Рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем

 

Изобретение относится к области транспортного машиностроения. Цель изобретения - уменьшение габаритных размеров и потребляемой мощности двухконтурного гидравлического усилителя. В усилителе рулевого управления основные насосы 2, 3 соединяются с гидроцилиндрами 25, 26 пер

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 62 D 5/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ .ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР!

) 1 L!i9 2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2,> (21) 4777524/11 (22) 03.01.90 (46) 23.05.92, Бюл. ¹ 19 (71) Минский автомобильный завод (72) В.К.Добринец, М,С,Высоцкий и Г.П.Червяк (53) 629.113.014.5(088.8) (56) Чайковский И.П. и др. Рулевое управление автомобилей.— M., Машиностроение, 1987, с, 112, рис. 60.

„„. Ж „„1735105 А1 (54) РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ДВУХКОНТУРНЫМ

ГИД РАВЛ ИЧ ЕСКИМ УСИЛИТЕЛ ЕМ (57) Изобретение относится к области транспортного машиностроения, Цель изобретения — уменьшение габаритных размеров и потребляемой мощности двухконтурного гидравлического усилителя. В усилителе рулевого управления основные насосы 2, 3 соединяются с гидроцилиндрами 25, 26 пер4 (гд

Ql

C) (Я

1735105

25

ЗО

40

45 вого и второго контуров через управляющий клапан 9 с возможностью их соединения только с гидроцилиндром первого контура или одновременно с гидроцилиндрами 25, 26 первого и второго контуров. В корпусе управляющего клапана 9 установлен золотник 17, подпружиненный в сторону плунжеров 20, 21 меньшего и большего диаметров, расположенных в реактивных камерах 18, Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рулевым управлениям транспортных средств с двухконтурным гидравлическим усилителем.

Известно рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем, содержащее распределитель с механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью, цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси, полостями соединенные через распределитель и подключающий клапан с основными и аварийным насосами и масляным баком.

К недостаткам известного рулевого управления транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем относятся увеличенные габаритные размеры, металлоемкость и потребляемая мощность, которые объясняются соединением каждого из основных насосов автономно с гидроцилиндрами первого и второго контура, Работа каждого из основных насосов на отдельный цилиндр требует увеличения обьемной подачи практическим в два раза даже при незначительных давлениях в гидросистеме, когда для нормального функционирования рулевого управления достаточно мощности и одного цилиндра.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем, содержащее распределитель с механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью, цилиндры первого и второго контуров. штоками закрепленные на управляемой оси, полостями соединенные через распределитель и подключающий клапан с основ ными и аварийным насосами и масляным баком, К недостаткам известно. о рулевого управления транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем относятся увеличенные габаритные разме19 свободного торца. Реактивная камера 18 плунжера 20 меньшего диаметра соединена с каналом для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндру 25 первого контура, реактивная камера 19 плунжера 21 большего диаметра — с каналом для подвода рабочей жидкости к гидроцилиндру 26 второго контура. 1 ил. ры, металлоемкость и потребляемая мощность, которые объясняются соединением основных насосов с гидроцилиндрами первого и второго контуров постоянно на всех режимах работы.

Работа каждого из основных насосов на отдельный цилиндр требует увеличения объемной подачи практически в два раза даже при незначительных давлениях в гидросистеме, когда для нормального функционирования рулевого управления достаточно мощности одного цилиндра.

Цель изобретения — уменьшение габаритных размеров. металлоемкости и потребляемой мощнос и.

Поставленная цель достигается тем, что в рулевом управлении транспортного средства с двухконтурныM гидравлическим усилителем, содержащем распределитель с механическим приводом от рулевого колеса. рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью, цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси. полостями соединенные через распределитель и подключающий клапан с основными и аварийным насосами и масляным баком; двухконтурный гидравлический усилитель включает управляющий клапан, выполненный в виде корпуса с двумя кольцевыми расточками и каналами для соединения с основными насосами, каналом для соединения основных насосов через распределитель с полостями цилиндра первого контура и каналом для соединения основных насосов через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, в центральном отверстии корпуса установлен золотник, имеющий со стороны свободного торца две реактивные камеры с размещенными плунжерами меньшего и большего диаметра, реактивная камера плунжера меньшего диаметра сообщена через каналы в корпусе с основными насосами и через распределитель — с полостями цилиндра первого контура, реактивная камера плунжера большего диаметра сообщена ерез канал в корпусе, 1735105 подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, а золотник подпружинен в сторону плунжеров с возможностью осевого перемещения и соединения основных насосов через распределитель только с полостями цилиндра первого контура или одновременно через распределитель с полостями цилиндра второго контура,а золотник подпружинен в сторону плунжеров с возможностью осевого перемещения и соединения основнных насосов через распределитель только с полостями цилиндра первого контура или однов реме н но через распределитель с полостями цилиндра первого контура и через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура.

Применение в рулевом управлении транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем управляющего клапана обеспечивает соединение основных насосов только с цилиндром первого контура при движении транспортного средства по прямой, при поворотах и разворотах, когда давление в гидросистеме незначительное, а скорость поворота управляемой оси требуется высокая и соединение основных насосов с цилиндрами первого и второго контуров при повороте управляемой оси на месте, при переезде препятствий и торможении, когда давление в гидросистеме максимальное, а высокая скорость поворота управляемой оси не требуется.

На чертеже представлена схема рулевого управления транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем.

Рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем содержит распределитель 1. основные насосы 2 и 3 с клапанами расхода 4 и давления 5, аварийный насос 6 с клапаном

7 расхода и давления, подключающий клапан 8 аварийного насоса 6, .управляющий клапан 9, включающий корпус 10 с кольцевыми расточками 11 и 12. каналами 13 — 16. золотник 17, имеющий со стороны торца две реактивные камеры 18 и 19 с размещенными плунжерами 20 и 21 соответственно меньшего и большего диаметров. пружину

22 и регулировочный болт 23, клапан 24 слива, цилиндры 25 и 26 соответственно первого и второго контуров, индикаторы 27 — 29 расхода с сигнальными лампочками 30 — 32. охладители 33 — 35, фильтры 36-38. масляный бак 39, состоящий из автономных секций 40-42, которые сообщаются между

40 сть поворота управляемой оси требуется

50

5

35 собой при превышении уровня рабочей жидкости в одной из них.

Управляющий клапан 9 каналами 13 и

15 соединяется с основными насосами 2 и 3, каналом 14 через распределитель 1 с полостями 43 и 44 цилиндра 25 первого контура и каналом 16 через подключающий клапан

8, распределитель 1 с полостями 45 и 46 цилиндра 26 второго контура. Реактивная камера 18 плунжера 20 меньшего диаметра сообщена через каналы 13 и 15 управляющего клапана 9 с основными насосами 2 и 3 и через канал 14 и распределитель 1 — с полостями 43 и 44 цилиндра 25 первого контура, реактивная камера 19 плунжера 21 большего диаметра сообщена через канал

16 управляющего клапана 9, подключающий клапан 8 и распределитель 1 с полостями 45 и 46 цилиндра 26 второго контура. Цилиндры 25 и 26 штоками закреплены на управляемой оси 47.

Для обеспечения обратной механической связи управляемая ось 47 соединена тягой 48 с сош кой 49 рулевого механизма 50, содержащего устройство выключения усилителя в крайних положениях управляемой оси. Привод распределителя 1 осуществляется от рулевого колеса 51 через карданы 52 и 53 и угловой редуктор 54, Для соединения полостей 55 и 56 управляющего клапана 9 со сливом служит центральный канал 57 в золотнике 17. Ход пружины 22 ограничивается направляющей

58 и упорным кольцом 59. Основные насосы

2 и 3 приводятся во вращение от двигателя, аварийный насос — от трансмиссии.

При движении транспортного средства по прямой, при поворотах и разворотах, когда давление в гидросистеме малое, а скоровысокая, золотник 17 управляющего клапана 9 под действием пружины 22 находится в крайнем правом положении.

Рабочая жидкость от основных насосов

2 и 3 по каналам 13 и 15, кольцевым расточкам 11 и 12 и каналу 14 поступает к распределителю 1 и далее через охладитель 33 и фильтр 36 в секцию 40 масляного бака 39, заполняя при этом полости 43 и 44 только цилиндра 25 первого контура. Одновременно от основных насосов 2 и 3 прекращается доступ к каналу 16 управляющего клапана 9. к подключающему клапану 8 и клапану 24 слива. Подключающий клапан 8 в данном случае соединяет аварийный насос 6 через распределитель 1 с полостями 45 и 46 цилиндра 26 второго контура, а клапан слива

24 обеспечивает поступление рабочей жидкости от распределителя 1 через охлади1735105 тель 35 и фильтр 38 в секцию 42 масляного бака 39.

При повороте рулевого колеса 51 по часовой стрелке распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в полость 44 цилиндра 25 первого контура.

Противоположная полость 43 сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака 39, Управляемая ось 47 поворачивается по часовой стрелке.

Полость 45 цилиндра 26 второго контура при этом соединяется через подключающий клапан 8 и распределитель 1 с аварийным насосом 6, который обеспечивает ее подпитку на малых скоростях поворота управляемой оси 47 в случае движения транспортного средства. Противоположная полость 46 через распределитель 1, охладитель 35 и фильтр 38 сообщается с секцией

42 масляного бака 39, Когда транспортное средство неподвижно (аварийный насос в данном случае не работает) или скорость поворота управляемой оси высокая при движении транспортного средства (в данном случае объемная подача аварийного насоса

6 недостаточна) в полости 45 создается разрежение, под действием которого открывается обратный клапан распределителя 1 и рабочая жидкость непосредственно перекачивается из полости 46 в полость 45 цилиндра 26 второго контура, При повороте рулевого колеса 51 против часовой стрелки распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в полость 43 цилиндра 25 первого контура.

Противоположная полость 44 сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака 39.

Управляемая ось 47 поворачивается против часовой стрелки.

Полость 46 цилиндра 26 второго контура при этом соединяется через подключающий клапан 8 и распределитель 1 с аварийным насосом 6, который обеспечивает ее подпитку на малых скоростях поворота управляемой оси 47 в случае движения транспортного средства. Противоположная полость 45 через распределитель 1. охладитель 35 и фильтр 38 сообщается с секцией

42 масляного бака 39. Когда транспортное средство неподвижно (аварийный насос в данном случае не работает) или скорость поворота управляемой оси высокая при движении транспортного средства (в данном случае объемная подача аварийного насоса

6 недостаточна) в полости 46 создается разрежение, под действием которого открыва5

55 ется обратный клапан распределителя 1 и рабочая жидкость непосредственно перекачивается из полости 45 в полость 46 цилиндра 26 второго контура.

При повороте управляемой оси на месте, при переезде препятствий и торможения, когда высокая скорость поворота управляемой оси не требуется, а мощности цилиндра 25 первого контура недостаточно, давление, создаваемое основными насосами 2 и 3 в цилиндре 25 первого контура, повышается.

При достижении максимального давления, заданного пружиной 22 управляющего клапана 9, плунжер 20 меньшего диаметра, преодолевая усилие пружины 22, перемещает золотник 17 влево, частично сообщая кольцевую расточку 12 с каналом 16.

При повышении давления в канале 16 и реактивной камере 19 вступает в работу плунжер 21 большего диаметра, который вместе с плунжером 20 меньшего диаметра перемещает золотник на полный ход влево, сообщая основные насосы 2 и 3 с каналом

16 и далее через подключающий клапан 8 и распределитель 1 — с цилиндром 26 второго контура.

Так как в момент подключения в работу цилиндра 26 второго контура и, следовательно, плунжера 21 большего диаметра давление в цилиндре 25 первого контура и, следовательно, в реактивной камере 18 плунжера 20 меньшего диаметра уменьшается практически в два раза, для обеспечения четкого перемещения золотника 17 на полный ход влево выполнено следующее условие; суммарная площадь плунжеров 20 и

21 более чем в два раза превышает площадь плунжера меньшего диаметра 20.

Подключающий клапан 8 при этом соединяет аварийный насос 6 через охладитель 35 и фильтр 38 с секцией 42 масляного бака 39, Рабочая жидкость от основных насосов

2 и 3 по каналам 13 и 15 и кольцевым расточкам 11 и 12 поступает по каналу 1 4 к распределителю 1 и далеечерез охладитель

33 и фильтр 36 в секцию 40 масляного бака

39, заполняя при этом полости 43 и 44 цилиндра 25 первого контура, и одновременно по каналу 16 через подключающий клапан 8 к распределителю 1 и далее через клапан слива 14, охладитель 34 и фильтр 37 — в секцию 41 масляного бака 39, заполняя при этом полости 45 и 46 цилиндра 26 второго контура.

При повороте рулевого колеса 51 по часовой стрелке распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от основных насосов 2 и 3 под давлением в

1735105

10 полость 44 цилиндра 25 первого контура и в полость 45 цилиндра 26 второго контура.

Противоположная полость 43 цилиндра

25 первого контура сообщается через распределитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с 5 секцией 40 масляного бака 39, противоположная полость 46 цилиндра 26 второго контура сообщается через распределитель 1, клапан 24 слива, охладитель 34 и фильтр 37 с секцией 41 масляного бака 39. Управляе- 10 мая ось 47 поворачивается по часовой стрелке.

При повороте рулевого колеса 51 против часовой стрелки распределитель 1 обеспечивает поступление рабочей жидкости от 15 основных насосов 2 и 3 под давлением в полость 43 цилиндра 25 первого контура и в полость 46 цилиндра 26 второго контура.

Противоположная полость 44 цилиндра 25 первого контура сообщается через распре- 20 делитель 1, охладитель 33 и фильтр 36 с секцией 40 масляного бака, противоположная полость 45 цилиндра 26 второго контура сообщается через распределитель 1, клапан слива 24, охладитель 34 и фильтр 37 с сек- 25 цией 41 масляного бака 39.

Управляемая ось 47 поворачивается против часовой стрелки.

При уменьшении давления в реактивных камерах 18 и 19 плунжеров меньшего и 30 большего диаметров управляющего клапана 9 более чем в два раза в сравнении с максимальным, при котором происходит соединение основных насосов 2 и 3 одновременно с цилиндрами 25 и 26 первого и 35 второго контуров, пружина 22, преодолевая сопротивление плунжеров 20 и 21, перемещает золотник 17 в крайнее правое положение, разобщая основные насосы 2 и 3 с каналом 16 и, следовательно, с цилиндром 40

26 второго контура. Работа рулевого управления соответствует режиму при движении транспортного средства по прямой, при поворотах и разворотах, Максимальное движение, при котором 45 происходит соединение основных насосов 2 и 3 одновременно с цилиндрами 25 и 26 первого и второго контуров. задается регулировочным болтом 23.

Применение в рулевом управлении 50 транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем управляющего клапана, обеспечивающего соединение основных насосов с цилиндром только перво55 го контура или с цилиндрами первого и второго контуров одновременно в зависимости от преодолеваемого сопротивления при повороте управляемой оси, позволяет уменьшить габаритные размеры, металлоемкость и потребляемую мощность и, следовательно, значительно уменьшить затраты на изготовление рулевого управления и его эксплуатацию.

Формула изобретения

Рулевое управление транспортного средства с двухконтурным гидравлическим усилителем, содержащее распределитель с механическим приводом от рулевого колеса, рулевой механизм, соединенный тягой с управляемой осью, цилиндры первого и второго контуров, штоками закрепленные на управляемой оси, а полостями соединенные через распределитель и подключающий клапан с основными и аварийным насосами и масляным баком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и потребляемой мощности, оно снабжено управляющим клапаном, выполненным в виде корпуса с двумя кольцевыми расточками и каналами для соединения с основными насосами, каналом для соединения основных насосов через распределитель с полостями цилиндра первого контура и каналом для соединения основных насосов через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, в центральном отверстии корпуса установлен золотник, имеющий со стороны свободного торца две реактивные камеры с размещенными плунжерами меньшего и большего диаметра, реактивная камера плунжера меньшего диаметра сообщена через каналы в корпусе с основными насосами и через распределитель с полостями цилиндра первого контура, реактивная камера плунжера большего диаметра сообщена через канал в корпусе, подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура, а золотник подпружинен в сторону плунжеров и выполнен с возможностью осевого перемещения и соединения в одном положении основных насосов через распределитель с полостями цилиндра первого контура, а в другом — с полостями цилиндра первого контура и через подключающий клапан и распределитель с полостями цилиндра второго контура.