Устройство для изменения положения управляемых колес при криволинейном движении

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС ПРИ КРИВОЛИНЕЙНОМ ДВИЖЕНИИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(72) Авторы Бобровник Александр Иванович Стасилевич Андрей Григорьевич Шматко Сергей Борисович Дивин Кирилл Иванович(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный аграрный технический университет(57) Устройство для изменения положения управляемых колес при криволинейном движении, включающее поворотные рычаги и рулевые гидроцилиндры, установленные на шасси машины, имеющей электрическую и гидравлическую системы, отличающееся тем, что на шасси установлен электронный блок для обработки сигналов, поступающих с датчиков углов поворота рулевого колеса и каждого из управляемых колес, а также смонтирован пропорциональный электромагнитный регулятор расхода масла, позволяющий более точно дозировать порции масла, подаваемого в рулевые гидроцилиндры.(56) 1. Ксеневич И.П. и др. Трактор МТЗ-80 и его модификации / И.П. Ксеневич, П.А. Амельченко, П.Н. Степанюк. - М. Агропромиздат, 1991. - С. 192-195. 2. Трактор БЕЛАРУС-3022 В и его модификации Руководство по эксплуатации. Мн. РУП Минский тракторный завод, 2005. - С. 181-188. 3. Шарипов В.М. Конструирование и расчет тракторов Учебник для студентов вузов,обучающихся по специальности Автомобиле- и тракторостроение. - М. Машиностроение, 2004. - С. 524-530. 53312009.06.30 Полезная модель относится к тракторной и автомобильной технике, в частности к устройствам изменения положения управляемых колес. Может быть широко использована в транспортном машиностроении и сельском хозяйстве. Известно устройство рулевого управления, содержащее рулевое колесо и рулевой вал,вращение с которого парой червяк-ролик или парой сектор-рейка преобразуется в поступательное движение и с помощью элементов рулевой трапеции передается на управляемые колеса 1. Недостатками данного устройства являются значительные прилагаемые усилия, а также невозможность обеспечения применением рулевой трапеции условий выражения-/,где- угол поворота наружного колеса- угол поворота внутреннего колеса- шкворневая колея машины М - база машины. Ближайшим техническим решением (прототип) является устройство рулевого управления, состоящее из насоса-дозатора, двух дифференциальных гидроцилиндров, осуществляющих поворот, насоса питания, гидравлической арматуры, а также поперечной рулевой тяги и поворотных рычагов, образующих совместно с передним мостом рулевую трапецию 2. К недостаткам известного устройства относятся низкие компоновочные возможности,создаваемые наличием поперечной рулевой тяги, а также невозможность обеспечения применяемыми на практике методами точного соотношения углов поворота внутреннего и наружного управляемых колес, которое требуется теоретической зависимостью (1), что приводит к повышенному износу шин управляемых колес, увеличению напряжений на элементах силовой части рулевого управления, невозможностью рациональной компоновки узлов. Аналитическая связь между углами поворота управляемых колес трактора и параметрами простейшей четырехзвенной рулевой трапеции описывается уравнением (2) 3 где- длина бокового рычага- угол наклона бокового рычага- длина поперечной тяги. При выборе параметров рулевой трапеции необходимо обеспечить минимально возможную разницу между теоретическим (по выражению 1) и фактическим (по выражению 2) углами поворота управляемых колес при максимальном углеповорота внутреннего управляемого колеса по отношению к центру поворота. Для современных отечественных тракторов, например марок Беларус-2522 или Беларус-3022,составляет 40. При этом теоретич составит 30,84, а фактич - 32,09. Разница фактич - теоретич составляет 1,25, и если учесть, что разность между углами поворота внутреннего и наружного колес в нашем случае составляет 9,16, то погрешность составит 14 , что не является приемлемым для современного машиностроения. Задачей полезной модели является уменьшение износа шин управляемых колес при криволинейном движении трактора и улучшение компоновочных свойств. Задача решается за счет того, что в предлагаемом устройстве, включающем поворотные рычаги и рулевые гидроцилиндры, установленные на шасси машины, имеющей электрическую и гидравлическую системы, установлен электронный блок для обработки сигналов, поступающих с датчиков углов поворота рулевого колеса и каждого из управляемых 2 53312009.06.30 колес, а также смонтирован пропорциональный электромагнитный регулятор расхода масла, позволяющий более точно дозировать порции масла, подаваемого в рулевые гидроцилиндры. На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства. На фиг. 2 - схема расположения рулевых гидроцилиндров и поворотных рычагов для установки сходимости. На фиг. 3 - укрупненная схема хомута фиксации. Устройство состоит из датчика угла поворота, числа оборотов и направления вращения рулевого колеса 1, электронного блока 2, пропорционального регулятора расхода 5 с электромагнитами 3 и 4, а также масляного насоса 6, гидроцилиндров 7, 8 и датчиков угла поворота колес 9, 10. Устройство работает следующим образом. При криволинейном движении транспортного средства сигнал с датчика положения и числа оборотов рулевого колеса 1 поступает в электронный блок 2, в котором формируются управляющие сигналы для электромагнитов 3, 4 пропорционального регулятора расхода 5, которые дозируют количество масла, поступающее от масляного насоса 6 в рулевые гидроцилиндры 7, 8. Одновременно управляющие сигналы, сформированные электронным блоком, сравниваются с сигналами датчиков угла поворота управляемых колес 9, 10 о фактическом состоянии рулевых гидроцилиндров 7, 8, и при наличии рассогласования электронным блоком 2 вырабатывается окончательный управляющий сигнал,который и поступает на выполнение. При этом наличие рулевой трапеции становится необязательным, и поперечная рулевая тяга может быть удалена, что обеспечит значительное улучшение компоновочных возможностей. Сходимость передних колес при этом обеспечивается установкой относительно управляемого колеса 11 упора 12, рулевого гидроцилиндра 7 с хомутами 13 и поворотного рычага 14 так, как показано на фиг. 2, и может изменяться за счет изменения активной длины штоков гидроцилиндров путем их поворота по резьбе фиксируемых болтами хомутов 13. Применение электроники в рулевом управлении позволит более точно осуществлять поворот управляемых колес на углы, требуемые зависимостью (1), что обеспечит уменьшение износа шин управляемых колес. Кроме того, применение данного устройства значительно улучшит компоновочные возможности и позволит снизить металлоемкость за счет удаления поперечной рулевой тяги. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3