Гидравлическое рулевое управление транспортного средства

 

Б. А. Любимов, Е. Н. Червяков, Ю, И. Судаков, И. С. Погорелова, П. Я. Прицкер, И. И. Кандрусев и 3. E. Либерфарб (72) Авторы изобретения (73) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к гид« равлическим рулевым управлениям транспортных средств, предназначенным для установки на колесные самоходные маши5 ны, преимущественно на тракторы и сельскохозяйственные машины с гидрообъемным рулевым приводом.

Известно гидравлическое рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, связанное рулевым валом с поршневой гидромашиной, состоящей из кулачкового диска с профилированными поверхностями, взаимодействующего с,поршнями, распопоженl5 ными в неподвижном блоке цилиндров, и золотникового распределителя, соединенного гидромагистралями с гидромашиной, исполнительным гидравлическим механизмом и баком.

Однако известное рулевое управление недостаточно компактно, а также оно не обеспечивает разгрузку профилированных йоверхностей кулачкового диска от усилий, действующих со стороны поршней.

Белью изобретения является обеспечение компактности управления и обеспечение разгрузки профилированных поверх« ностей.кулачкового диска от усилий, действующих со стороны поршней.

Для этого профилированные поверхности на кулачковом диске выполнены с двух. сторон, поршни расположены оппо» зитно, а золотник распределителя связан посредством винтовой передачи с рулевым валом и подвижно в осевом направлении с кулачковым диском, кроме того, полость гидромашины, расположенная между блоками цилиндров, соединена с . напорной магистралью.

На фиг. l приведена конструкция гид» равлического рулевого управления; на фиг. 2 - сечение вала A-А, фиг. 1; на фиг. 3 — сечение золотника Б-Б, фиг. 1;на фиг. 4 « поперечное сечение В-В, фиг. 1.

Гидравлическое рулевое управление транспортного средства содержит порш= невую гидромашину l и золотннковый распределитель 2, управляемый от вала

3, имеющего во внутренней проточке 5 винтовые канавки,4 (см. фиг. 2), взаимодействующие через шарики 5 с золот ником 6. Зто соединение обеспечивает преобразование вращательного движения вала 3 в поступательное движение золот- 10 ника 6.

Гидромашица состоит из двух оппозитно расположенных блоков цилиндров 7 и

8, в которых расположены подпружиненные шариковые поршни 9 (см. фиг. 1).

Между блоками цилиндров 7 и 8 установлена проставка 10, соединяющая рабочие камеры 11 противоположных цилиндров через отверстия 12 и кулачковый диск

l3, имеющий с обеих сторон профилированные поверхности.

Кулачковый диск 13 установлен на валу 3 таким образом, что имеет по отношению к нему ограниченный в задан-. ных пределах свободный угол поворота.

Зто обеспечивается тем, что в радиальном отверстиии диска установлен палец

14, проходящий с определенным зазором через отверстия 15 вала 3. Пробки 16 служат для фиксации пальца. Средняя

Зо часть пальца 14 входит в прорезь 17 на концевине золотника 6.

Зто соединение обеспечивает совместное вращение кулачкового диска 13 и золотника 6, а также перемещение золотника 6 в осевом направлении при неподвижном кулачковом диске 13.

Елок цилиндров 7 закрыт крышкой

18, через которую проходит вал 3. В крышке 18 размещены уплотнительные элементы 19 вала 3, подшипник 20 и возвратные пружины 21 шариковых поршней блока цилиндров 7. Возвратные пружины 21 шариковых поршней блока цилиндров 8 установлены в корпусе 22 золотникового распределителя 2.

Распределитель 2 состоит из корпуса

22, золотника 6, клапана 23., корпуса

24, клапана 23, размещенного во внутренней расточке золотника, центрирующей пружины 25, установленной на правом концевике золотника 6 с предварительным натягом, и обратного клапана

26. Корпус 22 еет два ряда р ди ь- 55 ных отверстий 27, попарно связанных осевыми отверстиями 28 с соответствующей парой рабочих камер 11, каналы

29 и 30 для подвода рабочей жидкости

61

4 к рабочим попостям исполнительного гидроциличдра 31, канал 32 для подво- . да рабочей жидкости от источника питаний 33, канал 34 для отвода рабочей жидкости в бак 35. Каналы 29 и 30 соответственно соединены с расточками

36 и 37, канал 32 соединен одновременно с расточками 38 и 39, а канал

34 — с расточками 40 и 41. для обеспечения распределения рабочей жидкости в расточках корпуса 22 на золотнике 6 имеются уплотнительные пояски и проточки, образующие рабочие кромки 42-49. (cM. фиг. 3).

Для обеспечения распределения рабочей жидкости в отверстиях 27 имеется два ряда продольных пазов 50 и каналы 51 для соединения этих пазов с корпусом 24 клапана 23. Отверстие 52 корпуса клапана сообщает его с внутренней полостью узла.

Вал 3 соединен с рулевым колесом

53, а поршень гидроцилиндра 31 — с механизмом для поворота управляемых колес 54.

Рулевое управление работает следующим образом.

При отсутствии управляющего воздействия на приводном валу благодаря действию центрирующей пружины 25 золотники 6 находятся в нейтральном положении. При этом рабочая жидкость, поступающая от источника питания 33, свободно проходит на слив в бак 35 по каналу 32, расточке 39, щелям, образованным рабочими кромками 48 и 49, расточке 41 и каналу 34. Кроме этого, B нейтральном положении золотника при помощи кромок 42-47 обеспечивается запирание полостей гидроцилиндра 31 и рабочих камер гидромашины. Клапан

23 находится при этом в произвольном ,.положении, а клапан 26 закрыт.

При вращении вала 3 благодаря взаимодействию канавок 4 с шариками 5, установленными на золотнике 6, последний перемещается в осевом направлении в ту или иную сторону в зависимости от направления вращения вала 3. При смещении золотника 6, например вправо, открываются кромки 44, 4Е. и 42, а кромка 48 прикрывает свободный проход рабочей жидкости в бак 35. В результате этого масло начинает поступать через левый ряд пазов 50 и отверстия

27, соединенные с этим рядом пазов, :в соответствующие рабочие камеры 11

;блоков цилиндров 7 и 8, вызывая пере679461

5 о

15 го

25 за

55

5 мещение соответствующих шариковых

1 горшней 9 навртречу один другому. Взаимодействйе поршней 9 с профилированными поверхностями кулачкового диска 1 3 приводит к вращению последнего.

Остальные шариковые поршни 9 в это время двигаются в противоположную сторону, вытесняя масло иэ рабочих камер

11, соединенных через отверстия 27, связанные с правым рядом пазов 50, в расточку 37 и канал 30, в полость гидроцилиндра 31, вызывая перемещение его поршня и поворот управляемых колес.

Из противоположной полости гидроцилиндра 31 рабочая жидкость поступает на лив через расточки 36 и 40 и канал

34.

Одновременно с кулачковым диском

13 благодаря взаимодействию пальца

14 с прорезью 17 происходит вращение золотника 6, что обеспечивает согласование распределителя рабочей жидкости в камерах 11 с кинематикой движения поршней 9, определяемой профилем кулачкового диска 13.

Вращение золотника благодаря его связи с валом 3 через винтовую передачу приводит к смещению золотника 6 в обратную сторону и уменьшению скорости вращения кулачкового диска 1 3. Это смещение происходи до тех пор, пока поток рабочей жидкости, проходящий через гидромашину, не уменьшится до такой величины, при которой скорость вращения его станет равной скорости вращения вала управления.

Таким образом, расход рабочей жидкости в гидроцилиндре будет пропорционален скорости вращения вала 3.

Как следует из описания, гидромашина 1 работает в режиме мотора, который обеспечивает вращение золотника 6 и доэирование рабочей жидкости, поступающей в гидроцилиндр 31. Благодаря потерям давления в гидромашине давление в левом ряду пазов 50 будет больше, чем в правом ряду, поэтому клапан

23, торцовые полости которого связаны каналами 51 с,пазами 50, переместится вправо и соединит внутреннюю полость узлов с правым рядом этих пазов. В результате этого обеспечивается перепад давления на поршнях 9, не превышающий по величине потери давления в гидромашине. Поскольку эти потери малы, то и усилие прижатия поршней 9 к кулачковому диску 1 3 будет также незначительным, что значительно снижает их износ.

В случае, когда источник питания 33 не работает, перемещение золотника 6 при вращении вала 3 будет происходить до тех пор, пока не выберется зазор между отверстиями 15 и пальцем 14.

Дальнейшее вращение вала 3 вызовет поворот кулачкового диска 13 и гидромашина начнет работать в режиме насоса„ проводимого от вала 3, нагнетая рабочую жидкость в гидроцилиндр 31.

Распределение рабочей жидкости в корпусе 22 при этом осуществляется так же, как и при работающем источнике питания 33, за исключением того, что поступление рабочей жидкости в гидромашину будет происходить через расточку

41 и клапан 26 за счет разряжения в соответствующих камерах 11, получаемого в результате перемещения поршней 9 под действием пружин. В этом случае максимальное давление, создаваемое в гидроцилиндре 31 определяется не источником питания 33, а максимальным моментом, прикладываемым водителем к рулевому колесу 53.

Формула изобретения

1. Гидравлическое рулевое управление транспортного средства, содержащее рулевое колесо, связанное рулевым валом с поршневой гидромашиной, состоящей из кулачкового диска с профилированными поверхностями, взаимодействующего с поршнями, расположенными в неподвижном блоке цилиндров, и золотникового распределителя, соединенного гидромагистралями с гидромашиной, исполнительным гидравлическим механизмом и баком, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения его компактности, профилированные поверхности на кулачковом диске выполнены с двух сторон, поршни расположены оппозитно, а золотник распределителя связан посредством винтовой передачи с рулевым ва-. лом и подвижно в осевом направлении с кулачковым диском.

2. Управление по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения разгрузки профилированных поверхностей кулачкового диска or ycuлий, действующих со стороны поршней, полость гидромашины, расположенная между блоками цилиндров, соединена с напорной магистралью.