Гидравлическая рулевая машина

Гидравлическая рулевая машина

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия () 737292

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ;зт (61) Дополнительное к авт. свид-ву "— (22) Заявлено 27.09.77 (21) 2526983/27-11 (51) М, Кл. с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

В 63 Н 25/30

Гооударстееииый комитет до делам изобретений и открытий

Опубликовано 30.05.80. Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 05.06.80

53) УДК 629.113 (088.8) (?2) Авторы изобретен и я

А. В. Киев, Л. Ф. Огарков и В. Г. Поляков (7l) Заявитель (54) ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ РУЛЕВАЯ МАШИНА

Изобретение относится к области судостроения, в частности к гидравлическим двух- и четырехцилиндровым рулевым машинам с силовыми исполнительными механизмами плунжерного типа с кулисной, шарнирной и реечной передачей и поршневого типа с качающимися цилиндрами, предназначенными для перекладки руля с различной угловой скоростью.

Известна гидравлическая рулевая машина, содержащая серводвигатель, распределительное и управляющее устройства, соединенные по мостовой схеме )1).

Недостатком этой рулевой машины является значительная, установочная мощность регулируемого насоса, обусловленная тем, что в диапазоне малых углов перекладки руля насос работает с наибольшей производительностью и недогружен по дав"- лению.

Известна также гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм многокамерной конструкции, гидравлически связанный с распределителем и насосом и кинематически — с румпелем (2) Недостаток данной конструкции заключается в том, что исйользуемый в известной рулевой машине распределитель обеспечивает две ступени регулирования рабочего объема силового исполнительного механизма, что в некоторых случаях не дает возможнос ти: получить требуемого быстродействия и

КПД рулевой машины без увеличения установочной мощности гидрома шины.

Цель настоящего изобретения — повышение быстродействия и коэффициента полезного действия рулевой машины.

Поставленная цель достигается тем, что гидравлическая рулевая машина снабжена конечными выключателями и койиром, установленным на подвижном элементе силового исполнительного мехаййзма "для "взаймодействия с конечными выключателями, причеЫ" раСйределйтель выполйей с" электромаг нитным управлением, в электрическую цепь которого подключены упомянутые конечные выключатели

2Π†.На фиг. 1 представлена принципиальная схема двухцилиндровой рулевой машины с "че гырехкамерным плунжерным исполнительным механизмом с шарнирной переда737292 чей, насосом регулируемой производительности и трехпозиционным распределителем, дифференциально подключающим на первой ступени регулирования рабочие камеры ис полнительного механизма.

На фиг. 2 — принципиальная схема с трехпозиционным распределителем, шунтирующим рабочие камеры исполнительного

Механизма на первой и второй ступенях регулирования.

На фиг. 3 — принципиальная схема с двухпозиционным распределителем с дифференциальным подключением двух камер исполнительного механизма к нагнетающей (сливной) магистрали источника питания на первой ступени регулирования.

На фиг. 4 — принципиальная схема с двухпозиционным распределителем, шунтирующим две камеры исполнительного меха- низма на первой ступени регулирования.

На фиг. 5 — принципиальная схема четырехцилиндровой рулевой машины с четырехкамерным плунжерным исполнительным механизм ом.

На фиг. 6 — принципиальная схема четырехцилиндровой рулевой машины с восьмикамерным плунжерным исполнительным механизмом.

На фиг. 7 — принципиальная схема двухцилиндровой рулевой машины .с четырехкамерным поршневым исполнительным механизмом.

На фиг. 8 — принципиальная схема четырехцилиндровой рулевой машины с восьмикамерным поршневым исполнительным механизмом.

Гидравлическая рулевая машина содержит силовой исполнительный механизм 1, электрогидравлический распределитель 2 с электромагнитами 3, 4, конечные выключатели 5, 6, 7, источник питания 8, соединительные трубопроводы 9 — 12 (на фиг. 2—

8 источник питания не показан).

Двухцилиндровый четырехка мерный исполнительный механизм состоит из двух цилиндров 13, 14, подвижных плунжеров 15, 16, связанных шарниром 17 с румпелем 18, а ползуном 19 — с направляющей балкой 20.

Механическая передача между плунжерами и румпелем выполнена с кулисным механизмом или реечкой. На ползуне 19 установлен копир 21, взаимодействующий, с выключателями 5 — 7. Неподвижный плунжер 22, установленный в цилиндре 13, образует с плунжером 15 рабочие камеры а, b, а неподвижный плунжер 23, установленный в цилиндре 14, образует с плунжером 16 рабочие камеры в, г. Камеры а, б, в, г трубопроводами 9 — 12 и распределителем 2 соединены с источником питания 8 и между собой.

Четырехцилиндровый четырехка мерный исполнительный механизм состоит из четырех цилиндров и плунжеров, образующих четыре камеры, соединенные с нагнетающей (сливной) магистралью источника питания 8

О

23 зе

3S трубопроводами 9 — 12 и распределителем 2.

Кроме того, камеры а, в шунтируются распределителем 2 между собой.

Четырехцилиндровый восьмикамерный исполнительный механизм состоит из четырех цилиндров и восьми плунжеров, образующих восемь камер г, д, е, ж, з, и, к, л, соединенных попарно трубопроводами 9 — 12 и распределителем 2 с источником питания 8 и между собой.

Двухцилиндровый четырехкамерный исполнительный механизм состоит из двух качающихся цилиндров, которые образуют с поршнйми четыре рабочие камеры: поршневые б, г и штоковые а, в. Рабочие камеры а, б, в, г соединены с источником питания 8 и между собой.

Четырехцилиндровый восьмикамерный исполнительный механизм состоит из четырех качающихся цилиндров, которые с четырьмя поршнями образуют восемь камер г, д, е, ж, з, и, к, л, соединенные попарно и между собой и с источником питания.

Рулевая машина работает следующим образом.

Работа с двумй переключениями при трех ступенях регулирования рабочего объема механизма 1 и дифференциальном подключении его рабочих камер на первой ступени регулирования (фиг. 1).

При среднем положении руля и отсутствии подачи рабочей жидкости от источника питания 8 камеры б и в, а также камеры а и г подключены к источнику питания 8 по дифференциальной схеме. При этом камеры а и в, которые по рабочей площади плунжера выполнены меньше камер б и г, подключены к источнику питания через трубопроводы 11 и 12 и распределитель 2, а камеры б и г — непосредственно через трубопроводы 9 и 10.

При задании угла перекладки руля, например, на левый борт рабочая жидкость, поступая от источника питания 8 в камеры в цилиндра 14 через распределитель 2 по трубопроводу 12, вызывает перемещение плунжеров 15 и 16 влево с максимальной скоростью. Одновременно, рабочая жидкость вытесняется из камеры г цилиндра 14 в камеры а цилиндра 13 через трубопроводы 10 и 11 и по трубопроводу 10 — в источник питания 8. На этом промежутке конечный выключатель 6 включен копиром 21 и подает напряжение на электромагнит 3, в то время, как выключатели 5, 7 нормально разомкнуты.

При достижении рулем определенного угла перекладки копир 21 выходит из взаимодействия с выключателем 6, который так же, как и выключатели 5, 7 становится нормально разомкнутым. Золотник распределителя 2 при этом пружинами вставляется в среднее положение, шунтируя полости а и в друг на друга через трубопроводы 11, 12. Происходит увеличение рабочего объема испол-!

737292 ь нительного механизма 1, соответствующего второй ступени скорости перекладки руля.

Рабочая жидкость, продолжая поступать в камеру б цилиндра 13, вызывает дальнейшее перемещение плунжера 15 влево, но с меньшей скоростью. Из камеры г цилиндра 14 жидкость вытесняется плунжером 16 и через трубопровод 10 поступает в источник питания 8, в то время, как из камеры в цилиндра 14 рабочая жидкость переходит через трубопровод 12, распределитель 2 и трубопровод 11 в камеру а цилиндра 13.

При дальнейшей перекладке руля влево и достижении определенного угла перекладки копир 21 воздействует на конечный выключатель 5, который подключает к электросети электромагнит 4. Золотник распределителя 2 переключается в крайнее правое положение, при котором рабочая жидкость от источника питания 8 через распределитель

2 одновременно поступает в камеры а, б цилиндра 13 в то время, как из камер в, г вытесняется плунжером 16. Происходит увеличение рабочего объема исполнительного механизма 1, соответствующего третьей ступени скорости перекладки руля. Дальнейшее перемещение плунжера происходит с минимальной скоростью.

При задании угла перекладки с левого борта к среднему положению конечные выключатели 5, 6 и рабочие камеры исполнительного механизма 1 включаются в работу в обратной последовательности, При задании угла перекладки руля на правый борт (против часовой стрелки) работа руЛевой машины происходит аналогичным образом с учетом того обстоятельства, что нагнетающая и сливная магистрали источника питания 8 меняются местами, а переключение второй ступени на третью осуществляет выключатель 7.

Работа с двумя переключениями при трех ступенях регулирования рабочего объема механизма 1 и шунтированием его рабочих камер на первой и второй ступенях регули рования (фиг. 2).

При среднем положении руля и отсутствии подачи рабочей жидкости камеры б, г, выполненные меньшей площадью, чем камеры в, а, подключены через трубопроводы 9, 10 и распределитель 2 к источнику питания, а камеры в, а шунтируются распределителем 2. При подаче рабочей жидкости в камеры б (г) происходит переналадка руля с максимальной угловой скоростью на левый (правый) борт, при этом рабочая жидкость переливается из камеры в (а) в камеру а (в) через трубопроводы 12, 11 и распределитель 2, При достижении определенного угла перекладки выходит из взаимодействия с копиром выключатель 6, и золотник распределителя 2 выводится в среднее положение, при котором к источнику питания подключаются полости в, а, а полости б, г шунтиiS

S5... При среднем положении руля камеры а, в соединены друг с другом трубопроводами 11, 12 через распределитель 2, конечные выключатели 5, 7 нормально разомкнуты, золотник распределителя 2 пружинами.удерживается в крайнем левом положении. При задании угла перекладки руля, например, на левый борт рабочая жидкость от источника питания 8 поступает в камеру б, сливается- из камеры г и переливается через распределитель 2 из камеры в в камеру а.

Плунжеры 15, 16 перемещаются с максимальной скоростью. При достижении определенного угла перекладки руля копир 21 воздействует на выключатель 5, подключая

: руются. Руль перекладывается со средней скоростью до тех пор, пока копир 21 не войдет во взаимодействие с одним из выключателей 5 или 7. После этого момента золотник распределителя 2 займет крайнее правое положение, при котором камеры а, б (в, г) подсоединяются к нагнетающей (сливной) магистрали источника питания 8 или наоборот. Перекладка Руля происходит с максимальной скоростью.

Работа с одним переключением при двух ступенях регулирования и дифференциальном подключении одной или нескольких пар рабочих камер исполнительного механизма 1 к нагнетающей (сливной) магистрали источника питания 8 (фиг. 3).

При среднем положении руля камеры б, в и а, г, подключены к источнику питания 8 по дифференциальной схеме. Золотник распределя геля 2 пружинами удерживается в крайнем левом положении, конечные выключатели 5, 7 нормально разомкнуты. При задании угла перекладки руля; например, на левый борт рабочая жидкость поступает в камеру б по трубопроводу 9, а в камеру в — по трубопроводу 12 через распределитель 2 и вызывает перемещение плунжеров

15, 16 с максимальной скоростью.

При достижении определенного угла перекладки руля копир 21 воздействует на выключатель 5, который подключает к электросети электромагнит 4. Золотник распределителя выводится в крайнее правое положение, эа при котором рабочая жидкость от источника питания 8 одновременно поступает в камеры а, б и сливается из камер в, г. Присходит увеличение рабочего объема механизма 1, после чего движение плунжеров 15, 16 происходит с минимальйой скоростью. Работа рулевой машины при перекладке на правый борт происходит аналогично с учетом перемены местами магистрали источника питания. Переключение ступеней осуществляет выключатель 7. аф "" Работа с одним переключением при двух ступенях регулирования и шунтированием одной или нескольких пар рабочих камер исполнительного механизма 1 на первой ступени (фиг. 4).

737292 к электросети электромагнит 4. Золотник распределителя 2 переключается в крайнее правое положение, при котором работа рулевой машины происходит таким же образом, как и в предыдущем варианте. Г1ри перекладке руля на правый борт работа рулевой машины происходит аналогично с учетом перемены местами магистралей источника питания. Переключение ступеней осуществляет выключатель 7.

Работа четырехцилиндровой рулевой машины с четырехкамерным плунжерным исполнительным механизмом (фиг. 5) осуществляется аналогично работе по схеме фиг. 4.

Обеспечивается двухступенчатое регулирование угловой скорости перекладки руля, при этом максимальная скорость примерно в два раза превышает минимальную.

Работа четырехцилиндровой рулевой машины с восьмикамерным исполнител"- ным механизмом в представленном на фиг. 6 варианте происходит аналогично схеме фиг.1

Другие варианты работы рулевой машины осуществляются по схемам фиг. 2, 3, 4.

Работа двух- и четырехцилиндровьг< рулевых машин с четырехкамерным (фиг. 7) и восьмикамерным (фиг. 8) поршневыми механизмами в представленных на фиг. 7 и фиг. 8 вариантах происходит по схеме фиг. 1 и может быть построена по схемам фиг. 2, 3, 4.

Формула изобретения т

Гидравлическая рулевая машина, содержащая силовой исполнительный механизм многокамерной конструкции, гидравлически связанный с распределителем и насосом и

<0 кинематически — с румпелем, отлИчающаяся тем, что, с целью повышения быстродействия и коэффициента полезного действия, она снабжена конечными выключателями и копиром, установленным на подвижном эле15 менте. силового исполнительного механизма для взаимодействия с конечными выключателями, причем распределитель выполнен с электромагнитным управлением, в электрическую цепь которого подключены упомянутые конечные выключатели.

20 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2168375, кл. В 63 Ь 25/30.

2. Авторское свидетельство СССР № 540769, кл. В 63 h 25/30, 1976 (прототип) .

737292

LQ.

Составитель В. Ухнин

Техред К. Шуфрич Корректор Г. Назарова

Тираж 497 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1! 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Веселовская

Заказ 2538/3