятые во внимание при экспертизе 1. Заявка Франции № 2168375, кл. В 63 Н 25/14, опзблик. 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 540769, кл. В 63 Н 25/00, 12.0-1.74 (прототип).