SU1474016A1 - Система рулевого управлени автопоезда - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, в частности к рулевому управлению автопоездов или сочлененных автобусов, и может использоватьс  в конструкци х систем рулевого управлени  многозвенных транспортных средств. Целью изобретени   вл етс  улучшение маневренности автопоезда на переходных режимах криволинейного движени  путем регулировани  скорости поворота управл емых колес прицепного звена в зависимости от положени  колес т гача и копира. Система рулевого управлени  снабжена компенсирующим гидроцилиндром 8, соединенным с одной стороны с качающимс  рычагом 2 копира, механизмом регулировани  производительности насосной установки, св занным с компенсирующим гидроцилиндром (его штоком) с другой стороны, а также управл ющим гидроцилиндром 17, гидравлически управл емыми двухпозиционными 15, 16 и трехпозиционным 14 гидрораспределител ми. Сигналами управлени   вл етс  давление жидкости в гидроусилителе т гача, передаваемое в общую гидросистему через клапан 21 и гидролинию 39,и задающего гидроцилиндра 4, а также давление в гидролинии 41, св зывающей напорную полость силового гидроцилиндра 5 с соответствующей полостью гидроцилиндра 17. Дл  блокировки системы используетс  электроуправл емый двухпозиционный гидрораспределитель 33, установленный в магистрал х соедин ющих противоположные полости гидроцилиндра 8 через гидрораспределители 14 и 15 с полост ми гидроцилиндра 4. Гидрораспределитель 16, корпус которого св зан со штоком гидроцилиндра 17, служит дл  соединени  со сливом соответствующих гидролиний от гидрораспределител  14. 1 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, в частности к рулевому управлению автопоездов или сочлененных автобусов , и может использоватьс  в конструкци х систем рулевого управлени  многозвенных транспортных средств.

Цель изобретени  - уменьшение маневренности автопоезда на переходных режимах криволинейного движени  путем регулировани  скорости поворота управл емых колес прицепного звена в зависимости от положени  колес т гача и копира.

На чертеже показана принципиальна  схема системы рулевого управлени  автопоезда .

Система имеет копир 1, св занный с качающимс  рычагом 2 посредством ролика 3. Рычаг 2 шарнирно соединен со штоком задающего гидроцилиндра 4, гидравлически св занного с силовым гидроцилиндром 5 прицепного звена (условно показан один цилиндр ), который посредством рулевой трапеции 6, состо щей из шарнирно соединенных т г и рычагов, соединен с управл емыми колесами 7 (условно показано одно колесо).

С другой стороны рычаг 2 св зан с корпусом компенсирующего гидроцклиндра 8; который с противоположной стороны штоком соединен с органом 9 регулировани  производительности реверсивного объемного насоса 10. Параллельно последнему установлен насос 1 1 посто нной производительности. Насосы 10 и 11 образуют насосную установку и посредством обратного гидроклапана 12 и системы гидроклапанов 13 гидросистемы управлени  св заны с силовым гидроцилиндром 5. В общей гидросистеме рулевого управлени  имеетс  четырехлинейный трехпозиционный гидроуправл емый гидрораспределитель 14, первый двухпозиционный четырехлинейный гидроуправл емый гидрораспределитель 15 с подпружиненным корпусом и второй гидрораспределитель 16. Корпус гидрораспределител  16 св зан со штоком управл ющего гидроци- линдра 17, а гидролини ми - с одной стороны последовательно с регул тором 18, потока и гидроклапаном 19 пр мого действи  соедин ющим гидрораспределитель 16 с гидробаком через первую линию первой иизиции . С другой линией гидрораспределител  14 св зана гидросистема т гача и одновременно втора , разомкнута  в первой позиции лини  гидрораспределитсл  16 и подпружиненна  штокова  полость управл ющего гидроцилиндра 17, неподпружиненна 

5 штокова  полость которого соединена гидравлически со второй выходной линией гидрораспределител  16 и гидросистемой 20 управлени .

Система гидроуправл емых клапанов 13 обеспечивает работу насоса 10 при реверсировании его гидролиний, а гидросистема т гача соединена с указанной линией гидрораспределител  14 посредством гидроуправл емых клапанов 21, установленных в гидролини х от напорных полостей силового

5 гидроцилиндра усилител  рулевого управлени  т гача (на чертеже используетс  сокращенный термин «цилиндр) и работающих по принципу разности давлений. Гидроклапаны обеспечивают поток рабочей жидкости только от т гача. Полностью гидро0 система т гача ,не показана, поскольку общеизвестна и имеет гидроусилитель с обратной св зью.

Невосполнимые расходы рабочей жидкости в системе рулевого управлени  авто- 5 поезда отсутствуют, поскольку гидросистемы т гача и прицепного звена объединены в

общую систему, т. е. имеют общий гид- робак.

Гидрораспределитель 15 соединен с подпружиненными поршневыми полост ми гидроупоров 22 и 23, штоковые полости которых св заны с гидробаком. Это осуществл етс  с помощью общей гидролинии 24, св зывающей гидроупоры 22 или 23 с устройством переключени  гидрораспределител  15, установленного в гидролини х 25 и 26. При отсутствии воздействи  от гидро- упоров гидрораспределитель 15 за счет пружины удерживаетс  в позиции, показанной на чертеже.

Гидролинии 25 и 26 св зывают через открытые линии гидрораспределител  15 напорные полости задающего гидроцилиндра 4 с устройствами переключени  гидрораспределител  14.

Гидрораспределитель 14 своими выходными лини ми при помощи обратных гидроклапанов 27-30, установленных в параллельных ветв х, и гидродросселей 31 и 32, а также открытых линий четырехлинейного двухпозиционного электроуправл емого гидрораспределител  33 соединен с полост ми гидроцилиндра 8.

Механизм 9 регулировани  производительности объемного насоса 10 имеет поводок 34, который посредством т ги 35 соединен с коромыслом 36, имеющим пружины 37 и 38 раст жени , удерживающие его в нейтральном положении. Коромыс- ло 36 шарнирно соединено со штоком компенсирующего гидроцилиндра 8.

Дл  св зи гидроагрегатов системы рулевого управлени  автопоезда служат гидролинии 39-44. Причем гидросистема 20 содержит следующие гидроагрегаты: исполнительный гидроцилиндр 45, св занный штоком с одной стороны с пружинным стабилизатором , а с другой - через компенсатор (позиции условно не даны) с золотником управл ющего гидрораспределител  46. Пружинный стабилизатор служит дл  повышени  точности отслеживани  угла складывани  и облегчени  сцепки т гача и прицепного звена. Система 20 включает также два гидроуправл емых гидроклапана 47, установленных в напорных гидролини х, т. е. параллельных ветв х, св зывающих гидролинию 41 от управл ющего гидроцилиндра 17 и напорные полости силового гидроцилиндра 5 прицепного звена. Управл ющий гидрораспределитель 46 корпусом механически св зан с рычагом обратной св зи (ОС) рулевой трапеции 6 прицепного звена. Управление гидрораспределителем 46 обеспечиваетс  при помощи дистанционного привода с кинематической и гидравлической св зью, состо щей из задающего гидроцилиндра 4, исполнитель- ного гидроцилиндра 45, подпиточного устройства известной конструкции, и блоком ее гидроклапанов (не показаны). Система

5

0

5

55

5

0

45

50

имеет также предохранительные гидроклапаны общеизвестного исполнени . В системе 20 имеетс  также гидроклапан пр мого действи , соедин ющий соответствующие полости гидрораспределител  46 с гидробаком.

Система рулевого управлени  автопоезд;) работает в двух режимах.

В первом режиме электромагнит гидри- распределител  33 обесточен и он дитс  в позиции, в которую передвинут пружиной его корпус. При этом обе полости гидроцилиндра 8 закольцованы и отключены от подвод щих гидролиний, св зывающих этот гидроцилиндр с выходами гидрораспределител  14. При повороте автопоезда и перемещении рычага 2, перемещающего корпус гидроцилиндра 8, жидкость из одной его полости перетекает в другую, а коромысло 36 за счет пружин 37 и 38 удерживаетс  в нейтральном положении, а объемный насос 10 развивает нулевую производительность . При этом система рулевого управлени  автопоезда работает аналогично известным; поворот колес 7 прицепного звена осуществл етс  за счет силовых гидроцилиндров 5 и одного насоса 11 посто нной производительности, св занного через гидроклапан 12, гидролинию 42 и гидрораспределитель 46 с соответствующей полостью гидроцилиндра 5. При изменении угла складывани  автопоезда поворачиваетс  копир 1, перемещаетс  ролик 3 в его пазу, заставл   поворачиватьс  рычаг 2 и, следовательно, перемещатьс  шток задающего гидроцилиндра 4. В этом случае клапаны подпитки закрыты. Исполнительный гидроцилиндр 45 открывает гидрораспределитель 46, и рабоча  жидкость от насоса 11 поступает под давлением к силовым гидроцилиндрам 5, которые через систему рычагов и т г рулевой трапеции 6 поворачивают колеса 7. Последние при этом поворачиваютс  на соответствующий угол, при котором гидрораспределитель через обратную св зь приходит в исходное положение.

В пр молинейном движении электромагнит гидрораспределител  33 обесточен, насос 10 развивает нулевую производительность, а система 20 обеспечивает пр молинейное движение колес 7. Клапаны подпитки открыты , соедин   систему дистанционного привода с гидробаком. В этом случае возможные утечки пополн ютс , а рассогласование в действии задающего 4 и исполнительного 45 гидроцилиндров, которое могло произойти в результате утечек, устран етс  за счет пружины стабилизатора, привод щей шток гидроцилиндра 45 в нейтральное положение. При возникновении угла складывани  между т гачами и прицепным звеном клапаны подпиточного устройства закрываютс , отключа  систему дистанционного привода гидрораспределител  46 и поддержива  в его сливной гидролинии давление за счет наличи  гидроклапана пр мого действи , имеющего пружину .

Во втором режиме электромагнит гидрораспределител  33 включен, что может выполнить водитель при необходимости. Гидрораспределитель находитс  в позиции, приведенной на чертеже. Линии гидрораспределител  св зывают полости компенсирующего гидроцилиндра 8 с выходными гидролини ми гидрораспределител  14.

При входе автопоезда в поворот вначале поворачиваютс  колеса т гача и возрастает давление рабочей жидкости в силовом гидроцилиндре гидроусилител  т гача, величина которого пропорциональна моменту сопротивлени  повороту его колес. При этом открываетс  один из гидроклапанов 21, распростран   это давление на гидролинию 39. В первый момент колеса 7 прицепного звена еще движутс  пр молинейно, поэтому в напорной полости силового гидроцилиндра 5 давление жидкости практически отсутствует . Гидрораспределитель 46 находитс  в среднем положении, а поступающа  к нему по гидролинии 42 рабоча  жидкость от насосной установки проходит на слив через гидроклапан пр мого действи .

По мере поворота копира 1, например, против часовой стрелки шток задающего гидроцилиндра 4 перемещаетс  вправо, вытесн   за счет поршн  жидкость в гидролинии 44. В ту же сторону перемещаетс  и корпус компенсирующего гидроцилиндра 8. Гидролинии 44 за счет открытых пружиной линий гидрораспределител  15 соединены посредством гидролиний 25 и 26 с устройствами переключени  гидрораспределител  14. Последний передвигаетс  вправо в первую позицию с пр моточными лини ми и одновременно переключаетс  гидрораспределитель 46 за счет своего гидроцилиндра 45, обеспечива  проход жидкости от насосной установки к соответствующей полости силового гидроцилиндра 5 и поворот колес 7 прицепного звена. По гидролинии 39 гидросистема т гача св зана с гидросистемой прицепного звена. Пока давление жидкости, поступающей по гидролинии 41 при открытии гидроклапанов 47, недостаточно , чтобы передвинуть поршень гидроцилиндра 17, гидрораспределитель 16 находитс  в первой позиции, как показано на чертеже, а от силового гидроцилиндра гидроусилител  т гача рабоча  жидкость через соответствующий гидроклапан 21, гидролинию 39, открытую линию первой позиции гидрораспределител  14, гидроклапан 27, гидродроссель и открытый гидрораспределитель 33 поступает в левую полость компенсирующего гидроцилиндра 8. Поступающа  в гидроцилиндр 8 рабоча  жидкость при перемещении его корпуса вправо заставл ет с большей скоростью в ту же сторону перемещатьс  и его поршень и шток, поворачивающий коромысло 36. Вследствие этого объемный насос 10 развивает дополнительную подачу, заставл   поршень силового гидроцилиндра 5 также перемещатьс  с большей скоростью, чем при работе только одного насоса 11. При этом на переходных режимах криволинейного движени  колеса 7 прицепного звена поворачиваютс  быстрее, лучше отслежива  траекторию т гача, уменьша  поворотную ширину автопоезда и тем самым улучша  его маневренность. Из правой полости компенсирующего гидроцилиндра 8 по аналогичной цепочке гидроагрегатов, через гидролинии 40, первую линию первой позиции гидрораспределител  16, регул тор потока

5 и гидроклапан 19 пр мого действий жидкость поступает в гидробак. Регул тор 18 потока поддерживает определенный расход жидкости и, следовательно, заданную при его настройке скорость перемещени  штока компенсирующего гидроцилиндра 8, необходи0 мую по услови м эксплуатации автопоезда.

По мере входа автопоезда в поворот и уменьшени  радиуса поворота прицепного звена увеличиваетс  момент сопротивлени 

г повороту колес 7 и, следовательно, повышаетс  давление в напорной полости силового гидроцилиндра 5. При достижении некоторого рабочего давлени , превышающего усилие пружины, открываетс  один из клапанов 47 и жидкость из силового

0 гидроцилиндра 5 по гидролинии 41 под некоторым давлением поступает в подпружиненную полость управл ющего гидроцилиндра 17. Когда усилие от давлени  рабочей жидкости в неподпружиненной полости гидроцилиндра 7 больше суммар5 ного усили  пружины этого гидроцилиндра и усили  от давлени  жидкости в гидролинии 39, св занной с гидросистемой т гача , поршень гидроцилиндра 17 передвигаетс  и переключает гидрораспределитель 16 во вторую позицию. При этом ока® зываютс  попарно соединенными гидролинии 40, 41 и 39 с гидролинией, св зывающей гидрораспределитель 16 через регул тор 18 потока и гидроклапан 19 с гидробаком . Рабоча  жидкость от силового гидс роцилиндра 5 прицепного звена по гидролини м 41 и 40, через открытую линию первой позиции гидрораспределител  14, гидроклапан 28, гидродроссель 32 и открытую линию гидрораспределител  33 поступает в правую полость компенсирующего

50 гидроцилиндра 8, преп тству  ранее имеющемус  потоку жидкости. Поршень гидроцилиндра 8 при этом перемещаетс  влево, поворачива  коромысло 36 в противоположную сторону и уменьша  подачу дополнительного насоса 10. При установившемс 

55 по радиусу повороте автопоезда давление рабочей жидкости в напорных гидролини х силовых гидроцилиндров т гача и прицепного звена стабилизируетс , поршень

компенсирующего гидроцилиндра 8 занимает определенное положение, гидрораспределитель 46 за счет обратной св зи занимает нейтральное положение и соответствующий гидроклапан 47 закрываетс .

Отбор некоторой части рабочей жидкости от насоса гидроусилител  т гача компенсируетс  восполнением из общего гидробака , а маневренность т гача не уменьшаетс  за счет резервировани  по расходу насоса его гидроусилител .

Производительность объемного насоса 10 ограничена перемещением поводка 34 (может использоватьс , например, аксиально- поршневой насос с наклонным блоком цилиндров). Перемещение этого поводка ограничено гидроупорами 22 или 23. При взаимодействии поводка 34, например, с гидроупором 23 шток его перемещаетс , вытесн   жидкость в гидролинию 24, заставл   тем самым гидрораспределитель 1-5 перемещатьс  во вторую позицию, преодолева  сопротивление его пружины. При этом входные линии гидрораспределител  15, св занные с гидролини ми 44 задающего гидроцилиндра 4, оказываютс  запертыми, а выходные - закольцованными. Давление жидкости в управл ющих гидролини х 25 и 26 уравниваетс , поэтому гидрораспределитель 14 передвигаетс  в нейтральное положение.

При входе автопоезда в поворот и при изменении направлени  поворота, например , по часовой стрелке шток задающего гидроцилиндра 4 перемещаетс  влево, а работа гидросистемы при включенном электромагните гидрораспределител  33 и первой позиции гидрораспределител  15 аналогична .

При выходе автопоезда из поворота вначале увеличиваетс  радиус траектории поворота управл емых колес т гача, а затем и прицепного звена. Следовательно, вначале уменьшаютс  момент сопротивлени  повороту колес т гача и давление рабочей жидкости в его силовом гидроцилиндре. Копир 1 поворачиваетс  в противоположную сторону, чем при входе автопоезда в поворот. В ту же сторону, что и копир 1, поворачиваетс  рычаг 2, вызыва  соответствующее перемещение корпуса гидроцилиндра 8. Если копир поворачиваетс  по часовой стрелке, то давление рабочей жидкости, вытесн емой из задающего гидроцилиндра 4, передава сь по гидролинии 26, заставл ет гидрораспределитель 14 переместитьс  во вторую позицию (влево на чертеже). За счет разности давлений гидроклапаны 21 закрыты, а гидрораспределитель 16 находитс  во второй позиции за счет давлени  рабочей жидкости , распростран емого через открытый гидроклапан 47 и гидролинию 41 на неподпружиненную штоковую полость управл ющего гидроцилиндра 17. Гидролинии 41 и 40

соединены, а жидкость из напорной полости силового гидроцилиндра 5 прицепного звена через реверсивную линию второй позиции гидрораспределител  14 и груп- пу указанных гидроагрегатов поступает в левую полость компенсирующего гидроцилиндра 8, заставл   его поршень перемещатьс  вправо навстречу ходу корпуса этого гидроцилиндра. Из правой полости гидроцилиндра 8 жидкость по известной цепочке гидроагрегатов, через гидролинии 39, вторую линию второй позиции гидрораспределител  16, регул тор 18 потока и гидроклапан 19 пр мого действи  поступает в гидробак. В зависимости от относительных

5 скоростей перемещени  поршн  и корпуса компенсирующего гидроцилиндра 8 можно добитьс  увеличени  производительности насосной установки за счет дополнительной подачи объемного насоса 10. В результате возросшей производительности колеса 7 при0 цепного звена быстрее стрем тс  в состо ние , соответствующее пр молинейному движению автопоезда.

Водитель может вмешиватьс  в процесс 5 управлени , обесточива  электромагнит гидрораспределител  33. При наличии приводов управлени  можно регулировать проходные сечени  гидродросселей 31 и 32 и регул тора 18 потока. Это можно обеспечить и путем применени  автоматизированных 0 систем управлени . Работоспособность системы обеспечиваетс  тем. что в параллельных гидролини х, например, 44, 25 и 26 жидкость находитс  в замкнутых объемах.

Claims (2)

1. Система рулевого управлени  автопоезда , состо щего из т гача и прицепного звена, содержаща  гидроусилитель т гача с силовым цилиндром, копир, качающийс  рычаг, кинематически св занный одновременно с копиром и штоком задающего гидроцилиндра, соединенного своими полост ми при помощи гидролиний управлени  с исполнительным гидроцилиндром прицепного звена, шток которого с одной

стороны св зан с пружинным стабилизатором , а с другой - с управл ющим гидрораспределителем, соединенным гидролини ми с насосом посто нной производительности , гидробаком через гидроклапан пр мого действи  и силовым гидроцилиндром прицепного звена, св занным с системой рычагов поворота его колес, отличающа с  тем, что, с целью улучшени  маневренности автопоезда на переходных режимах криволинейного движени  регулировани  скорости поворота управл емых колес прицепного звена в зависимости от положени  колес т гача и копира, она снабжена компенсирующим и управл ющим гидроцилиндрами, четыре.хлинейным двухпозиционным электроуправл емым сидрораспределителем с пружиной его возврата во вторую позицию, двум  четырехлинейными двухпозиционными гидроуправ- л емыми гидрораспределител ми, первый из которых выполнен с пружиной его возврата в первую позицию, а второй корпусом св зан с управл ющим гидроцилиндром, выполненным с подпружиненной штоковой полостью со стороны этого гидрораспределител , четырехлинейным трехпозиционным гидроуправл емым гидрораспределителем, двум  гидроупорами и дополнительным объемным насосом переменной производительности , соединенным гидролини ми с установленными в них гидроуправл емыми гидроклапанами с напорной гидролинией насоса посто нной производительности, компенсирующий гидроцилиндр своим подвижным корпусом шарнирно св зан с качающимс  рычагом копира, а штоком с противоположной стороны - с органом регулировани  производительности дополнительного объемного насоса переменной производительности , взаимодействующим в крайних положени х с гидроупорами, напорные полости которых св заны общей управл ющей гидролинией с устройством переключени  первого четырехлинейного двухпо- зиционного гидроуправл емого гидрораспределител , установленного в гидролини х управлени  четырехлинейного трехпозицион- ного гидрораспределител , соединенных с гидролини ми управлени  исполнительным гидроцилиндром прицепного звена и св зывающих напорные полости задающего гидроцилиндра с устройствами переключени  четырехлинейного трехпозиционного гидроуправл емого гидрораспределител , в свою очередь входными гидролини ми с одной стороны св занного с первой входной гидролинией второго четырехлинейного двух- позиционного гидрораспределител , а с другой - одновременно со второй гидролинией упом нутого двухпозиционного гидрораспределител , подпружиненной штоковой полостью его управл ющего гидроцилиндра и с напорными полост ми силового гидроцилиндра гидроусилител  т гача, причем второй четырехлинейный двухпозиционный гидроуправл емый гидрораспределитель в первой позиции выполнен с первой проходной и второй разомкнутой лини ми, а во второй - с реверсивно расположенными лини ми, четырехлинейный трехпозиционный гидроуправл емый гидрораспределитель выполнен в нейтральной позиции с закольцованными выходными и запертыми входными лини ми, а в крайних - с реверсивным расположением линий во второй позиции и с проточным расположением линий в первой позиции, первый четырех

линейный двухпоз иционный гидроуправл емый гидрораспределитель выполнен с проходными лини ми в первой подпружиненной позиции, запертыми входными и закольцованными выходными лини ми во второй его позиции, четырехлинейный двухпозиционный электроуправл емый гидрораспределитель , установленный в параллельных гидролини х, соедин ющих обе полости компенсирующего гидроцилиндра с выходными лини ми упом нутого четырехлинейного трехпозиционного гидроуправл емого гидрораспределител , выполнен с проходными лини ми в первой позиции, запертыми входными и закольцованными, выходными

лини ми во второй позиции, причем в каждой упом нутой параллельной гидролинии установлен гидродроссель, своим входом и выходом св занный с параллельно и противоположно установленными двум  обратными гидроклапанами, второй четырех0 линейный двухпозиционный гидроуправл емый гидрораспределитель в первой позиции первой линией посредством гидролинии с установленными последовательно регул тором потока и гидроклапаном пр мого действи  соединен с гидробаком, а второй - с гидролинией, гидравлически св зывающей штоковую полость управл ющего гидроцилиндра и напорные полости силового гидроцилиндра прицепного звена, причем упом нута  гидролини  также имеет паQ раллельные ветви с размещенными в каждой из них гидроуправл емыми гидроклапанами , снабженными подпружиненными корпусами с гидроуправлением от напорных полостей силового гидроцилиндра прицепного звена, а упом нута  св зь четырехли5 нейного трехпозиционного гидроуправл емого гидрораспределител  с напорными полост ми силового гидроцилиндра гидроусилител  т гача выполнена посредством общей гидролинии также с установленными в параллельных ветв х гидроуправл емыми

0

по разности давлении гидроклапанами.

2. С.истема по п. 1, отличающа с  тем, что механизм регулировани  производительности дополнительного объемного

насоса выполнен в виде механических т г, коромысла, подпружиненного с двух сторон пружинами и имеющего опору в средней части, и поводка, взаимодействующего в крайних положени х с одним из гидроупоров , а сами гидроупоры выполнены в виде гидроцилиндров и снабжены подпружиненными поршн ми, штоки которых выполнены с возможностью взаимодействи  с упом нутым поводком, а поршневые полости соединены в общую гидролинию управлени  первым четырехлинейным двухпозиционным гидрораспределителем.