Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства

 

Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства предназначен для работы в комплекте с гидрорулем. Он состоит из двух одинаковых трехпозиционных усилительных золотников непрерывного действия, каждый из которых управляется соответствующей управляющей линией от гидроруля. При этом каждый золотник обеспечивает функцию деления потока, поступающего в усилитель потока от исполнительного гидроцилиндра. Технический результат - увеличение плавности работы рулевого механизма при реверсе и увеличение компактности усилителя потока. 1 ил.

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к рулевым механизмам транспортных средств.

Известен усилитель потока рулевого механизма транспортного средства, состоящий из корпуса с размещенным в нем распределительным устройством с напорной, сливной, цилиндровыми для соединения с исполнительным гидроцилиндром и управляющими для соединения с гидрорулем линиями, включающим усилительный двухпозиционный золотник непрерывного действия, соединенный одним торцом с управляющей линией и снабженный регулируемыми по ходу золотника тремя дросселями, в нерабочей позиции которого входы и выходы дросселей заперты, а в первой рабочей позиции вход первого из них соединен с одной из управляющих линий, а выход с одной из цилиндровых линий и через нерегулируемый дроссель с другим торцом золотника, вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцом золотника, а выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий, вход третьего соединен с напорной линией [1].

Недостатком известного усилителя потока является недостаточная плавность работы при реверсе и некомпактность.

Задачей изобретения является устранение отмеченных недостатков. Поставленная задача решается тем, что усилительный золотник снабжен регулируемым по ходу золотника четвертым дросселем, вход и выход которого в нерабочей и первой рабочей позициях заперты, а также снабжен второй рабочей позицией, в которой вход первого дросселя соединен с одной из цилиндровых линий, а выход - с одной из управляющих линий и с одним торцом золотника, вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход - с другим торцом золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией, вход и выход третьего дросселя заперты, при этом распределительное устройство снабжено вторым, аналогичным первому, усилительным золотником, аналогично соединенным с напорной, сливной, с другой цилиндровой и другой управляющей линиями.

На чертеже представлена схема рулевого механизма транспортного средства, состоящего из нового усилителя потока, гидроруля и исполнительного гидроцилиндра, данных на схеме для иллюстрации работы усилителя потока.

Рулевой механизм транспортного средства содержит гидроруль 1, исполнительный гидроцилиндр 2 и усилитель потока 3, соединенный напорной линией 4 с источником питания, сливной линией 5 с баком, цилиндровыми линиями 6 и 7 с исполнительным гидроцилиндром 2, управляющими линиями 8 и 9 с гидрорулем 1.

Усилитель потока содержит корпус 10 с размещенными в нем распределительным устройством, выполненными в виде двух одинаковых трехпозиционных усилительных золотников непрерывного действия 11 и 12, обратного клапана 13 и двух нерегулируемых дросселей 14. Каждый золотник имеет одну нерабочую 15 и две 16 и 17 рабочие позиции, соответственно первая и вторая рабочие позиции. Каждый золотник снабжен четырьмя регулируемыми по ходу золотника дросселями 18, 19, 20 и 21. В нерабочей позиции 15 входы и выходы всех четырех дросселей заперты. В первой рабочей позиции 16 золотников 11 и 12 вход первого дросселя 18 соединен с соответствующей управляющей линией 8, 10 и соответствующим торцом 22, 23 золотников, а выход - с соответствующей цилиндровой линией 6, 7 и противоположным соответствующим торцом 24, 25 золотников через нерегулируемый дроссель 14. Вход второго дросселя 19 соединен с выходом третьего дросселя 20 и противоположным торцом 24, 25 золотников. Выход второго дросселя 19 соединен с той же цилиндровой линией 6, 7, что и выход первого дросселя. Вход третьего дросселя 20 соединен с напорной линией 4. Вход и выход четвертого дросселя 21 заперты. Во второй рабочей позиции 17 золотников 11 и 12 выход первого дросселя 18 соединен с соответствующей управляющей линией 8, 9 и соответствующим торцом 22, 23 золотников, а вход - с соответствующей цилиндровой линией 6, 7 и противоположным соответствующим торцом 24, 25 золотников через нерегулируемый дроссель 14. Выход второго дросселя 19 соединен с входом четвертого дросселя 21 и противоположным торцом 24, 25 золотников. Выход четвертого дросселя соединен со сливной линией 5. Вход второго дросселя 19 соединен с той же цилиндровой линией 6, 7, что и вход первого дросселя. Вход и выход третьего дросселя 20 заперты.

В нерабочей позиции 15 золотники 11 и 12 фиксируются центрирующими пружинами 26.

Рулевой механизм работает следующим образом.

В нейтральном положении гидроруля под действием центрирующих пружин 26 золотники 11 и 12 находятся в нерабочей позиции 15. При повороте вала гидроруля 1 одна из управляющих линий, например 8, соединяется через гидроруль с напорной линией 4, а другая управляющая линия 9 соединяется через гидроруль со сливной линией 5.

При этом под действием давления на торец 22 золотника 11 последний перемещается в позицию 16, выдавливая своим торцом 24 через дроссель 14 рабочую жидкость в активную полость исполнительного цилиндра 2.

Одновременно в эту же полость поступает поток от гидроруля через управляющую линию 8 и первый дроссель 18, а также от напорной линии 4 через обратный клапан 13, последовательно через третий 20 и второй 19 дроссели. Поскольку вход первого дросселя 18 соединен с торцом 22 золотника 11, вход второго дросселя 19 соединен с противоположным торцом 24 золотника, то золотник автоматически устанавливается в положение, при котором давление на входе второго дросселя станет равным давлению на входе первого дросселя за счет автоматического регулирования проходного сечения третьего дросселя 20.

При увеличении частоты вращения вала гидроруля поток в линии 8 увеличивается, увеличивается и давление на торце 22 золотника, и золотник перемещается в сторону увеличения проходных сечений всех трех дросселей до момента наступления равновесного положения золотника.

Таким образом, перепады давлений на первом и втором дросселях поддерживаются одинаковыми.

При этом потоки через первый 18 и второй 19 дроссели складываются, коэффициент усиления усилителя потока определяется следующим выражением: К=(F₁+F₂)/F₁, где F₁ - площадь проходного сечения первого дросселя 18, F₂ - площадь проходного сечения второго дросселя 19; а рабочий объем рулевого механизма, характеризуемый объемом рабочей жидкости, вытесняемой в исполнительный гидроцилиндр за один оборот вала гидроруля, определяется выражением q_р.м.=k•q_г.p. где q_г.р. - рабочий объем гидроруля; q_р.м. - рабочий объем рулевого механизма.

При этом поршень исполнительного гидроцилиндра перемещается, вытесняя из реактивной полости рабочую жидкость в цилиндровую линию 7, что вызывает повышение давления на торце 25 золотника 12 и перемещение его в позицию 17 за счет того, что торец 23 золотника соединен через гидроруль 1 со сливной линией 5. Поскольку в позиции 17 золотника входы первого 18 и второго 19 дросселей соединены с цилиндровой линией 7, выход первого дросселя соединен с управляющей линией 9 гидроруля 1 и торцом 23 золотника 12, выход второго дросселя 19 соединен с противоположным торцом 25 золотника, то золотник 12 автоматически устанавливается в положение, при котором давление на выходе второго дросселя 18 станет равным давлению на выходе первого дросселя 19 за счет автоматического регулирования проходного сечения четвертого дросселя 21.

При увеличении частоты вращения вала гидроруля поток в линии 9, уходящий через гидроруль 1 в сливную линию 5, увеличивается, уменьшается и давление на торце 23 золотника, и золотник перемещается в сторону увеличения проходных сечений всех трех дросселей (18, 19 и 21), перепуская через дроссель 21 поток из цилиндровой линии 7 в сливную линию 5, до момента наступления равновесного положения золотника. Таким образом, перепады давлений на первом и втором дросселях поддерживаются одинаковыми. При этом потоки через первый 18 и второй 19 дроссели разделяются, а коэффициент деления усилителя потока определяется К_д=К=(F₁+F₂)/F₁, где К_д - коэффициент деления усилителя потока.

При повороте вала гидроруля 1 в противоположном направлении при подаче потока от гидроруля 1 через управляющую линию 9, процесс перемещения поршня исполнительного гидроцилиндра происходит в противоположную сторону.

Обратный клапан 13 служит для препятствования самопроизвольному перемещению поршня исполнительного гидроцилиндра под действием внешней нагрузки.

Поскольку при повороте машины в полостях исполнительного гидроцилиндра образуется высокое давление, при реверсе рулевого механизма у известного исполнения 1 усилителя потока происходит резкий сброс давления в сливную линию, что вызывает рывки при повороте машины. У нового усилителя потока при реверсе происходит автоматически регулируемое деление потока, что обеспечивает плавность поворота машины.

Поскольку конструкция обоих усилительных золотников одинакова, обеспечивается компактность конструктивного исполнения усилителя потока.

Таким образом, усилитель потока обеспечивает плавность работы рулевого механизма при реверсе и компактность.

Технико-экономические преимущества от использования усилителя потока на транспортных средствах заключаются в увеличении производительности машин за счет улучшения управляемости, а также за счет снижения стоимости усилителя потока.

Источник информации
1. Проспект фирмы "Данфосс" (Дания) "Hydrostatic steering components" - Flow-amplifiers OSQA and OSQB. HC.20.A1.02.

Формула изобретения

Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства, состоящий из корпуса с размещенным в нем распределительным устройством с напорной, сливной, цилиндровыми для соединения с исполнительным гидроцилиндром и управляющими для соединения с гидрорулем линиями, включающим усилительный двухпозиционный золотник непрерывного действия, соединенный одним торцом с управляющей линией и снабженный регулируемыми по ходу золотника тремя дросселями, в нерабочей позиции которого входы и выходы дросселей заперты, а в первой рабочей позиции вход первого из них соединен с одной из управляющих линий, а выход - с одной из цилиндровых линий и через нерегулируемый дроссель - с другим торцом золотника, вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцом золотника, а выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий, вход третьего соединен с напорной линией, отличающийся тем, что усилительный золотник снабжен регулируемым по ходу золотника четвертым дросселем, вход и выход которого в нерабочей и первой рабочей позициях заперты, а также снабжен второй рабочей позицией, в которой вход первого дросселя соединен с одной из цилиндровых линий, а выход - с одной из управляющих линий и с одним торцом золотника, вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход - с другим торцом золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией, вход и выход третьего дросселя заперты, при этом распределительное устройство снабжено вторым, аналогичным первому, усилительным золотником, аналогично соединенным с напорной, сливной, с другой цилиндровой и другой управляющей линиями.

РИСУНКИ

Рисунок 1