SU1710420A1 - Система рулевого управлени транспортного средства - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к системам рулевого управлени  транспортных средств. Цель изобретени  - улучшение управл емости. Система содержит насос 1, предохранительный клапан 2, гидробак 3, устройство 4 ручного управлени , содержащее гидравлический рулевой механизм (ГРМ) 5, распределительное устройство которого механически св зано с рулевым колесом 6, а также усилитель 1 потока, гидроуправл е- мый напорный клапан 8, четырехлинейный электрогидравлический усилитель 9 пропорционального действи , напорна  гидролини  которого соединена с выходом насоса, клапан ИЛИ 10, гидрозамок 11, гидроцилиндр 12 поворота, датчики траектории движени  13, положени  штока гидроцилиндра поворота 14, крена 15 и усилитель 16. Дл  улучшени  показателей качества регулировани  автомата вождени  выходы гидрозамка дополнительно сообщены гидролини ми 27 и 28 с полост ми гидроцилиндра 12 поворота. Дл  обеспечени  коррекции траектории движени  в режиме автоматического вождени  за счет поворота рулевого колеса рабочие гидролинии 24 и 25 сообщены с входами дополнительного клапана ИЛИ 29, выход которого гидролинией 30 сообщен с полостью управлени  дополнительного двухпозиционного 'гидроклапана 31, в одной из рабочих позиций которого выход 18 насоса 1 сообщен с напорной линией четырехлинейного электрогидравлического усилител  пропорционального действи , а в другой выход 18 насоса 1 разобщен с напорной линией указанного усилител . Во врем  работы системы распределительное устройство ГРМ 5 посредством рабочих гидролиний 24 и 25 может сообщатьс  с входами гидрозамка (вместо усилител  7 потока), выходы которого сообщены с полост ми гидроцилиндра 12 поворота. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.-,^ЁОJb.hO О

Description

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению, конкретно к гидроприводам рулевого управлени  транспортных средств, в частности колесных.

Целью насто щего изобретени   вл етс  улучшение управл емости транспортного средства.

На фиг. v1 приведена принципиальна  структурна  схема предложенной системы;

на фиг. 2 - схема системы, реализующей режим ручного вождени ; на фиг, 3 - то же в режиме автоматического вождени .

Система рулевого управлени  содержит насос 1, предохранительный клапан 2, гид- 5 робак 3, устройство 4 ручного управлени , содержащее гидравлический,рулевой механизм 5, распределительное устройство которого механически св зано с рулевым колесом 6, а также усилитель 7 потока, гид- 10 роуправл емый напорный клапан 8, четырехлинейный электрогидравлический усилитель 9 пропорционального действи , клапан ИЛИ 10. гидрозамок 11, гидроцилиндр 12 поворота, датчики траектории дви- 15 жени  13, положени  штока гидроцилиндра поворота 14, крена 15 и усилитель,16.

Гидравлический рулевой механизм 5 сообщен напорной гидролинией 17 черезгидроуправл емый напорный клапан 8 с 20 выходом 18 насоса 1 и сливной гидролинией 19 с гидробаком 3.

Усилитель 7 потока гидролинией 20 соединен со сливной гидролинией 19, гидролинией 21 -свыходом 18насоса, гидролини ми 25 22 и 23 - с полост ми гидроцилиндра 12 и рабочими гидролини ми 24 и 25 - с гидравлическим рулевым механизмом 5.

Датчики 13,14 и 15 электрически соединены через усилитель 16с входами управлени  30 четырехлинейного электрогидравлического усилител  9 пропорционального действи , перва  лини  которого соединена с выходом 18 насоса, втора  -со сливной гидролииией 19, а треть  и четверта  - с входами клапана ИЛИ 35 10 и входами гидрозамка 11, а лини  управлени  26 гидроуправл емого напорного клапана 8 соединена с выходом клапана ИЛИ 10.

В нейтральной позиции четырехлинейного электрогидравлического усилител  9 40 пропорционального действи  его втора , треть  и четверта  линии соединены между собой, а в одной из рабочих позиций перва  лини  соединена с третьей, а втора  - с четвертой, а в другой позиции перва  лини  45 соединена с четвертой, а втора  - с третьей.

Выходы гидрозамка 11 гидролини ми 27 и 28 сообщены с полост ми гидроцилиндра 12 поворота.

На фиг. 2 и 3 рабочие гидролинии 24 и 50 25 сообщены с входами дополнительного клапана ИЛИ 29. выход которого гидролинией 30 сообщен с полостью управлени  дополнительного двухпозиционного гидроклапана 31. в одной из позиций которого 55 выход 18 насоса 1 сообщен с первой линией четырехпозиционного электрогидравлического усилител  пропорционального действи , а в другой выход 18 насоса 1 разобщен с первой линией, указанного усилител . В

системе может быть установлен дополнительный гидрозамок 32.

При работе системы в режиме ручного управлени  питание усилител  16 выключено .

При этом перва  лини  четырехлинейного электрогидравлического усилител  9 пропорционального действи , сообщенна  с выходом 18 насоса 1,.заперта. При отсутствии управл ющих воздействий на рулевом колесе 6 полости гидроцилиндра 12 поворота заперты усилителем поток или гидрозамком устройства 4 ручного управлени . При этом рабоча  жидкость через гидроуправл емый напорный клапан 8 и гидравлический рулевой механизм 5 по гидролинии 19 поступает в гидробак 3.

При повороте рулевого колеса 6 в какую-либо сторону гидравлический рулевой механизм 5 подает рабочую жидкость по рабочим гидролини м 24 или 25 к усилителю 7 потока (фиг. 1 и 2), гидроуправл емый гидрораспределитель которого под действием перепада в гидролини х 24 смещаетс , и рабоча  жидкость по гидролинии 21 подводитс  по одной из гидролиний 22 или 23 к одной из полостей гидроцилиндра 12 поворота , друга  полость которого через вторую из гидролиний 22 или 23 сообщена гидролини ми 20 и 19 с гидробаком 3. Происходит поворот колесной машины. В случае, если вместо усилител  потока используетс  гидрозамок 32 (фиг. 3). подвод рабочей жидкости и слив в гидробак эеализуютс  через гидравлический рулевой механизм 5. в остальном принцип работы аналогичен ранее рассмотренному.

При работе в данном режиме управлени  должна сохран тьс  пропорциональность между скоростью поворота рулевого колеса и скоростью перемещени  штока гидроцилиндра поворота, кинематически св занного с механизмом поворота машины .

Наличие дополнительного клапана ИЛИ 29 (фиг. 2 и 3) приводит к смене рабочих позиций дополнительного двухпозиционного гидроклапана 31 в моменты поворота рулевого колеса, что не оказывает вли ни  на процесс вождени  в режиме ручного управлени .

Работа автомата вождени  в режиме аварийного управлени  сводитс  к следующему .

Питание усилител  16 выключено.

Подача рабочей жидкости в полости гидроцилиндра осуществл етс  с помощью гидравлического рулевого механизма 5, гидромотор которого в этом случае работает как насос, вращение которого осуществл етс  через вал рулевого колеса. Рабоча  жидкость к гидравлическому рулевому механизму поступает через обратный клапан гидролинии слива. Гидролини  21 заперта запорным устройством усилител  потока. Давление на выходе насоса отсутствует. Подача рабочей жидкости в гидроцилиндр в этом случае осуществл етс  так же, как и в режиме ручного управлени , однако поступление рабочей жидкости к усилителю потока по гидролинии 21 отсутствует, и скорость перемещени  штока гидроцилиндра определ етс  пропускной способностью гидравлического рулевого механизма.

При работе автомата в режиме автоматического вождени  питание усилител  16 включено..

При отсутствии управл ющих и возмущающих воздействий, что соответствует движению колесной машины согласно заданной траектории, работа автомата сводитс  к следующему.

Золотник распределительного устройства гидравлического рулевого механизма 5 находитс  в нейтральном положении, величины давлений в рабочих гидролини х 24 и 25 равны, при этом гидроуправл емый распределитель усилител  7 потока (фиг. 1 и 2) находитс  в нейтральной позиции, запира$ полости гидроцилиндра 12.Величина сигналов рассогласовани  на усилителе 16 равна нулю, что соответствует нейтральному положению четырехлинейного злектрогидравлического усилител  9, при котором полости гидроцилиндра также герметизируютс  гидрозамком 11. При зтом поток рабочей жидкости поступает в гидробак 3 через гидроуправл емый напорный клапан и гидравлический рулевой механизм 5, а величина давлени  на выходе насоса определ етс  усилием пружины напорного клапана и гидравлической проводимостью гидравлического рулевого механизма, что и определ етс  рабочий перепад на кромке усилител  9. Под действием пружины дополнительный двухпозиционный клапан находитс  в позиции, при которой выход 18 насоса гидролинией 21 сообщен с первой линией электрогидравлического усилител  9.

При отклонений колесной машины от заданной траектории движени , определ емой , например, следом (бороздой, следом маркера и т.д.), датчик 13 траектории вырабатывает сигнал, который усиливаетс  на усилителе 16 и поступает на вход одного из электромеханических преобразователей электрогидравлического усилител  9. Золотник последнего смещаетс , и рабоча  жидкость через гидрозамок и одну из гидролиний 27 или 28 поступает в полость гидроцилиндра 12, шток последнего смещаетс , осуществл   поворот рабочих органов и машины в целом.

Поворот машины происходит до тех

пор, пока величина сигнала датчика траектории не будет скомпенсирована величиной сигнала датчика положени  штока гидроцилиндра .

В моменты поворота под действием перепада давлений в третьей и четвертой лини х усилител  9 запорный элемент клапана ИЛИ переключаетс  и сообщает соответствующую линию с полостью напорного клапана 8 со стороны пружины, что приводит к

автоматическому изменению давлени  на выходе 18 насоса в зависимости от изменени  нагрузки на рабочих органах управлени  поворотом, что стабилизирует перепад на кромках электрогидравлического усилител , а следовательно, и скоростные показатели системы.

При многократном повторении движени  относительно заданной траектории (например , во врем  пахоты, культивации, сева

и т.д.) происходит накопление ошибок, что приводит к деформации траектории, котора  корректируетс  за счет поворота рулевого колеса механиком-водителем, что требует автоматического переключени  автомата с режима автоматического вождени  на режим ручного управлени .

При вращении рулевого колеса (фиг. 2 и 3)в рабочих гидролини х 24 и 25 по вл етс  перепад давлений, что при водит к срабатыванию запорного элемента дополнительного клапана ИЛИ 29, и под действием давлени  на его выходе дополнительный двухпозиционный клапан 31 смещаетс  в другую рабочую позицию, при которой перва  лини  электрогидравлического усилител  9 отсечена от выхода 18 насоса, что и отключает систему с режима автоматического вождени .

Под действием перепада в рабочих гидролини х 24 и 25 система переходит в режим ручного управлени , работа которого рассмотрена выше.

Таким образом, траектори  корректируетс  за счет ручного управлени . В моменты прекращени  вращени  рулевого колеса перепад в рабочих гидролини х исчезает, гидроуправл емый распределитель усилител  7 потока становитс  в нейтральное положение , а дополнительный двухпозиционный клапан 31 под действием пружины становитс  в позицию, при которой выход насоса сообщен с первой линией электрогидравлического усилител  9 и система переходит в режим автоматического вождени .

При движении по наклонным участкам пути, вызывающим поперечный крен колесных машин, под действием возмущающих воздействий, вызванных изменением положени  координат датчика траектории относительно заданных траекторных , происходит изменение траектории движени . В цел х реализации автоматической коррекции траектории движени  в системе установлен датчик 15 крена, который при кренах выдает сигнал, пропорциональный углу крена, который усиливаетс  на усилителе , что приводит к повороту колесной машины до тех пор, пока сигналы датчиков траектории и положени  не хомпенсируют наведенное возмущение. Движение машины происходит по скорректированной траектории .

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Система рулевого управлени  транспрртного средства, содержаща  гидравлический рулевой механизм механически св занный с рулевым колесом и гидравлически соединенный напорной гидррлинией через гидроуправл емый напорный клапан с насосом и сливной гидролинией с гидробаком , усилитель потока, гидравлически соединенный с полост ми гидроцилиндра поворота, с гидробаком, посредством рабочих гидролиний - с гидравлическим рулевым механизмом, а также с насосом, четырехлинейный электрогидравлический усилитель пропорционального действи , перва  лини , которого соединена с насосом , втора  - с гидробаком, а треть  и четверта  линии соединены с входами клапана

   ИЛИ и с входами гидрозамка, причем выход клапана ИЛИ соединен с линией управлени  гидроуправл емого напорного клапана, в нейтральной позиции четцрехлинейного

   электрогидравлического усилител  его втора , треть  и четверта  линии выполнены с возможностью соединени  между собой, одной из рабочих позиций перва  лини  соединена с третьей, а втора  - с четвертой , а в другой позиции перва  лини  - с четвертой, а втора  - с третьей, и датчики траектории движени , положени  штока гидроцилиндра, поворота и крена, злектрически соединенные с входами управлени 

   электрогидравлического усилител , о т л ичающа с  тем, что, с целью улучшени  упраэл емости транспортного средства, выходы гидрозамка гидравлически соединены с полост ми гидроцилиндра поворота.
2. 2. Система по п. 1, отличающа с  тем, что она снабжена дополнительным клапаном ИЛИ, входы которого соединены с рабочими гидролини ми, и гидроуправл емым нормально открытым двухпозиционным гидроклапаном , установленным в гидролинии, соедин ющей четырехлинейный электрогидравлический усилитель с насосом, а лини  управлени  гидроуправл емого гидроклапана соединена с выходом дополнительного

   клапана ИЛИ.
3. 3. Система попп. 1 и2, отличающа с  тем, что она снабжена дополнительным гидрозамком, установленным перед входами в полости исполнительного

   гидроцилиндра поворота от гидравлического рулевого механизма.

   Фиг. /