CS215305B1

CS215305B1 - Replacement source of energy of hydraulic servo-steering the drive direction

Info

Publication number: CS215305B1
Application number: CS874079A
Authority: CS
Inventors: Bohumil Polacek
Original assignee: Bohumil Polacek
Priority date: 1979-12-13
Filing date: 1979-12-13
Publication date: 1982-08-27
Also published as: BG41190A1; DE3045250A1; DD160473A3; DE3045250C2

Description

Vynález se týká náhradního zdroje energie hydraulického servořízení směru jízdy mobilních prostředků.

Soudobé mobilní¹ prostředky mívají náhradní zdroj energie hydraulického servořízení proveden obvykle některým ze tří dále uvedených způsobů:

— jako hydrogeinerátor trvale spojený s pojezdovým mechanizmem — s pojezdovými koly, — jako hydrogenerátor poháněný elektromotorem napájeným z akumulátorové baterie mobilního prostředku a uváděný dó činnosti při poruše základního zdroje servořízení, — jako zásobník tlakové kapaliny — tak zvaný hydraulický akumulátor.

'Uvedené náhradní zdroje energie vykazují řadu nevýhod a nedostatků:

Závažnou nevýhodou prvého způsobu je, že značně komplikuje pojezdový mechanismus. Přitom je obtížné kontrolovat provozuschopnost náhradního zdroje — hydrogenerátoru za provozu.

Závažnou nevýhodou druhého způsobu je, že jeho provozní způsobilost je vázána na stav akumulátorové baterie, který se za provozu těžko sleduje, i na schopnost zařízení uvádějící do činnosti náhradní hydrogenerátor po delší době nečinnosti.

Závažnou nevýhodou třetího způsobu je, že hydraulický akumulátor vychází dosti rozměrný a vztahují se na něj poměrně přísné předpisy o tlakových nádobách, které u mobilního prostředku je obtížné plnit. Mimo to hydraulický akumulátor umožňuje nouzově řídit jen po dobu několika sekund.

Společnou nevýhodou všech uvedených způsobů je, že nezanedbatelnou měrou komplikují a zdražují mobilní prostředek a mimo to kontrola jejich provozuschopnosti během normální funkce servořízení komplikuje a zdržuje obsluhu mobilního prostředku, proto bývá často opomíjena.

Úkolem vynálezu je využít jako náhradního zdroje servořízení jiného hydraulického zařízení, které se nachází na mobilním prostředku a je v činnosti zároveň se servořízením. Takovým zařízením je na mnoha mobilních prostředcích hydrostatický pohon pojezdu, který sestává nejméně z jednoho, spalovacím motorem poháněného hydromotoru a nejméně jednoho rotačního hydromotoru spojeného s mechanizmem pohánějícím pojezdová kola.

Shora uvedené nedostatky odstraňuje náhradní zdroj hydraulického servořízení směru jízdy podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z hydraulického zařízení, kterým může být hydraulický pohon pojezdu stroje, a ventil nouzového řízéní. Ventil nouzového řízení je tlakovou větví, do níž je případně vložen stabilizátor a redukční ventil a prostřednictvím dvou zpětných ventilů napojen na obě výkonové větve hydraulického zařízení. Ventil nouzového řízení je dále prostřednictvím odbočky napojen na výtlačnou větev hydrogenerátoru v místě mezi zpětným ventilem a rozváděčem hydraulického servořízení. Ventil nouzového řízení je současně svým ovládacím prostorem prostřednictvím signalizační větve napojen na výtlačnou větev hydrogenerátoru a to v místě mezi hydrogenerátorem a zpětným ventilem.

Předmět vynálezu představuje jednoduché řešení náhradního zdroje hydraulického servořízení, které využívá jiného, na mobilním prostředku se nacházejícího hydraulického pohonu, nejčastěji hydraulického pohonu pojezdu, který je v činnosti zároveň s hydraulickým servořízením. Výhodou vynálezu je nejenom jeho jednoduchost, ale též to, že nevyžaduje prakticky žádných doplňujících zařízení a přístrojů, kteTé sledují jeho provozuschopnost, poněvadž tato je nepřetržitě prověřována provozem hydraulického pohonu pojezdu. Jinou nespornou výhodou předmětu vynálezu je i to, že jeho využití není prakticky časově ochraničeno jako je tomu u náhradních zdrojů energie, využívajících hydraulického akumulátoru, případně hydrogenerátoru poháněného elektromotorem napájeným z akumulátorové baterie mobilního prostředku.

Předmět vynálezu je schematicky znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 představuje princip předmětu vynálezu, obr. 2 představuje alternativní provedení předmětu vynálezu a obr. 3 představuje alternativní provedení vynálezu v aplikaci na otevřený okruh hydraulického pohonu pojezdu.

Náhradní zdroj energie hydraulického servořízení podle vynálezu v provedení podle obr. 1 sestává z hydraulického zařízení 1 a ventilu nouzového řízení 2, který ho spojuje s hydraulickým servořízením 3. Přitom hydraulické zařízení 1 — pohon pojezdu běžného provedení, sestává z regulačního hydrogenerátoru 4 naháněného nezakresleným motorem a rotačního hydromotoru 5 spojeného mechanickými převody s pojezdovými koly 6 znázorněnými na obr. 1 jedním pojezdovým kolem 6. Regulační hydrogenerátor 4 a rotační hydromotor 5, spojené výkonovými větvemi 7, 8 tvoří uzavřený okruh doplňovaný plnicím hydrogenerátorem 9 z plnicí větve 10 přes dvojici zpětných ventilů 11, 1Г. К plnicí větvi 10 je obvykle připojen přepouštěcí ventil 12 udržující stálý plnicí tlak v okruhu. Někdy bývá к plnicí větvi 10 připojen ještě hydraulický akumulátor

13. Ventil nouzového řízení 2 je spojen prostřednictvím tlakové větve 15 a dvojice zpětných ventilů 14, 14' s výkonovými větvemi 7, 8 hydraulického zařízení 1 a prostřednictvím odbočky 19' s výtlačnou větví 19 v místě za zpětným ventilem 20. Hydraulické servořízení 3 na obr. 1 reprezentuje servořízení libovolného typu a provedení. Sestává z motoricky poháněného hydrogenerátoru 16 spojeného sací větví 17 s nádrží 18 a výtlačnou větví 19 ventilem 20 s rozváděčem 21. Rozváděč 21 je potrubími 22, 23 spojen s přímočarým hydromotorem 24, který je spojen s řídicím mechanismem 25 zobrazeným schematicky dvouramennou pákou 25 a řízeným kolem 25' (podvozku mobilního prostředkuj.

Odměrný hydrogene-rátor 27 Opatřený volantem 28 je řídicími větvemi 29, 30 spojen . s ovládacími prostory 31, 32 rozváděče 21 s jedním ovládacím prostorem 33 ventilu nouzového řízení

2. Přitom protilehlý ovládací prostor 34 ventilu nouzového řízení 2 je opatřen tlačnou pružinou 38 a signalizační větví 36 je spojen s výtlačnou větví 19 . v místě mezi hydrogenerátorem · 16 a zpětným ventilem 20.

Hydraulické servořízení 3 může být vybaveno ještě dalšími · prvky [např. . zpětnovazebním ventilem, různými pojistnými ' ventily atd.), které z hlediska předmětu vynálezu mají podružný význam.

Při .normální · funkci je hydraulické servořízení 3 napájeno kapalinou dodávanou z hydrogenerátoru 16 do rozváděče . 21, který ji rozvádí k přímočarému hydromotoru 24 úměrně povelům odměrného‘hydroge.nerátoru 27 s volantem 28. .Zároveň s hydraulickým servořízením 3 je v činnosti i hydraulické zařízení 1 (pohon pojezdu), které zabezpečuje jak pojezd, tak i provozní .brzdění mobilního prostředku. Při rozjezdu se regulační hydrogenerátor 4 vychyluje ze střední — nulové polohy a zvětšuje svůj geometrický objem. Úměrně tomu se zvyšují .otáčky rotačního hydromotoru 5 i rychlost pojezdu. Zvýšený tlak je na straně výtlačné výkonové větve — např. větve . 7. Při zpomalování mobilního prostředku se regulační hydrogenerátor 4 vrací z vychýlené do . střední — . nulové polohy a otáčky rotačpího hydromotoru 5 a rychlost pojezdu se zmenšují. Zvýšený tlak je v tomto případě na straně vratné výkonové větve např. větve 8. Z hlediska realizace myšlenky vynálezu je závažné, že jak při překonávání odporů pojezdu, tak i při zpomalování .a brzdění je v jedné z výkonových větví 7, 8 hydraulického zařízení 1 zvýšený tlak — tlak vyšší než který je třeba k nouzovému řízení. Tomu napomáhá obvykle i ta okolnost, že hydraulické zařízení 1 pracuje obvykle s podstatně vyššími tlaky než hydraulické servořízení

3. Za . havarijního stavu hydrogenerátoru 16 poklesne . ve výtlačné větvi 19 před zpětným ventilem 20 tlak a pokles tlaku se signalizační větví 36 přenese i do ovládacího prostoru 33 .ventilu nouzového řízení 2. Tím se ventil nouzového řízení 2 . odjistí, takže otáčení odměrného hydrogenerátoru 27 . doprovázené zvýšením tlaku v jedné z řídících větví 29, 30 vyvolá přestavení rozváděče 21 i ventilu nouzového řízení 2 . proti tlačné pružině 38 z polohy 0 do polohy I. Tím se propojí tlaková větev 15 přes .odbočku výtlačné větve 19' s výtlačnou větví 19 v místě se zpětným ventilem 20. Část kapaliny z výkonové větve 7 nebo 8, ve které je právě vyšší tlak pak odbočuje přes zpětný ventil 14 či 14' a tlačnou větev 15 přes . ventil nouzového řízení 2 do výtlačné větve 19. Dále je kapalina rozváděna rozváděčem 21 k přímočarému hydromotoru 24 servořízení 3. Propojení hydraulického zařízení 1 pojezdu s hydraulickým servořízením 3 ' trvá jen po dobu otáčení volatnu 28 s odměrným hydrogenerátorem' 27; jakmile . ustane otáčení volantu 28, tlačná pružina . 38 vrátí ventil nouzového řízení 2 zpět do výchozí polohy 0, v níž se . popsané^propojení hydraulického zařízení 1 s hydraulickým' servořízením· 3 přeruší.

Hydraulické zařízení 1 s ventilem nouzového řízení 2 tak plní funkci náhradního zdroje servořízení 3.

Pokud . by relativně krátkodobé spojení hydraulického zařízení 1 s hydraulickým servořízením 3 (prostřednictvím . ventilu nouzového . řízení .2) vyvolávala v plnicí větvi . 10 hydraulického zařízení 1 . nedovolený pokles plnicího . tlaku, lze to odstranit .zvětšením hydraulického akumulátoru 13 připojeného k plnicí větvi 10 nebo tím, že kapalina z . rozváděče 21 . hydraulického servořízení 3 není vedena přímo do nádrže 18, ale ďo. plnicí větve 10 hydraulického zařízení 1.

Tak je tomu u alternativního provedení předmětu vynálezu podle obr. 2, které se od provedení podle . obr. 1 odlišuje odchylným provedením . ventilu nouzového řízení 2' a jeho zapojením ' mezi větve hydraulického zařízení 1 a hydraulického servořízení 3. Ventil nouzového řízení 2' . je zde zapojen nejen mezi tlakovou větev 15 hydraulického zařízení 1 a výtlačnou větev 19 hydraulického servořízení 3, ale . zároveň mezi odpadní . větev . 26, 26' hydraulického servořízení 3 .a plnicí větev 10 hydraulického, pohonu 1.

Při normální funkci hydraulického servořízení ' 3 ventil nouzového řízení .2 zaujímá polohu . 0, v níž rozděluje . tlakovou větev 15 a výtlačnou větev .19 a propojuje navzájem obě části odpadní větve 26, 26'.

Za havarijního stavu hydrogenerátoru 16 hydraulického servořízení 3 poklesne tlak ve výtlačné větvi 19 1 v signalizační větvi 36 a ventil nouzového řízení 2 se odjistí. Potom každé pootočení volantu 28 s odměrným hydrogenerátorem 27 přestaví ventil nouzového řízení 2 do polohy I, v .níž se propojí navzájem tlaková větev 15 s . výtlačnou větví 19 (za zpětným ventilem 20) a odpadní . větev 26 z . rozváděče . 21 s plnicí větví 10 hydraulického zařízení 1. Tím je zabezpečeno, že přibližně stejné množství kapaliny, . které tlakovou větví 15 odbočuje ze systému hydraulického zařízení 1 do servořízení 3 a umožňuje ovládat prostřednictvím volantu 35 s odměrným hydromo torem . 34 hydraulické zařízení 3 . se odpadní větví 26, .26' vrací do plnicí větve 10 hydraulického zařízení 1. Tím je zabezpečeno, že v plnicí větvi 10 nedochází ani krátkodobě k poklesu . plnicího tlaku . pod žádoucí . mez. Ventil nouzového řízení . 2 může být proveden ' a mezi větve . hydraulického zařízení 1 a hydraulického servořízení '' 3··. zapojen alternativně podle dílčího obr. . 2a. . Rozdíl .oproti provedení podle obr. 2 . je v tom, že k ovládacímu prostoru 33 nejsou připojeny řídicí větve 29, 30 a tlačná pružina 38' je . umístěna v ovládacím prostoru 33.

Na ventil nouzového řízení 2 působí . (zleva) v ovládacím .prostoru 34 tlak . panující ve výtlačné větví 19 . a v protilehlém ovládacím prostoru (vpravo) tlačná pružina 38'.

Je-li hydrogenerátor 16 provozuschopný a ve výtlačné větvi 19, ' její odbočce 19' a signalizační větvi 36 panuje tlak, nachází se . ventil nouzového řízení 2 ve výchozí poloze 0; za havarijního stavu hydrogenerátoru 16 poklesne . tlak .ve výtlačné větvi 19 a signalizační větvi 36 tlak a tlačná pružina 38' přestaví ventil nouzového řízení 2'' do pravé polohy I. Tím je zabezpečeno napájení servořízení 3 kapalinou z hydraulického zařízení . 1. . V tomto případě je účelné zařadit do tlakové větve 15 dvojcestný .stabilizátor průtoku 41, jako je tomu v provedení podle obr. 3.

Alternativní provedení podle obr. 2 je vhodné zejména pro hydraulická servořízení, .u . nichž rozváděč. 21 není ovládán prostřednictvím odměrného hydrogeinerátoru 27, . ale mechanicky od . volantu 28.

Obr. 3 představuje aplikaci předmětu vynálezu na hydraulické zařízení 1', uspořádané v otevřeném okruhu. Regulační hydrogenerátor 4 je sací větví 39 spojen s nádrží 18 a výkonovou větví 8 s rotačním hydrogenerátorem 5, který je výkonovou větví 7' spojen s nádrží 18. Ve výkonové větvi 7' je . zařazen řízený brzdicí ventil 40, řízený tlakem ve výkonové větvi 8. Řízený brzdicí ventil 40 reguluje odtok kapaliny z rotačního hydromotoru 5 při jeho zatížení negativními momenty, které nastávají např. při brzdění mobilního prostředku při jízdě po spádu. Je účelné do tlakové větve 15 vřadit dvojcestný stabilizátor průtoku 41, který .ohraničuje velikost průtoku z hydraulického zařízení 1' do hydraulického servořízení 3 během nouzového ' . řízení.

Funkce předmětu vynálezu podle .obr, 3 je obdobná popsané funkci vynálezu podle obr. 1.

Provedení předmětu vynálezu není vázáno jen na vyobrazená . provedení, ale může . být v celku i . v jednotlivostech provedeno odlišně. Předmět vynálezu je realizovatelný u jakýchkoliv systémů hydraulických servořízení i hydraulických pohonů . (pojezdu). Funkce předmětu vynálezu může být v některých případech upravena, nebo zlepšena . zařazením . redukčního ventilu ohraničujícího hodnotu . tlaku kapaliny vstupující do hydraulického servořízení 3 a stabilizátoru průtoku 41 omezujícího maximální hodnotu průtoku vstupujícího do hydraulického . servořízení 3 před ventil nouzového řízení 2, 2', 2'' do . tlakové větve 15 nebo . za něj do odbočky 19' tlakové větve . 19.

Claims

PŘEDMĚT

1. Náhradní zdroj . energie hydraulického . servořízení směru jízdy, sestávajícího z motoricky poháněného hydrogenerátoru, z hydromotoru ovládajícího řídicí mechanismus s řízenými koly a ze zařízení usměrňujícího a dávkujícího . kapalinu z hydrogenerátoru do hydromotoru v souladu . s ' povely zadávanými od volantu nacházejícího . se na mobilním prostředku, který je současně vybaven jiným, hydraulickým zařízením pracujícím současně s hydraulickým servořízením — hydraulickým pohonem pojezdu sestávajícího z motoricky poháněného hydrogenerátoru a · rotačního hydromoto-ru . spojeného s pojezdovými koly, vyznačující se tím,.že jen tvořen hydraulickým zařízením (1) a ventilem nouzového řízení (2, 2', 2), který je tlakovou větví (15), v níž je případně vložen stabilizátor průtoku (41) a redukční ventil, . a prostřednictvím zpětných ventilů (14, 14') napojen na výkonové větve (7, 7', 8) hydraulického zařízení (1) a dále je . ventil . nouzového řízení (2, 2', 2) prostřednictvím' odbočky (19'] napojen na výtlačnou větev (19) hydrogenerátoru (16) . v místě mezi zpětným ventilem (20) a rozváděčem [21] hydraulického servořízení (3) . a současně je ventil nouzového řízení (2, 2', 2] svým . ovládacím prostorem (34) prostřednictvím signalizační větve . (36), napojen na výtlačnou větev [19] v . .místě mezi. hydrogenerátorem (16) a zpětným . . ventilem (20).

VYNÁLEZU
2. Náhradní zdroj hydraulického servořízení směru jízdy podle bodu 1, vyznačující se tím, že ventil nouzového řízení (2, 2', 2) v poloze (I) propojuje tlakovou větví (15) výkonovou větev . (7, 7', 8) hydraulického zařízení (1) . s výtlačnou větví (19) hydrogenerátoru (16) hydraulického servořízení (3) a v poloze (0) tyto větve rozpojuje. _t
3. Náhradní zdroj hydraulického servořízení podle bodů 1, 2, . vyznačující se tím, že ventil nouzového řízení (2) spojuje v poloze (O), navzájem .obě části .odpadní větve (26, 26') rozváděče (3) a v poloze (I-) spojuje odpadní větev (26) . s plnící větví (10) hydraulického zařízení (1).
4. Náhradní zdroj hydraulického servořízení směru jízdy podle bodů 1, 2, 3, vyznačující se tím, že ventil nouzového řízení (2, 2', 2) má mimo ovládací prostor (34) . na své protilehlé . straně další ovládací prostor (33), přičemž . jeden z ovládacích prostorů [33, 34] je opatřen ^: tlačnou pružinou (38, 38').
5. Náhradní zdroj hydraulického servořízení směru . jízdy podle bodů 1, 2, 3 a 4 vyznačující se tím, že k ovládacímu prostoru (33) ventilu nouzového řízení (2, 2', . 2) jsou . připojeny řídicí větve (29, 30] vycházející z odměrného hydrogenerátoru (27) . hydraulického . servořízení (3).