Устройство для соединения полурам сочлененного транспортного средства

 

Использование: в транспортных средствах. Сущность изобретения: устройство дополнительно включает управляющий гидроцилиндр и золотниковый клапан. С золотником центробежного регулятора связан поршень исполнительного гидроцилиндра. Управляющий гидроцилиндр одним концом шарнирно связан с одной полурамой, а другим - с другой. В его поршне выполнено отверстие, через которое проходит стержень переменного сечения. Полости управляющего гидроцилиндра через обратные клапаны связаны гидромагистралью между собой и с напорной магистралью. Исполнительный цилиндр связан магистралью с золотниковым клапаном, который соединен магистралями с управляющим гидроцилиндром. 2 ил.

Изобретение относится к транспортным средствам, а более конкретно к устройствам для соединения полурам сочлененных транспортных средств.

Известно устройство для соединения полурам сочлененного транспортного средства, содержащее шарнирный орган, установленный между полурамами и состоящий из горизонтального (продольно-углового) и вертикального шарниров, а также механизм для блокировки горизонтального шарнира, корпус которого кинематически связан с одной, а шток - с другой частью горизонтального шарнира, при этом полости гидроцилиндра связаны с золотниковым распределителем текучей среды, корпус которого кинематически связан с одной, а золотник - с другой частью вертикального шарнира, при этом золотниковый распределитель текучей среды трубопроводом связан с источником давления.

Недостатком этого устройства является его низкая эффективность из-за невозможности автоматизировать блокировку продольного шарнира при повороте сочлененного транспортного средства в зависимости от скорости движения, что существенно снижает поперечную устойчивость транспортного средства, а также его средние скорости движения.

Известно принятое за прототип устройство для соединения полурам транспортного средства, содержащее шарнирный орган, установленный между полурамами и состоящий из горизонтального (продольно-углового) и вертикального шарниров, а также механизм для блокировки горизонтального шарнира, который выполнен в виде двух гидроцилиндров двухстороннего действия, корпуса которых кинематически связаны с одной, а штоки - с другой частью горизонтального шарнира, при этом полости гидроцилиндров гибкими трубопроводами связаны с золотниковыми устройствами, корпуса которых торцами соединены с полурамами сочлененного транспортного средства, причем одноименные полости гидроцилиндров соединены трубопроводами, при этом корпус одного из гидроцилиндров слежения соединен с корпусом золотникового распределителя текучей среды, золотник которого кинематически связан с центробежным регулятором, при этом грузы центробежного регулятора кинематически связаны с приводным валом трансмиссии транспортного средства, а золотниковый распределитель текучей среды трубопроводами связан с источником давления. Блокировка гидроцилиндров осуществляется в зависимости от скорости движения транспортного средства.

Недостатком данного устройства является отсутствие регулирования угла складывания, при котором осуществляется блокирование продольного шарнира, в зависимости от угловой скорости складывания звеньев, что снижает поперечную устойчивость транспортного средства при маневрировании на большой скорости, а также снижает его средние скорости движения.

Целью изобретения является улучшение эксплуатационных свойств сочлененного транспортного средства путем обеспечения автоматического изменения угла между продольными осями полурам (в плане), соответствующего блокированию горизонтального шарнира, в зависимости от скорости криволинейного движения и угловой скорости складывания звеньев.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, то заявляемое устройство отличается наличием новых элементов. Введен управляющий гидроцилиндр с поршнем, в котором выполнено дросселирующее отверстие, через дросселирующее отверстие проходит стержень переменного сечения. Корпус управляющего гидроцилиндра двухстороннего действия кинематически связан с рамой грузового звена, а шток поршня - с рамой моторного звена сочлененного транспортного средства. Введены также исполнительный гидроцилиндр, кинематически связанный с золотником распределителя текучей среды, золотниковый клапан и их связи с остальными элементами устройства.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения с другими решениями показывает, что гидроцилиндры слежения, золотниковые устройства, центробежный регулятор и дросселирование жидкости через отверстия переменного сечения широко известны.

Однако при их введении в указанной связи в заявляемое устройство для обеспечения автоматизации изменения угла между продольными осями полурам (в плане), соответствующего блокированию горизонтального шарнира, в зависимости от скорости криволинейного движения, а также от угловой скорости складывания звеньев приводит к улучшению поперечной устойчивости и повышению средних скоростей движения сочлененного транспортного средства. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг.1 представлена гидравлическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема расположения гидроцилиндров слежения, золотниковых устройств и управляющего гидроцилиндра относительно полурам сочлененного транспортного средства.

Передняя 1 и задняя 2 полурамы сочлененного транспортного средства соединены шарнирным органом 3, состоящим из горизонтального (продольно-углового) и вертикального шарниров. Устройство снабжено источником давления 4, двумя золотниковыми устройствами 5, двумя гидроцилиндрами слежения 6 двухстороннего действия, золотниковыми распределителями 7 текучей среды, центробежным регулятором 8, управляющим гидроцилиндром 9, исполнительным гидроцилиндром 10 и двумя гидроцилиндрами блокировки 11 двухстороннего действия.

Каждое золотниковое устройство 5 имеет корпус 12, золотник 13, а также отверстия 14 в корпусе 12, которые соединены трубопроводами 15 с полостями одного из гидроцилиндров блокировки 11.

Каждый гидроцилиндр слежения 6 имеет корпус 16, соединенный торцом с корпусом 12 золотникового устройства, и шток 17 с поршнем. Шток золотника 13 шарнирно соединен с одной частью, а шток 17 - с другой частью вертикального шарнира. Одноименные полости гидроцилиндров слежения 6 соединены трубопроводами 18.

Золотниковый распределитель 7 имеет корпус 19, в котором выполнены входной канал 20, связанный трубопроводом 21 с источником давления 4, выходные каналы 22 и 23, соответственно соединяющие золотниковые полости 24 с подпоршневой 25 и надпоршневой 26 полостями гидроцилиндра слежения 6, а также разгрузочные каналы 27, соединяющие полости 24 золотника 28 со сливным трубопроводом 29. Корпус 19 соединен с корпусом 16 одного из гидроцилиндров слежения 6. С одной стороны золотника 28 размещается центробежный регулятор 8 и исполнительный гидроцилиндр 10.

Центробежный регулятор 8 имеет корпус 30, шарнирно связанный с одной из полурам сочлененного транспортного средства, а также грузы 31, укрепленные шарнирно на траверсе 32, которая кинематически связана с приводным валом трансмиссии с помощью ведущей 33 и ведомой 34 шестерен. Грузы 31, снабженные рычагами 35, опираются на упор 36 золотника 28 через шарикоподшипники 37, вследствие чего центробежные силы грузов 31, передаваемые рычагами 35 на упор 36, воспринимаются пружиной 38.

Корпус 39 каждого гидроцилиндра блокировки 11 имеет кинематическую связь с одной, а шток 40 - с другой частью горизонтального шарнира.

Гидроцилиндры слежения 6 и золотниковые устройства 5 соединены с полурамами сочлененного транспортного средства через шарниры 55 и 56.

Исполнительный гидроцилиндр 10 установлен на корпусе 30 центробежного регулятора 8, при этом поршень 64 связан с золотником 28 центробежного регулятора.

Гидроцилиндр 9 имеет корпус 41, шарнирно связанный с полурамой 2 грузового звена, и поршень 42, в котором выполнено дросселирующее отверстие 43. Через дросселирующее отверстие 43 проходит стержень 44 переменного сечения, который крепится к торцам корпуса 41. Шток поршня 42 связан с полурамой 1 моторного звена через шарнир 54, а корпус - с полурамой грузового звена через шарнир 66. В корпусе 41 выполнено пять отверстий. Два из них, выполненные в торцах корпуса 41, соединены трубопроводами 45 и 46 с отверстиями в корпусе золотникового клапана 47. Отверстие 62 в середине корпуса 41 соединено трубопроводом 48 с торцом корпуса золотникового клапана 47. Два отверстия в боковой части корпуса 41 соединены трубопроводами с отверстием в корпусе гидроцилиндра 10 и подпитывающим трубопроводом 49.

Золотниковый клапан 47 имеет золотник 50 и поршень 51, которые соединены общим штоком, а также пружину 52, прижимающую поршень к торцу корпуса клапана таким образом, что отверстие 53 в боковой стенке, связанное трубопроводом 65 с отверстием в торце корпуса исполнительного гидроцилиндра 10, перекрывается золотником 50.

Устройство для соединения полурам сочлененного транспортного средства работает следующим образом.

При прямолинейном движении сочлененного транспортного средства с небольшой скоростью рабочая среда от источника давления 4 через трубопровод 21 по каналу 22 золотникового распределителя 7 текучей среды подается к золотнику 28. В связи с незначительными величинами центробежных сил, действующих на грузы 31, рычаги 35 удерживаются в статическом положении усилием пружины 38. Золотник 28 находится в статическом положении и перекрывает канал 20. Поскольку полости 25 и 26 гидроцилиндров слежения разобщены золотником 28 гидроцилиндры слежения 6 заблокированы. При повороте полурам сочлененного транспортного средства относительно друг друга вокруг горизонтального шарнира рабочая среда свободно перетекает из одной полости каждого гидроцилиндра блокировки 11 в другую и горизонтальный шарнир разблокирован. При повороте сочлененного транспортного средства налево полурамы складываются относительно вертикального шарнира и образуют между своими продольными осями угол α (фиг.2). Расстояние между шарнирами 55п и 56л уменьшается и, поскольку гидроцилиндр слежения 6л заблокирован, золотник 13л перемещается в сторону отверстия 14л. При достижении определенного угла α золотник 13л перекрывает отверстие 14л и полости гидроцилиндра блокирования 11л разобщаются. Таким образом гидроцилиндр 11л блокирует горизонтальный шарнир при повороте сочлененного транспортного средства налево. В это время гидроцилиндр блокировки 11п разблокирован, так как шарниры 55л и 56п удаляются друг от друга, вследствие заблокированного состояния гидроцилиндра слежения 6п золотник 13п удаляется от отверстия 14п и оно остается открытым. При повороте сочлененного транспортного средства направо при достижении определенного значения угла α золотник 13п перекрывает отверстие 14п и блокируется гидроцилиндр 11п, а гидроцилиндр 11л в этом случае разблокирован. Заданное рабочее давление в системе поддерживается перепускным клапаном 61.

При увеличении скорости прямолинейного движения грузы 31 центробежного регулятора 8 под действием центробежных сил расходятся и их рычаги 35, преодолевая сопротивление пружины 38, перемещают золотник 28 распределителя текучей среды влево. Канал 20 открывается и рабочая текучая среда под давлением источника давления 4 по каналу 22 перетекает в полости 25 гидроцилиндров слежения 6, которые между собой соединены гибким трубопроводом 18п. Корпуса 16 гидроцилиндров слежения 6 перемещаются влево и соответственно влево перемещают корпус 19 распределителя 7 текучей среды, вследствие чего золотник 28 снова перекрывает канал 20 и гидроцилиндры слежения 6 блокируются. Перемещение корпусов 16 гидроцилиндров слежения 6 вследствие неизменности расстояния между шарнирами 55 и 56 обеспечивает перемещение золотников 13 в сторону отверстий 14. В этом случае при повороте сочлененного транспортного средства налево (направо) золотник 13л (13п) перекрывает отверстие 14л (14п) при меньшем значении угла (α - α) складывания полурам.

При снижении скоростей движения центробежные силы, действующие на грузы 31, уменьшаются, что приводит к перемещению золотника 28 распределителя 7 текучей среды вправо. Канал 20 открывается и рабочая текучая среда под давлением источника давления 4 по каналу 23 перетекает в полости 26 гидроцилиндров слежения 6. Корпуса 16 гидроцилиндров слежения 6 перемещаются вправо, соответственно вправо перемещается корпус 19 распределителя 7 текучей среды и гидроцилиндры слежения блокируются. Перемещение корпусов 16 вследствие неизменности расстояния между шарнирами 55 и 56 обеспечивает удаление золотников 13 от отверстий 14, поэтому при повороте транспортного средства золотник 13 перекрывает отверстия 14 при большем значении угла α складывания полурам.

При повороте СКМ налево (направо) со значительной угловой скоростью складывания звеньев скорость удаления (сближения) шарниров 54 и 66 больше, чем при малых угловых скоростях складывания звеньев. Поршень 42 перемещается относительно корпуса гидроцилиндра 9 влево (вправо) от отверстия 62. Давление рабочей жидкости в полости 58(57) гидроцилиндра 9 больше, чем в полости 57(58) вследствие того, что рабочая среда не успевает перетекать через отверстие 43 в поршне 42 из одной полости в другую. Разрежение рабочей жидкости в полости 57(58) через отверстие 62 по трубопроводу 48 передается в надпоршневое пространство клапана 47 и способствует прижатию поршня 51 к торцу его корпуса, что обеспечивает разобщение трубопроводов 53 и 65. Рабочая жидкость под давлением из полости 58(57) по трубопроводам поступает в подпоршневое пространство гидроцилиндра 10 и, воздействуя на поршень 64 и преодолевая сопротивление пружины 38, перемещает золотник 28 влево. Каналы 20 и 27 золотникового распределителя 7 текучей среды открываются и рабочая жидкость от источника давления 4 по каналу 22 перетекает в полости 25 гидроцилиндров слежения 6. Одновременно полости гидроцилиндров слежения 6 сообщаются с емкостью для рабочей жидкости, что вызывает перемещение корпусов 16 и 12 влево и уменьшает расстояние между золотниками 13 и отверстиями 14 золотниковых устройств. При выходе СКМ из поворота поршень 42 перемещается по направлению к отверстию 62 гидроцилиндра 9. Через отверстие 43 в поршне 42 проходит неподвижный стержень с плавным утоньшением сечения к средней части. Свободная часть отверстия 43 при положении, когда поршень 42 удален от отверстия 62, меньше, чем когда он находится в средней части корпуса гидроцилиндра 9. За сет этого при выходе из поворота даже с небольшой угловой скоростью складывания звеньев давление в разноименных полостях гидроцилиндра 9 несколько отличается. За счет этого при перемещении поршня 42 к отверстию 62 давление рабочей жидкости в трубопроводе 48 увеличивается и она, воздействуя на поршень 51 золотникового клапана 47, перемещает золотник 50 влево, открывая отверстия 63. Рабочая жидкость из подпоршневого пространства гидроцилиндра 10 под действием пружины 38 перетекает по трубопроводам 65, 53 и 45 в полость низкого давления гидроцилиндра 9. Поршень 64 прижимается к торцу корпуса гидроцилиндра 10, перемещая золотник 28 относительно корпуса распределителя 7 текучей среды влево. Каналы 20 и 27 золотникового распределителя текучей среды открываются и она от источника давления 4 по каналу 23 перетекает в полости 26 гидроцилиндров слежения 6. Одновременно полости 26 гидроцилиндров слежения 6 сообщаются с полостью для рабочей жидкости, что вызывает перемещение корпусов 16 и 12 вправо и изменяет относительное положение золотников 13 и отверстий 14.

Через подпиточные клапаны 59 происходит наполнение системы рабочей текучей среды. Для предохранения системы от чрезмерного повышения давления служат предохранительные клапаны 60.

Использование изобретения позволит обеспечить минимальную разность перераспределения вертикальных реакций опорной поверхности на колеса по бортам в звеньях при криволинейном движении во всем диапазоне скоростей, что существенно улучшит поперечную устойчивость и повысит средние скорости движения, а это приведет к повышению показателей производительности сочлененного транспортного средства при одновременном обеспечении требований безопасности движения.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОЕДИНЕНИЯ ПОЛУРАМ СОЧЛЕНЕННОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее установленные между полурамами горизонтальный и вертикальный шарниры, механизм блокировки горизонтального шарнира, выполненный в виде двух гидроцилиндров двустороннего действия, корпуса которых кинематически связаны с одной, а штоки - с другой частями шарнира, золотниковый распределитель, соединенный посредством трубопроводов с полостями гидроцилиндров и источником текучей среды, два гидроцилиндра слежения и золотниковый механизм, выполненный в виде двух гидроцилиндров, корпуса которых торцами соединены с корпусом гидроцилиндров слежения, а их штоки шарнирно связаны с полурамами, причем одноименные полости гидроцилиндров слежения соединены магистралями, а их штоки шарнирно соединены с полурамами, при этом золотник распределителя кинематически связан с центробежным регулятором, грузы которого кинематически связаны с приводным валом трансмиссии сочлененного транспортного средства, причем вход золотникового распределителя соединен с выходом источника текучей среды и полостями гидроцилиндров механизма блокировки горизонтального шарнира, а два выхода золотникового распределителя соединены соответственно с надпоршневой и штоковой полостями гидроцилиндра слежения, отличающееся тем, что устройство снабжено управляющим гидроцилиндром и золотниковым клапаном, причем корпус управляющего гидроцилиндра шарнирно связан с одной полурамой, а его шток - с другой полурамой, при этом в поршне управляющего гидроцилиндра выполнено дросселирующее отверстие, через которое проходит стержень переменного сечения, своими концами закрепленный на корпусе управляющего гидроцилиндра, полости которого через обратные клапаны соединены между собой и с напорной магистралью, причем магистраль, связывающая полости управляющего гидроцилиндра, соединена с входным отверстием, расположенным в корпусе золотникового клапана, на торцевой части которого размещено второе отверстие, которое связано магистралью с отверстием, расположенным в центральной части управляющего гидроцилиндра, при этом в корпусе золотникового клапана размещены расположенные на одном штоке и подпружиненные относительно торца корпуса, расположенного противоположно второму отверстию, поршень и золотник, в нейтральном положении последний из которых перекрывает первое входное отверстие и расположенное противоположно ему третье отверстие, соединенное магистралью с отверстием, размещенным в торце корпуса дополнительного гидроцилиндра, поршень которого установлен на конце золотника распределителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2