Гидравлический рулевой механизм транспортного средства Советский патент 1982 года по МПК B62D5/06 

(54) ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО

1

Изобретение относится к автомобилестроению, в частности к гидравлическому рулевому механизму.

Известен гидравлический рулевой механизм транспортного средства, содержащий распределитель рулевого управления, золотник которого кинематически связан с ведущим валом и посредством карданного вала с ротором дозирующего гидронасоса, и торсион, один конец которого соединен с ведущим валом, а второй - с карданным валом, причем торсион расположен в осевых отверстиях ведущего и карданного валов и кинематически связан с золотником распределителя рулевого управления Д.

Гидравлические рулевые механизмы . такого типа применяются в относительно малоскоростных транспортных средствах и имеют преимущество там, где создание механического соедмнения рулевой передачи с управляемыми колесами связано с трудностями, например в самоходных строительных и раСРЕДСТВА

бочих машинах, автопогрузчиках, тягачах и зерноуборочных комбайнах. Гидростатические рулевые управления этого типа применимы также для управления судами.

Для достижения легкости хода рулевого управления необходимо чтобы золотник мог перемещаться в корпусе рулевого управления с возможно

,0 меньшим трением. Для этого необходимо избегать радиальных сил, прижимающих золотник к корпусу рулевого управления. При возникновении радиальных сил уменьшается зазор между золотником и корпусом. При этом возникает опасность еще большего прижима золотника к корпусу вследствие имекх егося в различных кана/(ах управлений перепада давлений. Затем

20 при удалении рабочей жидкости он может непосредственно соприкасать ся с корпусом, что ведет к высокому, трению. Если золотник под действием ручного рулевого колеса выдвигается из своего положения покоя, то , 3 , . 9 возникает нежелательное заедание ручнсу-о рулевого колеса, ято означает, что при переходе от трения сцепления к трению скольжения должна первоначально прикладываться относительно большая сила, которая за тем резко снижается до минимального значения, что ведет к неспокойному управлению и плохому ощущению дорог В известном управляющем клапане действующие на золотник нежелательные радиальные силы вызваны двумя причинами. Один конец торсиона, выполненный в виде цилиндрического валика, заходит в конец цилиндрического отвер стия на ведущем валу, т.е. рулевом шпинделе, и там заштифтоваы. Вследствие неточностей обработки, необхо димых зазоров и из-за процесса штиф тования ось торсиона проходит в принципе под небольшим углом к оси ведущего вала. При монта :(е торсион сгибается в свое правильное положение и создает радиальную нагрузку на золотник. Другой его конец соеди нен в известном управляющем клапане с обращенным к ведущему валу концом карданного вала, и, следовательно, действует на последний в том же сам месте, в котором карданный вход в зацепление с зубчатой нарезкой в золотнике. Независимо от этого на золотник действуют другие радиальные силы вследствие того, что ось ведущего вала всегда проходит под заметным углом относительно оси карданного вала, так как конец карданного вала с ведомой стороны должен вращаться обязательно эксцентрично с ротором насоса. Вследствие этого векторы кр тящих моментов ведущего и карданног валов образуют между собой угол, эт означает, что должен возникать опор ный крутящий момент. Опорный крутящий момент действует таким образом, чтостремится опрокинуть золотник относительно поперечной к его продольному направлению оси, т.е. прижать его концы в противоположных на правлениях в радиальном направлении к отверстию корпуса рулевого управления . Цель изобретения - улучшение экс плуатационных качеств рулевого механизма путем обеспечения легкости его хода. Указанная цель достигается тем, что соединения торсиона с ведущим и карданным валами выполнены в виде шарниров, при этом шарнир, соединяющий торсион и карданный вал, расположен внутри карданного вала, в месте его соединения с ротором дозирующего гидронасоса. Кроме того, упомянутые шарниры выполнены в виде вильчатых концов торсиона, установленных с возможностью взаимодействия с поводками, установ-. ленными на ведущем и карданном валах . ia фиг. 1 изобракен рулевой механизм, продольный разрез; на фиг. 2 разрез А-Л на фиг. ; на фиг. 3 разрез Б-Б на фиг.1; на фиг. - вид В на фиг.1; на фиг. 5 векторное изображение реактивного крутящего момента при работе рулевого механизма. fla фиг. 1 позицией 1 обозначен как целое распределитель и позицией 2 дозирующий гидронасос, жестко закрепленный к распределителю. Распределитель имеет золотник 3, во внутреннюю полость которого входят выступ Ь и валы 6 рулевого управления и карданный вал 7- Карданный вал создает жесткое в направлении вращения соединение между золотником и ротором 8 гидронасоса 2 и делает возможным эксцентричное вращение ротора. Золотник 3 (фиг.2 и 3) имеет внутреннюю зубчатую нарезку 9,в которую жестко в направлении вращения, входит наружная зубчатая нарезка 10 карданного вала 1, Напротив, выступ 5 вала б рулевого управления с кулачками 11 входит в широкие впадины 12 внутренней зубчатой нарезки 9, благодаря чему становится возможным ограниченный поворот выступа относительно золотника. Золотник 3 (фиг,) снабжен наклонным пазом -13, работающим как кулачок, и в него без зазора входит закрепленный в выступе 5 поводок 1. Выступ 5 имеет коаксиальное отверстие 15, а карданный вал 7 коаксиальное отверстие 16. На концах отверстий в карданных валах 7 и б рулевого управления жестко размещены поводки 17 и 18. Торсион 19 имеет концы 20 и 21 в форме вильчатой головки, с помощью которых он без зазора захватывает поводки 17 и 18. При вращении вала 6 рулевого управления из своего центрального по59ложения против действия сопротивления управляемых колес, действующего на ротор 8, торсион 19 скручивается и посредством поводка и наклонного паза 13 смещается золотник 3 Кулачки 11 выступа 5 образуют вмест с внутренней зубчатой нарезкой 9 зо лотника концевые упоры для защиты торсиона. Напротив, золотник посред ством зацепляющихся друг с другом зубчатых нарезок 9 и 10 золотника и карданного вала жестко в направлени вращения соединен с ротором 8. Благодаря шарнирному с обеих сто рон расположению торсиона 19 предот вращается его изгиб при монтаже и воздействие радиальных сил на золотник. При управляющем движении против крутящего момента сопротивления ротора 8 гидронасоса 2 в вал 6 рулевого управления вводится входной крутящий момент, в то время как выходной крутящий момент на карданном валу 7 с его осью ослабевает. На фиг, 5 показаны крутящие моменты в векторном изображении при увеличенном угле между входным и выходным крутящими моментами. Входной крутящий момент обозначен через а, противодействующий ему выходной кру тящий момент - через Ь, Последний может быть получен путем векторного сложения из реактивного крутящего момента с, проходящего в направлении входного крутящего момента и ра ного ему по величине, и из перпендикулярного ему опорного крутящего момента d, проходящего перпендикуля но входному крутящему моменту а. Эт опорный крутящий момент действует таким образом, что опрокидывает на величину вектора d деталь, на которую непосредственно действует входной крутящий момент. Торсион 19 захватывает левым конец карданного вала 7. Действующий на карданный вал опорный момент d стремится опрокинуть карданный вал вокруг оси в плоскости фиг. Опорный крутящий момент действу ет своими радиальными силами перпендикулярно этой плоскости с од ной стороны на ротор 8, с другой ст роны - на золотник 3- Вследствие того, что опорный .| :рутящий момент вводится вблизи левого конца кардан ного вала, действующая на золотник радиальная сила составляет по правилу рычага только примерно пятую часть силы, действующей на ротор. Однако действующая на ротор радиальная сила не опасна. Устройство можно улучшить путем проведения коаксиального отверстия 16 вплоть до левого конца карданного вала, соединенного зубчатым зацеплением с ротором В. Благодаря этому действующая со стороны карданного вала на золотник радиальная сила становится практически равной нулю. При вращении рулевого вала 6 он через карданный вал 7 приводит в действие ротор 8 рулевого и дозирующего насоса. Ротор 8 при этом выполняет эксцентрическое круговое движение внутри полого колеса с внутренними зубьями. Вначале вращательного движения торсион 19 скручивается против сопротивления повороту ведомых колес, причем одновременно через поводок k и наклонный паз 13 распределительный золотник 3 смещается из обозначенного нейтрального положения. Если предусмотренный через кулачки 11 выступа 5 и внутреннюю нарезку 9 управляющий эазор остался позади, то рулевой вал 6 непосредственно через управляющий золотник 3 и карданный вал 7 приводит в действие ротор 8. Использование предлагаемого гидравлического рулевого механизма улучшает его эксплуатационные качества и обеспечивает легкость его хода. Формула изобретения 1. Гидравлический рулевой механизм транспортного средства, содержащий распределитель рулевого управления, золотник которого кинематически связан с ведущим валом и посредством карданного вала с ротором дозирующего гидронасоса, и торсион, один конец которого соединен с ведущим валом, а второй - с карданным валом, причем торсион расположен в осевых отверстиях ведущего и карданного валов и кинематически связан с золотником распределителя рулевого управления, отличающийся тем что, с целью улучшения эксплуатационных качеств рулевого механизма nyret-i обеспечения легкости его хода, соединения торсиона с ведущим и карданным валами выполнены в виде шарниров, при этом шарнир, соединяющий торсион и карданный вал, расположен внутри карданного вала, в месте его соединения с ротором дозирующего гидронасоса,

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что,упомянутые шар-, ниры выполнены в виде вильчатых концов торсиона, установленных с возможностью взаимодействия с поводка ми, установленными на ведущем и карданном валах.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Проспект фирмы Цанрадфабрик Фридрихсхафен АГ,, ФРГ. Гидростатическое рулевое управление, типоразмер StSO-SiSS, 1975 (прототип). fPu.Z ecfffe т .З