Автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства

 

О П И С А Н И Е (ц948698

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Соцналистнческик

Рес убл (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28. 04. 80 (21) 2918515/27-11 . (51) Я. Кд.

В 60 G 19/10 с присоединением заявки И (Ьаударотаеиай комитет

СССР ао делам изабретеиик и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07. 08.82 ° Бюллетень Ме 29

Дата опубликования описания 08. 08. 82 (53) УДК629.1. .07З(088.8) П.В. Зеленый, В.В. Гуськов, В.В. Яцкевич, П.А. Амельченко и В.ф. Пронько (72) Авторы изобретения

Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт,. (7l) Заявитель (54) АВТОМАТ-СТАБИЛИЗАТОР КРУТОСКЛОННОГО

ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Изобретение относится к механизмам автоматической стабилизации положения остова транспортных средств, преимущественно крутосклонных тракторов.

Известен автомат-стабилизатор. крутосклонного трактора, содержащий датчик крена, выполненный в виде подвешенного в корпусе посредством горизонтальной оси маятника, шарнирно связанного с распределителем силового исполнительного механизма и гидравлическим двухполостным демпфе ром (1 3.

Недостатком известного автоматастабилизатора является высокая склон-ность маятника к раскачиваниям под действием боковых инерционных сил особенно знакопеременных. Раскачивания маятника снижают эффективность щ системы стабилизации, ухудшают условия труда водителя, могут цривести к . возникновению автоколебаний и опрокидыванию транспортного средства, осо2 бенно на высоких скоростях, когда силы инерции имеют значительнуЮ величину. Поэтому скорость движения транспортных средств с включенной системой стабилизации ограничивают.

Увеличение же степени демпфирования для повышения интенсивности гашения колебаний маятника приводит к возрастанию времени запаздывания срабатывания автомата-стабилизатора.

Вторым недостатком рассматриваемого устройства являются большие габаритные размеры и металлоемкость вследствие выполнения демпфера в отдельном корпусе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является другой известный автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства, содержащий подвешенный в корпусе на горизонтальной оси маятник, шарнирно связанный с золотником трехпозиционного распределителя и снабженный гид

3 9486 равлическим двухполостным демпфером включающим в себя цилиндр с плавающим поршнем, взаимодействующим с толкателем, и фиксатор маятника, выполненный в виде подпружиненного штока одностороннего гидроцилиндра, взаимодействующего с выступом, причем обе полости демпфера сообщены между собой через регулируемое дросселирующее отверстие f 2 7.

1Î

Недостатком этого автомата-стабилизатора являются значительные габаритные размеры и металлоемкость вследствие выполнения демпфера в отдельном корпусе. 15

Целью изобретения является уменьшение габаритных размеров и снижение металлоемкости автомата-стабилизатора, Указанная цель достигается тем, что автомат-стабилизатор снабжен вторым фиксатором аналогичным указанному, причем односторонние гидроцилиндры обоих фиксаторов установлены в маятнике, а выступ для взаимодействия с их штоками расположен на корпусе, несущем на себе также толкатель плавающего поршня демпфера, цилиндр, каналы и дросселирующее отверстие последнего выполнены в маятнике, а полости сообщены с гидроцилиНЦрами фиксаторов.

На чертеже приведен автомат-стабилизатор, источник давления со сливом и исполнительный механизм. зз

Автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства содержит подвешенный в корпусе I на горизонтальной оси 2 маятник 3, шарнирно связанный посредством тяги 4 с эолот.

40 ником 5 трехпозиционного гидравлического распределителя 6, установленного на корпусе 1.

В маятник 3 вмонтирован двухполост-. ной гидравлический демпфер, выполненный в виде установленного в цилиндрической расточке 7 маятника плавающего поршня 8 с кольцевой канавкой 9 в средней части для взаимодействия с шаровым концом толкателя 10, закрепленного на корпусе 1. Обе полости 11

50 и 12 демпфера сообщены между собой каналами 13 через дросселирующее отверстие 14 с регулируемым посредством конического хвостовика винта

15 проходным сечением. Для возмещения 5 утечек жидкости из полостей 11 и

12, последние сообщены с полостью 16, образуемой внутренними стенками корпу са 1, посредством отверстий 17. Полость 16 корпуса 1, также как и полЬсти 11 и 12 демпфера, заполнены демпфирующей жидкостью. В нижней части маятника 3 установлены два односторонних гидроцилиндра: левый 18 и правый 19, штоки 20 которых подпружиненные пружинами 21, и выступ 22, выполненный на корпусе 1, образуют соответственно левый и правый фиксаторы, при этом левый гидроцилиндр

18 сообщен каналом 23 с левой полостью 11 демпфера, а правый гидроцилиндр 19 сообщен каналом 24 с правой полостью 12 демпфера.

На чертеже изображены также peryawpyewte ограничители 25 хода маятника 3 при переключении золотника 5 трехпоэиционного распределителя 6 в одну из крайних позиций, силовой исполнительный механизм 26 и источник давления 27 рабочей жидкости со сливом 28 и предохранительным клапаном 29.

Исполнительный механизм 26, выполненный в виде силового гидравлического цилиндра, предназначен для привода механизма выравнивания транспортного средства при стабилизации последнего в вертикальной плос ,кости.

Работает устройство следующим образом.

При движении транспортного средства по горизонтальной поверхности его остов, а следовательно, и установленный на нем корпус 1 автоматастабилизатора, занимают также как и маятник 3, вертикальное положение.

Маятник 3 удерживает при этом золотник 5 распределителя 6 в нейтральной позиции, обеспечивающей запирание полостей силового цилиндра 26 и подсоединение на слив 28 источника 27 рабочей жидкости. Оба штока

20, удерживаемые пружинами 21, занимают крайнее верхнее положение, не находясь в контакте с выступом 22

При вьезде транспортного средства на поперечный склон корпус 1 получает некоторый поперечный крен, например, вправо. Маятник 3, продолжая занимать вертикальное положение, переместит при этом золотник 5 распре, делителя 6 в левую, крайнюю позицию, обеспечив подсоединение штоковой полости силового цилиндра 26 к источнику давления, а бесштоковой - на. слив. Под действием давления рабочей жидкости силовой цилиндр 26 возвратит транспортное средство„ а следовательно, и установленный на егоостове корпус 1 автомата-стабилизатора в вертикальное положение. В результате этого маятник 3 возвратит в нейтральную позицию золотник g распределителя 6, обеспечив запирание полостей силового цилиндра 26, который, в свою очередь, заблокирует о механизм выравнивания транспортного средства до следующего срабатывания автомата-стабилизатора.

Аналогичным образом автомат-стабилизатор управляет силовым цилиндром 26 механизма выравнивания транспортного средства и при крене корпуса 1 в противоположную сторону.

Принцип работы демпфера автоматастабилизатора заключается s следую- 2О щем.

При неподвижном маятнике 3 давления в правой 12 и левой 11 полостях демпфера равны и имеют минимальную величину, а штоки 20 левого t8 и пра- zs вого 19 силовых цилиндров удерживаются пружинами 21 в верхнем положении, В укаэанном положении штоки 20 не препятствуют отклонению маятника в любую сторону от нейтрали, так как их концы не находятся во взаимодействии с вертикальными стенками выступа .22. При отклонении маятника 3 от нейтрали, например Bripaeo относительно корпуса 1, поршень 8, удерживаемый от бокового перемещения шаровым концом толкателя 10, вытесняет демпфирующую жидкость из левой

11 полости демпфера в его правую 12 полость через дросселирующее отверстие 14. В результате этого давление

40 в полости Il возрастет. При значительной скорости отклонения маятника 3 давление в полости 11 возрастает настолько, что вызовет перемещение вниз штока 20.,левого гидроци45 линдра 18, сжав лри этом пружину

21 последнего. Однако перемещение вниз штока 20 левого гидроцилиндра

18 практически не,препятствует отклонению маятника 3 от нейтрали вправо, так как указанный шток не находится во взаимодействии с вертикальной стенко" выступа 22,,а лишь скользит по его верхней гладкой поверхности. Шток 20 правого !9 гидроцилиндра при отклонении маятника 3 вправо будет по-прежнему занимать верхнее крайнее положение, так как давление в сообщенной с ним полости

12 не только не возрастет, а даже упадет. Как только в правом отклоненном положении маятник 3 остановит=я, давление в полостях 11 и 12 выравняется, приняв минимальное значение не препятствующее возвращению штока 20 левого 18 гидроцилиндра в крайнее верхнее положение под действием силы упругости его пружины 21

При возвращении маятника 3 из правого отклоненного положения в нейтральное, поршень 8 вытесняет демпфирующую жидкость в обратном направлении, т.е. из правой 12 полости демпфера в его левую полость 11 через дросселирующее отверстие 14. В результате этого давление возрастает в правой полости 12. При значительной скорости возвращения маятника 3 в нейтральное положение. давление в полости 12 возрастет на столько, что вызовет перемещение вниз штока 20 правого гидроцилиндра 19, сжав при этом его пружину 21. В положении, близком к вертикальному, маятник будет остановлен выступом 22, правая вертикальная стенка которого вступит во взаимодействие с выдвинутым силой давления в полости 12 штоком 20 правого гидроцилиндра 19. Остановка маят, ника погасит накопленную в нем кинетическую энергию, а следовательно, предотвратит возникновение его колебаний под действием сил инерции.

При полной остановке маятника 3 давление в полостях ll и 12 вновь выровняется, приняв минимальное значение, не препятствующее возвраще- нию штока 20 правого гидроцилиндра

19 силой упругости пружины 21 в верхнее крайнее положение. Это освободит маятник от фиксации с корпусом 1 и не .будет препятствовать их дальнейшему перемещению друг относительно друга. Шток 20 левого гидроцилиндра 18 занимает при возвращении маятника 3 из правого отклоненного положения к вертикали верхнее крайнее положение, так как давление в сообщенной с ним полости

ll демпфера не только не возрастает, а даже несколько падает.

При отклонении маятника 3 влево относительно корпуса 1 и последующем возвращении его в нейтральное положение устройство работает аналогичным образом с той лишь разницей, что в этом случае фиксаторы меняются ро9ч8698

Автомат-стабилизатор крутосклонного транспортного средства, содержащий подвешенный в корпусе на горизонтальной оси маятник, шарнирно связанный с золотником трехпозиционного распределителя и снабженный гидравлическим двухполостным демпфером, включающий установленный цилиндр с плавающим поршнем, взаимодействующим с толкателем, и фиксатор маятника, выполненный в виде подпружиненного штока одностороннего гидроцилиндра, взаимодействующего с выступом, причем обе полости демпфера сообщены между собой каналами через регулируемое дросселирующее отверстие, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров и снижения металлоемкости, он снабжен дополнительным фиксатором, аналогичным основному, причем односторонние гидроцилиндры обоих фиксаторов установлены на маятнике, а выступ для взаимодействия с их штоками расположен на корпусе, несущем на себе также толкатель плавающего поршня демпфера, цилиндр, каналы и дросселирующее отверстие последнего выполненный в маятнике, а полости сообщены с гидроцилиндрами фиксаторов.

7 ,лями, т . е. остановку маятника в положении, близком к вертикальному, осуществляет уже левая вертикальная стенка выступа 22, вступая во взаимодействие с выдвинутым силой возросшего давления в полости 11 демпфера штоком 20 левого,гидроцилиндра 18.

Остановка маятника позволяет, как .и в первом случае, погасить накопленнуЮ в нем кинетическ!ю энергию, а 10 следовательно, и предотвратить могущие возникнуть под действием сил инерции его свободные. копебания. При полу ной остановке маятника 3 давление в полостях 11 и 12 демпфера вновь вы- 15 ровняется, приняв минимальное значение, не препятствующее возвращению штока 20 левого гидроцилиндра 18 силой упругости его пружины 21 в верхнее крайнее положение. Это ос- щ вободит маятник 3 от фиксации с корпусом 1 и не будет препятствовать их дальнейшему перемещению друг относительно друга. Отклонения маятника

3 от вертикали в положениях, в которых штоки 20 левого 18 и правого 19 гидроцилиндров находятся во вэаимоде, ствии соответственно с левой или правой вертикальными стенками выступа 22 обеспечивают такими, чтобы они не превышали угла нечувствительности автомата-стабилизатора, определяемого конструкцией золотника 5 и кинематикой его связи с маятником 3.

Необходимую величину возрастания давлений в полостях демпфера, доста. точную для сжатия пружин 21 гидроцилиндров 18 и 19 при данной скорости перемещения маятника 3 относитель- но корпуса 1, устанавливают регулировкой проходного сечения дросселирующего отверстия 14 винтом 1 и подбором пружин 21 соответствующих жесткостей. При этом можно обеспечить такой режим работы устройства, что при малых скоростях перемещения маятника 3 в корпусе l, не опасных с точки зрения возникновения автоколеба,ний и вызывающих незначительное возрастание давлений в полостях демпфера, штоки 20 не вступают во взаимодействие с вертикальными стенками выступа 22 и, следовательно, не вмешиваются в работу маятника .3, а при высоких скоростях перемещения последнего, когда вероятность возникновения автоколебаний значительна, штоки 20, выдвигаясь пооче1редно под действием давлений в полостях 11 и 12, вступают во вэаимодействие с одной иэ вертикальных стенок выступа 22 и препятствуют возникновению и развитию упомянутых автоколебаний.

Таким образом, предложенное устройство, обладая всеми достоинствами прототипа, выгодно отличается от него меньшими габаритными размерами и металлоемкостью вследствие размещения демпфера внутри корпуса автомата-стабилизатора и совмещения его с маятником.

При сравнительной простоте устройства существенно возрастает также эффективность гашения колебаний маятника, что повысит скорость передвижения трактора и устойчивость против опрокидывания с включенной системой стабилизации. формула изобретения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Амельченко П. А. и др. Колесные тракторы для работы на склонах

948698 10

М., "Машиностроение", 1978, с. 170

173, рис. 111- 113.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 2756658/22-11, кл. В 60 С 19/10, 08. 05. 79. актор Н. Коля

5 7 аз 9 итета СССР

ВНИИПИ Государствейного комитета по делам изобретений и открытий

Ц

Ж- Раушская наб., д. /5

113035, Москва, 35, Филиал ППП "Патент" г. Ужгород, ул. роектн ф °

Составитель В. Сакович а Техред 3. Кастелевич Корректор И. Шароши

Ред исное