СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВАКУУМНОЙ ПОДМЕТАЛЬНО-УБОРОЧНОЙ МАШИНЫ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, а именно к гидравлическим системам рулевого управления транспортными средствами, преимущественно машинами для коммунального хозяйства.
Известна система рулевого управления коммунальной машины [1, Патент RU 24626 U1, МПК A47L 11/24, приоритет 26.02.2002, опубл. 20.08.2002], включающая в себя гидронасос, соединенный через насос-дозатор, установленный на валу рулевой колонки, с гидромотором, соединенным с червяком, который сопряжен с цилиндрическим косозубым колесом, расположенным на вертикальном валу ходового колеса машины, причем зубья червяка и цилиндрического косозубого колеса имеют одинаковый наклон.
Однако, эффективность действия такой системы недостаточна для обеспечения повышенной маневренности и проходимости коммунальной машины.
Более эффективна в этом плане система рулевого управления коммунальной машины [2, Патент RU 24626 U1, МПК A47L 11/24, приоритет 26.02.2002, опубл. 20.08.2002], содержащая управляемые колеса переднего и заднего моста коммунальной машины, ее рулевую колонку, механически связанную с насосом-дозатором объемного гидропривода, включающим также в себя гидробак, сдвоенный шестеренный гидронасос, сообщенный с приоритетным клапаном, два гидрораспределителя, которые сообщены между собой напрямую и со штоковыми полостями гидроцилиндра поворота колес заднего моста коммунальной машины, кинематически связанного с ее передними управляемыми колесами, и со штоковыми полостями гидроцилиндра поворота колес переднего моста коммунальной машины, кинематически связанного с ее задними управляемыми колесами, причем один из гидрораспределителей выполнен двухсекционным, одна из секций которого снабжена двумя тормозными клапанами, сообщенными со своей штоковой полостью гидроцилиндра поворота колес заднего моста коммунальной машины для корректировки положения этих колес от сигнала установленного в заднем мосту датчика их нейтрального положения.
В таком гидроприводе насос-дозатор имеет клапаны, регулирующие давление жидкости в объемном гидроприводе, и забирает рабочую жидкость по приоритетному выходу в объеме, необходимом для поворота упомянутых колес.
Сдвоенный шестеренный гидронасос снабжен секций с направлением рабочей жидкости на приоритетный клапан, который подает рабочую жидкость на его приоритетный выход в момент поворота руля и на неприоритетный выход этого насоса в иных случаях.
Однако недостатком такой системы по прототипу [2] является сложность ее конструкции из-за применения кинематических связей между гидроцилиндром поворота управляемых колес заднего моста с управляемыми колесами переднего моста, и также между гидроцилиндром поворота управляемых колес переднего моста с управляемыми колесами заднего моста, а также из-за применения сообщения между собой напрямую двух гидрораспределителей и выполнения секции одного из с функцией корректировки положения его колес в виде двух тормозных клапанов, а также из-за применения установленного в заднем мосту датчика нейтрального положения его колес и выполнения гидронасоса сдвоенным шестеренным.
Кроме того, такая комплектация перечисленных элементов и связей между ними по первому недостатку, также оказывает отрицательное влияние на быстродействие срабатывания системы и расход рабочей жидкости.
Потому что такие машины с системой по прототипу [2] будут сравнительно медленно маневрировать при применении различных способов положения их управляемых колес.
Поэтому задачей полезной модели является достижение технического результата по более оперативному маневрированию различными способами положения управляемых колес вакуумной подметально-уборочной машины.
Поставленная задача решается тем, что в системе рулевого управления вакуумной подметально-уборочной машины (фиг.1-6), содержащей управляемые колеса (2, 3) своих переднего и заднего мостов вакуумной подметально-уборочной машины (1), ее рулевую колонку (4), механически связанную с насосом-дозатором (26) объемного гидропривода (5), включающего в себя также гидробак (14), гидронасос (20), сообщенный с приоритетным клапаном (25), имеются отличительные признаки: в объемный гидропривод (5) включен также гидрораспределитель пятисекционный управления дополнительным оборудованием (27) и гидроблок управления режимами поворота колес (28) объемного гидропривода (5), связанных в общую систему через приоритетный клапан (25), причем с приоритетом на насос-дозатор (26), кроме того, гидроблок управления режимами поворота колес (28) выполнен в виде встроенных в корпус двух клапанов с электромагнитным управлением: трехпозиционного четырехлинейного клапана (29) и двухпозиционного шестилинейного клапана (30), управляемых с помощью, соответственно, электромагнитов (31) и (32), (33), причем двухпозиционный шестилинейный клапан (30), связан со штоковыми полостями гидроцилиндра (12) колес (2, 3) переднего и заднего мостов и ответственен за классический режим и режим погрузчика, а трехпозиционный четырехлинейный клапан (29) - со штоковыми полостями гидроцилиндра (12) колес (3) заднего моста и ответственен за полноповоротный режим и режим «краба» поворота вакуумной подметально-уборочной машины (1).
В совокупности такие отличительные признаки позволят вакуумной подметально-уборочной машине (1) оперативно маневрировать различными способами положения ее управляемых колес (2 и 3), выбирая нужный режим поворота, что обеспечит в сравнении с прототипом [2] более оперативное маневрирование различными способами положения управляемых колес вакуумной подметально-уборочной машины.
Дополнительные отличительные признаки полезной модели, направленные на улучшение эффективности и надежности работы системы рулевого управления вакуумной подметально-уборочной машины:
- гидробак (14) выполнен со сливным клапаном (15), указателем минимального уровня (18) и указателем уровня и температуры (19) рабочей жидкости в гидробаке (14)\
- в объемном гидроприводе (5) применен сливной фильтр (22), за которым установлен теплообменный агрегат (23), а также применен на выходе гидронасоса (20) напорный фильтр (24), за которым установлен приоритетный клапан (25).
Сущность полезной модели поясняется иллюстрациями, где:
- на фиг.1 показан вид вакуумной подметально-уборочной машины сбоку;
- на фиг.2 - часть вида сверху на остов вакуумной подметально-уборочной машины с условно снятым оборудованием по фиг.1 и выровненными ее колесами переднего и заднего моста;
- на фиг.3 - принципиальная схема гидравлической системы рулевого управления вакуумной подметально-уборочной машины по фиг.1;
- на фиг.4 - тоже, что и на фиг. 3, но колеса переднего моста повернуты (классическая схема поворота);
- на фиг.5 - тоже, что и на фиг.4, но и колеса заднего моста повернуты, причем противоположно колесам переднего моста (полноповоротный режим);
- на фиг.6 - тоже, что и на фиг.5, но колеса заднего моста повернуты в ту же сторону, что и колеса переднего моста (диагональное перемещение по режиму «краб»).
Система рулевого управления по полезной модели применяется в вакуумной подметально-уборочной машине 1 (фиг.1), которая имеет управляемые колеса 2 своего переднего моста и управляемые колеса 3 своего заднего моста, приводимые в действие от рулевой колонки 4 через объемный гидропривод 5 (фиг.3).
На раме 6 (фиг.1) такой машины может быть установлено, например, подметально-уборочное оборудование 7 и вакуумно-уборочное оборудование с бункером 8 вместе с мусороподборщиком 9.
Колеса 2 и 3 переднего и заднего мостов вакуумной подметально-уборочной машины 1 закреплены под рамой 6 с помощью унифицированных между собой рычажно-шарнирных узлов 10 (фиг.2) и с возможностью своего поворота в различных режимах (фиг.4-6) с помощью тяг 11, приводимых в движение от гидроцилиндров 12, штоки 13 которых соединены с тягами 11.
Гидроцилиндры 12 входят в комплект оборудования объемного гидропривода 5 (фиг.3), который также включает в себя гидробак 14 со сливным клапаном 15, напорной магистралью 16 и сливной магистралью 17, указателем минимального уровня 18 и указателем уровня и температуры 19 рабочей жидкости в гидробаке 14.
На входе напорной магистрали 16 установлен гидронасос 20, например, шестеренный с приводом от двигателя внутреннего сгорания 21 вакуумной подметально-уборочной машины 1, а на выходе сливной магистрали 17 установлен сливной фильтр 22, за которым установлен теплообменный агрегат 23 (составляющие элементы этих узлов на схеме фиг.3 условно не обозначены).
На выходе гидронасоса 20 установлен в напорной магистрали 16 напорный фильтр 24, за которым установлен приоритетный клапан 25 (составляющие элементы этих узлов на схеме фиг.3 также условно не обозначены).
За теплообменным агрегатом 23 в сливной магистрали установлен насос-дозатор 26 (его составляющие элементы на схеме фиг.3 условно не обозначены) с входными портами Р, Т и выходными портами L, R, а также с управляющей линией LS к приоритетному клапану 25.
В объемный гидропривод 5 включен также гидрораспределитель пятисекционный управления дополнительным оборудованием 27 и гидроблок управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5, связанных в общую систему через приоритетный клапан 25, причем с приоритетом на насос-дозатор 26.
Гидрораспределитель пятисекционный управления дополнительным оборудованием 27 может быть выполнен, например, с электромагнитным выключением при необходимости из кабины вакуумной подметально-уборочной машины 1, и служит для распределения рабочей жидкости из гидробака 14 под давлением, создаваемым гидронасосом 20, на управление различными агрегатами коммунальной машины 1, например, на управление гидроусилителем (не показан) рулевой колонки 4..
Гидроблок управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5 служит для избирательного сообщения через свои порты А, В, С и D выходов насоса-дозатора 26 со штоковыми полостями гидроцилиндров 12, воздействующими с помощью своих штоков 13 на тягами 11 рычажно-шарнирных узлов 10 для поворота колес 2 и 3, соответственно, переднего и заднего мостов вакуумной подметально-уборочной машины 1.
Гидроблок управления режимами поворота колес 28 выполнен в виде встроенных в корпус двух клапанов с электромагнитным управлением: трехпозиционного четырехлинейного клапана 29 и двухпозиционного шестилинейного клапана 30, управляемых с помощью, соответственно, электромагнитов 31 и 32), 33.
Причем двухпозиционный шестилинейный клапан (30), связан со штоковыми полостями гидроцилиндра (12) колес (2, 3) переднего и заднего мостов и ответственен за классический режим и режим погрузчика, а трехпозиционный четырехлинейный клапан (29) - со штоковыми полостями гидроцилиндра (12) колес (3) заднего моста и ответственен за полноповоротный режим и режим «краба» поворота вакуумной подметально-уборочной машины (1).
Работает система рулевого управления вакуумной подметально-уборочной машины 1 (фиг.1) при воздействии на ее рулевую колонку 4 следующим образом для выполнения маневров ее движения:
a) Классический поворот только управляемыми колесами 2 переднего моста (фиг.3).
В этом режиме управление осуществляется насосом-дозатором 26 (фиг.3), который подает рабочую жидкость под давлением только к закрепленному на переднем мосте гидроцилиндру 12, который, воздействуя своими штоками 13 на тяги 11 рычажно-шарнирного узла 10, поворачивает управляемые колеса 2 влево или вправо.
При этом насос-дозатор 26 подает рабочую жидкость через выходной порт R на гидроцилиндр 2 при повороте в право, а при повороте в лево рабочая жидкость через выходной порт L насос-дозатора 26, порты Л и В гидроблока управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5 подается к гидроцилиндру 2.
b) Поворот всеми колесами (полноповоротный режим).
В этом режиме управление осуществляется, как и в первом режиме, только дополнительно подключается гидроцилиндр 12 заднего моста через гидроблок управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5.
Для такого включения надо подать сигнал на его электромагнит 31, который механически фиксирует упомянутый блок в открытом положении. Для возврата его в исходное положение надо подать сигнал на электромагнит 32. В результате своими штоками 13 гидроцилиндр 12 заднего моста дополнительно поворачивает через тяги 11 его колеса 3.
Так, при повороте их направо рабочая жидкость под давлением через порт R насоса-дозатора 26 поступает к гидроцилиндру 12 переднего мо- ста, выдавливая из его противоположной полости рабочую жидкость, которая поступает в гидроблок управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5, и через его порты В и D, выдавливая из противоположной полости гидроцилиндра 12 заднего моста рабочую жидкость, которая поступает далее к упомянутому гидроблоку и через его порты D и В воздействует на гидроцилиндры 12 обоих мостов.
В результате колеса 2 и 3 поворачиваются через свои рычажно-шарнирные узлы 10 не параллельно и вакуумной подметально-уборочной машина 1 совершает «крутой» поворот (разворот).
с) Диагональное перемещение (режим «краб»).
В этом режиме управление аналогично первому и второму режиму, как и во втором режиме (b) дополнительно подключается гидроцилиндр 12 для поворота колес 3 заднего моста, но изменяется направление потока в гидроблоке управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5, между его портами С и D к этому гидроцилиндру 12.
Для включения такого режима надо дополнительно подать сигнал на электромагнит 34, который механически фиксирует гидроблок управления режимами поворота колес 28 объемного гидропривода 5.
Таким образом, в системе рулевого управления вакуумной подметально-уборочной машины по полезной модели, динамический сигнал рабочей жидкости в линии LS насос-дозатора 26 объемного гидропривода 5 обеспечивает легкое и плавное управление приоритетным клапаном 25, который направляет рабочую жидкость в приоритете к насос-дозатору 26 при повороте вакуумной подметально-уборочной машины 1 при начале рулевого управления. Не задействованный поток рабочей жидкости и основной поток при движении по прямой, без задействования рулевого управления, направляется через приоритетный клапан 25 на гидрораспределитель пятисекционный управления дополнительным оборудованием 27.
Дополнительные преимущества перед прототипом [2], выявленные при испытаниях вакуумной подметально-уборочной машины с системой по полезной модели:
- меньше крутящий момент на рулевой колонке 4 - порядка 0,5-5-2,0 Нм при нормальных условиях эксплуатации и, как следствие, более высокая скорость ее вращения и поворота управляемых колес 2, 3 мостов вакуумной подметально-уборочной машины 1;
- при совместной работе в объемном гидроприводе 5 насос-дозатора 26 в паре с приоритетным клапаном 25 соблюдаются повышенные требования к энергосбережению вакуумной подметально-уборочной машины 1.
Источники информации:
1. Патент RU 24626 U1, МПК A47L 11/24, приоритет 26.02.2002, опубл. 20.08.2002.
2. Патент RU 24626 U1, МПК A47L 11/24, приоритет 26.02.2002, опубл. 20.08.2002 /прототип/.
ПЕРЕЧЕНЬ ссылочных обозначений на фигурах и наименований элементов, к которым эти обозначения относятся