Рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем

Рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем

Реферат

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевым механизмам транспортных средств с гидроусилителем.

Известен рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем, содержащий установленный в картере и механически соединенный с валом-золотником распределителя винт, кинематически связанный посредством поршня-рейки с сектором, механизм выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, представляющий собой подпружиненные шарики, размещенные в каналах поршня-рейки, взаимодействующие с регулировочными винтами, ввернутыми в резьбовые каналы картера и корпуса распределителя [1].

К недостаткам известного рулевого механизма транспортного средства с гидроусилителем относится недостаточная надежность механизма выключения гидроусилителя, вызванная постоянным открытием-закрытием шариков механизма выключения гидроусилителя при изменении направления перемещения поршня-рейки на всем рабочем диапазоне из-за подпружиненных друг относительно друга шариков, размещенных в каналах поршня, образующих общий канал. При изменении направления перемещения поршня-рейки шарик со стороны рабочей полости, находящейся под давлением, открывает канал, шарик со стороны полости, находящейся под давлением слива, закрывает канал.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем, содержащий установленный в картере и механически соединенный с валом-золотником распределителя винт, кинематически связанный посредством поршня-рейки с сектором, механизм выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, представляющий собой подпружиненные плунжеры, размещенные в каналах поршня-рейки, взаимодействующие с регулировочными винтами, ввернутыми в резьбовые каналы картера и корпуса распределителя [2].

К недостаткам данного рулевого механизма транспортного средства с гидроусилителем относится недостаточная надежность, вызванная постоянным открытием-закрытием плунжеров механизма выключения гидроусилителя при изменении направления перемещения поршня-рейки на всем ее рабочем диапазоне из-за подпружиненных друг относительно друга плунжеров, размещенных в каналах поршня-рейки, образующих общий канал. При изменении направления перемещения поршня-рейки плунжер со стороны рабочей полости, находящейся под давлением, открывает канал, плунжер со стороны полости, находящейся под давлением слива, закрывает канал.

Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности механизма выключения гидроусилителя.

Поставленная задача достигается тем, что в рулевом механизме транспортного средства с гидроусилителем, содержащем установленный в картере и механически соединенный с валом-золотником распределителя винт, кинематически связанный посредством поршня-рейки с сектором, механизм выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, представляющий собой подпружиненные плунжеры, размещенные в каналах поршня-рейки, взаимодействующие с регулировочными винтами, связанными посредством резьбового соединения с картером и корпусом распределителя, а цилиндрическими хвостовиками, входящими в каналы картера и корпуса распределителя, подпружиненные плунжеры расположены автономно в глухих каналах поршня-рейки, при этом в плунжерах выполнены осевые каналы и сообщенные с ними открытые радиальные и радиальные перепускные каналы, а в поршне-рейке - внутренние кольцевые расточки, соединенные через каналы с рабочими полостями рулевого механизма, при этом радиальные перепускные каналы плунжеров выполнены с возможностью соединения с внутренними кольцевыми расточками поршня-рейки в ее крайних положениях.

В заявляемом рулевом механизме транспортного средства с гидроусилителем механизм выключения гидроусилителя выполнен в виде автономно подпружиненных плунжеров, размещенных в глухих автономных каналах поршня-рейки, включающихся в работу только при крайних положениях поршня-рейки и взаимодействии с регулировочными винтами, обеспечивая повышение его надежности.

Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения не была известна, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности «новизна».

Предложенное техническое решение промышленно применимо, так как может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Сопоставительный анализ отличительных признаков изобретения с признаками, известными из уровня техники, показал, что рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем заявляемой конструкции, содержащий картер, в котором установлен и механически соединен с валом-золотником распределителя винт, кинематически связанный посредством поршня-рейки с сектором, механизм выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, представляющий собой автономно подпружиненные плунжеры, размещенные автономно в глухих каналах поршня-рейки, включающихся в работу только при крайних положениях поршня-рейки и взаимодействии с регулировочными винтами, обеспечивает повышение его надежности и для достижения указанного результата ранее не применялся. Это позволяет сделать вывод о соответствии технического решения условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Сущность изобретения поясняется чертежом.

На чертеже приведена конструктивная схема рулевого механизма транспортного средства с гидроусилителем.

Рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем содержит картер 1, механически соединенный с валом-золотником 2 распределителя 3 винт 4, кинематически связанный посредством поршня-рейки 5 с сектором 6 гидроусилителя, и механизм выключения гидроусилителя. Механизм выключения гидроусилителя имеет выполненные с торцевых сторон 7 и 8 поршня-рейки 5 автономные глухие каналы 9 и 10, в которых выполнены внутренние кольцевые расточки 11 и 12, соединенные через каналы 13 и 14 поршня-рейки 5 с рабочими полостями 15 и 16 рулевого механизма. В глухих автономных каналах 9 и 10 размещены плунжеры 17 и 18, образующие подплунжерные полости 19 и 20, которые поджаты пружинами 23 и 24 к упорным кольцам 21 и 22 в сторону рабочих полостей 15 и 16 рулевого механизма. Плунжеры 17 и 18 торцами 25 и 26 в крайних положениях поршня-рейки 5 взаимодействуют с регулировочными винтами 27 и 28. Регулировочные винты 27 и 28 связаны посредством резьбового соединения с картером 1 и корпусом 29 распределителя 3 со стороны рабочих полостей 15 и 16 рулевого механизма, при этом цилиндрические хвостовики 30 и 31 входят в каналы 32 и 33 картера 1 и корпуса 29 распределителя 3. В плунжерах 17 и 18 выполнены осевые каналы 34 и 35 и сообщенные с ними радиальные открытые каналы 36 и 37, выходящие в рабочие полости 15 и 16 рулевого механизма, и радиальные перепускные каналы 38 и 39, для сообщения с кольцевыми расточками 11 и 12 в крайних положениях поршня-рейки 5. Каналы 32 и 33 картера 1 и корпуса 29 распределителя 3 закрыты пробками 40 и 41.

Работа рулевого механизма транспортного средства с гидроусилителем осуществляется следующим образом: при нейтральном положении вала-золотника 2 распределителя 3 рабочая жидкость от насоса поступает через распределитель 3 в бак, заполняя под давлением слива рабочие полости 15 и 16 рулевого механизма с гидроусилителем, поршень-рейка 5 при этом не перемещается. Рабочая жидкость под давлением слива также заполняет подплунжерные полости 19 и 20 через радиальные открытые каналы 36 и 37 и осевые каналы 34 и 35, уравновешивая плунжеры 17 и 18. Пружинами 23 и 24 плунжеры 17 и 18 поджаты к упорным кольцам 21 и 22 в сторону рабочих полостей 15 и 16. Внутренние кольцевые расточки 11 и 12 глухих автономных каналов 9 и 10 и радиальные перепускные каналы 38 и 39 при этом перекрыты.

При вращении вала-золотника 2 по часовой стрелке, если смотреть со стороны его торца, рабочая жидкость под давлением от насоса через распределитель 3 поступает в рабочую полость 16, и поршень-рейка 5 перемещается влево, поворачивая сектор 6 по часовой стрелке, если смотреть со стороны его торца, и управляемые колеса транспортного средства вправо. Рабочая жидкость из рабочей полости 15 вытесняется поршнем-рейкой 5 через распределитель 3 в бак. При достижении поршнем-рейкой 5 крайнего левого положения плунжер 17 торцом 25 взаимодействует с регулировочным винтом 27, ввернутым в картер 1, и, сжимая пружину 23, перемещается вправо. Радиальные перепускные каналы 38 плунжера 17 выходят на внутреннюю кольцевую расточку 11 и открываются. Рабочая жидкость из рабочей полости 16, находящейся под давлением, по каналу 14, внутренней кольцевой расточке 11, радиальным перепускным каналам 38, осевому каналу 34 и по радиальным открытым каналам 36 поступает в рабочую полость 15, соединенную со сливной полостью распределителя 3, и далее в бак. Давление в рабочей полости 16 не повышается, и рулевой механизм с гидроусилителем выключается, перемещение поршня-рейки 5, поворот сектора 6 и управляемых колес транспортного средства прекращается.

При вращении вала-золотника 2 против часовой стрелки, если смотреть со стороны его торца, рабочая жидкость под давлением от насоса через распределитель 3 поступает в рабочую полость 15, и поршень-рейка 5 перемещается вправо, поворачивая сектор 6 против часовой стрелки, если смотреть со стороны его торца, а управляемые колеса транспортного средства влево. Торец 25 плунжера 17 выходит из контакта с винтом 27, и плунжер 17 под действием пружины 23 перемещается влево в сторону рабочей полости 15, упираясь в упорное кольцо 21. Радиальные перепускные каналы 38 выходят из зоны внутренней кольцевой расточки 11 и перекрываются. Рабочая полость 15, соединенная через нагнетательную полость распределителя 3 с насосом, разобщается с рабочей полостью 16, соединенной через полость слива распределителя 3 с баком. При достижении поршнем-рейкой 5 крайнего правого положения плунжер 18 торцом 26 взаимодействует с винтом 28, ввернутым в корпус 29 распределителя 3, и, сжимая пружину 24, перемещается влево. Радиальные перепускные каналы 39 плунжера 18 выходят на внутреннюю кольцевую расточку 12 и открываются. Рабочая жидкость из рабочей полости 15, находящейся под давлением, по каналу 13, внутренней кольцевой расточке 12, радиальным перепускным каналам 39, осевому каналу 35, радиальным открытым каналам 37 поступает в рабочую полость 16, соединенную со сливной полостью распределителя 3, и далее в бак. Давление в рабочей полости 15 не повышается, и рулевой механизм с гидроусилителем выключается, перемещение поршня-рейки 5, поворот сектора 6 и управляемых колес транспортного средства прекращается.

При вращении вала-золотника 2 по часовой стрелке, если смотреть со стороны его торца, рабочая жидкость под давлением от насоса через распределитель 3 поступает в рабочую полость 16, и поршень-рейка 5 перемещается влево, поворачивая сектор 6 по часовой стрелке, если смотреть со стороны его торца, и управляемые колеса транспортного средства вправо. Торец 26 плунжера 18 выходит из контакта с винтом 28 и плунжер 18 под действием пружины 24 перемещается вправо в сторону рабочей полости 16, упираясь в стопорное кольцо 22. Радиальные перепускные каналы 39 выходят из зоны внутренней кольцевой расточки 12 и перекрываются. Рабочая полость 16, соединенная через нагнетательную полость распределителя 3 с насосом, разобщается с рабочей полостью 15, соединенной через полость слива распределителя 3 с баком.

Углы поворота сектора 6 и управляемых колес транспортного средства обеспечиваются регулировочными винтами 27 и 28 механизма выключения гидроусилителя. Регулировка углов обеспечивается в следующей последовательности.

При вращении хвостовиков 30 и 31 по часовой стрелке регулировочные винты 27 и 28 резьбой вворачиваются соответственно в картер 1 и корпус 29 распределителя 3 и приближаются к торцам 25 и 26 плунжеров 17 и 18. Углы поворота сектора 6 и управляемых колес транспортного средства уменьшаются.

При вращении хвостовиков 30 и 31 против часовой стрелки регулировочные винты 27 и 28 резьбой выворачиваются соответственно с картера 1 и корпуса 29 распределителя 3 и удаляются от торцов 25 и 26 плунжеров 17 и 18. Углы поворота сектора 6 и управляемых колес транспортного средства увеличиваются.

Источники информации

1. Чайковский И.П., Саломатин П.А. Рулевые управления автомобилей. М., «Машиностроение», 1987, с.95, рис.50а.

2. Проспект фирмы Zahnradfabrik Friedrichshafen AG (Германия) - прототип.

Рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем, содержащий установленный в картере и механически соединенный с валом-золотником распределителя винт, кинематически связанный посредством поршня-рейки с сектором гидроусилителя, механизм выключения гидроусилителя в крайних положениях поршня-рейки, представляющий собой подпружиненные плунжеры, размещенные в каналах поршня-рейки, взаимодействующие с регулировочными винтами, связанными посредством резьбового соединения с картером и корпусом распределителя, а цилиндрическими хвостовиками входящими в каналы картера и корпуса распределителя, отличающийся тем, что подпружиненные плунжеры расположены автономно в глухих каналах поршня-рейки, при этом в плунжерах с одной из сторон выполнены осевые каналы и сообщенные с ними открытые радиальные и радиальные перепускные каналы, а в поршне-рейке - внутренние кольцевые расточки, соединенные через каналы с рабочими полостями рулевого механизма, при этом радиальные перепускные каналы плунжеров выполнены с возможностью соединения с внутренними кольцевыми расточками поршня-рейки в ее крайних положениях.