Гидравлическая система автоматического регулирования наклона грузовой платформы транспортного средства

Полезная модель относится к транспортному машиностроению и может быть использована для автоматического регулирования наклона грузовой платформы транспортного средства при его движении по неровной дороге или на поворотах.
Известно устройство гидравлического типа для предотвращения крена подвижного состава, включающее гидравлические цилиндры, установленные симметрично под грузовой платформой напротив колес. Корпуса цилиндров связаны шарнирно с колесной рамой, а штоки - с основанием платформы. Гидроцилиндры соединены между собой так, что верхняя полость первого цилиндра трубопроводом соединена с нижней полостью второго, а верхняя полость второго связана с нижней полостью первого. Между гидроцилиндрами встроен переключающий клапан электромагнитного типа, который соединен с трубопроводами цилиндров. Клапан переключается при получении управляющего сигнала от чувствительного рычажного механизма в момент качки платформы и перераспределяет потоки между полостями цилиндров, которые работают как демпферы, поглощающие колебания [1].
Недостатком устройства является низкое качество регулирования крена платформы, что обусловлено дискретностью работы и неизбежными утечками жидкости из замкнутой гидравлической системы.
Известно устройство для предотвращения крена подвижного состава, включающее гидравлические цилиндры, установленные симметрично под грузовой платформой напротив колес, корпуса которых связаны шарнирно с колесной рамой, а штоки - с основанием платформы, которые разделены рессорами. Гидроцилиндры соединены между собой так, что верхняя полость первого цилиндра трубопроводом соединена с нижней полостью второго, а верхняя полость второго связана с нижней полостью первого. Между колесной рамой и основанием грузовой платформы установлено клапанное устройство, встроенное параллельно в систему трубопроводов гидроцилиндров. Клапанное устройство связано с рычажным механизмом, чувствительным к качке платформы. При сильном крене платформы золотниковый плунжер клапанного устройства перемещается рычажным механизмом на величину пропорциональную величине крена. Гидравлические потоки перераспределяются золотниковым плунжером так, что гидроцилиндры выравнивают платформу. Замкнутость гидросистемы исключает введение специального источника давления жидкости подводимой к гидроцилиндрам, являющимся исполнительными органами [2].
Недостатком устройства является низкое качество регулирования крена подвижного состава, что обусловлено низкой чувствительностью рычажного механизма и неизбежными утечками жидкости из замкнутой гидравлической системы.
В качестве прототипа принято гидравлическое устройство для повышения устойчивости транспортного средства, установленное между его грузовой платформой и ходовой частью, включающее реверсивные гидроцилиндры, соединенные трубопроводами так, что верхняя полость одного сообщается с нижней полостью другого, а верхняя полость второго связана с нижней полостью первого, камеру золотникового плунжера, встроенную параллельно в систему трубопроводов гидроцилиндров, а также распределительную камеру.
Грузовая платформа крепится к ходовой части на опорно-шарнирных соединениях, расположенных на продольных осях и торцах ходовой части, корпуса реверсивных гидроцилиндров закрепляются под углом к горизонтальной плоскости шарнирно и симметрично оси на ходовой части, а штоки - симметрично краям основания грузовой платформы для повышения ее устойчивости.
Управляющий сигнал вырабатывается при появлении разности давлений в верхних и нижних полостях гидроцилиндров при движении транспортного средства по неровностям и на поворотах дороги, а, соответственно, в трубопроводах, соединяющих полости, подключенные к распределительной камере, где расположен уравновешенный калиброванными пружинами двусторонний клапан, обеспечивающий перераспределение потоков жидкости, поступающих в камеру золотникового плунжера, который перемещается на длину, пропорциональную разности давлений на его торцевые поверхности, перекрывает или открывает отверстия магистралей, находящихся под давлением нагнетаемым насосом, сбросов жидкости в бак, обеспечивающие плавное перемещение штоков гидроцилиндров, находящихся под нагрузкой в замкнутой системе или их работу в открытой системе, получающей энергию от внешнего источника, которая позволяет создать дополнительные усилия в гидроцилиндрах, препятствующих действию опрокидывающих моментов, а также реализовать дополнительную функцию самосвальной разгрузки грузовой платформы [3].
Анализ прототипа показывает, что чувствительными и одновременно исполнительными элементами устройства для повышения устойчивости транспортного средства являются гидроцилиндры, что не обеспечивает достаточного качества (чувствительности, быстродействия и др.) работы.
Технической задачей, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является повышение качества автоматического регулирования наклона грузовой платформы транспортного средства.
Решение указанной задачи достигается тем, что гидравлическое устройство автоматического регулирования содержит измерительный преобразователь наклона грузовой платформы, состоящий из двух постоянных и двух переменных дросселей, соединенных по мостовой схеме, переменные дроссели типа сопло-заслонка установлены на ходовой части транспортного средства симметрично относительно продольной оси рамы, в плоскости перпендикулярной этой оси, каждый из переменных дросселей состоит из корпуса, сопла и подпружиненной заслонки с толкателем, упомянутые корпуса выполнены с возможностью регулировки их положения по вертикали, сопла установлены на резьбе в цилиндрических расточках корпусов, а толкатели находятся в постоянном контакте с поверхностью грузовой платформы, постоянные дроссели соединены с насосом через редукционный клапан, а упомянутый дросселирующий распределитель линиями управления включен в диагональ мостовой схемы между постоянными и переменными дросселями.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом показывает, что имеет место наличие новых деталей и функциональных связей между ними.
Новые детали: измерительный преобразователь наклона грузовой платформы, состоящий из двух постоянных и двух переменных дросселей, соединенных по мостовой схеме; переменные дроссели типа сопло-заслонка установленные на ходовой части транспортного средства симметрично относительно продольной оси рамы, в плоскости перпендикулярной этой оси; переменные дроссели, каждый из которых состоит из корпуса, сопла и подпружиненной заслонки с толкателем.
Новые функциональные связи: измерительный преобразователь, выполненный по мостовой схеме, обеспечивает высокое качество автоматического регулирования наклона грузовой платформы; переменные дроссели типа сопло-заслонка, установленные на ходовой части транспортного средства симметрично относительно продольной оси рамы, в плоскости перпендикулярной этой оси, обеспечивают высокую чувствительность и быстродействие измерительного преобразователя и устройства автоматического регулирования наклона платформы в целом; переменные дроссели, каждый из которых состоит из корпуса, сопла и подпружиненной заслонки с толкателем, выполнены с возможностью регулировки положения корпусов по вертикали, сопла установлены на резьбе в цилиндрических расточках корпусов, а толкатели находятся в постоянном контакте с поверхностью грузовой платформы, что обеспечивает точность предварительной настройки и высокое качество автоматического регулирования.
Наличие новых деталей и функциональных связей между ними повышает качество автоматического регулирования наклона грузовой платформы транспортного средства.
На фиг. 1 показана конструктивная схема грузовой платформы транспортного средства с гидравлическим устройством автоматического регулирования ее наклона.
Грузовая платформа 1 транспортного средства содержит гидравлическое устройство автоматического регулирования наклона грузовой платформы, установленное между упомянутой грузовой платформой и рамой 2 ходовой части.
Упомянутое устройство содержит первый 3 и второй 4 гидравлические цилиндры, шарнирно закрепленные проушинами на продольных осях 5, 6 грузовой платформы и 7, 8 рамы ходовой части. Корпуса цилиндров установлены под углом к горизонтальной плоскости симметрично относительно продольной оси 9 рамы, а штоки - симметрично по краям грузовой платформы. Цилиндры соединены гидравлическими линиями так, что верхняя полость первого цилиндра сообщается с нижней полостью второго цилиндра, а верхняя полость второго - соединена с нижней полостью первого.
Четырехлинейный дросселирующий распределитель10, золотник 11 которого выполнен с возможностью перемещения на величину, пропорциональную разности давлений жидкости на его торцы, способен изменять свои проходные сечения и расходы жидкости в напорных и сливных линиях цилиндров. Внешний источник энергии - насос (на фиг. 1 не показан).
Устройство автоматического регулирования содержит измерительный преобразователь наклона грузовой платформы, состоящий из двух постоянных 12, 13 и двух переменных 14, 15 дросселей, соединенных по мостовой схеме. Переменные дроссели типа сопло-заслонка установлены на ходовой части транспортного средства симметрично относительно продольной оси рамы, в плоскости перпендикулярной этой оси. Каждый из переменных дросселей состоит из корпуса, сопла и подпружиненной заслонки с толкателем. Корпуса 16 и 17 выполнены с возможностью регулировки их положения по вертикали. Сопла 18 и 19 установлены на резьбе в цилиндрических расточках упомянутых корпусов, а толкатели 20 и 21 заслонок 22 и 23 находятся в постоянном контакте с нижней контрольной поверхностью грузовой платформы. Постоянные дроссели соединены с насосом через редукционный клапан 24, а дросселирующий распределитель линиями 25 и 26 управления включен в диагональ мостовой схемы между постоянными и переменными дросселями.
Грузовая платформа транспортного средства, содержащая гидравлическое устройство автоматического регулирования ее наклона, работает следующим образом.
Перед установкой на транспортное средство за счет резьбовых соединений регулируют положение сопел 18 и 19 в цилиндрических расточках корпусов 16 и 17 переменных дросселей так, чтобы натяг пружин и возможный ход толкателей 20 и 21 были одинаковыми.
Корпуса переменных дросселей устанавливают в вертикальных направляющих на ходовой части и закрепляют в положениях, при которых толкатели будут находиться в постоянном контакте с нижней контрольной поверхностью грузовой платформы, давление жидкости в полостях цилиндров будет одинаковым, а положение грузовой платформы горизонтальным. Регулировка производится при работающем насосе.
При повороте транспортного средства, например, вправо, возникает опрокидывающий момент, который вызывает наклон грузовой платформы влево. Толкатель 20 с заслонкой 22 опускается, толкатель 21 с заслонкой 23 поднимается, зазор между соплом 18 и его заслонкой уменьшается, зазор между соплом 19 и его заслонкой увеличивается.
Давление жидкости в линии 25 управления и под левым торцом золотника 11 увеличивается, а давление в линии 26 управления и под правым торцом золотника уменьшается. Золотник смещается вправо, увеличивая подвод жидкости в нижнюю полость гидроцилиндра 3 и верхнюю полость гидроцилиндра 4. Одновременно увеличивается слив жидкости из нижней полости гидроцилиндра 4 и верхней полости гидроцилиндра 3.
Гидроцилиндры создают момент сил, направленный против опрокидывающего момента, и устраняют наклон грузовой платформы.
Повышение качества автоматического регулирования наклона грузовой платформы транспортного средства достигается за счет использования в качестве чувствительного элемента измерительного преобразователя типа сопло-заслонка, выполненного по мостовой схеме.
Источники информации, принятые во внимание
1. Заявка №53-16967, Япония, Устройство гидравлического типа для предотвращения крена подвижного состава, МКИ B61F 5/02, публикация 04.06.1970, JP 45-16002 А.
2. Заявка №41-55349, Япония, Устройство для регулирования наклона кузова вагона рельсового транспортного средства, МКИ B61F 5/02, публикация 04.06.1970, JP 45-16001 А.
3. Патент РФ №2249521, МКИ B61F 5/02, 04.09.2003 (прототип).