устройство управления

Формула изобретения

Устройство управления транспортным средством, состоящее из установленных на его раме управляемых колес, соединенных тягами с их механизмом управления, имеющим рулевое колесо и рулевой вал, отличающееся тем, что в нижней части рулевого вала перед механизмом управления расположена коническая шестерня, которая соединена с ведомой конической шестерней большего диаметра, установленной на рулевом валу задних управляемых колес, а на противоположном конце его закреплен кривошипно-шатунный механизм, выходной вал которого расположен вертикально, а на конце его закреплен поворотный рычаг, связанный тягами с рычагами поворота задних колес.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспорта и предназначено для повышения маневренности колесных машин, например легковых автомобилей, колесных тракторов, экскаваторов, скреперов и т.д.

Известны устройства для этой цели, содержащие зубчатые передачи с внутренним зацеплением, рейкой, которая связана сухарем с зубчатым колесом с помощью пальца (см. журнал «Техника-молодежи за 1988 г., №8, ст.41).

Однако эти механизмы громоздки, сложны в изготовлении, содержат колеса внутреннего зацепления, поступательные пары. Из-за этого возникает длинная кинематическая цепь, в которой имеются зазоры, вызывающие спонтанные колебания колес.

Из технической литературы известны устройства управления, состоящие из тяг, зубчатых передач и кривошипно-шатунного механизма (см. «Механизмы в современной технике» И.И.Артоболевской, М., «Наука», 1971 г., стр.508).

Ближайшим техническим решением является устройство управления, состоящее из рулевого колеса, рулевого вала с рулевым механизмом, который рулевыми рычагами и тягами связан с рычагами управления поворотных цапф управляемых колес (см. «Шасси автомобиля», ч.II «Рулевое управление» И.Раймпель, М., «Машиностроение», 1987 г. стр.72). Указанное устройство имеет ограниченную управляемость, большой радиус поворота. Оно не обеспечивает требуемой маневренности для дорожно-транспортных машин (скреперов, экскаваторов) и для легковых автомобилей при парковке на ограниченных площадках.

Техническим решением данного изобретения является повышение маневренности транспортного средства и возможность установки устройства управления на стандартный рулевой механизм серийного транспортного средства.

Техническое решение достигается тем, что в нижней части рулевого вала перед механизмом управления расположена коническая шестерня, которая соединена с ведомой конической шестерней большего диаметра, установленной на рулевом валу задних управляемых колес, а на противоположном конце его закреплен кривошипно-шатунный механизм, выходной вал которого расположен вертикально, а на конце его закреплен поворотный рычаг, связанный тягами с рычагами поворота задних колес.

Сущность изобретения поясняется чертежами.

На Фиг.1 показано схематично устройство управления транспортным средством при виде сбоку.

На Фиг.2 дан общий вид устройства управления

На Фиг.3 показано соотношение поворотных рычагов кривошипно-шатунного механизма и задних колес.

Устройство управления выполнено следующим образом. Устройство управления и все его узлы установлены на раме 1 транспортного средства (автомобиля и т.д.), которое имеет передние 2 и задние 3 управляемые колеса. На раме автомобиля закреплен механизм управления 4 (червячного или реечного типа), на верхнем конце рулевого вала 5 которого закреплено рулевое колесо 6. На нижнем конце рулевого вала перед механизмом управления установлена коническая шестерня 7, которая находится в зацеплении с конической шестерней 8, установленной на переднем конце рулевого вала 9 задних колес. Обе шестерни заключены в общий корпус. На Фиг.2 он показан пунктиром. Рулевой вал задних колес снабжен карданным шарниром 10 и его задний конец установлен в подшипнике 11, закрепленном на раме автомобиля.

Устройство управления передними колесами выполнено стандартным без изменения его узлов и деталей. Устройство управления передними колесами имеет рулевой рычаг 12 тяги 13 и поворотные рычаги 14 передних колес.

Ведомая шестерня 7 и ведущая шестерня 8 рулевого вала 9 задних колес имеют передаточное число 3 и более. Коническое колесо 8 имеет в три раза больший диаметр и во столько же раз большее число зубьев.

Пара конических шестерен 7 и 8 составляет конический редуктор и они заключены в общий корпус.

На заднем конце рулевого вала 9 установлен угловой кривошипно-шатунный механизм, имеющий кривошип 15 и шатун 16, установленный в подшипнике 17 кривошипа под углом . Противоположный конец шатуна в подшипниках 18 закреплен на вертикальном валу 19 кривошипного механизма. На вертикальный вал 19 в нижнем его конце закреплен поворотный рычаг 20 задних колес. Рычаг 20 тягами 21 связан с рычагами 22 поворота задних колес. Рычаги поворота задних колес расположены на поворотных цапфах 23, установленных на задней оси автомобиля с помощью вертикальных шарниров 24. Устройство рулевых тяг, поворотных рычагов, осей и колесных цапф является типовым и выпускается серийно для конкретного класса транспортного средства. Кривошипно-шатунный механизм установлен в общий корпус. На Фиг.2 он показан пунктиром.

Поворотный рычаг 20 имеет большую длину по сравнению с рычагом 22 поворота задних колес. Длина рычага 20 более чем в 1,2 раза превышает длину рычага 22 поворота колес, как показано на Фиг.3.

Передаточное число рулевого механизма передних колес (червячной пары, механизма управления 14) является типовым и стандартным для каждого типа транспортного средства. Суммарное передаточное число конической пары 7 и 8, кривошипно-шатунного механизма и рычагов управления задними колесами меньше или равно передаточному числу механизма управления передними колесами транспортного средства, на которое установлено предлагаемое устройство управления.

Устройство управления работает следующим образом. При повороте рулевого колеса 6 рулевой вал вращается в сторону поворота рулевого колеса и с помощью механизма управления 4, рычага 12, тяг 13 и поворотных рычагов 14 поворачивают передние колеса 2 автомобиля в сторону поворота рулевого колеса. Вращение рулевого вала 4 через коническую пару шестерен (7, 8), рулевой вал 9 задних колес и кривошипно-шатунный механизм с помощью рычагов 20 и 22 приводит к повороту задних колес в противоположную сторону. Т.к. передаточное число рулевого механизма передних колес равно суммарному передаточному числу рулевого механизма задних колес (или больше его), то задние колеса поворачиваются на тот же угол, что и передние колеса (или на меньший, чем у них).

При одновременном повороте передних и задних колес в противоположном направлении повышается устойчивость автомобиля при прохождении поворотов. Кроме того, повышается маневренность автомобиля, особенно на малой скорости на ограниченных площадках. Это необходимо при парковке, при работе экскаватора, грейдера, скрепера на ограниченных строительных площадках.

Благодаря описанной выше кинематической схеме устраняется внутреннее зубчатое зацепление в механизме управления, сокращается число звеньев кинематической цепи, повышается жесткость устройства управления.

По сравнению с прототипом предложенное устройство управления имеет малый вес, небольшие габариты. Корпус кривошипно-шатунного механизма имеет габариты 100×100×150 мм. И он легко вписывается в габариты стандартного механизма управления 4.

Предлагаемое устройство управления является простым и надежным в эксплуатации по сравнению с прототипом.