Патент на изобретение №2184670
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ
(57) Реферат: Изобретение относится к гидростатическим рулевым механизмам для управления колесными тракторами и другими самоходными машинами. В рулевом механизме напорная полость корпуса расположена со стороны, противоположной орбитальному вытеснителю, и сообщена с внутренней полостью золотника. Сливная полость корпуса расположена рядом с напорной и соединена через перепускные каналы золотника и гильзы, размещенные в зоне сливной полости, с внутренней полостью золотника. Распределительные каналы гильзы и напорные каналы золотника расположены непосредственно со стороны орбитального вытеснителя механизма. Технический результат заключается в повышении внутренней герметичности и снижении потерь давления. 1 з.п. ф-лы, 16 ил. Изобретение относится к устройству гидравлического рулевого управления транспортных средств и может найти применение в гидроприводе рулевого управления колесных тракторов и других самоходных машин. Из авторского свидетельства SU 1477614 A1, B 62 D 5/06 от 13.08.87 известен гидростатический рулевой механизм, содержащий поворотный распределитель и орбитальный вытеснитель. Поворотный распределитель состоит из корпуса и установленных в нем золотника и гильзы, которые расположены концентрично с возможностью ограниченного относительного поворота и имеют расположенные по окружности сверления и пазы, при этом золотник соединен с валом рулевого управления, а гильза связана с карданным валом, который соединен с ротором орбитального вытеснителя для их совместного вращения. При этом золотник связан с гильзой через упругий элемент. Корпус имеет каналы для соединения с напорной и сливной гидролиниями и рабочими полостями исполнительного гидродвигателя, а также ряд расположенных равномерно по окружности отверстий для соединения с рабочими камерами орбитального вытеснителя. Эта конструкция имеет следующие недостатки: при повороте вала рулевого управления золотник нагружен крутящим моментом управления, создающим большие нагрузки при упоре исполнительного гидродвигателя в крайнем положении или при неработающем питающем насосе, когда орбитальный вытеснитель работает в режиме ручного насоса, большую протяженность каналов для перепуска рабочей жидкости из напорной гидролинии в слив и для подачи ее от напорной гидролинии к орбитальному вытеснителю, что снижает надежность работы рулевого механизма и увеличивает потери давления. Указанные недостатки частично устранены в конструкции гидростатического рулевого механизма по патенту ГДР DD 276460 В 5, B 62 D 5/06, опубликованному 14.06.95 г. Этот гидростатический рулевой механизм содержит поворотный распределитель, в осевом отверстии которого с возможностью поворота установлена гильза, в которой концентрично с возможностью ограниченного поворота относительно нее установлен золотник с внутренней полостью, связанный с гильзой через упругий элемент и соединенный с рулевым валом, орбитальный вытеснитель с рабочими камерами и ротором, связанным с гильзой посредством карданного вала, расположенного во внутренней полости золотника, напорную, сливную и две исполнительные кольцевые полости, образованные между гильзой и корпусом, сообщенные с одноименными гидролиниями корпуса, при этом корпус имеет ряд равномерно расположенных по окружности каналов, соединенных с рабочими камерами орбитального вытеснителя, а гильза имеет ряд равномерно расположенных по окружности сквозных распределительных каналов, взаимодействующих с каналами корпуса, сквозные исполнительные каналы, сообщенные с исполнительными кольцевыми полостями, перепускные и сливные каналы, золотник имеет равномерно расположенные по окружности напорные каналы, выполненные с возможностью соединения распределительных каналов гильзы с напорной гидролинией, сливные каналы, выполненные с возможностью соединения исполнительных каналов со сливной гидролинией, перепускные каналы, соединенные с одноименными каналами гильзы с возможностью дросселирования, причем напорная полость соединена со сливной через внутреннюю полость золотника и указанные перепускные каналы. Однако в этой конструкции рабочие камеры орбитального вытеснителя постоянно граничат с зоной сливного давления, действующего во внутренней полости золотника, что способствует увеличению утечек рабочей жидкости, поступающей в рабочие камеры, и приводит к зависимости соотношения угла поворота рулевого колеса к перемещению исполнительного гидродвигателя как от величины нагрузки, так и от скорости вращения. Кроме того, напорная и сливная полости удалены друг от друга, а каналы корпуса, соединенные с рабочими камерами орбитального вытеснителя, имеют значительную протяженность и поэтому при прохождении рабочей жидкости возникают повышенные потери давления. Задача изобретения состоит в повышении эффективности рулевого механизма путем снижения потерь давления, внутренних утечек и увеличения его надежности. Для решения поставленной задачи с указанным техническим результатом в гидростатическом рулевом механизме, содержащем поворотный распределитель, в осевом отверстии которого с возможностью поворота установлена гильза, в которой концентрично с возможностью ограниченного поворота относительно нее установлен золотник с внутренней полостью, связанный с гильзой через упругий элемент и соединенный с рулевым валом, орбитальный вытеснитель с рабочими камерами и ротором, связанным с гильзой посредством карданного вала, расположенного во внутренней полости золотника, напорную, сливную и две исполнительные кольцевые полости, образованные между гильзой и корпусом, сообщенные с одноименными гидролиниями корпуса, при этом корпус имеет ряд равномерно расположенных по окружности каналов, соединенных с рабочими камерами орбитального вытеснителя, а гильза имеет ряд равномерно расположенных по окружности сквозных распределительных каналов, взаимодействующих с каналами корпуса, сквозные исполнительные каналы, сообщенные с исполнительными кольцевыми полостями, перепускные и сливные каналы, золотник имеет равномерно расположенные по окружности напорные каналы, выполненные с возможностью соединения распределительных каналов гильзы с напорной гидролинией, сливные каналы, выполненные с возможностью соединения исполнительных каналов со сливной гидролинией, перепускные каналы, соединенные с одноименными каналами гильзы с возможностью дросселирования, причем напорная полость соединена со сливной через внутреннюю полость золотника и указанные перепускные каналы, согласно изобретению напорная кольцевая полость корпуса расположена со стороны, противоположной орбитальному вытеснителю, и сообщена в этой зоне с внутренней полостью золотника, сливная кольцевая полость расположена рядом с напорной, перепускные каналы золотника и гильзы для их сообщения с внутренней полостью золотника выполнены непосредственно в зоне сливной полости, каналы корпуса, распределительные каналы гильзы и напорные каналы золотника расположены непосредственно вблизи орбитального вытеснителя, причем последние выполнены радиальными сквозными. Каналы корпуса, соединенные с рабочими камерами орбитального вытеснителя, могут быть выполнены прямыми под углом 40…60 градусов к оси гильзы. Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлены: Фиг.1. Продольный разрез гидростатического рулевого механизма. Фиг.2. Гильза гидростатического рулевого механизма. Фиг.3. Золотник гидростатического рулевого механизма. Фиг.4. Поперечный разрез А-А гильзы и золотника на фиг.1. Фиг.5. Поперечный разрез Б-Б гильзы и золотника на фиг.1. Фиг.6. Поперечный разрез В-В гильзы и золотника на фиг.1. Фиг. 7. Поперечный разрез В-В гильзы и золотника на фиг.1 при повернутом золотнике. Фиг. 8. Поперечный разрез Г-Г гидростатического рулевого механизма на фиг.1. Фиг. 9. Поперечный разрез Г-Г гильзы и золотника на фиг.1 при повернутом золотнике. Фиг.10. Поперечный разрез И-И гильзы и золотника на фиг.1. Фиг.11. Поперечный разрез И-И гильзы и золотника на фиг.1 при повернутом золотнике. Фиг.12. Поперечный разрез Д-Д гильзы и золотника на фиг.1. Фиг.13. Поперечный разрез Д-Д гильзы и золотника на фиг.1 при повернутом золотнике. Фиг.14. Поперечный разрез Е-Е гильзы и золотника на фиг.1. Фиг.15. Поперечный разрез Е-Е гильзы и золотника на фиг.1 при повернутом золотнике. Фиг. 16. Поперечный разрез Ж-Ж гидростатического рулевого механизма на фиг.1. Гидростатический рулевой механизм по фиг.1 состоит из корпуса 1, в который установлены гильза 2 и золотник 3. Гильза 2 и золотник 3 центрируются относительно друг друга пружинным элементом 4. Золотник 3 имеет для осевой опоры подшипник 5. На конце золотника 3 имеются шлицы 6 для соединения с валом рулевого управления. Во внутренней полости 7 золотника 3 расположен карданный вал 8, который соединяет посредством штифта 9 и зубчатого венца 10 гильзу 2 с орбитальным вытеснителем 11, состоящим из статора 12 с внутренними зубьями и ротора 13 с внешними зубьями. Орбитальный вытеснитель 11 ограничен по оси шайбой 14 с отверстиями 15 и крышкой 16. Крепление орбитального вытеснителя 11 к корпусу 1 осуществляется болтами 17. В корпусе 1 имеется кольцевая напорная полость 18 и напорная гидролиния 19, кольцевая сливная полость 20 и сливная гидролиния 21, кольцевая исполнительная полость 22 и исполнительная гидролиния 23 для соединения с одной из рабочих полостей исполнительного гидродвигателя, кольцевая исполнительная полость 24 и исполнительная гидролиния 25 для соединения с другой рабочей полостью исполнительного гидродвигателя, а также ряд каналов 26, соединенных через отверстия 15 шайбы 14 с рабочими камерами 27 орбитального вытеснителя 11. Гильза 2 по фиг.2 имеет ряд отверстий 28, соединяющих напорную кольцевую полость 18 корпуса 1 с внутренней полостью 7 золотника 3, перепускные каналы 29, 30 и сливные каналы 31, примыкающие к кольцевой сливной полости 20 корпуса 1, ряд исполнительных каналов 32 для соединения с кольцевой исполнительной полостью 22 корпуса 1, ряд исполнительных каналов 33 для соединения с кольцевой исполнительной полостью 24 корпуса 1, а также ряд распределительных каналов 34 для соединения с каналами 26 корпуса 1. Гильза также имеет два паза 35 для расположения пружинного элемента 4 и отверстия 36 для установки штифта 9. Золотник по фиг.3 имеет ряд сквозных перепускных каналов 37 и 38 для соединения его внутренней полости 7 со сквозными перепускными каналами 30 и 29 гильзы 2, ряд каналов 39 для соединения с каналами 31, 32 и 33 гильзы 2, ряд каналов в виде пазов 40 для соединения с каналами 32, 33, 34 гильзы 2, а также ряд напорных радиальных каналов, выполненных в виде сквозных пазов 41 и расположенных на конце золотника, прилегающем к орбитальному вытеснителю 11, для соединения внутренней полости 7 золотника с распределительными каналами 34 гильзы 2. Золотник имеет два конусообразных отверстия 42 для обеспечения ограниченного поворота его относительно гильзы 2 и два паза 43 для расположения пружинного элемента 4, а также ряд каналов 44 для соединения его внутренней полости 7 с каналами 28 гильзы 2, кольцевой напорной полостью 18 и напорной гидролинией 19 корпуса 1. Гидростатический рулевой механизм работает следующим образом. При отсутствии управляющего воздействия на рулевой привод золотник 3 занимает нейтральную позицию относительно гильзы 2, центрируясь с помощью пружинного элемента 4. В этом положении золотника рабочая жидкость поступает из напорной гидролинии 19, через кольцевую напорную полость 18 корпуса 1, отверстия 28 гильзы 2 и каналы 44 золотника 3 в его внутреннюю полость 7. Из внутренней полости 7 рабочая жидкость свободно поступает через каналы 37 и 38 золотника 3, а также через каналы 29 и 30 гильзы 2 в кольцевую сливную полость 20 и в сливную гидролинию 21 корпуса 1. При этом каналы 32 и 33 гильзы 2 закрыты золотником 3 и рабочие полости исполнительного гидродвигателя заперты, одновременно перекрыты каналы 34 гильзы и заперты каналы 26, связанные с рабочими камерами 27 орбитального вытеснителя 11. При воздействии на рулевой привод золотник 3, преодолевая сопротивление пружинного элемента 4, поворачивается относительно гильзы 2 в одном из направлений, например, по часовой стрелке, что соответствует повороту трактора вправо. При повороте золотника 3 по часовой стрелке прекращается проход рабочей жидкости по перепускным каналам 29, 38 и 30, 37 через кольцевую сливную полость 20 в сливную гидролинию 21. Поэтому из напорной гидролинии 19 по кольцевой напорной полости 18, отверстиям 28, 44, внутренней полости 7 жидкость поступает в открывшийся проход через пазы каналов 41 золотника 3 в распределительные каналы 34 гильзы 2 и далее по каналам 26 через отверстия 15 проходит в рабочие камеры 27 орбитального вытеснителя 11. В результате под действием давления жидкости приходит в движение ротор 13, который через кардан 8 и штифт 9 вращает гильзу 2. Вытесняемая из рабочих камер 27 рабочая жидкость по каналам 40 поступает через открывшиеся отверстия каналов 32 в кольцевую сливную полость 22 и в гидролинию 23, связанную с рабочей полостью гидродвигателя. Вытесняемая из другой рабочей полости гидродвигателя рабочая жидкость поступает через гидролинию 25, кольцевую полость 24, открывшиеся отверстия каналов 33 и далее по пазам каналов 39, отверстиям каналов 31 попадает в кольцевую сливную полость 20 и гидролинию 21, соединенную со сливом. При вращении золотника 3 против часовой стрелки, что соответствует повороту трактора влево, схема прохождения рабочей жидкости в гидравлическом рулевом механизме аналогична. При прекращении воздействия на рулевой привод золотник 3 под действием пружинного элемента 4 возвращается в нейтральную позицию относительно гильзы 2 и поворот трактора прекращается. Осуществляется перепуск рабочей жидкости из напорной кольцевой полости 18 в сливную кольцевую полость 20. Так как эти полости расположены рядом, то сокращенный путь рабочей жидкости приводит к уменьшению потерь давления при нейтральной позиции золотника. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
