Рулевое управление с сервоприводом для грузовых автомобилей Советский патент 1982 года по МПК B62D5/06 

(54) РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ С СЕРВОПРИВОДОМ

1

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к рулевым управлениям с сервопривоцом для грузовых автомобилей.

Известны рулевые управления с серво- б приводом, в котором иа гайке рулевого управления и в рабочем поршне выполнены упорные выступы одинаковой ширины. Соответствукяцие друг другу упорные поверхности на обоих элементах управления ю находятся при среднем положении управления в одиой плоскости. При этом каждая упорная поверхность нагружена пружиной 1.

Недостатком указанного устройства яв- 15 ляётся то, что пружинные элементы относительно опор гайки рулевого управления расположены аксиально на расстоянии и при срабатывашш пружинного элемента создается пара противодействующих сил, 20 действующих на гайку рулевого управления. Эта пара на опоре гайки рулевого управления вызывает нежелательное многократное увеличение силы трения. Кроме того, при применении предварительно на- 25 ДЛЯ ГРУЗОВЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

груженных пружинных этюментсв и при продолжении движения управления из среднего положения чувствительность управления становится хуже, а-нагрузки на гайку рулевого управления создаются несимметричными.

Известно также рулевое управление с сервоприводом для грузовых автомобилей, содержащее встроенный в картер рулевого управлэния подвижный поршень с подвижно установленной в нем гайкой рулевого управления, кинематически CBS занной с рулевым валом, распредега1тепь с поворотным золотником, соединенным с гайкой рулевого управления, и трубчатую пружину, установленную с возможностью возврата золотника и среднее положение распределителя и .соединенную одним своим концом с гайкой рулевого управления, а другим - с поршнем L2j.

Недостатком известного устройства является то, что пружинный эпаменг должен передавать большую осевую силу, именно все усилие, действующее на гай- ку рулевого управления . При этом гайка рулевого управления расположена не в поршне, так что все силовые воздействия В1х;при шмаютсн пружинным элементом. С учетом, что вышеупомяонутые трубчатые Пружины должны передавать большие осевые силовые воздействия, это может осуществляться только жесткой на кру чение трубчатой пружиной, при этом начальная чувствительность управления не соответствует с жременным требованиям Цель изобретения - повышение ч(увст- вительности срабатывания. Указанная цель достагается тем, что трубчатая пружина расположена в гфостранстве межпу гайкой рулевого управления и поршнем и соединена с упоМ5шутой гайкой посредством кулачкового соединения с возможностью перемещения в ра-ч оиальном и осевом направлениях, причем трубчатая пружина жестко установлена в поршне. На фиг. 1 изображено рулевое управление с сервоприводом, продольный разрез; на фиг. 2 - пружинный этомент, пр дольный разрез (первый пример исполне- HHH)J на фиг. 3 - то же, поперечный раз рез; на фиг. 4 - то же, продольный разрез (второй пример исполнения)jaa фиг. 5 - разрез А-А на фиг. 4; на .фиг.6 пружинный элемент, (продольной разрез (третий пример исполнения);на фиг. 7разрез Б-Б на фиг. 6. На фиг. 1 изображено рулевое управление с сервоприводом для грузовых автомобилей, содержащее встроенный в картер рулевого управления 1 подвижный поршень 2 с подвижно установленной в нем гайкой 3 рулевого управления 1. Гайка 3 кинематически связана с ру левым валом 4. Кроме этого, в рулево управлении установлены распределитель с поворотным золотником 6, соединенны с гайкой 3 рулевого управления 1, и трубчатая пружина 7, установленнагя с возможностью возврата золотника 6 в среднее положение распределителя 5 и соединенная одним своим концом с гайкой 3 рулевого управления 1, а другимс поршнем 2. Трубчатая пружина 7 установлена в пространстве межру гайкой 3 рулевого управления и поршнем 2 и соединена с упомянутой гайкой посредством кулачкового соединения с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлении. Трубчатая пружина 7 жестко установлена в поршне 2. Трубчатая пружина работает как торсион (фиг. 2-7). В первом примере исполнения трубчатой пружины 7 (фиг. 2 и 3) для достижения соответственно мяг кой крутильно-пружинной постоянной и соответствующей рабочей зоны кручения она изготсжлена в вице тсякостенной трубы 8 из пружинной стали и на поверхности снабжена продолговатыми отверстиями 9. Остающиеся отверстиями части поверхности могут рассматриваться и рассчитываться как зажатые по обоим концы и нагруженные на изгиб стержни 10. На фиг. 2 верхний конец трубы 8 снабжен пазом 11, в который входит кулачок Гайки 3 рулевого управления (не п жазан). Нижняя часть трубчатой пружины 7 соединена с поришем 2, передающим только крутящий момент. В указанном сдучае это соединение решено так, что нижняя поверхность 12 пружины 7 жестко установлена в пнезде поршня 2, тем самым трубчатая пружина 7 не подвержена воздействию аксиальных усилий. Межоу трубчатой пружиной 7 и гайкой 3 рулевого уп равпения имеется зазор порядка 0,8 мм. На фиг. 4 и 5 изображена такая труб-, чатая пружина 7, которая также может быть выполнена из тонкостенной стальной трубы 8. Она снабжена сквозным шлицем 13, при этом, решении. соединение с гайкой 3 управления 1 также еле- . дует через паз 11. Но пружина в своей -Нижней части снабжена противолежащими отверстиями 14, в которые вхоциг цапфы поршня (не показаны). Пружина может быть изготовлена гибкой из пружинного стального листа. . Изображенная на фиг. 6 и 7 трубчатая пружина 7 в основном аналогична (фиг. 2 и. 3) в том, что касается присоединения гайки 3 рулевого управления 1 и поршня 2. Отклонение от этого решения заключается только в том, что пружина вьтолнена здась не в виде одаой детали. В изображенной форме исполнения торсжшная пружина 7 имеет здесь вверху и внизу присоединительные кольца 15 и 16. В них жестко закреплены концы упругих стержней. Упругие стержни 17 в данном сдучае изгот(жлены из пружинной стали поперечным сечением 3 мм.-При этом паз 11 выполнен в верхнем кольце 15, а поверхность 12 выполнена как внешняя поверхность нижнего кольца 16. Посредством верхнего 18 и нижнего 19 уплотнительных колец поршня 2 пространство 20 уплотнено от верхнего рабочего просгражзгва 21 и от нижнего рабочего пространства 22 (фиг. 1). Про странство 2О через пре 5 смотренное в картере рулевого управления 1, выпускное отверстие 23 присоединено к емкоети рабочей жиакости (не показана), тогда как входное отверстие 24 соединено с трубопроводом насоса рабочей зкискосiTH. (не изображен). В качестве рабочей жидкости в указанном случае применено масло, направление пот(жа которого обозначено стрелкой 25. Распределитель 5 имеет обышым образом выполненную систему кайалш, которая в среднем положении рас преде, лятеля 5 допускает свободный перелив масла в пространства 21, iiid и 20. Но при повороте золотника 6 система каналов направляет масло в рабочие пространства 21 и 22, благодаря чему поршень 2 обычным образом движется вперед или назад. . Рулевое управление с сервоприводом работает следующим образом. Через входное отверстие 24, внутреннее отверстие 26 рулевого вала 4 и трубопровод 27 масло направляется к рулевому валу-4, и через трубопршЬа 27 к золотнику 6. При среднем положении распределителя 5 масло через каналы и управляющие шлицы свободно перегекает в емкость для рабочей жидкости, т.е.положение поршня 2 остается неизменным. При движении рулевого колеса, если через рулевой вал 4 на гайку 3 ру левого управления действует момент,- и согласно величине момента гайки 3 рулавого управления 1 проворачивается также золотник 6 распределителя 5, в связи с тем, что они находятся в прйнудитёльном соединении.Движение до упо-. ра управляющей гайки З зависит в сущ ности от характеристики трубчатой пружины 7. Та же характеристика определяет также при прекращении рулевого момента склонность к обратному положению При провороте золотника 6 .в одном направлении распределитель 5 направляет масло в верхнее рабочее пространство 2 при моменте от рулевого вала в проТиво положном направлении - в рабочее npoci ранство 22j масло свобосмо попадает в пространство 20, откуда оно вышеопи- . санным образом снова стекает в емкость для рабочей жидкости. Под трубчатой пружиной следует понимать здесь все те пружинные элементы, которые имеют контур цилиндрической поверхности. При опытах обнаружено, что Ц)и угле поворота рулевого вала в 1-2 в соответствукяцем рабочем пространстве быть измерено приращение аавления 0,1 атм без аксиальной передвижки порш ня. Продолжающееся овиженне поршня следует только при приращении аавлеяия свыше 0,2 атм. Учитывая то что прира щение давления в соогоетствующем ра бочем пространстве протекаег прогрео-сивно и пропорционально внешнему сопротивлению при испопьзовавди пружины соответственно мягкой характеристики удалось приблизиться к эгой прогрессивной кривой. Благодаря проворачкватпо рулевого вала управляющее усгроЯсгво легко в обслуживании, благодаря чему в свою очередь существенно улучшается чувствительность сраоатывания и йотштель хорошо «чувствует.сопротивление руля грузового автомобиля. Формула изобретения Рулевое управление с сервоприводом для грузовых автомобилей, содержащее встроенный в картер рулевого управления подвижный порщень с подвижно устанс ленной в «ем гайкой рулевого управления кинематически связанной с рулевым валом, распределитель с поворотным; золотником, соединенным с гайкой рулевого управления, и трубчатую пружину, установленную с возможностью возврата золотника в среднее положение распределителя и соединенную одним своим концом с гайкой рулевого управления, а другим - с поршнем, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения чувствительности срабатьюания, трубчатая пружина расположена в пространстве между гайкой рудювого управления и поршнем и соединена с упомянутой гайкой посредством кулачкового соединения с возможностью перемещения в радиальном и осевом направлениях, причем трубчатая пружина жесткоусганоВлена в поршне. Источники инфоргладии, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент Венгрии N 148872, кл. В 62 D 5/06, 1974. 2.Патент ФРГ N 2414399, кл. В 62 D 5/06, 1976 (прототип).

фиг. if

фиг. 5

12

16

fus.6

Фиг. 7