Гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в гидравлических рулевых механизмах строительных, дорожных, сельскохозяйственных и других машин. Известны гидравлические рулевые механизмы транспортных средств, предназначенные для регулирования потока жидкости, поступающей в исполнительные гидроцилиндры поворота в зависимости от управляющего воздействия [Механизм рулевой гидравлический МРГ.01 Паспорт МРГ 01.ПС, Кооператив "Гидравлик", Одесса, 1992]. Облегчая рулевое управление в "штатном" режиме, известные конструкции в случае аварии: при остановке двигателя, разрыве напорного шланга или выходе из строя гидронасоса рулевого управления, создают определенные сложности. Практически, они могут обеспечить рулевое управление в аварийном режиме за счет мускульной силы оператора только при небольших, до 250 см3, подаваемых объемах жидкости. Обычно это отражается в паспортах выпускаемых промышленностью гидрорулей (см. с. 25 вышеупомянутого паспорта). При большем объеме подаваемой жидкости транспортное средство неуправляемо в аварийном режиме. На преодоление этого противоречия нацелен ряд технических решений. Так, известен гидравлический рулевой механизм [Авт.св. СССР № 1105357, кл. В 62 D 5/06, 1-983], конструкция которого позволяет использовать инерцию движущегося транспортного средства после аварии до полной остановки. Это достигается за счет введения в гидросистему транспортного средства дополнительной гидроаппаратуры и дополнительного гидромотора, который установлен с возможностью привода от колес транспортного средства, в результате чего он начинает работать как гидронасос, закачивающий рабочую жидкость в необходимом количестве в гидроруль из гидробака. Известен гидравлический рулевой механизм [Авт.св. СССР № 1150139, кл. В 62 D 5/06, 1983], в котором аварийней режим работы обеспечивается также за счет использования инерции движущегося транспортного средства, но эффективность управления повышается за счет введения в гидросистему машины аккумуляторного блока, который может быть использован для кратковременных перемещений при заглушённом двигателе. Таким образом, приведенные технические решения обеспечивают сохранение возможности управления транспортным средством в аварийном режиме за счет усложнения гидросистемы его управления, т.е. усложнения конструкции транспортного . средства и снижения надежности его работы. Прототипом предложенному решению по наибольшему количеству общих признаков выбран гидравлический рулевой механизм транспортного средства [Авт.св. СССР № 1342800, кл. В 62 D 5/06, 1985], содержащий расположенные по одной оси распределительный блок и сдвоенный мотор-дозатор, а также устройство изменения суммарной подачи дозатора. Выбрав величину номинального рабочего объема одного из моторов-дозаторов меньшей 250 см3, можно обеспечить путем включений в аварийной ситуации только этого, малого, мотора-дозатора, возможность управления транспортным средством в ручном режиме. Однако перевод на работу в аварийном режиме в известном рулевом механизме не автоматизирован и возможен только после введения дополнительных конструктивных элементов. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования гидравлического рулевого механизма транспортного средства, в котором изменением взаимного расположения основных узлов и изменением конструктивного выполнения одного из них обеспечивается возможность автоматического перехода в аварийной ситуации на режим ручного управления гидрорулей в широком диапазоне подаваемого объема жидкости, что, в свою очередь, расширяет их эксплуатационные возможности, упрощает конструкцию и повышает надежность работы. Поставленная задача решается тем, что в гидравлическом рулевом механизме транспортного средства, содержащем расположенные по одной оси распределительный блок и сдвоенный мотор-дозатор, а также устройство для изменения суммарной подачи дозатора, причем рабочий объем одного из моторов-дозаторов не более объема, обеспечивающего возможность управления рулевым механизмом в ручном режиме, устройство для изменения суммарной подачи размещено между моторами-дозаторами соосно с ними и в центральной расточке его корпуса размещены подпружиненный золотник и шариковый фиксатор для предотвращения взаимного проворота, в корпусе выполнены пары Г-образных каналов, каждый канал с одной стороны сообщен с рабочей полостью соответствующего мотора-дозатора, а с другой выходит на внутреннюю расточку корпуса, на наружной цилиндрической поверхности золотника выполнены продольные глухие пазы, расположенные с возможностью взаимодействия с каналами корпуса. Такое взаимное расположение узлов гидроруля и конструктивное выполнение устройства изменения суммарной подачи позволяет в случае аварийной ситуации обеспечить автоматический переход большего мотора-дозатора на работу "вхолостую" и автоматическое переключение меньшего мотора-дозатора на насосный режим, при котором жидкость засасывается из гидробака в течение необходимого промежутка времени. Необходимые для таких переключений гидравлические связи существенно упрощаются, дополнительного оборудования и гидроаппаратуры в гидросистеме транспортного средства не требуется. Конструкция самого гидроруля остается простой и надежной в широком диапазоне номинальных величин подаваемой мощности, т.е. пригоден для легких, так и для средних и тяжелых машин. Сущность предложенного решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан гидравлический рулевой механизм (гидроруль) в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 - вид В на фиг.1. Гидроруль содержит расположенные вдоль одно оси распределительный блок 1 с выходным валом 2 и золотником 3 и сдвоенный генераторный мотор-дозатор 4 обратной связи, включающий в себя мотор-дозатор 5 малого объема и мотор-дозатор б большого объема, механически связанные шлицевым валом 7. Рабочий объем мотора-дозатора 5 выбирают не более объема, обеспечивающего возможность управления рулевым механизмом в ручном режиме - не более 250 см3. Рабочий объем мотора-дозатора 6 дополняет объем мотора-дозатора 5 до номинальной величины, соответствующей технической характеристике гидроруля. Между моторами-дозаторами 5 и б на одной оси с ними размещено устройство 8 изменения суммарной подачи дозатора 4, гидравлически связывающее дозаторы 5 и 6. Устройство 8 содержит корпус 9, золотник 10, втулку 11, возвратную пружину 12 и шариковый фиксатор 13. Кольцевая полость 14 над золотником 10(со стороны меньшего мотора-дозатора 5) постоянно соединена через канал 15 с линией 16 подвода давления Р от питающего насоса (на чертежах не показан) гидросистемы транспортного средства (машины). Полость 17 под золотником 10 (со стороны большого мотора-дозатора 6) постоянно соединена каналом 18 с линией слива 19. В корпусе 9 выполнены равнорасположенные в радиальном направлении пары Г-образных каналов 20 и 21. Один из выходов каждого канала связан с рабочей полостью соответствующего насоса-дозатора 5 или 6, а другой выходит на внутреннюю цилиндрическую поверхность корпуса 9. В продольном направлении каналы 20 и 21 разделены перемычкой перекрытия 22. Количество пар каналов выбирается конструктивно, исходя из количества рабочих полостей моторовдозаторов. На чертежах показан гидроруль, у которого корпус 9 имеет семь пар указанных каналов 20-21. На наружной цилиндрической поверхности золотника 10 выполнено соответствующее количество (семь) продольных глухих пазов 23. Длина и расположение пазов 23 таково, что в крайнем верхнем (по чертежу) положении золотника 10 каналы 20 и 21 разобщены между собой, а в нижнем положении они сообщены и синхронизируют гидравлически работу большого и малого моторов-дозаторов 5 и 6. Шариковый фиксатор 13 обеспечивает постоянное совмещение плоскостей расположения пазов 23 и каналов 20 и 21. При исправной (штатной) работе транспортного средства в нейтральном положении рулевого колеса (на чертеже не показано) и соответствующем ему положении золотника 3 рабочая жидкость, подаваемая насосом питания машины в линию 16 гидроруля, поступает по каналам распределительного блока 1 в линию 19 слива известным способом. При повороте рулевого колеса с входным валом 2 гидроруля перемещается в осевом направлении золотник 3, повышая рабочее давление Р в линии 16. Под действием повышенного давления Р рабочей жидкости, поступающей в полость 14, золотник 10 сжимает пружину 12 и перемещается вниз до упора. В этом положении он находится при маневрировании машины. Каждая пара каналов 20 и 21 сообщается через соответствующий паз 23, синхронизируя гидравлически работу моторов-дозаторов 5. и 6. Это положение соответствует номинальному подаваемому объему рабочей жидкости, равному сумме объемов моторов-дозаторов 5 и 6. Работа гидроруля при повороте по и против часовой стрелки аналогична. При возврате рулевого колеса в нейтральное положение или неисправности, приводящей к отсутствию давления в линии 16, золотник 10 под действием возврат- . ной пружины 12 перемещается в исходное (крайнее верхнее) положение до упора. Все каналы 21 большого мотора-дозатора 6 сообщаются при этом через единую кольцевую полость 17, т.е. большой мотор-дозатор 6 разгружен и вращается, работая "сам на себя". Таким образом при маневрировании исправно работающей машины, под действием давления рабочей жидкости, золотник 10 находится в крайнем нижнем положении и синхронизированные шлицевым валом 7 малый и большой моторы-дозаторы передают пропорционально углу поворота рулевого колеса рабочую жидкость под давлением к исполнительным гидроцилиндрам системы рулевого управления машины. При остановке ДВС машины, разрыве трубопроводов, остановке подающего насоса и других неисправностях, приводящих к прекращению подачи давления в рулевое управление, золотник 10 автоматически, под действием возвратной пружины 12 перемещается в крайнее верхнее положение, тем самым исключая из работы мотор-дозатор 6. В то же время мотор-дозатор 5 малого объема, позволяющий управлять машиной за счет мускульной силы оператора (водителя) начинает работать в насосном режиме, засасывая рабочую жидкость из сливной линии. При остановке ДВС водитель может управлять маневрированием до прекращения движения машины по инерции. При других неисправностях, вызванных отсутствием давления, подаваемого питающим насосом, водитель может управлять машиной вручную в течение необходимого времени.