СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ КОЛЕСАМИ МОСТОВ САМОХОДНОЙ МАШИНЫ
SELF-PROPELLED MACHINE AXLE WHEELS STEERING SYSTEM

Изобретение относится к безрельсовым транспортным средствам с несколькими мостами управляемых колес.
Известны системы рулевого управления поворотными колесами нескольких мостов самоходной машины, содержащие руль, отдельный гидроусилитель для каждого моста поворотных колес и линии прямой и обратной связи руля с управляемыми колесами, например, по SU 499166 [1], RU 2297355 [2], US 5195603 [3] и др.
Недостаток их в том, что руль связан механическими звеньями или с одним из мостов поворотных колес, или со всеми, что усложняет компоновку, если в длинной многоосной машине несколько мостов с поворотными колесами.
Известна система рулевого управления колесами нескольких мостов поворотных колес самоходной машины, содержащей руль, отдельный для каждого моста поворотных колес гидроусилитель поворота колес, а также линии прямой и обратной связи руля с поворотными колесами, например, US 5195603 [3], который принят за прототип.
Недостаток ее в большой сложности, так как содержит бортовой компьютер и группу электронных датчиков, которыми согласовывают работу отдельных для каждого моста поворотных колес гидроусилителей, а также потому, что с поворотными колесами переднего моста руль связан все же механическими звеньями, что не всегда просто.
Задачей и техническим результатом изобретения является рулевое управление (далее РУ) колесами всех мостов поворотных колес двухосной и многоосной машины.
Сущность изобретения в том, что система рулевого управления колесами мостов поворотных колес самоходной машины содержит отдельный для каждого моста поворотных колес гидроусилитель, а также звенья прямой и обратной связи руля с поворотными колесами, и в соответствии с изобретением содержит дистанционные маслопроводы, сообщающие гидроусилитель руля с отдельным для каждого моста поворотных колес гидроусилителем поворота колес, причем этот гидроусилитель содержит первый гидроцилиндр, чья подвижная часть связана шарнирно с рычагом поворота колеса, а полости сообщены с управляющими каналами гидрораспределителя, входной и выходной каналы которого сообщены маслопроводами с насосной станцией, причем через корпус и золотник этот гидрораспределитель связывает поворотное колесо с центрирующей пороговой пружиной и со вторым гидроцилиндром, чьи полости сообщены с гидроусилителем руля дистанционными маслопроводами.
Благодаря таким признакам поворотные колеса всех мостов поворачивают согласованно между собой в соответствии с заданным рулем радиусом поворота.
Устроена система рулевого управления (далее система) самоходной машины, например следующим образом.
Условные обозначения на фигуре:
1 - поворотное колесо, связанное с тягой рулевой трапеции моста поворотных колес (далее колесо),
2 - отдельный для каждого моста поворотных колес гидроусилитель поворота колес (далее усилитель),
3 - первый гидроцилиндр с двумя штоками гидроусилителя поворота колес усилителя 2 (далее цилиндр),
4 - второй гидроцилиндр с двумя штоками гидроусилителя поворота колес усилителя 2 (далее цилиндр),
5 - усилителя 2 гидрораспределитель с отрицательным перекрытием золотника, центрирующей пружиной и реактивными камерами «чувства дороги» (далее распределитель),
6 - центрирующая пороговая пружина, сжатая на заданное пороговое усилие гайками на винте, прикрепленном к торцу штока цилиндра 4 (далее пружина),
7 - прикрепленный к балке моста поворотных колес упор с отверстием для винта пружины 6 (далее упор),
8 - насосная станция, содержащая типовой комплект гидроаппаратов: емкость для масла, с обратными клапанами два насоса, причем один из них связан с первичным валом коробки переключения передач машины (далее КПП), а второй - с вторичным валом КПП, предохранительный клапан, клапан расхода [4] с.180, рис.126, масляный фильтр, редукционный клапан и отдельный с обратным клапаном маслопровод, соединяющий емкость для масла с выходным каналом насосной станции гидравлически параллельно перечисленным гидроаппаратам (далее питатель),
9 - делитель потока (далее делитель),
10 - маслопровод, сообщающий входные-выходные каналы распределителя 5 с питателем 8, причем входной канал распределителя 9 сообщен маслопроводом с питателем 8 через делитель 10 (далее маслопровод),
11 - руль самоходной машины (далее руль),
12 - гидроусилитель руля 11 (далее усилитель),
13 - с отрицательным перекрытием золотника гидрораспределитель усилителя 12, входной-выходной каналы которого сообщены маслопроводами с питателем 8 усилителя 12 (далее распределитель),
14 - червячный редуктор, чей червяк связывает руль 11 с золотником распределителя 13 и установлен подвижно вдоль своей оси в пределах хода золотника распределителя 13 (далее редуктор),
15 - усилителя 12 реверсивный обратимый мотор-насос, присоединительные каналы которого сообщены между собой через предохранительные клапаны, а вал связан с червячным колесом редуктора 14 (далее мотор-насос),
16 - дистанционные маслопроводы, сообщающие с усилителем 2 усилитель 12, причем один из них сообщен с управляющим каналом распределителя 13 через мотор-насос 15, а другой сообщен с управляющим каналом распределителя 13 непосредственно (далее маслопровод).
Каждое колесо 1 через рычаг его поворота усилителем 2 соединено тягой трапеции со штоком цилиндра 3, полости которого сообщены с управляющими каналами распределителя 5. Его входной-выходной каналы сообщены маслопроводами 9 с питателем 8, причем входной канал этого распределителя сообщен с питателем 8 через делитель 10. Распределитель 5 через свой корпус и золотник соединяет шарнирно рычаг, прикрепленный перпендикулярно оси колеса, со штоком цилиндра 4. К торцу другого штока этого цилиндра прикреплен винт с пружиной 6, поджатой гайками на принятое пороговое усилие. Эта пружина с гайками расположена между двумя упорами, прикрепленными к балке моста так, что пружина упирается в них через гайки на винте. Полости цилиндров 4 всех мостов с поворотными колесами (при любом их количестве) сообщены между собой маслопроводами 16 гидравлически параллельно, и вместе с этим сообщены еще и с управляющими каналами распределителя 13 также маслопроводами 16. При этом один из маслопроводов 16 сообщен с управляющим каналом распределителя 13 через мотор-насос 15, а другой - непосредственно.
Работает система следующим образом.
Пусть самоходная машина поднята домкратами так, что все колеса 1 не касаются опорной поверхности, а двигатель заглушен. Пружины 6 в исходной позиции сжаты так, что усилие этого сжатия каждой пружины больше усилия поворота пары колес 1, поднятых над опорной поверхностью. Вращением руля вправо (влево) червяк редуктора 14 перемещают так, что в сторону корпуса (из корпуса) распределителя 13 смещают его золотник до соответствующего переключения распределителя 13. Одновременно валом червячного колеса этого же редуктора вращают вал мотор-насоса 15, которым из питателя 8 через его маслопровод с обратным клапаном перекачивают масло вращением руля 11 и вала мотор-насоса 15 усилием рук. Из мотор-насоса масло подают через маслопровод 16 в правые (левые) полости цилиндров 4 и этим сжимают пружины 6, а также перемещают поршень со штоком и золотник распределителя 5 в сторону его корпуса (из его корпуса). Поэтому распределитель 5 переключают так, что масло с выходного канала делителя 10 распределителем 5 направляют в левую (правую) полость цилиндра 3. Этим поршень со штоками цилиндра 3 и соединенные с ними шарнирно тяги рулевой трапеции перемещают вправо (влево), колеса 1 всех передних мостов машины поворачивают вправо (влево), колеса 1 всех задних мостов машины поворачивают влево (вправо). Если пружины 6 одинаковые и в исходной позиции сжаты одинаковым пороговым усилием, то углы поворота колес также одинаковые, так как в гидравлически параллельных полостях цилиндров 4 давление масла одинаковое. При разных параметрах пружин 6 углы поворота колес 1 разные и соответствуют параметрам пружин 6. Поэтому для поворота всех колес 1 так, чтобы осевые линии их осей пересекались в одной точке, принимают соответственно разные параметры пружины 6. В приведенном выше случае усилие пружин 6 преодолевают, вращая руль 11 усилием рук. Если руль не удерживать, то пружины 6 вернут все колеса 1 и руль 11 в позицию прямолинейного движения машины. Так происходит потому, что благодаря отрицательному перекрытию золотников распределителей 5 и 13 они не препятствуют перетеканию масла и между полостями цилиндров 3, и между полостями цилиндров 4, а сопротивление поднятых над опорной поверхностью колес меньше усилия пружин 6. Чтобы поворот задних колес начать только после того, как передние повернут на угол, например 13 градусов, как у трактора типа ЛТЗ-155, то величину пороговой силы сжатия в исходной позиции пружины 6 заднего моста принимают равным усилию сжатия пружины 6, соответствующем повороту колес 1 переднего моста на те же 13 градусов.
Пусть колеса 1 прижаты к поверхности дороги весом самоходной машины, а ее двигатель работает. В таком случае усилители 2 и 12 находятся в рабочей позиции. Поэтому момент сопротивления вращению руля 1 достаточно мал и соответствует принятой норме. В остальном работа системы не отличается от описанной выше, но позицию колес 1 удерживают соответственно величине сжатия пружин 6 посредством усилителя 2.
Пусть самоходную машину с выключенным двигателем буксируют на канате. Поэтому вал насос-мотор 15 вращают от вторичного вала КПП, усилители 2 и 12 действуют, руль 11 вращают легко.
Итак, поворотные колеса всех мостов поворачивают согласованно между собой и перекатывают по дугам окружностей с общим центром и в соответствии с заданным рулем радиусом поворота.
При этом, кроме намеченного задачей изобретения, получают дополнительный технический результат в том, что колеса 1 и руль 11 в позицию прямолинейного движения возвращают автоматически и возвращают всегда точно. Такой технический результат достигается благодаря наличию порогового усилия пружин 6 в позиции прямолинейного движения и работе усилителя 2. При этом поворотные колеса в позиции прямолинейного движения еще и удерживают автоматически даже при несимметричных нагрузках и ударах на поворотные колеса разных бортов многократно больших (например, при движении по неровной поверхности на пересеченной местности), чем в известной самоходной машине. Поэтому в конструкции моста поворотных колес допустимо:
а) оси шкворней колес 1 расположить перпендикулярно к оси моста поворотных колес так, чтобы их оси при повороте колес всегда располагались в одной и той же плоскости, то есть вертикально по отношению к горизонтальной поверхности, на которой находится самоходная машина;
б) исключить при этом регулировку развала и схождения поворотных колес за ненадобностью;
в) применять поворотные колеса со сдвоенными шинами, так как на ровной горизонтальной поверхности весом самоходной машины сдвоенные шины таких поворотных колес нагружают одинаково;
г) на местности с рытвинами и ухабами прямолинейность движения машины поддерживать автоматически благодаря пороговой силе центрирующей пружины 6 и усилителю 2, а руки освободить от руля для других действий.
Источники информации
1. SU 499166 М. Кл.2 B62D 7/14. Опубликовано 15.01.76. Бюл. №2. Описание изобретения: «Система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами». Опубликовано 12.10.76, 3 с.
2. RU 2297355 C2 МПК B62D 11/24. Опубликовано 20.04.2007. Бюл. №11. Описание изобретения «Рулевое управление самоходной машины». 5 с.
3. US 5195603 (А) (МПК): B62D 5/07…D62D 7/15. Electro-hydraulic control apparatus for rear wheel steering mechanism. Опубл.: 1993-03-23. Реферат, формула, рис. Информация предоставлена базой данных esp@cenet - Woldwide, 26.11.09.
4. Трактор Т-150К (Устройство и эксплуатация). Под ред. Б.П.Кашубы и И.А.Коваля. М.: «Колос», 1976. - 312 с.