Устройство для стабилизации прямолинейности курсового движения сельскохозяйственного агрегата

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИ КУРСОВОГО ДВИЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО АГРЕГАТА(71) Заявитель Производстенное объединение Минский тракторный завод им. В.И. Ленина(73) Патентообладатель Производственное объединение Минский тракторный завод им. В. И. Ленина(57) Устройство для стабилизации прямолинейности курсового движения сельскохозяйственного агрегата,содержащее гидравлическую систему рулевого управления колесного трактора, состоящую из распределителя рулевого управления, золотник которого кинематически связан с рулевым колесом, а гидравлически - с насосом и с исполнительным гидроцилиндром, и дополнительный гидрораспределитель, гидравлически соединенный с гидробаком и с гидроцилиндром поворота колес сельхозмашины, причем корпус дополнительного гидрораспределителя соединен с сельхозмашиной и содержит золотник, связанный с тягой, выполненной из двух частей, соединенных между собой посредством упругих элементов и с колесным трактором, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вспомогательным гидрораспределителем, золотник которого кинематически связан с золотником распределителя рулевого управления и рулевым колесом трактора, а гидравлически - с насосом, баком и дополнительным гидрораспределителем, причем полости исполнительного гидроцилиндра рулевого управления трактора гидравлически соединены с торцевыми полостями управляемого органом управления распределителя, полость распределения которого выполнена с возможно 3052 1 стью избирательного сообщения с гидравлическими линиями между вспомогательным и дополнительным гидрораспределителями и насосом, при этом корпус дополнительного гидрораспределителя и составная тяга,связанная с золотником последнего, шарнирно соединены с сельхозмашиной и колесным трактором.(56) 1. А.с. СССР 935332, МПК В 62 15/32, 1982. 2. А.с. СССР 821276, МПК В 62 13/04, 1981. Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к устройствам для стабилизации курсовой устойчивости движения сочлененных сельскохозяйственных агрегатов и транспортных средств. Известно устройство для поддержания прямолинейности курсового движения сочлененного транспортного средства путем взаимосвязанного межбортового регулирования частоты вращения тяговых двигателей активных колес прицепа через индивидуальные преобразователи частоты тока генератора 1. Устройство снабжено датчиком угла складывания прицепа относительно тягача. При нарушении курсовой устойчивости сигнал с выхода датчика угла складывания прицепа поступает на выходы сумматоров,управляющих преобразователями частоты. На внешнем борту сигнал датчика угла складывания суммируется с сигналом блока управления, пропорциональным скорости внешнего колеса тягача, а на внутреннем - вычитается из аналогичного сигнала, пропорционального скорости внутреннего колеса тягача. Тем самым увеличивается частота вращения внешнего колеса прицепа и уменьшается частота вращения внутреннего, что приводит к уменьшению угла складывания. Недостатком такого устройства является то, что оно не применимо при механическом приводе колес прицепа, а также в том случае, если колеса не являются ведущими. Известно также устройство для управления колесами полуприцепной сельскохозяйственной машины 2,содержащее гидравлическую систему рулевого управления колесного трактора, состоящую из распределителя рулевого управления, золотник которого кинематически связан с рулевым колесом и с подвижным элементом исполнительного гидроцилиндра поворота колес трактора и гидравлически с насосом и с исполнительным гидроцилиндром, а также дополнительный гидрораспределитель, гидравлически соединенный с распределителем рулевого управления, гидробаком и гидроцилиндром поворота колес сельхозмашины, причем корпус дополнительного гидрораспределителя шарнирно закреплен на поворотной цапфе управляемых колес сельхозмашины, а золотник посредством тяги, двуплечего рычага и продольной тяги связан с поворотной цапфой управляемых колес трактора. Упомянутый двуплечий рычаг шарнирно закреплен на сельхозмашине, его ось поворота расположена в поперечной вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось сельхозмашины, а тяга выполнена составной из двух частей, соединенных между собой посредством упругих элементов. Это устройство является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и поэтому выбрано в качестве прототипа. Недостатком данного технического решения является то, что решаемые им задачи относятся к улучшению управляемости агрегата с полуприцепной сельскохозяйственной машиной, но не способствует улучшению прямолинейности курсового движения, так как управление колесами сельхозмашины осуществляется лишь при повороте колес трактора. Если же управляемые колеса трактора находятся в нейтральном положении и к сельхозмашине приложен отклоняющий момент в горизонтальной плоскости, обусловленный смещением тяговой нагрузки относительно плоскости симметрии либо тем, что агрегат движется на косогоре, то возможно отклонение от прямолинейности курсового движения, что может привести к складыванию агрегата. Предлагаемое изобретение направлено на решение задачи по улучшению прямолинейности курсового движения сельскохозяйственного агрегата при действии на сельхозмашину отклоняющего момента, обусловленного смещением тяговой нагрузки относительно продольной плоскости симметрии или вызванного рельефом местности при обеспечении хорошей управляемости. Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройство для стабилизации прямолинейности курсового движения сочлененного сельхозагрегата, содержащее гидравлическую систему рулевого управления колесного трактора, состоящую из распределителя рулевого управления, золотник которого кинематически связан с рулевым колесом, а гидравлически - с насосом и с исполнительным гидроцилиндром, а также дополнительный гидрораспределитель, гидравлически соединенный с гидробаком и с гидроцилиндром поворота колес сельхозмашины, причем корпус дополнительного гидрораспределителя соединен с сельхозмашиной и содержит золотник, связанный с колесным трактором составной частью, выполненной иэ двух частей, соединенных между собой посредством упругих элементов, дополнительно введен вспомогательный гидрораспределитель, золотник которого кинематически связан с золотником распределителя рулевого управления и рулевым колесом трактора, а гидравлически с насосом, баком и дополнительным гидрораспределителем, причем полости исполнительного гидроцилиндра рулевого управления трактора гидравлически соединены с торцевыми полостями управляемого органом управления распределителя, полость 3052 1 распределения которого выполнена с возможностью избирательного сообщения с гидравлическими линиями между вспомогательным и дополнительным гидрораспределителями и насосом, при этом корпус дополнительного гидрораспределителя и составная тяга, связанная с золотником последнего, соединены шарнирно,соответственно с сельхозмашиной и с колесным трактором. Новым является то, что заявляемое устройство дополнительно снабжено вспомогательным гидрораспределителем, золотник которого кинематически связан с золотником распределителя рулевого управления и рулевым колесом трактора, а гидравлически - с насосом, баком и дополнительным гидрораспределителем,причем полости исполнительного гидроцилиндра рулевого управления трактора гидравлически соединены с торцевыми полостями управляемого органом управления распределителя, полость распределения которого выполнена с возможностью избирательного сообщения с гидравлическими линиями между вспомогательным и дополнительным гидрораспределителями и насосом, при этом корпус дополнительного гидрораспределителя и составная тяга, связанная с золотником последнего, соединены шарнирно, соответственно с сельхозмашиной и с колесным трактором. Изобретение поясняется гидравлической схемой. Устройство состоит из насоса 1, соединенного с баком 2 и делителем потока 3. От делителя потока 3 часть рабочей жидкости поступает к распределителю 4 рулевого управления, золотник которого кинематически связан с рулевым колесом 5. На валу 6 установлен червяк 7, который находится в зацеплении с сектором 8, кинематически связанным со штоком 9 исполнительного гидроцилиндра 10 рулевого управления трактора 11. Сектор 8 установлен на вертикальном валу 12, на нижнем конце которого установлена сошка 13 управляемых колес 14 трактора. Другая часть потока рабочей жидкости от делителя потока 3 поступает к вспомогательному гидрораспределителю 15, золотник которого кинематически соединен с золотником распределителя 4 рулевого управления трактора. Вспомогательный распределитель 15 гидролиниями 16 и 17 соединен с дополнительным гидрораспределителем 18, корпус которого шарнирно соединен с остовом сельхозмашины 19. Золотник дополнительного гидрораспределителя 18 встроен в тягу 20, состоящую из двух частей, соединенных между собой посредством упругих элементов 21 и 22, а с остовом трактора 11 и сельхозмашины 19 с помощью шарниров. Дополнительный гидрораспределитель 18 гидравлически связан с силовым гидроцилиндром 23 управляемых колес 24 сельхозмашины. Управляемые колеса 24 установлены с развалом и схождением, а их шкворни имеют углы наклона в продольной и поперечной плоскостях. Кроме того, гидравлический распределитель 18 гидравлическими линиями 16 и 17 связан с управляемым пропорциональным электромагнитом 25 распределителем 26. Торцевые полости распределителя 26 соединены через дроссели золотников 27 с полостями гидроцилиндра 10, а через последние - с полостями основного гидравлического распределителя 4. Ток, который проходит через электромагнит 25, регулируется с помощью органа управления 28. Электрическая часть пульта управления 29 состоит из переменных сопротивлений, контактов, замыкающихся при повороте органа управления 28, и электронного усилителя. Кроме того, на пульте управления 28, имеется рукоятка управления электромагнитами золотников 27. Упомянутые гидрораспределители 4, 15, и 18, а также управляемый золотник 26 выполнены трехпозиционными. Рабочая жидкость в гидролинию 16 поступает от делителя потока 3 при нейтральном положении руля 5 через вспомогательный распределитель 15, а при повернутом - через управляемый распределитель 26. Слив рабочей жидкости из гидролиний 16 и 17 осуществляется через вспомогательный распеделитель 15 в бак 2. Предохранение гидросистемы от перегрузок осуществляется при помощи предохранительных клапанов 31 и 32. Устройство работает следующим образом. При прямолинейном движении сельскохозяйственного агрегата уравляемые колеса 14 трактора 11 находятся в нейтральном положении, поэтому поступающая в распределитель 4 от делителя потока 3 рабочая жидкость направляется на слив в бак 2. В тоже время вспомогательный распределитель 15 направляет поток рабочей жидкости от делителя потока 3 по гидролинии 16 к дополнительному гидрораспределителю 18. При отсутствии внешнего отклоняющего момента колеса сельхозмашины также находятся в нейтральном положении, т.е. двигаются параллельно общей продольной оси трактора и сельхозмашины. При этом рабочая жидкость, поступающая к дополнительному гидрораспределителю 18, не передается гидроцилиндру 23, а перепускается через предохранительный клапан 32 в бак 2. Если же при прямолинейном движении трактора под действием асимметричной тяговой нагрузки или боковых сил продольная ось симметрии сельхозмашины отклоняется от продольной оси трактра, то золотник дополнительного распределителя 18 перемещается из нейтрального положения в результате удлинения или укорочения тяги 20. В результате рабочая жидкость поступает в ту или иную полость силового гидроцилиндра 23, который дополнительно поворачивает управляемые колеса 24 по или против часовой стрелке в направлении, противоположном складыванию сельхозмашины. Возникающие при этом боковые реакции почвы и стабилизирующий момент способствует возвращению сельхозмашины 19 в нейтральное положение,когда угол складывания отсутствует. При отсутствии угла складывания после прекращения подачи рабочей жидкости в гидроцилиндр 23 управляемые колеса 24 сельхозмашины остаются в нейтральном положении, благодаря наличию углов развала и схождения, а также наклону шкворней в продольной и вертикальной плоскостях. 3052 1 Для поворота сельскохозяйственного агрегата поворачивают рулевое колесо 5 трактора. При этом смещаются относительно нейтрального положения золотники распределителя 4 рулевого управления и вспомогательного распределителя 15. Рабочая жидкость от первого из них поступает в ту или иную полость исполнительного цилиндра 10 рулевого управления трактора, что вызывает поворот его управляемых колес 14. В тоже время золотник вспомогательного распределителя 15 перекрывает подачу рабочей жидкости от делителя потока 3 в гидролинии 16 и 17, одновременно соединяя одну из них с баком 2. Если пульт управления отключен, то рабочая жидкость из напорной полости исполнительного гидроцилиндра 10 рулевого управления через золотники 27 поступает под одну из торцевых полостей распределителя 26. Под действием давления рабочей жидкости в торцевой полости управляемый золотник 26 перемещается. При этом рабочая жидкость под давлением подается в соответствующую гидролинию 16 и 17, по которой она поступает через дополнительный распределитель 18 в одну из полостей силового гидроцилиндра 23. Рабочая жидкость из противоположной полости цилиндра 23 поступает через дополнительный распределитель 18 в гидролинию 16 и 17 и далее через вспомогательный распределитель 15 на слив. Гидроцилиндр 23 осуществляет поворот управляемых колес 24 пропорционально увеличению давления в гидролиниях 16 и 17. Если давление рабочей жидкости подать в надпоршневое пространство цилиндра 10, то при этом, если угол складывания сельхозмашины, как показано на рисунке - по часовой стрелке, рабочая жидкость поступает в надпоршневое пространство цилиндра 23. В результате управляемые колеса 14 трактора и 24 сельхозмашины повернутся против часовой стрелки, а сельскохозяйственный агрегат движется способом краб влево. И наоборот, при повороте управляемых колес 14 трактора и 24 сельхозмашины по часовой стрелке сельскохозяйственный агрегат плоскопараллельно перемещается вправо. В этом достигается маневренность при выполнении маневра типа переставка, либо при движении на склоне. Это предотвращает сползание агрегата вниз по склону. При движении по склону противоположного знака или выполнении маневра переставка в противоположном направлении водитель, воздействуя на органы управления 28 и 30 перекрывает подачу рабочей жидкости к торцам распределителя 26 и переводит с помощью электромагнита 25 распределитель 26 в противоположную сторону. В этом случае при подаче давления в надпоршневую полость цилиндра 10 рабочая жидкость поступает в гидролинию 16, а колеса 14 трактора и 24 сельхозмашины поворачиваются против часовой стрелки, что предотвращает сползание сельскохозяйственного агрегата. В процессе движения агрегата может возникнуть ситуация, когда вследствие большой нагрузки на управляемые колеса 24 сельхозмашины, возрастания гидравлического сопротивления в линиях 16 и 17, соединяющих рулевой привод колес 24 сельхозмашины, либо попадания управляемых колес 14 трактора на лед или другой вид опорной поверхности с малым сцеплением, момент сопротивления повороту колес 24 резко возрастает, а момент сопротивления колес 14 трактора резко уменьшается. И наоборот, возможна ситуация,когда вследствии разгрузки или попадания на лед колес 24 сельхозмашины и уменьшения гидравлического сопротивления в линиях 16 и 17 резко уменьшается момент сопротивления повороту колес 24 сельхозмашины. В этом случае водитель, воздействуя на органы управления 28, регулирует силу тока, проходящего через электромагнит 25, и тем самым регулирует создаваемое им осевое усилие. Смещение распределителя 26 при изменении усилия электромагнита 25 приводит к изменению перепада давления между полостями цилиндра 10 и линиями 16 и 17. Таким образом может быть восстановлено необходимое соотношение между углами поворота колес трактора и сельхозмашины. Воздействуя на орган управления 28 пульта управления 29 водитель может привести управляемый распределитель 26 в нейтральное положение, тем самым полностью отключив подачу рабочей жидкости в гидролинии 16 и 17 от гидрораспределителя 4. Перед этим, однако, следует повернуть управляемые колеса 14 трактора и 24 сельхозмашины и привести их в нейтральное положение, чтобы исключить замыкание рабочей жидкости в одной из полостей гидроцилиндра 23. При отключении системы управления с помощью управляющего распределителя 26, поворот сельскохозяйственного агрегата осуществляется путем складывания вокруг шарнира сочленения. При наличии угла складывания и нейтральном положении руля 5 для стабилизации агрегата управляемые колеса 24, как правило, достаточно поворачивать на углы, не превышающие 10,т.е. работать в пределах упругих деформаций шин, избегая их скольжения в контакте. При этом, как и при установке угла схождения колес, можно избегать износа шин, связанного с их проскальзыванием и выбором больших диаметров гидроцилиндра 23. Таким образом, такая конструкция системы управления сочлененного сельскохозяйственного агрегата позволяет добиться стабилизации курсового движения, т.е. улучшения прямолинейности его движения под действием отклоняющего момента, обусловленного смещением тяговой нагрузки относительно плоскости симметрии или вызванного рельефом местности, например, при движении поперек склона. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.