СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВУХЗВЕННОЙ ГУСЕНИЧНОЙ МАШИНЫ

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано для усовершенствования системы рулевого управления двухзвенных гусеничных машин.

Известна система рулевого управления, применяемая для взаимного поворота полурам остова трактора Т-150К (Т-151К) с неповоротными ведущими колесами посредством силовых цилиндров двойного действия, управляемых от рулевого колеса через рулевой механизм с усилителем рулевого управления [1, 2].

Рулевой механизм тракторов Т-150К (Т-151К) состоит из вала рулевого колеса, червяка, сектора, рулевой сошки и тяги обратной связи, соединенной со второй полурамой трактора. В гидроусилитель входит распределитель с подвижным золотником, запорные клапаны, силовые цилиндры, шестеренчатые насосы, масляный бак, трубопроводы и арматура.

Применение подобной системы управления на плавающих двухзвенных гусеничных машинах с обратной механической связью приведет к значительному усложнению ее конструкции в связи с тем, что поворотно-сцепное устройство этих машин обеспечивает не только взаимный поворот звеньев в горизонтальной плоскости, но и в вертикальной и поперечно-вертикальной плоскостях.

Известны также гидрообъемные рулевые управления (ГОРУ) с обратной гидравлической связью, устанавливаемые на колесные тракторы МТЗ-80, МТЗ-82 и их модификации [3].

ГОРУ МТЗ состоит из рулевой колонки, насоса-дозатора рулевого управления героторного типа, двух гидравлических цилиндров, осуществляющих поворот управляемых колес, насоса питания с приводом от двигателя, масляного бака, трубопроводов и рукавов высокого давления. В этой системе предусмотрена связь рулевого колеса с золотником насоса-дозатора, обеспечивающая пропорциональность между подачей масла в гидроцилиндры для поворота управляемых колес на заданный угол и углом поворота рулевого колеса.

На колесных тракторах различного класса с гидрообъемными рулевыми управлениями используются насосы-дозаторы с рабочим объемом от 80 до 800 см³. Достигнутый на практике предел рабочего объема составляет 1000 см³.

С повышением рабочего объема насоса-дозатора увеличивается усилие на рулевом колесе, что требует больших физических затрат на его вращение.

Для двухзвенных гусеничных машин с большим моментом сопротивления при повороте потребуется установка насосов-дозаторов с рабочим объемом не менее 1700 см³.

Известна система рулевого управления, применяемая на серийных двухзвенных гусеничных машинах полной массой от 34 до 60 т семейства «Витязь» - ДТ-10П, ДТ-20П, ДТ-30П, которая является прототипом данного изобретения [4].

В систему рулевого управления двухзвенных гусеничных машин входят механический и гидравлический привод.

Механический привод состоит из рулевой колонки, рулевого колеса, вала рулевого колеса с рычагом и системой тяг, через которые усилие от рулевого колеса передается на золотник гидрораспределителя управления поворотом машины в горизонтальной плоскости.

Гидравлический привод содержит масляный бак, источник питания, обратный клапан, фильтр, предохранительный клапан, два силовых гидроцилиндра двойного действия, установленные на поворотно-сцепном устройстве, нагнетательный трубопровод, присоединительные и сливной трубопроводы, неподвижный корпус гидрораспределителя с подвижным трехпозиционным золотником с открытым центром и центрующую пружину золотника.

Система рулевого управления двухзвенных гусеничных машин имеет ряд недостатков. При отсутствии механической (гидравлической) связи между гидрораспределителем и поворотно-сцепным устройством система не обеспечивает фиксированных радиусов поворота и требует постоянного воздействия через рулевое колесо на золотник гидрораспределителя, что усложняет управление машиной, особенно на высоких скоростях движения.

Кроме того, при движении машины на плаву и нейтральном положении золотника (когда полости цилиндров связаны со сливом) из-за разности силы тяги водоходных гусеничных движителей звеньев происходит их самопроизвольное складывание, что приводит к снижению средней скорости движения на воде.

Технический результат предложенного решения направлен на улучшение управляемости двухзвенных гусеничных машин путем обеспечения гидравлического следящего действия системы рулевого управления, что обеспечит фиксированные радиусы поворота машины, повысит среднюю скорость движения и маневренность на воде, снизит утомляемость механика-водителя.

Технический результат достигается путем установки рулевого механизма автомобильного типа, гидрораспределителя с подвижным корпусом и трехпозиционным золотником с закрытым центром, рабочего гидроцилиндра двойного действия гидрораспределителя и гидроаккумулятора.

На чертеже показана схема рулевого управления двухзвенной гусеничной машины.

Система состоит из поворотно-сцепного устройства 1, на которое установлены два силовых цилиндра двойного действия 2, присоединительных трубопроводов 3, рабочего цилиндра распределителя двойного действия 4, подвижного трехпозиционного золотника с закрытым центром 5, расположенного в подвижном корпусе гидрораспределителя 6, центрирующей пружины золотника 7, системы тяг 8 механического привода золотника и гидравлического привода, рулевого механизма автомобильного типа 9, фильтра 10, обратного клапана 11, источника питания 12, масляного бака 13, включенного в гидравлический привод, предохранительного клапана 14, нагнетательного 15 и сливного 16 трубопроводов и гидроаккумулятора 17.

Система работает следующим образом.

При нейтральном положении золотника 5 его средний поясок перекрывает центральный вход нагнетательного трубопровода 16, а боковые перекрывают сливные каналы трубопровода 15. В этом случае нагнетание (слив) в полости цилиндров 2 и рабочего цилиндра распределителя 4 не производится, то есть все три цилиндра гидравлически заперты. Постоянно работающие насосы 12 в это время работают на перепуск масла через предохранительный клапан 14 и подпитку гидроаккумулятора 17.

При повороте рулевого колеса (в зависимости от направления поворота машины) сошка рулевого механизма 9 через систему тяг 8 воздействует на золотник 5, смещая его от нейтрального положения вперед или назад. В данном случае центральный вход нагнетательного трубопровода 16 соединяется с одним из трубопроводов 3, и масло под давлением подается в соответствующие полости гидроцилиндров 2, при этом второй присоединительный трубопровод 3 соединяется через каналы распределителя 6 со сливным трубопроводом 15. Одновременно масло под давлением поступает в рабочий гидроцилиндр гидрораспределителя 4, а из другой его полости происходит слив.

Так как рабочий цилиндр закреплен к корпусу гидрораспределителя, а шток поршня - к корпусу первого звена машины, происходит перемещение корпуса гидрораспределителя 6 в направлении, совпадающем с движением золотника 5.

При прекращении вращения рулевого колеса и его удержании золотник 5 устанавливается в нейтральное положение. Подача и слив масла из гидроцилиндров 2 и 4 прекращается, и машина осуществляет поворот с заданным радиусом. Для изменения радиуса поворота или выравнивания машины потребуется вращение рулевого колеса в нужную сторону.

Таким образом, установка в систему управления двухзвенной гусеничной машины рулевого механизма автомобильного типа, гидрораспределителя с подвижным корпусом и трехпозиционным золотником закрытого типа, а также дополнительное ее снабжение рабочим гидроцилиндром двойного действия гидрораспределителя и гидроаккумулятора позволит улучшить ее управляемость за счет фиксации радиусов поворота, снизит утомляемость механика-водителя, повысит среднюю скорость движения машины и маневренность на воде.

Источники информации

1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации колесного трактора Т-150: - Харьков, Харьковский тракторный завод, 1972.

2. Справочник по тракторам Т-150 и Т-150К: В.А. Бугара, Н.Н. Ватуля и др., 1975.

3. Тракторы «Беларусь» МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л, МТЗ-82Н, МТЗ-82НЛ: Техническое описание и инструкция по эксплуатации, изд. третье, переработанное и дополненное, «Урожай-М», 1984.

4. Первые отечественные сочлененные гусеничные машины - двухзвенные транспортеры «Витязь», К.В. Осколков: - Уфа, Изд. «Слово», 2005, стр. 188.