Устройство для стабилизации транспортного средства Советский патент 1983 года по МПК B62D37/06 G05D1/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ТРАНСПОРТНОГО

1

Изобретение относится к эксплуатации транспортных средств и может быть использовано для повышения курсовой устойчивости их движения и облегчения управления ими.

Известно устройство для стабилизации s транспортного средства, содержащее гироскопический датчик наклона кузова и исполнительный механизм, предотвращающий наклон кузова 1.

Однако такое устройство требует использование дополнительных в фавнивающих устройств для повышения устойчивости движения транспортного средства, что ведет к значительному усложнению его конструкции. Осиовным недостатком такого устройства является невозможность обес- ts печения курсовой устойчивости транспортного средства.

Известно также стабилизирующее устройство, основанное на использовании прецессии гироскопа и содержащее маховик, вращающийся вокруг вертикальной оси и препятствующий наклону кузова транспортного средства при появлении возмущающего момента 2.

СРЕДСТВА

Однако известное устройство позволяет стабилизировать транспортное средство лишь в поперечной плоскости.

Наиболее близким к изобретению является устройство для, стабилизации транспортного средства, содержащее пару маховиков, связанных с основной поворотной рамкой, снабженных поворотными опорами и ограничителями прецессии и установленных на соосных валах, привод для вращения маховиков в противололожных направлениях и механизм блокировки маховиков относительно рамы транспортного средства. Указанное устройство обеспечивает повышение устойчивости транспортного средства при движении по различным по величине, направлению и длительности действия уклонам 3.

Однако указанное устройство не позволяет осуществить курсовую стабилизацию транспортного средства и облегчить управление.

Цель изобретения - .повышение эффективности устройства путем повышения курсовой устойчивости движения транспортного средства и облегчения управления.

Указанная цель достигается тем, что устройство для стабилизации трансцортного средства, содержащее пару маховиков, связанных с основной поворотной рамкой, снабженных поворотными опорами и ограничителями прецессии и установленных на соосных валах, привод для вращения маховиков в противоположных направлениях и механизм блокировки маховиков относительно рамы транспортного средства, снабжено механизмом поворота двустороннего действия, включающим в себя дополнительную поворотную рамку, два находящихся во взаимном зацеплении зубчатых сектора, установленных на обеих поворотных рамках, и гидроцилиндр, связывающий указанные рамки с рамой транспортного средства.

Кроме того, механизм блокировки включает барабаны, установленные на каждой поворотной рамке и связанные с тормозами.

На фиг. 1 представлено устройство для стабилизации транспортного средства; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - гидравлическая схема устройства управления механизмом поворота двустороннего действия.

, Устройство для стабилизации транспортного средства содержит пару маховиков I и 2, имеющих одинаковые моменты инерции и связанных с основной поворотной рамкой 3. Для осуществления прецессии маховиков они снабжены поворотными опорами, каждая из которых связана с соответствующим маховиком посредством шарнира 4 равных угловых скоростей, передающего вращение маховикам 1 и 2 от валов 5 и 6, установленных соосно друг другу перпендикулярно продольной оси транспортного средства.

Устройство снабжено механизмом поворота двустороннего действия, включающим дополнительную поворотную рамку 7, установленную цапфами в опорах 8 и 9, аналогичных опорам основной рамки 3, два находящихся во взаимном зацеплении зубчатых сектора 10 и 11, установленных на обеих поворотных рамках 3 и 7, которые могут вращаться вокруг осей, параллельных продольной оси транспортного средства, с помощью гидроцилиндра 12 двустороннего действия, связывающего указанные рамки с рамой транспортного средства.

Привод для вращения маховиков в противоположных направлениях с одинаковой угловой скоростью включает систему передач, расположенную в поворотных рамках 3 и 7 и связывающую валы 5 и 6 с приводной шестерней 13, вращаемой от двигателя транспортного средства.

Для ограничения прецессии маховиков 1 и 2 соосно с ними установлены ограничители прецессии, выполненные в виде дисков 14, снабженных пружинами 15 переменной жесткости.

Устройство управления механизмом поворота двустороннего действия состоит из бака 16 (фиг. 3) насоса 17 с предохранительным клапаном 18, регулируе.мого дросселя 19, четырехходового трехпозиционного золотникового распределителя 20, нагнетательного 21 и сливного 22 трубопроводов.

0 Механизм блокировки маховиков относительно рамы транспортного средства состоит из двух барабанов 23, один из которых закреплен на рамке 3, а другой - на рамке 7. Каждый из барабанов 23 снабжен тормозом 24, связанным с рулевым управ5 лением.

Устройство работает следующим образом.

Маховикам 1 и 2 (фиг. 1) через поворотные опоры, валы 5 и 6, систему пер.едач, расположенных в поворотных рамках 3 и 7, и приводную шестерню 13 передается вращение от двигателя транспортного средства. При зажатых тормозах 24 поворотные рамки 3 и 7 жестко связаны с рамой транспортного средства.

5 Во время движения по прямолинейной траектории или по дуге постоянного радиуса отклонения продольной оси транспортного средства под влиянием внещних факторов от направления, заданного водителем, вызывают прецессию маховиков 1

0 и 2 в плоскости, перпендикулярной плоскости действия возмущающего момента, и появление момента, возвращающего транспортное средство на заданный курс, т. е. осуществляется курсовая стабилизация. При изменении водителем направления движения транспортного средства тормоза 24, связанные с рулевым управлением, разблокируют поворотные рамки 3 и 7, золотник гидрораспределителя 20 (фиг. 3) соединяет нагнетательный трубопровод 21

0 с одной из полостей гидроцилиндра 12 соответственно направлению поворота. При этом скорость перемещения щтока гидроцилиндра 12 определяется проходным сечением регулируемого дросселя 19 в зависимости от угла поворота управляемых колес и ско5 рости движения транспортного средства. Осуществляется принудительный синхронный поворот рамок 3 и 7 с валами 5 и 6 и маховиками 1 и 2, в результате чего создается момент, разворачивающий трансп портное средство в соответствии с направлением и угловой скоростью поворота и облегчающий действия водителя по выводу тран ;портного средства на заданную траекторию.

С прекращением поворота управляемых

колес поворотные рамки 3 и 7 блокируются тормозами 24 и остаются зафиксированными в новом положении. При этом курсовая стабилизация транспортного средства продолжается.

При появлении возмущающего момента, вызывающего крен транспортного средства, возникает прецессия маховиков в плоскости, перпендикулярной плоскости действия возмущающего момента. В результате при движении как по прямолинейной, так и по криволинейной траектории возникает гироскопический стабилизирующий момент, препятствующий крену.

Наличие в предложенном устройстве двух маховиков 1 и 2 с равными, но противоположно направленными кинетическими моментами позволяет нейтрализовать реактивные моменты, действующие на раму транспортного средства.

Пружины 15 переменной жесткости обеспечивают следящее действие поворотной опоры. Чем выще жесткость указанных пружин, тем меньще создаваемый за счет прецессии стабилизирующий момент. Такая конструкция ограничителей прецессии позволяет эффективно тормозить прецессию при изменении направления возмущающего момента.

При упоре маховиков 1 и 2 в диски 14 стабилизация транспортного средства осу ществляется только за счет устойчивости оси быстро вращающихся маховиков.

Описанное устройство может использоваться на любом транспортном средстве и позволяет обеспечить курсовую стабилизацию транспортного средства и облегчить водителю управление им, что существенно повыщает безопасность движения транспортного средства.

Данное устройство в отличие от известных повышающих устойчивость движения транспортного средства, не требует установки специальных выравнивающих устройств или устройств для регулирования жесткости подвески (шин и сопротивления амортизаторов, для обеспечения поперечной устойчивости и сложного оборудования для курсовой стабилизации.

Наличие механизма поворота двустороннего действия позволяет описанному устройству выполнять функции усилителя рулевого управления транспортного средства.

Использование данного устройства со специальным приводом, позволяющим использовать маховики дл;я аккумулирования кинетической энергии, дает возможность повысить динамические характеристики транспортного средства.

Возможность использования серийного гидроусилителя транспортного средства позволяет сократить сроки внедрения предложенного устройства.

10

Формула изобретения

I. Устройство для стабилизации транспортного средства, содержащее пару маховиков, связанных с основной поворотной рамкой, снабженных поворотными опорами и ограничителями прецессии и установленных на соосных валах, привод для вращения маховиков в противоположных направлениях и механизм блокировки маховиков

0 относительно рамы транспортного средства, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устройства путем повышения курсовой устойчивости движения транспортного средства и облегчения управления, оно снабжено механизмом по5ворота двустороннего действия, включающим в себя дополнительную поворотную рамку, два находящихся во взаимном, зацеплении зубчатых сектора, установленных на обеих поворотных рамках, и гидроцилиндр,

0 связывающий указанные рамки с рамой транспортного средства.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что механизм блокировки включает барабаны, установленные на каждой поворотной рамке -и связанные с тормозами.

5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3410357, кл. 180-30, 1966.

2.Патент Великобритании N° 1315119, кл. G 1 С, 1969.

3.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2976866/27-11, кл. В 62 D 37/06, 1980 (прототип).