Система поворота задним мостом транспортного средства

Полезная модель относится к области машиностроения, а именно к системам поворота задним мостом транспортных средств высокой грузоподъемности.
Известно устройство для обеспечения возможности поворотного движения между тандемным или гусеничным мостом и корпусом транспортного средства, причем транспортное средство содержит по меньшей мере две корпусные части, соединенные друг с другом шарнирным узлом корпусов, одна из корпусных частей оснащена тандемным или гусеничным мостом, по меньшей мере одна корпусная часть содержит основной корпус и вспомогательный корпус, соединенный с ним с возможностью поворота вокруг продольной оси транспортного средства или вокруг, по существу, параллельной ей оси, причем вспомогательный корпус присоединен к основному корпусу с помощью вращающегося шарнира, и тандемный или гусеничный мост, по существу, жестко присоединен к указанному основному корпусу, и корпусная часть содержит по меньшей мере один исполнительный орган для управления относительным поворотным движением основного корпуса и вспомогательного корпуса таким образом, чтобы изменения положения и режима движения вспомогательного корпуса, особенно в отношении поворота вокруг продольной и транспортного средства, вызывали тянущее или толкающее движение исполнительного органа, которое управляет поворотным движением вспомогательного корпуса для приведения вспомогательного корпуса, по существу, в горизонтальное положение, при этом вспомогательный корпус соединен с основным корпусом с помощью, по существу, параллельных поперечных конструкций, выполненных в них так, что по меньшей мере два фланца проходят от вспомогательного корпуса до поперечных стенок основного корпуса, и указанные поперечные стенки и фланцы соединены друг с другом посредством подшипниковых систем, образующих вращающиеся шарниры, причем подшипниковые системы отстоят друг от друга в направлении продольной оси транспортного средства, чтобы обеспечить возможность их относительного поворота вокруг продольной оси, и ось вращения вращающегося шарнира является, по существу, совмещенной с осью вращения шарнирного узла корпусов, (см. патент RU 2652515, МПК B62D 53/02, B62D 24/00, опубл. 26.04.2018 г.).
Недостатками данного устройства является наличие по меньшей мере двух корпусных частей и исключительно тандемных (либо гусеничных) мостов, что не обеспечивает высокой эффективности поворачиваемости транспортного средства, уменьшая при это его скоростные и эксплуатационные характеристики.
Известен мост с поворотными колесами, включающий несущую конструкцию, выполненную в виде балки с кронштейнами, на которых с помощью поворотных цапф установлены ходовые колеса, привод поворота ходовых колес, привод вращения ходовых колес, выполненный в виде двух бортовых редукторов, соединенных при помощи полуосей с дифференциалом и главной передачей и состоящих из верхней и нижней конических передач, при этом кронштейны балки несущей конструкции имеют высоту, обеспечивающую свободный и неограниченный поворот колеса вокруг оси кронштейна, а привод поворота ходовых колес выполнен в виде червячных колес, жестко установленных в верхней части поворотных цапф и находящихся в зацеплении с червяками, приводимыми во вращение гидромоторами (см. патент RU №2266840, МПК B62D 7/14, В62В 11/00, В62В 11/02, B62D 7/00, опубл. 27.12.2005 г.).
Данное техническое решение не предусмотрено для установки на задней оси транспортного средства с высокой грузоподъемностью.
Известен способ поворота транспортного средства со всеми управляемыми колесами, включающий в себя установку на переднем и заднем мосту транспортного средства силовых гидроцилиндров, которые подключают посредством системы трубопроводов высокого давления к гидрораспределителю, в котором размещают цилиндрический золотник, имеющий спиралевидные канавки для подачи масла от насоса гидросистемы в полости силовых гидроцилиндров, установленных на управляемых колесах, переключение с помощью рукоятки золотника в верхнее крайнее положение перед входом в поворот, обеспечивая поворот передних и задних колес в одну сторону, осуществление поворота рулевого колеса в необходимую сторону, подачу масла в гидроцилиндры передних управляемых колес и достижение определенного угла, при котором открывается полость в золотнике со спиральными каналами, обеспечивая поступление масла к гидроцилиндрам задних управляемых колес, которые поворачиваются в ту же сторону, что и передние управляемые колеса, поворот рулевого колеса до максимального значения, при котором достигается максимальный угол передних управляемых колес, поворот рулевого колеса до максимального значения, при котором спиралевидные канавки в золотнике перекрываются, происходит сброс масла в гидробак, обеспечивая возврат задних управляемых колес в нейтральное положение, движение транспортного средства по установившейся траектории в поворот, достижение угла передних колес, осуществление дальнейшего поворота рулевого колеса до необходимого значения в соответствии с радиусом поворота, при котором осуществляется открывание полости в золотнике со спиральными каналами, обеспечивая поступление масла к гидроцилиндрам задних управляемых колес и возврат задних колес в прямолинейное положение, автоматическое возвращение задних колес в нейтральное положение и дальнейший поворот передними управляемыми колесами за счет сигнала от передних управляемых колес через гидравлические и механические связи, осуществление дальнейшего поворота передними управляемыми колесами (см. патент RU №2705413, МПК B62D 7/14, А01В 69/00, опубл. 07.11.2019 г.).
В известном техническом решении гидроцилиндры имеют только силовую функцию работы (толкают мост), у гидроцилиндров отсутствует двойной замок и, следовательно, гидроцилиндры не выполняют роль реактивных штанг подвески. Также в данной системе отсутствует V-образная реактивная штанга для обеспечения поворота и поперечного наклона оси. К тому же не предусмотрен теплообменный аппарат, необходимый для охлаждения рабочей жидкости гидропривода, что может сказаться на надежности и бесперебойной работе всей системы.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение эффективности поворачиваемости и управляемости длиннобазного транспортного средства путем уменьшения радиуса разворота, обеспечивая при этом высокую грузоподъемность задней оси.
Для решения поставленной задачи система поворота задним мостом транспортного средства, содержащая силовые гидроцилиндры, связанные с задним мостом, насос гидросистемы, гидробак, включает в себя блок управления поворотом оси и блок контроля давления, связанные между собой рукавами высокого давления и с гидроцилиндрами, напорный фильтр, соединенный с блоком контроля давления и насосом гидроситемы, а также теплообменный аппарат и датчики поворота передней оси и задней оси, электронный контроллер гидравлической системы поворота задней оси, который на основании указанных датчиков поворота колес передней и задней осей управляет блоком контроля давления, блоком управления поворотом оси и механическими клапанами гидроцилиндров, состоящих из трех цилиндров, кроме того, гидробак оснащен сливным фильтром.
Совокупность существенных признаков, заключающаяся в том, что система включает в себя блок управления поворотом оси и блок контроля давления, связанные между собой рукавами высокого давления и с гидроцилиндрами, напорный фильтр, соединенный с блоком контроля давления и насосом гидросистемы, а также теплообменный аппарат и датчики поворота передней оси и задней оси, электронный контроллер гидравлической системы поворота задней оси, который на основании указанных датчиков поворота колес передней и задней осей управляет блоком контроля давления, блоком управления поворотом оси и механическими клапанами гидроцилиндров, состоящих из трех цилиндров, кроме того, гидробак оснащен сливным фильтром, позволяет повысить эффективность поворачиваемости и управляемости длиннобазного транспортного средства путем уменьшения радиуса разворота, обеспечивая при этом высокую грузоподъемность задней оси.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежами:
фиг. 1 - система поворота задним мостом транспортного средства, вид справа;
фиг. 2 - то же, вид сверху;
фиг. 3 - поворот осей, вид сверху;
фиг. 4 - гидроцилиндр в разрезе.
Система поворота задним мостом транспортного средства содержит силовые гидроцилиндры 1 и 2, связанные с задним мостом, блок 3 управления поворотом оси и блок 4 контроля давления, связанные между собой рукавами высокого давления, при этом блок 4 контроля давления соединен с напорным фильтром 5 и насосом 6 гидросистемы, связанным рукавами низкого давления с гидробаком 7, оснащенным сливным фильтром 8. Также система снабжена теплообменным аппаратом 9, датчиком 10 поворота передней оси, установленным непосредственно на передней оси 11, и датчиком 12 поворота задней оси, установленным на задней оси 13.
Система поворота задним мостом транспортного средства работает следующим образом.
Поворот задней оси осуществляется при наличии сигнала с датчика 10 о повороте колес передней оси 11 на угол более ±2°, считываемый электронным контроллером 14 гидравлической системы поворота задней оси. Обратную связь о фактическом положении задней оси контроллер 14 получает от датчика 12 поворота задней оси 13. Формируется управляющий сигнал на пневмоклапан разблокирования гидроцилиндров 1 и 2 блока 4 контроля давления с соответствующей силой тока. Также подаются управляющие сигналы на блок 3 управления поворотом оси, соответствующие направлению поворота, сила тока которого определяется требуемой скоростью поворота задней оси 13. Пневмоклапан блока 5 способствует разблокированию гидроцилиндров 1 и 2. Сжатый воздух от пневмосети автомобиля поступает в полости разблокирования гидроцилиндров 1 и 2. Осуществляется выдвижение и сжатие соответствующих гидроцилиндров 1, 2, ось 13 поворачивается на заданный угол с заданной скоростью.
Для центрирования и блокирования задней оси 13 при работающем двигателе автомобиля подаются электрические управляющие сигналы на блок 4 контроля давления и блок 3 управления поворотом задней оси 13 соответствующими силами тока. При этом рабочая жидкость от гидробака 7 посредством насоса 6 с заданным расходом подается в полости центрирования гидроцилиндров 1 и 2. Рабочие полости данных гидроцилиндров 1, 2 при этом сообщаются между собой с помощью управляемых обратных клапанов блока 3 управления поворотом оси. Давление в рабочих полостях гидроцилиндров 1, 2 поворота контролируется по показаниям датчиков давления блока 3 управления поворотом оси. Стоит отметить, что гидроцилиндры 1 и 2 оснащены как гидравлическим замком, роль которого выполняет центральный цилиндр, так и механическим стопорным замком, поэтому помимо функции поворота задней оси 13 данные гидроцилиндры 1 и 2 выполняют роль реактивных штанг задней подвески в момент прямолинейного движения транспортного средства. Гидроцилиндры 1 и 2 состоят из трех гидравлических цилиндров и механического клапана, в который подается воздух под давлением, что позволяет стопорному поршню 15 при продольном перемещении сжать пружину 16, освободив шарики 17 из паза штока 18 и сепаратора 19, после чего штоки 18 и 20 имеют возможность продольного перемещения для поворота задней оси 13. Также данная система поворота задней оси оснащена V-образной реактивной штангой 21, обеспечивающей как поворот, так и поперечный наклон задней оси 13 благодаря наличию сферических подшипников скольжения 22.
Ограничение заданной максимально допустимой температуры рабочей жидкости обеспечивается теплообменным аппаратом 9, включение и выключение которого происходит автоматически.
Фильтрация рабочей жидкости системы осуществляется посредством напорного 5 и сливного 8 фильтров. При этом сливной фильтр 8 установлен в гидробак 7 для обеспечения компактности системы и эффективности фильтрации рабочей жидкости.
В качестве задней оси 13 может применяться как ось с двутавровой балкой, так и приводной мост.
Заявляемое техническое решение позволяет уменьшить радиус поворота, увеличить эффективность поворачиваемости и управляемости длиннобазного транспортного средства в стесненных условиях карьерной добычи полезных ископаемых, сохраняя высокую грузоподъемность задней оси.
Заявляемое техническое решение возможно для реализации на стандартном технологическом оборудовании.