Автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B60G19/10 

(5) АВТОМАТ-СТАБИЛИЗАТОР КРУТОСКЛОННОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

. Изобретение относится к механизмам автоматической стабилизации положения остова транспортных средств, преимущественно крутосклонных тракторов. Известен автомат-стабилизатор. крутосклонного трактора, содержащий датчик крена, выполненный в виде под вешенного в корпусе посредством горизонтальной оси маятника, шарнирир связанного с распределителем силового исполнительного механизма и гидр авлическим двухполостным демпфег ром tl 3. Недостатком известного автоматастабилизатора является высокая склон ность маятника к раскачиваниям под действием боковых инерционных сил особенно знакопеременных. Раскачивания маятника снижают эффективность системы стабилизации, ухудшают условия труда водителя, могут привести к возникновению автоколебаний и опроки дыванию транспортного средства, особенНО на высоких скоростях, когда силы инерции имеют значительную величину. Поэтому скорость движения транспортных средств с включенной системой стабилизации ограничивают. Увеличение же степени демпфирования для повышения интенсивности гашения колебаний маятника приводит к возрастанию времени запаздывания срабатывания автомата-стабилизатора. Вторым недостатком рассматриваемого устройства являются большие габаритные размеры и металлоемкость вследствие выполнения демпфера в отдельном корпусе. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является другой известный автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства, содержащий подвешенный в корпусе на горизонтальной оси маятник, шарнирно связанный с золотником трехпозиционного распределителя и снабженный гид35равлическим двухполостным демпфером включающим в себя цилиндр с плавающим поршнем, взаимодействующим с тол кателем, И фиксатор маятника, выполненный в виде подпружиненного што ка одностороннего гидроцилиндра, взаимодействующего с выступом, примем обе полости демпфера сообщены между собой через регулируемое дросселирующее отверстие f 2 7Недостатком этого автомата-стабилизатйра являются значительные габаритные размеры и металлоемкость вследствие выполнения демпфера в отдельном корпусе. . Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров и снижение металлоемкости автомата-стабилизатора. Указанная цель достигается тем, что автомат-стабилизатор снабжен вто рым фиксатором аналогичным указанному, причем односторонние гидроцилинд ры обоих фиксаторов установлены в ма ятнике, а выступ для взаимодействия с их штоками расположен на корпусе, несущем на себе также толкатель плавающего поршня демпфера, цилиндр, каналы и дросселирующее отверстие последнего выполнены в маятнике, а полости сообщены с гидроцилинШрами фиксаторов. На чертеже приведен автомат-стабилизатор, источник давления со сливом и исполнительный механизм. Автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства содержит подвешенный в корпусе 1 на горизонтальной оси 2 маятник 3, шарнирно связанный посредством тяги с золот ником 5 трехпозиционного гидравличес кого распределителя 6, установленног на корпусе 1. В маятник 3 вмонтирован двухполос ной гидравлический демпфер, выполнен ный в виде установленного в цилиндри ческой расточке 7 маятника плавающег поршни 8 с кольцевой канавкой 9 в средней части для взаимодействия с шаровым концом толкателя 10, закрепленного на корпусе 1. Обе полости 11 и 12 демпфера сообщены между собой каналами 13 через дросселирующее отверстие 14 с регулируемым посредством конического хвостовика винта 15 проходным сечением. Для возмещени утечек жидкости из полостей 11 и 12, последние сообщены с полостью 16 образуемой внутренними стенками корп 8 са 1, посредством отверстий 17. Полость 16 корпуса 1, также как и полбсти 11 и 12 демпфера, заполнены демпфирующей жидкостью, В нижней части маятника 3 установлены два односторонних гидроцилиндра: левый 18 и правый 19, штоки 20 которых подпружиненные пружинами 21, и выступ 22, выполненный на корпусе 1, образуют соответственно левый и правый фиксаторы, при этом левый гидроцилиндр 18 сообщен каналом 23 с левой полостью 11 демпфера, а правый гидроцилиндр 19 сообщен каналом 2k с правой полостью 12 демпфера. На чертеже изображены также регулируемые ограничители 25 хода маятника 3 при переключении золотника 5 трехпозиционного распределителя 6 в одну из крайних позиций, силовой исполнительный механизм 26 и источник давления 27 рабочей жидкости со сливом 28 и предохранительным клапаном 29. Исполнительный механизм 26, выполненный в виде силового гидравлического цилиндра, предназначен для привода механизма выравнивания транспортного средства при стабилизации последнего в вертикальной плос кости. Работает устройство следующим образом. При движении транспортного средства по горизонтальной поверхности его остов, а следовательно, и установленный на нем корпус 1 автоматастабилизатора, занимают также как и маятник 3, вертикальное положение. Маятник 3 удерживает при этом золотник 5 распределителя 6 в нейтральной позиции, обеспечивающей запирание полостей силового цилиндра 26 и подсоединение наслив- 28 источника 27 рабочей жидкости. Оба штока 20, удерживаемые пружинами 21, занимают крайнее верхнее положение, не находясь в контакте с выступом 22 При въезде транспортного средства на поперечный склон корпус 1 получает некоторый поперечный крен, например, вправо. Маятник 3. продолжая занимать вертикальное положение, переместит при этом золотник 5 распределителя 6 в левую, крайнюю позицию. обеспечив подсоединение штоковой полости силового цилиндра 2б к источнику давления, а бесштоковой - на слив. Под действием давления рабочей жидкости силовой цилиндр 26 возвратит транспортное средство, а следовательно, и установленный на егоостове корпус 1 автомата-стабилизатора в вертикальное положение. В результате этого маятник 3 возвратит в нейтральную позицию золотник 5 распределителя 6, обеспечив запирание полостей силового цилиндра 26, который, в свою очередь, заблокирует fO механизм выравнивания транспортного средства до следующего срабатывания автомата-стабилизатора. Аналогичным образом автомат-стабилизатор управляет силовым цилиндром 26 механизма выравнивания транспортного средства и при крене корпуса 1 в противоположную сторону. Принцип работы демпфера автоматастабилизатора заключается в следующем. При неподвижном маятнике 3 давления в правой 12 и левой 11 полостях демпфера равны и имеют минимальную величину, а штоки 20 левого 18 и пра вого 19 силовых цилиндров удерживаются пружинами 21 в верхнем положен В указанном положении штоки 20 не препятствуют отклонению маятника в любую сторону от нейтрали, так как их концы не находятся во взаимодействии с вертикальными стенками выст па.22. При отклонении маятника 3 от нейтрали, например sripaво относительно корпуса 1, поршень 8, удерживаемый or бокового перемещения шаровым концом толкателя 10, вытесняет демпфирующую жидкость из левой 11 полости демпфера в его правую 12 полость через дросселирующее отверс тие И. В результате этого давление в полости 11 возрастет. При значительной скорости отклонения маятника 3 давление в полости 11 возраста ет настолько, что вызовет перемещение вниз штока 20 ..левого гидроцилиндра 18, сжав лри этом пружину 51 последнего. Однако перемещение вниз штока 20 левого гидроцилиндра 18 практически не.препятствует отклонению маятника 3 от нейтрали вправо, так как указанный шток не находится во взаимодействии с верти кальной стенкой выступа 22, а лишь скользит по его верхней гладкой поверхности. Шток 20 правого Т9 гидро цилиндра при отклонении маятника 3 вправо будет по-прежнему за.нимать верхнее крайнее положение, так как

давление в сообщенной с ним полости 12 не только не возрастет, а даже упадет. Как только в правом отклоненном положении маятник 3 остановит::я, давление в полостях 11 и 12 выравняется, приняв минимальное значение не препятствующее возвращению штока 20 левого 18 гидроцилиндра в крайнее верхнее положение под-действием силы упругости его пружины 21. При возвращении маятника 3 из правого отклоненного-положения в нейтральное, поршень 8 вытесняет демпфирующую жидкость в обратном направлении, т.е. из правой 12 полости демпфера в его левую полость 11 через дросселирующее отверстие k. В результате этого давление возрастает в правой полости 12. При значительной скорости возвращения маятника 3 в нейтральное положение давление в полости 12 возрастет на столько, что вызовет перемещение вниз штока 20 правого гидроцилиндра 19( сжав при этом его пружину 21. В положении, близком к вертикальному, маятник 3 будет остановлен выступом 22, правая вертикальная стенка которого вступит во взаимодействие с выдвинутым силой давления в полости 12 штоком 20 правого гидроцилиндра 19. Остановка маят ника погасит накопленную в нем кинетическую энергию, а следовательно, предотвратит возникновение его колебаний под действием сил инерции. При полной остановке маятника 3 давление в полостях 11 и 12 вновь выровняется, приняв минимальное значение, не препятствующее возвращению штока 20 правого гидроцилиндра 19 силой упругости пружины 21 в верхнее крайнее положение. Это освободит маятник от фиксации с корпусом 1 и не будет препятствовать их дальнейшему перемещению друг относительно друга. Шток 20 левого гидроцилиндра 18 занимает при возвращении м-аятника 3 из правого отклоненного положения к вертикали верхнее крайнее положение, так как давление в сообщенной с ним полости 11 демпфера не только не возрастает, а даже несколько падает. При отклонении маятника 3 влево относительно корпуса 1 и последующем . возвращении его в нейтральное поло- . жение устройство работает аналогичным образом с той лишь разницей, что в этом случае фикса торв меняются ро,лями, т.е. остановку маятника в поло жении, близком к вертикальному, осуществляет уже левая вертикальная стенка выступа 22, вступая во взаимо действие с выдвинутым силой возросшего давления в полости 11 демпфера штоком -20 левого .гидроцилиндра 18. Остановка маятника позволяет, как и в первом случае, погасить накоплен нук} в нем кинетическую энергию, а следовательно, и предотвратить могущие возникнуть под действием сил ине ции его свободные, колебания. При пол ной остановке маятника 3. давление в полостях 11 и 12 демпфера вновь выровняется, приняв минимальное знамение, не препятствующее возвращению штока 20 левого гидроцилиндра 18 силой упругости его пружины 21 в верхнее крайнее положение. Это освободит маятник 3 от фиксации с корпусом 1 и не будет препятствовать их дальнейшему перемещению друг отно сительно друга. Отклонения маятника 3 от вертикали в положениях, в которых штоки 20 левого 18 и правого 19 Гидроцилиндров находятся во взаимоде ствии соответственно с левой или правой вертикальными стенками выступа 22 обеспечивают такими, чтобы они не превышали угла нечувствительности автомата-стабилизатора, определяемог конструкцией золотника 5 и кинематикой его связи с маятником 3Необходимую величину возрастания .давлений в полостях демпфера, достаточную для сжатия пружин 21 гидроцилиндров 18 и 19 при данной скорости перемещения маятника 3 относитель но корпуса 1, устанавливают регулировкой проходного сечения дроссели рующего отверстия 1 винтом 15 и под бором пружин 21 соответствующих жест костей. При этом можно обеспечить такой режим -работы устройства, что при малых скоростях перемещения маят ника 3 в корпусе 1, не опасных с точ ки зрения возникновения автоколеба.ний и вызывающих незначительное возрастание давлений в полостях демпфера, штоки 20 не вступают во взаимодействие с вертикальными стенками выступа 22 и, следовательно, не вмешиваются в работу маятника .3, а при высоких скоростях перемещения последнего, когда вероятность возникновения автоколебаний значительна, штоки 20, выдвигаясь пооче|редно под действием давлений в, 988 полостях 11 и 12, вступают во взаимодействие с одной из вертикальных стенок выступа 22 ипрепятствуют возникновению и развитию упомянутых автоколебаний. Таким образом, предложенное устройство, обладая всеми достоинствами прототипа, Ьыгодно отличается от него меньшими габаритными размерами и металлоемкостью вследствие размещения демпфера внутри корпуса автомата-стабилизатора и совмещения его с маятником . При сравнительной простоте устройства существенно возрастает также эффективность гашения колебаний маятника, что повысит скорость передвижения трактора и устойчивость против опрокидывания с включенной системой ф-абилизации. формула изобретения Автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства, содержащий подвешенный в корпусе на горизонтальной оси маятник, шарнирно связанный с золотником трехпозиционного распределителя и снабженный гидравлическим двухполостным демпфером, включающий установленный цилиндр с плавающим поршнем, взаимодействующим с толкателем, и фиксатор маятника, выполненный в виде подпружиненного штока одностороннего гидроцилиндра, взаимодействующего с выступом, причем обе полости демпфера сообщены между собой каналами через регулируемое дросселирующее отверстие, о тли -чающий с я тем что, с целью уменьшения габаритных размеров и снижения металлоемкости, он снабжен дополнительным фиксатором, аналогичным основному, причем односторонние гидроцилиндры обоих фиксаторов установлены на маятнике, а выступ для взаимодействия с их штоками расположен на корпусе, несущем на себе также толкатель плавающего поршня демпфера, цилиндр, каналы и дросселирующее отверстие последнего выполненный в маятнике, а полости сообщены с гидроцилиндрами фиксаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

М., Машиностроение, 1978, с. 170173, рис. 111-113.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2756658/22-11, кл. В 60 G 19/10, 08.05.79.