СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И ТЯЖЕЛОЕ ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО КОЛЕСНОГО ТИПА С НЕЗАВИСИМОЙ ПОДВЕСКОЙ
STEERING SYSTEM AND HEAVY WHEEL-TYPE VEHICLE WITH INDEPENDENT SUSPENSION

Область техники
Настоящее изобретение относится к области строительных машин, в частности к системе рулевого управления и к тяжелому транспортному средству колесного типа с независимой подвеской и с такой системой рулевого управления.
Уровень техники
В настоящее время большинство тяжелых транспортных средств колесного типа имеют зависимую подвеску с листовыми рессорами и подвеску с масляными/газовыми амортизаторами в качестве упругих элементов, при этом левое и правое колеса с зависимой подвеской и их шины прикреплены к одной и той же оси и присоединены к раме транспортного средства или кузову транспортного средства посредством подвески. По существу, ударная нагрузка, передаваемая кузову транспортного средства от грунта, не может эффективно ослабляться посредством подвески, и скачкообразное движение двух колес вверх и вниз может вызвать наклон транспортного средства.
Что касается транспортного средства с независимой подвеской, то вес его неподрессоренных частей является низким, и ударная нагрузка, приложенная к подвеске и передаваемая кузову транспортного средства, является сравнительно малой, что благоприятно для повышения комфорта во время движения транспортного средства и улучшения эксплуатационных характеристик контакта шин с грунтом, и скачкообразные движения левого и правого колес не оказывают прямого влияния друг на друга, так что наклон и вибрации кузова транспортного средства могут быть уменьшены. В настоящее время конструкцию подвески для шасси вездеходного крана постепенно заменяют на конструкцию независимой подвески. Поскольку независимая подвеска с масляными/газовыми амортизаторами имеет очень хорошую нелинейность, два колеса могут двигаться отдельно без влияния друг на друга, комфорт во время движения транспортного средства повышается, и может быть гарантировано то, что транспортное средство будет обеспечивать хороший комфорт во время движения при движении без нагрузки и движении при полной нагрузке. Таким образом, техническое решение с независимой подвеской постепенно стало применяться для тяжелых транспортных средств колесного типа с высокими требованиями к характеристикам при эксплуатации вне дорог.
В случае транспортного средства с независимой подвеской для гарантирования того, что каждое управляемое колесо сможет перемещаться независимо относительно рамы транспортного средства без воздействия на него со стороны управляемого колеса, расположенного с другой стороны той же самой оси, трапециевидная поперечная рулевая тяга в рулевом трапециевидном механизме (рулевой трапеции) должна представлять собой рулевую тягу расчлененного/составного типа, когда трапециевидная рулевая сошка совершает скачкообразное движение вверх и вниз вместе с поворотным кулаком/стороной колеса на управляемом мосту/управляемой оси, для уменьшения взаимного влияния движения рулевой трапеции и направляющего механизма подвески.
Из тех расчлененных рулевых трапеций, которые доступны в настоящее время, некоторые используют только выходной вращающий момент, обеспечиваемый одной или несколькими рулевыми передачами, для приведения в движение левых/правых колес транспортного средства для поворота, и некоторые используют вращающий момент, обеспечиваемый одной рулевой передачей и одним следящим механизмом системы гидроусиления рулевого управления, для приведения в движение левых/правых колес транспортного средства для поворота. Расчлененная рулевая трапеция, описанная выше и использующая только выходной вращающий момент, обеспечиваемый рулевой передачей, или использующая только выходной вращающий момент, обеспечиваемый рулевой передачей и следящим механизмом системы гидроусиления рулевого управления, для преодоления момента сопротивления повороту управляемых колес, действующего со стороны грунта, пригодна только для внедорожных автотранспортных средств со сравнительно малым весом. Все еще отсутствует сравнительно идеальная система рулевого управления для тяжелого транспортного средства колесного типа с высокими требованиями к характеристикам при эксплуатации вне дорог.
Сущность изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в разработке системы рулевого управления и тяжелого транспортного средства колесного типа с независимой подвеской, посредством которых момент сопротивления повороту управляемых колес, действующий со стороны грунта, может быть эффективно преодолен, и транспортное средство будет обладать управляемостью для различных мест.
Для этого в вариантах осуществления настоящего изобретения выбраны следующие технические решения:
В соответствии с настоящим изобретением разработана система рулевого управления, включающая в себя рулевой механизм, предназначенный для передачи рулевого усилия/управляющего усилия колесам, и систему гидроусиления рулевого управления, предназначенную для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления и обеспечивающего преодоление момента сопротивления повороту управляемых колес, действующего со стороны грунта, колесам.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления рулевой механизм включает в себя механизм обеспечения управляющего выходного воздействия, предназначенный для выдачи вращающего момента; механизм обеспечения управляющего выходного воздействия соединен с трапецией одной оси или последовательно соединен с трапециями множества осей; посредством трапеции механизм обеспечения управляющего выходного воздействия передает вращающий момент колесу на левой стороне и колесу на правой стороне соответствующей оси, и система гидроусиления рулевого управления включает в себя гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, который создает усилие, обеспечиваемое системой гидроусиления, для колеса на левой стороне и/или колеса на правой стороне соответствующей оси, и гидравлическую схему и клапанное управляющее устройство, соответствующие гидроцилиндру системы гидроусиления рулевого управления.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления механизм обеспечения управляющего выходного воздействия соединен с трапецией одной оси, при этом трапеция данной оси представляет собой расчлененную трапецию, которая включает в себя механизм поворота левого колеса и механизм поворота правого колеса, которые соответственно передают вращающий момент соответственно колесу на левой стороне и колесу на правой стороне данной оси; механизм поворота правого колеса и механизм поворота левого колеса соединены посредством узла тяги, и механизм поворота левого колеса или механизм поворота правого колеса соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления каждый из механизма поворота левого колеса и механизма поворота правого колеса включает в себя трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг; трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними; промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса и промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними, и промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса или промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления механизм обеспечения управляющего выходного воздействия последовательно соединен с трапециями множества осей, при этом каждая из трапеций множества осей представляет собой расчлененную трапецию, которая включает в себя механизм поворота левого колеса и механизм поворота правого колеса, которые соответственно передают вращающий момент соответственно колесу на левой стороне и колесу на правой стороне соответствующей оси; механизм поворота правого колеса и механизм поворота левого колеса соединены посредством узла тяги; механизм поворота левого колеса или механизм поворота правого колеса, предусмотренный в расчлененной трапеции, соседней с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия, соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними, и расчлененные трапеции на соседних осях из множества осей соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления каждый из механизма поворота левого колеса и механизма поворота правого колеса включает в себя трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг; трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними; промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса и промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними; промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса или промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса, предусмотренный в расчлененной трапеции, соседней с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия, соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними; промежуточные качающиеся рычаги механизмов поворота левых колес или промежуточные качающиеся рычаги механизмов поворота правых колес на соседних осях из множества осей соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления расположен на промежуточном качающемся рычаге механизма поворота левого колеса и/или промежуточном качающемся рычаге механизма поворота правого колеса на по меньшей мере одной оси.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления каждый из узлов соединительных тяг и гидроцилиндров системы гидроусиления рулевого управления выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность его присоединения посредством сферического шарнира.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления механизм обеспечения управляющего выходного воздействия включает в себя угловую передачу, ведущий вал рулевого управления, рулевую передачу, узел первой тяги, первый узел с качающимися рычагами и узел второй тяги; один конец ведущего вала рулевого управления соединен с угловой передачей, и его другой конец соединен с входным валом рулевой передачи; прямой рычаг рулевого управления расположен на выходном валу рулевой передачи; прямой рычаг рулевого управления соединен с одним концом узла первой тяги, и другой конец узла первой тяги соединен с одним концом первого узла с качающимися рычагами, и другой конец первого узла с качающимися рычагами соединен с одним концом узла второй тяги посредством сферического шарнира, и другой конец узла второй тяги соединен с трапецией на соседней оси посредством сферического шарнира.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления подача масла в гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления обеспечивается посредством по меньшей мере одного насоса системы гидроусиления рулевого управления, и рулевые механизмы, предназначенные для переключения направления потока масла под давлением, предусмотрены в гидравлических схемах между гидроцилиндром системы гидроусиления рулевого управления и насосом системы гидроусиления рулевого управления и между гидроцилиндром системы гидроусиления рулевого управления и масляным резервуаром.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления в гидравлической схеме гидроцилиндра системы гидроусиления рулевого управления также предусмотрены аварийный насос и переключающий клапан для переключения между контуром подачи масла от аварийного насоса и контуром подачи масла от насоса системы гидроусиления рулевого управления.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления как рулевой механизм, так и система гидроусиления рулевого управления используются для передачи рулевого усилия и усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, колесам передней оси, и система рулевого управления дополнительно включает в себя устройство рулевого управления задней осью, предназначенное для передачи рулевого усилия колесам на задней оси.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления устройство рулевого управления задней осью включает в себя трапецию и гидравлическую систему, обеспечивающую передачу рулевого усилия к трапеции.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления трапеция представляет собой расчлененную трапецию, которая включает в себя механизм поворота левого колеса и механизм поворота правого колеса, которые соответственно передают вращающий момент соответственно колесу на левой стороне и колесу на правой стороне задней оси; механизм поворота правого колеса и механизм поворота левого колеса соединены посредством узла тяги; гидравлическая система включает в себя гидроцилиндр рулевого управления, расположенный в механизме поворота левого колеса и/или механизме поворота правого колеса, и гидравлическую схему и клапанное управляющее устройство, соответствующие гидроцилиндру рулевого управления.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления каждый из механизма поворота левого колеса и механизма поворота правого колеса включает в себя трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг; трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними; промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса и промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними; и гидроцилиндр рулевого управления предусмотрен на промежуточном качающемся рычаге механизма поворота левого колеса и/или промежуточном качающемся рычаге механизма поворота правого колеса.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления подача масла в гидроцилиндр рулевого управления обеспечивается посредством насоса с объемным регулированием; блоки пропорциональных клапанов, предназначенные для переключения направления потока масла под давлением, предусмотрены в гидравлических схемах между гидроцилиндром рулевого управления и насосом с объемным регулированием и между гидроцилиндром рулевого управления и масляным резервуаром, и управление изменением направления подачи в гидравлической схеме на противоположное осуществляется посредством блока пропорциональных клапанов для обеспечения управления поворотом влево или поворотом вправо для задней оси.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления в гидравлической схеме между рабочим масляным отверстием блока пропорциональных клапанов и рабочей полостью гидроцилиндра рулевого управления также предусмотрен запорный блок клапанов, предназначенный для управления состояниями «включено» и «выключено» для гидравлической схемы между рабочим масляным отверстием блока пропорциональных клапанов и рабочей полостью гидроцилиндра рулевого управления.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления запорный блок клапанов включает в себя двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан, перепускной клапан и обратный клапан, при этом масловпускное отверстие двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана сообщается с рабочим масляным отверстием блока пропорциональных клапанов; масловыпускное отверстие двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана сообщается с масловыпускным отверстием обратного клапана, масловпускным отверстием перепускного клапана и рабочей полостью гидроцилиндра рулевого управления, и как масловыпускное отверстие перепускного клапана, так и масловпускное отверстие обратного клапана сообщаются с масляным резервуаром.
В предпочтительном или альтернативном варианте осуществления в гидравлических схемах между гидроцилиндром рулевого управления и насосом с объемным регулированием и между гидроцилиндром рулевого управления и масляным резервуаром также предусмотрена схема обхода для блока пропорциональных клапанов для ручного или автоматического перевода задней оси при отказе в нейтральное состояние при рулевом управлении после возникновения отказа в блоке пропорциональных клапанов, и трехпозиционный четырехходовой электромагнитный клапан предусмотрен в схеме обхода.
Для решения вышеуказанной задачи в соответствии с настоящим изобретением дополнительно разработано тяжелое транспортное средство колесного типа с независимой подвеской, которое включает в себя систему рулевого управления в любом из вышеприведенных вариантов осуществления.
Настоящее изобретение, базирующееся на вышеприведенных технических решениях, имеет, по меньшей мере, следующие предпочтительные эффекты:
В соответствии с изобретением за счет выполнения рулевого механизма, предназначенного для передачи рулевого усилия колесам, и за счет выполнения системы гидроусиления рулевого управления, предназначенной для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления и обеспечивающего преодоление момента сопротивления повороту управляемых колес, действующего со стороны грунта, колесам, момент сопротивления повороту управляемых колес, действующий со стороны грунта, может быть эффективно преодолен, и обеспечивается управляемость транспортного средства для различных мест по сравнению с системой рулевого управления, базирующейся только на выходном вращающем моменте, обеспечиваемом посредством рулевой передачи, или базирующейся только на выходном вращающем моменте, обеспечиваемом посредством рулевой передачи и следящим механизмом системы гидроусиления рулевого управления.
Краткое описание чертежей
Чертежи, проиллюстрированные в данном документе, используются для обеспечения более полного понимания настоящего изобретения и образуют часть настоящей заявки, и иллюстративные варианты осуществления настоящего изобретения и их описание предназначены для разъяснения, а не для ненадлежащего ограничения настоящего изобретения. На чертежах:
фиг. 1 представляет собой структурную схему системы рулевого управления по настоящему изобретению;
фиг. 2 представляет собой структурную схему системы гидроусиления рулевого управления по настоящему изобретению;
фиг. 3 представляет собой структурную схему устройства рулевого управления для задней оси по настоящему изобретению;
фиг. 4 представляет собой структурную схему одного варианта осуществления запорного блока клапанов, показанного на фиг. 3;
фиг. 5 представляет собой структурную схему блока пропорциональных клапанов, показанного на фиг. 3, со схемой обхода;
фиг. 6 представляет собой схематическое изображение общей конструкции тяжелого транспортного средства колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению;
фиг. 7(а) представляет собой схематическое изображение нормального режима движения тяжелого транспортного средства колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению по дороге;
фиг. 7(b) представляет собой схематическое изображение режима резкого поворота тяжелого транспортного средства колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению;
фиг. 7(с) представляет собой схематическое изображение режима поворота всеми колесами тяжелого транспортного средства колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению; и
фиг. 7(d) представляет собой схематическое изображение режима противодействия боковому отклонению/сносу тяжелого транспортного средства колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению.
На чертежах ссылочной позицией 1 обозначена угловая передача; 2 — ведущий вал рулевого управления; 3 — рулевая передача; 4 — прямой рычаг рулевого управления; 5 — узел первой тяги; 6 — первый узел с качающимися рычагами; 7 - узел второй тяги; 8 — правый трапециевидный рычаг первой оси; 9 — узел третьей тяги; 10 — правый промежуточный качающийся рычаг первой оси; 11 — узел четвертой тяги; 12 — левый промежуточный качающийся рычаг первой оси; 13 — узел пятой тяги; 14 — левый трапециевидный рычаг первой оси; 15 — левый гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси; 16 — правый гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси; 17 — узел шестой тяги; 18 — правый трапециевидный рычаг второй оси; 19 — узел седьмой тяги; 20 — правый промежуточный качающийся рычаг второй оси; 21 — узел восьмой тяги; 22 — левый промежуточный качающийся рычаг второй оси; 23 — узел девятой тяги; 24 — левый трапециевидный рычаг второй оси; 25 — левый гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси; 26 — правый гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси;
101 — аварийный насос; 102 — первый насос системы гидроусиления рулевого управления; 103 — второй насос системы гидроусиления рулевого управления; 104 — переключающий клапан;
201 — насос с объемным регулированием; 202 — фильтр; 203 — блок пропорциональных клапанов; 204 — первый запорный блок клапанов; 205 — второй запорный блок клапанов; 206 — третий запорный блок клапанов; 207 — четвертый запорный блок клапанов; 208 — левый гидроцилиндр рулевого управления; 209 — правый гидроцилиндр рулевого управления; 210 — левый промежуточный качающийся рычаг задней оси; 211 — правый промежуточный качающийся рычаг задней оси; 212 — узел средней промежуточной тяги; 213 — узел левой тяги рулевого управления; 214 — узел правой тяги рулевого управления; 215 — левый трапециевидный рычаг задней оси; 216 — правый трапециевидный рычаг задней оси; 219 — трехпозиционный четырехходовой электромагнитный клапан;
301 — двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан; 302 — обратный клапан; 303 — перепускной клапан;
401 — левый/правый гидроцилиндр подвески с масляными/газовыми амортизаторами; 402 — сторона левого/правого колеса; 403 — левый/правый толкатель; 404 — левый/правый гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления; 405 — левый/правый промежуточный рычаг; 406 — узел левой/правой тяги; 407 — левый/правый трапециевидный рычаг.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
Технические решения в вариантах осуществления будут описаны ниже ясно и полно совместно с сопровождающими чертежами вариантов осуществления настоящего изобретения. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой только часть вариантов осуществления, а не все варианты осуществления настоящего изобретения. Все другие варианты осуществления, полученные средним специалистом в данной области техники на основе вариантов осуществления настоящего изобретения без творческой деятельности, должны охватываться объемом охраны настоящего изобретения.
Следует понимать, что в описании настоящего изобретения ориентация или взаимные положения, указанные терминами «центральный», «продольный», «поперечный», «передний», «задний», «левый», «правый», «вертикальный», «горизонтальный», «верхний», «нижний», «внутренний», «наружный» и тому подобными, базируются на ориентации или взаимных положениях, показанных посредством чертежей, и подобные термины предназначены только для облегчения описания настоящего изобретения и упрощения описания, а не для указания или намека на то, что устройства или элементы, указанные посредством них, должны иметь определенные ориентации или должны быть конфигурированы и приводиться в действие в определенных ориентациях, и, таким образом, не должны рассматриваться как ограничивающие объем охраны настоящего изобретения.
Сначала разъясняются технические термины в настоящем изобретении.
Независимая подвеска: называемая так вследствие конструктивных характеристик, заключающихся в том, что оси выполнены с такой конструкцией, что они являются расчлененными, так что колеса на каждой стороне могут быть по отдельности соединены с рамой транспортного средства (или кузовом транспортного средства) посредством упругой подвески, и колеса на обеих сторонах могут совершать скачкообразное движение по отдельности без воздействия друг на друга.
Цельная (нерасчлененная) трапеция: трапеция, в которой поперечная рулевая тяга представляет собой тягу цельного типа.
Расчлененная трапеция: трапеция, в которой поперечная рулевая тяга представляет собой тягу составного/разрезного типа.
Система рулевого управления по настоящему изобретению включает в себя главным образом рулевой механизм, предназначенный для передачи рулевого усилия колесам, и систему гидроусиления рулевого управления, предназначенную для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления и обеспечивающего преодоление момента сопротивления повороту управляемых колес, действующего со стороны грунта, колесам. Усилие, создаваемое системой гидроусиления рулевого управления и передаваемое системой гидроусиления рулевого управления рулевому механизму, является большим, так что момент сопротивления повороту управляемых колес, действующий со стороны грунта, может быть эффективно преодолен, что обеспечивает возможность применения системы для тяжелых транспортных средств колесного типа с высокими требованиями к характеристикам при эксплуатации вне дорог.
Рулевой механизм по настоящему изобретению может включать в себя механизм обеспечения управляющего выходного воздействия, предназначенный для выдачи вращающего момента. Механизм обеспечения управляющего выходного воздействия может быть соединен только с трапецией одной оси или может быть последовательно соединен с трапециями множества осей (как показано на фиг. 1, механизм обеспечения управляющего выходного воздействия последовательно соединен с трапециями двух осей) для обеспечения управления одной или более осями. Посредством трапеции механизм обеспечения управляющего выходного воздействия передает вращающий момент колесу на левой стороне и колесу на правой стороне соответствующей оси, и система гидроусиления рулевого управления может включать в себя гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, который создает усилие, обеспечиваемое системой гидроусиления рулевого управления, для колеса на левой стороне и/или колеса на правой стороне соответствующей оси, и гидравлическую схему и клапанное управляющее устройство, соответствующие гидроцилиндру системы гидроусиления рулевого управления.
Трапеция оси, описанная выше, может представлять собой расчлененную трапецию, которая может гарантировать то, что на каждое колесо не будет влиять скачкообразное движение колеса, расположенного на другой стороне, вверх и вниз, каждому колесу будет передаваться постоянное управляющее усилие, и транспортному средству будет придана управляемость для различных мест.
Когда механизм обеспечения управляющего выходного воздействия соединен только с расчлененной трапецией одной оси, расчлененная трапеция может включать в себя механизм поворота левого колеса и механизм поворота правого колеса, которые соответственно передают вращающий момент соответственно колесу на левой стороне и колесу на правой стороне данной оси. Механизм поворота правого колеса и механизм поворота левого колеса могут быть соединены посредством узла тяги, и механизм поворота левого колеса или механизм поворота правого колеса может быть соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними.
Каждый из механизма поворота левого колеса и механизма поворота правого колеса может включать в себя трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг. Трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними. Промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса и промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними. Промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса или промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса может быть соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними.
Когда механизм обеспечения управляющего выходного воздействия последовательно соединен с расчлененными трапециями множества осей, каждая из расчлененных трапеций может включать в себя механизм поворота левого колеса и механизм поворота правого колеса, которые соответственно передают вращающий момент соответственно колесу на левой стороне и колесу на правой стороне соответствующей оси. Механизм поворота правого колеса и механизм поворота левого колеса могут быть соединены посредством узла тяги. Механизм поворота левого колеса или механизм поворота правого колеса, предусмотренный в расчлененной трапеции, соседней с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия, может быть соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними. Расчлененные трапеции на соседних осях из множества осей могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними.
Каждый из механизма поворота левого колеса и механизма поворота правого колеса может включать в себя трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг. Трапециевидный рычаг и промежуточный качающийся рычаг могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними. Промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса и промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними. Промежуточный качающийся рычаг механизма поворота левого колеса или промежуточный качающийся рычаг механизма поворота правого колеса, предусмотренный в расчлененной трапеции, соседней с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия, может быть соединен с механизмом обеспечения управляющего выходного воздействия посредством узла соединительной тяги, и мощность передается между ними. Промежуточные качающиеся рычаги механизмов поворота левых колес или промежуточные качающиеся рычаги механизмов поворота правых колес на соседних осях из множества осей могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними.
Фиг. 1 показывает конкретный вариант осуществления, в котором механизм обеспечения управляющего выходного воздействия последовательно соединен соответственно с расчлененными трапециями множества осей. В данном варианте осуществления механизм обеспечения управляющего выходного воздействия последовательно соединен с двумя расчлененными трапециями, а именно соответственно с расчлененной трапецией а первой оси и с расчлененной трапецией b второй оси.
Как показано на фиг. 1, расчлененная трапеция а первой оси включает в себя правый трапециевидный рычаг 8 первой оси, узел 9 третьей тяги, правый промежуточный качающийся рычаг 10 первой оси, узел 11 четвертой тяги, левый промежуточный качающийся рычаг 12 первой оси, узел 13 пятой тяги и левый трапециевидный рычаг 14 первой оси. Один конец узла 9 третьей тяги соединен с правым трапециевидным рычагом 8 первой оси посредством сферического шарнира, и другой конец узла 9 третьей тяги соединен с правым промежуточным качающимися рычагом 10 первой оси посредством сферического шарнира; один конец узла 11 четвертой тяги соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 10 первой оси посредством сферического шарнира, и другой конец узла 11 четвертой тяги соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 12 первой оси посредством сферического шарнира, и один конец узла 13 пятой тяги соединен с левым трапециевидным рычагом 14 первой оси посредством сферического шарнира, и другой конец узла 13 пятой тяги соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 12 первой оси посредством сферического шарнира.
Как показано на фиг. 1, расчлененная трапеция b второй оси включает в себя правый трапециевидный рычаг 18 второй оси, узел 19 седьмой тяги, правый промежуточный качающийся рычаг 20 второй оси, узел 21 восьмой тяги, левый промежуточный качающийся рычаг 22 второй оси, узел 23 девятой тяги и левый трапециевидный рычаг 24 второй оси. Один конец узла 19 седьмой тяги соединен с правым трапециевидным рычагом 18 второй оси посредством сферического шарнира, и другой конец узла 19 седьмой тяги соединен с правым промежуточным качающимися рычагом 20 второй оси посредством сферического шарнира; один конец узла 21 восьмой тяги соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 20 второй оси посредством сферического шарнира, и другой конец узла 21 восьмой тяги соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 22 второй оси посредством сферического шарнира, и один конец узла 23 девятой тяги соединен с левым трапециевидным рычагом 24 второй оси посредством сферического шарнира, и другой конец узла 23 девятой тяги соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 22 второй оси посредством сферического шарнира.
Расчлененная трапеция а первой оси и расчлененная трапеция b второй оси соединены посредством узла 17 шестой тяги и, в частности, один конец узла 17 шестой тяги соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 10 первой оси, предусмотренным в расчлененной трапеции а первой оси, посредством сферического шарнира, и другой конец узла 17 шестой тяги соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 20 второй оси, предусмотренным в расчлененной трапеции b второй оси, посредством сферического шарнира.
При выборе данной конфигурации расчлененной трапеции а первой оси и расчлененной трапеции b второй оси можно гарантировать то, что на каждое колесо не будет влиять скачкообразное движение колеса, расположенного на другой стороне, вверх и вниз, каждому колесу будет передаваться постоянное управляющее усилие, и транспортному средству будет придана управляемость для различных мест.
Фиг. 1 также показывает конкретный вариант осуществления механизма обеспечения управляющего выходного воздействия по настоящему изобретению. В данном варианте осуществления механизм обеспечения управляющего выходного воздействия может включать в себя рулевое колесо, угловую передачу 1, ведущий вал 2 рулевого управления, рулевую передачу 3, прямой рычаг 4 рулевого управления, узел 5 первой тяги, первый узел 6 с качающимися рычагами и узел 7 второй тяги.
Как показано на фиг. 1, рулевое колесо соединено с угловой передачей 1, один конец ведущего вала 2 рулевого управления соединен с угловой передачей 1, и другой конец ведущего вала 2 рулевого управления соединен с входным валом рулевой передачи 3; прямой рычаг 4 рулевого управления расположен на выходном валу рулевой передачи 3; один конец узла 5 первой тяги соединен с прямым рычагом 4 рулевого управления, и другой конец узла 5 первой тяги соединен с одним концом первого узла 6 с качающимися рычагами; другой конец первого узла 6 с качающимися рычагами соединен с одним концом узла 7 второй тяги посредством сферического шарнира, и другой конец узла 7 второй тяги соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 12 первой оси, предусмотренным в расчлененной трапеции а соседней первой оси, посредством сферического шарнира.
Система гидроусиления рулевого управления по настоящему изобретению включает в себя гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, который создает усилие, обеспечиваемое системой гидроусиления рулевого управления, для колеса на левой стороне и/или колеса на правой стороне соответствующей оси, и, в частности, гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления может быть расположен на промежуточном качающемся рычаге механизма поворота левого колеса и/или промежуточном качающемся рычаге механизма поворота правого колеса на по меньшей мере одной оси.
Фиг. 1 показывает конкретный вариант осуществления, в котором гидроцилиндры системы гидроусиления рулевого управления расположены как на промежуточных качающихся рычагах механизмов поворота левых колес, так и на промежуточных качающихся рычагах механизмов поворота правых колес для двух осей. В данном варианте осуществления предусмотрены всего четыре гидроцилиндра системы гидроусиления рулевого управления, а именно левый гидроцилиндр 15 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, правый гидроцилиндр 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, левый гидроцилиндр 25 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси, и правый гидроцилиндр 26 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси, которые конкретно выполнены со следующей конфигурацией.
Как показано на фиг. 1, один конец левого гидроцилиндра 15 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для первой оси, соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 12 первой оси посредством сферического шарнира, и его другой конец соединен с кронштейном, приваренным к раме транспортного средства, посредством сферического шарнира для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, колесу на левой стороне первой оси. Кроме того, один конец правого гидроцилиндра 16 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для первой оси, соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 10 первой оси посредством сферического шарнира, и его другой конец соединен с кронштейном, приваренным к раме транспортного средства, посредством сферического шарнира для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, колесу на правой стороне первой оси.
Как показано на фиг. 1, один конец левого гидроцилиндра 25 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для второй оси, соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 22 второй оси посредством сферического шарнира, и его другой конец соединен с кронштейном, приваренным к раме транспортного средства, посредством сферического шарнира для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, колесу на левой стороне второй оси. Кроме того, один конец правого гидроцилиндра 26 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для второй оси, соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 20 второй оси посредством сферического шарнира, и его другой конец соединен с кронштейном, приваренным к раме транспортного средства, посредством сферического шарнира для передачи усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, колесу на правой стороне второй оси.
Техническое решение системы рулевого управления, показанное на фиг. 1, может быть использовано для рулевого управления двумя передними осями (двумя передними осями транспортного средства) тяжелого транспортного средства колесного типа, при этом оно не только может обеспечить то, что левые колеса и правые колеса будут поворачиваться в соответствии с теорией Аккермана, но также может обеспечить то, что на сторону колеса, расположенного на одной стороне, не будет влиять скачкообразное движение стороны колеса, расположенного на другой стороне, вверх и вниз.
В определенных вариантах осуществления модификации и дополнения также могут быть выполнены на основе технического решения, показанного на фиг. 1, для обеспечения управления одной или более осями тяжелого транспортного средства колесного типа.
Для обеспечения достаточного усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, подача масла в гидроцилиндр системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный в системе гидроусиления рулевого управления по настоящему изобретению, может быть обеспечена посредством по меньшей мере одного насоса системы гидроусиления рулевого управления, и рулевые механизмы, предназначенные для переключения направления потока масла под давлением, могут быть предусмотрены в гидравлических схемах между гидроцилиндром системы гидроусиления рулевого управления и насосом системы гидроусиления рулевого управления и между гидроцилиндром системы гидроусиления рулевого управления и масляным резервуаром. В гидравлической схеме гидроцилиндра системы гидроусиления рулевого управления также могут быть предусмотрены аварийный насос и переключающий клапан для переключения между контуром подачи масла от аварийного насоса и контуром подачи масла от насоса системы гидроусиления рулевого управления.
Фиг. 2 показывает конкретный вариант осуществления системы гидроусиления рулевого управления. Конфигурация, показанная в данном варианте осуществления, применима для рулевого механизма, показанного на фиг. 1.
Система гидроусиления рулевого управления, показанная на фиг. 1, может включать в себя по меньшей мере два контура рулевого управления, а именно соответственно первый контур рулевого управления и второй контур рулевого управления, и принцип работы первого контура рулевого управления и второго контура рулевого управления такой, как изложенный ниже.
Когда транспортное средство поворачивается влево, первый контур рулевого управления и второй контур рулевого управления обеспечивают выдачу команды левому гидроцилиндру 15 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для первой оси, на выдвигание, правому гидроцилиндру 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для первой оси, на втягивание, левому гидроцилиндру 25 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для второй оси, на выдвигание и правому гидроцилиндру 26 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для второй оси, на втягивание.
Когда транспортное средство поворачивается вправо, первый контур рулевого управления и второй контур рулевого управления обеспечивают выдачу команды левому гидроцилиндру 15 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для первой оси, на втягивание, правому гидроцилиндру 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для первой оси, на выдвигание, левому гидроцилиндру 25 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для второй оси, на втягивание и правому гидроцилиндру 26 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренному для второй оси, на выдвигание.
При выборе вышеуказанной системы гидроусиления рулевого управления с двумя контурами для каждого колеса может быть обеспечено постоянное усилие, создаваемое системой гидроусиления рулевого управления, для обеспечения соответствия требованию раздела “4.2.7 Steering System” (Система рулевого управления) в нормативных документах Евросоюза EN 13000:2004 Crane — Mobile Crane (Кран – Подвижный кран).
Первый контур рулевого управления может включать в себя первый насос 102 системы гидроусиления рулевого управления, переключающий клапан 104, первый распределитель I рулевого механизма, левый гидроцилиндр 15 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, и правый гидроцилиндр 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси.
Второй контур рулевого управления может включать в себя второй насос 103 системы гидроусиления рулевого управления, второй распределитель II рулевого механизма, левый гидроцилиндр 15 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, правый гидроцилиндр 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, левый гидроцилиндр 25 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси, и правый гидроцилиндр 26 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси.
Масловпускной канал первого насоса 102 системы гидроусиления рулевого управления сообщается с масляным резервуаром, и масловыпускной канал первого насоса 102 системы гидроусиления рулевого управления сообщается со вторым масляным отверстием Р2 переключающего клапана 104; третье масляное отверстие А переключающего клапана 104 сообщается с первым масляным отверстием Q1 первого распределителя I рулевого механизма, и четвертое масляное отверстие Т переключающего клапана 104 сообщается соответственно с масляным резервуаром, вторым масляным отверстием Q2 первого распределителя I рулевого механизма и вторым масляным отверстием S2 второго распределителя II рулевого механизма;
масловпускной канал второго насоса 103 системы гидроусиления рулевого управления сообщается с резервуаром, и масловыпускной канал второго насоса 103 системы гидроусиления рулевого управления сообщается с первым масляным отверстием S1 второго распределителя II рулевого механизма;
третье масляное отверстие D первого распределителя I рулевого механизма сообщается с бесштоковой полостью левого гидроцилиндра 15 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для первой оси, и четвертое масляное отверстие Е первого распределителя I рулевого механизма сообщается с бесштоковой полостью правого гидроцилиндра 16 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для первой оси;
третье масляное отверстие F второго распределителя II рулевого механизма сообщается соответственно с бесштоковой полостью левого гидроцилиндра 25 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для второй оси, со штоковой полостью правого гидроцилиндра 26 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для второй оси, и со штоковой полостью правого гидроцилиндра 16 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для первой оси; четвертое масляное отверстие G второго распределителя II рулевого механизма сообщается соответственно со штоковой полостью левого гидроцилиндра 15 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для первой оси, со штоковой полостью левого гидроцилиндра 25 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для второй оси, и с бесштоковой полостью правого гидроцилиндра 26 системы гидроусиления рулевого управления, который предусмотрен для второй оси.
В первом контуре рулевого управления также предусмотрено аварийное устройство для обеспечения усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, для первого контура рулевого управления сразу же после того, как произойдет поломка или отказ основного гидравлического контура рулевого управления (основного гидравлического контура, питаемого от гидронасоса рулевого механизма). Аварийное устройство включает в себя аварийный насос 101, при этом масловпускной канал аварийного насоса 101 сообщается с масляным резервуаром, и масловыпускной канал аварийного насоса 101 сообщается с первым масляным отверстием Р1 переключающего клапана 104.
Система гидроусиления рулевого управления, показанная на фиг. 2, также может быть модифицирована в настоящем изобретении, в частности, следующим образом.
Первый контур рулевого управления может включать в себя первый насос 102 системы гидроусиления рулевого управления, аварийный насос 101, переключающий клапан 104, первый распределитель I рулевого механизма, левый гидроцилиндр 15 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, и правый гидроцилиндр 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси.
Второй контур рулевого управления может включать в себя второй насос 103 системы гидроусиления рулевого управления, второй распределитель II рулевого механизма, правый гидроцилиндр 16 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для первой оси, и правый гидроцилиндр 26 системы гидроусиления рулевого управления, предусмотренный для второй оси.
Принцип работы модифицированной системы гидроусиления рулевого управления такой же, как принцип работы системы гидроусиления рулевого управления, показанной на фиг. 2.
Рулевой механизм и система гидроусиления рулевого управления, предусмотренные в системе рулевого управления в каждом из вышеприведенных вариантов осуществления, могут быть использованы для передачи рулевого усилия и усилия, создаваемого системой гидроусиления рулевого управления, колесам передней оси. Для обеспечения маневренности транспортного средства и его маневренности на криволинейной дороге система рулевого управления по настоящему изобретению также может включать в себя устройство рулевого управления задней осью, предназначенное для передачи рулевого усилия также к задней оси тяжелого транспортного средства колесного типа.
Устройство рулевого управления задней осью по настоящему изобретению может включать в себя трапецию задней оси и гидравлическую систему, обеспечивающую передачу рулевого усилия к трапеции задней оси. Трапеция задней оси также может представлять собой расчлененную трапецию, которая может включать в себя механизм поворота левого колеса задней оси и механизм поворота правого колеса задней оси, которые соответственно передают вращающий момент соответственно колесу на левой стороне и колесу на правой стороне задней оси. Механизм поворота правого колеса задней оси и механизм поворота левого колеса задней оси могут быть соединены посредством узла тяги. Гидравлическая система может включать в себя гидроцилиндр рулевого управления, расположенный в механизме поворота левого колеса задней оси и/или механизме поворота правого колеса задней оси, и гидравлическую схему и клапанное управляющее устройство, соответствующие гидроцилиндру рулевого управления.
Каждый из механизма поворота левого колеса задней оси и механизма поворота правого колеса задней оси может включать в себя трапециевидный рычаг задней оси и промежуточный качающийся рычаг задней оси. Трапециевидный рычаг задней оси и промежуточный качающийся рычаг задней оси могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними. Промежуточный качающийся рычаг задней оси, предусмотренный в механизме поворота левого колеса задней оси, и промежуточный качающийся рычаг задней оси, предусмотренный в механизме поворота правого колеса задней оси, могут быть соединены посредством узла тяги, и мощность передается между ними. Гидроцилиндр рулевого управления может быть предусмотрен на промежуточном качающемся рычаге задней оси, предусмотренном в механизме поворота левого колеса задней оси, и/или промежуточном качающемся рычаге задней оси, предусмотренном в механизме поворота правого колеса задней оси.
Устройство рулевого управления задней осью по настоящему изобретению обеспечивает возможность гибкого рулевого управления и движения тяжелого транспортного средства колесного типа для обеспечения удовлетворения потребности в рулевом управлении/повороте во время движения в различных местах.
Фиг. 3 иллюстрирует конкретный вариант осуществления трапеции задней оси по настоящему изобретению. Трапеция задней оси в данном варианте осуществления включает в себя левый промежуточный качающийся рычаг 210 задней оси, узел 213 левой тяги рулевого управления, левый трапециевидный рычаг 215 задней оси, правый промежуточный качающийся рычаг 211 задней оси, узел 214 правой тяги рулевого управления, правый трапециевидный рычаг 216 задней оси и узел 212 средней промежуточной тяги.
Левый трапециевидный рычаг 215 задней оси расположен на левом колесе для задней оси; левый трапециевидный рычаг 215 задней оси соединен с одним концом узла 213 левой тяги рулевого управления, и другой конец узла 213 левой тяги рулевого управления соединен с левым промежуточным качающимся рычагом 210 задней оси.
Правый трапециевидный рычаг 216 задней оси расположен на правом колесе для задней оси; правый трапециевидный рычаг 216 задней оси соединен с одним концом узла 214 правой тяги рулевого управления, и другой конец узла 214 правой тяги рулевого управления соединен с правым промежуточным качающимся рычагом 211 задней оси.
Левый промежуточный качающийся рычаг 210 задней оси и правый промежуточный качающийся рычаг 211 задней оси соединены посредством узла 212 средней промежуточной тяги.
Гидравлическая система по настоящему изобретению может включать в себя гидроцилиндр рулевого управления, расположенный в механизме поворота левого колеса задней оси и/или механизме поворота правого колеса задней оси. Подача масла в гидроцилиндр рулевого управления может обеспечиваться посредством насоса с объемным регулированием. Блоки пропорциональных клапанов, предназначенныедля переключения направления потока масла под давлением, могут быть предусмотрены в гидравлических схемах между гидроцилиндром рулевого управления и насосом с объемным регулированием и между гидроцилиндром рулевого управления и масляным резервуаром. Рабочая жидкость для гидравлических систем направляется в блок пропорциональных клапанов посредством насоса с объемным регулированием, и управление изменением направления подачи в гидравлической схеме на противоположное осуществляется посредством блока пропорциональных клапанов для обеспечения управления поворотом влево или поворотом вправо для задней оси.
В гидравлической схеме между рабочим масляным отверстием блока пропорциональных клапанов и рабочей полостью гидроцилиндра рулевого управления также может быть предусмотрен запорный блок клапанов, предназначенный для управления состояниями «включено» и «выключено» для гидравлической схемы между рабочим масляным отверстием блока пропорциональных клапанов и рабочей полостью гидроцилиндра рулевого управления.
В состоянии, когда выполняется поворот, рабочая жидкость для гидравлических систем, проходящая через блок пропорциональных клапанов, направляется посредством запорного блока клапанов для обеспечения ее поступления в рабочую полость гидроцилиндра рулевого управления, и в состоянии, когда поворот не выполняется, рабочая жидкость для гидравлических систем, проходящая через блок пропорциональных клапанов, отсекается запорным блоком клапанов для предотвращения поступления рабочей жидкости для гидравлических систем в рабочую полость гидроцилиндра рулевого управления.
Фиг. 3 показывает конкретный вариант осуществления гидравлической системы. В данном варианте осуществления как на левом промежуточном качающемся рычаге задней оси, предусмотренном в механизме поворота левого колеса задней оси, так и на правом промежуточном качающемся рычаге задней оси, предусмотренном в механизме поворота правого колеса задней оси, предусмотрены гидроцилиндры рулевого управления, а именно соответственно левый гидроцилиндр 208 рулевого управления и правый гидроцилиндр 209 рулевого управления. В данном варианте осуществления также предусмотрены насос 201 с объемным регулированием, фильтр 202, блок 203 пропорциональных клапанов, первый запорный блок 204 клапанов, второй запорный блок 205 клапанов, третий запорный блок 206 клапанов и четвертый запорный блок 207 клапанов.
Как показано на фиг. 3, соединение гидравлической схемы в гидравлической системе следующее: как масловпускной канал В, так и маслоспускной канал L насоса 201 с объемным регулированием сообщаются с масляным резервуаром; масловыпускной канал S насоса 201 с объемным регулированием соединен с масловпускным отверстием фильтра 202; масловыпускное отверстие фильтра 202 соединено с первым масляным отверстием Р блока 203 пропорциональных клапанов; второе масляное отверстие Т блока 203 пропорциональных клапанов сообщается с масляным резервуаром; третье масляное отверстие А блока 203 пропорциональных клапанов соединено с масловпускными отверстиями первого запорного блока 204 клапанов и второго запорного блока 205 клапанов, и четвертое масляное отверстие В блока 203 пропорциональных клапанов соединено с масловпускными отверстиями третьего запорного блока 206 клапанов и четвертого запорного блока 207 клапанов; масловыпускное отверстие первого запорного блока 204 клапанов сообщается с масляным отверстием штоковой полости правого гидроцилиндра 209 рулевого управления; масловыпускное отверстие второго запорного блока 205 клапанов сообщается с масляным отверстием бесштоковой полости левого гидроцилиндра 208 рулевого управления; масловыпускное отверстие третьего запорного блока 206 клапанов сообщается с масляным отверстием бесштоковой полости правого гидроцилиндра 209 рулевого управления, и масловыпускное отверстие четвертого запорного блока 207 клапанов сообщается с масляным отверстием штоковой полости левого гидроцилиндра 208 рулевого управления.
Блок 203 пропорциональных клапанов в данном варианте осуществления также имеет отверстие LS системы обратной связи по нагрузке, которое сообщается с отверстием Х управления, предусмотренным в насосе 201 с объемным регулированием.
Рабочий процесс приведения в действие задней оси для рулевого управления/поворота посредством гидравлической системы, показанной на фиг. 3, таков: при рулевом управлении задней осью осуществляется управление блоком 203 пропорциональных клапанов для реализации контура: первое масляное отверстие Р → третье масляное отверстие А, четвертое масляное отверстие В → второе масляное отверстие Т блока 203 пропорциональных клапанов, или контура: первое масляное отверстие Р → четвертое масляное отверстие В, третье масляное отверстие А → второе масляное отверстие Т блока 203 пропорциональных клапанов — для обеспечения поворота влево/поворота вправо колес задней оси, и обеспечивается сообщение между масловпускным отверстием и масловыпускным отверстием электромагнитного клапана в каждом из первого запорного блока 204 клапанов, второго запорного блока 205 клапанов, третьего запорного блока 206 клапанов и четвертого запорного блока 207 клапанов. Когда задняя ось должна оставаться в нейтральном положении при рулевом управлении и больше не участвует в повороте, золотник блока 203 пропорциональных клапанов возвращается в нейтральное положение, и прекращается сообщение между масловпускным отверстием и масловыпускным отверстием электромагнитного клапана в каждом из первого запорного блока 204 клапанов, второго запорного блока 205 клапанов, третьего запорного блока 206 клапанов и четвертого запорного блока 207 клапанов, то есть масло под давлением, выходящее из насоса 201 с объемным регулированием, больше не поступает в гидроцилиндры рулевого управления.
На фиг. 3 каждый из первого запорного блока 204 клапанов, второго запорного блока 205 клапанов, третьего запорного блока 206 клапанов и четвертого запорного блока 207 клапанов имеет по меньшей мере два рабочих состояния. В первом рабочем состоянии масло под давлением из третьего масляного отверстия А или четвертого масляного отверстия В блока 203 пропорциональных клапанов может поступать в штоковую полость или бесштоковую полость гидроцилиндра рулевого управления через масловпускное отверстие запорного блока клапанов. Во втором рабочем состоянии масло под давлением из третьего масляного отверстия А или четвертого масляного отверстия В блока 203 пропорциональных клапанов «отсечено» и не может поступать в штоковую полость или бесштоковую полость гидроцилиндра рулевого управления через масловпускное отверстие запорного блока 203 клапанов.
Фиг. 4 показывает схематическое изображение/блок-схему конкретного варианта осуществления первого запорного блока 204 клапанов, второго запорного блока 205 клапанов, третьего запорного блока 206 клапанов и/или четвертого запорного блока 207 клапанов. В данном варианте осуществления запорный блок клапанов может включать в себя двухпозиционный двухходовой электромагнитный клапан 301, перепускной клапан 303 и обратный клапан 302, при этом масловпускное отверстие двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана 301 сообщается с рабочим масляным отверстием блока 203 пропорциональных клапанов; масловыпускное отверстие двухпозиционного двухходового электромагнитного клапана 301 сообщается с масловыпускным отверстием обратного клапана 302, масловпускным отверстием перепускного клапана 303 и рабочей полостью гидроцилиндра рулевого управления, и как масловыпускное отверстие перепускного клапана 303, так и масловпускное отверстие обратного клапана 302 сообщаются с масляным резервуаром.
В альтернативном варианте на фиг. 3 один из первого запорного блока 204 клапанов, второго запорного блока 205 клапанов, третьего запорного блока 206 клапанов и четвертого запорного блока 207 клапанов может быть избирательно исключен.
На фиг. 3 блок 203 пропорциональных клапанов может быть выполнен с отверстием LS управления, и блок 203 пропорциональных клапанов имеет по меньшей мере три рабочих состояния. В первом рабочем состоянии первое масляное отверстие Р, третье масляное отверстие А, четвертое масляное отверстие В и второе масляное отверстие Т блока 203 пропорциональных клапанов не сообщаются друг с другом. Во втором рабочем состоянии первое масляное отверстие Р и четвертое масляное отверстие В блока 203 пропорциональных клапанов сообщаются друг с другом, и третье масляное отверстие А и второе масляное отверстие Т сообщаются друг с другом. В третьем рабочем состоянии первое масляное отверстие Р и третье масляное отверстие А сообщаются друг с другом, и четвертое масляное отверстие В и второе масляное отверстие Т сообщаются друг с другом. Отверстие LS управления может быть использовано для определения давления масла в отверстии управления в разгруженном клапане, расположенном за блоком 203 пропорциональных клапанов.
В показанных на фиг. 3 гидравлических схемах между гидроцилиндром рулевого управления и насосом с объемным регулированием и между гидроцилиндром рулевого управления и масляным резервуаром также могут быть предусмотрены схемы обхода (как показано на фиг. 5) для блока пропорциональных клапанов для ручного или автоматического включения схемы обхода при рулевом управлении, когда имеет место выход из строя блока пропорциональных клапанов, для перевода задней оси в случае отказа/сбоя в нейтральное состояние при рулевом управлении.
Как показано на фиг. 5, трехпозиционный четырехходовой электромагнитный клапан 219 предусмотрен в схеме обхода, и первое масляное отверстие Р, третье масляное отверстие А и четвертое масляное отверстие В трехпозиционного четырехходового электромагнитного клапана 219 соответственно сообщаются соответственно с первым масляным отверстием Р, третьим масляным отверстием А и четвертым масляным отверстием В блока 203 пропорциональных клапанов. Второе масляное отверстие Т трехпозиционного четырехходового электромагнитного клапана 219 сообщается с масляным резервуаром. Во время нормального рулевого управления задней осью перепускной трехпозиционный четырехходовой электромагнитный клапан 219 не работает.
На фиг. 5 различные источники масла также могут быть выбраны для блока 203 пропорциональных клапанов и трехпозиционного четырехходового электромагнитного клапана 219 для реализации вышеприведенного решения. Для исключения вероятности того, что задняя ось может быть подвергнута повороту с отклонением под действием ударной силы, действующей со стороны грунта, или другой внешней силы, запорные блоки клапанов, описанные выше, могут быть добавлены соответственно между гидроцилиндрами рулевого управления и блоком пропорциональных клапанов и между гидроцилиндрами рулевого управления и трехпозиционным четырехходовым электромагнитным клапаном, или двунаправленный гидрозамок может быть предусмотрен для достижения состояния блокировки нейтрального положения при рулевом управлении.
Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением разработано тяжелое транспортное средство колесного типа с независимой подвеской, которое включает в себя систему рулевого управления по вышеприведенным вариантам осуществления.
Фиг. 6 показывает тяжелое транспортное средство колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению, включающее в себя левый/правый гидроцилиндр 401 подвески с масляными/газовыми амортизаторами, сторону 402 левого/правого колеса и левый/правый толкатель 403. Система рулевого управления по настоящему изобретению используется в тяжелом транспортном средстве колесного типа с независимой подвеской и включает в себя левый/правый гидроцилиндр 404 системы гидроусиления рулевого управления, левый/правый промежуточный рычаг 405, узел 406 левой/правой тяги, левый/правый трапециевидный рычаг 407 и т.д., при этом левый/правый трапециевидный рычаг 407 соединен со стороной 402 левого/правого колеса, и узел 406 левой/правой тяги соединен соответственно с левым/правым промежуточным рычагом 405 и левым/правым трапециевидным рычагом 407 посредством сферических шарниров, которые обеспечивают возможность определенного углового смещения.
Когда колесо на стороне колеса совершает скачкообразное движение вверх или вниз, направляющий механизм подвески выполняет поворот вокруг двух точек его пространственных шарниров, зафиксированных на раме транспортного средства или кронштейне главного редуктора, для приведения левого/правого трапециевидного рычага 407 и узла 406 левой/правой тяги в движение. Узел 406 левой/правой тяги шарнирно присоединен посредством сферического шарнира и может гарантировать то, что на сторону колеса, расположенного на одной стороне, не будет влиять скачкообразное движение вверх и вниз стороны колеса, расположенного на другой стороне, и можно избежать проблем, связанных с угловым колебательным движением (шимми) управляемых колес, низкой стабильностью управления, аномальным износом шин и т.д.
В техническом решении по настоящему изобретению, подобном показанному на фиг. 1, 2 и 3, тяжелое транспортное средство колесного типа имеет разные режимы рулевого управления, такие как режим резкого поворота (подобный показанному на фиг. 7(b)), режим поворота всеми колесами (подобный показанному на фиг. 7(с)), режим противодействия боковому отклонению/сносу (подобный показанному на фиг. 7(d)) и т.д., и имеет хорошую маневренность. Приведенный ниже анализ выполнен со ссылкой на конкретный вариант осуществления.
В данном варианте осуществления предусмотрен способ управления направлением перемещения шасси, обычно используемый в четырехосном транспортном средстве, при этом данный способ включает следующие этапы:
Поворот колес, расположенных на первой оси и второй оси, осуществляется с помощью рулевого колеса соответственно посредством механизма привода тяг рулевого управления и расчлененной трапеции; (рулевой механизм и система гидроусиления рулевого управления по настоящему изобретению выбраны для первой оси и второй оси).
Расчлененные трапеции на третьей оси и четвертой оси соответственно предусмотрены с гидроцилиндрами рулевого управления, и выдвижной конец каждого гидроцилиндра рулевого управления шарнирно присоединен к качающемуся рычагу рулевого управления, предусмотренному в соответствующей расчлененной трапеции; (устройство рулевого управления задней осью по настоящему изобретению выбрано для третьей оси и четвертой оси).
Блокировка или разблокировка гидроцилиндров рулевого управления на расчлененных трапециях для третьей оси и четвертой оси осуществляются в соответствии с текущим режимом рулевого управления транспортным средством, и управление соответствующими гидроцилиндрами рулевого управления осуществляется для приведения в движение соответствующих управляемых колес для поворота в соответствии с направлением поворота и углом поворота первой оси.
В вышеприведенном способе определено, что транспортное средство находится в режиме рулевого управления для его движения по дороге в текущий момент с низкой скоростью, промежуточной скоростью или высокой скоростью в соответствии с сигналом скорости транспортного средства.
Определено, что транспортное средство находится в режиме рулевого управления для его текучего рабочего состояния в соответствии с выбором пользователя, и режимы рулевого управления в рабочем состоянии, доступные для выбора пользователем, включают три типа, а именно режим рулевого управления при резком повороте, режим поворота всеми колесами и режим противодействия боковому отклонению/сносу.
В частности, в соответствии с соответствующим режимом рулевого управления управление поворотом колес на соответствующих осях осуществляется соответствующим образом при предварительном условии, заключающемся в том, что сначала осуществляется разблокировка гидроцилиндров рулевого управления на расчлененных трапециях на соответствующих осях.
Как показано на фиг. 7(а), когда транспортное средство находится в режиме рулевого управления при движении по дороге с низкой скоростью, каждый гидроцилиндр рулевого управления разблокирован, и выдвигание или втягивание штока каждого гидроцилиндра рулевого управления осуществляется в соответствии с направлением поворота и углом поворота рулевого колеса так, что направление поворота колес на четвертой оси будет противоположным по отношению к направлению поворота колес на первой оси, и колеса на третьей оси не включены в поворот.
Когда транспортное средство находится в режиме рулевого управления при движении по дороге с промежуточной скоростью или высокой скоростью, гидроцилиндры рулевого управления на третьей и четвертой осях заблокированы, и поворот колес на третьей и четвертой осях невозможен.
Как показано на фиг. 7(b), когда транспортное средство находится в режиме рулевого управления при резком повороте, каждый гидроцилиндр рулевого управления разблокирован, и выдвигание или втягивание штока каждого гидроцилиндра рулевого управления осуществляется в соответствии с направлением поворота и углом поворота рулевого колеса так, что направление поворота колес на третьей и четвертой осях будет противоположным по отношению к направлению поворота колес на первой и второй осях.
Как показано на фиг. 7(с), когда транспортное средство находится в режиме поворота всеми колесами, каждый гидроцилиндр рулевого управления разблокирован, и выдвигание или втягивание штока каждого гидроцилиндра рулевого управления осуществляется в соответствии с направлением поворота и углом поворота рулевого колеса так, что направление поворота колес на третьей и четвертой осях будет таким же, как направление поворота колес на первой и второй осях.
Как показано на фиг. 7(d), когда транспортное средство находится в режиме противодействия боковому отклонению/сносу, каждый гидроцилиндр рулевого управления разблокирован, и выдвигание или втягивание штока каждого гидроцилиндра рулевого управления осуществляется в соответствии с направлением поворота и углом поворота рулевого колеса так, что направление поворота колес на третьей оси будет таким же, как направление поворота колес на первой и второй осях.
В том случае, если в способе рулевого управления по настоящему изобретению будет обнаружено, что разность угла поворота любого колеса на первой, второй, третьей и четвертой осях и стандартного значения, соответствующего характеристической кривой угла поворота, превышает заданное значение, выдается аварийный сигнал, чтобы побудить водителя к аварийной остановке транспортного средства для проверки.
Тяжелое транспортное средство колесного типа с независимой подвеской по настоящему изобретению, в котором используется система рулевого управления по любому из вышеприведенных вариантов осуществления, имеет множество режимов рулевого управления и может обеспечить удовлетворение потребности в движении транспортного средства по дороге и его перемещения в узком месте.
Из технических решений по настоящему изобретению те технические решения, которые показаны на фиг. 1, 2 и 3, могут быть модифицированы таким образом, что расчлененная трапеция заменяется нерасчлененной трапецией рулевого управления, которая также применяется для тяжелого транспортного средства колесного типа с зависимой подвеской.
В завершение следует отметить, что вышеприведенные варианты осуществления предназначены только для иллюстрации, а не для ограничения технических решений по настоящему изобретению; несмотря на то, что настоящее изобретение было описано подробно со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, среднему специалисту в данной области техники следует понимать, что по-прежнему можно выполнить модификации определенных реализаций настоящего изобретения или эквивалентные замены для части технических признаков, и все данные модификации и эквивалентные замены должны охватываться объемом технических решений, заявленных посредством настоящего изобретения, без отхода от сущности технических решений по настоящему изобретению.