RU2501668C1

RU2501668C1 - Method and system for crawler carrier body stabilisation

Info

Publication number: RU2501668C1
Application number: RU2012113018/11A
Authority: RU
Inventors: Адольф Васильевич Глинчиков; Игорь Сергеевич Кузнецов; Петр Каземирович Марецкий; Сергей Владимирович Рождественский
Priority date: 2012-04-03
Filing date: 2012-04-03
Publication date: 2013-12-20
Also published as: RU2012113018A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to automotive industry. Proposed system comprises running gears with drive and road wheels, controlled hydraulic system, hydraulic pump, intake and delivery lines, hydropneumatic accumulator, hydraulic booster, actuator and control unit. System power part is composed by independent units arranged inside crawler machine road wheels and furnished with hydraulic radial piston pump. Pump body is built in balancer bulk shaft that doubles as road wheel support. Pump shaft engages via hub with road wheel rim. Hydraulic pump is furnished with flat hydraulic control valve with inlet line built-in balancer body and communicated with delivery line connected with hydropneumatic accumulator and actuator. Delivery line extends through two-position solenoid with hydraulic booster, switchboard connected with hydraulic line and safety valves. Said valves serve to contrail the system operation. Aforesaid actuator is composed by a controlled single-vane hydraulic actuator with its body accommodate inside carrier body. Proposed method consists in creation of stabilising forces to act on carrier body from suspension side in motion. Energy for creation of said forces results from road wheel rotation kinetic energy originated in interaction with caterpillar chains. Said energy is transformed in working fluid pressure energy. It is accumulated and used in cushioning system actuators.

EFFECT: better stabilisation, perfected design.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к способам и устройствам стабилизации корпуса гусеничных транспортных средств путем воздействия на корпус через подвеску, снабженную устройствами регулирования характеристик амортизаторов или для регулирования расстояний между поверхностью дороги и подрессоренной частью транспортного средства.The invention relates to methods and devices for stabilizing the body of tracked vehicles by acting on the body through a suspension equipped with devices for regulating the characteristics of shock absorbers or for regulating the distances between the road surface and the sprung part of the vehicle.

Известен способ стабилизации динамических сил [1], действующих через упругие элементы подвески на корпус движущегося транспортного средства, заключающийся в том, что принудительно растягивают или сжимают упругие элементы подвесок в функции изменения положения корпуса транспортного средства относительно поверхности дороги. Недостаток способа в трудности реализации идеи при отсутствии информации истинного взаимного положения дороги и корпуса.A known method of stabilizing dynamic forces [1] acting through the elastic suspension elements on the body of a moving vehicle, which consists in the fact that forcibly stretch or compress the elastic suspension elements as a function of changing the position of the vehicle body relative to the road surface. The disadvantage of this method is the difficulty of implementing the idea in the absence of information on the true mutual position of the road and the hull.

Известно автоматическое устройство регулирования сил сопротивления амортизаторов [2], включающее автоматический регулятор и управляемые амортизаторы, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено управляемыми амортизаторами на средних подвесках танка, автоматическим регулятором и датчиком скорости с возможностью изменения сопротивления амортизаторов в зависимости от скорости движения танка.A known device for regulating the resistance forces of shock absorbers [2], including an automatic regulator and controllable shock absorbers, characterized in that it is additionally equipped with controllable shock absorbers on medium tank suspensions, an automatic regulator and a speed sensor with the ability to change the resistance of shock absorbers depending on the speed of the tank.

Недостаток устройства в том, что не прослеживается связь между скоростью движения танка и реальным профилем дороги, что снижает эффективность устройства.The disadvantage of this device is that there is no relationship between the speed of the tank and the real profile of the road, which reduces the efficiency of the device.

Известна управляемая система подрессоривания [3], содержащая комбинированные амортизаторы, включающие датчики ускорения, систему клапанов, силовой цилиндр, гидронасос, гидроаккумуляторы, сливной бак, регулируемый демпфер для гашения свободных колебаний корпуса, временно переключающийся при большом расходе энергии в режим работы насоса и дополнительно к основному гидронасосу, заряжающий аккумуляторы, энергия которых расходуется в последующем на управление положением корпуса транспортного средства.Known controlled suspension system [3], containing combined shock absorbers, including acceleration sensors, a valve system, a power cylinder, a hydraulic pump, hydraulic accumulators, a drain tank, an adjustable damper to absorb free vibrations of the housing, which temporarily switches over to a pump operating mode and in addition to the main hydraulic pump, charging batteries, the energy of which is subsequently spent on controlling the position of the vehicle body.

Недостаток устройства в том, что оно периодически работает или в активном режиме, или в режиме насоса. В последнем случае оно не может выполнять свои прямые функции активного подрессоривания.The disadvantage of this device is that it periodically works either in active mode or in pump mode. In the latter case, it cannot fulfill its direct functions of active suspension.

Известно изобретение [4], которое относится к транспортному машиностроению, в частности к многоопорным транспортным средствам с активной управляемой системой подрессоривания. Оно включает в себя способ демпфирования вертикальных колебаний корпуса многоопорного транспортного средства, который заключается в рекуперации энергии вертикальных колебаний корпуса в подвесках средних опор, преобразовании ее в энергию давления, аккумулировании ее, а затем передаче в гидросистему подвесок крайних опор, где создается дополнительный стабилизирующий момент, уменьшающий угловые колебания корпуса. Конструкция, реализующая предлагаемый способ, содержит управляемые с помощью гидросистемы подвески крайних колес и неуправляемые подвески средних опор, снабженной системой рекуперации энергии, направляемой в подвеску крайних опор.The invention is known [4], which relates to transport engineering, in particular to multi-support vehicles with an active controlled suspension system. It includes a method for damping vertical vibrations of a multi-support vehicle body, which consists in recovering the energy of vertical body vibrations in suspensions of medium supports, converting it into pressure energy, accumulating it, and then transferring extreme supports to the suspension system, where an additional stabilizing moment is created, reducing angular vibrations of the body. The design that implements the proposed method contains hydraulically controlled suspensions of extreme wheels and uncontrolled suspensions of medium supports equipped with a system for recovering energy directed to the suspension of extreme supports.

При этом повышается эффективность гашения колебаний и снижение энергозатрат. Недостатком конструкции является то, что дополнительный стабилизирующий момент создается только крайними подвесками.This increases the efficiency of damping oscillations and reducing energy consumption. The disadvantage of the design is that an additional stabilizing moment is created only by extreme suspensions.

Несмотря на это последнее изобретение по своей технической сущности наиболее близко предлагаемому и принято в качестве прототипа.Despite this latest invention, in its technical essence, it is most closely proposed and adopted as a prototype.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение стабилизирующих свойств системы подрессоривания при улучшении компоновочных решений машины в целом.The task of the invention is to increase the stabilizing properties of the suspension system while improving the layout decisions of the machine as a whole.

Поставленная задача решается тем, что предложен новый способ стабилизации корпуса гусеничного транспортного средства с управляемой системой подрессоривания, заключающийся в создании стабилизирующих усилий, воздействующих на корпус со стороны подвески при движении транспортного средства по неровностям. Его отличительной особенностью является то, что энергию для создания стабилизирующих усилий получают за счет кинетической энергии вращения опорных катков при взаимодействии их с гусеницами транспортного средства при движении последнего, превращают ее в потенциальную энергию давления рабочей жидкости, полученную энергию аккумулируют, а затем расходуют в исполнительных механизмах системы подрессоривания, обеспечивающих стабилизацию корпуса.The problem is solved by the fact that a new method of stabilizing the caterpillar vehicle body with a controlled suspension system is proposed, which consists in creating stabilizing forces acting on the body from the suspension side when the vehicle moves on bumps. Its distinctive feature is that the energy for creating stabilizing efforts is obtained due to the kinetic energy of rotation of the track rollers when they interact with the vehicle’s tracks when the latter moves, turn it into potential energy of the working fluid pressure, accumulate the received energy, and then spend it in actuators suspension systems for stabilization of the body.

Реализация способа решается системой стабилизации корпуса гусеничной машины, включающей ходовую часть с ведущими колесами и опорными катками, взаимодействующими с гусеницами, содержащей управляемую гидросистему подрессоривания, снабженную гидравлическим насосом, всасывающей, нагнетательной и сливной магистралями, пневмогидроаккумулятором, гидроусилителем, исполнительными механизмами и блоком управления. Новизной конструкции является то, что ее силовая часть выполнена в виде автономных блоков, установленных внутри опорных катков гусеничной машины, причем каждый из блоков снабжен гидравлическим радиально-поршневым насосом, который своим корпусом встроен внутрь массивной оси балансира, являющейся опорой катка, а вал насоса через ступицу соединен с ободом этого катка, при этом упомянутый гидронасос снабжен плоским распределителем, который сообщается со встроенными внутри тела балансира всасывающей магистралью, соединенной с баком, нагнетающей магистралью, соединенной с гидропневмоаккумулятором, проходящей через двухпозиционный электромагнитный клапан с гидроусилителем, блок переключения режимов, соединенный со сливной магистралью, и предохранительные клапаны, образующие блок управления, и соединенной с исполнительным механизмом, выполненным в виде управляемого моментного гидроцилиндра, корпус которого размещен в корпусе транспортного средства.The implementation of the method is solved by the stabilization system of the caterpillar vehicle body, including the running gear with drive wheels and track rollers interacting with the tracks, containing a controlled hydraulic suspension system, equipped with a hydraulic pump, suction, discharge and drain lines, a pneumatic accumulator, hydraulic booster, actuators and a control unit. The novelty of the design is that its power unit is made in the form of autonomous units installed inside the track rollers of the tracked vehicle, each of which is equipped with a hydraulic radial piston pump, which with its body is built into the massive axis of the balancer, which is the roller support, and the pump shaft through the hub is connected to the rim of this roller, while the above-mentioned hydraulic pump is equipped with a flat distributor, which communicates with the suction line, which is connected to the tank and is integrated inside the body of the balancer, a melting line connected to a hydraulic accumulator passing through a two-position solenoid valve with hydraulic booster, a mode switching unit connected to a drain line, and safety valves forming a control unit, and connected to an actuator made in the form of a controlled torque hydraulic cylinder, the housing of which is located in the housing vehicle.

На фиг.1 представлен общий вид гусеничной машины, на фиг.2 показано размещение автономных блоков подвески на гусеничной машине, на фиг.3 и 4 изображена конструкция автономного блока подвески, а на фиг.5 - принципиальная гидравлическая схема подвески.Figure 1 shows a General view of the tracked vehicle, Figure 2 shows the placement of the stand-alone suspension units on the tracked vehicle, Figures 3 and 4 show the construction of the stand-alone suspension unit, and Figure 5 is a schematic hydraulic diagram of the suspension.

Система стабилизации корпуса 1 гусеничной машины включает ходовую часть с ведущими колесами 2 и опорными катками 3, взаимодействующими с гусеницами 4, и содержит управляемую гидросистему подрессоривания, снабженную гидравлическим насосом 5, всасывающей 6 и нагнетательной 7 магистралями, пневмогидроаккумулятором 8, гидроусилителем 9, исполнительными механизмами - лопастными гидроцилиндрами 10 и блоком управления 11. Силовая часть системы стабилизации выполнена в виде автономных блоков, установленных внутри опорных катков 3 гусеничной машины, причем каждый из блоков снабжен гидравлическим насосом 5, выполненным радиально-поршневым, корпус которого является массивной осью 12 балансира 13, являющейся опорой катка 3, а вал 14 насоса 5 через ступицу 15 соединен с ободом 16 этого катка 3, при этом упомянутый гидронасос 5 снабжен плоским распределителем 17, который сообщается со встроенными внутри тела балансира 13 всасывающей магистралью 6, соединенной с баком 18, нагнетательной магистралью 7, соединенной с пневмогидроаккумулятором 8, проходящей через двухпозиционный электромагнитный клапан 19 с гидроусилителем 9, блок переключения режимов 20, соединенный со всасывающей магистралью 6, и предохранительные клапаны 21 являются агрегатами распределения и управления системой.The stabilization system of the casing 1 of the tracked vehicle includes a running gear with drive wheels 2 and track rollers 3, interacting with the tracks 4, and contains a controlled hydraulic suspension system equipped with a hydraulic pump 5, a suction 6 and a discharge 7 highways, a pneumatic accumulator 8, a hydraulic booster 9, and actuators - bladed hydraulic cylinders 10 and a control unit 11. The power part of the stabilization system is made in the form of autonomous units installed inside the track rollers 3 tracked vehicles moreover, each of the blocks is equipped with a radial piston hydraulic pump 5, the casing of which is a massive axis 12 of the balancer 13, which is the support of the roller 3, and the shaft 14 of the pump 5 is connected through the hub 15 to the rim 16 of this roller 3, while the hydraulic pump 5 equipped with a flat distributor 17, which communicates with the suction line 6 connected to the tank 18 inside the balancer 13 and connected to the tank 18, the discharge line 7 connected to the pneumatic accumulator 8, passing through a two-position electromagnetic valve n 19 with a hydraulic booster 9, a mode switching unit 20 connected to a suction line 6, and safety valves 21 are distribution and control units of the system.

Устройство работает следующим образом. При вращении ведущего колеса 2 двигателем транспортного средства и перемещения гусеницы 4, взаимодействующей с грунтом, возникают силы, перемещающие корпус 1. Балансиры 13, установленные на корпусе 1, тянут опорные катки 3 по гусенице 4. Опорные катки 3, нагруженные весом машины, взаимодействуя с гусеницей 4, вращаются и передают возникающий на них крутящий момент со ступицы 15 на вал 14 встроенного гидравлического насоса 5. Распределитель 17 дает возможность забора жидкости из бака 18 и подачу ее по магистрали 7 к клапану 19.The device operates as follows. When the drive wheel 2 rotates with the vehicle’s engine and the track 4, which interacts with the ground, moves, forces arise that move the casing 1. The balancers 13 mounted on the casing 1 pull the track rollers 3 along the track 4. Track rollers 3 loaded with the weight of the machine, interacting with caterpillar 4, rotate and transmit the torque arising on them from the hub 15 to the shaft 14 of the integrated hydraulic pump 5. The distributor 17 allows the intake of fluid from the tank 18 and its supply through line 7 to the valve 19.

При выключенном блоке управления 11 клапан 19 находится в позиции I (см. фиг.5), и доступ рабочей жидкости к исполнительному механизму - лопастному гидроцилиндру 10 закрыт, и он работает как лопастной гидравлический амортизатор. При этом насос 5 работает на холостом ходу, прокачивая рабочую жидкость через магистраль 6 в бак 18. Для обеспечения устойчивой работы насоса 5 давление в магистрали 6 и баке 18 поддерживает необходимый уровень подпора.When the control unit 11 is turned off, the valve 19 is in position I (see Fig. 5), and the access of the working fluid to the actuator - the vane hydraulic cylinder 10 is closed, and it works like a hydraulic vane shock absorber. In this case, the pump 5 idles, pumping the working fluid through the line 6 to the tank 18. To ensure the stable operation of the pump 5, the pressure in the line 6 and the tank 18 maintains the necessary level of pressure.

При переключении блоком управления 11 клапана 19 в позицию II, блок переключения режимов 20 обеспечивает работу исполнительного механизма 10 в режиме моментного гидроцилиндра, перепад давлений в рабочих полостях которого формируется за счет гидроусилителя 9, на вход которого подается электрический сигнал в соответствии с заданным законом управления, обеспечивающим стабилизацию корпуса при движении по неровностям дороги. При этом насос 5 обеспечивает подачу рабочей жидкости в гидропневмоаккумулятор 8 до давления, определяемого предохранительным клапаном гидросистемы.When the control unit 11 switches the valve 19 to position II, the mode switching unit 20 ensures the operation of the actuator 10 in the torque cylinder mode, the pressure difference in the working cavities of which is generated by the hydraulic booster 9, the input of which is supplied with an electric signal in accordance with the specified control law, providing stabilization of the hull when driving on rough roads. In this case, the pump 5 provides the supply of the working fluid to the hydraulic accumulator 8 to a pressure determined by the safety valve of the hydraulic system.

Заявителем изготовлен опытный образец устройства, который подтвердил его работоспособность.The applicant made a prototype device, which confirmed its operability.

Источники информацииInformation sources

1. Авторское свидетельство №500992. Способ стабилизации динамических сил ТС.1. Copyright certificate No. 500992. A method of stabilizing the dynamic forces of a vehicle.

2. Заявка РФ №2003103501. Автоматическое устройство регулирования сил сопротивления амортизатора.2. RF application No. 2003103501. Automatic device for regulating the shock resistance.

3. Патент США №2965390. Управляемая система подрессоривания.3. US Patent No. 2965390. Managed suspension system.

4. Патент РФ №2041080. Способ демпфирования колебаний многоопорного транспортного средства и его система подрессоривания (прототип).4. RF patent No. 2041080. A method of damping vibrations of a multi-support vehicle and its suspension system (prototype).

Claims

1. A method of stabilizing the body of a tracked vehicle with a controlled suspension system, which consists in creating stabilizing forces acting on the body from the side of the suspension when the vehicle moves on uneven surfaces,
characterized in that the energy for creating stabilizing efforts is obtained due to the kinetic energy of rotation of the track rollers when interacting with the vehicle’s tracks when the latter moves, turn it into potential energy of the working fluid pressure, accumulate the received energy, and then spend it in the actuators of the suspension system, providing stabilization of the case.

2. The stabilization system of the caterpillar vehicle body, including the chassis with drive wheels and track rollers interacting with the tracks, containing a controlled hydraulic suspension system, equipped with a hydraulic pump, suction and discharge lines, a pneumatic accumulator, hydraulic booster, actuators and a control unit,
characterized in that its power unit is made in the form of autonomous units installed inside the track rollers of the tracked vehicle, each of which is equipped with a hydraulic radial piston pump, which with its body is built into the massive axis of the balancer, which is the roller support, and the pump shaft is connected via a hub with the rim of this roller, while the above-mentioned hydraulic pump is equipped with a flat distributor, which communicates with the suction line integrated inside the body of the balancer, connected to the tank, forcing the master A valve connected to a pneumatic accumulator passing through a two-position solenoid valve with hydraulic booster, a mode switching unit connected to a hydraulic line, and safety valves, which are distribution and control units of the system, and connected to an actuator made in the form of a controlled torque hydraulic cylinder, the housing of which is located in the body of the vehicle.