SU1572902A1 - Гидравлическое двухступенчатое устройство управлени сервомотором транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гидравлическому двухступенчатому устройству управлени  сервомотором дл  транспортных средств. Цель изобретени  - повышение точности срабатывани . Гидравлическое двухступенчатое устройство управлени  сервомотором, предназначенное к управлению транспортными средствами и питаемое совместно с дальнейшим гидромотором от общего гидронасоса. Все функции - направление, усиление потока и торможение отрицательной нагрузки - обеспечены малым количеством деталей с относительно малыми утечками, дросселированием жидкости и максимальной рабочей надежностью. Этого достигаетс  тем, что гидрораспределитель, усилитель потока и дроссели объединены в один конструктивный узел. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение используетс  в гчдравли ческом двухступенчатом устройстве управлени  сервомотором, предназначенным дл  управлени  транспортными средствами

Известно гидравлическое двухступенчатое устройство управлени  сервомотором транспортного средства, содержащее управл ющий гидрораспределитель с дозировочным насосом, св занный с рабочим гидрораспределителем , включающим усилитель потока, насос, соединенный с управл ющим гидрораспределителем, рабочим гидрораспределителем и дополнительным потребителем через делитель и сервомотор (проспект фирмы Danfoss, Дани , 1979)

Цель изобретени  - повышение точности срабатывани 

Указанна  цель достигаетс  тем, что рабочий гидрораспределитель выполнен трех- позиционным семилинейным гидроуправл е- мым, перва  лини  которого соединена с первой линией делител  потока, втора 

и треть  линии - с первой и второй лини ми управл ющего гидрораспределител , выполненного четырехлинейным, четверта  и п та  линии рабочего гидрораспределител  св заны с сервомотором, а шеста  и седьма  - с гидробаком, управл ющие его линии соединены с его второй и третьей лини ми, при этом в первой позиции золотника рабочею гидрораспредслител  перва  и втора  линии соединены с четвертой , а п та  - с седьмой, во второй позиции все линии заперты, а в третьей - четверта  лини  соединена с шестой, а перва  и треть  с п той, причем рабочий гидрораспределитель выполнен с двум  усилител ми потока и фоссел ми, расположенными по обе стороны золотника и двум  сигнальными каналами, соединенными с управл ющими лини ми

Кроме этою, каждый силшель потока1 выполнен в виде радиальных отверстий и выемок переменною сечени  на поверхности

сл vj

Ю

золотника, соединенных попарно и еоогвет- Ственно с четвертой и п той лини ми рабочего распределител .

Делитель потока может быть выполнен и виде трехлинейного днухнолиционного гидроуправл емого разделител  с подпружиненным золотником, одна управл юща  цини  которого, расположенна  со стороны Дружины, соединена посредством сдвоенного обратного клапана с второй и третьей лини ми рабочего гидрораспределител . а противоположна  управл юща  лини  с пер- в.ой линией делител  потока.

В сигнальной линии можег быть уста- |нов.пено сопло, а к управл ющей линии делител  потока, расположенной со стороны пружины, подключен перепускной кл пам. На фиг. I изображена схема устрой- стиа; на фиг. 2вариант устройства с

регулируемым гидронасосом; на фт Л на- риат устройства с управл емым блоком с сигнальным каналом; на фиг. 4 управл ющий рабочий гидрораспределитель, сечение .

Гидравлическое двухступенчатое устрой- ,сгво управлени  сервомотором, предназначенное дл  направленного управлени  транспортными средствами (фиг П состш из управл ющей ступени I, содержащей управл ющий распределитель 2 и сопр женный с ним дозировочный насос 3, снабженой рулевым колесом 1 и из рабочей 11, содержащей рабочей гидрораснредели- тель 12 и делитель 35 потока Управл ющий распределитель 2 имеет напорную 5 и сливную 6 линии и пару управл ющих линий 7, 7. Гидрораспределитель 12 рабочей ступени 11 включает усилители 13, 13 потока, и дроссели Hi, 1б и образует один золотниковый узел, в котором наход тс  управл ющие сечени  14, 14 и рабочие сечени  15, 15. Обе ступени: управл юща  1 и рабоча  1 1 вместе с возможным вторичным потребителем 31, представл емым вторичным распределителем 32 и вторичным гидромотором 33, питаютс  от общего гидронасоса 34 через делитель 35 потока. Делитель 35 потока посредством насосной линии 36 соединен с насосом 34, первичным выходом 37 с подвод щей линией 17 рабочей ступени 11 и ответвлением подвод щей линии 17 с входной линией 5 управл ющей ступени 1 и вторичным выходом 39 с вторичным потребителем 31. Управл юща  полость 40 с пружиной 4 делител  35 потока сое- динена посредством сигнальной линии 42. в которой находитс  сопло 43, при помощи сдвоенного обратного клапана 44 с обеими управл ющими лини ми 8, 8 и противоположна  управл юща  полость 35 соединена подвод щим ответвлением 38 с первич ным выходом 37. К пружинной управл ющей полости 40 может быть подключен

пени

малогабаритный перепускной клапан 46, ограничивающий давление в управл ющей полости 40, и тем тоже в первичном входе 37. Сливна  лини  47 управл ющей сту- сливна  лини  48 гидрораспределител  12, сливна  лини  49 перепускного клапана 46 делител  35 потока и сливна  лини  50 вторичного гидрораснреде- лител  32 ведутс  в гидробак 51. Делитель 35 потока имеет дроссели 52 и 53, которые дел т и направл ют поток из насосной линии 36 в первичный выход 37 и вторичный выход 39. Гидравлическое двухступенчатое устройство управлени  сервомотором по фт. 2 отличаетс  от исполнени  по ) фиг. 1 тем, что взамен гидронасоса 34 с посто нным геометрическим объемом здесь применен регулируемый гидронасос З4 с переменным геометрическим объемом и гидро- распредслитель 32 вторичного потребител  ЗГ имеет вдобавок сигнальную линию 54. 0 Управл ющее устройство 55 регулируемого гидронасоса 34 соелинено посредством управл ющей линии 56 и сдвоенного обратною клапана 57 как с сигнальной линией 42, так и с сигнальной линией 54 Гидравлическое г двухступенчатое устройство управлени  сервомотором по фиг. 3 отличаетс  от исполнени  по фиг I тем, что управл ющий гидро- рас пределитоль 2 управл ющей ступени Г имеет вдобавок п тый сигнальный канал 22, соединенный сигнальной линией 42 через соп- 0 ло 43с пружинной управл ющей полостью 40 На фиг. 4 схематически изображено гидравлическое устройство управлени  сервомотором 21 в правом рабочем положении R с рабочей ступенью 11, изображенной в продольном сечении. Рабоча  степень 11 создает один 0 конструктивный блок с корпусом 24, в верхней части которого расположен гидрорас- иределитель 12 и в нижней части делитель 35 потока. Из многих возможных конструктивных вариантов гидрораспределител  12 0 здесь изображен вариант с асимметрическим расположением каналов, который позвол ет вместе с делителем 35 создать компактный блок с особенно короткими каналами и малым габаритом. Основной частью гидрораспределител  12  вл етс  Ь золотник 23, вокруг которого наход тс  в корпусе 24 кольцевые выемки 417, 418, 419, 419 которые соединены и функционально совпадают с подвод щей 17 и сливной 18 лини ми и лини ми 19, 19 потребител . Золотник 23 в обоих направлени х центри- 0 рован одной пружиной 26 с двум  тарелками 62 и болтом 63, соединенным с золотником 23. Концы золотника 23 закрыты крышками 64 и 65, замыкающими управл ющие полости 25, 25 Подвод ща  лини  17 в корпусе 24 продолжаетс  радиаль- 5 ными отверсти ми продольным отверс тием 17 в золотнике 23. Управл ющие сечени  .14, 14 исполнены как местные выемки переменного сечени  на поверхности

золотника 23 на внешних сторонах обоих кольцевых выемок 419, 419 Управл ющие сечени , выполненные в виде выемок 14, 14 посто нно соединены посредством управл ющих линий 8, 8 с управл ющими лини ми 7, Т управл ющей степени 1. Рабочие сечени  исполнены как радиальные отверсти  15, 15 веденные из продольного концентрического канала 17 на поверхность золотника 23 тока по внешним сторонам обоих кольцевых выемок 419, 419. Дроссели 16, 16(отрицательной нагрузки) исполнены как наклонные дросселирующие сечени  416, 416 на поверхности золотника 23 на внутренних сторонах обоих кольцевых выемок 419, 419 что значит по сторонам кольцевой выемки 418, соединенной со сливной линией 18. Кольцевые выемки 419, 419 сое- динены посредством линий 19, 19 потребител  с сервомотором 21. На поверхности золотника 23, на внешних сторонах обоих кольцевых выемок 419, 419 наход тс  еще местные выемки 429, 429, посто нно соединенные при помощи сигнальных каналов 29, 29 с управл ющими полост ми 25, 25/Золотник 23 имеет в отношении к корпусу 24 радиальную направл ющую (штифт или другой элемент), чтобы исключить возможность его перемещени  в корпусе 24. Основным зтементом делител  35 потока  вл етс  золе гни к делител  61 в отверстии 60 корпуса 24, вокруг которого наход тс  кольцевые выемки 437 и 439. При этом кольцева  выемка 437 св зана и функционально совпадает с первичным выходом 37, из которого ведетс  подвод щий канал 17 н его ответвление 17 Кольцева  выемка 439 св зана и (функционально) совпадает с вторичным выходом 35. Золотник делител  61 имеет среднюю кольцевую выемку 66, котора  св зана с насосной линией 36. По сторонам кольцевой выемки 66 золотника делител  61 наход тс  дросселирующие прорези 452, 453, которые вместе со стенами кольцевых выемок 437/439 образуют дроссели делител  потока 52, 53 (фиг. 1-3). Отверстие 60 закрыто левой 71 и правой 72 крышками, закрывающими пружинную управл ющую 40 и противоположную управл ющую 45 полости. Управл ющие линии 8, 8 посредством несложного , например, шарикового сдвоенного обратного клапана 44 и сигнальной линии 42, содержащей сопло 43, соединены с пружинной управл ющей полостью 40. В левой крышке 7 встроен малогабаритный перепускной клапан- 46, состо щей из корпуса с пружиной, соединенный при помощи входного отверсти  с пружинной полостью 40 и сливной линией 49 с баком 51.

Если рулевое колесо 4 остаетс  неподвижным , то управл ющий гидрораспределитель 2 находитс  в среднем положении О, в котором соедин ет обе управл ющие линии 7, 7 со сливной линией 6. Вследствие

10

этого давлени  в управл ющих лини х 8, 8 и с ними соединенных управл ющих полост х 25, 25 наход тс  в равновесии и рабочий гидрораспределитель 12 под дей- 5 ствием центрирующих пружин 26. 26 занимает свое среднее положение 0, в котором подвод ща  17 и сливна  18 линии и линии 19, 19 потребител  и сигнальные каналы 29, 29 взаимно отделены. Таким  вл етс  положение сервомотора 21, управл ющего арретированным механизмом управлени  (не поканан). В пружинной управл ющей полости 40 делител  35 потока, соединенной посредством сигнальной линии 42, сдвоенного обратного клапана 44, управл ющих 5 линии 8, 8 и управл ющего гидрораспределител  2 со сливной линией 6 имеетс  низкое сливное давление. С помощью давлени  в противоположной управл ющей полости 45, соединенной подвод щим ответвлением 438 с первичным выходом 37, удер- 0 жнваетс  делитель 35 потока против усили  пружинь 41 в положении 0, в котором весь поток, питаемый гидронасосом 34, протекает вторичным выходом 39 к вторичному потребителю 31. При повороте рулевого 5 колеса 4 направо переместитс  управл ющий гидрораспределитель 2 в положение R (фиг. I и 4). при этом дозировочный насос 3 получает жидкость из подвод щего ответвлени  17 дозирует ее, и транспортирует управл ющей линией 7 и управ- 0 л ющей линией 8 в левую управл ющую полость 25 гидрораспределител  12 и далее через сдвоенный обратный клапан 44 и сигнальную линию 42 в пр жинную управл ющую полость 40 делител  35 потока. Затем гидрораспределитель 12 переместитс  з положение 5 R и делитель потока в положение I. Жидкость из гидронасоса 34 течет из первичного выхода 37 делител  35 потока в обе степени 1 и 11 управл ющего устройства сервомотора 21 и избыток течет вторичным выходом 39 к вторичному потребителю 31. Управл ющий поток а, дозируемый дозировочным насосом 3 и транспортируемый управл ющими лини ми 7 и 8, протекает управл ющим сечением 14 с величиной проточной поверхности о в канал потре- 5 бигел  19 кольцевой выемкой 419. Приблизительно одновременно открываютс  рабочие сечени  15 относительно капала потребител  19 (его кольцевой выемки 419) с общей проточной поверхностью А, которыми из подвод щего канала 17 радиального от- 0 версти  17 продольного концентрического канала 17 течет рабочий поток Q. Управл ющий а н рабочий Q потоки соедин ютс  в канале потребител  19 (кольцевой выемке 419) и образуют общий ноток Qm Q-{-a. поступающий в сервомотор 21. Приблизительно одновременно с ифавл ю- шими выемками 14 и радиальными отверсти ми 15 моментально подключаетс  посредством сигнального канала 29 (его местной

0

5

выемки 429 в золотнике 23) выходна  управ л юща  полость 25 к линии 19 потребител  (429) Из линии 19 потребител  выходит пренебрежительно малый сигнальный поток Qx, мгновенна  величина которого определена величиной дроссельной заслонки 27 и мгновенным давлением в линии 19 потребител  Укачанным способом передаетс  давление - нагрузка в выходную управл ющую полость 25, и потому давление во входной управл ющей полости 25 и входной управл ющей линии 8 должно быть большим, чтобы преодолеть воздействие центрирующей пружины 26(или 26 фиг 4) и воздействие гидродинамических сил всех потоков жидкости на золотник 23 Делитель 35 потока - его золотник 61 - управл етс  с правой стороны давлением из подвод щей линии 17, 17 с левой стороны давлением из входной управл ющей линии 8 или 8. Делитель 35 потока независимо от нагрузки - давлени  в сервомоторе 21 - и от давлени  во вторичном потребителе 31 раздел ет общий поток из гидромотора 34 на поток в обе ступени 1, 11 гидравлического двухступенчатого устройства управлени  и на поток к вторичному потребителю 31 При этом гидравлическое двухступенчатое устройство управлени  имеет всегда полный приоритет. Пружина 41 и частично тоже гидродинамические силы, действующие на золотник 61 делител  35 потока, определ ют т н пред- включающее давление Р„, те перепад давлени , на который давление в первичном выходе 37 (подвод щем канале 17 или 1/) выше, чем давление в сервомоторе 21 Часть этого предвключающего давлени  Pv в каналах и лини х между первичным выходом 37 и сервомотором 21 тер  етс  в управл ющих выемках 14, 14 и радиальных отверсти х 15, Ь . Так как каналы и линии, которыми протекает управл ющий поток а, обыкновенно. % значительной степени различные относительно каналов, которыми протекает рабочий поток Q,  вл етс  перепад давлени  (x) в управл ющих выемках 14, 14 обыкновенно различным в сопоставлении с перепадом давлени  (x) в радиальных сечени х 15, 15. В известных устройствах поэтому вклю- ,чен в путь не менее одного из потоков a, Q, обычно рабочего потока Q балансирный клапан, который выравнивает перепады давлени  перед управл ющими и рабочими сечени ми на одинаковое значение Так как балансирный клапан повышает требовани  к пространству и заготовительным затратам и губит часть энергии давлени , которую возможно использовать более рационально, он не включен в устройство Посто нный коэффициент 1 пропорциональности рабочего потока Q и управл ющего потока  .,

или г- 9г посто нна  здесь доказыва- б(х/

етс  тем, что проточные поверхности (А,В) радиальных отверстий 15, 15 и проточные поверхности (а, Ь) управл ющих выемок 14, 14х приспособлены перепадам давлений

Рв и Рв, которые возникают в них во врем  эксплуатации, или тоже коэффициентам потока указанных сечений Обозначени  (А, а, а) относ тс  к сечени м радиальному отверстию и выемке 15 14 - левого

конца золотника 23 гидрораспределител  12 и обозначени  В,Ь,$ относ тс  к радиальному отверстию выемке 15, 14 - правого конца золотника 23 гидрораспределител  12 Указанные отношени  возможно описать следующим образом.

АУ5 п0сто нНа  1. Qa h.

0 где iu if - коэффициенты пропорциональ

ноети потока,

А - мгновенна  проточна  поверхность радиальных отверстий 15; 8 - мгновенна  проточна  оверхносгь рабочих сечений 15,

5 а - мгновенна  проточна  поверхность 14;

Ъ - мгновенна  проточна  поверхность выемок 14

Рад перепад давлени  - в радиальных отверсти х 15;

0 Pfo перепал давлени  в радиальных отверсти х 15

Pqa - перепад давлени  в управл ющих выемках 14;

Рчь - перепад давлени  в управл ющих выемках 14; 5К -- коэффициент потока радиальных

отверстий 15, 15

k - коэффициент потока управл ющих выемок 14, 14

Предлагаемое устройство можно выпол- 0 нить только с разным числом или разной величиной радиальных отверстий 15 на левой стороне против радиальных отверстий 15, на правой стороне гидрораспределител  12 приспособить разным геометрическим объемам и объемам хода при использо- 5 вании пр молинейного сервомотора 2 с односторонним штоком. Например, в сервомоторе со штоком „диаметром d половинного диаметра цилиндра D, где возможно отношение поверхностей и объемов описать следующим образом

D2- ()П 0,

tL

можно в гидрораспределителе 12 образо- 5 вагь например, на правой рабочей стороне 4 радиальные отверсти  15 и на левой стороне образовать 3 радиальные отверсти  15 и тем обеспечить одинаковое число оборотов рулевою колеса направо и налево.

При движении направо жидкость с правой (выходной) стороны сервомотора 21 нагнетаетс  линией 19 потребител  через дроссель 16 гидрораспределител-  12 в сливной канал 18. Размеры проточной поверхности (C,D) дросселирующих сечений дросселей 16, 16 уместно определены относительно проточных поверхностей (А,В,а,Ь) радиальных отверстий 15, 15 и управл ющих выемок 14, 14 и проточна  поверхность откры- ваетс  приблизительно одновременно с ними. При положительной нагрузке, т.е. против направлени  движени  сервомотора 21, дросселирующее действие дросселей 16, 16 относительно малое. При отрицательной нагрузке, т.е. в направлении движени  сер- вомотора 21, давление в подвод щей управл ющей линии 8, (80 и соответствующей управл ющей полости 25, (251) несколько ниже , чем при положительной нагрузке, следовательно , золотник 23 меньше отклонен от среднего положени . В результате этого дроссель 26 (26) на стороне истока из сервомотора 21 меньше открыт и поток вытекающей жидкости более дросселирован. Функци  золотника 23 в этом случае одинакова , как функци  обратного клапана, управл емого давлением. Ввиду того, что все функции: распределение жидкости, усиление потока, перенос сигнала нагрузки и дросселирован..  истечени  из сервомотора 21 обеспечиваютс  единственным золотником 23, в корпусе 24 проход т все регули- ровочные процессы (реагоны, выбеги) без нарушающих временных опозданий.

Предлагаемое устройство вследствие этого также мало склонно к нестабильной колебательной работе.

Предлагаемое устройство по фиг. 2 рабо- тает аналогично устройству по фиг. 1 с различием: если не работает ни сервомотор 21, ни вторичный потребитель 33, то находитс  в обеих сигнальных гидролини х 42, 54 низкое сливное давление, вследствие того регулируемый гидронасос 34 перестав- лен на малый геометрический объем, требуемый дл  компенсации утечек жидкости из системы. Если работает один из потребителей: сервомотор 21 или вторичный гидромотор 33, регулируемый гидронасос установитс  на геометрическом объеме, отвечающем потреблению жидкости работающим потребителем. Если работают оба потребител  одновременно, установитс  регулируемый гидронасос 34 при помощи сигнала высшего давлени  из сигнальной гид- ролинии 42 или 54 на потоке, отвечающем потреблению обоих потребителей и делите,- лем 35 потока разделитс  этот поток пропорционально требовани м потребителей. Регулируемый гидронасос 34 работает с давлением более нагруженного потребител . Устройство по фиг. 3 работает аналогично работе устройства по фиг. 1,только с тем различием, что сигнал дл  управлени  делителем 35 поток а потребл етс  из п того сигнального канала 22 управл ющей степени 1 Предлагаемое устройство может быть выполнено другим способом.

Например, сигнал дл  управлени  делителем 35 потока не должен поступать из управл ющих линий через сдвоенный обратный клапан 44, но можно его получить пр мо из гидрораспределител  12 кромками золотника 23. Компоновка каналов и сечений рабочей ступени может быть исполнена другим способом. Сигнальные каналы 29, 29 впадающие в выемки 429, 4291, могут быть изготовлены с относительно большими допусками, не оказыва  вли ни  на (управл ющую ) функцию.

Claims (6)

1. Гидравлическое двухступенчатое устройство управлени  сервомотором транспортного средства, содержащее управл ющий гидрораспределитель с дозировочным насосом, св занный с рабочим гидрораспределителем , включающим усилитель потока , насос, соединенный с управл ющим гидрораспределителем, рабочим гидрораспределителем и дополнительным потребителем через делитель, и сервомотор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности срабатывани , рабочий гидрораспределитель выполнен трехпозиционным семилинейным гидроуправл емым, перва  лини  которого соединена с первой линией делител  потока, втора  и треть  линии - с первой и второй лини ми управл ющего гидрораспределител , выполненного четырехлинейным , четверта  и п та  линии рабочего гидрораспределител  св заны с сервомотором , а шеста  и седьма  - с гндробаком, управл ющие его линии соединены с его второй и третьей лини ми, при этом в первой позиции золотника рабочего гидрораспределител  перва  и втора  линии соединены с четвертой, а п та  - с седьмой, во второй позиции все линии заперты, а в третьей - четверта  лини  соединена с шестой, а перва  и треть  - с п той, причем рабочий гидрораспределитель выполнен с двум  усилител ми потока и двум  дроссел ми , расположенными по обе стороны золотника, и двум  сигнальными каналами, соединенными с управл ющими лини ми.

2.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что каждый усилитель потока выполнен в виде радиальных отверстий и выемок переменного сечени  на поверхности золотника , соединенных попарно и соответственно с четвертой и п той лини ми рабочего распределител .

3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что делитель потока выполнен в виде трехлинейного двухпозиционного гидроуправ- л емого распределител  с подпружиненным золотником, одна управл юща  лини  которого , расположенна  со стороны пружины, соединена посредством сдвоенного обратного клапана с второй и третьей лини ми рабочего гидрораспределител , а противоположна  - с первой линией делител  потока.

4. Устройство по п. I, отличающеес  тем, что делитель потока выполнен в виде трехлинейного двухпозиционного гидроуправл е- мого распределител  с подпружиненным золотником, одна управл юща  полость которого , расположенна  со стороны пружины,

соединена посредством сигнальной линии с сигнальным каналом управл ющего гидрораспределител , а противоположна  управл юща  лини  - с первой линией делител  потока.

5.Устройство по пп. 2 и 3, отличающеес  тем, что в сигнальной линии установлено сопло.

6.Устройство по пп. 2 или 3, отличающеес  тем, что к управл ющей линии делител  потока, расположенной со стороны пружины подключен перепускной клапан.

11 .Ј.

Г