Рулевое управление автогрейдером

Полезная модель относится к системам рулевого управления транспортными средствами. Техническая задача - осуществление рулевого управления автогрейдером с шарнирно-сочлененной рамой с целью обеспечения движения передних и задних колес по одной колее, повышения маневренности и уменьшения радиуса поворота при работе в стесненных условиях. Указанный технический результат достигается тем, что рулевое управление автогрейдером, содержит передние управляемые колеса, шарнирно-сочлененную раму, рулевое колесо, гидравлическое рулевое управление, гидроцилиндры поворота шарнирно-сочлененной рамы, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик угла поворота шарнирно-сочлененной рамы, элемент сравнения, усилитель и электрогидрораспределитель, вход датчика угла поворота рулевого колеса соединен с рулевым валом, выход датчика угла поворота рулевого колеса соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом элемента сравнения, выход датчика угла поворота шарнирно-сочлененной рамы соединен с входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен с электрогидрораспределителем, который своими гидролиниями соединен с гидроцилиндрами поворота шарнирно-сочлененной рамы.

Полезная модель относится к системам рулевого управления (РУ) транспортными средствами.

Известна система РУ транспортным средством [Пат. Российская Федерация 2384449, МПК B62D 6/00 (2006.01). Система рулевого управления [Текст] / Нельсон Фредерик У.]. Система, по второму варианту, содержит узел для облегчения РУ транспортным средством в автоматическом режиме РУ. Узел содержит приводной электродвигатель РУ, привод, соединяющий электродвигатель и рычажную передачу вместе. Приводной электродвигатель РУ включает датчик положения входного устройства РУ. Процессор реагирует на сигнал обратной связи угла РУ и направляющий сигнал для РУ транспортным средством. Преобразовательное устройство содержит приводной шкив, закрепленный на рулевом вале в месте, сдвинутом от рулевого колеса, для обеспечения поворота вместе с валом, электродвигатель, кронштейн для соединения с передачей приводного усилия приводного шкива с электродвигателем для перемещения электродвигателя вместе с рулевым валом.

Недостатком данного устройства является невысокая маневренность транспортного средства и большой радиус поворота.

Наиболее близким техническим решением по технической сущности и достигаемому результату является патент [Пат. Российская Федерация 2438909, МПК B62D 13/04 (2006.01) B62D 53/00 (2006.01). Система и способ рулевого управления состава колесных транспортных средств [Текст] / Демонг Морис, Дебнам Эшли]. Состав из трех транспортных средств, включающий в себя первое и второе концевые транспортные средства содержит систему РУ, включающую в себя пару движущих устройств, совмещенных в поперечном направлении, силовой приводной механизм, две дополнительные пары движущих устройств, датчик угла, средство указания расстояния, средство определения текущего угла поворота, средство сохранения текущего угла поворота и генерации электрических сигналов, указывающих значение этого угла, средство передачи электрических сигналов, гидравлический двигатель, программируемый логический контроллер (ПЛК), датчик угла колеса. Каждое движущее устройство содержит колесо, выполненное с возможностью рулевого управления. Датчик угла содержит роликовую цепь и измерительную звездочку. Электрическая система контроллера (ПЛК) содержит блок памяти и электрический индикатор. Способ РУ заключается в вычислении корректировок угла поворота, передаче показаний межвагонных углов к указанному ПЛК. Изобретение позволяет автоматически управлять большим количеством транспортных средств в стесненных условиях.

Недостатком известного устройства является большой радиус поворота транспортного средства.

Технической задачей настоящей полезной модели является осуществление РУ автогрейдером с шарнирно-сочлененной рамой (ШСР) при поворотах с целью обеспечения движения передних и задних колес по одной колее, повышения маневренности и уменьшения радиуса поворота при работе в стесненных условиях.

Указанный технический результат достигается тем, что РУ автогрейдером, оснащенным передними управляемыми колесами и ШСР, содержит рулевое колесо, гидравлическое рулевое управление (ГРУ), гидроцилиндры (ГЦ) поворота ШСР или, другими словами, складывания ШСР, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик угла поворота ШСР, элемент сравнения, усилитель и электрогидрораспределитель (ЭГР), вход датчика угла поворота рулевого колеса соединен с рулевым валом, выход датчика угла поворота рулевого колеса соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом элемента сравнения, выход датчика угла поворота ШСР соединен с входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен с электрогидрораспределителем, который своими гидролиниями соединен с гидроцилиндрами поворота ШСР.

Сущность полезной модели поясняется нижеследующим описанием и чертежом, где изображена схема структурная РУ автогрейдером, содержащая две подсистемы: подсистему управления поворотом передних управляемых колес и подсистему управления поворотом ШСР.

При вращении рулевого колеса происходит рассогласование между золотником и гильзой ГРУ, открываются проходные отверстия, и рабочая жидкость через гидромотор обратной связи (ГМОС) поступает в исполнительные ГЦ поворота передних управляемых колес. В свою очередь ГМОС осуществляет жесткую отрицательную обратную связь, поворачивая гильзу вслед за золотником и закрывая проходные отверстия. Через датчик угла поворота рулевого колеса сигнал поступает на усилитель, который является задатчиком для включения ЭГР, который осуществляет работу ГЦ поворота ШСР на определенный угол, пропорциональный углу поворота рулевого колеса и углу поворота передних управляемых колес с коэффициентом пропорциональности к.

Датчик угла Д₁, установленный на рулевом валу АГ, измеряет угол поворота рулевого колеса. Датчик угла Д₂, установленный в шарнире сочленения моторной и хребтовой рам автогрейдера измеряет угол поворота ШСР. В кабине оператора установлен блок управления, содержащий усилитель электрического сигнала и элемент сравнения. В представленной схеме задатчиком для поворота передних управляемых колес является угол поворота рулевого колеса . Q₁ - расход жидкости, поступающий из ЭГР в ГЦ поворота ШСР; l_шт - ход штока ГЦ поворота передних управляемых колес; l_шт1 - ход штока ГЦ поворота ШСР. Автогрейдер оснащен серийным ГРУ поворотом передних управляемых колес. Угол поворота рулевого колеса служит информационным параметром для управления углом поворота ШСР.

Работа РУ автогрейдером осуществляется следующим образом.

При повороте рулевого колеса передние управляемые колеса за счет ГРУ поворачиваются на угол а, при этом датчик Д₁ измеряет угол поворота рулевого колеса и передает электрический сигнал h_упр через усилитель с коэффициентом передачи k на элемент сравнения. Управляющий сигнал поступает на ЭГР, который управляет ГЦ поворота ШСР и поворачивает ШСР на угол . Датчик Д₂ отслеживает угол поворота ШСР и передает сигнал на элемент сравнения. Приходящие на элемент сравнения сигналы непрерывно сравниваются между собой, таким образом, осуществляется непрерывное управление углом поворота ШСР по формуле (1):

где k - коэффициент пропорциональности между углом поворота передних управляемых колес и углом поворота ШСР.

Предложенное РУ автогрейдером позволяет управлять углом поворота ШСР с коэффициентом пропорциональности, который выбирается для каждой типоразмерной группы автогрейдеров, что обеспечивает движение передних и задних колес по одной колее, уменьшает радиус поворота, повышает мобильность и маневренность автогрейдера в стесненных условиях.

Рулевое управление автогрейдером, имеющим передние управляемые колеса и шарнирно-сочлененную раму, содержащее рулевое колесо, гидравлическое рулевое управление, гидроцилиндры поворота шарнирно-сочлененной рамы, отличающееся тем, что содержит датчик угла поворота рулевого колеса, датчик угла поворота шарнирно-сочлененной рамы, элемент сравнения, усилитель и электрогидрораспределитель, вход датчика угла поворота рулевого колеса соединен с рулевым валом, выход датчика угла поворота рулевого колеса соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с входом элемента сравнения, выход датчика угла поворота шарнирно-сочлененной рамы соединен с входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен с электрогидрораспределителем, который своими гидролиниями соединен с гидроцилиндрами поворота шарнирно-сочлененной рамы.