Устройство рулевого управления транспортного средства

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Высоцкий Михаил Степанович Амельченко Петр Адамович Дубовик Дмитрий Александрович Усс Иван Никодимович Горин Геннадий Степанович Стасилевич Андрей Григорьевич Ермаленок Валерий Генрихович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Объединенный институт машиностроения Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство рулевого управления транспортного средства, содержащее межколесный дифференциал, рулевой вал, силовой цилиндр, насос-дозатор, кинематически связанный с рулевым валом, а гидравлически через гидрораспределитель - с питающим насосом и полостями силового цилиндра, шток которого соединен с рулевой трапецией, отличающееся тем, что содержит механизм управления межколесным дифференциалом, состоящий из распределителя золотникового типа и гидромотора, причем торцевые полости распределителя золотникового типа гидравлически соединены с полостями силового цилиндра, Фиг. 1 12299 1 2009.08.30 а управляющие полости - с гидромотором, один вал которого кинематически связан с полуосевой шестерней межколесного дифференциала и полуосью одного ведущего колеса, а второй вал - со второй полуосевой шестерней межколесного дифференциала и с полуосью противоположного ведущего колеса а также дроссельный регулятор, кинематически связанный с рулевой трапецией, а гидравлически - с гидромотором через упомянутый распределитель. Изобретение относится к области автотракторного и сельскохозяйственного машиностроения и транспорта, в частности к устройствам для управления межколесными дифференциалами транспортных средств, движущихся с асимметричной тяговой нагрузкой прямолинейно на склоне или на повороте. Известны устройства для повышения тягово-сцепных свойств трактора и стабилизации прямолинейности курсового движения транспортного средства путем блокирования межколесных дифференциалов или использования в качестве межколесных дифференциалов дифференциалов повышенного трения Андреев А.Ф., Ванцевич В.В., Лефаров А.Х. Дифференциалы колесных машин / Под общ. ред. А.Х. Лефарова. - М. Машиностроение, 1987. - 176 с Использование названных устройств не позволяет достичь строгой прямолинейности курсового движения и ухудшает характеристики поворачиваемости транспортного средства из-за того, что больший крутящий момент подводится к внутренним (к центру скоростей) колесам. Названные межколесные дифференциалы и блокировки перераспределяют крутящие моменты так, что внутренние (к центру скоростей) колеса перегружаются, что вызывает увеличение радиуса поворота. Оптимальным является такое распределение крутящих моментов, когда при повороте больший крутящий момент подводится к внешним колесам (по отношению к центру скоростей), при прямолинейном движении - к колесу, в сторону которого смещена тяговая нагрузка, а при прямолинейном движении по косогору- к колесу, которое расположено ниже по склону. Этого не удается достичь у современных транспортных средств. Наиболее близким аналогом заявленного устройства является Устройство рулевого управления транспортного средства а.с. СССР 1330000, МПК В 60 1/20, 1987, содержащее распределитель управления межколесным дифференциалом золотникового типа,вход и выход которого сообщены соответственно с источником давления и муфтой управления межколесным дифференциалом, насос-дозатор, кинематически связанный с рулевым валом, а гидравлически - с полостями силового цилиндра, корпус и шток которого соединены с рулевой трапецией и поворотным рычагом. Недостатком известного устройства является то, что прямолинейность курсового движения транспортного средства при движении с асимметричной тяговой нагрузкой достигается только, если межколесный дифференциал заблокирован таким образом, что оба колеса моста вращаются с одной частотой. При пахоте правые колеса движутся по дну борозды от предыдущего прохода плуга. При этом правые колеса уплотняют подпахотный слой почвы, трутся о стенку борозды и приминают вспаханное поле, а корпус транспортного средства перемещается с креном вправо. Если при пахоте правые колеса транспортного средства движутся по верху (по невспаханному полю), то под действием отклоняющего момента, вызванного смещением тяговой нагрузки вправо относительно продольной оси трактора, на правых задних колесах возникают большие касательные силы тяги и буксования, чем на левых, что вызывает разворот передних управляемых колес в сторону вспаханного поля. Поэтому при прямолинейном движении со смещенной тяговой нагрузкой к правому колесу следует подводить больший крутящий момент, чем к левому, увеличивая его обороты и регулируя последние в зависимости от смещения тяговой нагрузки. 2 12299 1 2009.08.30 При повороте с тяговой нагрузкой переднее внутреннее колесо транспортного средства разгружается и поэтому склонно к повышенному буксованию. Под действием отклоняющего момента, вызванного тяговой нагрузкой, снижается частота вращения внешнего колеса, увеличиваются радиус поворота и ширина поворотной полосы. Вызвано это тем, что у самоблокирующегося дифференциала, а тем более простого заблокированного дифференциала у внутренних колес, создающих отворачивающий момент, касательная сила тяги больше, чем у внешних колес, создающих поворачивающий момент. Для улучшения поворачиваемости к внешнему колесу управляемого моста следует подводить больший крутящий момент и обороты, чем к внутреннему, увеличивая разность оборотов по мере увеличения угла поворота управляемых колес. Задачей настоящего изобретения является улучшение прямолинейности при движении транспортного средства по косогору или на пахоте и при действии отклоняющего момента, обусловленного смещением тяговой нагрузки относительно продольной плоскости симметрии или вызванного рельефом местности, а также обеспечение хорошей поворачиваемости при криволинейном движении с тяговой нагрузкой путем регулирования разности скоростей вращения колес управляемого ведущего моста. Решение поставленной задачи достигается в устройстве рулевого управления транспортного средства, содержащем межколесный дифференциал, рулевой вал, силовой цилиндр, насос-дозатор, кинематически связанный с рулевым валом, а гидравлически через гидрораспределитель - с питающим насосом и полостями силового цилиндра, шток которого соединен с рулевой трапецией, отличающегося тем, что согласно техническому решению содержит механизм управления межколесным дифференциалом, состоящий из распределителя золотникового типа и гидромотора, причем торцевые полости распределителя золотникового типа гидравлически соединены с полостями силового цилиндра, а управляющие полости - с гидромотором, один вал которого кинематически связан с полуосевой шестерней межколесного дифференциала и полуосью одного ведущего колеса, а второй вал - со второй полуосевой шестерней межколесного дифференциала и с полуосью противоположного ведущего колеса а также дроссельный регулятор, кинематически связанный с рулевой трапецией, а гидравлически - с гидромотором через упомянутый распределитель. Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг. 1 приведена кинематическая схема управляемого моста транспортного средства на фиг. 2 - гидравлическая схема рулевого управления транспортного средства. Заявляемое устройство рулевого управления транспортного средства содержит межколесный дифференциал 1, рулевое колесо 2, кинематически связанное с рулевым валом 3, силовой цилиндр 4, насос-дозатор 5, кинематически связанный с рулевым валом 3, а гидравлически - с полостями силового цилиндра 4, шток которого соединен с рулевой трапецией 6, механизм управления межколесным дифференциалом, состоящий из распределителя 7 золотникового типа и гидромотора 8. Причем торцевые полости распределителя 7 золотникового типа гидравлически соединены с полостями силового цилиндра 4, а управляющие полости - с гидромотором 8,один вал 9 которого кинематически связан с полуосевой шестерней 10 межколесного дифференциала 1, полуосью 11 и через шкворневое устройство 12 и бортовой редуктор 13 с одним управляемым колесом 14, а второй вал 15 - со второй полуосевой шестерней 16 межколесного дифференциала 1, полуосью 17 через шкворневое устройство 18 и бортовой редуктор 19 с противоположным управляемым колесом 20. Устройство рулевого управления транспортного средства содержит также дроссельный регулятор 21, кинематически связанный с рулевой трапецией 6, а гидравлически - с гидромотором 8 механизма управления межколесным дифференциалом 1 через упомянутый распределитель 7. 12299 1 2009.08.30 Кроме того, устройство рулевого управления транспортного средства содержит питающий насос 22, соединенный через вспомогательный распределитель 23 с основным гидрораспределителем 24 рулевого управления, кинематически связанным с рулевым колесом 2. Распределитель 7 золотникового типа механизма управления межколесным дифференциалом 1 содержит орган управления 25, а дроссельный регулятор 21 - орган управления 26. Заявляемое устройство рулевого управления транспортного средства работает следующим образом. При нейтральном положении рулевого колеса 2 рулевой вал 3 удерживает насосдозатор 5 в положении, в котором рабочая жидкость не поступает в полости силового цилиндра 4. Рулевая трапеция 6 удерживает управляемые колеса 14, 20 в нейтральном положении (параллельном продольной оси транспортного средства). Вращение полуосевых шестерен 10, 16 межколесного дифференциала 1 осуществляется с равной частотой в одном направлении. В результате реализуется прямолинейное движение транспортного средства. При вращении рулевого колеса 2 рулевой вал 3 воздействует на насос-дозатор 5, и рабочая жидкость поступает в ту или иную полость силового цилиндра 4, который перемещает рулевую трапецию 6 и поворачивает соответствующим образом управляемые колеса 14, 20. Одновременно рабочая жидкость поступает к торцам распределителя 7, вызывая осевое смещение его золотника и открывая тем самым доступ рабочей жидкости к гидромотору 8. Прошедшая через последний, рабочая жидкость поступает на слив. Направления поворота управляемых колес 14, 20 и подачи рабочей жидкости в гидромотор 8 соответствуют увеличению частоты вращения внешнего 14 или 20 колеса и уменьшению на такую же величину частоты вращения внутреннего 20 или 14 колеса. С увеличением угла поворота управляемых колес 14, 20 давление и расход рабочей жидкости регулирует в сторону увеличения дроссельный регулятор 21, кинематически связанный с рулевой трапецией 6. При движении транспортного средства со смещенной тяговой нагрузкой или на склоне для достижения прямолинейности курсового движения золотник распределителя 7 с помощью органа управления 25 принудительно устанавливают и фиксируют в левом или правом положении, в зависимости от направления действия отклоняющего момента, который необходимо воспринять. Величина стабилизирующего момента регулируется с помощью органа управления 26 дроссельного регулятора 21. Таким образом, заявляемое устройство рулевого управления транспортного средства позволяет улучшить курсовую устойчивость при движении транспортного средства по косогору или на пахоте и при действии отклоняющего момента, обусловленного смещением тяговой нагрузки относительно продольной плоскости симметрии или вызванного рельефом местности, а также обеспечить хорошую поворачиваемость при криволинейном движении с тяговой нагрузкой путем регулирования разности скоростей колес управляемого ведущего моста. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5