Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве (ее варианты)

(51)4 В 62 Р 506 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московское научно-производственное объединение по строительному и дорожному машиностроению(54) ОБЪЕДИНЕННАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ПОТРЕБИТЕЛЯ НА ТРАНСПОРТНОМ СРЕДСТВЕ (ЕЕ ВАРИАНТЫ)(57) 1. Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидрораспределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправл яемого гидрораспределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролинией - с гидробаком, рабочими гидролиниями - с исполнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидрораспределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель с сечением, регулируемым в зависимости от хода золотника трехпозиционного гидрораспределителя, соединенный с входной гидролинией и с гидро- линией управления в обеих рабочих позициях. трехпозиционного гидрораспределителя, причем в нейтральной позиции трехпозиционного гидрораспределителя входная гидролиния заперта, а сливная гидролиния и гидро 801230906 А 1 линия управления соединены между собой, а двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным потребителем, отличающаяся тем, что, с целью надежности и быстродействия работы, а также снижения установочной мощности, она снабжена гидравлически соединенными между собой гидроаккумулятором с системой его зарядки с установленным перед ним обратным гидроклапаном, а двухпозиционный гидрораспределитель выполнен четырехлинейным, четвертая линия которого подключена к гидроаккумулятору и в одной его позиции соединена с первой и второй линиями, а в другой - отсоединена от всех его линий.2. Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидро- распределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидро- распределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидро- линией - с гидробаком, рабочими гидро- линиями - с исполнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидрораспределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель, соединенный с входной гидролинией и с гидролинией управления, при этом двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным1230906 потребителем, отличающаяся тем, что она снабжена гидравлически соединенными между собой гидроаккумулятором с системой его зарядки с установленным перед ним обратным гидроклапаном, двухпозиционный гидрораспределитель выполнен четырехлинейным, четвертая линия которого подключена к гидроаккумулятору и в одной его позиции соединена с первой и второй линиями, а в другой - отсоединена от всех его линий, дроссель установлен во входной гид. ролинии, а гидролиния управления соединена с входной гидролинией между дросселем и трехпозиционным гидрораспределите. лем, в нейтральной позиции которого вход ная гидролиния соединена со сливной гид. ролинией.3. Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидро- распределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидро- распределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролиниИзобретение относится к транспортному машиностроению, а именно к системам рулевого управления транспортных средств.Известна по первому варианту выполнения объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидро- распределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединен ный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидро- распределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидро- линией - с гидробаком, рабочими гидро- линиями - с исполнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидрораспределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель с сечением, регулируемым в зависимости от хода золотника трехей - с гидробаком, рабочими гидролиниями - с исполнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидро. распределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель, соединенный с входной гидролинией и с гидролинией управления, при этом двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом - из его положений гидронасоса - с дополнительным потребителем, в нейтральной позиции трехпозиционного гидрораспределителя входная гидролиния заперта, а сливная гидролиния и гидролиния управления соединены между собой, отличающаяся тем, что она снабжена гидравлически соединенными между собой гидроаккумулятором с системой его зарядки, с установленным перед ним обратным гидроклапаном, двухпозиционный гидрораспределитель выполнен четырехлинейным, четвертая линия которого подключена к гидро- аккумулятору и в одной его позиции сое. динена с первой и второй линиями, а в другой - отсоединена от всех его линий, а дроссель установлен между входной гидро- линией и гидролинией управления. позиционного гидрораспределителя, соединенный с входной гидролинией и с гидролинией управления в обеих рабочих позициях трехпозиционного гидрораспределителя, причем в нейтральной позиции трехпозиционного гидрораспределителя входная гидро- линия заперта, а сливная гидролиния и гидролиния управления соединены между собой, а двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гид.ролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным потребителем 11.Известна по второму и третьему вариантам выполнения объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидрораспределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидрораспределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей егоуправления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролинией - с гидробаком, рабочими гидролиниями - с исполнительным гидро- цилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционно го гидрораспределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель, соединенный с входной гидролинией и с гидролинией управления, а двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным потребителем 1.Однако известная система обладает пониженной надежностью из-за отсутствия возможности ее работы в аварийном режиме движения, при выходе, например, из строя гидронасоса питания, или при заглохании двигателя транспортного средства, приводящего во вращение упомянутый гидронасос, а также предполагает установку гидронасосов значительной суммарной мощности, определяемой из условия обеспечения возможности вписываемости транспортного средства в поворот.Цель изобретения - повышение надежности и быстродеиствия работы, а также снижение установочнои мощности объединенной гидросистемы.Указанная цель достигается тем, что по первому варианту выполнения объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидрораспределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный входной гидро- линией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидрораспределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролинией - с гидробаком, рабочими гидролиниями - с исполнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидрораспределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель с сечением, регулируемым в зависимости от хода золотника трехпозиционного гидрораспределителя, соединенный с входной гидролинией и с гидро- линией управления в обеих рабочих позициях трехпозиционного гидрораспределителя, причем в нейтральной позиции трехпозиционного гидрораспределителя входная гидролиния заперта, а сливная гидролиния и гидро- линия управления соединены между собой, а двухпозиционным гидрораспределителем10 По второму варианту выполнения объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидрораспределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и гидравлически соединенный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидрораспределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролинией - с гидробаком, рабочими гидролиниями - с исполнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидрораспределителя, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей с дополнительным потребителем, и дроссель, соединенный с входной гидролинией и с гидролинией управления, при этом двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным потребителем, снабжена гидравлически соединенными между собой гидроаккумулятором с системой его зарядки с установленным перед ним обратным гидроклапаном, двухпозиционный гидрораспределитель выполнен четырехлинейным, четвертая линия которого подключена к гидроаккумулятору и в одной его позиции соединена с первой и второй линиями,15 20 25 30 35 40 45 50 55 а в другой - отсоединена от всех его линий, дроссель установлен во входной гидролинии, а гидролиния управления соединена с входной гидролинией между дросселем и трехпозиционным гидрораспределителем, в нейтральной позиции которого входная гидро- линия соединена со сливной гидролинией.По третьему варианту выполнения объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве, содержащая гидравлический рулевой механизм, включающий в себя трехпозиционный гидрораспределитель, кинематически связанный с рулевым колеобеспечена возможность соединения в одномиз его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным потреби телем, снабжена гидравлически соедине ными между собой гидроаккумулятором с системой его зарядки с установленным передним обратным гидроклапаном, а двухпозиционный гидрораспределитель выполнен четырехлинейным, четвертая линия которого подключена к гидроаккумулятору и в одной его позиции соединена с первой и второйлиниями, а в другой - отсоединена отвсех его линий.5 1 О 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 сом и гидравлически соединенный входной гидролинией с первой линией двухпозиционного гидроуправляемого гидрораспределителя с подпружиненным золотником и с одной из полостей его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролинией - с гидро- баком, рабочими гидролиниями - с дополнительным гидроцилиндром, и гидролинией управления - с другой полостью управления двухпозиционного гидрораспредел ител я, который гидравлически соединен второй линией с гидронасосом, а третьей - с дополнительным потребителем, и дроссель, соединенный с входной гидролинией и гидролинией управления, при этом двухпозиционным гидрораспределителем обеспечена возможность соединения в одном из его положений гидронасоса с входной гидролинией, а в другом из его положений гидронасоса - с дополнительным потребителем, снабжена гидравлически соединенными между собой гидроаккумулятором с системой его зарядки, с установленным перед ним обратным гидроклапаном, двухпозиционный гидрораспределитель выполнен четырехлинейным, четвертая линия которого подключена к гидроаккумулятору и в одной его позиции соединена с первой и второй линиями, а в другой - отсоединена от всех его линий, а дроссель установлен между входной гидролинией и гидролинией управления.На фиг. 1 представлена гидравлическая схема первого варианта выполнения объединенной гидравлической системы рулевого управления и дополнительного потребитечя транспортного средства; на фиг. 2 то же, второй вариант вЫполнения системы; на фиг. 3 - то же, третий вариант выполнения системы.Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве по первому варианту (фиг.) содержит гидравлический рулевой механизм 1, включающий гидрораспределитель 2, кинематически связанный с рулевым колесом 3 и гидравлически соединенный напорной гидролинией 4 с первой линией 5 гидроуправляемого приоритетного гидрораспределителя 6 и с одной из полостей 7 его управления, расположенной со стороны, противоположной действию пружины, сливной гидролинией 8 - - с гидробаком 9, гидролинией 10 управления -- с другой полостью 11 управления приоритетного гидрораспределителя 6 и рабочими гидролиниями 12 - с исполнительным гидроцилиндром 13, а приоритетный гидрораспределитель 6 дополнительно гидравлически соединен второй линией 14 с гидронасосом 15, а третьей линией 16 - с дополнительным потребителем 17 с возможностью соединения, в одном из положений упомянутого приоритетного гидрораспределителя 6 гидронасоса 15 с напорной гидро- линией 4, а в другом из его положений гидронасоса 15 посредством дополнительной гидролинии 18 - с дополнительным потребителем 17, и дроссель 19, регулируемый на ходу подвижного элемента гидрораспределителя 2 рулевого механизма и выполненный в последнем с возможностью соединения его с напорной гидролинией 4 и с гидролинией 10 управления в обеих рабочих позициях гидрораспределителя 2 рулевого механизма, причем в нейтральной его позиции напорная гидролиния 4 заперта, а сливная гидролиния 8 и гидролиния 1 О управления соединены между собой, В системе установлены гидравлически соединенные между собой гидроаккумулятор 20 с системой его зарядки с установленным перед ним обратным гидроклапаном 21, а упомянутый приоритетный гидрораспределитель 6 выполнен четырехлинейным, дополнительная четвертая линия 22 которого соединенная с гидроаккумулятором 19, в одном положении упомянутого приоритетного гидрораспределителя 6 соединена с первой 5 и второй 14 его линиями, а в другом - отсоединена от всех линий приоритетного гидрораспределителя 6.В гидравлическом рулевом механизме 1 может быть использован любой известный тип обратной связи 23.Объединенная гидравлическая система (первый вариант) работает следующим образом. В нейтральном положении гидрораспределителя 2 рулевого механизма 1 рабочая жидкость от гидронасоса 15 подается к линии 4 приоритетного гидрораспределителя 6, который под действием пружины находится в крайнем левом (по чертежу) положении, соединяя гидронасос 15 с гидролинией 4 и с гидроаккумулятором 20. Одновременно жидкость подводится к полости управления клапана зарядки гидроаккумулятора 20.Если гидроаккумулятор 20 разряжен, он начинает заряжаться от гидронасоса 15 до достижения давления, необходимого для перемещения золотника приоритетного гидрораспределителя 6 в правое (по чертежу) положение, отсоединяя в дальнейшем гидроаккумулятор 20 от гидронасоса 15 и соединяя гидронасос 15 через гидролинию 18 с дополнительным потребителем 17. Дополнительный потребитель 17 обеспечивает в нерабочем его положении возможность разгрузки гидронасоса 15 на слив в гидробак 9. Полная зарядка гидроаккумулятора 20 осуществляется при помощи дополнительного гидронасоса (не показан), входящего в систему зарядки гидроаккумулятора 20. После зарядки до давления настройкиклапана системы зарядки дополнительныйгидронасос системы зарядки отключается наслив в гидробак 9. В описанном режиме возможна работадополнительного потребителя 17 от гидронасоса 15.При повороте рулевого колеса 3 гидрораспределитель 2 перемещается из нейтральной позиции, соединяя гидролинию 10управления и одну из рабочих гидролиний 12 с напорной гидролинией 4 через дрос Осель 19, При этом подвижный элемент приоритетного гидрораспределителя находитсяпод разностью давлений до и после дросселя 19, сечение которого изменяется помере перемещения подвижного элемента гид 15рораспределителя 2. В результате приоритетный гидрораспределитель 2 переходит в положение, при котором гидролиния 18, ведущая к дополнительному потребителю 17отсоединяется, а напорная гидролиния 4подсоединяется к гидронасосу 15, При большей частоте вращения рулевого колеса 3подвижный элемент гидрораспределителя 2перемещается все дальше от нейтральногоположения, обеспечивая все большее открытие дросселя 19. Перепад на дросселе 19уменьшается и под действием пружины подвижный элемент приоритетного распределителя 6 перемещается вправо (по чертежу),увеличивая расход рабочей жидкости, подаваемой в исполнительный гидроцилиндр 13.Когда подача гидронасоса 15 окажетсяменьше, чем требуемая подача к исполни 30тельному гидроцилиндру 13, что соответствует крайне левому положению подвижного элемента приоритетного гидрораспределителя й, в работу подключается гидроаккумулятор 20, обеспечивающий через ли 35нию 22 подачу рабочеи жидкости в гидролинию 4,Значительным преимуществом предлагаемой схемы подсоединения гидроаккумулятора 20 является то, что разность давлений между давлением зарядки гидроакку пмулятора 20 и требуемым давлением дляперемещения гидроцилиндра 13 гасится наприоритетном гидрораспределителе 6. В результате наблюдается высокая точность работы гидравлического рулевого механизма 1.Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя транспортного средства по второму варианту (фиг. 2) содержит те же, что и в первом варианте элементы, за исключением того, что дроссель 19 расположен не в подвижном элементе гидрораспределителя 2, а в отдельном месте в гидролинии 4.Работа схемы принципиально не меняется, однако в нейтральной позиции гидрораспределителя 2 напорная гидролиния 4 постоянно через дроссель 19 соединена со сливом. Таким образом, имея компоновочные преимущества по сравнению со схемой на варианту 1 схема имеет и недостаток - бесполезный расход рабочей жидкости в нейтральной позиции гидрораспределителя 2 за счет частичной разгрузки гидронасоса 15 на слив через гидрораспределитель 2.Объединенная гидравлическая система рулевого управления и дополнительного потребителя на транспортном средстве по третьему варианту (фиг. 3) содержит те же, что и второй вариант элементы, за исключением того, что дроссель 19 расположен в отдельном месте в гидролинии, соединяющей гидролинию 10 управления и напорную гидролинию 4. В результате при сохранении компоновочных преимуществ второго варианта расход через дроссель можно резко уменьшить, в результате устранив бесполезный расход рабочей жидкости в нейтральной позиции гидрораспределителя 2 рулевого механизма 1, сведя его до минимума. В остальном работа схемы аналогична работе схем по 1 и 2 вариантам.Во втором и третьем вариантах исполнения дроссель 19 может быть выполнен регулируемым, что обеспечивает возможноть изменения настройки работы приоритетного гидрораспределителя 6.Изобретение значительно повышает надежность работы системы рулевого управления, особенно в аварийном режиме работы за счет возможности подсоединения гидроаккумулятора. Кроме того, подсоединение гидроаккумулятора в напорную гидролинию до входа в гидрораспределитель рулевого управления через приоритетный гидрораспределитель повышает точность работы системы рулевого управления и повышает КПД использования гидрооборудования и тем самым позволяет уменьшить установочную мощность объединенной гидросистемы.Составитель В. Ионова Редактор Н. Киштулинец Техред И. Верес Редактор О. Луговая Заказ 2315/22 Тираж 571 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4