RU2029700C1

RU2029700C1 - Vehicle hydrostatic steering gear

Info

Publication number: RU2029700C1
Authority: RU
Inventors: В.П. Пурдик; А.Н. Переяславский; Е.М. Малюк; И.П. Роот
Original assignee: Винницкий политехнический институт
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1995-02-27

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: hydrostatic steering gear has steering control valve unit with housing 1, barrel 2 and spool 3, metering pump 4, flow amplifier 5 and controlled drain restrictor 6. Made in inlet channel 28 is inlet restrictor 27 formed by edges of holes 26 in barrel 2 and edges of slots 16 in spool 3. Channel 42 in spool 3 serves to let working fluid pass from inlet restrictor 27 to flow amplifier 5. Controlled drain restrictor 6 is made in form of single-edge cylindrical spool 8 spring-loaded from one side. Spool 8 is installed in housing 1 of control valve for limited axial travel. Inlet channel 34 of controlled drain restrictor 6 communicates with pressure channel 28, and outlet channel 7, with drain line. End face space 38 communicates with slot 16 whose edges form inlet restrictor 27. End face space 68 communicates with pressure channel 28. Fitted inside flow amplifier 5 is check valve made up of guide bushing 54, toroidal flexible shutoff ring 55, L-shaped rigid shutoff ring 56 and support washer 57. With shaft 13 being turned, spool 3 turns and directs working fluid to slave hydraulic cylinder through flow amplifier 5. EFFECT: enhanced reliability of steering gear. 2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам рулевого управления транспортных средств. The invention relates to a transport mechanical engineering, in particular to vehicle steering systems.

Цель изобретения - повышение надежности работы рулевого управления. The purpose of the invention is to increase the reliability of the steering.

На фиг. 1 показано гидрообъемное рулевое управление транспортного средства; на фиг. 2 - обратный клапан при работе в аварийном режиме; на фиг. 3 - схема рулевого управления. In FIG. 1 shows a hydrostatic steering of a vehicle; in FIG. 2 - non-return valve during emergency operation; in FIG. 3 is a steering diagram.

Рулевое управление содержит распределитель рулевого управления, состоящий из корпуса 1, гильзы 2 и золотника 3, насос-дозатор 4, усилитель 5 потока и управляемый сливной дроссель 6, образуемый кромками отверстия 7 в корпусе 1 и кромкой золотника 8. Гильза 2 находится в цилиндрическом отверстии корпуса 1 и имеет возможность свободного вращения. Гильза 2 посредством штифта 9 соединена с валом 10, который в свою очередь входит в зацепление с ротором 11 насоса-дозатора 4. Внутри гильзы 2 с возможностью ограниченного вращения находится золотник 3. В правом торце гильзы 2 и золотника 3 выполнены пазы, в которых помещены центрирующие пружины 12. Золотник кинематически связан с выходным валом 13. The steering comprises a steering distributor consisting of a housing 1, a sleeve 2 and a spool 3, a metering pump 4, a flow amplifier 5 and a controlled drain throttle 6 formed by the edges of the hole 7 in the housing 1 and the edge of the spool 8. The sleeve 2 is located in a cylindrical hole housing 1 and has the possibility of free rotation. The sleeve 2 by means of a pin 9 is connected to the shaft 10, which in turn engages with the rotor 11 of the metering pump 4. There is a spool 3 with the possibility of limited rotation inside the sleeve 2. The grooves are made in the right end of the sleeve 2 and the spool 3 centering springs 12. The spool is kinematically connected with the output shaft 13.

В распределителе рулевого управления выполнен дроссель 14, образуемый кромками отверстий 15 в гильзе 2 и пазов 16 в золотнике 3, дроссель 17, образуемый кромками отверстия 18 в гильзе 2 и кромками отверстия 19 в золотнике 3. Кроме того, кромки паза 20 в золотнике 3 образуют дроссель 21 с кромками отверстия 22 или 23 гильзы 2, а кромки паза 24 образуют дроссель 25 с кромками отверстий 22 и 23. A throttle 14 is formed in the steering distributor, formed by the edges of the holes 15 in the sleeve 2 and the grooves 16 in the spool 3, the throttle 17 formed by the edges of the hole 18 in the sleeve 2 and the edges of the hole 19 in the spool 3. In addition, the edges of the groove 20 in the spool 3 form a choke 21 with the edges of the holes 22 or 23 of the sleeve 2, and the edges of the groove 24 form a choke 25 with the edges of the holes 22 and 23.

Кромки паза 16 и отверстия 26 в гильзе 2 образуют входной дроссель 27. В корпусе 1 выполнен напорный канал 28, сливной канал 29, каналы 30 и 31 для соединения соответствующих дросселей 21 и 25 с полостями исполнительного гидроцилиндра, каналы 32 и 33 для коммутации распределителя с насосом-дозатором 4, канал 34 для подвода рабочей жидкости из напорного канала 28 к управляемому сливному дросселю 6. Левая торцовая полость 35 с правой полостью 36, с выходным каналом 29 соединена каналом 37. The edges of the groove 16 and the holes 26 in the sleeve 2 form the inlet choke 27. In the housing 1 there is a pressure channel 28, a drain channel 29, channels 30 and 31 for connecting the corresponding chokes 21 and 25 with the cavities of the hydraulic actuator, channels 32 and 33 for switching the distributor to metering pump 4, channel 34 for supplying the working fluid from the pressure channel 28 to the controlled drain throttle 6. The left end cavity 35 with the right cavity 36, is connected to the output channel 29 by the channel 37.

Для подвода управляющего потока из паза 16 золотника 3 к левой торцовой полости 38 управляемого сливного дросселя 6 в гильзе 2 предусмотрен канал 39, а в корпусе 1 - расточка 40 и канал 41. To supply the control flow from the groove 16 of the spool 3 to the left end cavity 38 of the controlled drain throttle 6, a channel 39 is provided in the sleeve 2, and a bore 40 and channel 41 are provided in the housing 1.

В золотнике 3 выполнены канал 42 для подвода рабочей жидкости от паза 16, кромки которого образуют входной дроссель 27, к усилителю 5 потока, канал 43 - для отвода потока рабочей жидкости от усилителя 5 потока к одной из полостей исполнительного гидроцилиндра. Для соединения другой полости исполнительного гидроцилиндра со сливом в золотнике 3 выполнен паз 24. In the spool 3, a channel 42 is made for supplying the working fluid from the groove 16, the edges of which form the inlet throttle 27, to the flow amplifier 5, channel 43 - for diverting the working fluid flow from the flow amplifier 5 to one of the cavities of the hydraulic actuator cylinder. To connect another cavity of the actuating hydraulic cylinder with a drain in the spool 3, a groove 24 is made.

Отверстие 19 соединяет канал 33, идущий от насоса-дозатора 4, с левой торцовой полостью 44 усилителя 5 потока. В усилителе 5 потока выполнен канал 45 для подвода рабочей жидкости от насоса-дозатора 4 в расточку 46. The hole 19 connects the channel 33 coming from the metering pump 4 with the left end cavity 44 of the flow amplifier 5. A channel 45 is provided in the flow amplifier 5 for supplying a working fluid from a metering pump 4 to a bore 46.

Кромки отверстий 47 и 48 и расточки 46 образуют выходные дроссели 49 и 50 усилителя 5 потока. Причем отверстия 47 и 48 имеют одинаковый диаметр, а соотношение количества этих отверстий определяет коэффициент усиления усилителя потока. Кромки отверстия 51 и расточки 52 образуют входной дроссель 53 усилителя 5 потока. Внутри усилителя 5 потока расположен обратный клапан, состоящий из направляющей втулки 54, эластичного запорного кольца 55 тороидальной формы жесткого запорного кольца 56 Г-образной формы и опорной шайбы 57. The edges of the holes 47 and 48 and the bores 46 form the output chokes 49 and 50 of the flow amplifier 5. Moreover, the holes 47 and 48 have the same diameter, and the ratio of the number of these holes determines the gain of the flow amplifier. The edges of the holes 51 and the bores 52 form the input choke 53 of the flow amplifier 5. Inside the flow amplifier 5, a check valve is located, consisting of a guide sleeve 54, an elastic locking ring 55 of a toroidal shape of a hard locking ring 56 of an L-shaped shape and a supporting washer 57.

Между внутренней цилиндрической поверхностью расточки 58 (фиг.2) усилителя 5 потока и наружной цилиндрической поверхностью проточки 59 направляющей втулки 54 образован зазор 60 для прохода потока рабочей жидкости в прямом направлении. Между поверхностью расточки 58 и поверхностью второй проточки 61 направляющей втулки 54 образуется полость 62. В направляющей втулке 54 для прохода рабочей жидкости в канал 30 сделаны проходные отверстия 63 и канал 64, соединенный с полостью 65. В опорной шайбе 57 выполнены пазы 66. Between the inner cylindrical surface of the bore 58 (FIG. 2) of the flow amplifier 5 and the outer cylindrical surface of the groove 59 of the guide sleeve 54, a gap 60 is formed for the flow of the working fluid in the forward direction. A cavity 62 is formed between the surface of the bore 58 and the surface of the second groove 61 of the guide sleeve 54. In the guide sleeve 54, passage holes 63 and a channel 64 are connected to the cavity 65 for passage of the working fluid into the channel 30. Grooves 66 are made in the support washer 57.

В золотнике 8 (фиг.1) предусмотрен канал 67 для соединения канала 34 с правой торцовой полостью 68 управляемого сливного дросселя 6. Золотник 8 с левого торца подпружинен пружиной 69. В корпусе 1 между напорным каналом 28 и сливным каналом 29 выполнен канал 70, в котором находится обратный клапан 71. In the valve 8 (Fig. 1), a channel 67 is provided for connecting the channel 34 to the right end cavity 68 of the controlled drain throttle 6. The valve 8 from the left end is spring-loaded with a spring 69. In the housing 1, channel 70 is made between the pressure channel 28 and the drain channel 29, which is the check valve 71.

Гидрообъемное рулевое устройство работает следующим образом. Hydraulic steering device operates as follows.

При вращении вала 13 рулевого колеса (не показано) поворачивается золотник 3. Напорный канал 28 через входной дроссель 27, дроссель 14 и через канал 32 соединяется с насосом-дозатором 4. Под действием потока рабочей жидкости ротор 11 насоса-дозатора 4 поворачивается на угол, равный углу поворота рулевого колеса. Из насоса-дозатора 4 поток рабочей жидкости через канал 33, дроссель 17 поступает в полость 44. When the shaft 13 of the steering wheel (not shown) is rotated, the spool 3 is turned. The pressure channel 28 is connected through the inlet throttle 27, the throttle 14 and through the channel 32 to the metering pump 4. Under the action of the working fluid flow, the rotor 11 of the metering pump 4 is rotated by an angle, equal to the steering angle. From the metering pump 4, the flow of the working fluid through the channel 33, the throttle 17 enters the cavity 44.

Одновременно по каналу 42 от паза 16, кромки которого образуют входной дроссель 27, поток рабочей жидкости поступает на вход входного дросселя 53 усилителя 5 потока. Под действием давления рабочей жидкости в полости 44 усилитель 5 потока будет перемещаться вправо до тех пор, пока входной дроссель 53 усилителя 5 потока не откроется настолько, что давление в полости 65 уравновесит давление в полости 44. При этом, так как перепад давления на выходных дросселях 49 и 50 усилителя 5 потока будет одинаковым и их площадь будет пропорциональна коэффициенту усиления, поток рабочей жидкости через канал 45 будет пропорционален потоку рабочей жидкости через канал 48. At the same time, along the channel 42 from the groove 16, the edges of which form the input choke 27, the flow of the working fluid enters the input of the input choke 53 of the stream amplifier 5. Under the influence of the pressure of the working fluid in the cavity 44, the flow amplifier 5 will move to the right until the inlet choke 53 of the flow amplifier 5 opens so that the pressure in the cavity 65 will balance the pressure in the cavity 44. Moreover, since the pressure drop across the output chokes 49 and 50 of the flow amplifier 5 will be the same and their area will be proportional to the gain, the flow of the working fluid through the channel 45 will be proportional to the flow of the working fluid through the channel 48.

Суммарный поток из расточки 46 через канал 43, дроссель 21 будет поступать в одну из полостей исполнительного гидроцилиндра (через канал 20). Из другой полости исполнительного гидроцилиндра (через канал 31), через дроссель 25 и паз 24 жидкость вытесняется на слив. Поворачиваясь на угол, равный углу поворота рулевого колеса, ротор 11 повернет через вал 10 и штифт 9 гильзу 2 распределителя. Когда заданный рулевым колесом угол поворота будет отработан, гильза 2 установится относительно золотника 3 в нейтральное положение. The total flow from the bore 46 through the channel 43, the throttle 21 will flow into one of the cavities of the actuating hydraulic cylinder (through the channel 20). From another cavity of the actuating hydraulic cylinder (through channel 31), through the throttle 25 and the groove 24, the liquid is displaced to the drain. Turning at an angle equal to the angle of rotation of the steering wheel, the rotor 11 will turn through the shaft 10 and pin 9 of the sleeve 2 of the distributor. When the rotation angle set by the steering wheel is completed, the sleeve 2 will be set relative to the spool 3 in the neutral position.

В нейтральном положении полость 38 соединяется с полостью 35, которая соединена со сливом. Под действием давления рабочей жидкости в полости 68 золотник 8 переместится влево и весь поток рабочей жидкости из напорного канала 28 будет поступать через каналы 34 и 37 на слив. In the neutral position, the cavity 38 is connected to the cavity 35, which is connected to the drain. Under the action of the pressure of the working fluid in the cavity 68, the spool 8 will move to the left and the entire flow of the working fluid from the pressure channel 28 will flow through the channels 34 and 37 to the drain.

Если в процессе работы рулевого устройства возрастет нагрузка на штоке исполнительного гидроцилиндра, то возрастет давление в канале 30 и тем самым возрастет давление в напорном канале 28. Перепад давления на управляемом сливном дросселе увеличится, и возрастет расход рабочей жидкости, идущей из напорного канала 28 через каналы 34 и 37 на слив. А расход рабочей жидкости, поступающей в исполнительный гидроцилиндр, уменьшится. Однако при возрастании давления в пазе 16 возрастет давление и в торцовой полости 38 управляемого сливного дросселя 6. Золотник 8 переместится вправо и расход рабочей жидкости, идущей на слив, восстановится и тем самым восстановится расход рабочей жидкости, поступающей в исполнительный гидроцилиндр. If during the operation of the steering device the load on the rod of the actuating hydraulic cylinder increases, then the pressure in the channel 30 will increase and thereby the pressure in the pressure channel 28 will increase. The pressure drop on the controlled drain throttle will increase, and the flow rate of the working fluid coming from the pressure channel 28 through the channels will increase 34 and 37 to drain. And the flow rate of the working fluid entering the actuating hydraulic cylinder will decrease. However, with increasing pressure in the groove 16, the pressure will increase in the end cavity 38 of the controlled drain throttle 6. The valve 8 will move to the right and the flow rate of the working fluid going to the drain will be restored and thereby the flow rate of the working fluid entering the actuating hydraulic cylinder will be restored.

При работе рулевого устройства в аварийном режиме (когда рабочая жидкость от насоса транспортного средства не поступает) насос-дозатор 4 работает как насос. Рабочая жидкость поступает из сливного канала 29 через обратный клапан 71 и через входной дроссель 27, дроссель 14, канал 32, насос-дозатор 4, канал 33, дроссель 17 будет поступать в полость 44. Так как давление в канале 43 будет больше, чем в канале 42, то рабочая жидкость будет стремиться перетечь через канал 45, расточку 46, дроссель 50, канал 64, дроссель 53 в канал 42. Однако под действием гидродинамической силы потока рабочей жидкости через пазы 66 (фиг.2) запорные кольца 55 и 56 переместятся вправо. Жесткое запорное кольцо 56 закроет зазор 60, а эластичное запорное кольцо 55 уплотнит его. Путь потоку рабочей жидкости в канал 42 будет перекрыт, и поэтому рабочая жидкость через канал 45 будет поступать в канал 43 и далее в полость исполнительного гидроцилиндра. When the steering device is in emergency mode (when the working fluid from the pump of the vehicle does not flow), the metering pump 4 works like a pump. The working fluid comes from the drain channel 29 through the check valve 71 and through the inlet throttle 27, the throttle 14, the channel 32, the metering pump 4, the channel 33, the throttle 17 will enter the cavity 44. Since the pressure in the channel 43 will be greater than in channel 42, then the working fluid will tend to flow through the channel 45, the bore 46, the throttle 50, the channel 64, the throttle 53 into the channel 42. However, under the influence of the hydrodynamic force of the working fluid flow through the grooves 66 (figure 2), the locking rings 55 and 56 will move to the right. A rigid locking ring 56 will close the gap 60, and an elastic locking ring 55 will seal it. The path to the flow of the working fluid into the channel 42 will be blocked, and therefore, the working fluid through the channel 45 will flow into the channel 43 and then into the cavity of the actuating hydraulic cylinder.

Claims

1. ГИДРООБЪЕМНОЕ РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащее гидравлически соединенные между собой распределитель рулевого устройства, насос-дозатор и усилитель потока, причем распределитель выполнен в виде корпуса, в котором с возможностью свободного вращения установлена гильза, кинематически связанная с ротором насоса-дозатора, в цилиндрическом отверстии которой с возможностью ограниченного поворота установлен золотник, кинематически связанный с валом рулевого колеса и центрирующими пружинами связанный с гильзой, в корпусе выполнены каналы, соединяющие входной дроссель, образованный кромками отверстий в гильзе и пазов в золотнике, с напорным каналом, а другие дроссели - со сливным каналом и полостями исполнительного гидроцилиндра, и установлен управляемый сливной дроссель, расположенный между напорным и сливным каналами, внутри золотника распределителя и соосно с ним размещен золотник усилителя потока, в котором выполнены каналы для соединения насоса-дозатора и напорного канала через обратный клапан с каналом, подсоединенным к соответствующей полости исполнительного гидроцилиндра, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности в работе, в золотнике выполнен канал для соединения выхода входного дросселя с усилителем потока, а обратный клапан размещен внутри усилителя потока в его цилиндрической расточке и выполнен в виде эластичного и жесткого запорных колец, опорной шайбы и направляющей втулки с двумя цилиндрическими проточками, на которых последовательно расположены оба упомянутых кольца, а между поверхностью цилиндрической расточки усилителя потока и одной из цилиндрических проточек выполнен зазор для подвода рабочей жидкости, при этом жесткое запорное кольцо установлено ближе к зазору по отношению к эластичному запорному кольцу, а оба кольца установлены с зазором относительно цилиндрической проточки втулки и цилиндрической расточки усилителя потока. 1. HYDRAULIC VEHICLE STEERING VEHICLE, comprising hydraulically interconnected steering distributor, metering pump and flow amplifier, the distributor being made in the form of a housing in which the sleeve kinematically connected with the metering pump rotor is mounted in a cylindrical the bore of which, with the possibility of limited rotation, is mounted with a spool kinematically connected to the steering wheel shaft and centering springs connected to the sleeve in the gearbox the channels that connect the inlet throttle formed by the edges of the holes in the sleeve and the grooves in the spool with the pressure channel, and the other chokes with the drain channel and the cavities of the actuating hydraulic cylinder, and a controlled drain choke located between the pressure and drain channels inside the valve spool and coaxially with it, a spool of the flow amplifier is arranged, in which channels for connecting the metering pump and the pressure channel are made through a check valve with a channel connected to the corresponding strips an executive hydraulic cylinder, characterized in that, in order to increase reliability in operation, a channel is made in the spool for connecting the output throttle output to the flow amplifier, and the check valve is placed inside the flow amplifier in its cylindrical bore and is made in the form of elastic and rigid locking rings, a supporting washer and a guide sleeve with two cylindrical grooves on which both said rings are arranged in series, and between the surface of the cylindrical bore of the flow amplifier and one of the cylindrical In the case of grooves, a gap was made for supplying the working fluid, while a rigid locking ring was installed closer to the gap with respect to the elastic locking ring, and both rings were installed with a gap relative to the cylindrical groove of the sleeve and the cylindrical bore of the flow amplifier.

2. Управление по п.1, отличающееся тем, что жесткое запорное кольцо выполнено Г-образной формой в сечении. 2. The control according to claim 1, characterized in that the rigid locking ring is made of an L-shaped cross-section.