Материал: 2448

перспективной системы рулевого управления для колесных ДСМ. Обладая высокими компоновочными свойствами, широким

диапазоном варьирования выходной мощности, возможностью унификации, плавностью изменения передаточных отношений, ОГРУ нашел широкое применение в создании пневмоколесных машин.

6

1. ОБЪЕМНЫЙ ГИДРОПРИВОД РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ: КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

ИОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1.Основные понятия, устройство и принцип действия объемного гидропривода рулевого управления

На современном уровне развития транспорта возникает необходимость одновременно с эксплуатационными требованиями выполнять условия повышения комфортабельности машин и условия труда водителя. И то и другое вынуждает устанавливать на машины узлы и устройства, которые в ряде случаев вызывают ухудшение управляемости и устойчивости движения. Последнее заставляет постоянно уделять внимание не только практической разработке улучшенных или принципиально новых узлов управления машиной, но и теоретическим вопросам исследования устойчивости движения и управляемости машин с целью их повышения.

В основном все пневмоколесные ДСМ имеют общий принцип изменения направления движения – посредством поворота управляемых передних или задних колес или складыванием шарнирных полурам. Выбор системы рулевого управления в значительной степени влияет на производительность машины в целом /1/. Системой рулевого управления является система, включающая все элементы машины, участвующие в управлении поворотом машины /2/. По принципу действия системы рулевого управления подразделяются на механические, гидромеханические, гидрообъемные, электрические и комбинированные рулевые механизмы /1/.

Наиболее широкое распространение в управлении поворотом ДСМ получили устройства, где в качестве системы управления применяются гидравлические устройства с обратной механической или гидравлической связью, т.е. гидромеханические и гидрообъемные рулевые механизмы. Это объясняется тем, что сила, необходимая для поворота ДСМ, значительно выше по сравнению с другими транспортными средствами из-за особенностей конструкции и эксплуатации машин /3/.

Из большого разнообразия последних можно выделить устройства, имеющие в контуре гидравлической обратной связи гидромотор, обеспечивающий дозированную подачу рабочей

7

2имеющий шестерни с внутренним циклоидальным зацеплением, –

героторную пару (рис. 1.1). Наружная шестерня (статор) 1 имеет семь зубьев, внутренняя (ротор) 2 – шесть. Ротор при

соответствующем эксцентриситете может вращаться внутри статора. Между статором и ротором образуются камеры, одна половина которых связана с напорной магистралью, другая – со сливной. За один оборот ротора, благодаря тому, что у статора имеется семь зубьев, а у ротора шесть, ее центр совершает шесть оборотов по окружности диаметром, равным эксцентриситету, а число вытесненных объемов жидкости составляет их произведение, т.е. сорок два. Такая конструкция дозирующего устройства обеспечивает его компактность /4/.

В связи с тем, что дозирование потока осуществляется объемным способом, эти устройства получили название ОГРУ. В специальной технической литературе также встречаются термины гидрообъемное рулевое управление или насос-дозатор, что означает, по сути, то же самое. В зарубежной литературе такие устройства называются полногидравлическими системами рулевого управления.

Исполнительный механизм ОГРУ (гидроруль) является отдельным автономным агрегатом, входящим в систему рулевого управления, он связан с исполнительными гидроцилиндрами только гидролиниями, дозирует и распределяет рабочую жидкость к исполнительным гидроцилиндрам пропорционально углу и скорости поворота рулевого колеса. Эта основная особенность такого типа рулевых механизмов обеспечивает полную свободу компоновки на машине, позволяет упростить конструкцию и снизить металлоемкость машины. Применение гидроруля открывает большие возможности в типизации схем систем рулевого управления и унификации их

8

основных элементов. Наряду с этим обеспечивается более легкое управление и улучшаются условия труда оператора /5/.

На рис. 1.2 представлена типовая блок-схема ОГРУ. Система содержит гидробак 1, источник давления рабочей жидкости 2, приводной двигатель 3, рулевой механизм 10, исполнительный механизм 8, рулевой привод 9, предохранительное устройство 11 и фильтрующее устройство 12.

Гидроруль, как и всякое следящее гидравлическое устройство, состоит из задающего (рулевое колесо) 5, распределительного (золотник) 4, согласующего (гидромотор обратной связи) 7 и дифференциального (гильза) 6 устройств. Дифференциальное устройство связывает между собой задающее, распределительное и согласующее устройства и осуществляет операцию вычитания входного (поворот рулевого колеса) и выходного (поворот вала гидромотора обратной связи) сигналов, передавая разность сигналов распределительному устройству, контролирующему величину рассогласования следящей системы /6/.

поступает в гидробак.

При повороте рулевого колеса срабатывает распределительное устройство и распределяет рабочую жидкость в соответствующую полость исполнительного механизма, соединяя другую полость со

9

сливом. Как видно из блок-схемы (см. рис. 1.2), согласующее устройство включается последовательно в гидролинию исполнительного механизма. Исполнительный механизм воздействует на рулевой привод – происходит поворот машины. При этом рабочая жидкость воздействует на ротор гидромотора обратной связи (согласующее устройство), который через дифференциальное устройство согласует систему, обеспечивая пропорциональное перемещение штока гидроцилиндра (исполнительный механизм) /6/.

ОГРУ, применяемые в качестве рулевого механизма в ДСМ, можно классифицировать по /3/:

-количеству контуров управления;

-способу согласования потоков в контурах;

-способу регулирования, типу регулирующего гидроаппарата;

-способу подключения дозирующего узла, типу связи с дозирующим узлом и гидрораспределителем;

-способу согласования, типу обратной связи.

Используя указанные классификационные признаки, большинство гидроприводов рулевого управления могут быть охвачены единой классификационной схемой, представленной на рис. 1.3. Наряду с вышеуказанной схемой классификации систем ОГРУ, отражающей основные признаки, имеется ряд других классификаций, детально рассматривающих их некоторые особенности и др. /6/.

При значительном разнообразии схемных и конструктивных решений объемных гидроприводов рулевого управления наиболее распространенными являются схемы, основанные на базе управляющих устройств, называемых насосами-дозаторами. К ним относятся одноконтурные схемы объемного гидропривода рулевого управления /3/, которые характеризуются тем, что весь поток рабочей жидкости, поступающий от насоса в исполнительный гидроцилиндр, проходит по одной последовательной гидравлической цепи. Объемные гидроприводы рулевого управления, выполненные по одноконтурной схеме, наиболее просты по устройству, но требуют применения насосов-дозаторов с различными рабочими объемами в зависимости от класса и типа машин. С увеличением рабочего объема увеличиваются габаритные размеры насосов-дозаторов и ухудшаются их функциональные характеристики. Так, например, надежное управление колесной машиной при неработающем источнике питания обеспечивается при рабочем объеме 80 10-6 м3.

10