Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства

Изобретение относится к усилителям потока рулевого механизма транспортного средства. Усилитель состоит из корпуса с размещенным в нем распределительным устройством с напорной, сливной, цилиндровыми для соединения с исполнительным гидроцилиндром и управляющими для соединения с гидрорулем линиями. Он включает два одинаковых трехпозиционных усилительных золотника непрерывного действия, соединенных одним торцом с управляющими линиями и снабженных регулируемыми по ходу золотников четырьмя дросселями, в нерабочих позициях которых входы и выходы дросселей заперты. Усилитель выполнен в виде моноблока, одна из сторон которого является ответной частью привалочной плоскости гидравлических подводов гидроруля. Другая сторона снабжена отверстиями для подсоединения внешних гидролиний рулевого механизма. В моноблоке выполнены два сквозных отверстия, перпендикулярных плоскости ответной части для крепления моноблока посредством винтов к привалочной плоскости гидроруля. В корпусе моноблока размещены параллельно два одинаковых золотника. Каналы в золотниках и отсечные кромки этих каналов в корпусе моноблока образуют регулируемые по ходу золотников четыре дросселя, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких радиальных отверстий, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси золотника. Первый и второй дроссели выполнены в виде парных отверстий, расположенных в двух параллельных плоскостях, между которыми размещается цилиндровый канал с двумя отсечными кромками, далее расположены третий дроссель, взаимодействующий с отсечной кромкой напорного канала, и четвертый дроссель, взаимодействующий с отсечной кромкой сливного канала. Достигается не только усиление потока, поступающего от гидроруля к исполнительному гидроцилиндру, но и деление потока при сливе рабочей жидкости из гидроцилиндра. 3 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к рулевым механизмам транспортных средств.

Известна гидравлическая схема усилителя потока, предназначенного для работы в комплекте с гидрорулем, включающая два одинаковых трехпозиционных усилительных золотника непрерывного действия, соединенных одним торцом с управляющими линиями и снабженными регулируемыми по ходу золотников четырьмя дросселями, в нерабочих позициях которых входы и выходы дросселей заперты, в первой рабочей позиции вход первого из них соединен с одной из управляющих линий, а выход с одной из цилиндровых линий и через нерегулируемый дроссель - с другим торцом золотника, вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцом золотника, выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий, вход третьего соединен с напорной линией, а у четвертого дросселя вход и выход в первой рабочей позиции заперты, а во второй рабочей позиции вход первого дросселя соединен с одной из цилиндровых линий, а выход с одной из управляющих линий и с одним торцом золотника, вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход с другим торцом золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией, а вход и выход третьего дросселя заперты [1].

Возможны различные конструктивные исполнения указанного усилителя потока.

Задачей изобретения является конструктивное решение усилителя потока фланцевого исполнения, предназначенного для установки на привалочную плоскость со стороны гидравлических подводов гидроруля, являющегося управляющим устройством усилителя потока.

Указанная задача решается тем, что усилитель потока выполнен в виде моноблока, одна из сторон которого является ответной частью привалочной плоскости гидравлических подводов гидроруля, другая сторона снабжена отверстиями для подсоединения внешних гидролиний рулевого механизма, а в моноблоке выполнены два сквозных отверстия, перпендикулярных плоскости ответной части для крепления моноблока посредством винтов к привалочной плоскости гидроруля, в корпусе моноблока размещены параллельно два одинаковых золотника, при этом каналы в золотниках и отсечные кромки этих каналов в корпусе моноблока образуют регулируемые по ходу золотников четыре дросселя, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких радиальных отверстий, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси золотника, при этом первый и второй дроссели выполнены в виде парных отверстий, расположенных в двух плоскостях, между которыми размещается цилиндровый канал с двумя отсечными кромками, далее расположены третий дроссель, взаимодействующий с отсечной кромкой напорного канала, и четвертый дроссель, взаимодействующий с отсечной кромкой сливного канала.

На фиг.1 представлена схема рулевого механизма транспортного средства, состоящая из усилителя потока, гидроруля и исполнительного гидроцилиндра, данных на схеме для иллюстрации работы усилителя потока.

На фиг.2 и 3 представлено конструктивное исполнение усилителя потока.

Позиции на фиг.1, 2 и 3 относятся к общим элементам схемного и конструктивного решений.

Рулевой механизм транспортного средства содержит гидроруль 1, исполнительный гидроцилиндр 2 и усилитель потока 3, прифланцованный к привалочной плоскости гидравлических подводов гидроруля посредством двух винтов 27 и соединенный с внешними гидролиниями - напорной 4, сливной 5 и цилиндровыми линиями 6 и 7.

Усилитель потока содержит корпус 10 с размещенными в нем параллельно двумя одинаковыми золотниками 11 и 12, расположенными по обе стороны от винтов крепления усилителя к фланцу гидроруля.

Каналы в золотниках и отсечные кромки 28, 29, 30, 31 (фиг.2) этих каналов в корпусе 10 образуют регулируемые по ходу золотников четыре дросселя 18, 19, 20 и 21 (фиг.1). При этом первый дроссель 18 выполнен в виде одной пары отверстий 32 и 33, перекрываемых отсечными кромками 28 и 29 цилиндрового канала 34, второй дроссель выполнен в виде нескольких пар отверстий 35 и 36, расположенных в одной плоскости с отверстиями первого дросселя, также перекрываемых отсечными кромками 28 и 29 цилиндрового канала 34. Третий дроссель 20 выполнен в виде нескольких радиальных отверстий 37, расположенных в одной плоскости и перекрываемых отсечной кромкой 30 напорного канала 39, четвертый дроссель выполнен в виде нескольких радиальных отверстий 40, расположенных в одной плоскости и перекрываемых отсечной кромкой 31 сливного канала 41. При этом входное отверстие 42 первого дросселя 18 соединено с правым (по чертежу) торцом золотника, который соединен линией 43 с цилиндровым подводом 44 гидроруля, а входные отверстия 45 всех остальных дросселей соединены между собой и с левым (по чертежу) торцом золотника.

В теле золотника также выполнен малый дроссель 14 постоянного сечения, соединяющий цилиндровый канал 34 с левым торцом золотника.

В нерабочей позиции золотники фиксируются центрирующими пружинами 26 и упорной шайбой 46. В напорную линию 39 встроен обратный клапан 13.

Рулевой механизм работает следующим образом:

В нейтральном положении гидроруля под действием центрирующих пружин 26 золотники 11 и 12 находятся в нерабочей позиции 15 (фиг.1, 2).

При повороте вала гидроруля 1 одна из управляющих линий, например 8, соединятся через гидроруль с напорной линией 4, а другая управляющая линия 9 соединятся через гидроруль со сливной линией 5.

При этом под действием давления на торец 22 золотника 11 последний перемещается в позицию 16 (фиг.1) влево по чертежу, выдавливая своим торцом 24 через дроссель 14 рабочую жидкость в активную полость исполнительного цилиндра 2.

Одновременно в эту же полость поступает поток от гидроруля через управляющую линию 8 и первый дроссель 18, а также от напорной линии 4 через обратный клапан 13, последовательно через третий 20 и второй 19 дроссели. Поскольку вход первого дросселя 18 соединен с торцом 22 золотника 11, вход второго дросселя 19 соединен с противоположенным торцом 24 золотника, то золотник автоматически устанавливается в положение, при котором давление на входе второго дросселя станет равным давлению на входе первого дросселя за счет автоматического регулирования проходного сечения третьего дросселя 20.

При увеличении частоты вращения вала гидроруля поток в линии 8 увеличивается, увеличивается и давление на торце 22 золотника, и золотник перемещается в сторону увеличения проходных сечений всех трех дросселей до момента наступления равновесного положения золотника.

Таким образом, перепады давлений на первом и втором дросселях поддерживаются одинаковые.

При этом потоки через первый 18 и второй 19 дроссели складываются, коэффициент усиления усилителя потока определяется следующим выражением:

K=(F₁+F₂)/F₁,

где F₁ - площадь проходного сечения первого дросселя 18;

где F₂ - площадь проходного сечения второго дросселя 19;

а рабочий объем рулевого механизма, характеризуемый объемом рабочей жидкости, вытесняемой в исполнительный гидроцилиндр за один оборот вала гидроруля, определяется выражением:

q_р.м=k·q_г.p,

где q_г.p - рабочий объем гидроруля;

где q_р.м - рабочий объем рулевого механизма.

При этом поршень исполнительного гидроцилиндра перемещается, вытесняя из реактивной полости рабочую жидкость в цилиндровую линию 7, что вызывает повышение давления на торце 25 золотника 12 и перемещение его в позицию 17 (фиг.1) вправо по чертежу, за счет того, что торец 23 золотника соединен через гидроруль 1 со сливной линией 5. Поскольку в позиции 17 золотника входы первого 18 и второго 19 дросселей соединены с цилиндровой линией 7, выход первого дросселя соединен с управляющей линией 9 гидроруля 1 и торцом 23 золотника 12, выход второго дросселя 19 соединен с противоположенным торцом 25 золотника, то золотник 12 автоматически устанавливается в положение, при котором давление на выходе второго дросселя 18 станет равным давлению на выходе первого дросселя 19 за счет автоматического регулирования проходного сечения четвертого дросселя 21.

При увеличении частоты вращения вала гидроруля поток в линии 9, уходящий через гидроруль 1 в сливную линию 5, увеличивается, уменьшается и давление на торце 23 золотника, и золотник перемещается в сторону увеличения проходных сечений всех трех дросселей (18, 19 и 21), перепуская через дроссель 21 поток из цилиндровой линии 7 в сливную линию 5, до момента наступления равновесного положения золотника. Таким образом, перепады давлений на первом и втором дросселях поддерживаются одинаковыми. При этом потоки через первый 18 и второй 19 дроссели разделяются, а коэффициент деления усилителя потока определяется выражением:

K_д=K=(F₁+F₂)/F₁,

где К_д - коэффициент деления усилителя потока.

При повороте вала гидроруля 1 в противоположном направлении при подаче потока от гидроруля 1 через управляющую линию 9, процесс перемещения поршня исполнительного гидроцилиндра происходит в противоположенную сторону.

Обратный клапан 13 служит для препятствования самопроизвольному перемещению поршня исполнительного гидроцилиндра под действием внешней нагрузки.

Поскольку при повороте машины в полостях исполнительного гидроцилиндра образуется высокое давление, во избежание резкого сброса давления в сливную линию, при реверсе рулевого механизма, у нового усилителя потока осуществляется автоматически регулируемое деление потока, что обеспечивает плавность поворота машины.

Поскольку конструкция обоих усилительных золотников одинакова, обеспечивается компактность конструктивного исполнения усилителя потока.

Таким образом, усилитель потока обеспечивает плавность работы рулевого механизма при реверсе и компактность.

Технико-экономические преимущества от использования усилителя потока на транспортных средствах заключаются в увеличении производительности машин за счет улучшения управляемости, а также за счет снижения стоимости усилителя потока.

Источник информации

1. Патент РФ №2211165.

Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства, состоящий из корпуса с размещенным в нем распределительным устройством с напорной, сливной, цилиндровыми для соединения с исполнительным гидроцилиндром и управляющими для соединения с гидрорулем линиями, включающий два одинаковых трехпозиционных усилительных золотника непрерывного действия, соединенных одним торцом с управляющими линиями и снабженных регулируемыми по ходу золотников четырьмя дросселями, в нерабочих позициях которых входы и выходы дросселей заперты, в первой рабочей позиции вход первого из них соединен с одной из управляющих линий, а выход с одной из цилиндровых линий и через нерегулируемый дроссель - с другим торцом золотника, вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцом золотника, выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий, вход третьего соединен с напорной линией, а у четвертого дросселя вход и выход в первой рабочей позиции заперты, а во второй рабочей позиции вход первого дросселя соединен с одной из цилиндровых линий, а выход с одной из управляющих линий и с одним торцом золотника, вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход с другим торцом золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией, а вход и выход третьего дросселя заперты, отличающийся тем, что он выполнен в виде моноблока, одна из сторон которого является ответной частью привалочной плоскости гидравлических подводов гидроруля, другая сторона снабжена отверстиями для подсоединения внешних гидролиний рулевого механизма, а в моноблоке выполнены два сквозных отверстия, перпендикулярных плоскости ответной части для крепления моноблока посредством винтов к привалочной плоскости гидроруля, в корпусе моноблока размещены параллельно два одинаковых золотника, при этом каналы в золотниках и отсечные кромки этих каналов в корпусе моноблока образуют регулируемые по ходу золотников четыре дросселя, каждый из которых выполнен в виде одного или нескольких радиальных отверстий, расположенных в одной плоскости, перпендикулярной продольной оси золотника, при этом первый и второй дроссели выполнены в виде парных отверстий, расположенных в двух параллельных плоскостях, между которыми размещается цилиндровый канал с двумя отсечными кромками, далее расположены третий дроссель, взаимодействующий с отсечной кромкой напорного канала, и четвертый дроссель, взаимодействующий с отсечной кромкой сливного канала.