SU484109A1 - Гидростатический сервомеханизм рулевого управлени - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к транспортному машиностроению .

Известен гидростатический сервомеханизм рулевого управлени , преимущественно дл  строительно-дорожных машин, состо ш,ий из исполнительного контура, содержаш,его, по крайней мере, один рабочий насос, один сервомеханизм и один золотниковый распределитель , соединенные магистрал ми, и управл ющего контура с дозировочным насосом, приводимым командным органом и подключенным к торцовым крышкам распределител  магистрал ми , в которых установлен, по крайней мере, один симул тор обратной св зи, соединенный так же с магистрал ми исполнительного контура.

Однако такие сервомеханизмы сложны конструктивно , недостаточно надежны и склонны к неустойчивости системы при автоколебани х .

Дл  упрощени  конструкции и повышени  устойчивости системы против автоколебаний 3 предлагаемом сервомеханизме симул тор обратной св зи состоит из расходомера, установленного в одной из магистралей исполнительного контура, и механически с ним соединенного регулируемого дроссел , установленного между магистрал ми управл ющего контура . При этом расходомер и регулируемый дроссель могут быть размещены в общем корпусе , подключенном своими торцами к магистрал м исполнительного контура и разделенном перемычками на три полости, крайние из которых св заны с магистрал ми исполнительного и управл ющего контуров, а средн   - с одной из магистралей управл ющего контура, при этом внутри корпуса установлен цилиндрический стержень, выполненный с коническим по ском на одном конце, поджатым пружиной к корпусу и разобщающим в нейтральном положении командного органа магистраль исполнительного контура от крайней полости корпуса, подключенной к этой же магистрали , а на противоположном конце стержн  выполнена коническа  проточка, дросселирующа  в рабочих положени х командного органа поток жидкости, проход щей соответственно через магистрали управл ющего контура и среднюю полость корпуса.

На фиг. 1 изображен вариант блок-схемы описываемого сервомеханизма с двум  питающими насосами и двум  симул торами обратной св зи; на фиг. 2 - пример конструктивного решени  симул тора обратной св зи.

Сервомеханизм состоит из исполнительного контура 1, изображенного толстыми лини ми, и из управл ющего контура 2, изображенного тонкими лини ми. Исполнительный контур 1 состоит из двух питающих насосов 3 и 4 с приводом от двигател , распределител  5, исполиительного элемента 6, бака 7 и двух расходомеров 8 и 9. Питающие насосы 3 и 4 соединены гидромагистрал ми 10 и 11 с баком 7, магистрали 12 и 13 с распределителем 5, который соединен также магистрал ми 14 и 15 с исполнительным элементом 6 и сливной магистралью 16 с баком 7. Исполнительный элемент 6 соединен далее с рабочим механизмом или оборудованием, например, с механизмом поворота управл емых колес (на чертеже не изображен). Между магистрал ми 12 и 13 и общей магистралью 17 с помощью ответвлений 18 и 19 включены расходомеры 8 и 9. В качестве таких расходомеров могут быть использованы обратные клапаны или золотники , которые за счет перепада давлени , пропорционального расходу жидкости, деформируют пружину или диафрагму. Управл ющий контур 2 состоит из приводимого командным органом 20, например рулевым колесом, дозирующего насоса 21, соединенного с бустерами 22 и 23, распределител  5 управл ющими магистрал ми 24 и 25, и включенных между ними регулируемых дросселей 26 и 27. Регулируемыми дроссел ми 26 и 27 могут быть любые дроссели с измен емым проходным сечением. Магистрали 24 и 25 соединены с магистрал ми 14 и 15 через обратные клапаны 28 и 29. Расходомеры 8 и 9 механически соединены с регулируемыми дроссел ми 26 и 27, что в сборе образуют симул торы обратной св зи 30 и 31. Питание управл ющего контура 2 жидкостью на чертеже не изображено, так как оно может быть осуществлено любым из известных способов, так, например, из сливной магистрали или из магистралей 12 и 13, или от специального подпиточного насоса, приводимого двигателем и т. д. Симул тор обратной св зи 30 (фиг. 2) состоит из расходомера 8 и регулируемого дроссел  26, помещенных в гильзе 32, установленной в корпусе распределител  5. Расходомер 8 выполнен как обратный клапан 33, прижимаемый к седлу гильзы 32 пружиной 34, котора  другой своей стороной упираетс  в стопорное кольцо 35. Дл  увеличени  рабочего хода обратного клапана 33 он может быть выполнен , например с дополнительным конусом 36, обеспечивающим постепенность открыти  проходного сечени . Регулируемый дроссель 26 состоит из стержн  37, соединенного правым концом с обратным клапаном 33, а левым концом, проход щим сквозь пере- 5 мычки 38-40, раздел ющие правую полость 41, среднюю полость 42 и левую полость 43.. Стержень 37 в своей части, проход щей через среднюю полость 42, имеет проточку 44, выполненную в виде конуса или плоского 6 скоса, котора  вместе с перемычкой 39 создаёт регулируемый дроссель с приблизительно одинаковым гидравлическим сопротивлением проходу жидкости как в одном, так и в протйвоположном направлении. Права  полость 6 41 соединена с управл ющей магистралью 25, а средн   полость 42 - с управл ющей магистралью 24 (возможно и наоборот). Лева  полость 43 по потребности соедин етс  или отверстием 45 в стержне 37 с общей нагнетательной магистралью 17 или отверстием 46 в левом торце 47 гильзы 32 со сливной магистралью 13, чтобы скомпенсировать изменение объема в полости 43 при движении стержн  37. Толщина перемычки 39 сделана малой (около 1 мм), чтобы гидравлическое сопротивление регулируемого дроссел  26 было независимым от в зкости жидкости и приблизительно одинаковым при течении жидкости как в одном, так и в противоположном направлении . Сервомеханизм работает следующим образом . Если дозировочный насос 21 (фиг. 1), приводимый командным органом 20, например рулевым колесом, находитс  в покое, распределитель 5 занимает среднее положение, при котором нагнетательные магистрали 12 и 13 питающих насосов 3 и 4 соединены со сливной магистралью 16, а магистрали 14 и 15 исполнительного элемента 6 заперты. В среднем положении распределител  5 питающие насосы 3 и 4 разгружены, а положение исполнительного элемента 6 и соединенного с ним (не изображенного на чертеже) рабочего механизма - зафиксировано. При повороте направо командного органа 20 и соединенного с ним дозировочного насоса 21 жидкость всасываетс  из управлл ющей магистрали 24, нагнетаетс  в управл ющую магистраль 25 и бустер 22 распределител  5 и пропорционально перемещенному объему жидкости переставл ет распределитель 5 вправо. При этом магистраль 14 соедин етс  с общей магистралью 17, а магистраль 15 соедин етс  с ответвлением 16 сливной магистрали 13; одновременно дросселируетс  (в крайнем случае перекрываетс ) соединение магистралей 12 и 13 со сливной магистралью 16. Вследствие этого часть потока или весь поток жидкости, подаваемый питающими насосами 3 и 4, поступает из магистралей 12 и 13 через ответвлени  18 и 19 и через расходомеры 8 и 9 в общую магистраль 17 распределител  5 и далее из него в магистраль 14 и левую полость исполнительного элемента 6. Расходомеры 8 и 9 управл ют через механическую св зь регулируемыми дроссел ми 26 и 27 и устанавливают их в положение соответствующее расходам. Таким образом открываетс  соединение между магистрал ми 4 и 25 и жидкость, подаваема  дозировочым насосом, перетекает из нагнетательной агистрали 25 во всасывающую гидромагисталь 24. При остановке командного органа 0 с дозировочным насосом 21 в обеих магитрал х 24 и 5 давление уравниваетс  и расределитель 5 под действием центрирующих ружин бустеров 22 и 23 возвращаетс  обратно в среднее положение, прекраща  тем самым движение исполнительного элемента 6.

При повороте командного органа 20 с дозировочным насосом 21 налево распределитель 5 переставл етс  налево и исполнительный элемент 6 движетс  тоже налево. При этом работа всего сервомеханизма происходит аналогично тому, как это было описано дл  поворота направо.

Пропорциональность между движением командного органа 20, например рулевого колеса , и движением исполнительного элемента 6 достигаетс  за счет того, что объем жидкости , перекачиваемый при работе дозировочного насоса 21 из одной в другую магистраль 24 и 25, управл етс  симул торами обратной св зи 30 и 31, пропорционально потоку жидкости , поступающему в исполнительный элемент 6. Если питающие насосы 3 и 4 не работают , оба регулируемых дроссел  26 и 27 будут закрыты и жидкость из дозировочного насоса 21, приводимого в действие водителем через командный орган 20, например рулевое колесо, будет поступать в зависимости от направлени  поворота через обратный клапан 28 из магистрали 25 в магистраль 14 или через обратный клапан 29 из магистрали 24 в магистраль 15. При этом обратный поток жидкости из исполнительного элемента 6 через распределитель 5 и расходомеры 8 и 9 невозможен . Таким образом обеспечиваетс  аварийна  работоспособность сервомеханизма за счет мускульной энергии водител .

Симул тор обратной св зи работает еледующим образом (фиг. 2).

При перемещении распределител  5 из среднего в одно из крайних положений весь поток жидкости или часть его протекает из магистрали 12 через ее ответвление 18 в общую магистраль 17 и далее через распределитель 5 в исполнительный элемент 6. При этом обратный клапан 33, пропорционально протекающему количеству жидкости, смещаетс  от седла в гильзе 32 и стержнем 37 посредством проточки 44 открывает соединение правой полости 41 со средней полостью 42 и тем самым сообщает магистраль 25 с магистралью 24. Жидкость, вытесн ема  дозировочным насосом 21, проходит около проточки 44 стерл п  37 из одной в другую магистраль 24 и 25.

Соответствующим подбором обратного клапана 33 с конусом 36, характеристики пружины 34 и профил  проточки 44 стержн  37 достигаетс  пропорциональность в широком диапазоне расхода жидкости между магистрал ми 24 и 25 управл ющего контура 2 и расходом жидкости, поступающей или отвод щейс  от силового элемента 6. Измененинием конуса 36 обратного клапана 33, характеристики пружины 34 и профил  проточки 44 стержн  37 можно выбрать желаемое отношение расходов дозировочного насоса 21 и исполнительного элемента 6, а затем передаточное число сервомеханизма.

На обратный клапан 33 при работе воздействуют достаточно большие усили , которые при малом диаметре стержн  37 и малой толщине перемычек 40, 39, 38 исключают возможность заедани . При открытом обратном клапане 33 на него воздействует не только усилие пружины 34, но и усилие, вызванное потоком жидкости, которые стрем тс  прижать клапан 33 к седлу гильзы 32. Мала  толщина средней перемычки 39 обеспечивает независимость гидравлического сопротивлени  регулируемого дроссел  26 от изменени  направлени  потока жидкости и от изменени  ее в зкости.

Симул тор обратной св зи 30 в св зи со своей простотой и, главным образом, за счет пр мого механического соединени  расходомера 8 с регулируемым дросселем 26 обеспечивает высокую надежность в эксплуатации. Это его свойство и позвол ет использовать изобретение также дл  сервомеханизмов управлени  траекторией движени  автомобилей и других снециальных самоходных колесных машин - так называемых гидрорулей.

Предмет изобретени 

Claims (2)

1.Гидростатический сервомеханизм рулевого управлени , преимущественно дл  строительно-дорожных машин, состо щий из исполнительного контура, содержащего, по крайней мере, один рабочий насос, один сервомеханизм и один золотниковый распределитель , соединенные магистрал ми, и управл ющего контура с дозировочным насосом, приводимым командным органом и подключенным к торцовым крышкам распределител  магистрал ми, в которых установлен, по крайней мере, один симул тор обратной св зи , соединенный так же с магистрал ми исполнительного контура, отличающийс  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повыщени  устойчивости системы против автоколебаний , симул тор обратной св зи состоит из расходомера, установленного в одной из магистралей исполнительного контура , и механически с ним соединенного регулируемого дроссел , установленного между магистрал ми управл ющего контура.

2.Сервомеханизм по п. 1, отличающийс  тем, что расходомер и регулируемый дроссель размещены в общем корпусе, подключенном своими торцами к магистрал м исполнительного контура и разделенном перемычками на три полости, крайние из которых св заны с магистрал ми исполнительного и управл ющего контуров, а средн   - с одной из магистралей управл ющего контура , при этом внутри корпуса установлен цилиндрический стержень, выполненный с коническим но ском на одном конце, поджатым пружиной к корпусу и разобщающим в нейтральном положении командного органа магистраль исполнительного контура от крайней полости корпуса, подключенной к

этой же магистрали, а на противоположном конце стержн  выполнена коническа  проточка , дросселирующа  в рабочих положени х

командного органа поток жидкости, проход щей соответственно через магистрали управл ющего контура и среднюю полость корпуса.

14

28

/

25

22L

: А А 1

-15

2

/

.29

16

-2 if2 1 25 5 37 36 33 J« Фиг. 2 до