Гидравлическая система управления поворотом гусеничной машины

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< ч 887333

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.12.79 (21) 2&55240j27-11 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.12.81. Бюллетень № 45 (45) Дата опубликования описания 07.12.81 (51) М.Кл В 62 D 11/18

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытмй (53) УДК 629.113 (088.8) (72) Авторы изобретен,ия

В. С. Тимошенко, Е. Н. Червяков, Б. А. Любимов, П. П. Шевченко и А. И. Лангер

Одесская научно-исследовательская станц

Государственного ордена Трудового Красного 3 научно-исследовательского тракторного инст

Государственный Союзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский тракторный инст и Мелитопольский завод тракторных гидроагрегатов им. XXV съезда КПСС (71) Заявители (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА .УПРАВЛЕНИЯ

ПОВОРОТОМ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

1 2

Изобретение относится к тракторостроению и может быть, использовано в системах управления поворотом гусеничных машин.

Известна гидравлическая система управления поворотом гусеничной машины, содержащая последовательно соединенные гидроусилители следящего действия, каждый из которых содержит цилиндр с IIopIIIнем, .на последнем выполнены ло,крайней мере два пояска,,разделяющие полость цилиндра .на входную, промежуточную и дренажную, при этом промежуточная полость первого из гидроусилителей соединена с ,входной полостью второго гидроусилителя, дренажная полость которого соединена с гидробаком, причем каждый поршень гидроусилителей вы полнен с отверстием, в .котором установлен золотник, связанный с органом управления ловоротом гусеничной машины (11.

Недостаток данной системы состоит в том, что она не обеспечивает возможности независимой, работы гидрауоилителей, т. е. не |позволяет осуществлять управление механизмами поворота разных (левого и правого) бортов гусеничной ма шины, что ухудшает ее маневренность.

Цель изобретения — повышение манев.ренности путем обеспечения независимого управления гидроусилителями бортов гусеничной машины.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена управляемым распределителем,,соединенным с дренажной полостью первого гидроусилителя, с входной полостью второго гидроусилителя и с гидробаком для поочередного сообщения указанных полостей с последним, при этом упомянутый распределитель выполнен с двумя улравляющими полостями, одна из которых связана с входной лолостью первого гидроусилителя, а друтая — с входной полостью второго гидроусилителя.

1е На чертеже 1 представлена схема гидравлической системы управления поворотом гусеничной машины.

Система состоит из источника питания — гидронасоса l, предохранительного

20 клапана 2, двух гидравлических усилителей, двух электрически улравляемых клапанов, переключающего клапана и клалана регулирования давления.

Первый гидравлический усилитель со25 стоит из корпуса 3, поржня 4 с отверстиями

«а» и «б», снабженного двумя уллотнительными поясками, образующими вместе с корпусом входную А,дренажную Б и промежуточную В полости, упРавляющего золотаo ника 5, установленного на стержне 6 и за887333 фиксированного на нем при помощи двух штифтов 7. Управляющий золотник и стержень образуют внутри поршня д ве полости

Н и П, которые соединены др уг с другом через кольцевую щель между уп равляющими золотником и стержнем.

Внутри поршня установлена возвратная пружина 8, одним концом упирающаяся в поршень, а другим — в фиксирующее кольцо 9, закрепленное,на стержне.

Стержень, а следовательно, и управляющий золотник, соединен с |рычагом 10 управления, а поршень — с рычагом 11 привода вкл|очения (выключения) механизма поворота.

Для осуществления дистанционного и автоматического управления механизмами поворота гусеничной,ма шины служит KJIBаале с электрическим управлением, который состоит из золотника 12 с возвратной пружиной 13.и электромагнита 14.

Второй гидроусилитель в целях унификации имеет аналогичную конструкцию и состоит из корпуса 15, поршня 16, с отверстиями в;и г, образующего с .корпусом входную Д, дренажную Е и промежуточную

)К .полости, управляющего золотника 17, стержня 18 с штифтами 19,,возвратной пружины 20 и фиксирующего кольца 21.

Так же, как и в первом гидроусилителе полости Т и С, образованные внутри поршня, соединены между собой через щель между управляющим золотником и стержнем. Поршень соединен с рычагом 22 механизма,поворота, а стержень — с рычагом

23 управления. Клапан дистанционного и а втоматического управления идентичен клапану первого гидроусилителя и состоит из золотника 24, возвратной пружины 25 и электромагнита 26.

Управляющий распределитель состоит из корпуса 27, золотника 28,и .возвратной пружины 29. Золотник совместно с корпусом образует три,полости — управляющие

И и У и рабочую М, в корпусе, кроме того, выполнены две кольцевые проточки К и Л.

Проточка Л соединена со сливом через магистрали 30 и 31, проточка К вЂ” через магистрали 32 и 33 с входной полостью Д второго усилителя, а,полость М вЂ” через канал 34 с дренажной полостью Б первого гидроусилителя. Одна из торцовых управляющих полостей У соединена через магистрали 35, 36 и 37:c входной полостью Д второго гидроусилителя, а другая И вЂ” через магистраль 38 с входной полостью А первого гидроусилителя.

Клапан регулирования давления состоит из плунжера 39, пружины 40 и регулировочного устройства 41 и м ожет быть,расположен в одном корпусе 27 с переключающим клапаном. Кольцевая проточка P клапана регулирования давления,соединена через каналы 33 и. 37,с входной полостью Д

1Î

Зо

65 второго усилителя, а полость Ф вЂ” со сливом.

Система работает следующим образом.

При выключенных гидроусилителях, т. е. при отсутствии воздействия на рычаги 10 и 23 и при обесточенных электромагнитах

14 и 26, управляю цие золотники 5 и 17 под действием возвратных пружин 8 и 20 занимают крайнее правое положение; такое же положение занимают золотники электрически управляемых клапанов 12 и 24 под действием соответствующих возвратных пружин 13 и 25.

Золотник 28 управляемого,распределителя под действием возвратной пружины 29 занимает крайнее правое положение, в результате чего рабочая .полость M через кольцевую проточку К и каналы 32 и 37 соединяется с полостью Д второго гидроусилителя.

Плун ер 39 клапана регулирования давления пружиной 40 удерживается в крайнем левом положении,:перекрывая кольцевую прото-1ку P.

При этом рабочая жидкость, подаваемая .насосом 1, свободно .перетекает по магист,рали 42 через входную полость А первого гндроусилителя, отверстие а, полость Н, отверстие б, полость В и по магистрали 43 попадает в полость А электрически управляемого клапана, откуда по каналам 36 и

37 пост пает в полости Д:второго гидроусилителя и далее через отверстие в, полость

Т, отверстие г, полость К, канал 44, полость е,второго электрически управляемого клапана и магистрали 45 и 31 проходит на слив в гидробак 46.

При работе системы в режиме ручного управления для включения первого гидроусилителя, воздействуя .на рычаг 10, переиещают влево стержень 6 с управляющим золотником 5, в результате чего перекрываются отверстия а,и в полости А повышается давление рабочей жидкости, под действием которого поршень 4 перемещается и через рычаг 11 производит включение (выключение) механизма поворота. Перемещение поршня 4 происходит в пределах рабочего хода усилителя до тех пор, пока перемещается управляющий золотник 5.

При остановке управляющего золотника поршень, цреодолевая сопротивление внешней нагрузки (механизма поворота), перемещается еще на некоторое расстояние, в результате чего происходит увеличение открытия отверстия а и, следовательно, умень|шение давления в полости А,;поэтому

:под действием внешней, нагрузки поршень смещается вправо, что приводит снова к увеличению давления рабочей жидкости в полости А. Таким образо м, поршень стремится сохранить состояние,равнавесия относительно заданного положения управляющего золотника, в результате чего обеспе887333 чивается следящее действие гидроусилителя.

Ограничение величины, рабочего хода гидроусилителя в зависимости от типа управляемых элементов механиамов поворота может осуществляться либо путем ограничения хода управляющего золотника (рычага управления), либо ограничением величины, давления в гидроусилителе. Процесс работы гидроусилителя с ограничением по ходу управляющего золотника протекает аналогично рассмотренному. При этом рабочая жидкость из полости А перетекает через отверстие а, частично перекрытое управляющим золотником, полость Н, магистраль 43, кольцевую проточку д магистрали 36 и 37 в полость Д второго гидроусилителя и далее на слив.

Для ограничения величины давления служит клапан регулирования давления, настраиваемый на требуемое давление при помощи регулировочного устройства 41 и ,работающий следующим образом.

Повышение давления в полости А гидроусилителя вызывает такое же повышение давления в полости И и при достижении предельной величины,,на которую отрегулирован клапан, оно, |воздействуя на торцовую поверхность плунжера 39, перемещает его вправо, сжимая пружину 40. При этом открывается кольцевая проточка P u рабочая жидкость перетекает из полости А по магистрали 38, полости И, магистрали

33 и 37 к второму тидроусилителю.

Золотник 28 управляемого, распределителя при включении первого гидроусилителя под действием давления со стороны полости И занимает крайнее левое положение, в результате чего кольцевая проточка

К перекрывается, а проточка Л открывается и таким образом дренажная полость Б через магистраль 34, ра бочую полость М, кольцевую проточку Л,,магистрали 47, 30 и

31 соо бщается со сливом.

При автоматическом .и дистанционном управлении включение гидроусилителя осуществляется посредством электрически управляемого клапана. Электрическое напряжение подается на электромагнит 14, который, воздействуя на золотник 11, перемещает его в крайнее левое положение. При этом перекрывается кольцевая проточка д, s результате чего в полостях В и А ловыилается давление рабочей жидкости. Однако в полости В рабочая жидкость с одинаковой силой давит как на левый, так и на правый пояски порыня 4 и поэтому не создает осевых усилий, поскольку полость Б связана со сливом (золотник 28 занимает крайнее.левое положение), то под действием давления в полости А происходит irrepeмещение поршня 4, воздействующего на механизм поворота.

Предельная величина;рабочего давления в гидросистеме при автоматическом и дистанционном управлении ограничивается тем же клапаном регулирования давления, что и при ручном управлении, работа которого описана.

Если при выключенном первом гидроусилителе включается второй усилитель, то процесс лротека ет следующим образом.

При ручном управлении, воздействуя на рычаг 23, перемещают, влево управляющий

1О золотник 17, перекрывающий отверстие в, в .результате чело в полости Д повышается давление рабочей жидкости, под действием которого происходит перемещение лоршня

16 и через рычаг 22 включение (выключе15 ние) механизма поворота. Одновременно давление повышается в полости У переключающего клапана, соединенной через магистрали 35, 36 и 37 с полостью Д, и в полости И,,соединенной магистралью 38 с полостью А первого гидроусилителя. Поскольку отверстие а и кольцевая проточка д полностью открыты, то давления в полостях А и Д, а следовательно,;и в полостях У и И примерно одинаковы. Поэтому золотник 28 под действием;возвратной пружины 29 занимает правое крайнее положение, в,результате чего дренажная полость

Б через магистраль 34, полость М, кольцевую проточку К, магистрали 32 и 37 связыз0 вается с полостью Д, Поэтому при повышении давления в полости Д второго гидроусилителя во всех полостях А, Б и В первого гидроусилителя устанавливаются одинаковые давления, .в связи с чем на поршень

4 осевые усилия не воздействуют.

При дистанционном и автоматическом управлении включение второго гидроусилителя осуществляется путем подачи электрического напряжения на электромагнит 26, 40 который перемещает золотник 28, перекры.вающий кольцевую проточку с.

Предельное рабочее давление во втором гидроусилителе олрани гивается предохранительным клапано м 2, который .настраи46 вается на давление несколько (на 2—

3 иг/см ) .ниже, чем клапан,регулирования давления первого гидроусилителя.

При одновременной ;работе гидравлических усилителей возможны два случая:

50 включение второго гидроусилителя прн включенном первом усилителе (прямое включение) и включение первого усилителя при включенном втором (обратное включение). Каждый из этих случаев может иметь

55 три варианта — ручное включение с огра.ничекием пю ходу управляющего золотника, ручное включение с ограничением по давлению и включение лри помощи электрически управляемого клапана.

Процесс включения второго гидроусилителя при включенном первом и ограничении .по ходу управляющего золотника последнего протекает следующим образом.

Рабочая жидкость из полости А включенного первого гидроусилителя через ча887333 стично перекрытое отверстие а в |поршне 4 полости Н, отверстие б, полость В, магистраль 43, проточку д,и:магистрали 36 и 37 поступает к .второму гидроусилителю. Золотник 28 управляемого, распределителя под действием давления со стороны полости И занимает крайнее левое, положение, перекрывая кольцевую цроточку К и сообщая дренажную полость Б со сливом.

Плунжер 39 клапана регулирования давления также занимает крайнее левое положение и перекрывает .кольцевую проточку Р.

При включении второго гидроусилителя повышается давление в полости Д, магистралях 37, 36 и 43, в полостях В и Н и в ,полости А. Но |при увеличении давления в полости А поршень 4 перемещается влево, стремясь занять, новое равновесное положение.

Однако в результате дополнительного перемещения пор шня 4 при неподвижном управляющем золотнике 5 увеличивается открытие отверстия а и перепад да влений, являющийся разностью давлений в полостях A и Д уменыцается по мере увеличения давления в полости Д,в то время,,как давление в полости А остается, примерно постоянным.

При увеличении давления в полости Д повышается давление и в управляющей полости У переключающего клапана. В случае, если это давление возрастает настолько, что суммарное усилие на золотнике 28 со сто роны полости У (от пружины 29 и давления рабочей жидкости) превышает усилие от давления, действующего на него со стороны полости И, золотник 28 смещается вправо, перекрывая проточку Л и открывая проточку К, и соединяет дренажную, полость Б с полостью Д второго гидроусилителя.

При этом давление в полости Б возрастает и поскольку давление в полости А,не увеличивается, то поршень 4 под действием внешней нагрузки смещается вправо. Но это вызывает перекрытие отверстия а, увеличение давления в полости А и перепада давлений в полостях А и Д и, следователь:и, в управляющих полостях И:и У, в результате чего золотник 28 о пять смещается в левое положение, соединив дренажную полость Б со сливом. Таки м образом поддерживается определенное соотношение между максимальными значениями давления в первом и во втором гидроусилителях, зависящее от характеристики возвратной пружиной 32.

В случае одновременной работы с ограничением по давлению при включении первого гидроусилителя отверстие а полностью перекрывается управляющим золотником 5 и рабочая жидкость из полости А поступает по,магистрали 38 в полость И, отжимает плунжер 39 и через кольцевую проточку P

10 и магистрали 33 и 37 поступает в полость

Д второго гидроусилителя. Золотник 28 занимает под действием давления со стороны полости И крайнее левое положение. При включении второго усилителя повышается давление в полости Д, магистралях 33, 37, полости И, магистрали 38 и полости А. Однако при увеличении давления в полости

И плунжер 39 стремится занять, новое равновесное положение и, сжимая пружину 40, смещается вправо, открывая дополнительно кольцевую проточку P и, тем самым, уменьшая перепад давлений в полостях Д и И и, следовательно, в полос15 тях Д и А по мере повышения давления в .полости Д.

При небольшой жесткости пружины 40 давление в полостях И и А при увеличении давления в полости Д остается практически постоянным.

Одновременно с повышением давления в полости Д .повышается давление в полости

У, при определенном значении которого может произойти смещение золотника 28 в правое положение. В данном случае этого допустить нельзя, поэтому необходимо обеспечить некоторое превышение давления в полости И над давлением в полости У с таким, расчетом, чтобы суммарное усилие, 30 . действующее на золотник со стороны полости У, было несколько меньше, чем усилие со стороны полости И. Это достигается соответствующей, регулировкой .предельных давлений .в первом и во втором

35 гидроусилителях при помощи .клапана регулирования давления и предохранительного клапана, о чем было сказано.

При включении гидроусилителей с помощью электрически управляемых клана.

40 нов система работает в режиме ограниче ния по давлению, которое осуществляется аналогично.

Если при включенном втором гидроусилителе производится включение первого

45 усилителя, то процесс протекает следующим образом.

Независимо от того, каким способом включен второй гидроусилитель (вручнук или при помощи электрически управляемо.

50 го клапана) золотник 28 управляемого рас. пределителя под действием возвратной пружины 32 занимает крайнее правое поло жение, (поскольку давления в полостях Ъ и И равны), а плунжер 39 клапана регу55 лирования давления .смещается влево и пе рекрывает проточку P (так как этот кла пан регулируется на несколько более высо. кое давление, чем предохранительный клана.н 2).

50 В этом положении полости А, Б и В первого гидроусилителя находятся,под дейст вием одинакового давления, которое равно давлению в полости Д.

При включении первого гидроусилителя

65 вручную управляющим золотником 5 пере

887333

10 крывается отверстие а, в полости А повышается давление рабочей жидкости и таким образом создается перепад давлений в полостях А и Д, а следовательно, и в управляющих полостях У .и И переключающего клапана.

При некотором значении этого перепада (превышение давления в полости И над давлением в полости У) золотник 28, сжимая возвратную пружину, перемещается влево, перекрывая проточку К и открывая проточку Л, и сообщает тем самым дренажную полость Б первого гидроусилителя со сливной магистралью. Таким образом, давление в полости Б уменьшается и под действием давления со стороны полости А поршень начинает перемещаться, преодолевая внешнюю нагрузку.

Если управляющий золотник 5 остановить, то при перемещении поршня 4 увеличивается открытие отверстия а, вследствие чего происходит уменьшение перепада давлений и, соответственно, выравнивание давлений в полостях У и И, в результате золотник 28 смещается вправо, перекрывая проточку Л и открывая проточку К, тем самым сообщая полость Б с полостью Д и с полостью А (через магистрали 36, 43, по.лость В, отверстие б,,полость И и отверстие а) . зо

Вследствие этого происходит смещение поршня 4 вправо и процесс повторяется.

Таким образо м обеспечивается следящее действие гидроусилителя.

B случае одновременной работы гидро- З5 усилителей с обратным включением и ограничением по давлению при достижении максимальной величины давления .в полости А и соответственно .в полости И плунжер

39 клапана регулирования давления сме- 40 щается влраво, открывая .кольцевую проточку P и перепускает рабочую жидкость в магистраль 33 и далее к второму гидроусилителю. При этом золотник 28 находится в Крайнем левом положении, носкольку 45 клапаном регулирования давления задается величина давления,,несколько превышающая величину давления, на которую .регулируется предохранительный клапан 2.

Прн включении первого гидроусилителя

-посредством электрически управляемою клапана система ра ботает в основном так же, как и в ручном режиме с ограничением по давлению.

Таким образом, предлагаемая гидра влическая система управления механизмом поворота гусеничной машины позволяет производить включение гидроусилителей в любой последовательности, обеспечивая при этом уменьшение .рабочего давления, которое практически не зависит от количества одновременно работающих усилителей, IIoвышая маневренность ее.

Формула изобретения

Гидравлическая система управления,поворотом гусеничной машины, содержащая соединенные последовательно гидроусилители следящего действия, каждый из которых содержит цилиндр с поршнем, на последнем выполнены по крайней мере два пояска, разделяющие полость цилиндра на входную, промежуточную и дренажную полости, при этом промежуточная .полость ,первого из гндроусилителей соединена с входной полостью второго гидроусилителя, дренажная полость которого соединена с гидробаком, причем каждый поршень гидроусилителей выполнен с отверстием,,в котором установлен золотник, связанный с органом управления поворотом гусеничной машины, о тли ч а ющая с я тем, что, с целью,повышения:маневренности путем обеспечения независимого управления гидроусилителями бортов гусеничной машины, она снабжена управляемым .распределителем, соединенным с дренажной полостью первого гидроусилителя, с входной полостью второго гндроусилителя и с гидробаком для поочередного сообщения указанных полостей с последним, при этом упомянутый распределитель выполнен с двумя управляющими полостями, одна из,которых соединена с входной полостью первого гидроусилителя, а другая — с входной полостью второго гидроусилнтеля.

Источник, информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР

Ке 507476, кл. В 62 D 11/18, 1976.

887333

Составитель Л. Мусилович

Техред А. Камышникова

Корректор С. Файн

Редактор Морозова

Заказ 1633/1232 Изд. № 597 Тираж 712 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»