ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА С КЛАПАНОМ ВЫКЛЮЧЕНИЯ УСИЛИТЕЛЯ В КРАЙНИХ ПОЛОЖЕНИЯХ Российский патент 1998 года по МПК B62D5/06 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, преимущественно для использования в рулевых управлениях автомобилей.

Известен гидроусилитель рулевого управления, в котором клапан выключения усилителя в крайних положениях поршня-рейки содержит два запорных элемента, поджимаемых в направлении двух седел, предусмотренных в корпусе клапана. Клапан закреплен в отверстии днища поршня-рейки путем развальцовки части корпуса клапана (международная заявка N 87/00811).

Недостатком конструкции такого клапана является низкий уровень ремонтопригодности.

Известен также гидравлический усилитель рулевого управления, в котором клапан выключения усилителя в крайних положениях поршня-рейки содержит запорные конические элементы, выполненные совместно с толкателями и взаимодействующие с седлами, установленными в сквозном отверстии поршня-рейки с обоих его торцев посредством резьбовых соединений (патент США N 3935790).

Недостатком данной конструкции является ее сложность и низкая технологичность.

Задачей данного изобретения является упрощение конструкции клапана выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, повышение технологичности и уровня ремонтопригодности.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в гидравлическом усилителе рулевого управления транспортного средства, имеющем корпус рулевого механизма, разделенный на две рабочие камеры поршнем-рейкой с шариковой гайкой, кинематически связанным рейкой с сектором рулевого механизма, а шариковой гайкой с винтом рулевого механизма, связанным с гидрораспределителем, гидравлически соединенным с рабочими камерами, а также клапан выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, включающий в себя корпус клапана, шариковые запорные элементы и толкатели, размещенные в сквозном отверстии поршня-рейки, корпус клапана выполнен составным из двух цилиндрических втулок с кольцевыми проточками на наружных поверхностях, выходящими на торцы втулок с одной стороны. Втулки устанавливаются в сквозное ступенчатое отверстие поршня-рейки, что при упоре их друг в друга торцами с кольцевыми проточками эти проточки образуют полость, в которую устанавливается уплотнительный элемент. Втулки фиксируются от осевого перемещения цилиндрической проставкой со сквозным ступенчатым отверстием и стопорным кольцом. В ступенчатые отверстия поршня-рейки и проставки устанавливаются толкатели в виде стержней. Оба толкателя имеют выдавленные на их поверхностях плоские заплечики. Заплечики выполнены на поверхностях толкателей в зонах полостей, образованных торцами втулок и перепадами диаметров ступенчатых отверстий поршня-рейки и цилиндрической проставки соответственно.

Конструкция и принцип действия устройства согласно данному изобретению поясняются с помощью фигур чертежей:
фиг. 1 - продольный разрез гидравлического усилителя с клапаном выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки;
фиг. 2 - увеличенный разрез клапана выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки;
фиг. 3 - увеличенный вид элемента А на фиг. 2.

Гидравлический усилитель рулевого управления транспортного средства содержит корпус 1 рулевого механизма, поршень-рейку 2 с шариковой гайкой 3, разделяющий полость корпуса 1 посредством уплотнений 4 и 5 на две рабочие камеры 6 и 7, рейкой 8 кинематически связанный с сектором 9 рулевого механизма, а гайкой 3 - с винтом 10 рулевого механизма, связанным с гидрораспределителем 11, гидравлически связанным с рабочими камерами 6 и 7 с каналами 12 и 13 подвода и слива рабочей жидкости соответственно.

В сквозное ступенчатое отверстие 14 поршня-рейки 2 установлены до упора в торец 15 ступенчатого отверстия и друг в друга торцами 16 втулки 17 и 18 клапана выключения усилителя с шариковыми запорными элементами 19, 20, пружиной 21, толкателями 22, 23 и уплотнительным элементом 24, установленным в полости 25, образованной поверхностями кольцевых проточек 26, 27, выходящих на торцы 16 втулок 17, 18.

В осевом направлении втулки 17, 18 через промежуточную проставку 28 со ступенчатым отверстием зафиксированы стопорным кольцом 29. Уплотнительный элемент 24 обеспечивает герметичность разъемного соединения втулок 17, 18 клапана выключения усилителя по внутренней поверхности ступенчатого отверстия 14 поршня-рейки 2. Толкатели 22, 23, выполненные в виде стержней разной длины, имеют с одной стороны выдавленные плоские заплечики 30, ограничивающие осевые перемещения толкателей. Ширина заплечиков больше диаметров меньших ступеней отверстий втулок 17, 18, отверстия проставки 28 и отверстия 14 поршня-рейки 2.

Заплечики 30 расположены на поверхностях толкателей 22, 23 в полостях, ограниченных торцами втулок 17, 18 и перепадами диаметров ступенчатого отверстия 14 поршня-рейки 2 с одной стороны и ступенчатого отверстия проставки 28 с другой стороны.

Работа гидравлического усилителя с клапаном выключения усилителя в крайних положениях поршня-рейки осуществляется следующим образом. При вращении винта 10 рулевого механизма, например влево, и возрастании нагрузки на секторе 9 рулевого механизма происходит включение гидрораспределителя 11 и рабочая жидкость под давлением из канала подвода 12 и гидравлическим каналам (не показаны) поступает в рабочую камеру 6 гидроусилителя, поршень-рейка 2 под действием давления рабочей жидкости начинает перемещаться вверх. Рабочая камера 7 при этом гидравлическими каналами (не показаны) оказывается связанной с каналом слива 13. Под действием давления рабочей жидкости в рабочей камере 6 шариковый запорный элемент 20 клапана выключения усилителя открывается, а шариковый запорный элемент 19 закрывается. Таким образом рабочие камеры 6 и 7 оказываются герметично разделенными уплотнениями 4, 5, 24 и шариковым запорным элементом 19, взаимодействующим с седлом втулки 17 клапана выключения усилителя.

При подходе поршня-рейки 2 к крайнему верхнему положению толкатель 23 одним концом упирается в торец корпуса 1 рулевого механизма, а другим отжимает шариковый запорный элемент 19 от седла втулки 17, открывая канал, соединяющий рабочие камеры 6 и 7. Давление рабочей жидкости в рабочих камерах 6 и 7 уравнивается, и перемещение поршня-рейки под действием давления прекращается.

При изменении направления вращения винта 10 рулевого механизма рабочая жидкость под давлением поступает в рабочую камеру 7, а рабочая камера 6 соединяется с каналом слива 13. под действием давления рабочей жидкости шариковый запорный элемент 19 открывается, а шариковый запорный элемент 20 прижимается к седлу втулки 18. Рабочие камеры оказываются разделенными. При подходе поршня-рейки 2 к другому крайнему положению толкатель 22 одним концом упирается в торец корпуса 1 рулевого механизма, а другим отжимает шариковый запорный элемент 20 от седла втулки 18, гидравлически соединяя рабочие камеры 6 и 7 гидроусилителя, давление рабочей жидкости в камерах уравнивается и перемещение поршня-рейки под действием давления прекращается.

Гидравлический усилитель включает в себя корпус, шариковые запорные элементы и стержневые толкатели, размещенные в сквозном ступенчатом отверстии поршня-рейки. Корпус клапана состоит из двух цилиндрических втулок с кольцевыми проточками на наружных поверхностях, выходящими на торцы втулок с одной стороны. Втулки установлены до упора в торец ступенчатого отверстия поршня-рейки и друг в друга торцами с кольцевыми проточками, которые при совмещении образуют полость для установки уплотнительного элемента. Втулки зафиксированы в осевом направлении промежуточной проставкой и стопорным кольцом. А каждый толкатель имеет на одном конце плоские заплечики, расположенные в полостях, ограниченных торцами втулок и перепадами диаметров ступенчатого отверстия поршня-рейки с одной стороны и ступенчатого отверстия промежуточной проставки с другой стороны, что позволяет упростить конструкцию клапана и повысить его технологичность изготовления и уровень ремонтопригодности. 3 ил.

Гидравлический усилитель рулевого управления транспортного средства, содержащий корпус рулевого механизма, разделенный на две рабочие камеры поршнем-рейкой с шариковой гайкой, рейкой кинематически связанный с сектором рулевого механизма, а гайкой - с винтом рулевого механизма, связанным с гидрораспределителем, гидравлически соединенным с рабочими камерами, и клапан выключения гидроусилителя в крайних положениях, включающий корпус, шариковые запорные элементы и толкатели, размещенные в сквозном отверстии поршня-рейки, отличающийся тем, что корпус клапана выполнен составным из двух цилиндрических втулок, имеющих на наружных поверхностях кольцевые проточки, выходящие на торцы втулок с одной стороны, и установленных до упора в торец сквозного ступенчатого отверстия поршня-рейки и друг в друга торцами с кольцевыми проточками, и уплотнительного элемента, установленного между втулками в полости, образованной кольцевыми проточками совмещенных торцами втулок, втулки зафиксированны в осевом направлении промежуточной проставкой и стопорным кольцом, а в ступенчатых отверстиях поршня-рейки и промежуточной проставки установлены стержневые толкатели, имеющие с одной стороны выдавленные на их поверхностях плоские заплечики, расположенные в полостях, ограниченных торцами втулок и перепадами диаметров ступенчатого отверстия поршня-рейки с одной стороны и ступенчатого отверстия промежуточной проставки с другой стороны.