RU2102268C1

RU2102268C1 - Wheeled vehicle steering hydraulic system

Info

Publication number: RU2102268C1
Application number: RU96110859A
Authority: RU
Inventors: С.Н. Макаров; С.В. Редчиц; В.А. Горячев
Original assignee: Военный автомобильный институт
Priority date: 1996-05-30
Filing date: 1996-05-30
Publication date: 1998-01-20

Abstract

FIELD: transport engineering; steering hydraulic systems. SUBSTANCE: hydraulic system has the following devices connected by hydraulic lines; tank, pump, two-and three-position distributors, two smooth engagement mechanisms, power cylinder connected with steering wheels, working fluid flow rate regulator. These devices of working fluid delivery from tank into working spaces of power cylinder and return of fluid into tank. System is made for operation under steerable wheel turning torque amplification conditions and their return into neutral condition. Hydraulic hammer appearing at changing the system over from turning torque amplification conditions into wheel return into neutral conditions is smoothed out by additionally provided smooth engagement mechanisms made in form of hydraulic restrictor, differential and check valves connected in parallel relative to each other. EFFECT: enlarged operating capabilities. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности, к гидравлическим системам рулевого управления колесных транспортных средств. The invention relates to the field of transport engineering, in particular, to hydraulic steering systems of wheeled vehicles.

Известна гидравлическая система рулевого управления колесного транспортного средства, содержащая бак, насос, распределитель, силовой цилиндр, работающая в режиме усиления поворачивающего момента на управляемых колесах и, за счет наличия дополнительных распределителей в режиме возврата управляемых колес из повернутого положения в нейтральное /патент РФ N 2059497, кл. B 62 D 5/06, 1995/. Known hydraulic steering system of a wheeled vehicle, containing a tank, pump, distributor, power cylinder, operating in the mode of increasing torque on the steered wheels and, due to the presence of additional valves in the mode of returning the steered wheels from the rotated position to neutral / RF patent N 2059497 , cl. B 62 D 5/06, 1995 /.

Недостатком известной гидравлической системы рулевого управления колесного транспортного средства является ее ударное переключение из режима усиления момента на управляемых колесах в режим возврата управляемых колес из перевернутого положения в нейтральное из-за резкого возрастания давления жидкости в рабочих полостях силового цилиндра, что приводит к ухудшению аргономичности и устойчивости колесного транспортного средства. A disadvantage of the known hydraulic system of steering a wheeled vehicle is its shock switching from the torque boost mode on the steered wheels to the steer-wheel return mode from the inverted position to neutral due to a sharp increase in fluid pressure in the working cavities of the power cylinder, which leads to a deterioration in argon and stability wheeled vehicle.

Изобретение направлено на устранение гидравлического удара в системе при переключении ее из режима усиления поворачиваемого момента на управляемых колесах в режим их возврата из повернутого положения в нейтральное, что приводит к улучшению эргономичности и устойчивости колесного транспортного средства. The invention is aimed at eliminating water hammer in the system when switching it from the mode of turning torque amplification on the steered wheels to the mode of their return from the turned position to the neutral one, which leads to improved ergonomics and stability of the wheeled vehicle.

Решение поставленной задачи достигается тем, что система снабжена дополнительно двумя механизмами плавного включения, каждый из которых представляет собой гидравлические дроссель, дифференциальный и обратный клапаны, соединенные параллельно между собой. The solution to this problem is achieved by the fact that the system is additionally equipped with two smooth-start mechanisms, each of which is a hydraulic throttle, differential and non-return valves connected in parallel with each other.

Заявляемая гидравлическая система рулевого управления колесного транспортного средства отличается тем, что в гидравлические цепи, связывающие рабочие полости силового цилиндра с насосом, последовательно включены по одному механизму плавного включения. Каждый из механизмов плавного включения представляет собой комбинацию гидравлических элементов: дросселя, дифференциального и обратного клапанов, соединенных параллельно между собой. The inventive hydraulic steering system of a wheeled vehicle is characterized in that the hydraulic circuits connecting the working cavities of the power cylinder to the pump are sequentially connected via one smooth switching mechanism. Each of the soft start mechanisms is a combination of hydraulic elements: a throttle, differential and non-return valves connected in parallel with each other.

При введении дросселя, дифференциального и обратного клапанов в указанной связи гидравлическая система колесного транспортного средства проявляет новые свойства в режиме возврата управляемых колес из повернутого положения в нейтральное. В частности, при введении дросселя и дифференциального клапана, нарастание давления в рабочих полостях силового цилиндра происходит постепенно, в зависимости от характеристик дросселя и дифференциального клапана. Обратный клапан способствует быстрому перетеканию рабочей жидкости из полости силового цилиндра в магистраль сплава. With the introduction of the throttle, differential and non-return valves in this connection, the hydraulic system of the wheeled vehicle exhibits new properties in the mode of returning the steered wheels from the rotated position to the neutral one. In particular, with the introduction of the throttle and differential valve, the pressure builds up in the working cavities of the power cylinder gradually, depending on the characteristics of the throttle and differential valve. The non-return valve facilitates the rapid flow of the working fluid from the cavity of the power cylinder into the alloy line.

На чертеже представлена схема гидравлической системы рулевого управления колесного транспортного средства. The drawing shows a diagram of a hydraulic steering system of a wheeled vehicle.

Гидравлическая система рулевого управления колесного транспортного средства содержит гидравлический связанный бак 1, насос 2, регулятор расхода рабочей жидкости 3, связанный линией управления с датчиком скорости 4, три двухпозиционных трехлинейных распределителя 5, 6, 7, связанных линиями управления с датчиком момента на рулевом колесе 8, трехпозиционный четырехлинейный распределитель 9, связанный кинематически с рулевым колесом 10, силовой цилиндр 11 и управляемыми колесами 12, трехпозиционный четырехпозиционный распределитель 13, связанный с линией управления с датчиком положения управляемых колес 14. The hydraulic steering system of a wheeled vehicle contains a hydraulic coupled tank 1, pump 2, a fluid flow regulator 3 connected by a control line to a speed sensor 4, three two-position three-way distributors 5, 6, 7 connected by control lines to a torque sensor on the steering wheel 8 , a three-position four-way distributor 9, kinematically connected to the steering wheel 10, a power cylinder 11 and steered wheels 12, a three-position four-position distributor 13, are connected a control line from the steering angle sensor 14.

Насос 2 соединен с баком 1 и с первой гидролинией одного из двухпозиционных распределителей 5, который своей второй линией соединен с первой линией трехпозиционного четырехлинейного распределителя 9, а третьей - с регулятором расхода рабочей жидкости 3. The pump 2 is connected to the tank 1 and to the first hydraulic line of one of the on-off valves 5, which is connected by its second line to the first line of the three-position four-line distributor 9, and the third to the regulator of the flow of working fluid 3.

Регулятор расхода рабочей жидкости 3 соединен с первой гидролинией трехпозиционного четырехлинейного распределителя 13, у которого вторая линия соединена с одноименной линией трехпозиционного четырехлинейного 9, а третья и четвертая линия связаны попарно с механизмами плавного включения 15 и 16. Механизмы плавного включения 15 и 16 представляющие собой комбинацию из гидравлических дросселя 17, дифференциального 18 и обратного 19 клапанов, соединенных параллельно между собой, соединены попарно со вторыми линиями двухпозиционных трехлинейных распределителей 6 и 7, у которых первые линии соединены с рабочими полостями силового цилиндра 11, а третьи соответственно с третьей и четвертой линиями трехпозиционного четырехлинейного распределителя 9. The fluid flow regulator 3 is connected to the first hydraulic line of the three-position four-line distributor 13, in which the second line is connected to the same-name line of the three-position four-linear 9, and the third and fourth lines are connected in pairs with the smooth switching mechanisms 15 and 16. The smooth switching mechanisms 15 and 16 are a combination of hydraulic throttle 17, differential 18 and non-return valves 19, connected in parallel to each other, are paired with second lines of two-position three-line distributors 6 and 7, in which the first lines are connected to the working cavities of the power cylinder 11, and the third, respectively, with the third and fourth lines of the three-position four-line distributor 9.

При повороте рулевого колеса 10 гидравлическая система работает в режиме усиления поворачивающего момента, передающегося от рулевого колеса 10, через рулевой механизм и рулевой привод на управляемые колеса 12. Усиление происходит за счет нагнетания рабочей жидкости в одну из полостей силового цилиндра 11, связанного кинематически с управляемыми колесами 12. При этом датчик момента на рулевом колесе 8 управляет двухпозиционными трехлинейными распределителями 5, 6 и 7 таким образом, что жидкость, нагнетаемая насосом 2 из бака 1, поступает в одну из полостей силового цилиндра 11, в зависимости от направления поворота, через распределитель 9, связанный кинематически с рулевым колесом 10, силовым цилиндром 11 и управляемыми колесами 12, минуя регулятор расхода рабочей жидкости 3 и механизмы плавного включения 15 и 16. When the steering wheel 10 is rotated, the hydraulic system operates in a mode of amplification of the turning moment transmitted from the steering wheel 10 through the steering mechanism and the steering gear to the steered wheels 12. Strengthening occurs by forcing the working fluid into one of the cavities of the power cylinder 11, kinematically connected to the steered wheels 12. At the same time, the torque sensor on the steering wheel 8 controls the two-position three-line distributors 5, 6 and 7 so that the fluid pumped by the pump 2 from the tank 1 enters one and from the cavities of the power cylinder 11, depending on the direction of rotation, through the distributor 9, kinematically connected with the steering wheel 10, the power cylinder 11 and the steered wheels 12, bypassing the flow rate controller 3 and the smooth switching mechanisms 15 and 16.

При отсутствии момента на рулевом колесе 10 система работает в режиме возврата управляемых колес из повернутого положения в нейтральное. Поворот управляемых колес в нейтральное положение происходит за счет подачи рабочей жидкости в ту полость сливного цилиндра 11, которая была соединена со сливной линией при повороте рулевого колеса 10. При этом датчики 8 и 14 момента на рулевом колесе 10 и положения управляемых колес таким образом управляют двухпозиционными трехлинейными распределителями 5, 6, 7, и трехпозиционным четырехлинейным распределителем 13, что рабочая жидкость, нагнетаемая насосом 2 из бака 1, поступает в одну из полостей силового цилиндра 11 последовательно через регулятор расхода рабочей жидкости 3, трехпозиционный четырехлинейный распределитель 13 и механизмы плавного включения 15 и 16. Механизмы плавного включения 15 и 16, представляющие собой гидравлические дроссель 17, дифференциальный 18 и обратный клапаны, соединенные параллельно между собой, обеспечивают постепенное нарастание давления в силовом цилиндре 11 в момент переключения системы из режима усиления поворачивающего момента на управляемых колесах в режим возврата их из повернутого положения в нейтральное. If there is no moment on the steering wheel 10, the system operates in the mode of returning the steered wheels from the turned position to the neutral one. The steering wheels are turned to the neutral position due to the supply of working fluid to the cavity of the drain cylinder 11, which was connected to the drain line when the steering wheel was turned 10. In this case, the torque sensors 8 and 14 on the steering wheel 10 and the positions of the steered wheels thus control two-position three-way valves 5, 6, 7, and a three-position four-way valve 13, that the working fluid pumped by the pump 2 from the tank 1, enters one of the cavities of the power cylinder 11 sequentially through the regulator a fluid flow rate regulator 3, a three-position four-way valve 13 and soft-start mechanisms 15 and 16. Soft-start mechanisms 15 and 16, which are a hydraulic throttle 17, a differential 18 and non-return valves connected in parallel with each other, provide a gradual increase in pressure in the power cylinder 11 at the moment of switching the system from the mode of amplification of the turning moment on the steered wheels to the mode of returning them from the turned position to the neutral one.

Вследствие того, что при переключении системы в режим возврата управляемых колес из повернутого положения в нейтральное, двухпозиционные трехлинейные распределители 6 и 7 связывают трехпозиционный четырехлинейный распределитель 13 с силовым цилиндром 11 таким образом, что рабочая жидкость нагнетается через механизмы плавного включения 15 и 16, двухпозиционные трехлинейные распределители 6 и 7 в ту полость силового цилиндра 11, которая при повороте рулевого колеса 10 сообщалась с силовой магистралью. В результате на входе и выходе механизмов плавного включения 15 и 16 образуется значительная разница давлений, порядка 7 8 МПа. Гидравлический дроссель 17 плавно выравнивает эту разницу, при достижении равенства давлений открывается дифференциальный клапан 18, после чего количество жидкости, нагнетаемой в рабочие полости силового цилиндра 11, контролируется регулятором расхода рабочей жидкости 3. Due to the fact that when the system is switched to the steering wheel return mode from the rotated position to the neutral position, the two-position three-way valves 6 and 7 connect the three-position four-way valve 13 to the power cylinder 11 so that the working fluid is pumped through the smooth switching mechanisms 15 and 16, two-position three-line distributors 6 and 7 into the cavity of the power cylinder 11, which when turning the steering wheel 10 was in communication with the power line. As a result, a significant pressure difference is formed at the inlet and outlet of the soft-start mechanisms 15 and 16, of the order of 7 8 MPa. The hydraulic throttle 17 smoothly equalizes this difference, when equal pressures are reached, the differential valve 18 opens, after which the amount of fluid pumped into the working cavities of the power cylinder 11 is controlled by the flow rate regulator of the working fluid 3.

Заявляемое изобретение позволяет устранить гидравлический удар в гидравлической системе рулевого управления при переключении ее из режима усиления поворачивающего момента на управляемых колесах в режим возврата их из повернутого положения в нейтральное, что обеспечивает улучшение эргономичности рулевого управления и устойчивости колесного транспортного средства. The claimed invention allows to eliminate water hammer in the hydraulic steering system when it is switched from the torque boost mode on the steered wheels to the mode of returning them from the rotated position to the neutral one, which improves the ergonomics of the steering and the stability of the wheeled vehicle.

Claims

A hydraulic system for steering a wheeled vehicle, comprising a pump connected by hydraulic lines directly to the tank, and to the power cylinder via two three-position four-way valves, one of which is kinematically connected to the steering wheel, power cylinder and steered wheels, and the other control line with a position sensor wheels, both distributors are hydraulically connected to the working cavities of the power cylinder by means of two two-position three-line distributors units connected by control lines with a torque sensor on the steering wheel, and with a pump and tank by means of a third two-position three-way valve, connected by a control line to a torque sensor on the steering wheel, and a fluid flow regulator connected by a control line to a speed sensor, characterized in that a three-position distributor connected by a control line to the position sensor of the steered wheels is hydraulically connected to two-position three-way valves by means of an additional soft-start mechanisms, which are a hydraulic throttle, differential and non-return valves connected in parallel with each other.