Материал: 2448

водителя-оператора анализ системы «оператор – рулевое управление

– ДСМ – внешняя среда» необходимо вести в широком диапазоне изменения основных параметров рулевого управления для каждой конкретной марки машины с учетом основных видов работ и режимов эксплуатации. Необходимы специальные теоретические и экспериментальные исследования по определению рациональных параметров.

2. Обладая очевидными преимуществами, ОГРУ имеет ряд недостатков /47,51/:

-не обеспечивается самовозврат управляемых колес в нейтральное положение после завершения машиной маневра;

-не обеспечивается пропорциональность между углом поворота управляемых колес и усилием на рулевом колесе, т.е. не создается у водителя так называемое «чувство дороги»;

-чувствительность к изменению вязкости и температуры рабочей жидкости;

-неоднозначность нулевого положения рулевого колеса.

Исходя из вышеизложенного целесообразно работать в направлении повышения показателей качества систем объемного гидропривода рулевого управления дорожно-строительных машин за счет решения таких задач, как обоснование показателей качества систем рулевого управления дорожно-строительных машин; разработка математической модели ОГРУ с усилителем потока; выявление основных закономерностей рабочих процессов, происходящих в системе рулевого управления; разработка инженерной методики выбора основных конструктивных параметров ОГРУ; разработка инженерных решений и внедрение ОГРУ дорожностроительных машин.

41

2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБЪЕМНОГО ГИДРОПРИВОДА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Целью теоретических исследований является исследование статических и динамических характеристик ОГРУ, а также влияния некоторых конструктивных особенностей рулевого управления и возмущающих воздействий на выходные характеристики.

В соответствии с поставленной целью определены следующие задачи:

-разработка математической модели ОГРУ;

-разработка математической модели стохастических возмущающих воздействий, действующих на ОГРУ;

-решение задач анализа ОГРУ;

-решение задач синтеза ОГРУ;

-разработка инженерной методики выбора основных конструктивных параметров ОГРУ.

2.1.Математическая модель системы рулевого управления

2.1.1.Алгоритм формирования математической модели

Формирование математической модели ОГРУ проводится в соответствии со следующими этапами /106, 107/:

-обоснование расчетной схемы ОГРУ;

-разработка и обоснование блок-схемы системы на основе расчетной схемы;

-принятие допущений;

-декомпозиция (разбиение) системы на подсистемы и т.д. до получения неделимых элементов системы;

-определение входных, выходных и варьируемых параметров;

-математическое описание каждого элемента в соответствии с принятыми допущениями;

-композиция математической модели, т.е. объединение математических моделей отдельных элементов и подсистем в единую математическую модель системы.

Алгоритм формирования математической модели ОГРУ представлен на рис. 2.1.

Базовые элементы гидропривода описаны системами обыкновенных дифференциальных уравнений первого и второго

42

порядков с переменными нелинейными коэффициентами, начальными условиями, уравнениями, определяющими ограничения решений в виде существенных нелинейностей, алгебраическими уравнениями связи, наложенными на систему /105/.

Уравнения составлены таким образом, чтобы в результате решения получить значения переменных (давлений, расходов, скоростей, перемещений и т.д.) в точках соединения гидравлических элементов на входе и выходе /106/.

Анализ типовых элементов гидропривода показывает, что за исключением золотников каждый из них имеет не более трех узлов, связывающих их с другими элементами и соответствующих входу элемента, его выходу, а также подводу или отбору мощности /106/. Параметры на входе в гидравлический элемент будут обозначаться индексом «1», на выходе – индексом «2».

2.1.2. Расчетная схема объемного гидропривода рулевого управления

Целью предлагаемой ОГРУ является увеличение расхода рабочей жидкости из системы за счет усилителя потока, представляющего собой двухпозиционный гидроуправляемый пятилинейный распределитель, который находится внутри основного золотника.

В ОГРУ, содержащем трехпозиционный восьмилинейный распределитель следящего действия, вторая и четвертая линии которого соединены с гидроци-

линдром, третья – с гидробаком, шестая – с питающим насосом, а седьмая и восьмая – с гидромотором обратной связи,

43

трехпозиционный восьмилинейный распределитель, кинематически связанный с рулевым колесом и с гидромотором обратной связи, гидравлически соединенный с усилителем потока, усилитель потока выполнен в виде двухпозиционного пятилинейного распределителя с гидравлическим управлением, первая линия которого связана с пятой линией трехпозиционного восьмилинейного распределителя, вторая линия – со сливной гидролинией, третья и четвертая линии – с напорной гидролинией, а пятая линия – с первой линией трехпозиционного восьмилинейного распределителя; при этом в двухпозиционном пятилинейном распределителе в четвертой и пятой линиях установлены последовательно обратные клапаны и дроссели, причем в левой позиции четвертая и пятая линии соединены между собой и с первой линией, вторая и третья линии не соединены между собой, в правой позиции четвертая и пятая линии соединены между собой, но не соединены с первой линией, а вторая линия соединена с третьей линией; при этом левая полость управления соединена с пятой линией двухпозиционного пятилинейного распределителя и первой линией трехпозиционного восьмилинейного распределителя, правая полость управления соединена с напорной гидролинией, третьей и четвертой линиями двухпозиционного пятилинейного распределителя и шестой линией трехпозиционного восьмилинейного распределителя, двухпозиционный пятилинейный распределитель усилителя потока расположен в золотнике трехпозиционного восьмилинейного распределителя рулевого механизма соосно с ним и выполнен в виде цилиндра, имеющего проточку, которая является полостью смешивания, во внутренних полостях указанного цилиндра установлены два обратных клапана, причем внутренние полости соединены с полостью смешивания дроссельными каналами, усилитель потока одновременно является приоритетным клапаном, при этом вторая линия двухпозиционного пятилинейного

подтверждается тем, что использование в качестве усилителя потока одного двухпозиционного пятилинейного распределителя со встроенными обратными клапанами и дросселями позволяет упростить конструкцию гидрообъемного рулевого управления. Расположение усилителя потока в золотнике трехпозиционного

приоритетного клапана значительно расширяет функциональные возможности гидрообъемного рулевого управления.

Рис. 2.2. Схема гидравлическая принципиальная объемного гидропривода рулевого управления

На рис. 2.2 представлена схема гидравлическая принципиальная ОГРУ с усилителем потока. ОГРУ состоит из трехпозиционного восьмилинейного распределителя 1 следящего действия, кинематически связанного с рулевым колесом 2 и гидромотором обратной связи 3 и гидравлически связанного первой линией с пятой линией двухпозиционного пятилинейного распределителя 4, который является усилителем потока, и левой полостью управления двухпозиционного пятилинейного распределителя 4, второй и четвертой линиями с исполнительным гидроцилиндром 5, третьей линией с гидробаком 6 и второй линией двухпозиционного пятилинейного распределителя 4, пятой линией с первой линией двухпозиционного пятилинейного распределителя 4, шестой линией с питающим насосом 7, обратным клапаном 12, предохранительным клапаном 13, третьей и четвертой линиями двухпозиционного

45