SU1197945A1 - Гидравлическа система рулевого управлени транспортного средства - Google Patents

Abstract

I. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержаща  два независимых контура с двум  источниками энергии - первичным и аварийным, два кинематически св занных между собой гидроцилиндра и гидроуправл емый гидрораспределитель рулевого управлени , гидравлически соединенный с поршневыми полост ми двух гидроцилиндров, с гидронасосом и с гидробаком, причем гидролинии управлени  гидрораспределител  гидравлически соединены со штоковыми полост ми обоих гидроцилиндров и с гидрорулем, соединенным посредством напорной гидролинии с установленным в ней обратным клапаном, с аварийным источником энергии, отличающа с  тем, что, с целью повышени  надежности путем обеспечени  возможности управлени  транспортным средством в аварийном режиме, она снабжена дополнительной гидролинией 4, соедин ющей первичный 3 и аварийный 5 источники между собой, в которой последовательно установлены регул тор потока 14 и дополнительный обратный клапан 13 о возможностью перепуска рабочей жидкости от первичного источника, и предохранительным клапаном 26, установленным в гидролинии, соедин ющей аварийный источник энергии со сливом, лини  управлени  4 которого соединена с гидролинией , расположенной между первичным источником 3 и дополнительным обратным клапаном 13. 2.Гидравлическа  система по п. 1, отличающа с  тем, что аварийный источник 15 выполнен в виде гидронасоса 27, соединенного с ведущими колесами 28 транспортного средства. 3.Гидравлическа  система по п. 1, отлиi чающа с  тем, что аварийный источник 15 состоит из гидронасоса 27, соединенного (Л с электродвигателем 33, подпитываемым от аккумул торной батареи 34. 4.Гидравлическа  система по п. 1, отличающа с  тем, что аварийный источник 15 выполнен в виде гидравлического аккумул тора 35. 5.Гидравлическа  система по п. I, отличающа с  тем, что аварийный источник 15 выполнен в виде источника давлени  рабочей жидкости, св занного с ведущими косо ;о лесами транспортного средства. 6.Гидравлическа  система по п. I, отличающа с  тем, что она снабжена устройNt ством сигнализации 21. СП

Description

Изобретение касаетс  гидравлической системы рулевого управлени  с аварийным источником дл  управлени  направлением движени , прежде всего дл  мобильных средств и машин. Известна система рулевого управлени  транспортного средства, содержаща  два независимых контура с двум  источниками энергии - первичным и аварийным, два кинематически св занных между собой гидроцилиндра и гидроуправл емый гидрораспределитель рулевого управлени , гидравлически соединенный с поршневыми полост ми двух гидроцилиндров, с гидронасосом и с гидробаком, причем гидролинии управлени  гидрораспределител  гидравлически соединены со штоковыми полост ми обоих гидроцилиндров и с гидрорулем, соединенным посредством напорной гидролинии с установленным в ней обратным клапаном, с аварийным источником энергии (патент США № 3556242 кл. 180-79.2, 1971). Недостатком известной системы  вл етс  то, что аварийное управление реагирует очень медленно, чем основное. Цель изобретени  - повышение надежности путем обеспечени  возможности управлени  транспортным средством. Указанна  цель достигаетс  тем, что известна  система рулевого управлени  транспортного средства, содержаща  два независимых контура с двум  источниками энергии - первичным и аварийным, два кинематически св занных между собой гидроцилиндра и гидроуправл емый гидрораспределитель рулевого управлени , гидравлически соединенный с поршневыми полост ми двух гидроцилиндров , с гидронасосом и с гидробаком , причем гидролинии управлени  гидрораспределител  гидравлически соединены со штоковыми полост ми обоих гидроцилиндров и с гидрорулем, соединенным посредством напорной гидролинии с установленным в ней обратным клапаном, с аварийным источником энергии, снабжена дополнительной гидролинией, соедин ющей первичный и аварийный источники между собой, в которой последовательно установлены регул тор потока и дополнительный обратный клапан с возможностью перепуска рабочей жидкости от первичного источника, и предохранительным клапаном, установленным в гидролинии , соедин ющей аварийный источник энергии со сливом, лини  управлени  которого соединена с гидролинией, расположенной между первичным источником и дополнительным обратным клапаном. Кроме того, аварийный источник может быть выполнен в виде гидронасоса, соединенного с ведущими колесами транспортного средства, гидронасоса, соединенного с электродвигателем, подпитываемым от аккумул торной батареи, гидравлического аккумул тора или в виде источника давлени  рабочей жидкости, св занного с ведущими колесами транспортного средства, или а также может быть снабжена устройством сигнализации. На фиг. 1 изображена базова  схема расположени  элементов гидравлической системы рулевого управлени ; на фиг. 2 - гидравлическа  система, второй вариант; на фиг. 3 - то же, третий вариант; на фиг. 4 - то же, четвертый вариант. Гидравлическа  система рулевого управлени  (фиг. 1) состоит из основного контура 1 и вспомогательного контура 2. Основной контур 1 состоит из первичного источника 3, соединенного посредством напорной линии 4 с гидрораспределителем 5, соединенным при помощи исполнительных линий 6 и 7 с рабочими полост ми 8 и 9 (поршневыми ) гидравлических цилиндров 8 и 9 двойного действи , с помощью которых управл етс  механизмом 11 управлени , представленный на фиг. 1 двуплечим рычагом 1Г и управл емым колесом 12. Ответвлением 4 напорной линии 4, в которую включен обратный клапан 13 и регул тор 14 потока , первичный источник 3 соединен с впускным патрубком управл ющего блока 18. Дл  потребности предмета изобретени  под регул тором 14 расхода подразумеваетс  любой гидравлический элемент, управл ющий , ограничивающий или другим способом вли ющий на расход потока, направленный в управл ющий блок 18. На фиг. I (как регул тор 14 расхода), схематически изображен регулируемый дроссель. Вспомогательный контур 2 состоит из любого аварийного источника 15, соединенного посредством напорной линии 16 через обратный клапан 17 с ответвлением 4, ведущим от напорной линии 4 к выпускному патрубку управл ющего блока 18. Управл ющий блок 18, включающий дозирующий узел 18 и гидрораспределитель 18, соединен посредством управл ющих линий 19 и 20 с рабочими полост ми 8 и 9 (щтоковыми ) гидравлических цилиндров 8 и 9 и посредством ответвлений 19 и 20 управл ющих линий 19 и 20 - с управл ющими полост ми гидрораспределител  5, а входной вал управл ющего блока 18 снабжен управл ющим элементом 25 (рулевым колесом). К напорной линии 16 может быть параллельно присоединен разгрузочный клапан 26, управл емый давлением из напорной линии 4, подводимым к разгрузочному клапану 26 ответвлением 4. Дл  контрол  (работоспособности ) основного контура 1 могут быть применены обычные средства контрол  и сигнализации. С этой целью применен включатель давлени  22 (фиг. 1), соединенный посредством ответвлени  4 с напорной линией 4, который в зависимости от давлени  в напорной линии 4 зажигает или гасит контрольную лампу накаливани  24 или другое незарисованное устройство сигнализации . Электрическа  цепь выключател  давлени  22 включаетс  пр мо или непр мо выключателем зажигани  23 мобильного средства. Дл  простоты изображени  не зарисованы ни в основном контуре 1, ни во вспомогательном контуре 2 какие-нибудь пре дохранительные или другие клапаны, защищающие сервоуправление от перегрузки, потому что дл  объ снени  предмета изобретени  не имеют значени . Гидравлическа  система рулевого управлени  (фиг. 2) оборудована аварийным источником 15 в виде гидронасоса 27, приводимого от ходовых колес 28, соединенного трубопроводными лини ми 29 и 30 с блоком клапанов 31, обеспечивающим работу гидронасоса 27 во врем  реверсировани  направлени  вращени , т. е. при реверсировании направлени  движени  вперед - и назад. Блок клапанов 31 может иметь разнообразную компоновку. На фиг. 2 он состоит из четырех обычных обратных клапанов 32. В нагнетательную магистраль 16 включен двухходовой стабилизатор потока как регул тор расхода потока 14, ограничивающий суммарный поток жидкости из обоих источников - первичного 3 и аварийного 15 в управл ющий блок 18. Дл  функции гидронасоса 27 может использоватьс  гидромотор, например, зубчатый или поршневой , позвол ющий работу в обоих направлени х движени  (вперед и назад) мобильного средства. Выполнение остальных частей сервоуправлени  соответствует принципиальному выполнению на фиг. 1 и они имеют одинаковые условные обозначени . Гидравлическа  система рулевого управлени  (фиг. 3) снабжена аварийным источником 15 в виде гидронасоса 27, приводимого электродвигателем 33, питаемым от аккумул торной батареи 34 мобильного средства . Гидрораспределитель 5 позвол ет в своем среднем положении «О прекратить или дросселировать соединение напорной линии 4 со сливной линией 10. Электрическа  цепь включает выключатель давлени  22, выключатель зажигани  23 и контрольную лампу накаливани  24. Гидравлическа  система рулевого управлени  (фиг. 4) оборудована аварийным источником 15 в виде гидравлического аккумул тора 35, питаемого через обратный клапан 36 от напорной линии 4. Посредством двухпозиционного гидрораспределител  37, управл емого давлением в напорной линии 4 и ее ответвлении 4, гидравлический аккумул тор 35 соединен с напорной линией 16 и далее ответвлением 4 с управл ющим блоком 18. Притом гидрораспределитель 18 управл ющего блока 18 в своем среднем положении «О замыкает соединение ответвлени  4 со сливной линией 10. У всех вариантов исполнени  изобретени  могут быть распределительные щлицы центрирующей пружины и части гидрораспределител  5 и гидрораспределител  18 управл ющего блока 18 выполнены таким образом , что соединение напорной линии 4 со сливной линией 10 замыкает-гидрораспределитель 5 раньще, чем соединение напорной линии 4 со сливной линией 10 при помощи гидрораспределител  18 управл ющего блока 18. В варианте, изображенном на фиг. 3,  вл етс  выгодным проведение распределительных щлицов гидрораспределител  5 таким образом, чтобыв своем среднем положении «О замыкалось или дросселировалось соединение напорной линии 4 со сливной линией 10. В варианте, представленном на фиг. 4,  вл етс  выгодным, чтобы гидрораспределитель 18 управл ющего блока 18 в своем среднем положении «О замыкал соединение ответвлени  4 со сливной линией 10. Во врем  нормальной работы сервоуправлени  находитс  в действии первичный источник 3, питающий жидкость через напорную линию 4 в гидрораспределитель 5 и через ответвление 4 в управл ющий блок 18. Действием давлени  в ответвлении 4 открываетс  разгрузочный клапан 26 и тем самым аварийный источник 15 не находитс  под давлением. Действием давлени  в ответвлении 4 выключатель давлени  22 размыкаетс , так что контрольна  лампа накаливани  не светит. Если управл ющий элемент 25 находитс  в состо нии поко , то управл ющий блок 18 и гидрораспределитель 5 наход тс  в средних положени х, при которых подача к гидравлическим цилиндрам 8 и 9 замкнута, а положение механизма управлени  11 арретировано. Поворотом рулевого колеса - управл ющего элемента 25, например направо, управл ющий блок 18 перемещаетс  в положение «1, при котором жидкость протекает управл ющей линией 19 в рабочую полость 8 гидравлического цилиндра 8. Одновременно жидкость из управл ющей линии 19 действует на гидрораспределитель 5 и перемещает его в положение «1, в котором соедин етс  напорна  лини  4 с исполнительной линией 7 и жидкость течет в рабочую полость 9 гидравлического цилиндра 9. Жидкость, подведенна  в оба гидравлические цилиндры 8 и 9 перемещает их корпуса налево, а схематически изображенный механизм управлени  11 поворачиваетс  направо. Остановкой поворота рулевого колеса - управл ющего элемента 25 установитс  управл ющий блок 18 и его гидрораспределитель 18 (центрирующими пружинами ) в среднем положении, подвод жидкости в гидравлические цилиндры 8 и 9 прекратилс  и движение механизма управлени  11 остановитс . Ввиду того, что гидрораспределитель 5 частью или совсем замыкает соединение напорной линии 4 со сливной линией 10 раньще, чем гидрораспределитель 18 управл ющего блока 18 частью или совсем замыкает соединение ответвление 4 напорной линии 4 со сливной линией 10 и ввиду того, что поток жидкости

в управл ющий блок 18 ограничен регул тором расхода потока 14, нагружаетс  давлением в первую очередь основной контур 1 и только потом вспомогательный контур 2. При меньших сопротивлени х управлению . т. е. при рабочем режиме, преобладающем в управлении, практически нагружаетс  только основной контур 1, а вспомогательный контур 2 обеспечивает только передачу управл ющих команд и обратной св зи. Только при экстремальных значени х сопротивлений управлению, происход щих редко, вспомогательный контур 2 участвует в передаче энергии, требуемой дл  управлени .. Это в значительной степени способствует тому, что вспомогательный контур 2 сберегаетс  во врем  эксплуатации и, таким образом, создает естественный резерв дл  основного контура 1.

В случае прекращени  подачи жидкости от первичного источника 3 из-за его повреждени  или остановки ведущего двигател  мобильного средства или повреждени  исполнительных линий 6 и 7 падает давление в напорной линии 4, что про витс  тем, что разгрузочный клапан 26 закроетс  и выключатель давлени  22 отключитс , а контрольна  лампа накаливани  24 зажигаетс . Таким образом, все сервоуправление, включа  аварийный источник 15, автоматически приготовитс  дл  аварийного режима работы .

Если рулевое колесо - управл ющий элемент 25 находитс  в состо нии поко , то находитс  в покое и механизм управлени  11 и его положение арретировано. При повороте рулевого колеса управл ющего элемента 25, например направо, перемещаетс  управл ющий блок 18 в положение «1, и жидкость, притекающа  из аварийного источника 15 через напорную линию 16, ответвление 4, в управл ющий блок 18, из него оттекает через управл ющую линию 19 в рабочую полость 8 гидравлического цилиндра 8. Одновременно гидрораспределитель 5 пере мещаетс  под действием жидкости из управл ющей линии 19 в положение «1 так, что жидкость в неактивных рабочих полост х 8 и 9 может перемещатьс  и не преп тствует (не тормозит) действию жидкости, подводимой через управл ющую линию 19 в рабочую полость 8 гидравлического цилиндра 8, и повороту управл ющего механизма 11 направо.

Работа сервоуправлени  при повороте рулевого колеса - управл ющего элемента 25 налево  вл етс  такой же.

Сервоуправление в исполнении по фиг. 2 обеспечивает аварийное управление, пока мобильное средство движетс  вперед или назад . Скорость реакции аварийного управлени  пропорциональна скорости движени  мобильного средства, что в сущности отвечает требовани м к аварийному управлению. Преимуществом этого исполнени   вл етс  то, что действие аварийного управлени  не ограничено по времени.

Исполнение сервоуправлени  по фиг. 3 обеспечивает аварийное управление только до времени, когда произойдет разр д аккумул торной батареи 34, т. е. практически на врем  от дес ти секунд до одной минуты.

Сервоуправление в исполнении по фиг. 4 обеспечивает аварийное управление только во времени до опорожнени  гидравлического аккумул тора 35, т. е. обыкновенно только в течение нескольких секунд.

Аварийным источником 15 может служить кроме аварийных источников, указанных на фиг. 1-4, любой другой известный источник . Аварийным источником могут служить также гидростатический привод хода и клапан аварийного управлени , при помощи которого гидростатический привод присоедин етс  к сервоуправлению в случае повреждени  первичного источника 3. Аварийным источником может служить гидронасос, приводимый в действие маховиком и т. п.

Во врем  аварийного рабочего режима сервоуправлени  жидкость от аварийного источника 15 действует только в двух из четырех рабочих гидравлических цилиндров 8 и 9 и силовой эффект механизма управлени  11  вл етс  вследствие того низким. Даже этого пониженного силового эффекта хватит дл  преодолени  сопротивлений управлению во врем  движени  на автомобильной или временной дороге, потому что потребность в максимальном эффекте управлени , на которое решено сервоуправление, по вл етс  редко, главным образом, только при экстремальных рабочих услови х, когда не возникает необходимость применени  аварийного управлени . Если возникает необходимость повысить силовой эффект аварийного управлени  некоторых мобильных средств, возможно применить известные устройства , соедин ющие при чрезмерном повышении давлени  в некоторой из управл ющих линий 19 и 20 управл ющую линию 19 с исполнительной линией 7 и управл ющую линию 20 с исполнительной линией 6

Друга  указанна  действительность, про вл юща с  тем, что жидкость от аварийного источника 15 протекает только в рабочие полости 8 и 9 гидравлических цилиндров 8 и 9 очень положительно вли ет на ускорение или удлинение работы аварийного управлени  и таким образом устран ет недостаток известных сервоуправлений , сущность которого про вл етс  или относительно пониженной скоростью реакции или коротким временем действи  аварийного управлени . Это позвол ет даже в ограниченном пространстве и при минимальных расходах обеспечить максимально работоспособное аварийное управление.

Фие. 1

U/

/J

.//

р

г

I, /

20

Фиа. 5

Claims (6)

1. ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая два независимых контура с двумя источниками энергии — первичным и аварийным, два кинематически связанных между собой гидроцилиндра и гидроуправляемый гидрораспределитель рулевого управления, гидравлически соединенный с поршневыми полостями двух гидроцилиндров, с гидронасосом и с гидробаком, причем гидролинии управления гидрораспределителя гидравлически соединены со штоковыми полостями обоих гидроцилиндров и с гидрорулем, соединенным посредством напорной гидролинии с установленным в ней обратным клапаном, с аварийным источником энергии, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения возможности управления транспортным средством в аварийном режиме, она снабжена дополнительной гидролинией 4, соединяющей первичный 3 и аварийный 5 источники между собой, в ко торой последовательно установлены регулятор потока 14 и дополнительный обратный клапан 13 с возможностью перепуска рабочей жидкости от первичного источника, и предохранительным клапаном 26, установленным в гидролинии, соединяющей аварийный источник энергии со сливом, линия управления 4 которого соединена с гидролинией, расположенной между первичным источником 3 и дополнительным обратным клапаном 13.

2. Гидравлическая система по π. 1, отличающаяся тем, что аварийный источник 15 выполнен в виде гидронасоса 27, соединенного с ведущими колесами 28 транспортного средства.

3. Гидравлическая система по π. 1, отличающаяся тем, что аварийный источник 15 § состоит из гидронасоса 27, соединенного с электродвигателем 33, подпитываемым от / аккумуляторной батареи 34. '

4. Гидравлическая система по π. 1, отли- ζ чающаяся тем, что аварийный источник 15 выполнен в виде гидравлического аккуму- S лятора 35.

5. Гидравлическая система по π. 1, отличающаяся тем, что аварийный источник 15 выполнен в виде источника давления рабочей жидкости, связанного с ведущими колесами транспортного средства.

6. Гидравлическая система по π. 1, отличающаяся тем, что она снабжена устройством сигнализации 21.

>