Гидравлическая система управления поворотом гусеничной машины Советский патент 1981 года по МПК B62D11/18 

фиксировавного на нем при помощи двух штифтов 7. Управляющий золотник и стержень образуют внутри поршня две поло-сти Н и П, которые соединены друг с другом через кольцевую щель 1между управляющими золотником и стержнем. Внутри по.ршня установлена возвратная пружина 8, одним концом упирающаяся в поршень, а другим - в фиксирующее кольцо 9, закрепленное ,на стержне. Старжень, а следовательно, и управляющий золотник, .соединен с рычагом 10 управления, а поршень - с рычагом 11 привода включения (выключения) механизма поворота. Для осуществления дистанционного и автоматического управления механизмами поворота гусеЕИЧ1ной .машины служит клалан с электрическим управлением, который состоит из золотника 12 с возвратной пружиной 13.и электромагнита 14. Второй гидроусилитель в щелях унификации имеет аналогичную конструкцию и состоит из корпуса 15, поршня 16, с отверстиями в и г, образующего с корпусом входную Д, дренажную Е .и промежуточную Ж .полости, управляющего золотника 17, стерлчня 18 с штифтами 19, возвратной пружины 20 и фиксирующего кольца 21. Так же, как и в первом гидроусилителе полости Т ,и С, образованные внутри поршня, соединены между собой через щель между управляющим золотником и стерж.нем. flopiiieHb соединен с |рычаго.м 22 .механизма поворота, а стержень - с рычагом 23 управления. Клапан дистанц.ио.Н|Ного и автоматического управления идентичен клапану первого гидроусилителя и состоит из золотника 24, возвратной пруж.ины 25 и электро.магнита 26. Управляющий распределитель состоит из ко.рпуса 27, золотника 28 и возвратной пружины 29. Золотник совместно с ко.рпусом образует три полости-управляющие И и У и рабочую iM, в корпусе, кроме того, выполнены две кольцевые проточки К и Л. Проточка Л соединена со сливом через магистрали 30 .и 31, проточка К - через магистрали 32 и 33 с входной полостью Д второго усилителя, а полость М - через канал 34 с дренажной полостью Б первого гидроусилителя. Одна из торцовых управляющих полостей У соединена через магистрали 35, 36 и 37 с (ВХОДНОЙ полостью Д второго гидроусилителя, а другая И - через магистраль 38 с входной полостью А первого гидроусилителя. Клапан регулирования давления состоит из плунжера 39, пружины 40 и регулировочного устр|ОЙства 41 и может быть расположен в ОДНО.М корпусе 27 с переключающим клапаном. Кольцевая проточка Р клапана регулирования давления соединена через каналы 33 и. 37 с входной полостью Д второго усилителя, а полость Ф - со сливом. Система работает следующим образом. При выключенных гидроусилителях, т. е. при отсутствии воздействия на рычаги 10 и 23 и при обесточенных электромагнитах 14 и 26, управляющие золотники 5 и 17 под действием возвратных пруж.ин 8 и 20 занимают крайнее правое полол ение; такое же положение занимают золотники электрически управляемых клапанов 12 .и 24 под действием соответствующих возвратных прух ин 13 и 25. Золотник 28 управляемого распределителя под действием возвратной пружины 29 занимает крайнее правое положение, в результате чего ра|бочая полость М через колыце-вую проточку К и каналы 32 и 37 соеди.няется с полостью Д второго гидроусилителя. Плунжер 39 клапана регулирования давления пружиной 40 удерживается в крайнем левом положении, перекрывая кольцевую п.роточку Р. Пр.и этом ра.бочая жидкость, подаваемая насосом I, свобо.дно .перетекает по магистрали 42 через входную полость А первого гидроусилителя, отверстие а, полость Н, отверстие б, полость В и по магистрали 43 попадает в полость А электрически управляемого клапана, откуда по каналам 36 и 37 поступает в полости Д второго гидроусилителя и далее через отверстие в, полость Т, отверстие г, полость Ж, канал 44, полость е второго электрически управляемого клапана и .магистрали 45 .и 31 проходит на слив в гидробак 46. При работе системы в реж.име ручного управления для включения первого гидроусилителя, воздействуя па рычаг 10, перемещают влево стержень 6 с упра.вляющпм золотнико.м 5, в результате чего перекрываются отверстия айв полости А повышается давление рабочей жидкости, под действием которого порщень 4 перемещается и через рычаг 11 производит включение {выклю1ч.ан.ие) механизма поворота. Перемещение поршня 4 происходит в пределах рабочего хода усилителя до тех пор, пока перемещается управляющий золотник 5. При остановке управляющего золотника поршень, преодолевая сопротивление внешней нагрузки (механизма поворота), перемещается еще на некоторое расстояние, в результате чего про.исхо1дит увеличение открытия отверстия а и, следовательно, уменьшение давления в полости А, поэтому од .действием внешней нагрузки поршень смещается вправо, что п.риводит снова к величению давления рабочей жидкости в полости А. Таким образом, поршень стремится сохранить состояние равновесия отосительно заданного гаоложения управляюего золотника, в результате чего обеспечивается следящее действие гидроусилителя. Отраничение величины рабочего хода гидроусилителя в зависимости от типа управляемых элементов механизмов (поворота может осуществляться либо путем ограничения хода управляющего золотника (рычага управления), либо ограничением величины давления в гидроусилителе. Процесс работы гидроусилителя с ограничением по ходу управляющего золотника апротекает аналогично рассмотренному. При этом рабочая жидкость из полости А перетекает через отверстие а, частично перекрытое упра(вляющи «1 золотником, полость Н, магистраль 43, кольцевую проточку д магистрали 36 и 37 в полость Д второго гидроусилителя и далее яа слив. Для огра,ничения величины давления служит клапан регулирования давления, настраиваемый на требуемое давление при ломощи регулировочного устройства 41 и работающий следующим образом. Повышение давления в 1полости А гидроусилителя вызывает такое же повышение давления в полости И и при достижении предельной величины, на которую отрегулирован клапан, оно, воздействуя на торцовую поверхность плунжера 39, перемещает его вправо, сжимая иружину 40. При этом открыва ется кольцевая проточка Р и рабочая жидкость перетекает из полости А по магистрали 38, полости И, магистрали 33 и 37 к второму тидроусилителю. Золотник 28 управляемого распределителя при включении первого гидроусилителя под действием давления со Стороны полости И занимает крайнее левое положение, в результате чего кольцевая проточка К перекрывается, а проточка Л открывается и таким образом дренажная полость Б через магистраль 34, ра|бочую полость М, кольцевую проточку Л, .магистрали 47, 30 и 31 сообщается со сливом. При автоматическом и дистанционном управлении включение гидроусилителя осуществляется посредством электрически управляемопо клаопана. Электрическое напряжение подается на электромагнит 14, который, воздействуя на золотник 11, переме щает его в крайнее левое положение. При этом перекрывается кольцевая проточка д в результате чего в полостях В и А повы шается давление рабочей жидкости. Одна ко -в полости В рабочая жидкость с одина ковой силой давит как на левый, так и на правый пояски поршня 4 и поэтому не соз дает осевых усилий, поскольку полость Б связана со сливом (золотник 28 занимае крайнее. положение), то под действи ем давления в полости А происходит пере мещение поршня 4, воздействующего н механизм поворота. Предельная вел;ичина 1рабачего давле ния в гидросистеме при автюматичбокам истанционном управлении огран1И,и1вается ем же клапаном регулирования давления, то и при ручном управлении, работа котоого описана. Если при выключенном первом гидросилителе включается второй усилитель, то роцесс протекает следующим образом. При ручном управлении, воздействуя на ычаг 23, перемещают влево управляющий олотник 17, перекрывающий отверстие в, результате чего в полости Д повышается авление рабочей жидкости, под действием оторого происходит перемещение поршня 16 и через рычаг 22 включение (выключеие) механизма поворота. Одновременно авление повышается в полости У переклюающего клапана, соединенной через магистрали 35, 36 и 37 с полостью Д, и в полости И, соединенной магистралью 38 с олостью А первого гидроусилителя. Поскольку отверстие а и кольцевая проточка д полностью открыты, то давления в полостях А и Д, а следовательно, и в полостях У и И примерно одинаковы. ПоэтО;му золотник 28 под действием возвратной пружины 29 занимает правое крайнее положение, в результате чего дренажная полость Б через магистраль 34, полость М, кольцевую проточку К, магистрали 32 и 37 связывается с полостью Д. Поэтому при повышении давления в полости Д второго гидроусилителя во всех полостях А, Б и В первого гидроусилителя Зстанавливаются одинаковые давления, в связи с чем на поршень 4 осевые усилия не воздействуют. При дистанционном и а1втоматическом управлении включение второго гидроусилителя осуществляется путем подачи электрического напряжения на электромагнит 26, который перемещает золотник 28, пе;рекрывающий кольцевую проточ ку е. Предельное рабочее давление во втором гидроусидите ае олраничивается предохранительным клапаном 2, который настраивается на давление несколько (на 2- 3 кг/см) ниже, чем клапан регул,ирования давления первого гидроусилителя. Пр,и одновременной ра(боте гидравлических усилителей возмол ны два случая: включение второго гидроусилителя при включенном первом усилителе (прямое включение) и включение первого усилителя п;ри включенном втором (о братное включение). Каждый из этих случаев может иметь три варианта - ручное включение с ограничением по ходу заправляющего золотника, ручное включение с ограничением по давлению и включение при помощи электрически управляемого клапана. Процесс включения второго гидроусилителя при вклю ченном первом и ограничении по ходу управляющего золотника последнего протекает следующим образом. Рабочая жидкость из полости А включенного первого гидроусилителя через часгично перекрытое отверстие а в иоршне 4 полости Н, отверстие б, полость В, магистраль 43, проточку д л магистрали 36 и 37 поступает к .второму гидроусилителю. Золотник 28 управляемого распределителя под действием давлепия со стороны полости И занимает крайнее левое .положение, перекрывая жольщевую дроточку К и сообщая дренажную полость Б со сливом.

Плунжер 39 клапана регулирования давления также занимает крайнее левое положение и перекрывает ,кольЦ|евую проточку Р.

При включении второго гид;роусилятеля повышается давление в полости Д, .магистралях 37, 36 и 43, в полостях В и Н и в полости А. Но при у1вел.чен.ии давления в полости А поршень 4 перемещается влево, стремясь занять новое равновесное положение.

О.днако в результате дополнительного перемещения поршня 4 пр.и неподвижном управляющем золотнике 5 увеличивается открытие отверстия а и перепад давлений, являющийся разностью давлений в полостях А и Д уменьшается по мере увеличения давления в полости Д в то время, ,как давление в полости А остается примерно постоянным.

При увеличении давления в полости Д повышается давление и в управляющей полости У переключающего клапана. В случае, если это давление возрастает настолько, что суммар.ное усилие на золотнике 28 со стороны полости У (от 1Пружипы 29 и давления рабочей жидкости) превышает усилие от давления, действующего на .него со стороны полости И, золотник 28 смещается вгяраао, перекрывая проточку Л и открывая проточку К, п соединяет дренажную, полость Б с полостью Д второго гидроусилителя.

При это:м давление в полости Б возрастает и поскольку давление в полости А не увеличивается, то поршень 4 под действием внешней нагрузки с.мещается вправо. Но это вызывает перекрытие отверстия а, увеличение давления в полости А и перепада давлений в полостях А и Д .и, следовательно, в управляющ.их полостях И и У, s результате чего золотник 28 опять смещается в левое яоложепие, соединив дренажную полость Б со сливом. Таким образом .поддерлсивается определенное соотношение между максимальными значениями давле)1ия в первом и во втором гидроусилителях, зависящее от характеристики возвратной пружиной 32.

В случае одновременной работы с ограничением по давлению при включении первого гидроусилителя отверстие а полностью перекрывается управляющим золотником 5 и рабочая жидкость из долости А поступает по магистрали 38 в полость И, отжимает плунжер 39 и через кольцевую проточку Р

и магистрали 33 и 37 поступает в полость Д второго гидроусилителя. Золотник 28 занимает под действием давления со стороны иолости И крайнее левое положение. При включении второго усилителя повышается давление в полости Д, магистралях 33, 37, полости И, .магистрали 38 и полости А. Однако при увеличении давления в полости И плунжер 39 стремится занять новое равновесное положение и, сжимая пружину 40, смещается вправо, открывая дополнительно кольпввую проточку Р и, тем самым, уменьшая перепад давлений в полостях Д и И и, следовательно, в полостях Д и А по мере повышения давления в полости Д.

При небольшой жесткости пружины 40 давление в полостях И и А при З величенин давления в иолости Д остается практически постоянным.

Одновременно с повышением давления в полости Д повышается давление в полости У, при определенном значении которого может произойти смещение золотника 28 в правое положение. В данном случае этого допустить нельзя, поэтому иеобходимо обеспечить некоторое превыщение давления в полости И над давлением в .полости У с таким расчетом, чтобы сум.марное усилие, действующее на золотник со стороны полости У, было несколько меньше, че.м усилие со стороны полости И. Это достигается соответствующей регулировкой предельных давлений .в первом и во втором гидроусилителях при пО|Мощи .клапана регулирования давления и предохранительного клапана, о чем было сказано.

При включении гидроусилителей с помошью электрически заправляемых клапэ нов система работает в режиме огра.ниче ния по давлению, которое осзществляется аналогично.

Если пр.и включенном втором гидроусилителе производится включение первого усилителя, то процесс (протекает следующим образом.

Независимо от того, каким способом включен второй гидроусилитель (вручнуи. или при поимощи электрически управляемо го клапана) золотник 28 управляемого распределителя под действием возвратной пружины 32 занимает крайнее .правое поло жение, (поскольку давления в полостях i и И равны), а плунжер 39 клапана регу-лирования давления .смещается влево и пе рекрывает проточку Р (так как этот клз паи регулируется на несколько более высо кое давление, чем предохранительный клапан 2).

В этом положении полости А, Б и В пер вого гидроусилителя находятся под действием одинакового давления, которое равно давлению в полости Д.

При включении первого гидроусилителя вручную управляющим золотником 5 ясрекрывается отверстие а, в полости А повышается давление рабочей жидкости и таким образом создается перепад давлений в полостях А и Д, а следовательно, и в управляющих полостях У ,и И переключающего клапана.

При некотором значении этого перепада (превыщение давления в полости И :над давлением в полости У) золотник 28, возвратную пружину, перем ещается влево, перекрывая проточК К и открывая проточку Л, и сообщает тем самым дренажную полость Б первого гидроусилителя со сливной магистралью. Так;им образом, давление .в полости Б уменьщается и под действием давления со стороны полости А порщень начинает перемещаться, преодолевая внешнюю нагрузку.

Если управляющий золотнкк 5 остановить, то при перемещении поршня 4 увеличивается открытие отверстия а, вследствие чего происходит уменьщение перепада давлений и, соответственно, выравнивание давлений в полостях У и И, в результате золотник 28 смещается вправо, перекрывая проточку Л и открывая проточку К, тем самым сообщая полость Б с полостью Д и с полостью А (через магистрали 36, 43, полость В, отверстие б, полость И и отверстие а).

Вследствие этого происходит смещение поршня 4 вправо и процесс повторяется. Таким абразо)М обеспечивается следящее действие гидроусилителя.

В случае однорреме,нной работы гидроусилителей с обратным включением и ограничением по давлению при достижении максимальной величины давления в полости А и соответственно в полости И плунжер 39 клапана регулирования давления смещается вправо, от1фывая кольцевую проточку Р и перепускает рабочую жидкость в магистраль 33 и далее к второму гидроусилителю. При этом золотник 28 находится в крайнеиМ левом положении, поскольку клапаном регулирования давления задается величина давления, несколько превышающая величину давления, на которую .регулируется предохранительный клапан 2.

При включении первого гидроусилителя лооредством электрически управляемого

клапана система работает в основном так же, как и в ручном режиме с ограничением по давлению.

Таким О бразом, предлагаемая гидравлическая система управления механизмом поворота гусеничной машины позволяет производить включение гидроусилителей в любой последовательности, обеспечивая при этом уменьшение рабочего да1вления, которое практически не зависит от количества одновременно работающих усилителей, повышая маневренность ее.

Формула изобретения

Гидравлическая система управления ловоротом гусеничной машины, содержащая соединенные последовательно гидроусилители следящего действия, каждый из которых содержит цилиндр с поршнем, на -последнем выполнены по крайней мере два пояска, разделяющие полость цилиндра на входную, промежуточную и дренажеую полости, при этом промел уточная полость первого из гидроусилителей соединена с входной полостью второго гидроусилителя, дренажная полость которого соединена с гидробаком, причем каждый поршень гидроусилителей выполнен с отверстием, в котором установлен золотник, связанный с органом управления поворотом гусеничной машины, отличающаяся тем, что, с целью повышения маневренности путем обеспечения независимого управления гидроусилителями бортов гусеничной машины, она снабжена управляемым распределителем, соединенным с дренажной полостью первого гидроусилителя, с входной полостью второго гидроусилителя и с гидробаком для поочередного сообщения указанных полостей с последним, при этом упомянутый распределитель выполнен с двумя управляющими полостями, одна из которых соединена с входной полостью первого гидроусилителя, а другая - с входной полостью второго гидроусилителя.

Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 507476, кл. В 62 D 11/18, 1976.