Гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу

Гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу, що містить насос-дозатор героторного типу, який включає в себе ротор і статор, між робочими поверхнями яких утворені робочі камери насоса-дозатора, розподільник, виконаний у вигляді корпуса, у якому в центральному отворі з можливістю обертання встановлена гільза, яка кінематично зв'язана з ротором насоса-дозатора, у циліндричному отворі гільзи встановлений з можливістю обмеженого повороту золотник, кінематично зв'язаний з рульовим валом і за допомогою центруючих пружин зв'язаний з гільзою, причому в корпусі виконані основні концентричні з центральним отвором розточки, кількість яких відповідає кількості дроселів, утворених кромками отворів у гільзі і пазів та отворів на золотнику, гідравлічні лінії комутації" дроселів розподільника з насосом живлення, баком і порожнинами виконавчого гід1 роциліндра, і гідравлічні ЛІНІЇ комутації робочих камер насоса-дозатора з відповідними розподільними кромками комутації робочих камер насосадозатора на розподільнику, а також керований зливний дросель, виконаний у вигляді однокромкового циліндричного золотника, встановленого в корпусі з можливістю обмеженого осьового переміщення і під пружиненого з одного боку, причому вхід керованого зливного дроселя з'єднаний з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, а вихід з'єднаний з гідравлічною лінією підключення бака, при цьому торцева порожнина керованого зливного дроселя з боку пружини з'єднана гідравлічною лінією з вхідним дроселем на розподільнику, утвореному додатковими отворами на гільзі і пазами на золотнику, а протилежна торцева порожнина золотника керованого зливного дроселя з'єднана з його входом, який відрізняється тим, що введено механізм відключення частини робочих камер насоса-дозатора в аварійному режимі, який містить додаткові двокромкові золотники, які встановлені в гідравлічних лініях, за допомогою яких робочі камери насоса-дозатора з'єднані з відповідними розподільними кромками комутації робочих камер насоса-дозатора на розподільнику, причому кількість додаткових двокромкових золотників відповідає кількості відключуваних робочих камер насоса-дозатора, і в середній частині корпуса виконана додаткова концентрична з центральним отвором розточка, що з'єднана з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, при цьому в основній і додатковій розточках, що з'єднані з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, виконані радіальні отвори до перетину з гідравлічними лініями, в яких установлені додаткові двокромкові золотники, а кожен з додаткових двокромкових золотників виконаний з глухим центральним отвором і двома проточками на його зовнішній циліндричній поверхні, які утворюють у місці переходу циліндричних поверхонь дві робочі кромки золотника, і в кожній проточці додаткових двокромкових золотників виконані радіальні отвори, а самі додаткові двокромкові золотники розташовані в корпусі таким чином, що їх центральний отвір повернутий до робочих камер насосадозатора, а з їх протилежного торця встановлені пружини. о> Корисна модель відноситься до транспортного машинобудування, а саме до систем рульового керування транспортних засобів Відомий гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу (Steering unit Type LAGU. Mannesmann Rexroth AG, Rexroth Hydraulics, Parchim, D -19370 Parchim, RE 11876/09.98), що містить насос-дозатор героторного типу, між робочими поверхнями ротора і статора якого утворені робочі камери, та розподільник, який виконаний у 5014 корпусі і містить гільзу, в циліндричному отворі якої" встановлений золотник. Дрібні отвори на гільзі та пази на золотнику утворюють керований зливний дросель, через Який надлишок робочої рідини відводиться в бак. Робочі камери насос-дозатора розділені на групу відключаємих та невідключаємих камер. Для цього золотник та гільза виконані з двома групами розподільних кромок комутації робочих камер насос-дозатора Механізм відключення, який виконано у вигляді двох додаткових двопозиційних розподільників, в аварійному режимі відводить від вихідного каналу потік робочої рідини, що подається від відключаємих робочих камер насосдозатора. Тим самим в аварійному режимі роботи робочий об'єм насос-дозатора визначається об'ємом невідключаємих робочих камер, а у штатному режимі - сумою невідключаємих та відключаємих робочих камер насос-дозатора. Недоліком даного рульового механізму є погіршення точності його роботи у зв'язку із зміною величини потоку робочої рідини, що відводиться в бакчерез зливний дросель при зміні навантаження на виконавчому гідроциліндрі, особливо при попутному навантаженні, та складність у виготовленні елементів зливного дроселя, який утворений дрібними отворами на гільзі та пазами на золотнику. Крім того, виконання двох груп розподільних кромок комутації робочих камер насос-дозатора призводить до збільшення осьових розмірів золотника та гільзи і, відповідно, механізму в цілому. До того ж, на кромках додаткових пдрокерованих розподільників виникають істотні втрати тиску при значних потоках робочої рідини, що обмежує можливість використання такої конструкції для гідрооб'емних рульових механізмів великих типорозмірів, у зв'язку з чим фірма Mannesmann Rexroth (на сьогодні фірма перетворилася й існує за назвою Bosch Rexroth) випускає їх з максимальним робочим об'ємом 320см . Найбільш близьким по технічній суті є гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу (авторское свидетельство СССР №1817428, МКИ B62D5/06, 1992), що містить насос-дозатор героторного типу, який включає в себе ротор і статор, між робочими поверхнями яких утворені робочі камери насос-дозатора, та розподільник. Останній виконано у вигляді корпуса, в якому у центральному отворі з можливістю обертання встановлена гільза, яка кінематично зв'язана з ротором насосдозатора, а у циліндричному отворі гільзи встановлений з можливістю обмеженого повороту золотник, кінематично зв'язаний з рульовим валом і за допомогою центруючих пружин зв'язаний з гільзою. Керований зливний дросель виконано у вигляді однокромкового циліндричного золотника, встановленого в корпусі з можливістю обмеженого осьового переміщення і під пружиненого з одного боку. Вхід керованого зливного дроселя з'єднаний з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, а вихід - з гідравлічною лінією підключення бака, що забезпечує відведення надлишку потоку робочої рідини в бак. При цьому торцьова порожнина однокромкового циліндричного золотника, яка розташована з боку пружини, з'єднана з вхідним дроселем на розподільнику, утвореному додатковими отворами на гільзі і пазами на золотнику, а протилежна торцьова порожнина з'єднана з входом керованого зливного дроселя. В корпусі виконані концентричні з центральним отвором розточки, які в подальшому названі основними концентричними з центральним отвором розточками, кількість яких відповідає КІЛЬКОСТІ дроселів, утворених кромками отворів у гільзі і пазів та отворів на золотнику, і гідравлічні лінії, що з'єднують згадані дроселі з насосом живлення, баком і порожнинами виконавчого гідроциліндра. Крім того, виконані гідравлічні лінії комутації робочих камер насос-дозатора з відповідними розподільними кромками комутації робочих камер насосдозатора на розподільнику Недоліком даного рульового механізму транспортного засобу є те, що в аварійному режимі роботи робочий об'єм насос-дозатора не зменшується і це призводить до втрати керованості транспортним засобом при виникненні аварійної ситуації в системі рульового керування, що знижує надійність роботи системи рульового керування в цілому. В основу даної корисної моделі поставлена задача створення гідравлічного рульового механізму транспортного засобу, в якому за рахунок використання механізму відключення частини робочих камер насос-дозатора в аварійному режимі, який містить додаткові двокромкові золотники, кількість яких дорівнює кількості відключаємих робочих камер, і які встановлені та з'єднані певним чином, забезпечується зменшення робочого об'єму насос-дозатора в аварійному режимі, що призводить до підвищення надійності роботи системи рульового керування в цілому без збільшення поперечних розмірів рульового механізму. Поставлена задача вирішується тим, що в гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу, що містить насос-дозатор героторного типу, який включає в себе ротор і статор, між робочими поверхнями яких утворені робочі камери насосдозатора, розподільник, виконаний у вигляді корпуса, у якому в центральному отворі з можливістю обертання встановлена гільза, яка кінематично зв'язана з ротором насос-дозатора, у циліндричному отворі гільзи встановлений з можливістю обмеженого повороту золотник, кінематично зв'язаний з рульовим валом і за допомогою центруючих пружин зв'язаний з гільзою, причому в корпусі виконані основні концентричні з центральним отвором розточки, кількість яких відповідає кількості дроселів, утворених кромками отворів у гільзі І пазів та отворів на золотнику, гідравлічні ЛІНІЇ комутації дроселів розподільника з насосом живлення, баком і порожнинами виконавчого гідроциліндра, і гідравлічні лінії комутації робочих камер насосдозатора з відповідними розподільними кромками комутації робочих камер насос-дозатора на розподільнику, а також керований зливний дросель, виконаний у вигляді однокромкового циліндричного золотника, встановленого в корпусі з можливістю обмеженого осьового переміщення і 5014 підпружиненого з одного боку, причому вхід керованого зливного дроселя з'єднаний з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, а вихід з'єднаний з гідравлічною лінією підключення бака, при цьому торцьова порожнина керованого зливного дроселя з боку пружини з'єднана гідравлічною лінією з вхідним дроселем на розподільнику, утвореному додатковими отворами на гільзі і пазами на золотнику, а протилежна торцьова порожнина золотника керованого зливного дроселя з'єднана з його входом, введено механізм відключення частини робочих камер насос-дозатора в аварійному режимі, який містить додаткові двокромкові золотники, за допомогою яких робочі камери насосдозатора з'єднані з відповідними розподільними кромками комутації' робочих камер насос-дозатора на розподільнику, причому кількість додаткових двокромкових золотників відповідає кількості відключаємих робочих камер насос-дозатора, і в середній частині корпуса виконана додаткова концентрична з центральним отвором розточка, що з'єднана з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, при цьому в основній і додатковій розточках, що з'єднані з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, виконані радіальні отвори до перетину з гідравлічними лініями, в яких установлені додаткові двокромкові золотники, а кожен з цих додаткових двокромкових золотників виконаний з глухим центральним отвором і двома проточками на його зовнішній циліндричній поверхні, які утворюють у місці переходу циліндричних поверхонь дві робочі кромки золотника, І в кожній проточці додаткових двокромкових золотників виконані радіальні отвори, а самі додаткові двокромкові золотники розташовані в корпусі таким чином, що їх центральний отвір повернутий до робочих камер насос-дозатора, а з їх протилежного торця установлені пружини. Введення механізму відключення частини робочих камер насос-дозатора в аварійному режимі, який містить додаткові двокромкові золотники, які встановлені в гідравлічних лініях, за допомогою яких робочі камери насос-дозатора з'єднані з відповідними розподільними кромками комутації робочих камер насос-дозатора на розподільнику, причому кількість додаткових двокромкових золотників відповідає кількості відключаємих робочих камер насос-дозатора, і в середній частині корпуса виконана додаткова концентрична з центральним отвором розточка, що з'єднана з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, при цьому в основній і додатковій розточках, що з'єднані з гідравлічною лінією підключення насоса живлення, виконані радіальні отвори до перетину з гідравлічними лініями, в яких установлені додаткові двокромкові золотники, а кожен з додаткових двокромкових золотників виконаний з глухим центральним отвором І двома проточками на його зовнішній циліндричній поверхні, які утворюють у місці переходу циліндричних поверхонь дві робочі кромки золотника, і в кожній проточці додаткових двокромкових золотників виконані радіальні отвори, а самі додаткові двокромкові золотники розташовані в корпусі таким чином, що їх центральний отвір повернутий до робочих камер насос 6 дозатора, а з їх протилежного торця встановлені пружини, забезпечує відключення частини робочих камер насос-дозатора в аварійному режимі, І, відповідно, зменшення робочого об'єму насосдозатора до величини, яка дозволяє за рахунок мускульної сили водія транспортного засобу провернути рульове колесо і подати порцію робочої рідини в порожнини виконавчого гідроциліндра Це дозволяє зберегти керованість транспортного засобу при аварійному режимі роботи, що в результаті підвищує надійність роботи системи рульового керування в цілому. Крім того таке виконання механізму відключення дозволяє розташувати додаткові двокромкові золотники на місці гідравлічних ліній, які з'єднують робочі камери насос-дозатора з відповідними розподільними кромками комутації робочих камер насос-дозатора на розподільнику, що, відповідно, дозволяє не збільшувати поперечні розміри корпуса і всього рульового механізму. На Фіг наведена конструктивна схема гідравлічного рульового механізму транспортного засобу. Гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу містить розподільник, який складається з корпусу 1, гільзи 2 та золотника 3, який встановлений в циліндричному отворі гільзи 2 з можливістю обмеженого повороту, а також насос-дозатор 4 та керований зливний дросель 5, дросельна кромка якого утворюється кромкою отвору 6 в корпусі 1 і кромкою 7 однокромкового циліндричного золотника 8. Насос-дозатор 4 виконаний героторного типу і включає в себе ротор 9 та статор 10, між робочими поверхнями яких утворені робочі камери насосдозатора. Ротор 9 насоса-дозатора 4 з'єднаний з валом 11, який, в свою чергу, за допомогою штифта 12 з'єднаний з гільзою 2, за рахунок чого реалізується кінематичний зв'язок між ротором 9 та гільзою 2. Гільза 2 встановлена в центральному отворі корпуса 1 з можливістю обертання. В гільзі 2 та золотнику 3 виконані пази, в яких розміщені центруючи пружини 13, що забезпечують фіксацію середнього положення золотника З відносно гільзи 2 при відсутності повороту рульового валу системи рульового керування транспортного засобу (на кресленні не показаний), з яким золотник 3 кінематично з'єднаний. В розподільнику виконано вхідний дросель 14, який утворений кромками отворів 15 на гільзі 2 та пазів 16 на золотнику 3. Крім того, кромками пазів 16 з внутрішніми кромками половини ступінчастих отворів 17 на гільзі 2 утворений дросель 18 підводу робочо'і рідини на вхід насос-дозатора 4 Кромками іншої половини ступінчастих отворів 17 з кромками пазів 19 на золотнику 3 утворений дросель 20 відведення робочої рідини від насосдозатора 4. Крім того, кромками пазів 19 з кромками отворів 21 на гільзі 2 утворений дросель 22 підводу робочої рідини до порожнини виконавчого гідроциліндра. А кромками отворів 23 на золотнику З та отворів 24 на гільзі 2 утворений дросель 25 відведення робочої рідини з порожнини виконавчого гідроциліндра. Зовнішніми кромками ступінчастих отворів 17 з кромками отворів 26 в корпусі 1 утворені 5014 розподільні кромки комутації робочих камер насосдозатора Робочі камери насос-дозатора 4 розділені на дві групи невідключаємі камери 27, які не відключаються в аварійному режимі, і відключаємі камери 28 які відключаються в аварійному режимі Кожна з невідключаємих камер 26 з'єднана з ВІДПОВІДНИМИ кромками комутації робочих камер насос-дозатора на розподільнику з допомогою гідравлічних ліній 29 Механізм відключення частини робочих камер насос-дозатора в аварійному режимі містить додаткові двокромкові золотники ЗО, КІЛЬКІСТЬ яких відповідає КІЛЬКОСТІ відключаємих робочих камер насос-дозатора Додаткові двокромкові золотники ЗО встановлені в розточках 31, які розташовані безпосередньо на місці гідравлічних ЛІНІЙ 29 для комутації ВІДПОВІДНИХ робочих камер 28 насосдозатора 4 з розподільними кромками комутації робочих камер насос-дозатора на розподільнику Кожен додатковий двокромковий золотник ЗО виконаний з глухим центральним отвором 32 та двома проточками 33 якими утворені робочі кромки 34 та 35 ї в кожній проточці 33 виконані радіальні отвори 36 Додаткові двокромкові золотники ЗО розташовані в корпусі 1 таким чином що глухий центральний отвір 32 повернутий до робочих камер насос-дозатора, а з протилежного торця додаткові двокромкові золотники ЗО піджаті пружиною 37 В ГІЛЬЗІ 2 виконано постійний дросельний отвір 38 вхід якого з'єднаний з пазом 16 В корпусі 1 виконані основні концентричні з центральним отвором розточки 39, 40, 41, 42 та 43 і додаткова концентрична з центральним отвором розточка 44 Розточка 39 з одної сторони з'єднана з виходом дросельного отвору 38 і, ВІДПОВІДНО, з вхідним дроселем 14 на розподільнику, а з другої сторони з'єднана гідравлічною ЛІНІЄЮ 45 з торцьовою порожниною 46 одно-кромкового циліндричного золотника 8 керованого зливного дроселя 5 Крім того, в торцьовій порожнині 46 встановлена пружина 47 Розточка 40 з одної сторони з'єднана гідравлічною ЛІНІЄЮ 48 з живильним насосом а з другої сторони гідравлічною ЛІНІЄЮ 49 з'єднана з входом керованого зливного дроселя 5, а гідравлічною ЛІНІЄЮ 50 з'єднана з додатковою розточкою 44 Розточки 41 та 42 з'єднані гідравлічними ЛІНІЯМИ 51 та 52 з порожнинами виконавчого гідроциліндра а розточка 43 з'єднана гідравлічною ЛІНІЄЮ 53 з баком В розточках 40 та 44 виконані радіальні отвори 54 та 55 до перетину з розточками 31 На шийці однокромкового циліндричного золотника 8 виконано дросельний отвір 56, який отвором 57 з'єднаний з торцьовою порожниною 58 цього золотника Цим забезпечується з'єднання торцьової порожнини 58 з входом керованого зливного дроселя Отвір 6 з'єднаний гідравлічною ЛІНІЄЮ 59 з розточкою 43 чим забезпечується з'єднання виходу керованого зливного дроселя з гідравлічною лінією 53 Для забезпечення роботи гідравлічного рульового механізму транспортного засобу в аварійному режимі в гідравлічній лініґ 48 встановлені 8 підпружинении герметизуючий зворотній клапан 60 та підсмоктуючий зворотній клапан 61 Гідравлічний рульовий механізм транспортного засобу працює наступним чином При відсутності повороту рульового вала системи рульового керування транспортного засобу (на кресленні не показаний) золотник 3 по відношенню до гільзи 2 знаходиться в середньому положенні, що забезпечується центруючими пружинами 13 При цьому вхідний дросель 14 перекритий і робоча рідина з гідравлічної піни 48 не потрапляє в пази 16 у зв'язку з чим тиск робочої рідини в цих пазах дорівнює тиску в гідравлічній ліні) 53 В торцьовій порожнині 46 однокромкового циліндричного золотника 8 створюється такий самий тиск, тому що ця порожнина з'єднана гідравлічною ЛІНІЄЮ 45 з розточкою 39 Весь потік робочої рідини, що подається в цей час від насоса живлення в гідравлічну ЛІНІЮ 48, по гідравлічній лінії 49 підводиться на вхід керованого зливного дроселя 5 і, створюючи невеликий тиск робочої рідини, необхідний для стискання пружини 47 відводиться в отвір 6 та по гідравлічній лінії 59 розточку 43 і гідравлічній лінії 53 в бак При цьому дросель 22 підводу робочої рідини до порожнини виконавчого гідроциліндра та дросель 25 відведення робочої рідини з порожнини виконавчого гідроциліндра також перекриті і поршень виконавчого гідроциліндра лишається нерухомим Під час повороту рульового валу системи рульового керування транспортного засобу в штатному режимі (при справній системі живлення рульового механізму) золотник 3, деформуючи центруючи пружини 13, повертається При цьому на початку повороту рульового валу системи рульового керування транспортного засобу гільза 2, яка з'єднана валом 11 і штифтом 12 з ротором 9, нерухома тому що в цей час в робочих камерах насос-дозатора 4 ще не циркулює робоча рідина (всі дроселі розподільника закриті) і ротор 9 знаходиться в фіксованому положенні Після повороту золотника 3 відносно нерухомої гільзи 2 на кут, при якому відкривається вхідний дросель 14, робоча рідина з гідравлічної лінії 48 підводиться через пази 16 та розподільні кромки, що утворюються ЗОВНІШНІМИ кромками ступінчастих отворів 17 на гільзі 2 з кромками отворів 26 в корпусі 1, до робочих камер насос-дозатора 4 При цьому тиск робочої рідини в пазах 16 підвищується і, ВІДПОВІДНО, підвищується тиск в торцьовій порожнині 46 однокромкового циліндричного золотника 8, що призводить до переміщення цього золотника вправо (по кресленню) і зменшенню площі керованого зливного дроселя 5 за рахунок чого в гідравлічній лінії 48 встановлюється необхідний тиск робочої рідини В результаті ротор 9 насос-дозатора 4 починає обертатись і робоча рідина починає відводитись від робочих камер насос-дозатора і через розподільні кромки підводиться до пазів 19 на золотнику 3, звідки через дросель 22 підводиться до порожнини виконавчого гідроциліндра 3 виконавчого гідроциліндра через дросель 25 та гідравлічну ЛІНІЮ 53 робоча рідина відводиться в бак 10 5014 Під дією тиску робочої рідини, яка підводиться з гідравлічної лінії 48 через додаткову розточку 44 та радіальні отвори 55 під правий (по кресленню) торець кожного додаткового двокромкового золотника ЗО та додатковою дією пружини 37, золотники ЗО займають крайнє ліве положення в розточках 31. При цьому робоча кромка 34 повністю відкриває отвір 26 для протікання робочої рідини між робочими камерами насос-дозатора 4 та розподільними єю тиску робочої рідини, який створюється у відповідній вщключаємій робочій камері насосдозатора за рахунок повороту ротора насосдозатора, пружина 37 стискається і цей додатковий двокромковий золотник ЗО переміщується вправо по кресленню. В результаті цього робоча кромка 34 закриває отвір 26, а робоча кромка 35 відкриває отвір 54. При цьому порція робочої рідини, яка відводиться з відповідної відключаємо!" робочої камери насос-дозатора, потрапляє в розточку 40, з якої в аварійному режимі роботи системи рульового керування транспортного засобу 9 10 26 32 33 35 27 U ґ І 79 І5 І6 U 6 знов засмоктується до вхідних порожнин насосдозатора 4. В результаті при аварійному режимі роботи системи рульового керування транспортного засобу робочий об'єм насос-дозатора зменшується і визначається тільки об'ємом невідключаємих робочих камер Робочий об'єм насос-дозатора зменшується до величини, яка дозволяє за рахунок мускульної сили водія транспортного засобу провернути рульове колесо і подати порцію робочої рідини в порожнини виконавчого гідроциліндра При цьому зменшується зусилля на рульовому колесі, яке необхідне для повороту управляємих коліс транспортного засобу. Згідно міжнародних норм по проектуванню гідрооб'ємних систем рульового керування робочий об'єм насос-дозатора в аварійному режимі повинен знаходитись в межах 80...160см3/об. Це дозволяє зберегти керованість транспортного засобу при виникненні аварійної ситуації в системі рульового керування, що підвищує надійність роботи системи рульового керування в цілому. О 7 5 £ 58 Фіг. Комп'ютерна верстка Д Шеверун Підписне Тираж 37 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 42, 01601