SU1558757A1 - Рулевое управление транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к машиностроению и может быть использовано дл  управлени  тихоходными транспортными средствами, например погрузчиками-экскаваторами. Цель изобретени  - улучшение управл емости и повышение надежности. Рулевое управление содержит блок 1 управлени , насосы-дозаторы 2 и 12, кинематически св занные с рулевым колесом 3, гидравлически - с гидродвигател ми 4 и 16 и через обратные клапаны 5,6,14,15 - с насосом 7. Гидродвигатели 4 взаимодействуют с дроссельными гидрораспределител ми 8 и 17, корпуса которых кинематически св заны с гидроцилиндрами 9 и 18 поворота колес 10 и 11, 19 и 20 переднего и заднего мостов. В гидролинии насос-дозатор 12 - гидродвигатель 16 установлен трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель снабжен фиксатором и датчиком среднего положени  колес 19 и 20. Фиксатор выполнен в виде подпружиненного гидроцилиндра 21, взаимодействующего роликом 23 с пазом 24 гидродвигател  16. Гидроцилиндр через двухпозиционный трехлинейных гидрораспределитель 25 соединен с насосом 7 и гидробаком 26. Датчик среднего положени  представл ет собой конечный выключатель 27, взаимодействующий с кулачком 28. В гидролини х управлени  колесами 10 и 11, 19 и 20 установлены гидрораспределители 29 и 30. Колеса 11, 19 и 20 кинематически св заны с датчиками 31-33 их углового положени . Блок 1 управлени  обеспечивает работу управлени  в трех режимах: транспортный режим (колеса 19 и 20 неподвижны), малый радиус поворота (колеса 10 и 11 поворачиваютс  в одну, а колеса 19 и 20 - в другую сторону), "краб" (все четыре колеса поворачиваютс  в одну сторону). 4 ил., 4 табл.

Description

Изобретение Относитс  к машиностро ению и может быть использовано дл  „ управлени  тихоходными транспортными средствами, например дл  управлени  погрузчиком, экскаватором.

Целью изобретени   вл етс  улучшение управл емости и повышение на- дежности.

На фиг. J представлена принципиальна  схема рулевого управлени ; на фиг. 2 - схема блока управлени/; на Фиг. 3 - схема соединени  первого или второго гидродвигател , выполненного в виде гидроцилиндра, с гидроцилиндром поворота1, на Фиг. 4 - схема соединени  первого или второго гидродвигател , выполненного в виде гидромото- pa, с гидроцилиндром поворота.

Рулевое управление транспортного средства содержит (Фиг.1) блок 1 управлени , насос-дозатор 2, кинематически св занный с рулевым колесом 3, а гидравлически - с гидродвигателем 4 и через обратные клапаны 5 и 6 - с насосом 7. Гидродвигатель 4 кинематически св зан с золотником дроссельного гидрораспределител  8, корпус которого кинематически св зан с гидроцилиндром 9 поворота колес 10 И 11 переднего моста транспортного средства. Рулевое колесо 3 кинематически св зано также с насосом-дозатором 12, соединенным с четырехлинейным трехпозиционным гидрораспределителем 13, а через обратные клапаны 14 и 15 - с насосом 7. Выход гидро-

5

Q

о

5 -Q

5

распределител  13 соединен с гидродвигателем 16, кинематически св занным с золотником дроссельного гидрораспределител  17, корпус которого кинематически св зан с гидроцилиндром 18 поворота колес 19 и 20 заднего моста.

Г идродвигатель 16 снабжен фиксатором среднего положени  колес 19 и 20, выполненным в виде гидроцилиндра 21 одностороннего действи  с пружиной 22. Шток этого гидроцилиндра при помощи ролика 23 взаимодействует с пазом 24 гидродвигател  16. Рабоча  полость гидроцилиндра 21 через двухпозиционный трехлинейный гидрораспределитель 25 соединена с насосом 7 и гидробаком 26. Гидродвигатель 16 снабжен датчиком среднего положени  колес 19 и 20 заднего моста, вы- - полненным в виде конечного выключател  27 и взаимодействующего с ним .кулачка 28.

В гидролинии насос-дозатор 2 - гидродвигатель 4 установлен двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 29, а в гидролинии насос-дозатор 12 - гидрораспределитель . 13 - двухпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель 30. Передний мост снабжен датчиком 31 углового положени  правого колеса 11, а задний мост датчиками 32 и 33 углового положени  левого 19 и правого 20 колес . Блок управлени  св зан с opra- I

нами 34-38 управлени  гидрораспределителей 29, 30, 13 и 25.

Блок 1 управлени  (фиг.2) содержит переключатель 39 режимов работы управлени  на один из трех режимов: Транспортный режим (поворачиваютс  только колеса 10 и 11), Малый рй диус поворота (колеса 10 и 11 поворачиваютс  в одну, а колеса 39 и 20 в другу сторону)s Краб (все четыре колеса поворачиваютс  в одну сторону элементы 40 и 41 сравнени  сигналов oLft jj., ,оЈ3/ , поступавших с датчиков 31-33 (фиг.1), устройство 42 (фиг.2) дл  визуального наблюдени  за установкой колес 19 и 20 (фиг.1) в среднюю позицию, выполненное, например, в виде электролампочки. Блок 1 уп- равлени  содержит также логический элемент И 43 (Фиг.2) и три логических элемента ИЛИ 44-46.

Элементы 40 и 41 сравнени  св заны с переключателем 40 режимов и датчиками 31-33 (фиг.1) углового положе- ни  колес 11, 19 и 20. Переключатель 39 (фиг.2) режимов св зан с органами 36 и 37 управлени  гидрораспределителем 13, через элемент ИЛИ 44 (фиг.2) - с органом 38 (фиг.1) управ- лени  гидрораспределителем 25, а через элемент И 43 (Фиг.2) - с указателем среднего положени  колес 19   20 (фиг.1). Выходы элементов 40 и 41 (фиг.2) сравнени  св заны с органами 34 и 35 управлени  гидрораспределителей 29 и 30 (Фиг.1) через элементы ИЛИ 45 и 46 (фиг.2). Датчик среднего положени  колес 1 9 и 20 (фиг.1) св зан с вторым входом элемента И 43 (фиг.2).

Гидродвигатель 16 (фиг.1) снабжен механизмом возврата колес 19 и 20 в среднюю позицию, выполненным в виде пружин 47 и 48, кинематически св занных с подвижным органом этого гидродвигател . Выходы насоса-дозатора 2 через обратные клапаны 49 и 50 св заны с рабочими полост ми гидроцилиндра 9 поворота, а насос 7 через обратный клапан 51 соединен с гидробаком 26. В линии нагнетани  насоса 7 установлены обратный 52, редукционный 53 и предохранительный 54 клапаны .

В качестве гидродвигателей 4 и 16 в управлении могут быть применены гидроцилиндр 55 (фиг.З) или гидромотор 56 (фиг.4) В первом случае шток

гидроцилиндра 55 может быть жестко закреплен при помопти хомута 57 к штоку 58 гидроцилиндра поворота и установлен в направл ющей 59, закрепленной к этому гидроцилиндру. Во втором случае к штоку 58 гидроцилиндра поворота жестко закреплен гидромотор 56, который кинематически, например , посредством рейки 60 взаимодействует с золотником дроссельного гидрораспределител  8 или 1 7 (фиг . 1) . Рейка 60 установлена в направл ющих 61-63 (фиг.4), жестко закрепленных к гидромотору 56 и гидроцшшндру. Паз 24 (фиг.1) в этом случае может быть выполнен на рейке 60 (фиг.4). Блок 1 управлени  может быть выполнен также в виде бортовой электронной вычислительной машины. Датчики 31-33 вырабатывают сигналы Jnn , cLjj . пропорциональные углам поворота колес 11, 19 и 20 от нейтрального по- На выходе переключател  39 блока 1 управлени  выраба- Х„ . X,. выходе

сигналы

ложени .

(фиг.2)

тываютс  сигналы Y

элементов 40 и 46

f 2. 5 3

сравнени  Y3

Z

Y4 , Yj-, элемента И 43 - сиг- элементов ИЛИ 44-46 - сигна- конечного выключател 

f , X.J-, Х ,

фиг.1) - сигнал X

Z дискретных

6

Сигналы Х могут принимать значени : 0 и 1.

Рулевое управление может быть собрано из стандартных узлов и деталей. Органы 34-38 управлени  гидрораспределител ми 29, 30, 13 и 25 могут представл ть собой электромагниты, датчики 31-33 углового положени  колес

И, Г9 и 20 - системы сельсин-датчик - сельсин-приемник. Элементы 40 и 41 сравнени  могут быть выполнены на базе суммирующих блоков аналоговой

вычислительной машины, выполн ющих операцию вычитани . Логические элементы И 43, ИЛИ 44-46 могут быть выполнены электрическими по известным схемам и выбраны стандартными. Эти

элементы реализуют логические функции И, ИЛИ, представленные в табл.1 и 2 соответственно.

Таблица 1

Элементы 40 и 4J сравнени  представл ют собой функциональные блоки, вырабатываемые сигналы при разрешаю- |0 щих сигналах Хд - 1 или Х 1 в зависимости от значени 

an

) °Цл

, , которые представлены в табл.3 и 4 соответственно.

Т а б л и и а 3

о

fin

3 «.„ 3л Wnn

Зп

Таблица 4

С целью обеспечени  безопасности движени  транспортное средство должно быть оборудовано устройствами, разрешающими выключение переключател  39 в положение Малый радиус поворо- та и Краб только при остановленном транспортном средстве или движении со скоростью, обеспечивающей безопасность движени . Переключатель 39 позвол ет переключать управление в режимы Малый радиус поворота и Краб только с положени  Транспортный режим при среднем положении колес переднего моста.

Рулевое управление транспортного средства работает следующим образом.

Работа управлени  может осуществл тьс  в трех режимах: Транспортный режим, Малый радиус поворота, Краб. Транспортный режим, при ко- тором колеса заднего моста установлены в средней позиции, используетс  при передвижении транспортного средства , например экскаватора-погрузчика , с объекта на объект. Режим Ма- лый радиус поворота, при котором колеса переднего и заднего моста поворачиваютс  в разные стороны, используетс  при работе, например, погруз0

,.

0

25

30

$ 40

45

CQ 5с чиком тти экскаватором дл  увеличени  маневренности в стесненных услови х, дл  движени  по малому радиусу пово- . рота. Режим Краб1 , при котором все колеса машины поворачиваютс  в одну сторону, может, например, использоватьс  при работе погрузчиком в режиме набора грунта в ковш, при установке машины вплотную к обочине, стене, дл  выполнени  работ экскаваторным оборудованием в услови х ограниченного пространства и др.

При работе в транспортном режиме управление транспортным средством осуществл етс  только за счет поворота колес 10 и 11 переднего моста. Переключатель 39 (фиг.2) режима .работы блока 1 управлени  устанавливают в положение Транспортный режим . Сигналы на выходе переключател  39 Yf 1, Хг X, О. Сигналы на выходе элементов 40 и 41 сравнени  Y2 Y3 Y Y.J- О (табл.3 и 4). Следовательно, на выходе логических элементов ИЛИ 44-46 вырабатываютс  Xf Уг Xf О (табл.2). Так как сигналы на органах 34-38 управлени  равны нулю, гидрораспределители 29 и 30 устанавливаютс  под действием пружин в левой (Фиг.1), гидрораспределитель 25 - в нижней, а 13 - в средней позици х. Насос 7 из гидробака-26 подает рабочую жидкость ,к дроссельным гидрораспределител м 8 и 17, насосам-дозаторам 2 и 12, гидродвигател м 4 и 16. Так как рабочие полости гидродв игател  16 через гид- рораспределитель 13 соединены между собой, под действием пружины гидродвигатель устанавливаетс  в позицию, соответствующую среднему положению колес 19 и 20. Гидродвигатель воздействует на золотник дроссельного гидрораспределител  17, в результате чего гидроцилиндр 18 устанавливает колеса 19 и 20 в среднее положение, гидроцилиндр фиксирует это положение гидродвигател  16, а конечный выключатель 27 подает сигнал Х6 1 на блок 1 управлени . Так как при этом сигнал Yf 1 (переключатель 39 ус- . тановлен в положение Транспортный режим, фиг.2), сигнал Z 1 (табл.1) подаетс  на устройство 42, разрешающее водителю транспортного средства движение в этом режиме.

При повороте рулевого колеса 3 (фиг.1), например, по часовой стрел

ке давление в правой (фиг.1) полости гидродвигател  4 возрастает, в резултате чего корпус двигател  4 начинает перемещатьс  вправо. Из левой полости гидродвигател  рабоча  жидкость подаетс  к насосу-дозатору,2. Гидродвигатель 4 через кинематическую цепь воздействует на золотник дроссельного гидрораспределител  8, в результате чего от насоса 7 жидкость подаетс  в поршневую полость гидроцилиндра 9, а из штоковой полости сливаетс  в гидробак 26. Колеса 10 и И поворачиваютс  вправо. При этом скорость движени  гидроцилиндра 9 поворота пр мо пропорциональна угловой скорости рулевого-колеса 1; Рабочие полости насоса-дозатора 12 через гидрораспределитель 13 соединены между собой. Редукционный клапан 52 настроен на заданное давление подпитки системы управлени , предохранительный клапан 54 защищает системы от перегрузки. При повороте рулевого колеса 3 против -часовой стрелки управление работает аналогично .

При работе управлени  в режиме :Малый радиус поворота переключа-

тель 39 (фиг.2) режимов блока J управлени  устанавливают в это положение с положени  Транспортный режим при предварительной установке колес переднего моста в среднее положение. На выходе переключател  39 (Фиг.2) режимов работы образуютс  сигналы Y, О, Хг 1 , Х3 0. Так. -как «Lna 3л , то сигналы на выходе элемента 40 сравнени  Yz Y - 0 {табл.3),

а так как

ходе

J

элемента

X, 0, то сигналы на вы

41 сравнени  Y,

V

0 (табл.4). Поэтому сигналы на выходе логических элементов ИЛИ 45 и

X - 0 (табл.2). Так как сиг1 , X 0, то на выходе ло46 Yf

налы X,j|

гического элемента ИЛИ 44 образуетс 

сигнал X. 1 (табл.2).

Сигнал X. 1 подает команду на орган 38 (фиг.1) управлени , который переключает гидрораспределитель 25 в верхнюю позицию. Рабоча  жидкость от насоса 7 через гидрораспределител 25 подаетс  в рабочую полость гидроцилиндра 21, в результате чего ролик 23 выходит из паза 24, обеспечива  возможность движени  гидродвигател  16. Одновременно сигнал X. 1 поступает на орган 36 управлени , который

5

Q

0

переключает гидрораспределитель 13 в правую (фиг.1) позицию. Поскольку сиг налы Х 0, гидрораспределители 29 и 30 установлены в левых позици х .

При повороте рулевого колеса 3, например , по часовой стрелке давление в правой (фиг.1) полости гидродвигател  4 и левой полости гидродвигател  16 возрастает, в результате чего корпуса этих -гидродвигателей начинают перемещатьс  соответственно вправо и влево. Из левой полости гидродвигател  4 и правой полости гидродвигател  |16 рабоча  жидкость подаетс  к насо- |сам-дозаторам 2 и 12. Гидродвигатели воздействуют на золотники дроссельных гидрораспределителей 8 и 17, в результате чего гидроцилиндры 9 и 18 поворачивают колеса 10 и 11 вправо, а колеса 19 и 20 - влево. Датчики 3133 подают сигналы ,Л.за

п

в элементы 40 и 41 сравнени 

5 (фиг.2) блока 1 управлени . Так как

Y4

сигнал У 0, то сигналы (табл.4) и в режиме Малый радиус поворота используютс  сигналы eLna

и J. 0

35

0

45

0

5

гп

поступающие с датчиков 31 и

33 (фиг.1) углового положени  колес 31 и 20. Если сигнал «I,,,, больше Л зп то на выходе элемента 40 сравнени  (фиг.2) вырабатываютс  сигналы Y} - 1 , Y3 О (табл.3), сигнал: на выходе логического элемента ИЛИ 45 Xj- 1 (табл.2). Сигнал Х 0, поскольку сигналы Yr 0 (табл.2). Сигна Ху 1 поступает к органу (фиг.) управлени , который переключает гидрораспределитель 29 в правую позицию. Гидродвигатель 4 останавливаетс -, поворот колес 10 и И прекращаетс , а колеса 19 и 20 продолжают поворачиватьс , пока не обеспечитс  равенство сигналов п„ иА3„ ,.„„ сЦл . Как только это равенство установитс , сигнал Y.f 0 и поворот всех колес осуществл етс  далее до положени  требуемого радиуса поворота.

Если сигнал at пп меньше сигнала , то (фиг.2) сигналы Y О,

(табл.3), g О, ХҐ 1

Xi (табл.2). На орган 35 (фиг.1) управ-,

лени  поступает сигнал Х 1 , гидрораспределитель 30 переключаетс  в правую позицию. Гидродвигатель 16 останавливаетс , поворот колес 19 и 20 прекращаетс , а колеса 10 и 11 продолжают поворачиватьс , пока сигналы о(

fln

.Ј

зп

11 Как

только это равенство установитс , сигналы YЈ Yj 0 (фиг,2, табл.3), сигнал Х4 0 и поворот всех колес осуществл етс  далее одновременно, до положени  требуемого радиуса поворота.

При работе управлени  в режиме Краб|: переключатель 39 (фиг.2) устанавливают в это положение с положени  Транспортный режим при предварительной установке колес переднего моста в среднее положение. На выходе переключател  39 образуютс 

сигналы Y

1

ot

О, X, О, У.

1 . Так

зп

i 3 то сигналы на выходе

Y, - О

элемента 41 сравнени  т., - ij- (табл.4), а так как Х 0, то сиг- калы на выходе элемента 40 сравнени  Y Ґ3 0 (табл.3), На выходе блока 1 управлени  вырабатываютс  сигналы X, Х3 1, Х2 Х 0. Гидрораспределитель 25 под действием сигнала Х 1 переключаетс  в верхнюю,

J5 го колеса 3. При этом рабоча  жидкость из гидробака 26 через обратный клапан 51, клапаны 5 и 6 поступит к гидродвигателю 4, а через клапаны 49 или 50 - непосредственно к поло20 ст м гидроцилиндра 9. Причем рабоча  жидкость будет поступать в гидроцилиндр Как через дроссельный гидрорас пределитель 8, так и через обратные клапаны 49 или 50, что увеличивает

30

а гидрораспределитель 13 под действи- 25 надежность работы управлени , ем сигнала X, 1 - в левую по схеме

Claims (4)

1. Рулевое управление транспортного средства, содержащее насос- дозатор, кинематически св занный с рулевым колесом и гидравлически соединенный с задающим органом, св занным с гидрораспределителем поворота,

который гидравлически соединен с гидроцилиндром поворота колес переднего моста, с насосом и с гидробаком , при этом насос-дозатор через обратные клапаны соединен с насосом,

и блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повы- шени  надежности работы и улучшени  управл емости, оно снабжено устройством поворота колес заднего моста,

выполненным в виде дополнительного насоса-дозатора, св занного с рулевым колесом и гидравлически соединенного с первой и второй лини ми трех- позиционного четырехлинейного гидрораспределител , а через дополнительные обратные клапаны - с насосом, треть  и четверта  линии гидрораспределител  соединены с дополнительным задающим органом, св занным с

дополнительным гидрораспределителем поворота, гидравлически соединенным с гидроцилиндром поворота колес, заднего моста, при этом задающие органы выполнены в виде гидродвигателей,

трехпозиционный четырехлинейный гидрораспределитель выполнен с возможностью соединени  его первой и второй линий, а также третьей и четвертой линий в нейтральной позиции, первой с третьей и второй с четвертой лини- г ми в одной его крайней позиции и первой с четвертой и второй с третьей лини ми в другой крайней позиции, а на гидродвигателе заднего моста установлен фиксатор среднего положени  колес, выполненный в виде подпружиненного гидроцилиндра, взаимодействующего с пазом на корпусе гидродвигател , полость со стороны, противоположной действию пружины через двух- позиционный трехлинейный гидрораспределитель , соединена с насосом и гидробаком .

2.Рулевое управление по п. 1, о отличающеес  тем, что в лини х, соедин ющих оба насоса-дозатора с гидродвигател ми переднего и заднего мостов, установлено по одному двухпозиционному четырехлинейному гидрораспределителю, в одной позиции соедин ющих насосы-дозаторы с гидродвигател ми, а в другой - соедин ющих полости насос-дозаторов между собой.

3.Рулевое управление по пп.1 и-2, отличающеес  тем, что оно снабжено датчиками углового положени  колес переднего и заднего мостов и датчиком среднего положени  колес заднего моста, а блок управлени  выполнен в виде переключател , соединенного с трехпозиционным четырехлинейным гидрораспределителем, выполненным с электроуправлением, через первый элемент ИЛИ - с двухпозици нным трехлинейным гидрораспределителем, через элемент И - с датчиком среднего положени  кол.ес заднего моста, входы элементов сравнени  соединены с датчиками углового положени  колес переднего и заднего мостов, а выходы элементов сравнени  через второй и третий элементы ИЛИ соединены с двух- позиционным четырехлинейным гидрораспределителем ,

20

5

0

4. Рулевое управление по пп.1-3, отличающеес  тем, что оно снабжено обратными клапанами аварийного управлени , один из которых установлен между напорной гидрелчч iei насоса и гидробаком с возможностью подачи рабочей жидкости от гидробака, а два остальных - между полост ми гидроцилиндра поворот  колес переднего моста и соответствующими гидролини ми насос-дозатора, причем оба они установлены с возможностью подачи рабочей жидкости в,соответствующую полость гидроцилиндра поворота .

Фие.2

Фие.З

Редактор л. Гратилло

Составитель В. Ионова Техред А.Кравчук

Заказ 809

Тираж 447

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

ФиеЛ

Корректор Н.Король

Подписное