Стенд для общего или поэлементного диагностирования гидроусилителей рулевого управления

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СТЕНД ДЛЯ ОБЩЕГО ИЛИ ПОЭЛЕМЕНТНОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ГИДРОУСИЛИТЕЛЕЙ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ(71) Заявитель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(72) Авторы Тарасик Владимир Петрович Мрочек Владимир Иванович Мрочек Татьяна Владимировна(73) Патентообладатель Государственное учреждение высшего профессионального образования Белорусско-Российский университет(56) Черкун В.Е. Ремонт тракторных гидравлических систем. 2-е изд. Перераб. и доп. - М. Колос, 1984. - С. 66-70.2173414 1, 2001.1472793 1, 1989.1654716 1, 1991.1798644 1, 1993.4148838 , 1992.(57) 1. Стенд для общего или поэлементного диагностирования гидроусилителя рулевого управления, содержащий электродвигатель для привода насоса гидроусилителя, во всасывающей гидролинии которого установлен переключатель насоса с гидробака стенда на гидробак гидроусилителя, устройство для измерения давления и предохранительный клапан, установленные в напорной гидролинии насоса гидроусилителя, гидробак стенда с размещенным в нем термометром, устройство для измерения расхода и фильтр, установленные в сливных гидролиниях насоса гидроусилителя, динамометрическое колесо, механически связанное с испытываемым гидроусилителем, цилиндр нагружения, механически соединенный с валом сошки рулевого механизма гидроусилителя, отличающийся тем, Фиг. 1 10413 1 2008.02.28 что содержит регулируемый дроссель и устройство для измерения расхода, установленные в напорной гидролинии насоса гидроусилителя, имитатор нагрузки для создания сопротивления повороту управляемых колес и оценки скорости их поворота, включающий аналогичный по конструкции цилиндру гидроусилителя гидроцилиндр-нагружатель с установленным в нем гидродросселем, два устройства для измерения давления, подсоединенные к поршневой и штоковой полостям гидроцилиндра-нагружателя, симметричный двуплечий рычаг, один конец которого соединен пальцем со штоком гидроцилиндранагружателя, а другой конец соединен пальцем со штоком цилиндра испытываемого гидроусилителя дополнительную подсистему, объединенную с гидробаком стенда и содержащую электродвигатель для привода насоса стенда с установленными в его напорной гидролинии предохранительным клапаном, устройством для измерения давления и переливным клапаном, фильтр, теплообменник, устройство для измерения расхода и вентиль,установленные в сливных гидролиниях насоса стенда приспособление для установки распределителя при диагностировании гидроусилителя в сборе, содержащее кронштейн с приваренной к нему пластиной с отверстием для рукоятки, гайку для закрепления шарового пальца цилиндра гидроусилителя к кронштейну, палец для соединения штока цилиндра с двуплечим рычагом имитатора нагрузки, рукоятку для создания взаимодействия с шаровым пальцем цилиндра и перемещения золотника распределителя и штока цилиндра гидроусилителя приспособление для диагностирования гидрораспределителя, содержащее кронштейн с приваренной к нему втулкой, в отверстие которой ввинчен винт, заканчивающийся маховиком и выполненный со сквозным центральным отверстием, крышку, установленную с торцевой стороны испытуемого распределителя и выполненную с центральным сквозным отверстием, тягу, проходящую через отверстия в крышке, золотнике распределителя и винта, на оба конца которой навернуты гайки приспособление для диагностирования гидроцилиндра гидроусилителя для установки поршня гидроцилиндра в среднее положение, содержащее палец, кронштейн и разрезную распорную втулку. 2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что содержит приспособление для измерения давления в полости пружины регулятора расхода, выполненное в виде штуцера с подсоединенным к нему устройством для измерения давления. Изобретение относится к транспортному машиностроению, а более конкретно - к стендам для испытания гидроусилителей рулевого управления транспортных средств. Известен стенд для испытания рулевых механизмов со встроенным гидрораспределителем, содержащий электродвигатель, насос, предохранительный клапан, мерный бак,распределительный клапан со штоком, соединенным с подпружиненным рычагом, закрепленным на оси, блок дросселей, фильтр, нагрузочный элемент, соединяемый с помощью шкива с валом сектора рулевого механизма, динамометрическое колесо с индикаторной головкой, гидробак 1. На данном стенде можно проверить следующие показатели работы рулевого механизма со встроенным гидрораспределителем гидравлический люфт,внутренние утечки рабочей жидкости через распределитель, крутящий момент на входном валу рулевого механизма, упругость и механический КПД рулевого механизма. Также можно проверить герметичность распределителя, установленного в рулевом механизме. Однако на этом стенде нет возможности проведения общего диагностирования гидроусилителя в сборе, так как на стенд не устанавливается цилиндр гидроусилителя, и отсутствует нагружатель гидроусилителя, то есть не создается нагрузка для имитации сопротивления повороту управляемых колес, отсутствует возможность оценки скорости выходного звена (сошки) рулевого механизма. Имеющийся на стенде нагружатель (нагрузочный элемент, соединенный с входным валом рулевого механизма с помощью шкива) нужен для того, чтобы определять механический КПД рулевого механизма. На стенде нет возможности поэлементного диагностирования устройств гидроусилителя (насоса, регу 2 10413 1 2008.02.28 лятора расхода, цилиндра). Стенд не предоставляет возможности поддержания температурного режима проведения испытаний (так как отсутствуют термометр и теплообменник). Известен стенд для контрольных испытаний гидроусилителя, скомпонованного в картере рулевого механизма, содержащий гидротормоз, состоящий из одного цилиндра двустороннего действия, при этом полости гидроцилиндра связаны между собой и с баком дросселем, электродвигателя, гидронасоса, предохранительный клапан, кран, бак, регулятор расхода, устройство для управления гидроусилителем, обычно рулевой механизм, динамометрическое колесо, два крана, четыре манометра, расходомер, трехходовой кран для контроля расхода жидкости, клапан - ограничитель давления, фильтр, термометр, теплообменник 2. На стенде можно определять момент на валу сошки, механические потери в рулевом механизме с усилителем, гидравлические потери в системе на протекание жидкости по кругу насос - распределитель - насос, внутренние и наружные утечки в системе,степень сопротивления усилителя и рулевого механизма стабилизации. Однако этот стенд не предоставляет возможности поэлементного диагностирования гидроусилителя (его основных устройств - насоса, распределителя, цилиндра), оценки скорости выходного звена (сошки) рулевого механизма. Стенд не является универсальным, так как на нем можно испытывать только один тип гидроусилителя - интегральный. Известен стенд для контрольных испытаний гидроусилителя, скомпонованного отдельно от рулевого механизма, содержащий гидротормоз, состоящий из одного цилиндра двустороннего действия, при этом полости гидроцилиндра связаны между собой и с баком дросселем, электродвигателя, гидронасоса, предохранительный клапан, кран, бак, регулятор расхода, устройство для управления гидроусилителем, обычно рулевой механизм, динамометрическое колесо, два крана, четыре манометра, расходомер, трехходовой кран для контроля расхода жидкости, клапан - ограничитель давления, фильтр, термометр, теплообменник 3. На стенде можно определять усилие на штоке силового цилиндра, механические потери в рулевом механизме с усилителем, гидравлические потери в системе на протекание жидкости по кругу насос - распределитель - насос, внутренние и наружные утечки в системе, степень сопротивления усилителя и рулевого механизма стабилизации. Однако этот стенд не предоставляет возможности поэлементного диагностирования гидроусилителя (его основных устройств - насоса, распределителя, цилиндра), оценки скорости выходного звена (сошки) рулевого механизма. Стенд не является универсальным, так как на нем можно испытывать рулевой механизм с гидроусилителем нейтрального типа (то есть с гидроусилителем, в котором распределитель и цилиндр установлены вместе, а рулевой механизм - отдельно, и с гидроусилителем, с автономным расположением рулевого механизма, распределителя, цилиндра). Ход поршня цилиндра нагружения отличается от хода поршня цилиндра гидроусилителя, что не позволяет обеспечить равенство расходов через дроссель при срабатывании гидроусилителя в обе стороны (то есть при повороте как вправо, так и влево) и постоянство нагрузки независимо от хода штока цилиндра гидроусилителя. Известен стенд для испытания основных агрегатов гидросистем тракторов, комбайнов, землеройных и других машин, содержащий электродвигатель, насос, гидроблок с дросселем ручного управления и предохранительным клапаном, фильтр, кран с двумя переключателями, посредством которого рабочая жидкость может быть направлена либо на тонкую очистку центробежным фильтром, либо на замер через один из двух расходомеров, редукционный клапан, центробежный фильтр, охлаждающее устройство, регулятор температуры, термометр, два манометра, гидробак, позволяющий проводить диагностирование насоса, регулятора расхода, распределителя, цилиндра, гидроусилителя шарнирно сочлененного трактора 4. На стенде можно испытывать устройства гидроусилителя (насос, регулятор расхода,распределитель, цилиндр), а также проверить зацепление червяк-сектор полуинтегрального рулевого механизма. 3 10413 1 2008.02.28 Однако на этом стенде невозможно проводить испытания рулевого механизма с гидроусилителем в сборе, нет возможности проведения испытаний насосов, в которых регуляторы расхода конструктивно выполнены заодно с насосами. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является стенд для испытаний гидроусилителей рулевого управления, содержащий электродвигатель, гидробак, шестеренный насос, переключатель шестеренного насоса с гидробака стенда на гидробак гидроусилителя, гидроблок с переключателем манометров и предохранительным клапаном, два манометра, систему нагружения, состоящую из цилиндра нагружения, блока полостей цилиндра и манометра, измерительный руль, мензурку для измерения утечек на испытываемом золотнике гидрораспределителя, фильтр, дистанционный термометр 5. На стенде можно определять с помощью динамометрического колеса крутящий момент, свободный ход и угол поворота сошки гидроусилителя, можно испытывать устройства гидроусилителя (насос, распределитель, цилиндр). Однако на этом стенде отсутствует оценка скорости перемещения выходного звена(сошки) рулевого механизма. Ход поршня цилиндра нагружения отличается от хода поршня цилиндра гидроусилителя. Нет возможности проведения поэлементного диагностирования устройств гидроусилителя. Стенд не является универсальным, на нем можно испытывать только один тип гидроусилителя - интегральный. Задача изобретения - повышение функциональных возможностей стенда и создание возможности общего и поэлементного диагностирования гидроусилителей, выполненных по четырем известным компоновочным схемам путем введения дополнительной подсистемы, предоставляющей возможность поэлементного диагностирования устройств гидроусилителя, создания возможности испытаний насоса как с регулятором расхода, так и без регулятора расхода, и снижение трудоемкости диагностирования гидроусилителя путем установки на стенд специальных приспособлений для диагностирования гидроусилителя и его устройств. Сущность изобретения заключается в том, что стенд для общего или поэлементного диагностирования гидроусилителя рулевого управления, содержащий электродвигатель для привода насоса гидроусилителя, во всасывающей гидролинии которого установлен переключатель насоса с гидробака стенда на гидробак гидроусилителя, устройство для измерения давления и предохранительный клапан, установленные в напорной гидролинии насоса гидроусилителя, гидробак стенда с размещенным в нем термометром, устройство для измерения расхода и фильтр, установленные в сливных гидролиниях насоса гидроусилителя, динамометрическое колесо, механически связанное с испытываемым гидроусилителем, цилиндр нагружения, механически соединенный с валом сошки рулевого механизма гидроусилителя, согласно изобретению, содержит регулируемый дроссель и устройство для измерения расхода, установленные в напорной гидролинии насоса гидроусилителя, имитатор нагрузки для создания сопротивления повороту управляемых колес и оценки скорости их поворота, включающий аналогичный по конструкции цилиндру гидроусилителя гидроцилиндр-нагружатель с установленным в нем гидродросселем, два устройства для измерения давления, подсоединенные к поршневой и штоковой полостям гидроцилиндра-нагружателя, симметричный двуплечий рычаг, один конец которого соединен пальцем со штоком гидроцилиндра-нагружателя, а другой конец соединен пальцем со штоком цилиндра испытываемого гидроусилителя дополнительную подсистему, объединенную с гидробаком стенда и содержащую электродвигатель для привода насоса стенда с установленными в его напорной гидролинии предохранительным клапаном,устройством для измерения давления и переливным клапаном, фильтр, теплообменник,устройство для измерения расхода и вентиль, установленные в сливных гидролиниях насоса стенда приспособление для установки распределителя при диагностировании гидроусилителя в сборе, содержащее кронштейн с приваренной к нему пластиной с отверстием для рукоятки, гайку для закрепления шарового пальца цилиндра гидроусилителя к кронштейну, палец для соединения штока цилиндра с двуплечим рычагом имитатора нагрузки,4 10413 1 2008.02.28 рукоятку для создания взаимодействия с шаровым пальцем цилиндра и перемещения золотника распределителя и штока цилиндра гидроусилителя приспособление для диагностирования гидрораспределителя, содержащее кронштейн с приваренной к нему втулкой,в отверстие которой ввинчен винт, заканчивающийся маховиком и выполненный со сквозным центральным отверстием, крышку, установленную с торцевой стороны испытуемого распределителя и выполненную с центральным сквозным отверстием, тягу, проходящую через отверстия в крышке, золотнике распределителя и винта, на оба конца которой навернуты гайки приспособление для диагностирования гидроцилиндра гидроусилителя для установки поршня гидроцилиндра в среднее положение, содержащее палец,кронштейн и разрезную распорную втулку. Целесообразно, чтобы в стенде для общего или поэлементного диагностирования гидроусилителей рулевого управления, согласно изобретению, содержалось приспособление для измерения давления в полости пружины регулятора расхода, выполненное в виде штуцера с подсоединенным к нему устройством для измерения давления. Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 представлена гидравлическая принципиальная схема стенда, на фиг. 2 - схема диагностирования гидроусилителя с расположением распределителя и цилиндра вместе, а рулевого механизма отдельно (выполненного по компоновочной схеме 1), на фиг. 3 - графическая интерпретация работы имитатора нагрузки, на фиг. 4 - зависимость отклонения скорости штока цилиндра гидроусилителя от давления, на фиг. 5 - приспособление для установки распределителя при испытаниях гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 1, в сборе, на фиг. 6 - схема установки распределителя, цилиндра, регулятора расхода в подсистему для поэлементного диагностирования гидроусилителя, на фиг. 7 - приспособление для испытаний гидрораспределителя гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 1,на фиг. 8 - схема диагностирования гидроусилителя с размещением распределителя в одном блоке с рулевым механизмом и автономным расположением цилиндра (выполненного по компоновочной схеме 2), на фиг. 9 - схема испытаний распределителя гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 2, на фиг. 10 - схема испытаний гидроусилителя с расположением распределителя и цилиндра в одном блоке с рулевым механизмом (выполненного по компоновочной схеме 3), на фиг. 11 - схема испытаний гидроцилиндра, на фиг. 12 - схема испытаний насоса, на фиг. 13 - схема испытаний регулятора расхода. Стенд (фиг. 1) содержит две подсистемы, объединенные общим гидробаком 1, - подсистему для диагностирования гидрораспределителя или гидроцилиндра, или регулятора расхода и подсистему для диагностирования гидроусилителя в сборе или насоса гидроусилителя с регулятором расхода, или насоса гидроусилителя без регулятора расхода. Подсистема для диагностирования распределителя или цилиндра, или регулятора расхода содержит электродвигатель 2 для привода насоса 3 стенда, предохранительный клапан 4, манометр 5, рукав высокого давления аб, с помощью которого испытываемые распределитель, цилиндр, регулятор расхода подключаются к напорной гидролинии, рукав низкого давления вг, с помощью которого испытываемые устройства подключаются к устройству для измерения расхода, которое состоит из мерного бака 11 с указателем уровня 12, переливной клапан 6 для регулирования давления в напорной гидролинии,фильтр 7, теплообменник 8, вентиль 9, термометр 10. Подсистема для диагностирования гидроусилителя в сборе или насоса гидроусилителя с регулятором расхода, или насоса гидроусилителя без регулятора расхода содержит электродвигатель 13 для привода насоса гидроусилителя 14, манометр 15, регулируемый дроссель 16, расходомер 17, переключатель насоса 18 с гидробака стенда на бак гидроусилителя, фильтр 19, имитатор нагрузки. На стенде также установлено динамометрическое колесо 30 с указателем угла поворота 31 динамометрического колеса и шкалой 32. 5 10413 1 2008.02.28 Схема диагностирования гидроусилителя в сборе, выполненного по компоновочной схеме 1, представлена на фиг. 2. Всасывание рабочей жидкости осуществляется из гидробака гидроусилителя 36. Для создания нагрузки на штоке цилиндра гидроусилителя применен имитатор нагрузки, включающий симметричный двуплечий рычаг 25, вспомогательный цилиндрнагружатель 20, гидродроссель 22 в поршне 21 цилиндра, манометры 27 и 28. Вспомогательный цилиндр-нагружатель 20 представляет собой дополнительный аналогичный по конструкции гидроцилиндр, который позволяет к тому же обеспечить постоянство нагрузки независимо от хода штока цилиндра гидроусилителя. Манометры 27 и 28 установлены на панели стенда. Все остальные устройства (цилиндр 33 гидроусилителя и распределитель 34 гидроусилителя, двуплечий рычаг 25 и цилиндр-нагружатель 20) устанавливаются на одном кронштейне. Цилиндр 33 крепится к опоре 29 и шарниру 26 рычага 25. Нагрузка на штоке цилиндра гидроусилителя создается путем дросселирования жидкости в цилиндре-нагружателе 20. Диаметры поршня и штока и ход штока цилиндра 20 равны соответствующим параметрам цилиндра гидроусилителя 33, что позволяет обеспечить равенство расходов через дроссель 22 при срабатывании гидроусилителя в обе стороны (то есть при повороте как влево, так и вправо). Гидродроссель 22 должен быть подобран таким образом, чтобы сопротивление повороту по давлению было близко к тому, которое может преодолевать гидроусилитель. На фиг. 3 и фиг. 4 приведены графические зависимости, иллюстрирующие работу имитатора нагрузки (характеристики построены для гидроусилителя, устанавливаемого на автомобили МАЗ-500, МАЗ-503, МАЗ-504, троллейбусы ЗИУ-682, ПС 101 и др.). Характеристика 1 на фиг. 3 представляет собой зависимость расхода от перепада давления в цилиндре-нагружателе 20. Перепад давления на дросселе 22 принимается равным давлению в полости цилиндра-нагружателя 20, из которой вытесняется жидкость. Давление в противоположной полости цилиндра 20 при этом принято равным нулю, так как оно близко к атмосферному. Характеристика 2 представляет собой зависимость расхода от давления на выходе насосной установки гидроусилителя (на выходе регулятора расхода 35, установленного на насосе 14). Крутопадающая ветвь этой характеристики соответствует работе предохранительного клапана, установленного в золотнике регулятора расхода. Если принять равными нулю утечки в распределителе 34 и цилиндре 33 гидроусилителя, то зависимостьв полости цилиндра 33 будет точно такой же, как и на выходе регулятора расхода 35, то есть будет соответствовать характеристике 2. Причем расход в этом случае равен действительному расходу в соответствующей полости цилиндра гидроусилителя. Поэтому рабочий режим имитатора нагрузки определяется точкой пересечения характеристик 1 и 2(точка А). Цифрой 3 обозначены характеристики насоса гидроусилителя без регулятора расхода 35. Сплошной линией показана зависимость расхода от давления, полученная для нового технически исправного насоса. Штриховой линией показана характеристика для бывшего в эксплуатации насоса, у которого из-за износа существенно снизился объемный КПД. Если подача насосабольше 8,86 л/мин, то регулятор расхода 35 возвращает часть жидкости обратно в бак. Предположим, что насос имеет характеристику 3, изображенную на фиг. 3 штриховой линией. При этом зависимость расхода от давления на выходе регулятора расхода 35 будет соответствовать линии . На участкерегулятором расхода поддерживается постоянный расход. На участке с регулятор расхода уже не работает и расход на выходе регулятора расхода равен подаче насоса. Точка пересечения линии с и графической зависимости 1 (А) и определяет рабочий режим имитатора нагрузки. Рассмотрим теперь другой случай. Предположим, что подача насоса во всем диапазоне давлений выше, чем расход, поддерживаемый регулятором расхода (8,86 л/мин). В этом случае расход на выходе регулятора расхода 35 соответствует графической зависи 6 10413 1 2008.02.28 мости 2. Но из-за утечек в распределителе и цилиндре гидроусилителя графическая зависимость действительного расхода от давления в полости цилиндра гидроусилителя сместится и будет соответствовать показанной на фиг. 3 штрихпунктирной линии. При этом рабочий режим имитатора нагрузки изменится и будет соответствовать точке А. Характеристики гидроусилителя в этом случае, как и в предыдущем, не будут соответствовать номинальным. Выше рассмотрены два случая в первом случае нарушение характеристик гидроусилителя вызвано износом насоса, а во втором - увеличением утечек в распределителе и цилиндре. На практике же часто действие факторов, приводящих к нарушению работоспособности гидроусилителя, проявляется одновременно. При перемещениях штока цилиндра гидроусилителя в полостях цилиндра-нагружателя 20 создаются давления, которые регистрируются манометрами 27 и 28. Величина давления, регистрируемая с помощью манометра 27 или 28, несет информацию о расходе,а следовательно, и о скорости перемещения штока цилиндра гидроусилителя, характеризуя одновременно и усилие на штоке цилиндра. Техническое состояние гидроусилителя оценивается величинами давлений, регистрируемых при перемещении штока цилиндра гидроусилителя с помощью манометров 27 и 28. Например, у нового технически исправного гидроусилителя при срабатываниях гидроусилителя в обе стороны (при перемещениях штока цилиндра гидроусилителя и золотника распределителя из одного крайнего положения в другое) показания манометров 27 и 28 находятся в пределах 5,0-5,2 МПа. На фиг. 4 показана зависимость отклонения (уменьшения, поэтомусо знаком минус) скорости штока цилиндра гидроусилителя от давления. Так, например, если при срабатываниях гидроусилителя давление равно 4 МПа, это означает, что скорость перемещения штока цилиндра гидроусилителя уменьшилась по отношению к требуемой на 10 . Снижение скорости перемещения штока цилиндра гидроусилителя при технически исправном насосе обусловлено утечками рабочей жидкости в распределителе, цилиндре, регуляторе расхода, что предполагает необходимость проведения поэлементного диагностирования гидроусилителя. При диагностировании гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 1,распределитель в сборе с гидроцилиндром 5 устанавливается на кронштейн стенда в соответствии с фиг. 5. При этом шаровой палец 4 цилиндра гидроусилителя устанавливается своей конической поверхностью во втулку 6 кронштейна и снизу фиксируется гайкой. Второй шаровой палец 3, расположенный между распределителем и гидроцилиндром и используемый для управления распределителем, входит в специальную прорезь пластины 2 кронштейна. Рукоятка 1 устанавливается через прорезь пластины 2 на коническую поверхность шарового пальца 3. Пластина 2 служит опорой для рукоятки 1. С помощью рукоятки 1 осуществляется управление распределителем гидроусилителя. Таким образом имитируется управляющее воздействие на распределитель со стороны водителя. Подсоединение штока цилиндра гидроусилителя к имитатору нагрузки показано на фиг. 2. Шток гидроцилиндра 33 с помощью пальца 26 соединяется с двуплечим симметричным рычагом 25, второй конец рычага с помощью пальца 24 соединен со штоком цилиндранагружателя 20. С помощью рукоятки 1 золотник распределителя перемещается в крайнее положение и удерживается в этом положении, при этом перемещается и шток цилиндра гидроусилителя. После срабатывания системы в одну сторону золотник распределителя с помощью рукоятки 1 необходимо перевести в противоположное крайнее положение и удерживать его в этом положении. При этом шток цилиндра гидроусилителя будет перемещаться в обратном направлении. При диагностировании гидроусилителя в сборе, выполненного по компоновочной схеме 1 (фиг. 2) работа стенда осуществляется следующим образом. На стенд устанавливаются насос 14, регулятор расхода 35, распределитель 34 с силовым цилиндром 33,фильтр 19 и бак 36 гидроусилителя. Включается электродвигатель 13 привода насоса 14 гидроусилителя, с помощью рукоятки 1 (фиг. 5) перемещается золотник распределителя 7 10413 1 2008.02.28 34 в крайнее положение и удерживается в этом положении. Шток цилиндра 33 гидроусилителя при этом перемещается из одного крайнего положения в другое. При перемещении штока цилиндра 33 гидроусилителя в полостях цилиндра-нагружателя 20 создаются давления, которые регистрируются манометрами 27 и 28. После срабатывания системы в одну сторону золотник распределителя с помощью рукоятки 1 необходимо перевести в противоположное крайнее положение и удерживать его в этом положении. При этом шток цилиндра 33 гидроусилителя будет перемещаться в обратном направлении. С целью повышения достоверности получаемых результатов необходимо обеспечить несколько (3-4) срабатываний гидроусилителя в одну и другую стороны. Техническое состояние гидроусилителя оценивается величинами давлений, регистрируемых при перемещении штока цилиндра гидроусилителя с помощью манометров 27 и 28, по методике, описанной выше(фиг. 4). Диагностирование распределителя гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 1, проводят по схеме, показанной на фиг. 6, с помощью специального приспособления, имеющегося на стенде и показанного на фиг. 7. Приспособление (фиг. 7) состоит из кронштейна 7, к которому приварена втулка 6, в отверстие втулки 6 ввинчен винт 5,заканчивающийся маховиком и имеющий сквозное центральное отверстие. С торцевой стороны испытываемого распределителя устанавливается крышка 2, имеющая центральное сквозное отверстие. Через крышку 2 устанавливают тягу 4, которая проходит через отверстия в золотнике 3 испытываемого распределителя и винта 5. На оба конца тяги 4 наворачивают гайки 1 и 8. При заворачивании маховика винта 5 золотник 3 распределителя перемещается влево, так как винт воздействует на золотник распределителя. При выворачивании маховика винта 5 золотник 3 перемещается вправо, так как в этом случае на золотник 3 воздействует тяга 4. Таким образом, с помощью этого приспособления можно устанавливать золотник 3 распределителя в крайние рабочие положения. При диагностировании распределителя гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 1 (фиг. 6), работа стенда осуществляется следующим образом. Распределитель 34 должен быть отсоединен от силового цилиндра. Распределитель устанавливается на приспособление (фиг. 7) и закрепляется болтами. Вход распределителя 34 с помощью рукава высокого давления аб соединяется с напорной линией стенда, к сливу распределителя подключается рукав низкого давления вг, выходы распределителя к цилиндру перекрываются заглушками. Закрывается вентиль 9, золотник распределителя устанавливается в одно из крайних положений (т.е. имитируется поворот входного вала до упора по часовой стрелке или в противоположном направлении), включается электродвигатель 2 привода насоса 3 стенда. Контроль за уровнем давления осуществляется по манометру 5. Установка требуемого давления производится путем воздействия на переливной клапан 6. На стенде определяют наличие внешних утечек рабочей жидкости через окна во втулке 5 и крышке 2 (фиг. 7), а также внутренние утечки рабочей жидкости через распределитель (при повороте входного вала до упора по часовой стрелке или в противоположном направлении) с помощью мерного бака 11 с указателем уровня 12 и секундомера, при этом расход внутренних утечек равен отношению времени, за которое в мерный бак поступит определенный объем жидкости, к этому объему. После проведения замера стенд выключают, открывают вентиль 9 и опорожняют мерный бак 11, переставляют золотник распределителя в другое крайнее положение и опять проводят испытания. На фиг. 8 показана схема диагностирования гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 2, в котором распределитель 37 находится в одном блоке с рулевым механизмом 38, а силовой цилиндр 33 размещен отдельно. На входном валу рулевого механизма закрепляют динамометрическое колесо 30 с указателем угла поворота 31 динамометрического колеса и шкалой 32. На выходной вал рулевого механизма 38 с помощью кронштейна и пальца одевается сошка 39, которая фиксируется в неподвижном положении на стенде. 8 10413 1 2008.02.28 При диагностировании гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 2(фиг. 8), работа стенда осуществляется следующим образом. Включается электродвигатель 13 привода насоса гидроусилителя 14. С помощью показаний манометров 27 и 28 оценивается техническое состояние гидроусилителя по способу, описанному выше. Давление в нагнетательной полости распределителя регистрируется манометром 15, угол поворота динамометрического колеса определяют по шкале 32 с помощью указателя угла поворота 31. При определении гидравлического люфта рулевого механизма входной вал рулевого механизма с помощью динамометрического колеса поворачивается по часовой стрелке и в противоположном направлении на угол, при котором давление в нагнетательной полости распределителя 37 будет на 0,1 МПа превышать давление при нейтральном положении золотника. Суммарный угол поворота входного вала и есть гидравлический люфт, который находят по шкале 32. Крутящий момент на входном валу рулевого механизма определяют при максимальном давлении в нагнетательной полости распределителя 37, поворот динамометрического колеса производят в двух противоположных направлениях. Упругость рулевого механизма определяют по суммарному угловому перемещению входного вала в двух противоположных направлениях, соответствующему максимальному давлению в нагнетательной полости распределителя 37, и вместо цилиндранагружателя 20 устанавливается тяга, при этом исключается возможность перемещения поршня цилиндра 33. Для определения механического коэффициента полезного действия рулевого механизма сошку 39 освобождают от фиксаторов и нагружают необходимым крутящим моментом, например, путем подвешивания груза. Крутящий момент на входном валу рулевого механизма замеряют с помощью динамометрического колеса. Упругий механический люфт, характеризуемый суммарным угловым перемещением входного вала в двух противоположных направлениях до резкого возрастания крутящего момента на динамометрическом колесе, оценивается при выключенном насосе и блокированной сошке 39 рулевого механизма. Диагностирование распределителя гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 2, проводится по схеме, показанной на фиг. 9. При этом работа стенда осуществляется следующим образом. Распределитель 37 устанавливают в сборе с рулевым механизмом 38, на входном валу рулевого механизма закрепляют динамометрическое колесо 30 с указателем угла поворота 31 динамометрического колеса и шкалой 32, на выходной вал рулевого механизма с помощью кронштейна и пальца закрепляют сошку 39, которую фиксируют в неподвижном положении на стенде. К испытываемому распределителю подводится рабочая жидкость от гидронасоса 3 стенда. Сливное отверстие распределителя соединяется с мерным баком 11 с указателем уровня 12. Выходы распределителя к цилиндру должны быть заглушены. На стенде определяют наличие внешних утечек рабочей жидкости, а также внутренние утечки рабочей жидкости через распределитель при приложении к входному валу определенного момента. Момент прикладывают в обоих направлениях. Диагностирование гидроусилителя, выполненного по компоновочной схеме 3, состоящего из насоса 14, предохранительного клапана 40, распределителя 41, цилиндра 42,рейки 43, червяка 45, сектора 46, сошки 44, проводится по схеме, показанной на фиг. 10. На двуплечем симметричном рычаге 25 с помощью пальца 26 закрепляется рычаг 47, который соединяется с сошкой рулевого механизма 44. Необходимая нагрузка на штоке цилиндра 42 гидроусилителя создается путем дросселирования жидкости в цилиндренагружателе 20 имитатора нагрузки. При испытаниях оценивают техническое состояние гидроусилителя величинами давлений, регистрируемых при перемещении штока цилиндра гидроусилителя с помощью манометров 27 и 28, по методике, описанной выше, а также определяют гидравлический люфт рулевого механизма, крутящий момент на входном валу рулевого механизма, упругий механический люфт, упругость рулевого механизма (при определении упругости вместо цилиндра-нагружателя 20 устанавливается тяга, при этом исключается возможность перемещения штока цилиндра гидроусилителя). При определе 9 10413 1 2008.02.28 нии механического коэффициента полезного действия рулевого механизма отсоединяется рычаг 47 и сошка 44 нагружается моментом, например, с помощью груза. Гидроусилитель с автономным расположением рулевого механизма, распределителя и цилиндра (выполненный по компоновочной схеме 4) испытывают практически в соответствии со схемой, показанной на фиг. 2. Отличие заключается лишь в том, что распределитель 34 с рулевым механизмом и цилиндр 33 гидроусилителя устанавливаются на стенде отдельно. Шток цилиндра 33 соединяют с помощью пальца 26 с двуплечим симметричным рычагом 25. При испытаниях можно оценивать техническое состояние гидроусилителя величинами давлений, регистрируемых при перемещении штока цилиндра 33 гидроусилителя с помощью манометров 27 и 28, по методике, описанной выше. При определении гидравлического люфта рулевого механизма в обеих гидролиниях, соединяющих распределитель 34 с цилиндром 33, с помощью двух манометров измеряются давления (на фиг. 2 манометры не показаны). Распределители, демонтированные из гидроусилителей, выполненных по компоновочным схемам 3 (распределитель должен быть демонтирован из гидроруля),4, испытывают по схеме, показанной на фиг. 6. Работа стенда осуществляется следующим образом. Вход распределителя с помощью рукава высокого давления аб соединяется с напорной линией насоса, к сливу распределителя подключается рукав низкого давления вг,выходы распределителя к цилиндру перекрываются заглушками. Вентиль 9 закрывается,золотник распределителя устанавливается в одно из крайних положений, включается электродвигатель 2 привода насоса стенда 3. При испытаниях определяют наличие внешних утечек рабочей жидкости, а также внутренние утечки рабочей жидкости через распределитель с помощью мерного бака 11 с указателем уровня 12 и секундомера. После проведения замера электродвигатель выключают, открывают вентиль 9, опорожняют мерный бак 11, затем закрывают вентиль 9, переставляют золотник распределителя в другое крайнее положение и опять проводят испытания. Контроль за уровнем давления осуществляется по манометру 5. Установка требуемого давления производится путем воздействия на маховик переливного клапана 6. Гидроцилиндры гидроусилителей, выполненных по компоновочным схемам 1,2, 4, диагностируют по схеме, показанной на фиг. 6. Работа стенда осуществляется следующим образом. Для определения утечек через уплотнения поршня, а также проверки герметичности уплотнений штока и передней крышки цилиндра штоковую полость подключают к напорной линии насоса стенда, а поршневую - к мерному баку 11 с указателем уровня 12, при этом поршень цилиндра может находиться в крайних положениях и в среднем положении, соответствующем прямолинейному движению мобильной машины, в котором поршень находится большую часть рабочего времени гидроусилителя. Для обеспечения возможности удержания при испытаниях поршня цилиндра 1 в среднем положении на стенде имеются разрезная распорная втулка 3 и палец 4 (фиг. 11). Палец 4, установленный в отверстие проушины штока 2, опирается на втулку 3, которая другим торцом опирается на переднюю крышку цилиндра. При подключении напорной линии насоса к поршневой полости можно определять утечки через уплотнения поршня при полностью выдвинутом штоке, а также осуществлять проверку герметичности уплотнений задней крышки цилиндра. Расход утечек через уплотнения поршня определяется так же, как при испытаниях распределителя гидроусилителя. В гидроусилителях могут использоваться насосы, в которых регуляторы расхода конструктивно выполнены заодно с насосами, и насосы, в которых регуляторы расхода являются съемными. На фиг. 12 показана схема испытаний насоса 14, у которого невозможно отсоединение регулятора расхода 35. Переключатель насоса 18 позволяет направлять рабочую жидкость на слив либо в гидробак 36 гидроусилителя, либо в гидробак стенда. Испытания насоса необходимо проводить без регулятора расхода, так как может оказаться, что насос соот 10 10413 1 2008.02.28 ветствует требованиям, согласно которым при номинальном давлении рном достигается номинальное значение расхода ном на выходе насоса с регулятором расхода, но при этом отличие подачи насоса н от ном будет незначительным. После установки такого насоса на мобильную машину ухудшение характеристик насоса будет сразу же приводить к ухудшению характеристик гидроусилителя, в результате чего гидроусилитель за короткое время может выйти из строя. Таким образом, важно знать подачу насоса, определенную без регулятора расхода. Поэтому с помощью пробки с конической резьбой необходимо заглушить отверстие, соединяющее слив регулятора с баком гидроусилителя 36. Работа стенда осуществляется следующим образом. Переключатель насоса 18 должен быть установлен в позицию, в которой рабочая жидкость пойдет на слив в гидробак 36 гидроусилителя. Включают электродвигатель 13 привода насоса 14 гидроусилителя. Путем воздействия на регулируемый дроссель 16 изменяют сопротивление в напорной линии насоса, регистрируют показания манометра 15 и расходомера 17, при этом получают характеристику работы насоса без регулятора расхода. Для испытаний насоса, у которого регулятор расхода является съемным, регулятор 35 исключают из схемы, показанной на фиг. 12. Методика испытаний аналогична описанной выше. Диагностирование регулятора расхода во всех случаях проводят по схеме, показанной на фиг. 6 и фиг. 13. Работа стенда осуществляется следующим образом. Регулятор расхода 35 устанавливают на кронштейн на стенде, на его выход устанавливают заглушку, сверху на корпус регулятора устанавливается крышка со штуцером, соединяющая слив регулятора с помощью рукава низкого давления вг с мерным баком 11 с указателем уровня 12. Рабочая жидкость подводится через штуцер с помощью рукава высокого давления аб. При испытаниях регулятора определяют величину внутренних утечек рабочей жидкости между золотником и корпусом так же, как и для распределителя, и определяют давление срабатывания предохранительного клапана регулятора, для чего путем воздействия на переливной клапан 6 увеличивают давление в напорной линии, в результате чего при достижении давления срабатывания предохранительного клапана регулятора начинает резко увеличиваться расход жидкости в мерном баке 11, который очень быстро заполняется. Если в полость пружины регулятора расхода имеется доступ, регулятор устанавливается на кронштейн на стенде по схеме, показанной на фиг. 13, на выход регулятора устанавливается заглушка (т.е. расход на выходе регулятораперекрывается), сверху на корпус регулятора устанавливается крышка со штуцером, соединяющая слив регулятора рукавом низкого давления вг с мерным баком 11 с указателем уровня 12. Заглушка 49 в корпусе 48 регулятора вывинчивается и на ее место завинчивается штуцер 53 с манометром 52. При определении величины внутренних утечек рабочей жидкости между золотником и корпусом регулятора в машиностроительной гидравлике обычно обращается внимание только на утечки жидкости через зазор между первым (левым) пояском 54 золотника 50 и корпусом 48. Однако утечки через зазор между вторым (правым) пояском 55 золотника 50 и корпусом 48 оказывают гораздо более значительное воздействие, чем утечки через зазор между первым (левым) пояском 54 золотника и корпусом, так как они могут привести к значительному уменьшению дозированного расхода на выходе регулятораи тем самым к нарушению работоспособности гидроусилителя. Уменьшение расхода на выходе регуляторапри увеличении зазора вызвано увеличением утечек через второй зазор 55, а также перенастройкой регулятора на другой режим работы, причем последняя причина в большей степени влияет на снижение . Перенастройка регулятора обусловлена тем, что давление в полости пружины рп начинает отличаться от давления рвых, в результате чего золотник начинает перемещаться вправо, увеличивая при этом площадь щели, образуемой передним пояском 54 и корпусом, через которую жидкость идет на слив 51, тем самым увеличивая расход жидкости, поступаемой в бак, и уменьшая расход жидкости, подаваемый на вход распределителя гидроусилителя и далее к гидроци 11 10413 1 2008.02.28 линдру. Тем самым регулятор, уменьшая требуемый ход штока цилиндра гидроусилителя,выключает из работы гидроусилитель и передает его функции водителю. Поэтому с помощью манометра 5 измеряется давление рвх на входе в регулятор, с помощью манометра 52 измеряется давление рп в полости пружины, с помощью мерного бака 11 с указателем уровня 12 измеряется суммарный расход утечек через оба зазора. Степень отличия давления рп от давления рвх будет указывать на степень износа зазора между вторым (правым) пояском 55 золотника 50 и корпусом 48 регулятора. Источники информации 1. Беляев В.М., Высоцкий М.С., Гилелес Л.Х. и др. Автомобили. Испытания Учеб. пособие для вузов / Под ред. А.И. Гришкевича, М.С. Высоцкого. - Мн. Выш.шк., 1991. С. 76-77, рис. 3.16. 2. Гинцбург Л.Л. Гидравлические усилители рулевого управления автомобилей. - М. Машиностроение, 1972. - С. 94-100, рис. 43. 3. Гинцбург Л.Л. Гидравлические усилители рулевого управления автомобилей. - М. Машиностроение, 1972. - С. 94-100, рис. 44. 4. Черкун В.Е. Ремонт тракторных гидравлических систем. - 2-е изд. Перераб. и доп. М. Колос, 1984. - С. 60, рис. 34. 5. Черкун В.Е. Ремонт тракторных гидравлических систем. - 2-е изд. Перераб. и доп. М. Колос, 1984. - С. 68-70, рис. 38. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 14