Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к рулевым приводам с сервомеханизмами. Усилитель потока рулевого механизма транспортного средства состоит из корпуса с размещенным в нем распределительным устройством, включающим напорную, сливную, цилиндровую и управляющую линии. Распределительное устройство включает два одинаковых усилительных трехпозиционных золотника непрерывного действия, каждый из которых соединен одним торцем с управляющей линией и снабжен регулируемыми по ходу золотника четырьмя дросселями. В нерабочей позиции 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. Вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцем золотника, а выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий. Вход третьего соединен с напорной линией, вход и выход четвертого дросселя заперты. Во второй рабочей позиции вход первого дросселя соединен с одной из цилиндровых линий, а выход - с одной из управляющих линий и с одним торцем золотника. Вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход - с другим торцем золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией. Вход и выход третьего дросселя заперты. В усилителе потока выполнены две дополнительные линии с нерегулируемыми корректирующими дросселями, соединяющие управляющие линии от гидроруля с соответствующими цилиндровыми линиями. Достигается повышение точности работы усилителя потока на малых частотах вращения вала гидроруля. 1 ил.
Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к рулевым механизмам транспортных средств. Известен 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, включающим два одинаковых усилительных трехпозиционных золотника непрерывного действия, каждый из которых соединен одним торцем с управляющей линией и снабжен регулируемыми по ходу золотника четырьмя дросселями, в нерабочей позиции которого 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 торцем золотника, вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцем золотника, а выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий, вход третьего соединен с напорной линией, вход и выход четвертого дросселя 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 торцем золотника, вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход - с другим торцем золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией, вход и выход третьего дросселя заперты. [1]
Недостатком известного усилителя потока является недостаточная точность работы на малых частотах вращения вала гидроруля. Задачей изобретения является устранение отмеченного недостатка.
Поставленная задача решается тем, что в усилителе потока выполнены две дополнительные линии с нерегулируемыми корректирующими дросселями, соединяющие управляющие линии от гидроруля с соответствующими цилиндровыми линиями. На чертеже предоставлена схема рулевого механизма транспортного средства, состоящего из нового усилителя потока, гидроруля и исполнительного гидроцилиндра, данных на схеме для иллюстрации работы усилителя потока.
Рулевой механизм транспортного средства содержит гидроруль 1, исполнительный гидроцилиндр 2 и усилитель потока 3, соединенный напорной линией 4 с источником питания, сливной линией 5 с баком, цилиндровыми линиями 6 и 7 с исполнительным гидроцилиндром 2, управляющими линиями 8 и 9 с гидрорулем 1.
Усилитель потока содержит корпус 10 с размещенными в нем распределительным устройством, выполненными в виде двух одинаковых трехпозиционных усилительных золотников непрерывного действия 11 и 12, обратного клапана 13, двух нерегулируемых дросселей 14 и двух нерегулируемых дросселей 28. Каждый золотник имеет одну нерабочую 15 и две 16 и 17 рабочие позиции, соответственно первая и вторая рабочие позиции. Каждый золотник снабжен четырьмя регулируемыми по ходу золотника дросселями 18, 19, 20 и 21. В нерабочей позиции 15 входы и выходы всех четырех дросселей заперты. В первой рабочей позиции 16 золотников 11 и 12 вход первого дросселя 18 соединен с соответствующей управляющей линией 8, 10 и соответствующим торцом 22, 23 золотников, а выход - с соответствующей цилиндровой линией 6, 7 и противоположным соответствующим торцом 24, 25 золотников через нерегулируемый дроссель 14. Вход второго дросселя 19 соединен с выходом третьего дросселя 20 и противоположным торцом 24, 25 золотников. Выход второго дросселя 19 соединен с той же цилиндровой линией 6, 7, что и выход первого дросселя.
Вход третьего дросселя 20 соединен с напорной линией 4. Вход и выход четвертого дросселя 21 заперты. Во второй рабочей позиции 17 золотников 11 и 12 выход первого дросселя 18 соединен с соответствующей управляющей линией 8, 9 и соответствующим торцом 22, 23 золотников, а вход - с соответствующей цилиндровой линией 6, 7 и противоположным соответствующим торцом 24, 25 золотников через нерегулируемый дроссель 14. Выход второго дросселя 19 соединен с входом четвертого дросселя 21 и противоположным торцом 24, 25 золотников. Выход четвертого дросселя соединен со сливной линией 5. Вход второго дросселя 19 соединен с той же цилиндровой линией 6, 7, что и вход первого дросселя. Вход и выход третьего дросселя 20 заперты. Управляющие линии 8 и 9 соединены дополнительными линиями 27 через дроссели 28 с цилиндровыми линиями 6 и 7.
В нерабочей позиции 15 золотники 11 и 12 фиксируются центрирующими пружинами 26.
Рулевой механизм работает следующим образом.
В нейтральном положении гидроруля под действием центрирующих пружин 26 золотники 11 и 12 находятся в нерабочей позиции 15. При повороте вала гидроруля 1 одна из управляющих линий, например 8, соединяется через гидроруль с напорной линией 4, а другая управляющая линия 9 соединяется через гидроруль со сливной линией 5.
При этом под действием давления на торец 22 золотника 11 последний перемещается в позицию 16, 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 противоположным 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 одинаковыми. При этом поток через первый 18 и второй 19 дроссели складываются, коэффициент усиления усилителя потока определяется следующим выражением: K=(F1+F2)/F2,
где F1 - площадь проходного сечения первого дросселя 18,
F2 - площадь проходного сечения второго дросселя 19.
Рабочий объем рулевого механизма, характеризуемый объемом рабочей жидкости, вытесняемой в исполнительный гидроцилиндр за один оборот вала гидроруля, определяется выражением qрм=K·qгр,
где qгр - рабочий объем гидроруля;
qрм - рабочий объем рулевого механизма.
При этом поршень исполнительного гидроцилиндра перемещается, вытесняя из реактивной полости рабочую жидкость в цилиндровоую линию 7, что вызывает повышение давления на торце 25 золотника 12 и перемещение его в позицию 17 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 противоположным 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 частота 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 Kд=K=(F1+F2)/F1,
где Кд - 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 противоположную сторону.
Обратный клапан 13 служит для препятствования самопроизвольному перемещению поршня исполнительного гидроцилиндра под действием внешней нагрузки.
Дроссели 14 необходимы для: обеспечения возможности перемещения золотников из нейтрального положения, когда все регулируемые дроссели и, следовательно, связывающие их каналы заперты. Однако при малых чистотах вращения вала гидроруля происходит незначительное перемещение золотников и незначительное открытие проходных сечений регулируемых дросселей, что вызывает на этом участке регулирования существенное изменение коэффициентов усиления за счет влияния нерегулируемого дросселя 14, подключенного параллельно дросселям 19. Для исключения указанного дефекта и стабилизации коэффициента усиления в усилителе потока выполнены две дополнительные линии 27 с корректирующими дросселями 28, установленным параллельно дросселям 18. При этом соотношение площадей нерегулируемых дросселей рекомендуется выбирать соответствующим величине «K», а именно Fl4/F28≈K.
Таким образом, усилитель потока обеспечивает точность работы рулевого механизма при малых частотах вращения вала гидроруля. Технико-экономические преимущества от использования усилителя потока на транспортных средствах заключаются в увеличении производительности машин за счет улучшения управляемости.
Источники 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, включающим два одинаковых усилительных трехпозиционных золотника непрерывного действия, каждый из которых соединен одним торцем с управляющей линией и снабжен регулируемыми по ходу золотника четырьмя дросселями, в нерабочей позиции которого 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 торцем золотника, вход второго соединен с выходом третьего и с другим торцем золотника, а выход второго также соединен с одной из цилиндровых линий, вход третьего соединен с напорной линией, вход и выход четвертого дросселя 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 торцем золотника, вход второго дросселя соединен с этой же цилиндровой линией, а выход - с другим торцем золотника и с входом четвертого дросселя, выход которого соединен со сливной линией, вход и выход третьего дросселя заперты; отличающийся тем, что в усилителе потока выполнены две дополнительные линии с нерегулируемыми корректирующими дросселями, соединяющие управляющие линии от гидроруля с соответствующими цилиндровыми линиями.
