RU2754231C1

RU2754231C1 - Electrohydraulic system for controlling turning of a track-type vehicle

Info

Publication number: RU2754231C1
Application number: RU2020127133A
Authority: RU
Inventors: Леонид Валерьевич Вершинский; Денис Борисович Шмелев; Ольга Абрамовна Переплетчик; Юрий Львович Довжик; Алексей Николаевич Максимов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Челябинский тракторный завод - УРАЛТРАК"
Priority date: 2020-08-12
Filing date: 2020-08-12
Publication date: 2021-08-30

Abstract

FIELD: controlling.

SUBSTANCE: invention relates to apparatuses for controlling dry friction clutch couplings and dry friction belt steering clutch brakes of track-type vehicles. The track-type vehicle is comprised of an electronic turn control handle, an electronic turn control unit, proportional electrohydraulic pressure feedback valves, hydraulic cylinders of the turning mechanism. Inductive rotation speed feedback sensors are installed in the final drives. A remote control radio signal receiver is connected to the electronic control unit.

EFFECT: precise control of the turning radius of the machine, a provided possibility of remote control of turning of the machine are achieved.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам управления фрикционными муфтами сухого трения и ленточными бортовыми тормозами сухого трения гусеничных машин.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to control devices for dry friction clutches and tape side brakes of dry friction of tracked vehicles.

Известны электрогидравлические системы управления поворотом гусеничной машины, бортовые тормоза и фрикционные муфты которой конструктивно выполнены набором дисков, замыкающихся гидравлическими бустерами и работающих в масляной ванне. Управление поворотами осуществляется изменением давления в гидравлических бустерах. Например, бульдозер Komatsu D375A-6 производства Японии (брошюра бульдозера Komatsu D375A-6 CRU00223-02 стр. 4, доступна по https://www.komek.ru/upload/iblock/1e4/d375a_6_rus.pdf)Known electro-hydraulic steering control systems of a tracked vehicle, side brakes and friction clutches of which are structurally made by a set of discs, closed by hydraulic boosters and operating in an oil bath. The steering is controlled by changing the pressure in the hydraulic boosters. For example, a Komatsu D375A-6 bulldozer made in Japan (Komatsu D375A-6 CRU00223-02 bulldozer brochure page 4, available at https://www.komek.ru/upload/iblock/1e4/d375a_6_rus.pdf)

К недостаткам этих систем относится невозможность их применения на машинах, оснащенных фрикционными муфтами сухого трения и ленточными бортовыми тормозами сухого трения ввиду отсутствия в конструкции последних гидравлических бустеров.The disadvantages of these systems include the impossibility of their use on machines equipped with dry friction clutches and dry friction tape side brakes due to the absence of the latest hydraulic boosters in the design.

Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и выполняемой функции является гидравлическая система управления поворотом гусеничной машины содержащая источник питания с предохранительным клапаном, трехпозиционный гидроуправляемый гидрораспределитель, гидравлически соединенный с источником питания, с гидробаком, со сливными полостями гидроцилиндров управления тормозами двух бортов и посредством гидролинии с насосом-дозатором, кинематически связанные с органом управления, гидроцилиндрами управления фрикционами двух бортов с выполненными в их корпусах кольцевыми проточками, четырьмя обратными клапанами (авторское свидетельство СССР №1134455, кл. В62D 11/08, 1983)The closest to the proposed invention in terms of the technical essence and function performed is a hydraulic steering system of a tracked vehicle containing a power source with a safety valve, a three-position hydraulic valve, hydraulically connected to a power source, with a hydraulic tank, with drain cavities of hydraulic cylinders for controlling the brakes of two sides and by means of a hydraulic line with a metering pump, kinematically connected with the control body, hydraulic cylinders for controlling the clutches of two sides with annular grooves made in their bodies, four check valves (USSR author's certificate No. 1134455, class B62D 11/08, 1983)

Однако известное устройство не обеспечивает возможность регулировки плавности управления поворотами, кроме того не обеспечивает возможность поворота машины по заданному радиусу, а также дистанционного управления поворотами машины.However, the known device does not provide the ability to adjust the smoothness of the steering, moreover, it does not provide the ability to turn the machine along a predetermined radius, as well as remote control of the machine turns.

Техническими результатами изобретения являются:The technical results of the invention are:

1 Обеспечение возможности регулировок плавности управления поворотами в широком диапазоне в условиях эксплуатации машины1 Providing the possibility of adjustments of smoothness of steering control in a wide range in the operating conditions of the machine

2 Обеспечение точного управления радиусом поворота машины2 Providing precise control of the turning radius of the machine

3 Обеспечение возможности дистанционного управления поворотами машины3 Enabling remote control of machine turns

Технические результаты изобретения достигаются:The technical results of the invention are achieved:

1 Применением электронного блока управления поворотами с возможностью изменения закона управления исполнительными гидроцилиндрами механизма поворота машины;1 The use of an electronic steering control unit with the ability to change the control law of the executive hydraulic cylinders of the machine turning mechanism;

2 Применением пропорциональных электрогидравлических клапанов с обратной связью по давлению в гидравлических линиях исполнительных гидроцилиндров механизма поворота машины и индуктивных датчиков обратной связи по частоте вращения, установленных в бортовых передачах;2 The use of proportional electro-hydraulic valves with pressure feedback in the hydraulic lines of the executive hydraulic cylinders of the machine swing mechanism and inductive sensors for the speed feedback installed in the final drives;

3 Применением приемника радиосигналов дистанционного управления, подключаемого к электронному блоку управления поворотами.3 By using a radio remote control receiver connected to the electronic cornering control unit.

Сопоставительный анализ заявленного технического решения с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается тем, что система управления поворотом гусеничной машины является электрогидравлической, перенастраиваемой в процессе эксплуатации, обладающей обратной связью по скорости вращения бортовых передач и предназначенной для управления механизмом поворота гусеничной машины, состоящим из двух фрикционных муфт сухого трения и двух ленточных бортовых тормозов сухого трения посредством четырех гидравлических цилиндров.Comparative analysis of the claimed technical solution with the prototype shows that the proposed device differs in that the steering control system of the tracked vehicle is electro-hydraulic, reconfigurable during operation, with feedback on the speed of rotation of the final drives and designed to control the steering mechanism of the tracked vehicle, consisting of two frictional dry friction clutches and two belt side dry friction brakes by means of four hydraulic cylinders.

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «новизна».Thus, the claimed technical solution meets the "novelty" criterion.

При сравнении заявляемого технического решения с другими техническими решениями показывает, что электрогидравлические системы управления поворотами гусеничной машины с пропорциональными электрогидравлическими клапанами с обратной связью по давлению в гидравлических линиях гидроцилиндров механизма поворота машины, состоящим из двух фрикционных муфт сухого трения и двух ленточных бортовых тормозов сухого трения, авторам не известны. Кроме того, совокупность существенных признаков, состоящих из электронной рукоятки управления поворотами, электронного блока управления поворотами, гидроцилиндров механизма поворота, индуктивных датчиков обратной связи по частоте вращения бортовых передач, приемника радиосигналов дистанционного управления, позволяет обнаружить у предлагаемого устройства иные, в отличие от известных решений свойства, к числу которых относятся:When comparing the proposed technical solution with other technical solutions, it shows that electro-hydraulic steering control systems of the tracked vehicle with proportional electro-hydraulic valves with pressure feedback in the hydraulic lines of the hydraulic cylinders of the machine turning mechanism, consisting of two dry friction clutches and two tape side dry friction brakes, the authors are not aware. In addition, a set of essential features consisting of an electronic steering handle, an electronic steering control unit, hydraulic cylinders of a steering mechanism, inductive feedback sensors for the speed of the final drives, a remote control radio signal receiver, makes it possible to detect other devices in the proposed device, in contrast to known solutions properties, which include:

- обеспечение возможности регулировок плавности управления поворотами в широком диапазоне в условиях эксплуатации машины- providing the possibility of adjusting the smoothness of steering control in a wide range in the operating conditions of the machine

- обеспечение точного управления радиусом поворота машины- ensuring precise control of the turning radius of the machine

- обеспечение возможности дистанционного управления поворотами машины- providing the possibility of remote control of the turns of the car

Таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «существенные отличия».Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фигуре схематически изображено предлагаемое устройство, где сплошными линиями показаны гидравлические связи, а штрихпунктирными линиями показаны электрические связи.The figure schematically shows the proposed device, where solid lines show hydraulic connections, and dash-dot lines show electrical connections.

1 - электронный блок управления поворотами1 - electronic control unit for turns

2 - электронная рукоятка управления поворотами2 - electronic handle for turning control

3 - приемник радиосигналов дистанционного управления3 - receiver of radio signals of remote control

4 - предохранительный клапан4 - safety valve

5 - насос5 - pump

6 - бак6 - tank

7 - механизм поворота машины7 - machine turning mechanism

8 - пропорциональный электрогидравлический клапан с обратной связью по давлению управления бортовым тормозом8 - proportional electro-hydraulic valve with feedback on the pressure of the onboard brake control

9 - гидроцилиндр включения бортового тормоза9 - hydraulic cylinder for turning on the side brake

10 - бортовой тормоз10 - side brake

11 - пропорциональный электрогидравлический клапан с обратной связью по давлению управления фрикционной муфтой11 - proportional electro-hydraulic valve with feedback on the pressure of the friction clutch control

12 - гидроцилиндр выключения фрикционной муфты12 - hydraulic cylinder for disengaging the friction clutch

13 - фрикционная муфта13 - friction clutch

14 - индуктивный датчик обратной связи по частоте вращения14 - inductive speed feedback sensor

15 - бортовая передача15 - final drive

Система электрогидравлического управления поворотом гусеничной машины работает следующим образом. Электронный блок управления поворотами 1 получает управляющие сигналы с электронной рукоятки управления поворотами 2, а также при подключении приемника радиосигналов дистанционного управления 3 и с него, при этом приоритетом обладают управляющие сигналы, поступающие с рукоятки 2. Когда оператор не отклоняет электронную рукоятку управления поворотами 2 машина движется прямолинейно, а рабочая жидкость, нагнетаемая насосом 5 из бака 6 через предохранительный клапан 4 сливается в обратно в бак. При отклонении электронной рукоятки 2 от нейтрального положения до половины хода электронный блок управления поворотами 1 выдает электрический сигнал, пропорциональный углу отклонения электронной рукоятки 2 на пропорциональный электрогидравлический клапан с обратной связью по давлению фрикционной муфты 9. При этом клапан 9 открывается на величину пропорциональную сигналу электронного блока 1, при этом происходит нарастание давления на выходе из клапана 11 до величины, ограниченной обратной связью по давлению в поршневой полости гидроцилиндра выключения фрикционной муфты 12, которое пропорционально перемещению штока. Таким образом, обеспечивается выдвижение штока гидроцилиндра 12 на величину, пропорциональную углу отклонения электронной рукоятки 2. Шток гидроцилиндра 12 воздействует на фрикционную муфту выключая ее, тем самым разрывая поток мощности к бортовой передаче 15 и обеспечивая плавный поворот гусеничной машины вокруг соответствующего борта. При дальнейшем отклонении электронной рукоятки 2 от половины хода до конца хода электронный блок управления поворотами 1 выдает электрический сигнал, пропорциональный углу отклонения электронной рукоятки 2 на пропорциональный электрогидравлический клапан с обратной связью по давлению включения бортового тормоза 8, который работает аналогично клапану выключения фрикционной муфты 9 и воздействует на бортовой тормоз, останавливая соответствующую гусеницу и обеспечивая резкий поворот машины. Так как радиус поворота машины определяется не только степенью выключения фрикционной муфты и степенью включения бортового тормоза, но и сопротивлением на гусенице, создаваемым дорожными условиями, то для обеспечения постоянного радиуса поворота в зависимости от угла отклонения рукоятки 1 в системе дополнительно предусмотрена установка двух индуктивных датчиков обратной связи по частоте вращения, установленных на каждой из двух бортовых передачах 15. Электронный блок управления 1 вносит поправки в сигнал управления пропорциональными клапанами 8 и 11 в зависимости от расхождения сигнала датчика 14 и эталонной величины, соответствующей углу отклонения электронной рукоятки 2 тем самым обеспечивается поворот машины по постоянному радиусу.The electro-hydraulic steering system of the tracked vehicle works as follows. The electronic steering control unit 1 receives control signals from the electronic steering control handle 2, as well as when the remote control radio receiver 3 is connected and from it, while the control signals from the handle 2 have priority. When the operator does not deflect the electronic steering control handle 2 the machine moves in a straight line, and the working fluid pumped by the pump 5 from the tank 6 through the safety valve 4 is drained back into the tank. When the electronic handle 2 deviates from the neutral position to half the stroke, the electronic steering control unit 1 issues an electrical signal proportional to the deflection angle of the electronic handle 2 to a proportional electro-hydraulic valve with feedback on the pressure of the friction clutch 9. In this case, valve 9 opens by an amount proportional to the signal from the electronic unit 1, while the pressure at the outlet of the valve 11 rises to a value limited by the pressure feedback in the piston cavity of the hydraulic cylinder for disengaging the friction clutch 12, which is proportional to the movement of the stem. Thus, the extension of the rod of the hydraulic cylinder 12 by an amount proportional to the angle of deflection of the electronic handle 2. The rod of the hydraulic cylinder 12 acts on the friction clutch, turning it off, thereby breaking the power flow to the final drive 15 and providing a smooth turn of the tracked vehicle around the corresponding side. With a further deviation of the electronic handle 2 from half of the travel to the end of the travel, the electronic steering control unit 1 issues an electrical signal proportional to the angle of deflection of the electronic handle 2 to a proportional electro-hydraulic valve with feedback on the onboard brake engaging pressure 8, which works similarly to the clutch release valve 9 and acts on the side brake, stopping the corresponding track and allowing the machine to turn sharply. Since the turning radius of the machine is determined not only by the degree of disengagement of the friction clutch and the degree of engagement of the side brake, but also by the resistance on the track created by road conditions, in order to ensure a constant turning radius depending on the angle of deflection of the handle 1, the system additionally provides for the installation of two inductive feedback sensors speed communication installed on each of the two final drives 15. The electronic control unit 1 makes corrections to the control signal of the proportional valves 8 and 11, depending on the discrepancy between the signal from the sensor 14 and the reference value corresponding to the deflection angle of the electronic handle 2, thereby ensuring the rotation of the machine along a constant radius.

Claims

1. A system of electro-hydraulic steering of a tracked vehicle, containing an electronic steering control unit associated with

- electronic handle for turning control;

- proportional electro-hydraulic valves with pressure feedback, which control dry friction clutches through on-off hydraulic cylinders;

- proportional electro-hydraulic valves with pressure feedback, which control dry friction band side brakes through on-off hydraulic cylinders,

in this case, dry friction clutches break the power flow to the final drive.

2. The system of electro-hydraulic steering control of the tracked vehicle according to claim 1, characterized in that inductive speed feedback sensors are installed in the final drives and connected to an electronic control unit.

3. The system of electro-hydraulic steering of the tracked vehicle according to claim 1, characterized in that a receiver of radio signals for remote control is connected to the electronic control unit.