РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА
AUTOMOTIVE STEERING MECHANISM

Изобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к рулевым системам транспортных средств.
Известен рулевой механизм транспортного средства, включающий гидроруль с подводящими линиями, приоритетный клапан с линией управления и линиями подачи контролируемого и неконтролируемого потоков, исполнительный гидроцилиндр, насос питания и устройство автоматического вождения, состоящее из трехпозиционного электроуправляемого пропорционального золотника и имеющее первый ряд подводов - напорный, сливной, два цилиндровых и управления приоритетным клапаном, при этом в каждой крайней позиции золотника активный подвод гидроцилиндра соединен гидролиниями золотника с напорным подводом и с подводом управления приоритетным клапаном, а другой подвод гидроцилиндра соединен гидролиниями золотника со сливным подводом (1).
Недостатком известного рулевого механизма является использование линии подачи неконтролируемого потока приоритетного клапана или использование потока дополнительного насоса, что приводит к существенному увеличению габаритно-массовых параметров устройства автоматического вождения особенно в случае применения усилителя потока. Это является следствием больших потоков, проходящих по линии подачи неконтролируемого потока, существенно превосходящих поток в линии подачи контролируемого потока приоритетного клапана.
Задачей изобретения является устранение отмеченного недостатка. Поставленная задача решается тем, что устройство автоматического вождения снабжено дополнительно вторым рядом одноименных подводов для соединения с подводящими линиями гидроруля, причем напорный подвод первого ряда соединен с линией подачи контролируемого потока приоритетного клапана, при этом в нейтральном положении золотника все одноименные подводы первого и второго рядов соединены гидролиниями друг с другом, а в крайних положениях управляющий приоритетным клапаном подвод второго ряда запрет.
При использовании гидрорулей с открытым центром поставленная задача решается также тем, что в крайних положениях золотника напорный подвод второго ряда запрет.
На рисунках 1, 2, 3 представлены гидравлические схемы рулевого механизма транспортного средства с устройством автоматического вождения.
Рис. 1 - гидросхема с гидрорулем LS и приоритетным клапаном.
Рис. 2 - гидросхема с гидрорулем LS, приоритетным клапаном и усилителем потока.
Гидрорули LS имеют в нейтральном положении запертые напорную и цилиндровые линии, а линия управления LS приоритетным клапаном соединена со сливной линией.
Рис. 3 - гидросхема с гидрорулем ON, приоритетным клапаном и усилителем потока.
Гидрорули ON имеют в нейтральном положении запертыми цилиндровые линии, а напорная линия соединена со сливной.
На рисунках 1.1, 2.1, 3.1 представлены варианты конструктивного исполнения устройств автоматического вождения в соответствии с их гидравлическими схемами.
На рисунках первый ряд подводов обозначен индексами PI, LSI, LI, RI, TI и второй ряд подводов обозначен индексами Р2, LS2, L2, R2, Т2.
Здесь PI - напорный подвод, соединенный с линией подачи контролируемого потока приоритетного клапана,
LSI - подвод линии управления приоритетным клапаном,
LI - цилиндровый подвод для соединения с цилиндровой линией для поворота влево,
RI - цилиндровый подвод для соединения с цилиндровой линией для поворота вправо,
TI - сливной подвод для соединения со сливной линией в гидробак,
Р2 - напорный подвод для соединения с подводящей линией гидроруля,
LS2 - подвод линии управления для соединения с подводящей линией гидроруля,
L2 - цилиндровый подвод для соединения с подводящей линией гидроруля на поворот влево,
R2 - Цилиндровый подвод для соединения с подводящей линией гидроруля на поворот вправо,
Т2 - Сливной подвод для соединения с подводящей сливной линией гидроруля.
Рулевой механизм содержит (рис. 1) гидроруль 1 с подводящими линиями 2 приоритетный клапан 3 с линиями подачи контролируемого 4 и неконтролируемого 5 потоков, исполнительный гидроцилиндр 6, усилитель потока 7 (рис. 2), устройство автоматического вождения 8, насос питания 9, рабочее оборудование 10.
Устройство автоматического вождения состоит из корпуса 11 (рис. 2.1) с размещенным в нем трехпозиционным золотником 12, двух пропорциональных электромагнитов 13. и подводов первого и второго рядов LSI, PI, LI, RI TI и LS2, P2, L2, R2, T2.
Рулевой механизм работает следующим образом.
При отсутствии внешнего сигнала на электромагниты 11 золотник 12 находится в среднем, нейтральном, положении. При этом рулевой механизм работает в штатном режиме - питание гидроруля 1 осуществляется по линии подачи контролируемого потока 4, а линия управления LSI приоритетным клапаном 3 соединена с линией управления LS2 гидроруля.
При этом цилиндровые линии LI и RI напрямую соединены с цилиндровыми линиями гидроруля L2 и R2. Линия 5 неконтролируемого потока приоритетного клапана соединена с гидросистемой рабочего оборудования 10, через которое производится разгрузка насоса питания 9.
При подаче внешнего сигнала на электромагниты 13 последние перемещают золотник 12 в одно из крайних положений, а величина перемещения золотника будет пропорциональной уровню внешнего сигнала. При этом подвод LSI управления приоритетным клапаном отсоединен от подвода LS2 гидроруля и соединен с активной цилиндровой линией, с которой также соединена напорная линия контролируемого потока 4 через регулируемый дроссель 14, образуемый кромками золотника и корпуса.
Поскольку на дросселе 14 всегда поддерживается постоянный перепад давления
где Тпр - усилие пружины приоритетного клапана,
Fп.к. - площадь торца золотника приоритетного клапана,
перемещение золотника 12 приведет к увеличению площади пропускного сечения дросселя 14 и, как следствие, пропорциональному увеличению потока рабочей жидкости к исполнительному гидроцилиндру 6.
Таким образом, решается задача увеличения скорости движения штока исполнительного гидроцилиндра пропорционально величине и направлению внешнего сигнала, поступающего на электромагниты со стороны внешнего задатчика этого сигнала.
1
2
При использовании гидроруля исполнения LS линия Р-Р остается открытой во всех положениях золотника 12, поскольку в самом гидроруле она заперта в нейтральном положении вала гидроруля (при неподвижном вале).
2
2
2
При использовании гидроруля исполнения ON линия Р к гидрорулю в крайних положениях золотника 12 запирается, поскольку в нейтральном положении вала гидроруля линия Р в гидроруле соединена со сливом. Запирание линии Р в крайних положениях золотника 12 необходимо для исключения разгрузки потока в линии 4 на слив в бак.
В случае использования в схеме рулевого механизма усилителя потока схемные и конструктивные решения устройства автоматического вождения не меняются, что отражено в рисунках 2 и 3, а также 2.1 и 3.1.
Как правило, усилитель потока и приоритетный клапан выполняются в одном блоке, что изображено на рисунках 2.1 и 3.1.
Таким образом, применение предлагаемого схемного и конструктивного решений позволяет использовать небольшие потоки от насоса рулевой системы для питания устройства автоматического вождения, особенно при работе с усилителем потока. Это объясняется тем, что для питания устройства автоматического вождения необходим поток, не превышающий потока питания гидроруля, в то время как через линию неконтролируемого потока, через усилитель потока и исполнительный гидроцилиндр проходят потоки, существенно превышающие поток питания гидроруля.
На иллюстрации (1) изображено устройство автоматического вождения PVG32, представляющее трехсекционный пропорциональный гидрораспределитель с электроуправлением, одна из секций которого напрямую соединена с исполнительным гидроцилиндром и запитана от неконтролируемого потока приоритетного клапана.
Источники информации
1. Каталог фирмы «Danfoss» Hydrostatic steering components. kh.20.B1.02., стр. 44.