МЕХАНИЗМ УПРАВЛЕНИЯ ПОВОРОТОМ КОЛЕСНОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С ОДНОВРЕМЕННЫМ ПОДТОРМАЖИВАНИЕМ ОДНОГО ИЗ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС Российский патент 1997 года по МПК B62D9/00 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к механизмам управления поворотом транспортного средства.

Известен механизм, содержащий два главных цилиндра с раздельным или общим педальным приводом, соединенных с колесным тормозом оси автомобиля, участвующей в поворотном торможении, и клапанное устройство, распределяющее давление между колесными тормозами в зависимости от типа торможения обычного или поворотного (см. заявку ФРГ N 3301278, В 62 D 11/08, 1984).

Недостатком механизма является невозможность изменения тормозного момента в зависимости от кривизны траектории эта функция возложена на водителя, вынужденного дополнительно нажимать на соответствующую педаль.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является известный механизм, содержащий рулевое управление, рулевой вал которого посредством рулевого механизма связан с исполнительным гидроцилиндром двустороннего действия, тормозные цилиндры, связанные с рулевым управлением, два золотника, управляющие работой двух насосов, два гидрораспределителя, механически связанные с педалями управления тормозами.

Недостатком механизма является отсутствие зависимости между кривизной траектории и величиной тормозного момента, прокладываемого к колесу, так как положение управляемых колес и тормозной момент, прикладываемый к ведущему колесу, не взаимосвязаны.

Техническая задача изобретения создание механизма управления поворотом колесного транспортного средства, обеспечивающего снижение усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу при осуществлении поворота.

Технический результат, достигаемый предложенным техническим решением - возможность осуществления одновременно поворота управляемых колес и притормаживания внутреннего (относительно поворота) управляемого колеса с учетом траектории движения транспортного средства.

Указанный технический результат достигается тем, что в механизме управления поворотом колесного транспортного средства с одновременным подтормаживанием одного из управляемых колес содержится рулевое управление, рулевой вал которого посредством рулевого механизма связан с гидроцилиндром двустороннего действия. Тормозные цилиндры связаны с рулевым управлением. На входе каждого тормозного цилиндра управляющего колеса установлены двухпозиционные трехлинейные гидрораспределители, первая линия каждого из которых соединена с гидроцилиндром двухстороннего действия, вторая линия соединена с главным тормозным цилиндром штатной тормозной системы, а третья линия соединена с тормозным цилиндром управляемого колеса, при этом в первой позиции первая линия каждого гидрораспределителя соединена с третьей, а во второй позиции вторая линия соединена с третьей, причем между собой полости каждого из гидрораспределителей соединены посредством регулируемого редукционного клапана, выполненного с возможностью регулирования посредством поджатия его пружины при помощи регулировочного винта, механически связанного с рулевым валом.

Связь рулевого вала с гидроцилиндром двустороннего действия позволяет обеспечить подачу рабочей жидкости гидроцилиндром двустороннего действия в зависимости от направления поворота рулевого вала к тому или иному тормозному цилиндру, тем самым обеспечивая подтормаживание внутреннего (относительно поворота) управляемого колеса. Возникающее при этом усилие на плече обкатки колеса создает дополнительный момент, облегчающий поворот управляемых колес, тем самым снижается усилие на рулевом колесе, необходимое для выполнения поворота. Установленные на входе соответствующего тормозного цилиндра золотниковые устройства выполняют функцию переключателя, определяющего какая система механизм управления поворотом или штатная тормозная система - связана с тормозными цилиндрами, что необходимо для обеспечения независимой работы этих систем друг от друга. Редукционные клапаны, которыми снабжаются золотниковые устройства, выполнены регулируемыми. Связь рулевого вала с регулировочными винтами последних обеспечивает изменение величины давления срабатывания редукционных клапанов в зависимости от угла поворота рулевого колеса, что обеспечивает зависимость величины подтормаживания от угла поворота управляемых колес, то есть и от кривизны траектории движения транспортного средства.

Совокупность перечисленных выше механизмов делает возможность осуществление одновременно поворота управляемых колес и подтормаживания внутреннего, относительно поворота, управляемого колеса с учетом траектории движения транспортного средства.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемого механизма; на фиг. 2 - золотниковое устройство с редукционным клапаном и приводом.

Механизм управления поворотом включает рулевой механизм 1, к сошке 2 которого шарнирно крепится тяга 3 поршня 4 гидроцилиндра двустороннего действия 5. Рабочие полости гидроцилиндра 5 соединены трубопроводами 6, 7 с источником рабочей жидкости баком 8, а трубопроводами 9 и 10 с полстями А двух золотниковых устройств, обеспечивающих независимость работы гидросистемы механизма управления поворотом от работы штатной тормозной системы. Полости Б золотниковых устройств 11 соединены трубопроводом 12 с главным тормозным цилиндром 13 штатной тормозной системы, который, в свою очередь, трубопроводом 14 соединен с баком 8. Золотник 15 золотникового устройства 11 своим положением определяет какая из двух полостей А или Б золотникового устройства 11 посредством трубопровода 16 соединена с исполнительным тормозным цилиндром 17. Между собой полости А и Б золотникового устройства 11 соединены регулируемым редукционном клапаном 18, позволяющим регулировать степень притормаживания управляемых колес в зависимости от угла поворота рулевого колеса 19, для чего рулевой вал 20 механически связан с регулировочными винтами 21 редукционных клапанов 18. Положение регулировочного винта 21 определяет величину поджатия пружины 22 запорного элемента 23, тем самым определяя величину срабатывания редукционного клапана 18. Механическая связь рулевого вала 20 с регулировочными винтами 21 золотниковых устройств 11 осуществляется за счет гибкой связи 24, например гибкого троса, соединяющей винты 21 с зубчатыми колесами 25, входящими в зацепление с шестерней 26, установленной на рулевом валу 20.

В связи с тем, что работа штатной тормозной системы и механизма управления поворотом колесного транспортного средства взаимосвязаны, возможны следующие случаи совместной работы систем:
криволинейное движение транспортного средства без торможения;
торможение транспортного средства при прямолинейном движении;
торможение транспортного средства при криволинейном движении.

При прямолинейном движении транспортного средства без торможения механизм управления поворотом работает следующим образом.

Для упрощения рассматриваемой схемы работы механизма примем, что транспортное средство совершает левый поворот, при правом повороте схема работы механизма аналогична.

Поворот рулевого колеса 19 вызывает перемещение сошки 2, посредством тяги 3 движение передается поршню 4 гидроцилиндра двустороннего действия 5. Поршень 4, перемещаясь, перекрывает трубопровод 6, обеспечивающий постоянное наличие рабочей жидкости в гидроцилиндре 5 за счет связи последнего с ее источником баком 8. После того как трубопровод 6 перекроется поршнем 4, давление из цилиндра 5 по трубопроводу 9 передается в полость А золотникового устройства 11, управляющего работой левого тормозного цилиндра 17. Так как в данном случае работа системы рассматривается без торможения, то в полости Б золотникового устройства 11 давление отсутствует. Разность давлений между полостями А и Б вызывают перемещение золотника 15, таким образом откроется канал, соединяющий полость А с тормозным цилиндром 17, канал, соединяющий полость Б с тормозным цилиндром 17, будет перекрыт золотником 15, следовательно, давление из полости А золотникового устройства 11 по трубопроводу 16 передается тормозному цилиндру 17, что вызывает подтормаживание левого колеса, в данном случае являющегося внутренним относительно поворота. Эффект облегчения управления поворотом достигается за счет того, что возникающее при подтормаживании усилие на плече обкатки внутреннего, относительно поворота, колеса создает дополнительный момент, облегчающий поворот управляемых колес, и снижает тем самым усилие на рулевом колесе.

Величина подтормаживания колеса прямо зависит от радиуса поворота транспортного средства в случае большого радиуса необходима небольшая величина подтормаживания и наоборот при малом радиусе поворота величина подтормаживания должна быть соответственно большой. Одновременно необходимо избегать блокировки подтормаживающего колеса. Для регулирования величины подтормаживания колеса в зависимости от радиуса траектории в механизме управления поворотом предусмотрен регулируемый редукционный клапан 18. При достижении необходимой величины подтормаживания колеса, то есть определенного давления в полости А золотникового устройства 11, редукционный клапан 18 сбрасывает давление в полость В. Момент сброса давления определяется силой упругости пружины 22, подпирающей запорное устройство 23. При повороте рулевого колеса 19 шестерня 26, установленная на рулевом валу 20, передает вращение колесу 25, от которого через гибкую связь 24 вращение передается регулировочному винту 21. Последний, заворачиваясь, увеличивает поджатие пружины 22. Тем самым, чем на больший угол повернется рулевое колесо 19, тем больше завернется регулировочный винт 21, тем больше будет величина поджатия пружины 22, тем при большем давлении в полости А сработает редукционный клапан 18. Ограничением величины поджатия пружины 22 является давление в полости А, при котором наступает блокировка колеса. Сбрасываемая при срабатывании редукционного клапана 18 из полости А рабочая жидкость попадает в полость Б, далее через трубопровод 12, главный тормозной цилиндр 13 и трубопровод 14 она сливается в бак 8. То же происходит и с вытесняемой из полости Б жидкости при перемещении золотника 15.

При торможении транспортного средства при прямолинейном движении рабочая жидкость из главного тормозного цилиндра 13 по трубопроводу 12 подается в полость Б золотниковых устройств 11. Так как движение прямолинейное, то механизм управления поворотом не функционирует и давление в полости А отсутствует. Благодаря разности давлений в полостях А и Б золотники 15 перемещаются, вытесненная из полостей А жидкость по трубопроводам 9 и 10, через гидроцилиндр двустороннего действия 5 и по трубопроводам 6 и 7 сливается в бак 8. Переместившиеся золотники 15 перекрывают каналы, соединяющие полости А каждого золотникового устройства 11 с тормозными цилиндрами 17 и открывает каналы, соединяющие тормозные цилиндры 17 с полостями 6. Давление из полостей Б по трубопроводам 16 передается и тормозным цилиндрам 17, обеспечивая тем самым торможение транспортного средства. Редукционный клапан 18 закрыт.

В случае торможения транспортного средства при криволинейном движении механизм работает следующим образом.

При входе транспортного средства в поворот механизм управления поворотом работает так, как уже показано выше. При последующем торможении рабочая жидкость из главного тормозного цилиндра 13 по трубопроводу 12 подается в полости Б золотниковых устройств 11. Для наружного, по отношению к центру поворота, колеса торможение происходит тем же порядком, как и при торможении при прямолинейном движении. Для внутреннего колеса схема работы золотникового устройства 11 выглядит иначе. В связи с тем, что при криволинейном движении внутреннее колесо приторможено механизмом управления поворотом, то золотник 15 находится в положении, когда с тормозным цилиндром 17 соединена полость А пропорционально радиусу поворота транспортного средства. При торможении давление от главного тормозного цилиндра 13 по трубопроводу 12 передается в полость Б давления, превышающего давление в полости А золотникового устройства 11, золотник 15 перемещается, открывая канал в золотниковом устройстве 11, соединяющий полость Б с тормозным цилиндром 17, таким образом, давление в тормозном цилиндре 17 будет равно давлению в главном тормозном цилиндре 13. В случае если интенсивность торможения такова, что давление в штатной тормозной системе, а соответственно и в полости Б золотникового устройства 11 не превышает давление, развиваемое механизмом управления поворотом, то есть давление в полости А, то золотник 15 перемещаться не будет и в тормозном цилиндре 17 давление будет равно давлению в гидроцилиндре двустороннего действия 5. Растормаживание будет происходить в обратном порядке. При понижении давления в штатной тормозной системе до величины давления в механизме управления поворотом золотник 15 переместится, открывая канал в золотниковом устройстве 11, соединяющий полость А с тормозным цилиндром 17, в котором будет сохраняться давление, развиваемое механизмом управления поворотом до тех пор, пока поворот не будет завершен.

Использование: относится к транспортному машиностроению, в частности к механизмам управления поворотом транспортного средства. Сущность изобретения: устройство содержит рулевой вал 20, связанный посредством рулевого механизма 1 с гидроцилиндром 5 двустороннего действия и тормозные цилиндры 17, связанные с рулевым управлением. На входе каждого тормозного цилиндра управляемого колеса установлены двухпозиционные трехлинейные гидрораспределители, первая линия каждого из которых соединена с гидроцилиндром 5 двухстороннего действия, вторая линия соединена с главным тормозным цилиндром штатной тормозной системы, а третья линия соединена с тормозным цилиндром управляемого колеса. При этом в первой позиции первая линия каждого гидрораспределителя соединена с третьей, а во второй позиции вторая линия соединена с третьей, причем между собой полости каждого из гидрораспределителей соединены посредством регулируемого редукционного клапана, выполненного с возможностью регулирования посредством поджатия его пружины при помощи регулировочного винта, механически связанного с рулевым валом. 2 ил.

Механизм управления поворотом колесного транспортного средства с одновременным подтормаживанием одного из управляемых колес, содержащий рулевое управление, рулевой вал которого посредством рулевого механизма связан с гидроцилиндром двустороннего действия, и тормозные цилиндры, связанные с рулевым управлением, отличающийся тем, что он снабжен установленными на входе каждого тормозного цилиндра управляющего колеса двухпозиционными трехлинейными гидрораспределителями, первая линия каждого из которых соединена с гидроцилиндром двустороннего действия, вторая линия соединена с главным тормозным цилиндром штатной тормозной системы, а третья линия соединена с тормозным цилиндром управляемого колеса, при этом в первой позиции первая линия каждого гидрораспределителя соединена с третьей, а во второй позиции вторая линия соединена с третьей, причем между собой полости каждого из гидрораспределителей соединены посредством регулируемого редукционного клапана, выполненного с возможностью регулирования посредством поджатия его пружины при помощи регулировочного винта, механически связанного с рулевым валом.