2448

Преимуществом предлагаемого гидрообъемного рулевого управления является то, что в качестве усилителя потока применяются два гидромотора, кинематически связанные между собой. Таким образом, усиление потока происходит объемным способом, что исключает влияние изменения температуры рабочей жидкости на качество выходных характеристик при применении дроссельных усилителей потока. Кроме того, путем подбора насосадозатора и гидромоторов в усилительном контуре гидрообъемного рулевого управления с различным сочетанием рабочих объемов можно получить систему рулевого управления с широким диапазоном выходной мощности для различных дорожно-строительных машин.

Рис. 4.7. Гидрообъемное рулевое управление транспортного средства

Гидрообъемное рулевое управление колесного транспортного

151

средства (см. рис. 4.7) содержит гидрораспределитель 1 рулевого управления, гильза которого кинематически связана с насосомдозатором 2, а золотник – с рулевым колесом 3. Гидрораспределитель 1 гидравлически соединен напорной гидролинией 4 с насосом 5, сливной гидролинией 6 – с гидробаком 7, рабочими гидролиниями 8 – с исполнительным гидроцилиндром 9. Насос-дозатор 2 в рабочих положениях гидрораспределителя 1 соединяется с гидромотором 10, образуя гидропередачу с замкнутой циркуляцией потока рабочей жидкости. Гидромотор 10 кинематически связан с гидромотором 11, установленным в сливной гидролинии 6.

В гидрообъемном рулевом управлении колесного транспортного средства (см. рис. 4.8) в гидропередаче с замкнутой циркуляцией потока рабочей жидкости использован регулируемый гидромотор 12. Перед гидромотором 10 установлен гидрозамок 13.

Работа системы осуществляется следующим образом. При работе питающего насоса 5 гидрообъемного рулевого управления колесного транспортного средства рабочая жидкость по напорной гидролинии 4 поступает в гидрораспределитель 1 и при неподвижном рулевом колесе 3 направляется на слив по гидролинии 6 в гидробак 7.

При повороте рулевого колеса 3 и перемещении золотника гидрораспределителя 1, например вправо, поток рабочей жидкости по напорной гидролинии 4 поступает в левую полость исполнительного гидроцилиндра 9. Последний преодолевает нагрузку, направленную против движения штока, происходит поворот машины. Из правой полости вытесненная рабочая жидкость через кинематическую связь передается валу гидромотора 10, который соединен через гидрораспределитель 1 с насосом-дозатором, в гидропередачу с замкнутой циркуляцией потока рабочей жидкости. Таким образом, поток рабочей жидкости, циркулируя по замкнутому контуру, вызывает вращение вала насоса-дозатора 2, который кинематически связан с гильзой гидрораспределителя 1. Последний возвращается в исходное нейтральное положение, поворот машины прекращается.

При достижении поршнем крайнего левого или правого положения давление в управляющей полости гидрозамка 13 снижается и гидрозамок 13 перекрывает движение потока от насосадозатора 2 к гидромотору 10. Таким образом, достигается отсутствие вращения рулевого колеса при упоре поршня.

При возникновении попутной нагрузки во время поворота транспортного средства, например при движении штока

152

гидроцилиндра вправо, скорость движения штока повышается. Расход рабочей жидкости, поступающей из правой полости исполнительного гидроцилиндра 9 через гидрораспределитель 1 и гидромотор 11 по сливной гидролинии 6 в гидробак 7, увеличивается. Частота вращения вала гидромотора 11 через кинематическую связь передается валу гидромотора 10. Скорость циркулирования потока рабочей жидкости в замкнутом контуре повышается и насос-дозатор 2 возвращает гидрораспределитель 1 в нейтральное положение. Аналогично система работает при возникновении попутной нагрузки влево.

Рис. 4.8. Гидрообъемное рулевое управление колесного транспортного средства с регулируемым гидромотором

153

В настоящей монографии обоснованы показатели качества объемных гидроприводов рулевого управления, приведена математическая модель объемного гидропривода рулевого управления с усилителем потока. Представлены основные закономерности процессов, происходящих в объемном гидроприводе рулевого управления. Установлены зависимости влияния углов положительного перекрытия проходных сечений каналов гидромоторного ряда гидрораспределителя на время чистого запаздывания, величину перерегулирования, устойчивость системы. Даны рекомендации по значениям углов перекрытия проходных сечений каналов гидромоторного ряда. Представлена инженерная методика выбора основных конструктивных параметров объемных гидроприводов рулевого управления, позволяющая обеспечить устойчивость системы, требуемые значения точности и быстродействия.

154

Библиографический список

1.Лысов М.И. Рулевые управления автомобилей / М.И. Лысов. – М.: Машиностроение, 1972. – 344 с.

2.ГОСТ 27254-87 (ИСО 5010-84). Машины землеройные. Системы рулевого управления колесных машин. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – 19 с.

3.Любимов Б.А. Объемные гидроприводы рулевого управления колесных самоходных сельскохозяйственных машин / Б.А. Любимов, Е.Н. Червяков, Ю.И. Судаков // Обзорная информ. / ЦНИИТЭИтракторсельхозмаш. – М., 1980. – 40 с.

4.Гинцбург Л.Л. Гидравлические усилители рулевого управления автомобилей / Л.Л. Гинцбург. – М.: Машиностроение, 1972. – 120 с.

5.Любимов Б.А. Обоснование схем и основных параметров унифицированных объемных гидроприводов рулевого управления колесных тракторов./ Б.А. Любимов, Е.Н. Червяков // Тр. НАТИ. – М., 1975.– Вып. 242.

6.Калмыков В.Н. Системы рулевого управления строительных и дорожных

машин. Серия 4 «Дорожные машины» / В.Н. Калмыков, В.В. Пашкевич // Обзорная информ. / ЦНИИТЭстроймаш. – М., 1985. – Вып. 3. – 38 с.

7. Обидин В.Я. Типоразмерный ряд гидрорулей для самоходных машин.

Проблемы и решения / В.Я. Обидин, А.В. Жаворонков, О.А. Зуева // Повышение надежности и производительности землеройно-транспортных машин / Тр. ВНИИстройдормаш. – М., 1987. – Вып. 108. – С. 101–108.

8.URL: http:// www.ozgp.ru/products/index.htm (дата обращения: 07.12.2010).

9.URL: http://www.sauer-danfoss.com/Products/Steering/index.htm (дата обращения: 15.02.2011).

10.URL: http://www.zf.com/corporate/en/products/replacement_parts pumps_ replacement_parts/steering-gears-and-pumps.html (дата обращения: 22.03.2011).

11.Алексеева Т.В. Гидропривод и гидроавтоматика землеройнотранспортных машин / Т.В. Алексеева. – М.: Машиностроение, 1966.

12.Ульянов Н.А. Колесные движители строительных и дорожных машин: Теория и расчет / Н.А. Ульянов. – М.: Машиностроение, 1982. – 279 с.

13.Башта Т.М. Гидравлические следящие приводы / Т.М. Башта. – М.: Машгиз, 1960.

14.Гамынин Н.С. Гидравлический привод систем управления / Н.С. Гамынин. – М.: Машиностроение, 1972. – 376 с.

15.Динамика гидропривода / под общ. ред. В.Н. Прокофьева. – М.: Машиностроение,1972. – 292 с.

16.Электрогидравлические следящие системы / под общ. ред. В.А. Хохлова.

–М.: Машиностроение, 1971.

17.Лещенко В.А. Гидравлические следящие приводы станков с программным управлением / В.А. Лещенко. – М.: Машиностроение, 1976. – 288 с.

18.Чупраков Ю.И. Основы гидро- и пневмоприводов / Ю.И. Чупраков. – М.: Машиностроение, 1966. – 159 с.

19.Аракельянц С.М. Исследование гидравлической системы управления

поворотом шарнирной машины / С.М. Аракельянц // Совершенствование

155

приводов строительных и дорожных машин: сб. науч. тр. ВНИИСДМ. – М.,

1981. – Вып. 92. – С. 56–63.

20.Боклаг Б.И. Анализ общей устойчивости шарнирно-сочлененных колесных машин: дис. … канд. техн. наук / Б.И. Боклаг – Харьков, 1964.

21.Брянский Ю.А. Кинематика поворота колесных машин с шарнирносочлененной рамой / Ю.А. Брянский // Строительные и дорожные машины.

–1970. – № 2.

22.Грифф М.И. Исследование процесса поворота шарнирно-сочлененных колесных машин: дис. … канд. техн. наук / М.И. Грифф – М., 1972.

23.Диатян Н.А. Исследование криволинейного движения шарнирносочлененного трактора К-700 с учетом упругих свойств широкопрофильных

шин: дис. … канд. техн. наук / Н.А. Диатян – М., 1971.

24.Дмитриев А.В. Тяговая динамика трактора «Кировец» при работе с сельскохозяйственными орудиями и на транспорте в условиях поворота: дис. … канд. техн. наук / А.В. Дмитриев – Л., 1985. – 213 с.

25.Закин Я.Х. Прикладная теория движения автопоезда / Я.Х. Закин. – М.: Транспорт, 1967.

26.Малиновский Е.Ю. Колебания и устойчивость движения колесных шарнирно-сочлененных землеройно-транспортных машин: дис. … д-ра техн.

наук / Е.Ю. Малиновский – М., 1974. – 322 с.

27.Митропан Д.М. Кинематика и динамика шарнирно-сочлененного трактора 4х4 класса: дис. … канд. техн. наук / Д.М. Митропан – Харьков, 1968.

28.Обидин В.Я. Разработка и исследование рулевой системы для шарнирно-сочлененных строительных и дорожных машин: дис. … канд. техн. наук / В.Я. Обидин – М., 1976.

29.Полевицкий К.К. Устойчивость движения колесных машин с системой

автоматического вождения / К.К. Полевицкий // Механизация и электрификация сельского хозяйства. – 1986. – № 11. – С. 3–8.

30. Попов В.А. Исследование кинематики полевых сельскохозяйственных агрегатов с тракторами, имеющими шарнирную раму (на примере трактора К- 700): дис. … канд. техн. наук / В.А. Попов – Алексеевка, 1968.

31.Скокан А.И. исследование влияния системы поворота на производительность пневмоколесного одноковшового погрузчика: дис. … канд. техн. наук / А.И. Скокан – М., 1970.

32.Скокан А.И. Исследование поворота шарнирно-сочлененных колесных машин / А.И. Скокан, Ю.А. Брянский, М.И. Грифф // Обзорная информ. /

ЦНИИТЭстроймаш. – М., 1973. – 84 с.

33.Тишин Б.М. Исследование управляемости колесного трактора 4х4 с шарнирной рамой на повороте (на примере К-700): дис. … канд. техн. наук / Б.М. Тишин – Л., 1971. – 205 с.

34.Ульянов Н.А. Теория самоходных колесных землеройно-транспортных машин / Н.А. Ульянов. – М.: Машгиз, 1969.

35.Фаробин Я.Е. Теория поворота транспортных машин / Я.Е. Фаробин. – М.: Машиностроение, 1970. – 176 с.

36.Шапиро Е.М. Исследование процессов поворота колесного шарнирно-

156

сочлененного трактора класса 3 т / Е.М. Шапиро // Тракторы и сельхозмашины. –

1968. – № 12.

37. Дерюженко С.А. Совершенствование системы управления курсом прицепной дорожно-строительной машины (на примере ДС-160): дис. … канд. техн. наук / С.А. Дерюженко – Омск, 1990.

38.Лубяной Н.Н. Обоснование путей совершенствования управляемости колесных тракторов с гидрообъемным рулевым управлением: дис. … канд. техн. наук / Н.Н. Лубяной – М., 1984.

39.Коновалов В.Ф. Устойчивость и управляемость машино-тракторных агрегатов / В.Ф. Коновалов. – Пермь: Перм.с.-х. ин-т, 1969. – 444 с.

40.Обидин В.Я. Анализ устойчивости ОГРУ самоходных машин / В.Я.

Обидин, Е.Н. Червяков // Тр. НАТИ. – М., 1975. – Вып. 242.

41.Обидин В.Я. Динамика ОГРУ колесной самоходной машины / В.Я. Обидин // Тр. НАТИ. – М., 1979. – Вып. 265.

42.Обидин В.Я. Стендовые испытания гидрорулей строительных машин /

В.Я. Обидин, В.В. Пашкевич, А.И. Смольяков, В.В. Кравцов// Обзорная информ.

–М.: Машмир, 1991. – Вып. 5.

43.ОСТ 23150-80. Тракторы колесные. Объемный гидропривод рулевого управления. Технические требования. – М.: НАТИ, 1981. – 8 с.

44.ГОСТ Р ИСО 3450-99. Машины землеройные. Тормозные системы колесных машин. Требования к эффективности и методы испытаний. – М.: Издво стандартов, 2000. – 7 с.

45.Смирнов Г.А. Теория движения колесных машин: учеб. для студентов автомобильных специальностей вузов / Г.А. Смирнов. – М.: Машиностроение, 1981, – 271 с.

46.Чудаков Д.А. Основы теории и расчета трактора и автомобиля / Д.А.

Чудаков. – М.: Колос, 1972.

47.Шейнин А.М. Эксплуатация дорожных машин: учеб. для вузов по специальности «Строительные и дорожные машины и оборудование» / А.М. Шейнин и др. – М.: Машиностроение, 1980. – 336 с.

48.Машины для земляных работ / под общ. ред. Ю.А. Ветрова. – 2-е изд., дораб. и доп. – Киев: Вища школа. Головное изд-во, 1981. – 384 с.

49.Башта Т.М. Машиностроительная гидравлика / Т.М. Башта. – М.: Машгиз, 1971.

50.Брянский Ю.А. Управляемость большегрузных автомобилей / Ю.А. Брянский. – М.: Машиностроение, 1983. – 176 с.

51.Насекин И.Н. Обоснование параметров рулевого управления колесных тракторов тяговых классов 0,6...1,4: дис. ... канд. техн. наук / И.Н. Насекин – М.,

1982. – 150 с.

52.Завадский Ю.В. Планирование эксперимента в задачах автомобильного транспорта / Ю.В. Завадский. – М.: МАДИ, 1978. – 156 с.

53.Большаков Л.Н. Таблицы математической статистики / Л.Н. Большаков, Н.В. Смирнов – М.: Наука, 1965. – 165 с.

54.Юревич Е.И. Теория автоматического управления / Е.И. Юревич. – Л.:

Энергия, 1975. – 414 с.

157

55.Волков П.Н. Основы планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных: конспекты лекций / П.Н. Волков. – М.: МАДИ, 1971. – Ч.1.

56.Даниель К. Применение статистики в промышленном эксперименте / К. Даниель. – М.: Мир, 1979. – 182 с.

57.Трудоношин В.А. Системы автоматизированного проектирования. Кн. 4: Математические модели технических объектов: учеб. пособие для втузов / В.А.

Трудоношин, Н.В. Пивоваров; под ред. И.П. Норенкова. – М.: Высшая школа,

1986. – 160 с.

58.Налимов В.В. Теория эксперимента / В.В. Налимов. – М.: Наука, 1971. –

260 с.

59.Яншин А.А. Теоретические основы конструирования, технологии и надежности ЭВА: учеб. пособие для вузов / А.А. Яншин. – М.: Радио и связь, 1983. – 312 с.

60.Бирюков С.Т. Совершенствование системы управления заданным

курсом движения двухгусеничных дорожно-строительных машин: дис. ... канд. техн. наук / С.Т. Бирюков – Омск, 1985. – 217 с.

61. Гольчанский М.А. Повышение эффективности планировочных машин путем совершенствования системы управления рабочим органом в поперечной плоскости: дис. ... канд. техн. наук / М.А. Гольчанский – Омск, 1985. – 203 с.

62.Баловнев В.И. Моделирование процессов взаимодействия со средой рабочих органов дорожно-строительных машин / В.И. Баловнев. – М.: Высшая школа, 1981. – 235 с.

63.Адлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. – М.: Наука, 1976. – 279 с.

64.Шор Я.Б. Статические методы анализа и контроля качества и

надежности / Я.Б. Шор. – М.: Сов. радио, 1962. – 552 с.

65.Корн Г. Справочник по математике / Г. Корн, Т. Корн. – М.: Наука, 1978.

–831 с.

66.Налимов В.В. Теория эксперимента / В.В. Налимов. – М.: Наука, 1971. –

260с.

67.Крутов В.И. Основы научных исследований: учеб. для техн. вузов / В.И. Крутов и др. – М.: Высш. шк., 1989. – 400 с.

68.Баловнев В.И. Повышение производительности машин для земляных работ: производственное издание / В.И. Баловнев, Л.А. Хмара. – М.: Транспорт, 1992. – 136 с.

69.А.с. 1590402 СССР, МКИ3 B62D5/06. Гидрообъемное рулевое управление колесного транспортного средства /В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев и др.; СибАДИ (СССР). – 4388958/31-11; заявл. 04.03.88; опубл. 07.09.90, Бюл. №33.

70.А.с. 1687497 СССР, МКИ3 B62D5/06. Гидрообъемное рулевое управление транспортного средства / В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев и др.; СибАДИ (СССР). – 4750234/11; заявл. 18.10.89; опубл. 30.10.91, Бюл. № 40.

71.А.с. 1740809 СССР, МКИ3 F15B11/22. Делитель-сумматор потока / В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев и др.; СибАДИ (СССР). – 4750828/29; заявл. 26.11.90;

опубл. 15.06.92, Бюл. № 22.

158

72.Пат. 2026225 РФ: B62D5/087: Гидрообъемное рулевое управление /В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев; СибАДИ (Россия). – №5034556/11; заявл. 27.03.1992; опубл.10.01.1995, Бюл. №1.

73.Участие в разработке и исследовании насоса-дозатора рулевого управления комбайна, разработанного взамен импортируемого: заключительный отчет / СибАДИ; рук. Алексеева Т.В. – Омск, 1986. – 66 с. – Исполн. В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев. – Библиогр.: с. 61–63. – № ГР 01.86.0089071.

74.Исследование и совершенствование насоса-дозатора рулевого управления, разработанного взамен импортируемого: заключительный отчет / СибАДИ; рук. Киреев В.Е. – Омск, 1988. – 91 с. – Исполн. В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев. – Библиогр.: с. 61. – № ГР 01.87.0041126.

75.Совершенствование насоса-дозатора рулевого управления, разработанного взамен импортируемого: заключительный отчет / СибАДИ; рук.

Киреев В.Е. – Омск, 1989. – 47 с. – Исполн. В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев. –

Библиогр.: с. 28. – № ГР 01.88.0020884.

76.Совершенствование насоса-дозатора рулевого управления: заключительный отчет / СибАДИ; рук. Киреев В.Е. – Омск, 1990. – 57 с. – Исполн. В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев. – Библиогр.: с. 55. – № ГР 01.89.0051911.

77.Логинов В.И. Электрические измерения механических величин / В.И.

Логинов. – 2-е изд., доп. – М.: Энергия, 1976. – 104 с.

78.Датчик расхода ТДР. Техническое описание и инструкция по эксплуатации 4Е2.833.844 ТО. – М., 1975. – 28 с.

79.Гуральчик С.Н. Осциллографические гальванометры / С.Н. Гуральчик. – Л.: Энергия, 1971. – 134 с.

80.Измерительные преобразователи неэлектрических величин. Введение в теорию, расчет и конструирование; пер. с англ. / Г.П. Нуберт. – Л.: Энергия,

1970. – 320 с.

81.Датчики физических величин / Л.А. Осипович. – М.: Машиностроение,

1971. – 304 с.

82.Калоша В.К. Математическая обработка результатов эксперимента /

В.К. Калоша, С.И. Лобко, Т.С Чикова. – М.: Высшая школа, 1982. – 103 с.

83.Обидин В.Я. Стендовые испытания гидрорулей строительных машин / В.Я. Обидин и др. – Обзорная информ. Сер. Строительные машины. – М., 1991. – Вып. 5. – 42 с.

84.Объемный гидропривод рулевого управления / В.Е. Киреев, Ш.К. Мукушев, Г.А. Зацепин // Состояние и перспективы развития электрогидроприводов сельскохозяйственных машин: тез. докл. Всесоюзной научно-технической конференции. – М., 1989. – С. 22–23.

85.Мукушев Ш.К. Математическая модель объемного гидропривода рулевого управления / Ш.К. Мукушев // Труды СибАДИ. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2001. – Вып. 4, ч.4. – С. 100–106.

86.Мукушев Ш.К. Разработка систем рулевого управления дорожностроительных машин / Ш.К. Мукушев // Дорожно-транспортный комплекс, экономика, экология, строительство и архитектура: материалы Международной

научно-практической конференции, 21–23 мая 2003 г. – Омск: СибАДИ, 2003. –

159

Кн. 2. – С. 204–205.

87.Мукушев Ш.К. Системы рулевого управления дорожно-строительных машин / Ш.К. Мукушев // Проблемы создания и эксплуатации автомобилей, специальных и технологических машин в условиях Сибири и Крайнего Севера: материалы 43-й Международной научно-технической конференции Ассоциации автомобильных инженеров. – Омск: ЛЕО, 2004. – С. 215–216.

88.Мукушев Ш.К. Математическое описание системы объемного гидропривода рулевого управления. Проблемы проектирования, строительства и эксплуатации транспортных сооружений / Ш.К. Мукушев, А.В.Жданов// Материалы I Всероссийской науч-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, 24 – 26 мая 2006 г. – Омск: СибАДИ, 2006. – Кн. 3. – С. 70 – 80.

89.Мукушев Ш.К. Определение рациональных параметров гидрораспределителя при проектировании гидроруля / Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов // Тр. Всероссийской науч-техн. конф. – Омск: СибАДИ, 2006. – С. 263–

266.

90.Мукушев Ш.К. Результаты теоретических исследований системы рулевого управления / Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов // Вестник СибАДИ. – Омск, 2006. – Вып. 4. – С. 101–106.

91.Жданов А.В. Реализация обратной связи при математическом

моделировании систем объемного гидропривода рулевого управления / А.В. Жданов, Ш.К. Мукушев // Сб. науч. тр. по материалам международной научпракт. конф. «Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании». Т.2: Технические науки, 15–25 декабря 2006 г. – Одесса: Черноморье, 2006. –89 с.

92. Мукушев Ш.К. Определение рациональных параметров гидрораспределителя при проектировании гидроруля / Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов // Тез. докл. всероссийской науч-техн. конф. «Роль механики в создании эффективных материалов, конструкций и машин ХХI века», посвященной 90летию со дня рождения д-ра техн. наук, проф. В.Д. Белого. – Омск: СибАДИ, 2006. – С. 263–266.

93.Мукушев Ш.К. Выбор основных конструктивных параметров гидрораспределителя при проектировании объемных гидроприводов рулевого управления / Ш.К. Мукушев, А.В. Жданов // Омский научный вестник. – 2006. – №8(44). – С.87–90.

94.Корытов М.С. Разработка методов измерения массы материала в ковше

изапаса устойчивости фронтального погрузчика / М.С. Корытов. – Омск: СибАДИ, 1999. – 225 с.

95.Кузин Э.Н. Повышение эффективности землеройных машин непрерывного действия на основе увеличения точности позиционирования рабочего органа: дис. … д-ра техн. наук / Э.Н. Кузин – М.: ВНИИСДМ, 1984. – 443 с.

96.Слободин В.Я. Оптимизация параметров системы управления бульдозера с целью повышения эффективности процесса копания грунта: дис. … канд. техн. наук / В.Я. Слободин – Омск, 1982. – 235 с.

97.Щербаков В.С. Научные основы повышения точности работ,

160