RU2089431C1 - Device to control articulated two-truck crawler vehicle - Google Patents

Abstract

FIELD: transport engineering; control system of articulated crawler vehicles. SUBSTANCE: device has hydraulic cylinder 1 coupled with front and rear crawler trucks 2, 3. Front truck 2 has simple differential 10. Vehicle is controlled by means of hand operated two-position three-line hydraulic cylinder 6 in first position of which all hydraulic lines 4, 5, 7 are disengaged, and in second position control spaces of hydraulic cylinder are placed in communication with each other and with hydraulic tank. EFFECT: improved reliability of control. 1 dwg

Description

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к системам управления шарнирно-сочлененных гусеничных машин. The invention relates to transport engineering, in particular to control systems of articulated articulated tracked vehicles.

Известна система управления поворотом сочлененной машины, включающая в себя соединенные с передней и задней тележками гидроцилиндры, снабженные замковым устройством и гидравлически соединенные со следящим гидрораспределителем, гидробаком и гидронасосом с предохранительным клапаном (Конструкция, основы теории и расчет тракторов. М. Высшая школа, 1971, с. 224). A known system for controlling the rotation of an articulated machine, which includes hydraulic cylinders connected to the front and rear bogies, equipped with a locking device and hydraulically connected to a servo valve, hydraulic tank and hydraulic pump with a safety valve (Design, fundamentals of theory and calculation of tractors. M. Higher School, 1971, p. 224).

Известна также система поворота шарнирно-сочлененной гусеничной машины, содержащая источник питания с предохранительным клапаном, насос-дозатор, кинематически связанный с органом управления и гидравлически посредством гидролиний управления с гидроуправляемым гидрораспределителем рулевого управления, гидравлически соединенным с источником питания, гидробаком и двумя исполнительными гидроцилиндрами поворота, связанными с передней и задней тележками (авт. св. СССР N 662404, B 62 D 5/06, B 62 D 11/08, 1979). Also known is a rotation system of an articulated tracked vehicle, comprising a power source with a safety valve, a metering pump kinematically connected to the control body and hydraulically by means of control lines with a hydraulic steering control valve, hydraulically connected to a power source, a hydraulic tank and two rotary actuating cylinders, connected to the front and rear bogies (ed. St. USSR N 662404, B 62 D 5/06, B 62 D 11/08, 1979).

Недостатком известных систем управления сочлененными машинами является их повышенная сложность, а также затраты энергии двигателя на привод постоянно включенного гидронасоса. A disadvantage of the known control systems for articulated machines is their increased complexity, as well as the cost of energy of the engine to drive a continuously activated hydraulic pump.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции и снижение затрат энергии. An object of the invention is to simplify the design and reduce energy costs.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для управления сочлененной двухтележечной гусеничной машиной, включающем в себя гидрораспределитель, гидравлически соединенный с гидробаком и гидроцилиндром, связанным с передней и задней тележками, согласно изобретению передняя тележка снабжена механизмом поворота "простой дифференциал", гидрораспределитель выполнен двухпозиционным трехлинейным с ручным управлением, в первой позиции которого все гидролинии разомкнуты, а во второй замкнуты. The specified technical result is achieved by the fact that in the device for controlling an articulated two-truck caterpillar machine, which includes a valve, hydraulically connected to a hydraulic tank and a hydraulic cylinder connected to the front and rear bogies, according to the invention, the front bogie is equipped with a "simple differential" rotation mechanism, the valve is made of two-position trilinear with manual control, in the first position of which all the hydraulic lines are open, and in the second closed.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое устройство для управления сочлененной двухтележечной гусеничной машиной отличается тем, что передняя тележка снабжена механизмом поворота "простой дифференциал", гидрораспределитель выполнен двухпозиционным трехлинейным с ручным управлением, в первой позиции которого все гидролинии разомкнуты, а во второй замкнуты. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive device for controlling an articulated two-wheeled tracked vehicle is characterized in that the front trolley is equipped with a "simple differential" turning mechanism, the directional control valve is made of two-position three-line with manual control, in the first position of which all the hydraulic lines are open, and in the second closed.

На чертеже показана схема устройства для управления сочлененной двухтележечной гусеничной машиной. The drawing shows a diagram of a device for controlling an articulated two-truck tracked vehicle.

Устройство для управления двухтележечной сочлененной гусеничной машиной включает в себя гидроцилиндр 1, связанный с передней и задней гусеничными тележками 2, 3. Гидролиниями 4, 5 гидроцилиндр соединен с гидрораспределителем 6, который гидролинией 7 соединен с гидробаком 8. Гидрораспределитель 6 снабжен рукоятью 9 управления, которая расположена в кабине водителя. Золотник гидрораспределителя 6 может быть подпружинен. На передней тележке 2 установлен межколесный дифференциальный механизм 10, который валами 11, 12 соединен кинематически с гусеницами передней тележки. Водило дифференциального механизма 10 соединено с главной передачей 13, входной вал 14 которой связан с раздаточной коробкой сочлененной машины. С выходными валами 11 и 12 дифференциального механизма 10 связаны соответственно тормозные механизмы 15 и 16. Привод 17 левого тормозного механизма 15 соединен с левой тормозной педалью, а привод 18 правого тормозного механизма соединен с правой тормозной педалью. Тормозные педали расположены в кабине водителя. A device for controlling a two-cart articulated tracked vehicle includes a hydraulic cylinder 1 connected to the front and rear tracked carts 2, 3. The hydraulic cylinders 4, 5 are connected to a hydraulic valve 6, which is connected by a hydraulic line 7 to a hydraulic tank 8. The hydraulic valve 6 is equipped with a control handle 9, which located in the driver's cab. The valve spool 6 can be spring loaded. An interwheel differential mechanism 10 is mounted on the front carriage 2, which is connected kinematically to the tracks of the front carriage by shafts 11, 12. The carrier of the differential mechanism 10 is connected to the main gear 13, the input shaft 14 of which is connected to the transfer case of the articulated machine. The brake mechanisms 15 and 16 are connected to the output shafts 11 and 12 of the differential mechanism 10, respectively. The drive 17 of the left brake mechanism 15 is connected to the left brake pedal, and the drive 18 of the right brake mechanism is connected to the right brake pedal. The brake pedals are located in the driver's cab.

Устройство для управления сочлененной двухтележечной гусеничной машиной работает следующим образом. A device for controlling an articulated two-truck tracked vehicle operates as follows.

При прямолинейном движении машины золотник гидрораспределителя 6 находится в том положении, при котором гидролинии 4, 5, 7 разомкнуты. Гидроцилиндр 1 замкнут. Поршень его не имеет возможности перемещаться, поэтому относительные угловые перемещения в горизонтальной плоскости передней и задней тележек 2, 3 отсутствуют. Тормозные механизмы 15, 16 находятся в выключенном положении и не оказывают влияния на валы 11, 12. Дифференциальный механизм 10, к которому через вал 14 и главную передачу 13 передается энергия двигателя, работает как обычный межколесный дифференциал. Для поворота машины водитель рычагом 9 переводит золотник гидрораспределителя 6 в положение, при котором гидролинии 4, 5, 7 соединены друг с другом. Гидроцилиндр 1 размыкается, рабочая жидкость получает возможность перетекать из одной полости гидроцилиндра в другую, а также перетекать из гидроцилиндра 1 в гидробак 8 и обратно. Вследствие размыкания гидроцилиндра 1 тележки 2, 3 могут поворачиваться относительно друг друга в горизонтальной плоскости. При повороте, например, налево водитель нажимает на левую тормозную педаль и через привод 17 включает тормозной механизм 15, который затормаживает вал 11 и вместе с ним левую гусеницу передней тележки. Дифференциальный механизм 10 начинает работать как механизм поворота гусеничной машины. Передняя тележка 2 поворачивается относительно задней тележки 3 на какой-то угол. Если гусеницы задней тележки 3 являются ведущими, то поворот передней тележки относительно задней облегчается за счет толкающего усилия, создаваемого гусеницами задней тележки 3. Водитель отпускает левую тормозную педаль, при этом тормозной механизм 15 растормаживается, и рычагом 9 переводит золотник гидрораспределителя 6 в положение, при котором гидролинии 4, 5, 7 разомкнуты. Гидроцилиндр 1 замыкается, изменение угла между продольными осями передней и задней тележек 2, 3 невозможно. Закончилась первая фаза поворота машины - силовая фаза, при которой происходил поворот передней тележки 2 относительно задней тележки 3 за счет изменения сил тяги на гусеницах передней тележки 2. Поворот в первой фазе происходит с уменьшением радиуса поворота сочлененной машины. Дальнейшее движение машины осуществляется по дуге окружности, радиус которой определяется углом между продольными осями передней и задней тележек 2, 3. Происходит вторая фаза поворота машины кинематическая, при которой радиус поворота машины постоянен, отсутствуют затраты энергии на приведение в действие и осуществление работы механизмов управления поворотом. Для выхода из поворота водитель рычагом 9 размыкает гидроцилиндр 1 описанным выше образом и нажимает на правую тормозную педаль, которая через привод 18 воздействует на тормозной механизм 16. Этот механизм затормаживает вал 12, связанный с правой гусеницей. Передняя тележка 2 за счет разности сил тяги на ее гусеницах поворачивается вправо относительно задней тележки 3, угол между продольными осями передней и задней тележек 2, 3 уменьшается, радиус поворота сочлененной машины увеличивается до бесконечности. Это третья фаза поворота машины - силовая. Водитель отпускает правую тормозную педаль, переводит рычагом 9 с помощью гидрораспределителя 6 гидроцилиндр 1 в замкнутое положение. Машина устойчиво движется прямолинейно. При повороте сочлененной машины в другую сторону устройство работает аналогичным образом. With the rectilinear movement of the machine, the spool valve 6 is in the position in which the hydraulic lines 4, 5, 7 are open. The hydraulic cylinder 1 is closed. Its piston is not able to move, therefore, relative angular displacements in the horizontal plane of the front and rear bogies 2, 3 are absent. The brake mechanisms 15, 16 are in the off position and do not affect the shafts 11, 12. The differential mechanism 10, to which the engine energy is transmitted through the shaft 14 and the main gear 13, works like a normal cross-axle differential. To rotate the machine, the driver uses the lever 9 to translate the valve spool 6 into a position in which the hydraulic lines 4, 5, 7 are connected to each other. The hydraulic cylinder 1 opens, the working fluid is able to flow from one cavity of the hydraulic cylinder to another, as well as flow from the hydraulic cylinder 1 to the hydraulic tank 8 and vice versa. Due to the opening of the hydraulic cylinder 1, the bogies 2, 3 can rotate relative to each other in the horizontal plane. When turning, for example, to the left, the driver presses the left brake pedal and, through the drive 17, turns on the brake mechanism 15, which brakes the shaft 11 and with it the left track of the front carriage. The differential mechanism 10 begins to work as a turning mechanism of the tracked vehicle. The front trolley 2 is rotated relative to the rear trolley 3 at some angle. If the caterpillars of the rear bogie 3 are leading, then the rotation of the front bogie relative to the rear is facilitated by the pushing force created by the tracks of the rear bogie 3. The driver releases the left brake pedal, while the brake mechanism 15 is released and the lever 9 moves the spool valve 6 to the position which the hydraulic lines 4, 5, 7 are open. The hydraulic cylinder 1 closes, changing the angle between the longitudinal axes of the front and rear bogies 2, 3 is impossible. The first phase of rotation of the machine has ended - the power phase, in which the front bogie 2 was rotated relative to the rear bogie 3 due to a change in the traction forces on the tracks of the front bogie 2. The rotation in the first phase occurs with a decrease in the radius of rotation of the articulated machine. Further movement of the machine is carried out along an arc of a circle, the radius of which is determined by the angle between the longitudinal axes of the front and rear bogies 2, 3. There is a second kinematic phase of rotation of the machine, in which the radius of rotation of the machine is constant, there are no energy costs for actuating and operating the rotation control mechanisms . To exit the turn, the driver using the lever 9 opens the hydraulic cylinder 1 in the manner described above and presses the right brake pedal, which, through the drive 18, acts on the brake mechanism 16. This mechanism brakes the shaft 12 connected to the right track. The front carriage 2, due to the difference in traction forces on its tracks, rotates to the right with respect to the rear carriage 3, the angle between the longitudinal axes of the front and rear carriages 2, 3 decreases, the turning radius of the articulated machine increases to infinity. This is the third phase of the rotation of the machine - power. The driver releases the right brake pedal, transfers the hydraulic cylinder 1 to the closed position by the lever 9 using the valve 6. The machine steadily moves rectilinearly. When turning the articulated machine in the other direction, the device works in a similar way.

Упрощение конструкции происходит вследствие того, что в предлагаемом устройстве исключен ряд сложных механизмов, в том числе и гидронасос с предохранительным клапаном, насос-дозатор и т.д. В качестве основы механизма поворота в предлагаемом устройстве используется межколесный дифференциал, которым должна быть снабжена трансмиссия сочлененной гусеничной машины при любой системе ее управления. The simplification of the design is due to the fact that the proposed device eliminates a number of complex mechanisms, including a hydraulic pump with a safety valve, metering pump, etc. As the basis of the rotation mechanism in the proposed device, an interwheel differential is used, which should be equipped with a transmission of an articulated tracked vehicle with any control system.

Снижение затрат энергии определяется отсутствием необходимости приводить во вращение гидронасос управления, который в выполненных конструкциях постоянно связан с валом двигателя. The reduction in energy costs is determined by the absence of the need to rotate the control hydraulic pump, which in the completed designs is constantly connected to the motor shaft.

Кроме отмеченного, преимуществом предлагаемого решения является то, что передняя тележка может перемещаться и управляться с отцепленной задней тележкой, что позволяет одну переднюю тележку с двигателем использовать поочередно с несколькими задними тележками, снабженными различным технологическим оборудованием. In addition to the aforementioned, the advantage of the proposed solution is that the front trolley can be moved and controlled with a detached rear trolley, which allows one front trolley with an engine to be used alternately with several rear trolleys equipped with various technological equipment.

Claims (1)

Устройство для управления сочлененной двухтележечной гусеничной машиной, включающее в себя гидрораспределитель, гидравлически соединенный с гидробаком и с управляющими полостями гидроцилиндра, кинематически связанного с передней и задней тележками, отличающееся тем, что передняя тележка снабжена механизмом поворота, выполненного в виде дифференциала с тормозными механизмами на полуосях, гидрораспределитель выполнен двухпозиционным трехлинейным и снабжен ручным управлением, при этом в первой позиции гидрораспределителя все гидролинии разомкнуты, а во второй управляющие полости гидроцилиндра сообщены между собой и с гидробаком. A device for controlling an articulated two-truck tracked vehicle, including a control valve, hydraulically connected to the hydraulic tank and to the control cavities of the hydraulic cylinder kinematically connected to the front and rear bogies, characterized in that the front bogie is equipped with a turning mechanism made in the form of a differential with brake mechanisms on the axle shafts , the control valve is made of two-position three-line and is equipped with manual control, while in the first position of the control valve all hydro inii open, and the second control chamber of the hydraulic cylinder are interconnected with the hydraulic tank.