механизм поднятия и опускания запасного колеса междугородного автобуса

Формула изобретения

1. Механизм поднятия и опускания запасного колеса, имеющий гидроцилиндр и гидросистему поднятия и опускания запасного колеса, отличающийся тем, что запасное колесо установлено в держателе, связанном с поворотным кулаком, который выполнен полым и установлен с возможностью поворота на цилиндрической стойке параллелограммного механизма, образованного двумя тягами, нижней и верхней, которые шарнирно связаны со стойкой параллелограмного механизма и с несущим кронштейном механизма, жестко соединенным с профилями основания пола отсека, при этом поворотный кулак при помощи сферического шарнира связан с поворачивающей тягой, один конец которой связан с поворотным кулаком, а второй конец также при помощи сферического шарнира связан с несущим кронштейном механизма, при этом поворачивающая тяга устроена любым известным возможным способом так, что она может упруго сжиматься, но не может растягиваться относительно значения активной длины, под этим термином понимается проекция на плоскость, перпендикулярную осевой плоскости транспортного средства расстояния между центрами двух сферических шарниров поворачивающей тяги, один из которых связывает ее с поворотным кулаком, а другой - с несущим кронштейном механизма; гидроцилиндр поднятия и опускания запасного колеса шарнирно связан с силовыми профилями шасси или несущего корпуса транспортного средства и шарнирно связан с нижней или верхней тягой параллелограммного механизма.

2. Механизм по п.1, отличающийся тем, что поворачивающая тяга выполнена полой трубчатой, имеет по меньшей мере два изгиба и имеет жестко соединенный с ней наконечник, например, приваренный к ней, на котором находится ползун, связанный с наконечником поворачивающей тяги при помощи линейного подшипника, выполненного из любого антифрикционного, например самосмазывающегося, материала, на наконечник поворачивающей тяги надевается также пружина, воздействующая на ползун, наконечник поворачивающей тяги имеет коническую поверхность и резьбовой конец, на коническую поверхность насаживается ограничитель хода ползуна, а на резьбовой конец прикручивается гайка его крепления, наконечник поворачивающей тяги имеет шестигранник под ключ для обеспечения закручивания гайки крепления ограничителя хода ползуна и пробки нижнего шарнира поворачивающей тяги.

3. Механизм по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что нижний шарнир поворачивающей тяги выполнен в ее утолщении и состоит из следующих элементов: шарового пальца, имеющего коническую поверхность и резьбовой конец, установленного в коническую поверхность несущего кронштейна механизма и жестко соединенного с ним, например, прикрученного к нему гайкой; двух полусферических вкладышей, выполненных из любого антифрикционного, например самосмазывающегося, материала, один из которых вставляется в коническое утолщение поворачивающей тяги, а другой поджимается пружиной к шаровому пальцу; пружина поджимается к полусферическому вкладышу резьбовой пробкой, имеющей шестигранник и вкрученной в резьбу поворачивающей тяги.

4. Механизм по п.1, отличающийся тем, что в качестве гидроцилиндра применяется гидроцилиндр рулевого управления автомобилей МАЗ, проушина которого соединяется с кронштейном посредством сферического подшипника ШС-30, а кронштейн крепится болтами к силовым профилям основания шасси или несущего корпуса транспортного средства.

5. Механизм по п.1, отличающийся тем, что держатель запасного колеса связан с поворотным кулаком посредством балансирного шарнира, при этом держатель запасного колеса крепится к балансиру при помощи углового усилителя, жестко соединенного с держателем запасного колеса и балансиром, например, приваренного к ним.

6. Механизм по п.1, отличающийся тем, что держатель запасного колеса состоит из по меньшей мере трех листов; первый лист трапецеидальной или треугольной формы жестко соединяется с угловым усилителем, например приваривается к нему; угловой усилитель жестко соединяется с корпусом балансирного шарнира, например приваривается к нему; второй лист держателя, средняя часть которого изогнута по окружности, радиус которой равен максимальному радиусу колеса без нагрузки, приваривается к первому листу, концы второго листа выгнуты по прямой под углом наклона сторон трапеции, или треугольника, первого листа и приварены к ним; второй лист может быть отштампован так, что его средняя часть, изогнутая по окружности, в поперечном сечении изогнута по дуге, копируя поперечное сечение колеса без нагрузки; третий лист трапецеидальной формы, верхняя линия трапеции которого - окружность, радиус которой совпадает с радиусом выступающей части диска колеса в месте их контакта, т.е. она копирует окружность выступающего диска колеса, при этом диск колеса упирается в лист держателя запасного колеса своей выступающей частью и находится в контакте с ним, что обеспечивает вертикальную установку колеса в держатель запасного колеса; третий лист может быть выполнен так, что радиус окружности верхней линии трапеции больше радиуса выступающей части диска колеса, при этом диск колеса с держателем запасного колеса не контактирует, а вертикальная установка колеса в держатель запасного колеса обеспечивается трением бортов покрышки о листы держателя запасного колеса и небольшим сжатием покрышки в месте контакта с держателем запасного колеса; первый и второй листы держателя запасного колеса могут быть выполнены так, что их края имеют загнутые завальцованные концы, а сами края листов могут быть изогнуты в наружном направлении с целью облегчения установки запасного колеса в держатель.

7. Механизм по п.1, отличающийся тем, что ось верхнего шарнира верхней тяги параллелограммного механизма и корпус верхнего упорного или радиально-упорного подшипника поворотного кулака крепятся к стойке параллелограммного механизма при помощи разъемного соединения, например болта, шайбы, пружинной шайбы-гравера и регулировочных шайб; применение регулировочных шайб позволяет компенсировать неточности и перекосы в параллелограммном механизме; окончательное затягивание разъемного соединения производится после сборки и проверки работоспособности параллелограммного механизма.

8. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шаровой палец шарнира ползуна, имеющий шестигранник под ключ, вкручивается в прилив поворотного кулака, имеющий отверстие с резьбой, и фиксируется при помощи пружинной шайбы-гровера и регулировочных шайб.

9. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шарниры нижней и верхней тяг параллелограммного механизма, поворотный кулак и балансирный шарнир, а также шарниры гидроцилиндра установлены на подшипниках скольжения, представляющих собой втулки из известного антифрикционного, например самосмазывающегося, материала, жестко соединенные с проушинами тяг, поворотным кулаком и балансиром, например, запрессованные в них; при применении самосмазывающихся подшипников скольжения проушина гидроцилиндра соединяется с силовыми профилями транспортного средства посредством сферического самосмазывающегося подшипника.

10. Механизм по п.1, отличающийся тем, что все шарниры механизма за исключением шарниров поворачивающей тяги, в частности шарниры нижней и верхней тяг, шарниры поворотного кулака и балансира, имеют известные подшипники качения.

11. Механизм по п.1, отличающийся тем, что поворотный кулак и стойка параллелограммного механизма имеют выступы, взаимодействующие друг с другом с целью ограничения поворота поворотного кулака.

12. Механизм по п.1, отличающийся тем, что гидросистема включает по меньшей мере главный золотник и золотник, представляющий собой кран, отсоединяющий от гидросистемы транспортного средства рулевой механизм и подающий масло к главному золотнику, главный золотник имеет по меньшей мере две полости, каждая из которых соединена с определенной полостью гидроцилиндра поднятия и опускания запасного колеса и может соединяться с напорной магистралью гидронасоса и со сливом, при этом главный золотник управляется вручную водителем, при этом могут применяться концевые выключатели, связанные с одной из тяг параллелограммного механизма и предназначенные для соединения со сливом одной из полостей гидроцилиндра при нахождении тяг параллелограммного механизма в крайних положениях; крайним положением, соответствующим процессу опускания запасного колеса, считается положение, соответствующее касанию держателя полотна дороги при нормальной высоте кузова над дорогой, т.е. при не поднятом домкратом кузове.

13. Механизм по п.1, отличающийся тем, что гидросистема включает главный золотник, релейные электромагнитные золотники и золотник, представляющий собой кран, отсоединяющий от гидросистемы транспортного средства рулевой механизм и подающий масло к главному золотнику и релейным электромагнитным золотникам; главный золотник имеет четыре полости: две центральных и две торцовых; каждая из центральных полостей соединена с определенной полостью гидроцилиндра поднятия и опускания запасного колеса и может соединяться при осевом перемещении главного золотника с напорной магистралью гидронасоса и со сливом; каждая из торцовых полостей соединена с выходом релейного электромагнитного золотника, который представляет собой простейший золотник, имеющий по меньшей мере одну полость, которая может соединяться с напорной магистралью гидронасоса или со сливом, эта полость соединяется с торцовой полостью главного золотника, а шток релейного электромагнитного золотника представляет собой единое целое или соединен со штоком электромагнита.

14. Механизм по любому из пп.12, 13, отличающийся тем, что кран, отсоединяющий от гидросистемы рулевой механизм, имеет механический привод от крышки отсека механизма, выполненный так, что при открытии крышки отсека рулевой механизм отсоединяется от гидросистемы, а напорная магистраль гидронасоса соединяется с гидросистемой механизма поднятия и опускания запасного колеса.

15. Механизм по п.13, отличающийся тем, что электромагнитные релейные золотники управляются командами микропроцессора, являющимся составной частью микропроцессорной электрогидравлической системы управления.

16. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что на проушину нижней или верхней тяги параллелограммного механизма устанавливается импульсное зубчатое колесо так, что импульсное колесо может соединяться с проушиной только в строго определенном положении, для этой цели оно может иметь центральное отверстие с выступом, входящим в паз проушины нижней или верхней тяги; импульсное зубчатое колесо имеет зубья - осевые выступы не по всей длине окружности, а так, что угол между крайними зубьями - осевыми выступами соответствует максимальному углу поворота тяг параллелограммного механизма.

17. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что в несущий кронштейн механизма установлен импульсный датчик, имеющий обмотку, соединенную с микропроцессорной системой управления.

18. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что при опускании запасного колеса микропроцессор, получив сигнал с кнопки управления механизмом, расположенной под крышкой отсека, и управляя релейными золотниками, сначала обеспечивает максимальное открытие проходных сечений главного золотника, при котором достигается возможность максимальной подачи гидронасоса в полость гидроцилиндра и, как следствие, максимальное давление в полости гидроцилиндра, обеспечивающей опускание запасного колеса, которые остаются максимальными вплоть до достижения тягами вертикального положения или некоторого углового положения после прохождения тягами вертикального положения, при этом по амплитуде импульсов микропроцессор определяет угловую скорость тяг, по количеству импульсов - угол поворота тяг и, дифференцируя сигнал напряжения, определяет угловое ускорение тяг, и после прохождения тягами одного из этих положений микропроцессор сбрасывает давление в полости гидроцилиндра в зависимости от угловой скорости и углового ускорения тяг; затем при определенном угловом положении тяг, которое зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг, так, что чем они больше, тем угол, при отсчете от вертикального положения, меньше, и наоборот, соединяет обе полости со сливом; микропроцессор определяет, что выдается - пустой держатель или держатель с запасным колесом, что определяется по угловому ускорению тяг при определенном угловом положении тяг при максимально возможной подаче масла в полость гидроцилиндра, т.е. при максимально возможном давлении масла в полости гидроцилиндра; затем, если, несмотря на соединение обоих полостей со сливом, угловая скорость тяг и не уменьшается в достаточной мере, т.е. если существующее угловое ускорение тяг при имеющейся угловой скорости не обеспечивает остановки держателя при касании его с полотном дороги, то микропроцессор обеспечивает увеличение давления в полости гидроцилиндра, предназначенной для поднятия запасного колеса, до значения, позволяющего обеспечить остановку держателя запасного колеса в момент касания его полотна дороги, необходимое значение давления определяется, проводя процесс регулирования по отклонению значения угловой скорости тяг от оптимального значения, которое вычисляется в зависимости от текущей угловой координаты относительно опорного значения, заложенного в память и соответствующего началу процесса остановки тяг; значение углового ускорения, соответствующего началу процесса остановки тяг, также закладывается в память; при несовпадении текущих значений этих величин с заложенными в память может применяться известный закон регулирования, наиболее оптимально применение пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования с адаптацией по меньшей мере одного из коэффициентов в зависимости от отклонения текущего значения углового ускорения от заложенного в память; все коэффициенты закона регулирования могут адаптироваться в зависимости от того, загружен ли держатель запасным колесом или нет; при нахождении тяг в положении, при котором держатель должен коснуться дороги, обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом; если максимальное угловое положение тяг не достигается по причине встретившегося препятствия, например бордюра, что сопровождается ударом, то микропроцессор обеспечивает соединение обеих полостей со сливом; таким образом, применение микропроцессорной системы управления позволяет за минимальное время плавно опускать запасное колесо или пустой держатель; в том случае, если, в результате нажатия на кнопку, микропроцессор получает сигнал остановки процесса, то он обеспечивает увеличение давления в полости гидроцилиндра, предназначенной для поднятия запасного колеса, с целью приближенного поддержания имеющегося угла поворота тяг в результате компенсации утечек в гидроцилиндре, а полость гидроцилиндра, предназначенная для опускания запасного колеса, соединяется со сливом.

19. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что при поднятии запасного колеса микропроцессор, управляя релейными золотниками, сначала обеспечивает максимальное открытие проходного сечения отверстия главного золотника, при котором обеспечивается возможность максимальной подачи масла в полость гидроцилиндра и, как следствие, максимальное давление в полости гидроцилиндра, обеспечивающей поднятие запасного колеса, которые остаются максимальными вплоть до достижения определенного углового положения тяг, составляющего острый угол с вертикалью, при этом по амплитуде импульсов микропроцессор определяет угловую скорость тяг, по количеству импульсов - угол поворота тяг и, дифференцируя сигнал напряжения, определяет угловое ускорение тяг, микропроцессор определяет, что поднимается - держатель с запасным колесом или пустой держатель, что определяется по угловому ускорению тяг при максимально возможной подаче масла в полость гидроцилиндра, т.е. при максимально возможном давлении, при некотором угловом положении тяг; угол, соответствующий положению тяг, при котором подача масла и/или давление в полости гидроцилиндра остаются максимальными, зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг так, что чем они больше, тем угол при отсчете от вертикального положения больше, после прохождения этого положения давление в полости гидроцилиндра уменьшается, закон его снижения зависит от имеющихся угловой скорости и углового ускорения так, что чем угловая скорость и угловое ускорение больше, тем больше интенсивность снижения давления, чем угловое ускорение и угловая скорость меньше, тем меньше интенсивность уменьшения давления; затем при определенном угловом положении тяг, которое также зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг, микропроцессор, управляя релейными золотниками, обеспечивает такое положение главного золотника, при котором обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом, управление поднятием запасного колеса имеет цель ограничения угловой скорости и углового ускорения тяг, при превышении которыми определенных значений происходит уменьшение давления масла в полости гидроцилиндра; в том случае, если держатель без запасного колеса, то вышеописанное положение, при котором начинает снижаться давление, наступает раньше; затем, если, несмотря на соединение обоих полостей гидроцилиндра со сливом, угловая скорость не уменьшается в достаточной мере; т.е. если существующее угловое ускорение при имеющейся угловой скорости не обеспечивает остановку держателя при установке его в транспортное средство, что определяется по сравнению имеющихся значений угловой скорости и углового ускорения тяг со значениями угловой скорости и углового ускорения, заложенными в память микропроцессора и соответствующими угловому положению тяг, при котором начинается процесс остановки тяг, например вертикальному положению тяг; то микропроцессор обеспечивает увеличение давления в полости гидроцилиндра, обеспечивающей опускание запасного колеса, до значения, позволяющего обеспечить остановку держателя при установке его в транспортное средство; необходимое значение давления определяется, проводя процесс регулирования по отклонению значения угловой скорости тяг от оптимального значения, которое вычисляется в зависимости от текущей угловой координаты относительно значения, заложенного в память и соответствующего началу процесса остановки тяг с использованием оптимального значения углового ускорения и времени, определяемого как интервал времени между пиками импульсов напряжения с импульсного датчика; может реализовываться известный закон регулирования, наиболее оптимально применение пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования с адаптацией в зависимости от отклонения текущего значения ускорения от заложенного в память по меньшей мере одного коэффициента; все коэффициенты закона регулирования могут адаптироваться в зависимости от того, загружен ли держатель запасным колесом или нет; при достижении угловой координаты, соответствующей постановке держателя в корпус транспортного средства, обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом; таким образом, применение микропроцессорной системы управления позволяет быстро, но плавно поднимать запасное колесо или пустой держатель; если, в результате нажатия на кнопку, микропроцессор получает сигнал остановки процесса, то в полости гидроцилиндра поддерживается минимальное давление, необходимое для компенсации утечек в гидроцилиндре с целью приближенного поддержания имеющегося угла поворота тяг.

20. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что край корпуса электрогидросистемы приближенно копирует траекторию движения правого переднего угла держателя запасного колеса, отставая от нее на 10-15 мм и совпадая с ней в конечной точке в глубине корпуса транспортного средства, далее корпус электрогидросистемы идет по прямой, представляя собой плоскость, перпендикулярную осевой плоскости транспортного средства, с целью взаимодействия с держателем запасного колеса.

21. Механизм по п.1, отличающийся тем, что оси нижних шарниров нижней и верхней тяг параллелограммного механизма жестко соединены с несущим кронштейном механизма, например запрессованы в него, и выступают из него в разные стороны.

22. Механизм по п.1, отличающийся тем, что в шарнирах нижней и верхней тяг применяются подшипники скольжения, представляющие собой втулки из известного антифрикционного материала, запрессованные в проушины тяг, при этом оси шарниров имеют осевой и радиальные каналы для смазки, и в оси шарниров вкручиваются угловые масленки.

23. Механизм по п.1, отличающийся тем, что шаровые шарниры поворачивающей тяги выполнены несмазываемыми.

24. Механизм по любому из пп.1, 2, отличающийся тем, что шарнир ползуна устроен следующим образом: в шарнире ползуна поворачивающей тяги применяется два полусферических вкладыша, выполненных из любого антифрикционного, например самосмазывающегося, материала, один из которых имеет клиновидную поверхность, взаимодействующую с клиновидной поверхностью клиновидной шайбы, поджатой пружиной, установленной в ползуне; шарнир закрывается крышкой, взаимодействующей с клиновидной шайбой и зафиксированной при помощи штифта, проходящего через сквозные отверстия ползуна и крышки; в клиновидную шайбу вставляется штифт, выступающий наружу через отверстие ползуна и служащий для сжатия пружины клиновидной шайбы при установке крышки шарнира и являющийся индикатором износа шарнира, о котором судят по высоте выступающей части штифта, для чего штифт может иметь специальный окрас по высоте, соответствующей неизношенному шарниру, или иметь специальную выработку.

25. Механизм по п.1, отличающийся тем, что при установке на автобусах, имеющих невысокий пол, сам механизм располагается под полом автобуса, а запасное колесо - в нише сидений.

26. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что при опускании запасного колеса микропроцессор, получив сигнал с кнопки управления механизмом, расположенной под крышкой отсека, и управляя релейными золотниками, сначала обеспечивает максимальное открытие проходного сечения отверстия главного золотника, при котором достигается возможность максимальной подачи гидронасоса в полость гидроцилиндра и, как следствие, максимальное давление в полости гидроцилиндра, обеспечивающей опускание запасного колеса, которые остаются максимальными вплоть до достижения тягами вертикального положения или некоторого углового положения после прохождения тягами вертикального положения, при этом по амплитуде импульсов микропроцессор определяет угловую скорость тяг, по количеству импульсов - угол поворота тяг и, дифференцируя сигнал напряжения, определяет угловое ускорение тяг, и после прохождения тягами одного из этих положений микропроцессор сбрасывает давление в полости гидроцилиндра в зависимости от угловой скорости и углового ускорения тяг; затем при определенном угловом положении тяг, которое зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг, так, что чем они больше, тем угол, при отсчете от вертикального положения, меньше, и наоборот, соединяет обе полости со сливом; микропроцессор определяет, что выдается - пустой держатель или держатель с запасным колесом, что определяется по угловому ускорению держателя при определенном угловом положении тяг при максимально возможной подаче масла в полость гидроцилиндра; затем, если, несмотря на соединение обоих полостей со сливом, угловая скорость тяг, достигнутая к определенному угловому положению тяг, больше некоторого значения, соответствующего началу процесса остановки тяг, то микропроцессор обеспечивает увеличение давления в полости гидроцилиндра, предназначенной для поднятия запасного колеса, до значения, позволяющего обеспечить остановку держателя запасного колеса в момент касания его полотна дороги, необходимое значение давления определяется, проводя процесс регулирования по отклонению значения угловой скорости тяг от оптимального значения, которое извлекается из памяти микропроцессора в зависимости от текущей угловой координаты при достижении начала участка, соответствующего процессу остановки тяг; при несовпадении текущего значения угловой скорости с заложенной в память осуществляется процесс регулирования по отклонению угловой скорости тяг, может применяться известный закон регулирования, наиболее оптимально применение пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования с возможной адаптацией по меньшей мере одного из коэффициентов в зависимости от текущего значения углового ускорения; все коэффициенты закона регулирования могут адаптироваться в зависимости от того, загружен ли держатель запасным колесом или нет; при этом участок углового перемещения, соответствующий процессу остановки тяг, разбивается на дискретные участки, в памяти микропроцессора каждому значению углового перемещения тяг из этого участка ставятся в соответствие значения угловой скорости, угловой интервал между этими значениями равен угловому интервалу между центрами импульсных зубьев импульсного зубчатого колеса, процесс регулирования по отклонению угловой скорости от требуемого значения, заложенного в память, осуществляется на каждом шаге, разность угловых скоростей, использующаяся в процессе регулирования, вычисляется как разность между имеющейся угловой скоростью и заложенной в память, изменяясь на каждом шаге; при этом при нахождении тяг в положении, при котором держатель должен коснуться дороги, обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом; если максимальное угловое положение тяг не достигается по причине встретившегося препятствия, например бордюра, что сопровождается ударом, то микропроцессор обеспечивает соединение обоих полостей со сливом; таким образом, применение микропроцессорной системы управления позволяет за минимальное время плавно опускать запасное колесо или пустой держатель; в том случае, если, в результате нажатия на кнопку, микропроцессор получает сигнал остановки процесса, то он обеспечивает увеличение давления в полости гидроцилиндра, предназначенной для поднятия запасного колеса, с целью приближенного поддержания имеющегося угла поворота тяг в результате компенсации утечек в гидроцилиндре, а полость гидроцилиндра, предназначенная для опускания запасного колеса, соединяется со сливом.

27. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что при поднятии запасного колеса микропроцессор, управляя релейными золотниками, сначала обеспечивает максимальное открытие проходного сечения отверстия главного золотника, при котором обеспечивается возможность максимальной подачи масла в полость гидроцилиндра и, как следствие, максимальное давление в полости гидроцилиндра, обеспечивающей поднятие запасного колеса, которые остаются максимальными вплоть до достижения определенного углового положения тяг, составляющего острый угол с вертикалью, при этом по амплитуде импульсов микропроцессор определяет угловую скорость тяг, по количеству импульсов - угол поворота тяг и, дифференцируя сигнал напряжения, определяет угловое ускорение тяг, микропроцессор определяет, что поднимается - держатель с запасным колесом или пустой держатель, что определяется по угловому ускорению тяг при максимально возможной подаче масла в полость гидроцилиндра при некотором угловом положении тяг, угол, соответствующий положению тяг, при котором подача масла и/или давление в полости гидроцилиндра остаются максимальными, зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг так, что чем они больше, тем угол при отсчете от вертикального положения больше, после прохождения этого положения давление в полости гидроцилиндра уменьшается, закон его снижения зависит от имеющихся угловой скорости и углового ускорения, чем угловая скорость и угловое ускорение больше, тем больше интенсивность снижения давления, чем угловое ускорение и угловая скорость меньше, тем меньше интенсивность уменьшения давления; затем при определенном угловом положении тяг, которое также зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг, микропроцессор, управляя релейными золотниками, обеспечивает такое положение главного золотника, при котором обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом, управление поднятием запасного колеса имеет цель ограничения угловой скорости и углового ускорения тяг, при превышении которыми определенных значений происходит уменьшение давления масла в полости гидроцилиндра; в том случае, если держатель без запасного колеса, то вышеописанное положение, при котором начинает снижаться давление, наступает раньше; затем, если, несмотря на соединение обоих полостей гидроцилиндра со сливом, угловая скорость тяг, достигнутая к определенному угловому положению тяг, больше некоторого значения, соответствующего началу процесса остановки тяг, что определяется по сравнению имеющегося значения угловой скорости тяг со значением угловой скорости, заложенным в память микропроцессора и соответствующим угловому положению тяг, при котором начинается процесс остановки тяг, например вертикальному положению тяг; то микропроцессор обеспечивает увеличение давления в полости гидроцилиндра, обеспечивающей опускание запасного колеса, до значения, позволяющего обеспечить остановку держателя при установке его в транспортное средство; необходимое значение давления определяется, проводя процесс регулирования по отклонению значения угловой скорости тяг от оптимального значения, которое извлекается из памяти микропроцессора в зависимости от текущей угловой координаты при угловых положениях, соответствующих процессу остановки тяг; может реализовываться известный закон регулирования, наиболее оптимально применение пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования с адаптацией в зависимости от текущего значения углового ускорения тяг по меньшей мере одного коэффициента; все коэффициенты закона регулирования могут адаптироваться в зависимости от того, загружен ли держатель запасным колесом или нет; процесс регулирования осуществляется на каждом шаге, при этом каждому значению угла поворота тяг из участка остановки тяг ставится в соответствие значение угловой скорости тяг, шаг между углами равен углу между центрами импульсных зубьев импульсного зубчатого колеса, процесс остановки тяг разбивается на дискретные участки с различной угловой координатой, при переходе от одного угла к другому из памяти микропроцессора извлекается значение угловой скорости и вычисляется разность угловых скоростей, использующаяся в процессе регулирования, и повторяется процесс регулирования; при достижении угловой координаты, соответствующей постановке держателя в корпус транспортного средства, обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом; таким образом, применение микропроцессорной системы управления позволяет быстро, но плавно поднимать запасное колесо или пустой держатель; если, в результате нажатия на кнопку, микропроцессор получает сигнал остановки процесса, то в полости гидроцилиндра поддерживается минимальное давление, необходимое для компенсации утечек в гидроцилиндре с целью приближенного поддержания имеющегося угла поворота тяг.

28. Механизм по любому из пп.13, 15, отличающийся тем, что для обеспечения работоспособности механизма при неисправностях в системе электрооборудования релейные электромагнитные золотники выполняются так, что обеспечивается возможность нажатия рукой на якорь релейного электромагнитного золотника при отсутствии тока на электромагните; с этой целью релейные электромагнитные золотники выполняются в отдельном корпусе, отдельно от корпуса электрогидравлической системы управления механизмом; корпус релейных электромагнитных золотников соединяется гидравлическими трубками с корпусом электрогидравлической системы управления и напорной магистралью гидронасоса после клапана, связанного с крышкой отсека и сливом гидросистемы; корпус электромагнитных релейных золотников соединен при помощи электрических проводов с корпусом электрогидравлической системы управления механизмом; корпус релейных электромагнитных золотников устанавливается в любом месте транспортного средства, находясь у которого, водитель может наблюдать процесс опускания и поднятия держателя запасного колеса и управлять этим процессом без риска травмирования держателем; применительно к междугородному, туристическому или экскурсионному автобусу корпус релейных электромагнитных золотников наиболее оптимально установить под люком, находящимся над передним колесом, расположенным со стороны механизма, сзади пневматического упругого элемента подвески; наиболее оптимально для обеспечения воздействия рукой на якорь электромагнита релейные электромагнитные золотники должны иметь кнопочный привод, кнопки выполняются так, что при нормальной работе релейных электромагнитных золотников усилие от якорей электромагнитов на кнопки не передается; кнопки должны иметь уплотнения и отдельные пружины; кнопки должны быть помечены надписями и/или цветом; корпус релейных электромагнитных золотников по периметру панели кнопок может иметь уплотнения, взаимодействующие с люком при его закрытии; для опускания или поднятия держателя запасного колеса как с запасным колесом, так и без него, при неисправности в электрогидравлической системе управления водитель, открыв крышку отсека запасного колеса и нажав на кнопку управления механизмом, убеждается в неисправности электроники и, открыв люк над передним колесом, нажимает на кнопку опускания или поднятия запасного колеса, чем сильнее водитель нажимает на кнопку, тем больше давление в торцовой полости главного золотника и тем больше давление в соответствующей полости гидроцилиндра, для остановки держателя перед окончанием процесса опускания или поднятия водитель может нажимать на кнопку, соответствующую процессу поднятия или опускания держателя; водитель, нажимая на кнопку, сам определяет темп опускания или поднятия запасного колеса; в этом случае механизм может иметь концевые выключатели, представляющие собой один или два золотника, связанные с одной из тяг параллелограммного механизма и предназначенные для соединения со сливом полости гидроцилиндра, соответствующей поднятию или опусканию запасного колеса при его поднятии или опускании и нахождении тяг параллелограммного механизма в крайних положениях; применительно к процессу опускания запасного колеса крайним положением считается положение, соответствующее касанию держателя запасного колеса полотна дороги при нормальной высоте кузова над дорогой, т.е. при не поднятом домкратом кузове, при полностью поднятом держателе со сливом соединяется полость, соответствующая поднятию, а при полностью опущенном держателе со сливом соединяется полость, соответствующая опусканию.

29. Механизм по п.1, отличающийся тем, что с целью увеличения допуска на непараллельность осей нижнего шарнира нижней тяги и нижнего шарнира верхней тяги и допуска на непараллельность осей верхних шарниров нижней и верхней тяги один из шарниров, связующих ту тягу параллелограммного механизма, к которой не присоединен гидроцилиндр, со стойкой или несущим кронштейном механизма, выполнен шаровым и несмазываемым.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться в междугородных, туристических и экскурсионных, реже пригородных, автобусах, может также применяться в грузовых автомобилях.

Рассмотрим традиционные известные механизмы поднятия и опускания запасного колеса автомобилей и их недостатки.

Первый традиционный известный механизм описан, например, в [1]. Этот механизм применяется на автобусах семейства МА3-104, такие же механизмы применяются на большинстве автобусов и грузовых автомобилей, описанный механизм во многом унифицирован с механизмом подъема-опускания запасного колеса седельного тягача МА3-5432.

Механизм подъема-опускания запасного колеса состоит из вала с тарельчатым тормозом и храповым колесом, закрепленным в кронштейнах каркаса. На кронштейне также закреплена защелка, которая прижата пружиной к храповому колесу. На четырехгранный хвостовик вала установлено зубчатое колесо, в пазы которого входит выступ захвата, предназначенного для вращения вала при подъеме запасного колеса. Механизм имеет блок, трос, пропущенный через который, одним концом закреплен на валу храпового механизма, другим - на держателе запасного колеса (ДЗК - в дальнейшем), который по замыслу конструкторов должен четырьмя болтами крепиться к колесу.

Этот механизм установлен за колесной аркой правого переднего колеса, т.е. между правым передним колесом и средней дверью, для доступа к механизму в полу автобуса предусмотрен съемный люк.

Подобные механизмы применяются на большинстве междугородных и экскурсионных автобусов по немецкой классификации HD и HDH, только расположены они на переднем свесе под полом автобуса между ступеньками правой пассажирской передней двери и сиденьем водителя, для доступа к ним в полу предусмотрен люк.

Рассмотрим работу данных механизмов.

Колесо опускается под действием собственного веса при дезактивации водителем храпового механизма, открывая при этом люк в полу автобуса. Опустившись, колесо находится под автобусом. Для того, чтобы достать его, применительно к расположению запасного колеса на переднем свесе, можно сдать назад, если позволяет место, при боковом же расположении механизма на автобусах МА3-104 водитель вынужден вытаскивать запасное колесо руками, что не так-то просто, учитывая немалый вес запасного.

После извлечения запасного колеса из-под автобуса нужно открутить болты крепления запасного колеса к ДЗК, что также требует определенных усилий, затем нужно вытащить ДЗК из колеса, что также непросто.

Для поднятия колеса после замены водитель должен прикрутить диск колеса к ДЗК болтами, после этого - затолкать колесо под автобус при боковом расположении механизма, при расположении механизма на переднем свесе достаточно сдать вперед. Затем необходимо крутить вал храпового механизма. На автобусах-иномарках для этого достаточно открыть боковой люк в нише ступеньки и вставить ворот в вал храпового механизма и крутить его. На автобусе МА3-104 для этого нужно крутить вал, вставляя монтировку в захват, поворачивая вал на допустимый угол, затем вставляя по новой.

Из вышеописанного следует первый недостаток традиционных известных механизмов: большие усилия водителя при пользовании традиционными известными механизмами подъема-опускания запасного колеса. Что же предпринимается для исключения этого недостатка?

Да ровным счетом ничего, все современные автобусы иностранных фирм имеют подобные механизмы, расположены они на переднем свесе под полом между ступеньками правой пассажирской двери и сиденьем водителя. Производители считают, что такое расположение механизма облегчает пользование им, позволяя избегать заталкивания запасного колеса под автобус и вытаскивания его из-под автобуса, «съезжая» с запасного колеса и «наезжая» на последнее, у некоторых автобусов для этой цели откидывается бампер.

На практике же происходит следующее. Водители пользоваться этим механизмом не хотят, потому что это слишком хлопотно, как описано выше, и просто кладут колесо в багажник, чаще всего в задний, что гораздо проще. Это приводит к тому, что вышеописанное место на переднем свесе, полезное с точки зрения конструкции, попросту не используется, а запасное колесо занимает задний багажник, делая его непригодным для использования по прямому назначению, т.к. положить колесо в багажник значительно проще, чем производить вышеописанные действия.

Но кое-что предпринимается и в этом направлении, белорусские конструкторы, разрабатывая междугородные автобусы МА3-152 и МА3-152А, применили на них принципиально новый механизм подъема и опускания запасного колеса.

Этот механизм является вторым традиционным известным механизмом, описанным в данной работе, он описан в [1].

Второй традиционный известный механизм отличается тем, что запасное колесо закреплено на выдвижной каретке, которая расположена на переднем свесе, за передним спойлером под полом автобуса. Каретка может перемещаться вдоль направляющих, вваренных в каркас, на двух роликах, установленных на каретке. Два ролика катятся по верхней плоскости направляющих, обеспечивая центрирование и равновесие каретки. Третий ролик - следящий, он катится по нижней плоскости третьей направляющей, задавая траекторию, по которой каретка с запасным колесом выдвигается из-под автобуса. В крайнем транспортном положении каретка фиксируется зацепами.

Для облегчения перемещения каретка снабжена выдвижной ручкой, которая фиксируется в крайних положениях специальными фиксаторами. Для предотвращения полного выдвижения ручки из направляющих профилей каретки на задних концах труб ручки закреплены упоры.

Запасное колесо укладывается диском на каретку и крепится специальным винтом. После фиксации механизма крепления запасного колеса двумя гайками к шпилькам ручки крепится откидной спойлер.

Рассмотрим действия, которые должен выполнить водитель для извлечения запасного колеса из автобуса и подъема его в автобус при применении этого традиционного известного механизма подъема и опускания запасного колеса.

Водитель должен открутить две гайки крепления переднего спойлера к шпилькам ручки, откинуть передний спойлер. Затем освободить зацепы каретки и фиксаторы ручки. После этого вытянуть ручку, за которую затем вытянуть каретку, вплоть до упора ручки в поверхность дороги. При этом вес запасного колеса воспринимается роликами, катящимися по направляющим только частично, оставшуюся часть воспринимает водитель. Затем необходимо открутить винт крепления запасного колеса к каретке. После чего водитель должен приподнять запасное колесо и вытащить его из каретки, т.к. оно лежит под бампером и передним спойлером. Это не так просто, учитывая вес и расположение запасного колеса. Затем водитель должен поставить запасное колесо и откатить его к нужному месту. Заменив колесо, водитель должен затолкать замененное колесо на каретку, находящуюся под откинутым передним спойлером, при этом колесо необходимо положить и лежа заталкивать под откинутый передний спойлер и бампер. После надо закрепить демонтированное колесо винтом на каретке и, воздействуя на ручку, задвинуть каретку в автобус, частично воспринимая вес всей движущейся системы. После задвигается ручка, затем каретка и ручка фиксируются в транспортном положении. После возвращается в исходное транспортное положение передний спойлер и прикручивается двумя гайками к шпилькам ручки.

Сделать все это довольно не просто, поэтому сохраняется вышеприведенный первый недостаток традиционных известных механизмов: большие усилия водителя при пользовании ими.

Водители идут по пути наименьшего сопротивления, и на автобусах МА3-152 запасное колесо попросту кладется в багажник, чаще всего в задний, что гораздо проще, т.к. при этом хотя бы не надо ничего откручивать и закручивать.

Полезное с точки зрения конструкции место под полом прохода на переднем свесе используется впустую, а запасное колесо хранится в заднем багажнике, изменяя распределение нагрузки в пользу задних колес, что тоже необходимо принять во внимание.

При конструировании автобусов ведущих фирм-производителей принято то, что топливный бак, запасное колесо, ресиверы пневмосистемы, а также бачок омывателя стекла (емкость которого может достигать 60 л) нагружают передние колеса, а двигатель и трансмиссия, аккумуляторы, радиаторы и дизельная автономка - задние, т.е. конструкторы кладут на передний мост 7 тонн нагрузки - все остальное на задний, т.к. перегрузка заднего моста может приводить к повышенной плате за проезд по платным дорогам и вообще отрицательно сказывается на ресурсе дорожного покрытия, что на некоторых дорогах приводит к штрафам за превышение нагрузки на ось свыше 7 тонн, при этом штраф зависит от величины перегрузки.

Поэтому передний мост должен быть загружен до 7 тонн. У автобусов южнокорейского производства впереди не только располагается топливный бак, но и аккумуляторы, они располагаются в пределах колесной базы сзади передних колес соответственно слева и справа. На автобусах Икарус-415, на которых автор работал водителем в автобусных парках ГУП «Мосгортранс», аккумуляторы располагаются на переднем свесе слева под сиденьем водителя.

На многих автобусах, например Setra, ТАМ и китайских автобусах KingLong, два топливных бака располагаются в ударобезопасных зонах на переднем свесе слева и справа, впереди передних колес.У автобусов семейства Mersedes-0303 топливный бак располагается на переднем свесе справа в ударобезопасной зоне. У автобусов Neoplan и MAN топливный бак располагается на переднем свесе по центру автобуса в ударобезопасной зоне, так, что его задняя часть находится между передними колесами, что обеспечивается независимой подвеской передних колес.

Передний свес современных междугородных и экскурсионных автобусов составляет 2600-2800 мм, что обеспечивает возможность расположения топливных баков в ударобезопасной зоне, а также расположения запасного колеса на переднем свесе.

Полезное с точки зрения конструкции место под полом прохода между водительским сиденьем и передней дверью, которое в традиционных известных автобусах предполагается занять запасным колесом, наиболее рационально занять ресиверами пневмосистемы автобуса, расположив их в ряд параллельно осевой автобуса каждый и сместив на 300 мм в глубину автобуса от переднего бампера, что сделает их недоступными при малых и средних фронтальных ударах, сзади ресиверов по центру автобуса следует расположить топливный бак, задняя часть которого окажется между передними колесами.

Где же следует располагать запасное колесо?

Его следует располагать на переднем свесе, с правой стороны, между правой пассажирской дверью и колесной аркой правого переднего колеса, расположив его вертикально, в специальном отсеке, закрытом крышкой.

Ширина этого отсека для большинства междугородных и экскурсионных автобусов при переднем свесе 2600-2800 мм может составлять 500-800 мм, что вполне достаточно.

В противоположном таком же отсеке с левой стороны между левой водительской дверью и колесной аркой левого переднего колеса автор бы расположил пропановую автономку и пропановый баллон, сместив его в глубину отсека. Пропановая автономка необходима для быстрого прогрева современных импортных дизелей, отличающихся пониженным теплоотводом в систему охлаждения, и отопления салона в период пуска и прогрева двигателя, что может быть очень полезно в условиях холодных российских зим, благо пропановых заправок на трассах достаточно.

Аккумуляторы и дизельную автономку автор бы расположил на заднем свесе в специальных отсеках соответственно слева и справа, т.к. вышеописанных элементов, расположенных на переднем свесе, хватает для обеспечения нагрузки 7 тонн на передний мост.

Именно эти мысли по поводу компоновки автобуса и, в частности, расположения запасного колеса, привели автора к созданию описанного ниже механизма поднятия и опускания запасного колеса междугородного автобуса.

Итак, определившись с местом расположения запасного колеса, возникает вопрос, какой из известных механизмов подъема и опускания запасного колеса подходил бы для этого?

Предъявим к нему следующие требования:

1)запасное колесо должно выдаваться из автобуса без каких-либо физических усилий со стороны водителя;

2)запасное колесо должно выдаваться на дорогу в вертикальном положении;

3)запасное колесо должно выниматься из ДЗК без какого-либо инструмента.

Для осуществления первого требования ясно: без гидроцилиндра не обойтись. Такие механизмы есть.

Механизм поднятия и опускания запасного колеса с гидроподъемником применяется на автомобилях семейства УРАЛ-4320, он описан в [2] и послужил прототипом предлагаемого механизма.

Прототип предлагаемого механизма включает два узла:

ДЗК и гидроподъемник, т.е. гидроцилиндр.

ДЗК представляет собой конструкцию из гнутых уголков и стяжек, охватывающих половину запасного колеса. ДЗК шарнирно связан с рамой и гидроподъемником и фиксируется в поднятом положении специальной защелкой. На автомобилях УРАЛ-4320, имеющих механический привод ДЗК, т.е. лебедку, ДЗК крепился к раме при помощи болта и гайки, которую надо откручивать при выдаче запасного колеса.

Для выдачи запасного колеса устраняют фиксацию ДЗК защелкой, и запасное колесо постепенно опускается под действием собственного веса. При этом кран управления гидроподъемником находится в нерабочем положении. После опускания запасного колеса оно вынимается из ДЗК в вертикальном положении, а не в горизонтальном, как у двух механизмов подъема и опускания запасного колеса, описанных выше, и его не надо поднимать с дороги и ставить в вертикальное положение, как при применении этих механизмов. Это является достоинством описываемого известного механизма.

После замены колеса, установив замененное колесо в ДЗК, кран управления гидроподъемником переводят в рабочее положение, и колесо поднимается, после подъема колеса его фиксируют в поднятом положении защелкой, и кран управления гидроподъемником переводят в нерабочее положение.

Применим ли такой механизм на автобусе?

Нет, не применим, и по двум причинам.

Первая причина заключается в следующем. Этот механизм требует наличия большого свободного места в направлении выдачи запасного колеса, расстояние выдачи запасного колеса составляет около 1,5 метра, кроме того, запасное колесо необходимо вынуть и повернуть, что требует около 0,6 метра еще. Итого - 2,1 метра. Для справки, максимальная ширина транспортного средства составляет 2,55 метра.

При этом надо учесть то, что междугородный автобус в основном эксплуатируется на оживленных автомагистралях, которые большей частью огорожены, а экскурсионный автобус эксплуатируется в исторических местах больших городов. Довольно редки случаи, когда, даже на стоянке, справа было бы место около 2,2 метра для замены запасного колеса у автобуса.

И это не удивительно, ведь автомобили УРАЛ-4320 предназначены для эксплуатации по грунтовым дорогам или вообще вне дорог, и они не предназначены для эксплуатации по дорогам с интенсивным движением.

Вторая причина заключается в том, что при попытках применения этого механизма на автобусе типа HD, по немецкой классификации, для отсека запасного колеса требуется высота, большая, чем высота багажника, иными словами, механизм плохо вписывается в габариты автобуса типа HD по высоте.

По этим причинам механизм поднятия и опускания запасного колеса автомобилей УРАЛ-4320 для автобуса не подходит.

Из этого вытекает первый недостаток прототипа предлагаемого механизма поднятия и опускания запасного колеса: низкие функциональные возможности механизма.

Этот недостаток не позволяет пользоваться описываемым известным механизмом в условиях интенсивного движения, т.к. даже на стоянке найти 2,2 метра справа для выдачи запасного колеса затруднительно.

Второй недостаток прототипа предлагаемого механизма заключается в том, что его гидросистема не может использоваться в примененном на автобусе механизме, реализующем принцип действия прототипа, хотя бы по той причине, что при применении этого механизма на автобусе запасное колесо под действием своего веса опускаться не может, но это уже тема отдельной заявки.

Прототипом шарнира ползуна является передний шарнир продольной рулевой тяги автобуса ЛиА3-677М, описанный в [3]. Этот шарнир имеет две клиновидные шайбы и штифт - датчик износа. На первую клиновидную шайбу, в которую установлен штифт - датчик износа, воздействует пружина. Первая клиновидная шайба своей клиновой поверхностью воздействует на вторую клиновидную шайбу, прижимающую полусферические вкладыши к шаровому шарниру, в несколько раз увеличивая усилие сжатия. По мере износа шарнира первая клиновидная шайба поднимается выше и штифт - датчик износа выступает из шарнира на большую величину. По высоте выступающей части штифта судят об износе шарнира. В описываемом случае речь идет об адаптации описываемого известного шарнира к применению в шарнирном узле, связывающем ползун поворачивающей тяги и поворотный кулак.

Цель изобретения: снижение усилий водителя при установке запасного колеса в автобус и выдаче запасного колеса из автобуса, повышение функциональных свойств механизма, экономия места в багажнике автобуса, в который кладется запасное колесо, при применении традиционных известных механизмов поднятия и опускания запасного колеса автобусов.

Снижение усилий водителя при установке запасного колеса в автобус и выдаче запасного колеса из автобуса достигается по сравнению с первым и вторым традиционными известными механизмами тем, что запасное колесо выдается из автобуса без каких-либо физических усилий со стороны водителя и поворачивается так, что оно располагается параллельно автобусу, также без каких-либо усилий водителя; после замены колесо устанавливается водителем в ДЗК с минимальными усилиями, и затем поднимается, поворачивается и убирается в автобус, никаких физических усилий водитель при этом не прикладывает.

ДЗК выполнен таким образом, что для замены колеса физические усилия водителя минимальны. Запасное колесо удерживается в ДЗК силами трения бортов запасного колеса о листы ДЗК и силой тяжести, т.к. нижний лист ДЗК копирует окружность колеса, при этом внешний лист ДЗК упирается в выступающий диск запасного колеса, не позволяя ему наклоняться в держателе.

При применении предлагаемого механизма поднятия и опускания запасного колеса водителю не придется поднимать запасное колесо с поверхности дороги и ставить в вертикальное положение, затрачивая немалые физические усилия, т.к. запасное колесо находится в ДЗК и извлекается из него в вертикальном положении, что также способствует цели снижения физических усилий водителя при пользовании предлагаемым механизмом.

Описываемая цель достигается также тем, что при пользовании предлагаемым механизмом не надо ничего откручивать и закручивать, и никакие ключи не нужны. Водителю достаточно открыть крышку отсека и в лучшем воплощении только нажать кнопку, чтобы колесо стало выдаваться из автобуса, поворачиваясь при этом в плоскость, параллельную осевой плоскости автобуса.

Цель повышения функциональных свойств механизма достигается по сравнению с прототипом предлагаемого механизма тем, что вылет выданного из автобуса запасного колеса составляет 650 мм, а не 1,5 м, как у прототипа, и, кроме того, запасное выдается из автобуса в положении, параллельном автобусу, т.е. не требуется место для вынимания запасного колеса с последующим поворотом его на прямой угол, которое может составлять около 0.5 м и даже больше.

Цель экономия места в багажнике автобуса достигается по сравнению с первым и вторым описанными известными механизмами тем, что предлагаемым механизмом водители будут пользоваться, а не класть запасное колесо в задний багажник, при этом нарушая распределение масс по осям.

Предлагаемое расположение запасного колеса позволяет добиться также пассивной безопасности автобуса. Дело в следующем, например, на китайских автобусах KingLong запасное колесо висит на переднем свесе под полом прохода вплотную к топливным бакам и может повредить их при средних фронтальных ударах, именно этот аргумент выдвигали автору водители этих автобусов при ответе на вопрос о том, почему запасное колесо кладется в багажник.

Вышеописанные цели достигаются следующим. Запасное колесо устанавливается вертикально в ДЗК преимущественно на переднем свесе автобуса с правой стороны сзади правой передней двери в специальном отсеке. При этом ДЗК установлен на подставке и связан посредством балансирного шарнира с поворотным кулаком, который выполнен полым и установлен на цилиндрической стойке, шарнирно связанной с верхней и нижней тягами параллелограммного механизма, которые служат для выдачи запасного колеса из автобуса, что достигается поворотом нижней тяги штоком гидроцилиндра. Механизм имеет поворачивающую тягу, устроенную так, что она может упруго сжиматься, но не может растягиваться относительно определенного значения активной длины, и которая шарнирно связана с поворотным кулаком и несущим кронштейном механизма. В предлагаемом воплощении механизма, для обеспечения этих функций, поворачивающая тяга имеет ползун, шарнирно связанный с поворотным кулаком, и пружину, воздействующую на ползун. При нахождении запасного колеса в корпусе автобуса поворачивающая тяга упруго сжата. В процессе выдачи запасного колеса при повороте верхней и нижней тяг поворачивающая тяга растягивается, ползун перемещается на увеличение активной длины поворачивающей тяги до упора в ограничитель, после чего поворачивающая тяга растягиваться не может, и начинается поворот запасного колеса, продолжающийся до упора ДЗК в полотно дороги. Балансирный шарнир необходим для копирования рельефа дороги и снятия запасного колеса из ДЗК при поднятой домкратом передней части автобуса, он связан с ДЗК при помощи углового усилителя. При поднятии запасного колеса процесс происходит в обратном порядке, верхняя и нижняя тяги параллелограммного механизма поворачиваются в исходное положение, поворачивающая тяга стремится сжаться, пружина воздействует на ползун, и происходит поворот запасного колеса с ДЗК на 90° и установка его в автобус.

ДЗК выполнен по меньшей мере из трех сваренных стальных листов. Первый лист трапецеидальной, или треугольной, формы приваривается к угловому усилителю, который приварен к корпусу балансирного шарнира. К этому листу приваривается второй лист, изогнутый по окружности, края которого изогнуты под углом стороны трапеции первого листа. К второму листу приваривается третий лист, представляющий собой трапецию, верхняя часть которой выполнена по окружности, копируя окружность выступающего диска колеса.

Колесо в ДЗК такой конструкции держится силами трения бортов о листы ДЗК и силой тяжести колеса, т.к. второй лист изогнут по окружности.

Описываемая конструкция ДЗК позволяет легко и просто ставить колесо в ДЗК и вынимать из него без помощи инструмента.

Вышеописанный принцип действия предлагаемого механизма поднятия и опускания запасного колеса и его конструкция позволяют достичь заявленных целей.

Предлагаемый механизм является изобретением, т.к. он соответствует критериям «новизна» и «существенные отличия».

Предлагаемый механизм соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень», т.к. механизм, обладающий такими свойствами, предлагается впервые.

На фиг.1 изображен механизм поднятия и опускания запасного колеса и схема его работы.

На фиг.2 изображен вид сверху на механизм поднятия и опускания запасного колеса и схема его работы.

На фиг.3 изображен боковой вид механизма, т.е. вид без крышки отсека.

На фиг.4 изображен разрез нижнего шарнира нижней тяги с импульсным колесом и датчиком электрогидравлической системы.

На фиг.5 изображен разрез нижнего шарнира нижней тяги в наиболее простом воплощении с простейшей гидравлической системой.

На фиг.6 изображен вид А на фиг.4 с разрезом нижнего шарнира поворачивающей тяги.

На фиг.7 изображен вид В на фиг.6 с местным разрезом несущего кронштейна механизма, с разрезом нижнего шарнира верхней тяги, и с разрезом поворачивающей тяги и ее нижнего шарнира.

На фиг.8 изображен разрез стойки механизма, поворотного кулака, балансирного шарнира и первого листа ДЗК, при полностью выданном и повернутом на прямой угол ДЗК.

На фиг.9 изображен разрез стойки механизма, поворотного кулака, шарнира ползуна в плоскости, проходящей через оси верхних шарниров верхней и нижней тяг.

На фиг.10 изображен разрез стойки механизма, поворотного кулака, шарнира ползуна в плоскости, перпендикулярной оси стойки и проходящей через ось шарнира ползуна, а также разрез ползуна и местный разрез поворачивающей тяги в плоскости, проходящей через ось поворачивающей тяги.

На фиг.11 изображены разрезы А-А, В-В, С-С на фиг.10.

На фиг.12 изображен вид А на фиг.10.

На фиг.13а изображен местный вид механизма в статическом положении, когда поворачивающая тяга упруго сжата.

На фиг.13б изображен местный вид механизма в том положении, когда поворачивающая тяга достигает номинального значения активной длины при неповернутом ДЗК, т.е. момент начала поворота ДЗК.

На фиг.14 показан разрез в вертикальной плоскости шарнира, связующего шток гидроцилиндра и нижнюю тягу.

На фиг.15 показан А-А на фиг.14.

На фиг.16 показан разрез в горизонтальной плоскости шарнира, связующего проушину гидроцилиндра и профиля шасси или несущего корпуса автобуса.

На фиг.17 показано расположение механизма на междугородном или экскурсионном автобусе.

На фиг.18 показано расположение механизма на пригородном или городском полунизкопольном автобусе.

Рассмотрим подробно устройство и работу механизма.

На фиг.1 позициями обозначены:

1) - запасное колесо;

2) - ДЗК;

3) - верхняя тяга параллелограммного механизма;

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

5) - стоика механизма;

6) - поворотный кулак;

7) - поворачивающая тяга;

8) - ползун поворачивающей тяги;

9) - пружина поворачивающей тяги;

10) - гидроцилиндр;

11) - буфер-ограничитель;

12) - силовые профиля шасси или несущего корпуса автобуса;

13) - шток гидроцилиндра;

14) - ограничитель перемещения ползуна;

15) - гайка крепления ограничителя;

16) - балансирный шарнир;

17) - угловой усилитель;

18) - подставка ДЗК;

19) - силовые профиля пола отсека;

20) - крышка отсека;

21) - пол прохода между сиденьями;

22) - пол сидений;

23) - полотно дороги.

Механизм поднятия и опускания запасного колеса устанавливается преимущественно на переднем свесе автобуса с правой стороны между правой пассажирской дверью и колесной аркой правого переднего колеса в специальном отсеке, закрытом крышкой 20 (см. фиг.1).

Запасное колесо 1 устанавливается вертикально в ДЗК 2. ДЗК 2 установлен на подставке 18 и связан посредством балансирного шарнира с поворотным кулаком 6, который выполнен полым и установлен на цилиндрической стойке 5, шарнирно связанной с верхней 3 и нижней 4 тягами параллелограммного механизма, которые при помощи шарниров установлены на несущем кронштейне механизма, не показанном на фиг.1. Механизм имеет гидроцилиндр 10, шарнирно связанный с профилями 12 шасси или несущего кузова автобуса, шток 13 гидроцилиндра 10 может быть шарнирно связан с нижней тягой 4 или верхней тягой 3 параллелограммного механизма, оптимально воздействие штока 13 гидроцилиндра 10 на нижнюю тягу 4 параллелограммного механизма, что показано на фиг.1.

Гидроцилиндр 10, в данном воплощении механизма, представляет собой гидроцилиндр рулевого управления грузовых автомобилей и автобусов МАЗ с ходом поршня 280 мм, согласно [4], деталь ЦГ-280-3405023. Механизм может иметь гидроцилиндр с ходом поршня 360 мм, который может применяться в рулевом управлении автобусов МАЗ, в котором может применяться как цилиндр с ходом поршня 280 мм, так и цилиндр с ходом поршня 360 мм.

Поворачивающая тяга 7 устроена так, что она может упруго сжиматься, но не может растягиваться относительно определенного значения активной длины. Поворачивающая тяга 7 шарнирно связана с несущим кронштейном механизма (на фиг.1 не показанным) и поворотным кулаком 6. Активная длина поворачивающей тяги - это расстояние между центрами ее шарниров в проекции на плоскость, перпендикулярную осевой плоскости автобуса. В описываемой конструкции предлагаемого механизма максимальная активная длина поворачивающей тяги - 500 мм.

Поворачивающая тяга может быть сконструирована любым возможным известным способом для обеспечения того, чтобы она упруго сжималась, но не могла растягиваться относительно определенного значения активной длины. В описываемой конструкции это достигается тем, что на поворачивающую тягу 7 установлен ползун 8, шарнирно связанный с поворотным кулаком 6, на ползун 8 воздействует установленная на поворачивающей тяге пружина 9, на конце поворачивающей тяги 7 установлен ограничитель 14, для ограничения перемещения ползуна 8. Такая конструкция поворачивающей тяги 7 позволяет добиться того, чтобы тяга 7 могла упруго сжиматься, уменьшая активную длину, т.е. проекцию на перпендикулярную осевой плоскости автобуса плоскость, расстояния между центрами шарнира крепления тяги 7 к несущему кронштейну механизма и шарнира ползуна 8; при этом применение ограничителя 14 позволяет добиться того, чтобы активная длина свыше 500 мм не увеличивалась.

При нахождении запасного колеса 1 в корпусе автобуса, в статическом состоянии механизма, поворачивающая тяга 7 упруго сжата, и ее активная длина достигает минимального значения.

Перед выдачей запасного колеса из автобуса открывается крышка 20. В процессе выдачи запасного колеса 1 из автобуса в полость гидроцилиндра 10 подается масло, шток 13 гидроцилиндра 10 посредством наконечника (на фиг.1 позициями не обозначенного) воздействует на нижнюю тягу 4. Это вызывает поворот тяг 3 и 4 по часовой стрелке на фиг.1, поворачивающая тяга 7 при этом начинает растягиваться, ее активная длина увеличивается до тех пор, пока не достигнет максимального значения 500 мм.

После этого поворачивающая тяга 7 растягиваться не может, т.к. ползун 8 упирается в ограничитель 14, и начинается поворот запасного колеса 1. При этом ползун 8 посредством шарнира воздействует на поворотный кулак 6, вызывая его поворот относительно стойки 5. При этом поворачивается ДЗК 2, установленный на балансирном шарнире поворотного кулака, и поворачивается запасное колесо 1, установленное в ДЗК 2.

Поворот тяг 3 и 4 по часовой стрелке и поворот запасного колеса 1 продолжаются до упора ДЗК 2 в полотно дороги 23.

Параметры механизма выбираются так, что при этом ДЗК 2 и запасное колесо 1 поворачиваются на прямой угол. Вылет запасного колеса 1 из автобуса составляет S=650 мм.

Механизм предполагает то, что фактическое угловое перемещение тяг 3 и 4 меньше максимального, которое может продолжаться до упора тяги 4 в буфер-ограничитель 11, в этом положении запасное колесо 1 повернуто под острым углом к осевой плоскости автобуса.

В описываемой конструкции предлагаемого механизма максимальное угловое перемещение тяг 3 и 4 составляет 129°, плечо гидроцилиндра, т.е. расстояние между центрами нижнего шарнира нижней тяги 4 и центром шарнира гидроцилиндра 10, расположенного на нижней тяге 4, составляет 140 мм, высота кузова автобуса над дорогой h=335 мм, расстояние между центрами шарниров верхней и нижней тяг - 480 мм, расстояние между центрами шарниров по высоте составляет 200 мм. Механизм сконструирован так, что при полностью выданном запасном колесе, при высоте кузова автобуса над дорогой 335 мм, поршень гидроцилиндра перемещается не на полный ход 280 мм, а на несколько меньшее расстояние, поршень гидроцилиндра перемещается на полный ход 280 мм при упоре тяги 4 в буфер-ограничитель 11 (положение 4). Это необходимо в том случае, если, например, дорога имеет боковой наклон, или, например, в том случае, если дорога неровная и автобус наехал правым передним колесом на возвышение. При конструировании предполагается то, что высота кузова автобуса над дорогой h=335 мм поддерживается регулятором высоты пола пневматической подвески автобуса. Эта высота является максимальной высотой передней части автобуса над дорогой, в реальной конструкции предлагаемого автором автобуса она уменьшена до 300 мм, что улучшает функциональные свойства механизма. Применение балансирного шарнира 16 обусловлено двумя причинами. Первая причина заключается в том, что применение балансирного шарнира делает ДЗК статически определимым в продольном направлении. Это необходимо для того, чтобы ДЗК копировал рельеф дороги, т.к. идеально ровной дороги не бывает. Необходимо также учесть то, что пневматическая подвеска регулируется так, что либо задняя, либо передняя часть автобуса приподнята над дорогой, строго ровно пневматическая подвеска регулируется редко. По этим причинам, при отсутствии балансирного шарнира, ДЗК при выдаче из автобуса будет одной стороной упираться в дорогу, а другая сторона будет поднята над дорогой, что будет приводить к неоправданным перегрузкам шарниров механизма. В поперечном направлении ДЗК статически неопределим, но это не будет вызывать значительную перегрузку шарнира поворотного кулака и балансирного шарнира.

Вторая причина заключается в том, что применение балансирного шарнира позволяет извлекать запасное колесо из ДЗК при поднятой домкратом правой стороне передней части автобуса. При замене колеса кузов автобуса поднимается домкратом, при этом поднимается та часть корпуса, где колесо спущено и его меняют. В случае поднятия задней части автобуса балансирный шарнир обеспечит то, что при выдаче запасного колеса из автобуса ДЗК встанет на дорогу, копируя ее рельеф. Однако возможна та ситуация, когда водитель сначала поднял переднюю часть автобуса, а потом начал выдавать запасное колесо. В этом случае тяга 4 упрется в буфер-ограничитель 11 (положение 4), а ДЗК с запасным колесом в прямом смысле повиснут в воздухе, а запасное колесо надо извлекать из ДЗК. При этом водитель должен наклонить ДЗК в продольном направлении, до тех пор, пока он не коснется дороги, и затем вынуть запасное колесо. При отсутствии балансирного шарнира это было бы затруднительно. Хотя конструкция механизма предполагает то, что запасное колесо сначала выдают из автобуса, извлекают из ДЗК, а лишь потом поднимают домкратом автобус, опирая на него вынутое запасное колесо в вертикальном положении.

При поднятии запасного колеса после замены масло подается в соответствующую полость гидроцилиндра 10, и тяги 3 и 4 начинают поворот против часовой стрелки (на фиг.1). Кинематика механизма выбрана так, что поворачивающая тяга 7 при этом стремиться сжаться, но этому противодействует пружина 9, воздействующая на ползун 8, который посредством шарнира воздействует на поворотный кулак 6, заставляя его поворачиваться относительно стойки механизма, поэтому при подъеме запасного колеса начинается поворот ДЗК и запасного колеса вплоть до того, пока упор поворотного кулака 6 не упрется в ограничитель стойки 5, при этом запасное колесо 1 и ДЗК 2 будут находиться в плоскости, перпендикулярной осевой плоскости автобуса.

Рассмотрим конструкцию ДЗК 2.

ДЗК состоит по меньшей мере из трех сваренных стальных листов. Первый лист трапецеидальной, или треугольной, формы приваривается к угловому усилителю 17, который приварен к корпусу балансирного шарнира 16. Второй лист, средняя часть которого изогнута по окружности, радиус которой равен максимальному радиусу колеса без нагрузки, приваривается к первому листу, концы второго листа выгнуты по прямой под углом наклона сторон трапеции, или треугольника, первого листа и приварены к ним. Второй лист может быть отштампован так, что его средняя часть изогнутая по окружности, в поперечном сечении изогнута по дуге, копируя поперечное сечение колеса без нагрузки. Третий лист трапецеидальной формы, верхняя линия трапеции которого - окружность, радиус которой совпадает с радиусом выступающей части диска колеса в месте их контакта, т.е. она копирует окружность выступающего диска колеса, при этом диск колеса упирается в лист ДЗК своей выступающей частью и находится в контакте с ним, что обеспечивает вертикальную установку колеса в ДЗК. Третий лист может быть выполнен так, что радиус окружности верхней линии трапеции больше радиуса выступающей части диска колеса, при этом диск колеса с ДЗК не контактирует, а вертикальная установка колеса в ДЗК обеспечивается трением бортов покрышки о листы ДЗК и небольшим сжатием покрышки в месте контакта с ДЗК.

На большинстве междугородных, туристических и экскурсионных автобусов применяются покрышки 295/80 R 22,5, поэтому ДЗК и предлагаемый механизм спроектированы под эти колеса. Ширина второго среднего листа ДЗК выбирается под ширину профиля покрышки 295 /80 R 22,5, т.е. 295-300 мм. Ширина второго среднего листа ДЗК выбирается так, чтобы покрышка при установке немного сжималась, чтобы силы трения бортов покрышки о листы ДЗК были оптимальными, чтобы колесо легко вынималось из ДЗК без какого-либо инструмента, но при этом уверенно держалось в ДЗК в вертикальном положении.

ДЗК может быть выполнен из пластических материалов и представлять собой литую конструкцию, выполненную из пластмассы, при этом по форме ДЗК тот же самый, что описан выше. В этом случае ДЗК выполняется так, что выполненный из пластмассы угловой усилитель соединяется при помощи выполненного любым традиционным известным способом разъемного соединения с листовым корпусом, охватывающим балансир.

Конструкция механизма выбрана так, что он легко вписывается в габариты автобуса типа HD, высота отсека запасного колеса составляет 1,2 м (1200 мм), что соответствует высоте пола сидений 22 над полом отсека. При этом пол прохода 21 ниже пола сидений 22, как это делается в большинстве междугородных и экскурсионных автобусов. В предлагаемой конструкции пол прохода 21 ниже пола сидений 22 на 200 мм.

Фиг.1 выполнена в масштабе 1 мм:1 см. Фиг.1 является подтверждением работоспособности механизма, т.к. из фиг.1 видно, что при выбранных размерах механизма и активной длине поворачивающей тяги 500 мм запасное колесо при выдаче поворачивается на прямой угол, что нетрудно проследить, проведя простейшие измерения. На фиг.2 позициями обозначены:

1) - запасное колесо;

2) - ДЗК;

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

10) - гидроцилиндр;

7) - поворачивающая тяга;

3) - верхняя тяга параллелограммного механизма;

26) - траектория движения правого переднего угла ДЗК;

25) - несущий кронштейн механизма;

27) - край корпуса электрогидравлической системы.

На фиг.2 показаны два промежуточных положения запасного колеса 1 и ДЗК 2. Из фиг.2 видно, что поворот запасного колеса 1 и ДЗК 2 начинается еще при нахождении запасного колеса в отсеке, но при этом длины отсека 1=780 мм вполне хватает для обеспечения работоспособности механизма. На фиг.2 поворачивающая тяга 5 изображена упрощенно: пружина и ползун не показаны. Вылет запасного колеса S=650 мм.

На фиг.2 механизм также изображен в масштабе 1 мм:1 см. Фиг.2 также является подтверждением работоспособности описываемого предлагаемого механизма, т.к. является подтверждением того, что механизм не требует большой длины отсека и 780 мм вполне хватает. Это подтверждает то, что механизм может располагаться на переднем свесе автобуса, т.к. при длине переднего свеса 2600-2800 мм обеспечить длину отсека запасного колеса 780 мм вполне реально.

Предлагаемый описываемый механизм поднятия и опускания запасного колеса в лучшем воплощении предполагает наличие электрогидравлической системы, которая обеспечивает оптимальный закон поднятия и опускания запасного колеса, оптимизируя подачу масла в полости гидроцилиндра с целью обеспечения поднятия и опускания запасного колеса за минимальное время, исключая при этом удары. Электрогидравлическая система располагается в том же отсеке, что и запасное колесо, впереди запасного колеса, в отдельном корпусе. Электрогидравлическая система имеет микропроцессор, расположенный в том же корпусе. Однако в простейшем воплощении механизма электрическая часть системы отсутствует.

Край корпуса электрогидросистемы может быть выполнен так, что он приближенно копирует траекторию движения правого переднего угла ДЗК при его повороте, отставая от нее на 10-15 мм, как показано на фиг.2. Форма края корпуса электрогидросистемы при этом выбирается такой, что ее конечная точка совпадает с траекторией движения правого переднего угла ДЗК, а кривая корпуса электрогидросистемы отходит от траектории движения на 10-15 мм.

Это может быть необходимым для обеспечения поворота ДЗК при ослабленной пружине поворачивающей тяги или при несмазанном шарнире поворотного кулака, т.к. если пружина поворачивающей тяги ослабла или поворотный кулак плохо поворачивается от отсутствия смазки, то пружина начинает сжиматься раньше взаимодействия упора поворотного кулака и ограничителя стойки 5 (фиг.1). В этом случае траектория правого переднего угла ДЗК 2 будет отличаться от кривой 26 на фиг.2, и ДЗК упрется правым передним углом в край 27 корпуса электрогидросистемы, и начнет, скользя по нему, поворачиваться, пока не повернется в требуемое положение. При этом профиль края электрогидросистемы выбирается таким, чтобы взаимодействие между ним и ДЗК проходило по линии, а не по точке.

Эти меры вовсе не являются обязательными для предлагаемого механизма, т.к. при правильном подборе жесткости пружины поворачивающей тяги и при достаточно смазанном подшипнике поворотного кулака поворот ДЗК будет обеспечиваться и без этих мер.

Однако со временем пружина будет ослабевать, а подшипник поворотного кулака - изнашиваться и может начать подклинивать. Кроме того, необходимо учесть то, что при близкой к окончательной установке запасного колеса в корпус автобуса поворачивающая тяга имеет большой угол по отношению к действию усилия шарового шарнира ползуна и может сжаться раньше того, когда выступ поворотного кулака упрется в упор-ограничитель стойки параллелограммного механизма. По этим причинам вышеописанный комплекс мер является нелишним. Остается добавить то, что, для обеспечения возможного взаимодействия правого переднего угла ДЗК и стенки корпуса электрогидросистемы, последняя может иметь специальное антифрикционное покрытие.

На фиг.3 позициями обозначены:

25) - несущий кронштейн механизма;

28) - корпус электрогидравлической системы.

На фиг.3 предлагаемый механизм изображен в масштабе 1,5 мм:1 см, т.е. в масштабе, увеличенном в 1,5 раза по сравнению с фиг.1 и фиг.2. На фиг.3 показан предлагаемый механизм в статическом положении при запасном колесе, установленном в корпусе автобуса.

На фиг.3 показан несущий кронштейн механизма 25, крепящийся болтами к профилям основания пола отсека. На фиг.3 показана форма верхней и нижней тяг параллелограммного механизма, показаны их шарниры. Из фиг.3 видно, что ось верхнего шарнира верхней тяги крепится болтом к стойке параллелограммного механизма. Оси нижних шарниров верхней и нижней тяг запрессовываются в несущий кронштейн механизма 25. Из фиг.3 видно, что верхняя тяга расположена сзади несущего кронштейна механизма, т.е. слева от него на фиг.3, а нижняя тяга расположена впереди него, т.е. справа на фиг.3. На фиг.3 показан прилив в нижней тяге для шарнира штока гидроцилиндра. Этот прилив необходим для обеспечения ресурса шарнира.

На фиг.3 показаны боковые ребра нижней тяги и ее верхний шарнир.

На фиг.3 показана форма поворачивающей тяги, видны ее изгибы, необходимые для уменьшения длины отсека занимаемого механизмом, т.е. для обеспечения компонуемости механизма. На фиг.3 показаны пружина, ползун, шарнир ползуна и ограничитель хода ползуна поворачивающей тяги. На фиг.3 показаны гайка, шайба и пружинная шайба (гравер) ограничителя хода ползуна. Ограничитель насаживается на коническую поверхность поворачивающей тяги и крепится при помощи гайки, шайбы и гравера. На фиг.3 показан шестигранник, необходимый для затягивания гайки крепления ограничителя. Забегая вперед, отмечу, что поворачивающая тяга в предлагаемой конструкции предлагаемого механизма выполнена составной и состоит непосредственно из трубчатой полой тяги, имеющей два изгиба, и наконечника, вваренного в трубчатую тягу. Наконечник имеет шестигранник и упор для пружины и имеет коническую поверхность, предназначенную для установки ограничителя перемещения ползуна, и резьбовой конец, предназначенный для гайки крепления ограничителя хода ползуна.

На фиг.3 показана гайка крепления шарового пальца нижнего шарнира поворачивающей тяги и показано ее утолщение, необходимое для обеспечения компоновки ее нижнего шарнира.

На фиг.3 показаны: балансирный шарнир, угловой усилитель, ДЗК и запасное колесо, установленные в корпусе автобуса на подставке.

На фиг.3 показан корпус 28 электрогидравлической системы механизма, находящийся впереди ДЗК, т.е. справа от него.

На фиг.3, а также на фиг.2 видно, что ДЗК при установке запасного колеса в автобус и повороте их на прямой угол может взаимодействовать с корпусом электрогидравлической системы для исключения их возможного поворота в силу того, что пружина поворачивающей тяги сжата и при наклоне в статическом положении имеет небольшое плечо действия силы упругости на шарнир ползуна. Для этого корпус электрогидросистемы в месте контакта с ДЗК при установке в автобус, близкой к окончательной, переходит от кривой к прямой (см. фиг.2). Описываемая особенность не является необходимой, но является желательной для условия работы механизма.

На фиг.4 позициями обозначены:

25) - несущий кронштейн механизма;

29) - прилив несущего кронштейна механизма;

30) - импульсное колесо;

31) - ось нижнего шарнира нижней тяги;

32) - радиальный канал смазки шарнира;

33) - осевой канал смазки шарнира;

34) - угловая масленка;

35) - импульсный датчик;

36) - обмотка импульсного датчика;

37) - шестигранник импульсного датчика;

38) - болт;

39)- шайба;

40) - выступ импульсного колеса;

41) - подшипник скольжения нижнего шарнира нижней тяги;

7) - поворачивающая тяга;

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

43) - стопорное кольцо.

На фиг.4 показан разрез фрагмента механизма, выполненный в натуральную величину.

Несущий кронштейн механизма 25 крепится при помощи болтов 38 и шайб 39 к профилям основания пола отсека.

Ось 31 нижнего шарнира нижней тяги устанавливается в несущий кронштейн механизма с натягом, т.е. запрессовывается. Допуски отверстия несущего кронштейна и диаметра оси в месте их контакта выбираются так, что посадка может быть как горячей, так и холодной. Допускается такое сочетание допусков, при котором ось шарнира перед запрессовкой охлаждают, а несущий кронштейн разогревают.

Ось 31 имеет упорный выступ, диаметр которого больше диаметра отверстия запрессовки, предназначенный для ограничения осевого перемещения оси при запрессовке, т.е. для ее осевой фиксации.

При этом диаметр участка запрессовки оси 31 больше ее рабочего диаметра, который взаимодействует с подшипником скольжения, т.е. с втулкой из антифрикционного материала, например бронзы, запрессованной в проушину нижней тяги 4 параллелограммного механизма.

Нижняя тяга 4 фиксируется на оси 31 при помощи пружинного стопорного кольца 43, упругого в радиальном направлении, кольцо 43 имеет отверстия под шипы инструмента (показанные на фиг.6), при помощи которых оно раздвигается и надевается на ось 4. С другой стороны проушина нижней тяги 4 взаимодействует в осевом направлении с приливом несущего кронштейна механизма 25.

Ось 31 имеет осевой 33 и радиальные 32 каналы для смазки фрикционной пары оси 31. В ось 31 ввертывается угловая масленка 34, фиксирующаяся при помощи пружинной шайбы-гравера. Угловая масленка 34 имеет входное отверстие, расположенное под прямым углом к осевому каналу, и обеспечивает подачу смазки под прямым углом в осевой канал 33 и далее по радиальным каналам 32 к фрикционной паре.

При наличии электрогидравлической системы управления механизм имеет импульсный датчик угловой скорости и углового перемещения нижней тяги 4. При наличии импульсного датчика на проушину нижней тяги 4 устанавливается импульсное колесо 30, оно любым традиционным известным способом жестко соединяется с проушиной нижней тяги 4 так, что может устанавливаться на проушину только в определенном положении; в случае, изображенном на фиг.4, оно имеет выступ, которым входит в паз проушины нижней тяги 4, на фиг.4 на разрезе импульсного колеса 30 выступ расположен сверху, выступ необходим для того, чтобы импульсное колесо 3 надевалось на проушину в строго определенном положении.

Импульсный датчик 35 представляет собой постоянный магнит, ввернутый в несущий кронштейн механизма, который для этого имеет резьбу. Для обеспечения ввертывания датчик 35 имеет шестигранник 37 под ключ. Датчик 35 имеет электромагнитную обмотку 36, в которой при угловом перемещении нижней тяги 4 формируются импульсы напряжения, амплитуда которых прямо пропорциональна скорости изменения магнитного потока через обмотку. Электромагнитная обмотка 36 соединена с контроллером механизма, имеющим микропроцессор, который по амплитуде импульсов напряжения, скорости их поступления определяет угловую скорость и угловое ускорение нижней тяги 4, а по количеству поступивших импульсов микропроцессор определяет ее угловое перемещение.

Импульсное колесо 30 имеет выступы не по всей окружности, а лишь на той части колеса, которая проходит около датчика 35 при угловом перемещении нижней тяги 4. Максимальная величина углового перемещения нижней тяги 4 в предлагаемой конструкции предлагаемого механизма составляет 129° и более, исходя из этого угла на импульсном колесе выполняются выступы, т.е. угол части окружности, имеющей выступы, равен максимальному угловому перемещению тяг параллелограммного механизма.

Импульсное колесо 30 может устанавливаться на проушину верхней тяги параллелограммного механизма и жестко соединяться с ней любым традиционным известным способом, также в строго определенном положении.

Электрогидравлическая система управления включает: контроллер, имеющий микропроцессор, главный золотник управления подачей масла в полости гидроцилиндра и по меньшей мере два релейных электромагнитных золотника, управляющие перемещением главного золотника, подавая масло в его торцевые полости. Электрогидравлическая система управления на фигурах не показана. Эта система соединена с гидросистемой рулевого управления автобуса так, что напорная магистраль насоса соединена с главным золотником, который соединяет ее с гидроусилителем рулевого управления автобуса, когда механизм выключен, либо с одной из полостей гидроцилиндра, когда механизм включен, для этой цели напорная магистраль насоса может соединяться с релейными золотниками, может применяться отдельный золотник, соединяющий напорную магистраль насоса либо с главным золотником, либо с рулевым механизмом, этот золотник может иметь электромагнитный привод либо управляться дополнительным релейным электромагнитным золотником.

Возможен тот случай, когда гидросистема имеет гидравлический клапан, механически связанный с крышкой отсека запасного колеса и отсекающий гидросистему механизма от гидросистемы рулевого управления автобуса при закрытой крышке отсека, когда все масло поступает к гидроусилителю рулевого управления автобуса, при открытой крышке отсека от гидросистемы отсекается гидроусилитель рулевого управления автобуса, и все масло поступает к главному золотнику и релейным золотникам гидросистемы описываемого предлагаемого механизма.

При оснащении предлагаемого описываемого механизма электрогидравлической системой управления работа механизма сводится к следующему.

Для опускания запасного водитель открывает крышку отсека и нажимает на кнопку. Микропроцессор управляет релейными электромагнитными золотниками так, что главный золотник устанавливается в такое положение, при котором обеспечивается максимальное проходное сечение отверстия гильзы золотника, что обеспечивает возможность максимальной подачи масла в полость гидроцилиндра, обеспечивающую опускание запасного колеса, и, следовательно, максимальное давление в ней, если оно достигается при этом, а противоположная полость соединяется со сливом. Тяги параллелограммного механизма начинают угловое перемещение, их угловая скорость начинает расти. Микропроцессор получает импульсы от датчика и по ним определяет угловую скорость, угловое ускорение и угловое перемещение нижней тяги. Угловая скорость определяется по амплитуде импульсов напряжения, угловое ускорение определяется, дифференцируя сигнал напряжения, угловое перемещение определяется по числу импульсов. Проходное сечение отверстия золотника и, как следствие, давление масла в полости гидроцилиндра, обеспечивающей опускание запасного колеса, остается максимальным, если оно при этом достигается, вплоть до прохождения тягами вертикального положения или положения, соответствующего прохождению вертикального положения, после этого угловая скорость тяг начинает расти, и микропроцессор подает команду на уменьшение давления в полости гидроцилиндра, которое продолжает падать по мере роста угловой скорости и углового перемещения тяг, вплоть до того, что при определенном угловом перемещении, которое зависит от угловой скорости и углового ускорения, обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом. При этом возможна та ситуация, что выдается пустой ДЗК, в этом случае соединение обоих полостей гидроцилиндра со сливом произойдет при большем угловом перемещении тяг. Микропроцессор определяет, что выдается - ДЗК с запасным колесом или пустой ДЗК, это определяется по угловому ускорению тяг при определенном угловом перемещении, при максимальном давлении масла в полости гидроцилиндра. При этом угловое ускорение зависит от давления в полости гидроцилиндра, которое при этом может быть максимальным, но может быть не достигнуто в связи с отсутствием нагрузки на гидроцилиндр, если ДЗК не загружен запасным колесом, а также давление может уменьшиться в связи с износом насоса и гидроцилиндра.

Угловое положение тяг, при котором начинает уменьшаться давление в полости гидроцилиндра, зависит от угловой скорости и углового ускорения так, что чем они больше, тем угол при отсчете от вертикального положения меньше, и наоборот.

Угол поворота тяг, при котором обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом также зависит от угловой скорости и углового ускорения так, что чем они больше, тем угол при отсчете от вертикального меньше, и наоборот.

Управление сводится к ограничению до минимально возможных значений угловой скорости тяг при максимальных угловых перемещениях, т.е. в момент касания ДЗК полотна дороги.

Возможен тот случай, когда для остановки ДЗК перед касанием его полотна дороги поднимается давление в полости гидроцилиндра, обеспечивающей поднятие запасного колеса.

Это необходимо для того, чтобы сократить время опускания ДЗК с запасным колесом, т.к. в этом случае процесс опускания запасного колеса протекает быстрее. Необходимое давление определяется, проводя процесс регулирования по отклонению угловой скорости тяг параллелограммного механизма, что применяется для их торможения. Может применяться любой традиционный известный закон регулирования.

Наиболее целесообразно применение пропорционально-интегрально-дифференциального закона регулирования (ПИД закона - в дальнейшем) для остановки ДЗК при его опускании.

ПИД закон применяется следующим образом. Для его реализации выделяется участок углового перемещения тяг параллелограммного механизма, предшествующий касанию ДЗК полотна дороги и соответствующего действию ПИД закона. Угловому положению, соответствующему началу этого участка, ставятся в соответствие значения угловой скорости и углового ускорения, при достижении которых обеспечивается остановка ДЗК в момент касания его полотна дороги. При несовпадении измеренных значений этих величин с заложенными в память, при достижении тягами в процессе опускания начала этого участка, реализуется ПИД закон. При его реализации используется разность угловых скоростей между имеющейся измеренной и заложенной в память, далее по традиционному известному уравнению ПИД закона вычисляется увеличение давления в полости, предназначенной для поднятия ДЗК. Так происходит на каждом шаге, с теми отличиями, что необходимое требуемое значение угловой скорости тяг вычисляется по заложенному в память значению углового ускорения. Время может определяться при переходе от одного шага к другому как интервал времени между пиками сигналов напряжения. По меньшей мере один из коэффициентов ПИД закона, стоящий перед угловым ускорением, может адаптироваться в зависимости от отклонения имеющегося значения углового ускорения от требуемого заложенного в память, это позволяет ПИД закону реализовываться не только с учетом отклонения углового ускорения от требуемого, но и даже в том случае, если отклоняется от оптимального значения только угловое ускорение. При достижении углового положения тяг, соответствующего касанию ДЗК полотна дороги, обе полости соединяются со сливом.

Возможен тот случай, когда каждому значению углового перемещения участка процесса остановки тяг, соответствующему процессу остановки тяг и разбитому на дискретные участки, в памяти микропроцессора ставятся в соответствие значения только угловой скорости тяг, при этом угол между значениями равен углу между импульсными зубьями импульсного зубчатого колеса, а значение углового ускорения в память не заносится. Это позволяет реализовать нелинейный оптимальный закон торможения тяг и упростить ПИД закон, избавив его от лишних вычислений и заменив это простыми извлечениями из памяти. В этом случае отклонение угловой скорости на каждом шаге вычисляется как разность между имеющейся угловой скоростью и считанной из памяти. При этом при угловом положении тяг, соответствующем касанию ДЗК полотна дороги, обе полости гидроцилиндра также соединяются со сливом. При этом также возможна адаптация по меньшей мере одного из коэффициентов ПИД закона в зависимости от имеющегося углового ускорения.

При поднятии передней части автобуса домкратом остановка ДЗК гидравликой производится в положении, соответствующем касанию его полотна дороги при нормальной высоте кузова автобуса над дорогой, в данном примере h=335 мм, оставшееся перемещение до упора нижней тяги 4 в буфер-ограничитель 11 (см. фиг.1) производится при соединении обоих полостей гидроцилиндра со сливом.

В том случае, если ДЗК при опускании попадает на бордюр или какое-либо препятствие, не достигая угла поворота тяг, соответствующего касанию ДЗК полотна дороги, то обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом.

Применение микропроцессорной системы управления позволяет за минимальное время плавно опускать запасное колесо.

Для поднятия запасного колеса после замены водитель нажимает на кнопку. Микропроцессор после этого управляет электромагнитными релейными золотниками так, что главный золотник перемещается в такое положение, при котором обеспечивается максимальное проходное сечение отверстия гильзы золотника, что обеспечивает возможность максимальной подачи масла в полость гидроцилиндра, обеспечивающую поднятие запасного колеса, и, как следствие, максимальное давление в ней, если оно при этом достигается, а противоположная полость соединяется со сливом. Тяги начинают угловое перемещение, их угловая скорость начинает расти. Давление масла в полости остается максимальным вплоть до достижения тягами положения, составляющего острый угол с вертикалью, после этого оно начинает снижаться. Угол, характеризующий это положение, зависит от того, загружен ли ДЗК или нет. Микропроцессор по импульсам датчика определяет угловую скорость, угловое ускорение и угловое перемещение нижней тяги. Микропроцессор определяет, загружен ДЗК или нет, по угловому ускорению тяг при определенном угловом положении нижней тяги, при этом угловое ускорение зависит от давления масла, которое может отклоняться от максимального значения по той причине, что ДЗК не загружен запасным колесом и сила сопротивления отсутствует, а также по причине износа насоса и гидроцилиндра. Закон снижения давления зависит от угловой скорости и углового ускорения тяг, чем больше угловая скорость и угловое ускорение, тем сильнее снижается давление, чем меньше угловая скорость и угловое ускорение, тем меньше уменьшается давление. После прохождения тягами вертикального положения при некотором угле поворота тяг, зависящем от того, загружен ли ДЗК запасным колесом или пустой, обе полости соединяются со сливом. Соединение обоих полостей со сливом происходит при некотором угле поворота тяг в зависимости от их угловой скорости и углового ускорения.

Управление поднятием запасного колеса имеет цель ограничения угловой скорости и углового ускорения тяг при приближении их к вертикальному положению, что достигается ограничением давления в соответствующей полости гидроцилиндра при приближении тяг к вертикальному положению.

При поднятии запасного колеса возможен тот случай, что для торможения ДЗК в крайнем положении перед касанием его корпуса автобуса может подниматься давление в полости гидроцилиндра, предназначенной для опускания ДЗК.

Это необходимо для того, чтобы сократить время поднятия ДЗК с запасным колесом, потому что в этом случае процесс поднятия ДЗК и запасного колеса протекает быстрее, как и процесс опускания запасного колеса. Также как и при опускании запасного колеса, может применяться любой традиционный известный закон регулирования, наиболее целесообразно применение ПИД закона регулирования для торможения ДЗК и запасного колеса.

Также как и при опускании ДЗК и запасного колеса, ПИД закон реализуется следующим образом. Выделяется участок углового перемещения тяг, на котором реализуется ПИД закон. Этот участок углового перемещения тяг соответствует прохождению тягами вертикального положения. Угловому положению, соответствующему началу этого участка, как и при опускании запасного колеса, ставятся в соответствие значения угловой скорости и углового ускорения, при достижении которых обеспечивается остановка ДЗК в момент касания его шасси, или несущего корпуса, автобуса. Также при несовпадении измеренных значений этих величин с заложенными в память, при достижении тягами в процессе опускания начала этого участка, реализуется ПИД закон. При его реализации используется разность угловых скоростей между имеющейся измеренной и заложенной в память, далее по традиционному известному уравнению ПИД закона вычисляется увеличение давления в полости, предназначенной для опускания ДЗК. Так происходит на каждом шаге, с теми отличиями, что необходимое требуемое значение угловой скорости тяг вычисляется по заложенному в память значению углового ускорения с определением времени, как и при опускании запасного колеса. По меньшей мере один из коэффициентов ПИД закона, стоящий перед угловым ускорением, может адаптироваться в зависимости от отклонения имеющегося значения углового ускорения от требуемого заложенного в память, как и при опускании запасного колеса. При достижении углового положения тяг, соответствующего касанию ДЗК шасси, или несущего корпуса автобуса, обе полости соединяются со сливом.

Возможен тот случай, как и при опускании запасного колеса, когда каждому значению углового перемещения, соответствующему процессу остановки тяг и разбитому на дискретные участки, в памяти микропроцессора ставятся в соответствие только значения угловой скорости тяг, при этом угол между значениями равен углу между импульсными зубьями импульсного зубчатого колеса, а значение углового ускорения в память не заносится. Это позволяет реализовать те же преимущества, что и при опускании запасного колеса. При этом отклонение угловой скорости на каждом шаге вычисляется как разность между имеющейся угловой скорости и считанной из памяти. В этом случае при угловом положении тяг, соответствующем касанию ДЗК шасси, или несущего корпуса автобуса, обе полости гидроцилиндра также соединяются со сливом. При этом также возможна адаптация по меньшей мере одного из коэффициентов ПИД закона в зависимости от имеющегося углового ускорения тяг.

Применение электрогидравлической системы управления позволяет производить поднятие и опускание ДЗК с запасным колесом за минимальное время и без ударов в конце поднятия или опускания, т.к. микропроцессор, определяя по количеству импульсов угловое положение тяг и по амплитуде импульсов угловую скорость тяг, и определяет угловое ускорение тяг, дифференцируя сигнал напряжения, определяет угол, при котором обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом, что позволяет максимально быстро и без ударов поднимать и опускать запасное колесо. Возможное применение ПИД закона регулирования для остановки ДЗК при поднятии и опускании повышает быстродействие системы.

При этом уравнения любого применяемого закона регулирования для процессов поднятия и опускания различны, т.к. различны плечи действия силы гидроцилиндра, кроме того, надо учесть то, что при окончательном этапе поднятия ДЗК пружина поворачивающей тяги сжимается и препятствует установке ДЗК в автобус, по совокупности этих причин при реализации закона регулирования давление, необходимое для остановки ДЗК при поднятии, меньше, чем при опускании.

Во всех случаях применения любого традиционного известного линейного закона регулирования, как при опускании, так и при поднятии ДЗК возможен тот случай, что все коэффициенты закона регулирования зависят от того, загружен ли ДЗК запасным колесом или нет.

Пульт управления электрогидравлической системой имеет по меньшей мере одну кнопку и располагается под крышкой отсека. Наиболее оптимально расположить пульт управления (см. фиг.3) в правом верхнем углу отсека (на фиг.3 не показан). Пульт управления может иметь цветовой индикатор включения системы. При этом наиболее целесообразно то, чтобы электрогидравлическая срабатывала не сразу после нажатия кнопки, а через две-три секунды после этого, давая возможность водителю отойти от пульта управления, чтобы избежать его травмирования при опускании, или поднятии, запасного колеса.

Наиболее целесообразно то, чтобы логика электрогидравлической системы предполагала остановку ДЗК при опускании, или поднятии, в промежуточных положениях при нажатии водителем на кнопку. В этом случае при опускании запасного колеса микропроцессор, управляя релейными золотниками, обеспечивает такое положение главного золотника, при котором масло подается в полость гидроцилиндра, предназначенную для поднятия запасного колеса, при этом масло подается для компенсации утечек в гидроцилиндре, а угол поворота тяг обеспечивается лишь приближенно. При этом при поднятии запасного колеса подача масла в полость, обеспечивающую поднятие запасного колеса, уменьшается до значения, поддерживающего угол поворота тяг, имеющийся при нажатии кнопки пульта управления.

Остановимся на конструкции нижнего шарнира нижней тяги. В фрагменте механизма, изображенном на фиг.4, применяется подшипник скольжения - втулка из любого традиционного известного антифрикционного материала, например бронзы, запрессованная в проушину нижней тяги 4.

В нижнем шарнире нижней тяги может применяться самосмазывающийся подшипник, выполненный из любых традиционных известных самосмазывающихся материалов.

Однако возможно применение любых подшипников качения в любой возможной комбинации, но следует принять во внимание то, что подшипник скольжения отвечает требованиям наибольшего ресурса при том же диаметре трения, но подшипник скольжения нуждается в периодической смазке, а подшипник качения может иметь редко пополняемый, или пожизненный запас смазки, и периодически смазывать его в процессе эксплуатации не надо.

Рассмотрим варианты подшипников качения, которые могут применяться в нижнем шарнире нижней тяги.

Возможно применение по меньшей мере одного подшипника радиального роликового игольчатого без колец по ГОСТ 24310-80 в комбинации с по меньшей мере одним радиально-упорным шариковым однорядным подшипником по ГОСТ 831-75, который при этом устанавливается впереди радиального подшипника, т.е. справа на фиг.4, при этом его внутреннее кольцо будет фиксироваться пружинным стопорным кольцом 17, а подшипник будет закрываться сальником (на фигурах не показано).

Возможно применение двух подшипников роликовых конических однорядных повышенной грузоподъемности по ГОСТ 27365-87 или двух подшипников роликовых конических однорядных по ГОСТ 333-79, которые располагаются по краям проушины нижней тяги 4 симметрично по отношению друг к другу, возможен тот случай, когда между ними располагается по меньшей мере один подшипник по ГОСТ 24310-80, в этом случае на ось нижнего шарнира нижней тяги может надеваться нестандартное внутреннее кольцо под этот подшипник. Для регулировки роликовых конических подшипников ось 4 имеет резьбу, на которую накручивается гайка и контргайка (на фигурах не показано).

Возможно применение по меньшей мере одного подшипника шарикового радиально - упорного сдвоенного по ГОСТ 832-78 и по меньшей мере одного подшипника по ГОСТ 24310-80.

При применении подшипников качения масленка 34, осевой 33 и радиальный 32 каналы отсутствуют, а смазка в подшипники закладывается при сборке механизма и в процессе эксплуатации может не пополняться.

На фиг.5 показан нижний шарнир нижней тяги при применении простейшей гидросистемы управления, включающей по меньшей мере один главный золотник, механически связанный с рукояткой и управляемый водителем. Золотник может соединять каждую из полостей со сливом, или с напорной магистралью насоса, а также соединять обе полости со сливом.

Золотник, механически связанный с рукояткой, располагается под откидной передней панелью автобуса, расположение его под крышкой отсека запасного колеса невозможно, т.к. в этом случае запасное колесо будет выдаваться на водителя, и ему будет невозможно управлять золотником.

В описываемом случае электроника в системе управления отсутствует, и гидросистема обязательно имеет гидравлический клапан, описанный выше, механически связанный с крышкой отсека запасного колеса и отсекающий гидросистему механизма от гидросистемы рулевого управления автобуса при закрытой крышке, при открытой крышке отсека от гидросистемы автобуса отсекается гидроусилитель рулевого управления, и все масло поступает к золотнику гидросистемы.

При применении простейшей гидравлической системы управления поднятие и опускание запасного колеса происходят следующим образом.

Для опускания запасного колеса водитель, при заведенном двигателе и закрытой передней правой пассажирской двери, открывает крышку отсека запасного колеса, затем откидывает переднюю панель для обеспечения доступа к рукоятке управления золотником. После этого водитель, перемещая рукоятку управления главным золотником, соединяет полость гидроцилиндра, обеспечивающую выдачу запасного колеса, с напорной магистралью насоса, а противоположную полость - со сливом.

Запасное колесо начинает выдаваться из автобуса, тяги параллелограмного начинают поворачиваться. После прохождения тягами вертикального положения водитель, воздействуя на рукоятку управления золотником, соединяет обе полости гидроцилиндра со сливом, и колесо начинает опускаться под действием собственного веса. При этом водитель определяет момент соединения обоих полостей гидроцилиндра со сливом, исходя из безударного опускания запасного колеса за минимальное время. Водитель может соединять обе полости со сливом и после прохождения тягами вертикального положения, все зависит от выбора проходных сечений элементов гидросистемы. После этого колесо опускается под действием собственного веса и поворачивается, пока не упрется в полотно дороги.

Для поднятия запасного колеса после замены водитель, воздействуя на рукоятку управления главным золотником, соединяет полость гидроцилиндра, обеспечивающую поднятие запасного колеса, с напорной магистралью насоса, а противоположную полость - со сливом. ДЗК с запасным колесом начинают подниматься. После прохождения тягами вертикального положения водитель, воздействуя на рукоятку управления главным золотником, соединяет обе полости со сливом, и запасное колесо опускается под действием собственного веса, пока ДЗК не встанет на подставку.

При поднятии и опускании водитель определяет угол соединения обоих полостей со сливом исходя из того, загружен ДЗК запасным колесом или нет, если ДЗК загружен запасным колесом, то соединение обоих полостей со сливом происходит при меньшем угле поворота тяг, если не загружен - при большем.

Возможен тот случай, когда при применении простейшей гидравлической системы управления механизм имеет один дополнительный золотник, любым традиционным способом связанный с одной из тяг, например с приводом от кулачка, соединенного с проушиной нижней или верхней тяги. Этот золотник представляет собой концевой выключатель и обеспечивает соединение одной из полостей со сливом при поднятии и опускании ДЗК с запасным колесом при определенных углах поворота нижней тяги, на фигурах это не показано. Может применяться два концевых выключателя, любым традиционным известным способом соединенные с одной из тяг параллелограммного механизма. В описываемом случае в нижнем шарнире нижней тяги могут применяться все описанные выше комбинации подшипников качения.

На фиг.6 позициями обозначены:

7) - поворачивающая тяга;

44) - верхний полусферический вкладыш шарнира;

45) - шаровой палец;

46) - сварной шов;

47) - кронштейн масленки;

48) - масленка;

49) - нижний полусферический вкладыш;

50) - пружина;

51) - пробка;

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

43) - стопорное кольцо;

30) - импульсное колесо;

29) - прилив несущего кронштейна механизма;

38) - болт;

39) - шайба;

31)- ось нижнего шарнира нижней тяги.

На фиг.6 показано взаимное расположение нижнего шарнира нижней тяги 4 и поворачивающей тяги 7 в статическом положении и положении полностью опущенного запасного колеса (показано сплошной тонкой линией).

На фиг.6 изображен фрагмент механизма в натуральную величину.

На фиг.6 показана конструкция нижнего шарнира поворачивающей тяги 7, он состоит из следующих нижеописанных элементов. Верхний полусферический вкладыш 44 устанавливается в коническое утолщение поворачивающей тяги 7, он взаимодействует с шаровым пальцем 45, установленным в несущий кронштейн механизма. Снизу на шаровой палец 45 воздействует нижний полусферический вкладыш 49, поджатый пружиной 50, которая сжата резьбовой пробкой 51, ввернутой в тело поворачивающей тяги 7, которая имеет местное уширение под резьбу. В описываемой конструкции предлагаемого механизма пробка имеет резьбу диаметром 22 мм и шестигранную головку под ключ 24.

В описываемой конструкции предлагаемого механизма нижний шарнир поворачивающей тяги 7 выполнен периодически смазываемым, для этой цели шарнир имеет масленку 48, ввернутую в кронштейн 47, приваренный к поворачивающей тяге 7 сварным швом 46. Кронштейн 47 и поворачивающая тяга 7 имеют сопряженные отверстия для смазки шарнира.

Однако наиболее целесообразно выполнение нижнего шарнира поворачивающей тяги 7 несмазываемым, с пожизненным запасом смазки. В этом случае кронштейн 47 масленки 48 и сама масленка 48 отсутствуют, а поворачивающая тяга 7 не имеет отверстия для смазки шарнира.

Прецеденты применения несмазываемых шаровых шарниров есть, они применяются в рулевом управлении импортных автобусов Mersedes, Neoplan, Setra, Man и обладают ресурсом большим, чем ресурс периодически смазываемых шаровых шарниров, применяющихся в рулевом управлении отечественных автобусов и грузовых автомобилей.

Возможен тот случай, когда полусферические вкладыши 44 и 49 являются самосмазывающимися и выполнены из любого традиционного известного самосмазывающегося материала.

На фиг.6 показано стопорное кольцо 43 нижнего шарнира нижней тяги параллелограммного механизма, на фиг.6 показана форма стопорного кольца и отверстия для специального инструмента с целью монтажа и демонтажа стопорного кольца 43.

На фиг.6 показаны болт 38 и шайба 39 крепления несущего кронштейна механизма к профилям основания пола отсека.

На фиг.7 позициями обозначены:

52) - подшипник скольжения нижнего шарнира верхней тяги;

3) - верхняя тяга параллелограммного механизма;

53) - ось нижнего шарнира верхней тяги;

25) - несущий кронштейн механизма;

7) - поворачивающая тяга;

44) - верхний полусферический вкладыш;

45) - шаровой палец;

54) - сальник;

55) - гайка;

49) - нижний полусферический вкладыш шарнира;

50) - пружина;

51) - пробка;

30) - импульсное колесо;

34) - масленка;

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

42) - пружинная шайба (гравер).

На фиг.7 показана конструкция нижнего шарнира верхней тяги. Ось 53 шарнира запрессовывается в несущий кронштейн механизма 4. Возможен тот случай, когда применяется так называемая горячая посадка, т.е. несущий кронштейн механизма 25 перед запрессовкой разогревают, а ось 53 охлаждают. Однако возможен тот случай, когда ось 53 запрессовывается в холодном состоянии. На фиг.7 показаны осевой и радиальный каналы для смазки подшипника скольжения нижнего шарнира верхней тяги 3, которым является втулка 52 из любого возможного традиционного известного антифрикционного материала, например из бронзы, запрессованная в проушину верхней тяги 3. В ось 53 ввертывается угловая масленка для смазки втулки 52 по осевому и радиальным каналам, на фиг.7 она не показана, т.к. выходит за поле чертежа, эта угловая масленка подает смазку под прямым углом.

В нижнем шарнире верхней тяги может применяться самосмазывающийся подшипник скольжения или любой традиционный известный подшипник качения в любой комбинации.

На фиг.7 показана конструкция нижнего шарнира поворачивающей тяги 7. Верхний полусферический вкладыш 44, имеющий коническую поверхность, устанавливается во внутреннюю коническую поверхность поворачивающей тяги 7. Шаровой палец 45, взаимодействующий с вкладышем 44 и имеющий коническую поверхность и цилиндрическую поверхность с резьбой, устанавливается в отверстие несущего кронштейна механизма 25, имеющее коническую и цилиндрическую поверхности. Шаровой палец 45 фиксируется при помощи гайки 55, пружинной шайбы (гравера) 42 и шайбы.

Нижний полусферический вкладыш 49 поджимается к шаровому пальцу 45 пружиной 50, которая поджата пробкой 51, ввернутой в резьбу поворачивающей тяги 7. Шарнир имеет сальник 54, выполненный несимметричным относительно внутреннего отверстия, в которое вставляется шаровой палец 45. Сальник 54 выполнен исходя из обеспечения возможности качения поворачивающей тяги 7 относительно двух взаимно перпендикулярных осей, одна из которых совпадает с осью шарового пальца, а другая перпендикулярна ей и оси поворачивающей тяги и проходит через центр оси шарового пальца 45, качение относительно этой оси предполагается конструкцией механизма на малый угол.

На фиг.7 показан внешний вид нижнего шарнира нижней тяги параллелограммного механизма. На фиг.7 показано импульсное колесо 30 и угловая масленка 34, предназначенная для смазки этого шарнира.

На фиг.7 показан прилив нижней тяги 4, предназначенный для обеспечения достаточной ширины шарнира гидроцилиндра, исходя из условия обеспечения его ресурса.

В нижнем шарнире верхней тяги могут применяться подшипники качения с редко пополняемым или пожизненным запасом смазки. Возможно применение двух шариковых радиально-упорных однорядных подшипников по ГОСТ 831-75 или одного шарикового радиально-упорного двухрядного подшипника по ГОСТ 4252-75.

На фиг.8 позициями обозначены:

56) - болт;

57) - ось верхнего шарнира верхней тяги параллелограммного механизма;

58) - корпус верхнего упорного подшипника поворотного кулака;

59) - верхний упорный подшипник поворотного кулака;

6) - поворотный кулак;

60) - радиальный подшипник скольжения поворотного кулака;

61) - корпус левого упорного подшипника балансирного шарнира;

62) - левый упорный подшипник балансирного шарнира;

63) - сварной шов;

64) - листовой корпус балансирного шарнира;

16) - балансир;

65) - радиальный подшипник скольжения балансира;

66) - корпус правого упорного подшипника балансирного шарнира;

67) - болт;

68) - сварной шов;

69) - правый упорный подшипник балансирного шарнира;

70) - нижний упорный подшипник поворотного кулака;

71) - радиальный подшипник скольжения верхнего шарнира нижней тяги параллелограммного механизма;

72) - ось верхнего шарнира нижней тяги;

73) - осевой канал смазки верхнего шарнира нижней тяги;

17) - угловой усилитель;

2) - ДЗК;

5) - стойка параллелограммного механизма;

97) - пружинная шайба (гравер);

102)- шайба.

На фиг.8 показан разрез фрагмента механизма, выполненный в натуральную величину.

Ось 57 верхнего шарнира верхней тяги параллелограммного механизма и корпус 58 верхнего упорного подшипника 59 крепятся при помощи болта 56, пружинной шайбы (гравера) 97 и шайбы 102 к стойке 5 параллелограмного механизма.

Верхний упорный подшипник 59 поворотного кулака 6, представляющий собой подшипник скольжения, выполненный из бронзы или любого другого антифрикционного материала, с целью исключения проворачивания может запрессовываться на корпус 58 или иметь осевой выступ, который входит в паз корпуса 58, в этом случае подшипник 59 устанавливается без запрессовки.

Нижний упорный подшипник 70 поворотного кулака 6, также представляющий собой подшипник скольжения, с этой же целью имеет осевой выступ, который при установке входит в паз стойки 5 параллелограммного механизма. Подшипник 70 устанавливается без запрессовки. Он изготавливается из бронзы или любого другого антифрикционного материала. Возможен тот случай, когда упорный подшипник 70 фиксируется при помощи штифта. В этом случае в подшипнике 70 просверливается сквозное отверстие, в стойке 5 также высверливается отверстие по длине штифта. На фиг.8 это не показано.

Радиальный подшипник 60 поворотного кулака 6 является также подшипником скольжения и представляет собой втулку, выполненную из любого антифрикционного материала, например бронзы, запрессованную в поворотный кулак 6.

Радиальный подшипник 71 верхнего шарнира нижней тяги параллелограммного механизма представляет собой втулку, выполненную из любого антифрикционного материала, например бронзы, запрессованную в стойку 5 механизма. Ось 72 верхнего шарнира нижней тяги запрессовывается в нижнюю тягу и имеет осевой канал 73 для смазки шарнира, а также радиальные каналы (на фиг.8 не показаны).

Перейдем к рассмотрению конструкции балансирного шарнира. Поворотный кулак имеет выступающую цилиндрическую часть, на которую устанавливается балансир 16.

Корпус 61 левого упорного подшипника балансирного шарнира имеет осевой выступ, который при установке входит в паз, выполненный в теле поворотного кулака 6, с целью исключения проворачивания корпуса 61 относительно поворотного кулака 6.

Левый упорный подшипник 62 балансирного шарнира также имеет осевой выступ, который входит при установке в паз корпуса 61, с целью исключения проворачивания подшипника 62 относительно корпуса.

Возможен тот случай, когда в подшипнике 62, корпусе 61 и поворотном кулаке 6 просверливается отверстие, в которое запрессовывается штифт с целью исключения проворачивания подшипника 62, корпуса 61 относительно поворотного кулака 6.

Наиболее предпочтительным является тот случай, когда корпус 61 отсутствует, а подшипник 62 устанавливается своим осевым выступом в паз поворотного кулака. При этом возможен тот случай, когда упорный подшипник 62 запрессовывается в поворотный кулак.

Корпус 66 правого упорного подшипника 69 балансирного шарнира крепится к поворотному кулаку 6 болтом 67 при помощи пружинной шайбы (гравера). Правый упорный подшипник 69 может напрессовываться на корпус 66 или иметь осевой выступ, который входит в паз корпуса 66, который может быть сквозным.

Между корпусом 66 и поворотным кулаком 6 могут устанавливаться регулировочные шайбы с целью регулирования осевого зазора балансирного шарнира. Однако их установка необязательна, т.к. требуемый осевой зазор балансира обеспечивается подбором размеров сопрягаемых элементов конструкции.

Балансир 16 представляет собой полый цилиндр, в который запрессовывается радиальный подшипник скольжения 65, представляющий собой втулку из любого антифрикционного материала, например бронзы.

Как показано на фиг.8, балансир 16 может оборачиваться листовым корпусом 64, представляющим собой трапецию в развертке. Листовой корпус 64 огибает балансир 16, приваривается к нему при помощи сварных швов 63 и 68. Между двумя треугольными выступами листового корпуса вставляется угловой усилитель 17 и приваривается к ним. Вместе три сваренных треугольных листа привариваются к ДЗК 2. Сварные швы, приваривающие угловой усилитель 17 к листам листового корпуса и к первому листу ДЗК, на фиг.8 не показаны, т.к. они не находятся в плоскости разреза.

Листовой корпус 64 может отсутствовать. В этом случае угловой усилитель 17 любым возможным традиционным известным способом жестко соединяется с балансиром 16, например приваривается к нему.

Первый лист ДЗК 2 приваривается к угловому усилителю 17.

При выполнении ДЗК из пластмассы угловой усилитель представляет собой единое целое вместе с ДЗК, при этом листовой корпус охватывает балансир и крепится к угловому усилителю при помощи выполненного любым традиционным известным способом разъемного соединения, например болтов, гаек и шайб.

На фиг.8 показан тот случай, когда в поворотном кулаке 6 и балансире 16 применяются подшипники скольжения, представляющие собой втулки из любого традиционного известного антифрикционного материала, например бронзы, которые нуждаются в периодической смазке, для этой цели на поворотном кулаке 6 и балансире 16 устанавливаются масленки (на фиг.8 не показаны). Для обеспечения применения масленок в поворотном кулаке 6 и балансире 16 выполняются приливы с резьбовыми отверстиями под масленки, отверстия для прохода смазки высверливаются также в подшипниках скольжения поворотного кулака 6 и балансира 16. Листовой корпус 64 имеет отверстия для приливов балансира под масленки, он может дополнительно привариваться к балансиру местами по периметру отверстий под приливы балансира.

Применение в описываемом узле подшипников скольжения позволяет добиться максимального ресурса при имеющихся диаметрах узлов трения, однако их надо периодически смазывать, что является недостатком этого воплощения предлагаемого механизма.

По этой причине возможно применение любых подшипников качения с редко пополняемым или пожизненным запасом смазки.

Рассмотрим основные варианты схем подшипников качения, которые могут применяться в описываемых узлах, на фигурах применение подшипников качения в этих узлах не показано.

Возможно применение комбинированных подшипников фирмы SKF, представляющих собой объединение упорного шарикоподшипника и радиального роликового подшипника без внутреннего кольца. Наиболее оптимально применение подшипника NAX 405232, описанного в [5] (стр.238) и имеющего достаточно высокие значения С и Со. Два симметрично расположенных подшипника NAX 405232 могут применяться в шарнире поворотного кулака. Преимуществом этих подшипников перед другими, например отечественными, заключается в высоких значениях С и Со при минимальных размерах.

В балансирном шарнире могут применяться два симметрично расположенных подшипника NAX 506235, также являющиеся комбинированными подшипниками из той же серии.

В шарнире поворотного кулака и балансирном шарнире может применяться по два симметрично расположенных подшипника роликовых конических однорядных повышенной грузоподъемности по ГОСТ 27365-87, вместо них может применяться по два подшипника роликовых конических однорядных по ГОСТ 333-79.

В шарнире поворотного кулака и балансирном шарнире могут применяться по два, или по четыре, шариковых радиально-упорных однорядных подшипника по ГОСТ 831-75.

В шарнирах поворотного кулака 6 и балансира 16 и верхнем шарнире нижней тяги могут применяться выполненные из любых традиционных известных материалов самосмазывающиеся подшипники скольжения.

На фиг.9 позициями обозначены:

75) - подшипник скольжения верхнего шарнира верхней тяги;

57) - ось верхнего шарнира верхней тяги;

3) - верхняя тяга;

56) - болт;

5) - корпус верхнего упорного подшипника скольжения поворотного кулака;

59) - верхний упорный подшипник скольжения;

6) - поворотный кулак;

60) - радиальный подшипник скольжения поворотного кулака;

5) - стоика механизма;

70) - нижний упорный подшипник скольжения поворотного кулака;

75) - подшипник скольжения верхнего шарнира верхней тяги;

72) - ось верхнего шарнира нижней тяги;

73) - осевой канал смазки;

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

48) - масленка;

76) - стопорное кольцо;

8) - ползун поворачивающей тяги (корпус шарнира);

77) - пружинная шайба (гравер);

78) - полусферический вкладыш шарнира;

79) - сальник;

80) - шаровой палец;

81) - радиальный канал смазки;

97) - пружинная шайба (гравер);

102) - шайба.

Ось 57 верхнего шарнира верхней тяги и корпус 58 верхнего упорного подшипника 59 крепятся болтом 56 к стойке 5 механизма при помощи шайбы 102 и пружинной шайбы (гравера) 97. Могут применяться регулировочные шайбы, установленные между осью 57 и стойкой 5 и предназначенные для компенсации отклонения стойки по высоте и компенсации искривления верней плоскости стойки и корпуса 58.

Разъемное соединение оси 57 и стойки 5 может быть любым традиционным известным. Вместо болта 56 может применяться шпилька и гайка с контргайкой также с шайбой 102 и гравером 97.

Особенности установки упорных подшипников скольжения 59 и 70 и радиального подшипника 60 уже описаны при описании фиг.8.

Остановимся на конструкции шарнира поворачивающей тяги. Шарнир имеет шаровой палец 80, который вворачивается в резьбовое отверстие прилива поворотного кулака 6 и фиксируется при помощи пружинной шайбы (гравера) 77. В ползун 8, являющийся корпусом шарнира, устанавливается полусферический вкладыш 78. Шарнир имеет сальник 79.

Как показано на фиг.9, верхний шарнир верхней тяги параллелограммного механизма имеет подшипник скольжения, представляющий собой втулку из любого антифрикционного материала, например бронзы, запрессованную в проушину верхней тяги 3. При этом в осевом направлении верхняя тяга фиксируется на оси 57 при помощи стопорного кольца, упругого в радиальном направлении и имеющего отверстия под шипы инструмента, при помощи которого оно устанавливается и снимается. На фиг.9 показаны каналы для смазки бронзовой втулки 75. Смазка к осевому каналу поступает от угловой масленки, ввернутой в ось 57 верхней тяги. Стопорное кольцо и угловая масленка на фиг.9 не показаны, т.к. выходят за поле чертежа.

В верхнем шарнире верхней тяги могут применяться любые возможные комбинации любых подшипников качения, рассмотрим наиболее предпочтительные из них.

Возможно применение по меньшей мере одного подшипника радиального роликового игольчатого без колец по ГОСТ 24310-80 в комбинации с по меньшей мере одним подшипником шариковым радиально-упорным однорядным по ГОСТ 831-75.

Вместо подшипника по ГОСТ 831-75 может применяться один подшипник шариковый радиально-упорный сдвоенный по ГОСТ 832-78.

Вместо подшипника по ГОСТ 831-75 может применяться один подшипник шариковый радиально-упорный двухрядный по ГОСТ 4252-75.

В верхнем шарнире верхней тяги может применяться самосмазывающийся подшипник, выполненный из любых традиционных известных самосмазывающихся материалов.

С целью увеличения допуска на непараллельность осей нижнего шарнира нижней тяги и нижнего шарнира верхней тяги и допуска на непараллельность осей верхних шарниров нижней и верхней тяги один из шарниров, связующих ту тягу параллелограммного механизма, к которой не присоединен гидроцилиндр, со стойкой или с несущим кронштейном механизма, может быть выполнен шаровым.

Применительно к описываемой конструкции предлагаемого механизма этим шарниром может быть либо верхний шарнир верхней тяги, либо нижний шарнир верхней тяги.

В том случае, когда гидроцилиндр связан с верхней тягой, этим шарниром может быть один из шарниров нижней тяги.

Применение шарикового подшипника качения в одном из шарниров той тяги, к которой не присоединен гидроцилиндр, также позволяет увеличить допуски на непараллельность осей шарниров.

На фиг.9 показана конструкция верхнего шарнира нижней тяги. Ось 72 шарнира запрессовывается в заднюю проушину верхнего шарнира нижней тяги 4. Для этого ось 2 имеет участок с диаметром, большим основного диаметра, который входит в отверстие проушины, также имеющее два диаметра. При этом допуски диаметров участка оси и диаметра участка отверстия проушины выбираются так, что возможно запрессовывание как в холодном, так и в горячем состоянии, при котором нижнюю тягу 4 разогревают, а ось 72 охлаждают. При запрессовывании ось 72 упирается своим выступом в выступ проушины. Ось 72 фиксируется в осевом направлении стопорным кольцом 76, упругом в радиальном направлении и имеющим отверстия под шипы инструмента. Стопорное кольцо 76 упирается в переднюю проушину верхнего шарнира нижней тяги 4 и фиксирует ось 72 в осевом направлении. Стопорное кольцо 76 может отсутствовать, а фиксация оси 72 может обеспечиваться за счет запрессовки.

Подшипник скольжения 71 запрессовывается в стойку 5 параллелограммного механизма и представляет собой втулку из любого антифрикционного материала, например бронзы. В ось 72 ввертывается масленка 48, от которой смазка по осевому 73 и радиальным каналам 81 поступает к паре трения "втулка 71 - ось 72".

В верхнем шарнире нижней тяги может применяться любой традиционный известный подшипник качения. Наиболее оптимально применение по меньшей мере одного подшипника радиального роликового игольчатого без колец по ГОСТ 24310-80.

В верхнем шарнире нижней тяги может применяться самосмазывающийся подшипник, выполненный из любых традиционных известных самосмазывающихся материалов.

На фиг.10 позициями обозначены:

4) - нижняя тяга параллелограммного механизма;

48) - масленка;

89) - ограничитель поворота поворотного кулака, выполненный на

стойке;

5) - стойка параллелограммного механизма;

90) - упор поворотного кулака;

60) - подшипник скольжения поворотного кулака;

6) - поворотный кулак;

7) - поворачивающая тяга;

88) - наконечник поворачивающей тяги;

9) - пружина поворачивающей тяги;

74) - сварной шов;

82) - крышка шарнира;

83) - пружина;

91) - штифт;

85) - клиновидная шайба;

78) - полусферический вкладыш;

80) - шаровой палец;

79) - сальник;

86) - полусферический вкладыш;

14) - ограничитель хода ползуна;

15) - гайка крепления ограничителя хода ползуна;

87) - линейный подшипник скольжения ползуна поворачивающей тяги;

8) - ползун поворачивающей тяги (корпус шарнира);

77) - пружинная шайба (гравер).

На фиг.10 показан разрез фрагмента механизма, выполненный в натуральную величину.

На фиг.10 показана нижняя тяга 4 параллелограммного механизма, соединенная посредством шарнира, описанного выше, со стойкой 5 механизма.

Поворотный кулак 6 имеет упор 90, ограничивающий его поворот до 90, вплоть до взаимодействия с ограничителем поворота 89, представляющим собой прилив на стойке 5 механизма.

Рассмотрим конструкцию шарнира, связующего поворотный кулак 6 и ползун 8 поворачивающей тяги. Шарнир имеет шаровой палец 80, ввернутый в имеющий резьбу прилив поворотного кулака 6 и зафиксированный при помощи пружинной шайбы (гравера) 77. Шарнир имеет два полусферических вкладыша 78 и 86, взаимодействующих с шаром пальца 80 и установленных в ползуне 8. Полусферический вкладыш 78 имеет клиновидную поверхность, на которую воздействует клиновидная шайба 85, поджимаемая пружиной 83.

Шарнир имеет крышку 82, фиксируемую штифтом 84. Пружина 83 служит для прижатия полусферических вкладышей 78 и 86 к шаровому пальцу 80. В ползун 8, являющийся корпусом шарнира, устанавливается резиновый сальник 79.

Трубчатая поворачивающая тяга 7 имеет наконечник 88, жестко соединенный с ней любым традиционным известным способом, например, приваренный сварным швом 74. Наконечник 88 имеет шестигранник и упор для пружины 9 поворачивающей тяги 7, отлитые совместно с наконечником 88. Другим концом пружина 9 взаимодействует с ползуном 8.

Ползун 8 имеет линейный подшипник скольжения 87, представляющий собой втулку из любого традиционного известного антифрикционного материала, например бронзы, запрессованную в ползун 8.

Наконечник 88 поворачивающей тяги 7 имеет коническую поверхность, на которую насаживается ограничитель 14 хода ползуна 8, а также имеет резьбовой конец, на который накручивается гайка 15 крепления ограничителя 14, который фиксируется гайкой 15 при помощи шайбы и пружинной шайбы (гравера), позициями на фиг.10 не обозначенными.

Шестигранник наконечника 88 служит для исключения поворота поворачивающей тяги 7 при затягивании гайки 15 и затягивании пробки нижнего шарнира поворачивающей тяги, т.к. при их затягивании поворачивающая тяга удерживается от поворота рожковым ключом, воздействующим на шестигранник наконечника 88.

На фиг.10 показан разрез фрагмента механизма при полностью выданном запасном колесе. Как описано выше, при окончании поднятия запасного колеса в корпус автобуса, активная длина поворачивающей тяги 7 уменьшается, ползун 8 сжимает пружину 9, и линейный подшипник скольжения 87 осуществляет линейное перемещение по наконечнику 88 поворачивающей тяги. На фиг.10 показан канал для смазки линейного подшипника 87 и шарового шарнира.

Линейный подшипник 87 поворачивающей тяги 7 и вкладыши 78 и 86 шарнира ползуна 8 могут быть выполнены из любых традиционных известных самосмазыващихся материалов и быть не смазываемыми, в этом случае каналы для их смазки отсутствуют.

Шаровые шарниры поворачивающей тяги могут быть несмазываемыми и могут быть с этой целью выполнены любым традиционным известным способом.

На фиг.11 применительно к сечению А-А позициями обозначены:

8) - ползун;

82) - крышка шарнира;

83) - пружина;

84) - штифт;

85) - клиновидная шайба;

91)- штифт-индикатор износа;

78) - полусферический вкладыш;

80) - шаровой палец;

86) - полусферический вкладыш.

Рассмотрим сечение А-А на фиг.10. На сечении А-А показана прямоугольная крышка 82 шарнира, фиксирующаяся при помощи штифта 84. Клиновидная шайба 85 имеет углубление для пружины 83, воздействующей на нее. Клиновидная шайба 85 своей клиновой поверхностью воздействует на клиновую поверхность полусферического вкладыша 78 и передает усилие от пружины 83 на сжатие шарнира, значительно его увеличивая. В клиновидную шайбу 85 вставляется штифт-индикатор износа 91, он необходим не только для индикации износа, но и для сборки шарнира, т.к. при воздействии на него инструментом сжимается пружина 83 и устанавливается крышка 82, фиксируемая штифтом 84.

Сборка шарнира осуществляется следующим образом. В ползун вставляется полусферический вкладыш 86. Затем ползун надевается на шаровой палец 80. После этого вставляется полусферический вкладыш 78 и сальник 79 (см. фиг.10). Затем вставляется клиновидная шайба 85 с предварительно сжатой пружиной 3. После этого вставляется штифт 91 - индикатор износа, так что он попадает в глухое отверстие клиновидной шайбы 5. Затем плоскогубцами или каким-либо другим инструментом воздействуя на штифт 91, пружина 83 сжимается. После вставляется крышка 82 и фиксируется штифтом 84. Затем воздействие на штифт 91 прекращается, пружина 83 освобождается, и шарнир готов к работе.

Индикация износа штифтом 91 осуществляется следующим образом. При износе полусферических вкладышей 78 и 86 и шарового пальца 80 клиновидная шайба 85, поджимая шарнир, перемещается вверх вместе со штифтом 91. По высоте выступающей части штифта 91 судят об износе шарнира. Для этого штифт 91 может иметь окрашенную часть, соответствующую неизношенному шарниру, в этом случае по появлению неокрашенной наружной поверхности штифта сверху ползуна судят об износе шарнира.

Аналогичным образом сконструирован передний шарнир продольной тяги рулевого механизма автобуса ЛиА3-677 М, описанный в [4], который, как указано выше, послужил прототипом шарнира поворотного кулака.

На фиг.11 применительно к сечению В-В позициями обозначены:

8) - ползун;

91) - штифт-индикатор износа;

85) - клиновидная шайба;

83) - пружина.

Сечение В-В на фиг.10 дополнительно иллюстрирует конструкцию шарнира ползуна 8. На сечении В-В показано, что пружина 83 располагается по середине клиновидной шайбы 85 в углублении. Клиновидная шайба 85 своей левой на фиг.11 гранью взаимодействует с крышкой 82 (сечение А-А) шарнира и передает на нее усилие поджатия. На сечении В-В показана форма выступающих верхней и нижней частей ползуна.

На фиг.11 применительно к сечению С-С позициями обозначены:

8) - ползун;

87) - линейный подшипник скольжения ползуна;

88) - наконечник поворачивающей тяги;

80) - шаровой палец;

79) - сальник;

92) - горизонтальный на фиг.11 канал смазки;

93) - вертикальный на фиг.11 канал смазки;

48) - масленка.

Сферический шарнир ползуна может быть как смазываемым, так и несмазываемым. На фиг.10 и 11 шарнир ползуна изображен как смазываемый. Как показано на фиг.11, шарнир ползуна имеет общую масленку 48 для его смазки вместе с подшипником скольжения 87 ползуна. Смазка от масленки 48 поступает по каналам 92 и 93 к шаровому шарниру и втулке 87.

В том случае, когда сферический шарнир ползуна является несмазываемым, а подшипник 87 - смазываемым, масленка 48 располагается не по центру ползуна, а под подшипником скольжения 87 на сечении С-С, и смазка от масленки 48 поступает по одному вертикальному каналу к линейному подшипнику скольжения 87.

На фиг.12 изображен вид А на фиг.10, иллюстрирующий конструкцию поворачивающей тяги и взаимное расположение поворачивающей тяги, нижней тяги параллелограммного механизма и поворотного кулака при полностью опущенном запасном колесе. На фиг.12 показано, что в этом положении масленка смазки располагается снизу, поэтому смазывание линейного подшипника скольжения ползуна и шарового шарнира, если он смазываемый, следует производить при запасном колесе, полностью поднятом в корпус автобуса.

На фиг.13а показано взаимное расположение поворотного кулака, нижней тяги параллелограммного механизма и поворачивающей тяги при запасном колесе, находящемся в корпусе автобуса. Из фиг.13а видно, что при запасном колесе, находящемся в корпусе автобуса, поворачивающая тяга максимально сжата, и ее активная длина достигает минимального значения. Как показано на фиг.13а, ось поворотного кулака и ось поворачивающей тяги составляют острый угол, по этой причине появляется составляющая от силы упругости пружины, действующая на шаровой шарнир ползуна и стремящаяся повернуть ДЗК с запасным колесом в обратном направлении, поэтому при установке запасного колеса в автобус, близкой к окончательной, желательно, чтобы ДЗК контактировал с корпусом электрогидросистемы для избежания поворота ДЗК с запасным колесом в обратном направлении.

На фиг.13б показано взаимное расположение поворотного кулака, нижней тяги и поворачивающей тяги в тот момент, когда при выдаче запасного колеса поворачивающая тяга достигает максимального значения активной длины, и при дальнейшем перемещении начинается поворот запасного колеса. В этот момент пружина поворачивающей тяги максимально разжата. В этом положении ось поворачивающей тяги составляет острый угол с осью поворотного кулака, по этой причине сила сопротивления повороту запасного колеса при приложении к осевой поворачивающей тяги увеличивается более чем в два раза; при поднятии запасного колеса сила сопротивления повороту запасного колеса в приложении к оси поворачивающей тяги также увеличивается более чем в два раза, поэтому пружина поворачивающей тяги должна иметь запас по силе упругости. На фиг.14 позициями обозначены:

13) - шток гидроцилиндра;

94) - наконечник штока;

95) - подшипник скольжения наконечника;

96) - ось шарнира штока гидроцилиндра;

42) - прилив в нижней тяге для организации шарнира штока гидроцилиндра;

4) - нижняя тяга;

98) - осевой канал для смазки;

99) - стяжной болт.

На фиг.14 показана конструкция шарнира штока гидроцилиндра. На резьбовой конец штока 13 гидроцилиндра, представляющего собой гидроцилиндр рулевого управления автомобилей МАЗ, накручивается наконечник 94, также имеющий резьбу. Наконечник 94 имеет вырез и две проушины под стяжной болт 99, фиксирующий наконечник в определенном положении на штоке 13. В наконечник 94 запрессовывается подшипник скольжения 95, представляющий собой втулку из любого антифрикционного материала, например бронзы. Ось шарнира 96 имеет осевой канал 98, а также радиальные каналы (на фиг.14 не показанные) для смазки шарнира.

На фиг.15 позициями обозначены:

13) - шток гидроцилиндра;

94) - наконечник штока;

95) - подшипник скольжения наконечника;

100) - радиальный канал смазки;

96) - ось шарнира штока гидроцилиндра;

101) - стопорное кольцо;

98) - осевой канал для смазки;

34) - масленка;

4) - нижняя тяга;

42) - прилив нижней тяги.

Ось 96 шарнира запрессовывается в нижнюю на фиг.15 проушину нижней тяги, в верхнюю проушину ось 96 может также запрессовываться или входить свободно. Ось 96 имеет упорный бурт, ограничивающий перемещение оси при запрессовывании, которое может производиться как в холодном, так и в горячем состоянии, при котором нижнюю тягу нагревают, а ось 96 охлаждают.

В ось 96 ввертывается угловая масленка 34 и фиксируется при помощи пружинной шайбы (гравера). От масленки 34 смазка по осевому 98 и радиальным каналам 100 поступает к узлу трения.

Ось 96 фиксируется от осевого перемещения с одной стороны при помощи упорного бурта, а с другой стороны - при помощи стопорного кольца 101, упругого в радиальном направлении и имеющего отверстия под шипы специального инструмента с целью монтажа и демонтажа.

Для обеспечения достаточного ресурса шарнира нижняя тяга имеет прилив 42, показанный на фиг.15 сверху. Этот прилив позволяет обеспечить требуемую для обеспечения достаточного ресурса длину шарнира.

Наконечник 95 штока выполняется таким образом, чтобы он накручивался на шток серийного гидроцилиндра рулевого управления автомобилей МАЗ.

В сопряжении штока гидроцилиндра с нижней тягой могут применяться любые традиционные известные подшипники качения.

Возможно применение подшипников радиальных роликовых игольчатых без колец по ГОСТ 24310-80.

Возможно применение подшипников роликовых конических однорядных повышенной грузоподъемности по ГОСТ 27365-87 или подшипников конических роликовых однорядных по ГОСТ 333-79. В этих случаях шарнир имеет механизм регулировки подшипника.

В шарнире сопряжения нижней тяги с наконечником штока гидроцилиндра может применяться выполненный любым традиционным известным способом самосмазывающийся подшипник.

На фиг.16 позициями обозначены:

103) - кронштейн;

104) - болт;

105) - шайба;

12) - силовой профиль основания шасси (несущего корпуса) автобуса;

108) - втулка сальника;

109) - кольцо сальника;

110) - сальник;

111) - стопорное кольцо;

10) - гидроцилиндр;

112) - винт;

113) - стопорное кольцо;

114) - резьба;

19) - горизонтальный силовой профиль основания пола отсека;

115) - осевой канал смазки;

116) - радиальный канал смазки;

117) - внутреннее кольцо подшипника ШС-30;

118) - внешнее кольцо подшипника ШС-30;

119) - линия перехода формы от прямоугольной к цилиндрической;

106) - пружинная шайба (гравер).

На фиг.16 показано сопряжение гидроцилиндра рулевого управления автомобилей МАЗ с профилями основания шасси (несущего корпуса) автобуса.

Для сопряжения используется кронштейн 103, прикрепленный при помощи болтов 104, шайб 105, пружинных шайб (граверов) 106, гаек 107 к вертикальным профилям основания шасси, или несущего корпуса, автобуса. В месте сопряжения кронштейна с профилями 12 основания автобуса он имеет прямоугольную форму, а в месте сопряжения с проушиной гидроцилиндра - цилиндрическую, линия 119 показывает разделение формы.

В предлагаемой конструкции предлагаемого механизма сохранен тот же механизм сопряжения, который применяется в сопряжении гидроцилиндра рулевого управления автомобилей МАЗ с рамой с тем отличием, что вместо пальца сопряжения используется кронштейн 103.

Основой сопряжения гидроцилиндра рулевого управления автомобилей МАЗ с рамой является шарнирный подшипник ШС-30, выполненный по ГОСТ 3635-78. Согласно этому стандарту, тип ШС предусматривает отверстия для смазки во внутреннем кольце.

Внешнее кольцо 118 подшипника ШС-30 запрессовывается в проушину гидроцилиндра 10. В собранном состоянии внешнее кольцо 118 фиксируется от осевого перемещения двумя стопорными кольцами 111, упругими в радиальном направлении и имеющими отверстия под шипы специального инструмента для осуществления их монтажа и демонтажа. При сборке механизма сначала устанавливается одно из колец 111, затем запрессовывается внешнее кольцо 118, после этого устанавливается второе стопорное кольцо 111.

Затем при сборке механизма на кронштейн одевается левая на фиг.16 втулка сальника 108. После этого во внешнее кольцо 118 вставляется внутреннее кольцо 117, затем винтами прикручиваются сальник 110 и кольцо сальника 109, после чего внутреннее кольцо 117 напрессовывается на кронштейн 103, так что его отверстия для смазки совпадают с отверстиями для смазки кронштейна 103. После запрессовки внутреннего кольца 117 сальник 110 вставляется во втулку сальника 108. После на кронштейн 103 одевается правая на фиг.16 втулка сальника 108, затем винтами 112 прикручиваются правые на фиг.16 сальник 110 и кольцо сальника 109.

В резьбу 114 осевого канала 115 вкручивается фурнитура трубки для смазки шарнирного подшипника, на конец этой трубки прикручивается масленка, которая выводится в удобное место, например на несущий кронштейн механизма выше масленки смазки нижнего шарнира нижней тяги.

При применении гидроцилиндра рулевого управления автомобилей МАЗ конструкция шарнира проушины гидроцилиндра сохраняется с тем отличием, что вместо пальца сопряжения гидроцилиндра с рамой, имеющего каналы для смазки шарнирного подшипника ШС-30, используется кронштейн 103.

При применении в шарнирах механизма самосмазывающихся подшипников проушина гидроцилиндра соединяется с кронштейном 103 при помощи сферического самосмазывающегося подшипника.

Во всех случаях сферичность описываемого шарнира необходима для компенсации перекосов в механизме, которые могут возникать при креплении несущего кронштейна механизма к силовым конструкциям транспортного средства и запрессовке оси нижнего шарнира нижней тяги.

Остановимся на расположении механизма на автобусах. Как отмечено выше, на междугородных, туристических и экскурсионных автобусах предлагаемый механизм наиболее целесообразно располагать на переднем свесе между правой пассажирской дверью и колесной аркой правого переднего колеса, передний свес современных междугородных автобусов составляет 2600-2800 мм, что вполне позволяет найти 780 мм длины для предлагаемого механизма.

На фиг.17 показано расположение предлагаемого механизма на проектируемом междугородном автобусе. Механизм располагается на переднем свесе, который больше 2800 мм, но тем не менее обеспечивается габаритный коридор 7,00 м при радиусе поворота 11,5 м, который не является минимальным, при длине 13000 мм, разрешенной новой директивой ООН.

У известного автобуса ЛиА3-5256 габаритный коридор при габаритном минимальном радиусе поворота 11,5 м составляет 6,7 м, но при длине 11400 мм.

У проектируемого автобуса при длине 13000 мм минимальный габаритный коридор достигается в результате продуманной геометрии корпуса и выбора колесной базы.

Сравнение габаритных коридоров проектируемого автобуса и автобуса ЛиА3-5256 показывает, что на проектируемом автобусе забирать на поворотах надо всего на 0,30 м больше, чем на ЛиА3-5256, что вполне реально.

Автор работал водителем автобуса на ЛиА3-5256 и знает, что опытный водитель без труда эти 0,30 м найдет, но надо учесть, что проектируемый автобус междугородный и не предназначен для извилистых городских маршрутов.

На фиг.17 показан условный вид передней части проектируемого автобуса без передней двери, правой нижней передней стенки и крышки отсека предлагаемого механизма. Для освобождения прохода правой передней пассажирской двери переднее откидное кресло установлено на параллелограмном механизме, на котором оно убирается вовнутрь автобуса в специальный отсек. Под передним откидным креслом в отведенном для него отсеке располагается бачок омывателя ветрового стекла, емкость которого может достигать 60 литров.

На фиг.18 показано расположение предлагаемого механизма на полунизкопольном городском, пригородном или междугородном автобусе. В этом случае механизм располагается на заднем свесе автобуса, т.к. он требует высокого пола автобуса, который у полунизкопольного автобуса только на заднем свесе и в пределах колесной базы около задних колес.

Сам механизм в этом случае располагается под полом автобуса, как показано на фиг.18, а запасное колесо - в нише сидений.

Возможен тот случай, когда у пригородного или у междугородного автобуса, имеющего невысокий пол, т.е. автобуса типа LJL, запасное колесо располагается на переднем свесе между правой передней пассажирской дверью и колесной аркой правого переднего колеса. В качестве примера можно привести автобус Mersedes - Benz "Connecto", имеющего невысокий пол по всей длине автобуса и одностворчатую переднюю дверь, у которого предлагаемый механизм может быть расположен на переднем свесе так, что сам механизм располагается под полом автобуса, а запасное колесо - в нише передних сидений.

Мне возразят, что для расположения механизма, как показано на фиг.17, автобус должен обладать большим передним свесом. Да, это так, но автобусов, обладающих большим передним свесом, немало, они выпускаются зарубежными фирмами.

Это, в первую очередь, автобусы Neoplan Cityliner, хорошо распространенные в России, а также 15-метровый длинномер Neoplan Euroliner, которые также распространены в России, а также автобусы Neoplan Starliner.

Большим передним свесом обладают автобусы Temsa Diamand, выпускающиеся известной испанской фирмой Temsa, известные автору из [6].

Среди испанских автобусов большим передним свесом обладает автобус Touringstar, выпускающийся фирмой Noge, известный автору из [7].

Среди продукции известной автобусной фирмы Setra достаточным передним свесом обладают практически все автобусы, т.к. их передний свес, по данным из Интернета, изменяется в диапазоне от 2820 мм до 3160 мм.

В продукции известной шведской фирмы Volvo достаточно большим передним свесом обладают автобусы Volvo 8700 LE и автобусы Volvo 9900, последние из которых выпускаются в немецком городе Хайбронн [7].

Среди китайских автобусов предлагаемый механизм может применяться на автобусе Yutong ZK-6129 Н, получившем широкое распространение в России.

Предлагаемый механизм мог бы применяться на недавно разработанном белорусском автобусе МА3-251, имеющем достаточный для этого передний свес.

Как видим, автобусов, на которых может быть внедрен предлагаемый механизм, немало, но это импортные автобусы. На них предлагаемый механизм может быть внедрен с минимальными переделками, касающимися в переходе от применения двух топливных баков, расположенных на переднем свесе по краям между правой и левой передними дверями и арками колес, но в ударобезопасных зонах, т.е. смещенными к центру от передних стенок; к схеме с одним топливным баком, расположенным по центру автобуса под полом прохода между сиденьями, так что его задняя часть находится между рычагами независимой подвески передних колес, такая схема получила распространение на автобусах Man и Neoplan.

Из существующих отечественных российских автобусов предлагаемый механизм может быть внедрен на междугородных автобусах ГолАЗ на шасси ЛиА3-5256, имеющего передний свес 2510 мм и одностворчатую переднюю дверь, расстояния между передней дверью и аркой правого переднего колеса вполне хватает для расположения данного механизм, как показано на фиг.17, но, увы, его пол слишком низок для предлагаемого механизма. По этой причине при расположении механизма в подобных случаях его конструкция может быть изменена так, что тяги параллелограмного механизма располагаются впереди ДЗК и запасного колеса, т.е. механизм выполняется зеркально симметрично вертикальной оси, расположенной впереди запасного колеса, при этом гидроцилиндр и тяги параллелограмного механизма располагаются под полом впереди передних сидений, а запасное колесо - в нише передних сидений. На фигурах такая конструкция механизма не показана.

Предлагаемый механизм может использоваться на грузовых автомобилях, например, в частности, на автомобилях-самосвалах. При этом сам механизм располагается под самосвальным кузовом, а запасное колесо - между кузовом и кабиной.

Предлагаемый описываемый механизм поднятия и опускания запасного колеса имеет тот недостаток, что при отказе в системе электрооборудования выдача запасного колеса из автобуса и поднятие запасного колеса в автобус невозможны.

Дело в том, что в системе электрооборудования возможны и не исключены отказы, особенно при отечественном изготовлении системы электрооборудования. Примеров очень много, и все они относятся к отечественным автобусам.

Срок службы междугородного автобуса в России больше двадцати лет. С увеличением возраста автобуса вероятность отказа в системе электрооборудования увеличивается.

Предлагаемый описываемый механизм имеет тот недостаток, что при неисправностях в микропроцессорной системе управления вытащить запасное колесо из автобуса проблематично даже в условиях ремзоны. Отказы возможны в различных элементах микропроцессорной системы управления. Например, сгорел электромагнит релейного золотника, не поступает ток к микропроцессору, окислились провода и т.д. и т.п.

Все возможные неисправности системы электрооборудования предусмотреть трудно. По этой причине имеет смысл обеспечить возможность работы предлагаемого механизма поднятия и опускания запасного колеса при отказе микропроцессорной системы.

Предлагаемый механизм разработан автором для предлагаемого 13-метрового междугородного автобуса, также предлагаемого автором, который также является изобретением и темой отдельной заявки.

Для предлагаемого междугородного автобуса механизм поднятия и опускания запасного колеса является неотъемлемым элементом.

Для обеспечения работы предлагаемого механизма без электроники подача масла в полости гидроцилиндра должна управляться водителем вручную.

Наиболее оптимально обеспечить возможность управления водителем релейными электромагнитными золотниками вручную. Для обеспечения этого электромагнитные релейные золотники выносятся из корпуса электрогидравлической системы и соединяются с напорной магистралью насоса после клапана, связанного с крышкой отсека и торцовыми полостями главного золотника, и сливом гидросистемы при помощи трубок и посредством электрических проводов соединяются с корпусом.

Релейные электромагнитные золотники выполняются любым традиционным известным способом так, что обеспечивается возможность нажатия рукой на якорь электромагнитного золотника.

Для этого наиболее целесообразно электромагнитные релейные золотники выполнять так, что якорь электромагнитного золотника соединен с кнопкой. Релейные золотники устанавливаются в закрытом герметизированном корпусе.

Корпус релейных электромагнитных золотников выносится в любое место автобуса, находясь в котором, водитель мог бы управлять процессом поднятия или опускания запасного колеса без угрозы травмирования ДЗК или запасным колесом.

Наиболее оптимально корпус релейных золотников устанавливать под люком, расположенным над правым передним колесом.

Многие традиционные известные автобусы имеют люки, расположенные над передними колесами. К таким автобусам относятся, например, Neoplan Cityliner, Neoplan Starliner и многие другие автобусы.

При отсутствии этих люков корпус релейных золотников может располагаться под передним бампером со стороны передней пассажирской двери.

У предлагаемого автобуса над передними колесами находятся треугольные люки, а не прямоугольные, как в традиционных известных автобусах.

При установке корпуса релейных электромагнитных золотников под люком, находящимся над правым передним колесом, он устанавливается в задней части пространства под люком, сзади пневматического упругого элемента подвески правого переднего колеса. Это необходимо для того, чтобы при нажатии на кнопку и опускании и поднятии ДЗК он не мог травмировать водителя.

При конструировании кнопочного привода релейных электромагнитных золотников необходимо обеспечить то, чтобы механизм кнопочного привода передавал усилие от кнопок на якоря электромагнитов и не передавал усилие нажатия от электромагнитов на кнопки. Это приведет к уменьшению мощности электромагнитов, т.к. кнопки герметизированы. Каждая из кнопок отличается цветом. Рядом с кнопками могут быть надписи на русском и английском языках «Опускание» и «Поднятие». Это необходимо для того, чтобы водитель знал, на какую из кнопок нажимать при отказе электрической части системы управления.

Недостатком выполнения релейных электромагнитных золотников в отдельном корпусе под люком, расположенным над правым передним колесом, является удорожание механизма, связанное с введение в его конструкцию большого количества гидравлических трубок и электрических проводов.

На практике это позволяет обеспечить работу предлагаемого механизма поднятия и опускания запасного колеса при неисправностях в электрической цепи электрогидравлической системы управления.

Рассмотрим, как это происходит. Допустим, какое-либо из колес автобуса спустило. Водитель закрывает правую переднюю пассажирскую дверь и открывает крышку отсека запасного колеса. В результате этого рулевой механизм отсекается от гидросистемы автобуса и соединяется с механизмом поднятия и опускания запасного колеса. Затем водитель нажимает на кнопку управления. Из-за неисправности в электрической цепи ток в микропроцессорной системе управления механизмом отсутствует. По этой причине при нажатии на кнопку управления запасное колесо не выдается, т.е. система управления на нажатие кнопки не реагирует. Для выдачи запасного колеса водитель открывает люк, расположенный над правым передним колесом, и нажимает на кнопку опускания запасного колеса, выделенную соответствующей надписью и цветом. В результате механического воздействия водителя на релейный электромагнитный золотник, к которому подводится давление масла от гидронасоса, обеспечивается давление масла в торцовой полости главного золотника, обеспечивающей опускание запасного колеса. В результате этого масло под давлением подается в полость гидроцилиндра, обеспечивающую опускание ДЗК и запасного колеса. Запасное колесо начинает выдаваться из автобуса. Чем сильнее водитель нажимает на кнопку, тем большее давление масла выдает релейный золотник, и тем большее давление масла обеспечивается в полости гидроцилиндра, и тем быстрее выдается запасное колесо. При отпускании водителем кнопки обе полости гидроцилиндра соединяются со сливом, и ДЗК с запасным колесом опускаются под действием своей силы тяжести. Водитель, нажимая на кнопку, сам выбирает темп опускания запасного колеса, вплоть до того, что для остановки запасного колеса перед касанием ДЗК полотна дороги он может увеличить давление масла в полости гидроцилиндра, обеспечивающей поднятие запасного колеса, при нажатии на кнопку поднятия запасного колеса, выделенную цветом и надписью. Для поднятия запасного колеса, которым становится дефектное колесо после его замены запасным колесом, водитель нажимает на кнопку поднятия запасного колеса. В результате механического воздействия на якорь электромагнита релейного золотника, он обеспечивает давление масла в торцовой полости главного золотника, обеспечивающей поднятие запасного колеса. В результате этого главный золотник обеспечивает давление масла в полости гидроцилиндра, обеспечивающей поднятие запасного колеса. Оно тем больше, чем сильнее водитель нажимает на кнопку. Как и при опускании запасного колеса, водитель, нажимая на кнопку, сам выбирает темп поднятия запасного колеса и ДЗК. После прохождения ДЗК и запасного колеса равновесного положения водитель может отпустить кнопку, и они займут свое положение в отсеке автобуса под действием из силы тяжести. Нажимая на кнопку опускания запасного, водитель может остановить ДЗК и запасное колесо перед касанием их корпуса автобуса. После поднятия запасного колеса водитель закрывает люк над правым передним колесом и крышку отсека запасного колеса. Механизм поднятия и опускания запасного колеса отсекается от гидросистемы, которая соединяется с рулевым механизмом, и автобус готов к движению.

При проектировании кнопочного привода релейных электромагнитных золотников и расположении его под люком над правым передним колесом необходимо обеспечить защиту вышеописанных кнопок от грязи, уплотнение кнопок и оснащение их отдельными пружинами, так чтобы при нормальной работе электромагнитов усилие на кнопки не передавалось.

Контур корпуса кнопок может иметь по периметру уплотнение, взаимодействующее с люком, расположенным над правым передним колесом при его закрытии.

В ходе описания работы предлагаемого механизма без электроники возникает вопрос: что будет, если водитель нажмет не на ту кнопку, сломает ли механизма ферму автобуса?

Дело в том, что возможна та ситуация, что, например, при находящемся в отсеке ДЗК с запасным колесом (или без него) водитель нажимает на кнопку поднятия запасного колеса.

Силовые профили крепления гидроцилиндра к силовым профилям шасси или несущего корпуса автобуса рассчитываются на максимальное усилие гидроцилиндра при максимальном давлении. Силовые профили пола отсека также рассчитываются на максимальное усилие гидроцилиндра. По этой причине при нажатии водителем не на ту кнопку механизм ферму автобуса не сломает. Шарниры гидроцилиндра и предлагаемого механизма также рассчитаны на максимальное усилие гидроцилиндра, и механизм сам себя не сломает.

Как показывают расчеты, максимальное усилие гидроцилиндра рулевого управления МА3-64229, т.е. его усилие при максимальном давлении гидронасоса, соответствует усилию, необходимому для поднятия запасного колеса и ДЗК даже при поднятом домкратом кузове автобуса, т.к. по мере опускания ДЗК и запасного колеса плечо действия силы гидроцилиндра уменьшается, достигая минимума при полном их опускании, что является причиной большого требуемого усилия гидроцилиндра.

Дело в том, что для предлагаемого автором тринадцатиметрового междугородного автобуса важен каждый килограмм массы, т.к. лимитирующим фактором применения и создания двухосных тринадцатиметровых автобусов является их масса и осевая нагрузка на дорогу. Кроме того, чем меньше усилие, тем больше ресурс и меньше масса механизма. По этой причине имеет смысл предусмотреть концевые выключатели, представляющие собой один или два золотника, любым традиционным известным способом связанные с одной из тяг механизма и предназначенные для соединения со сливом полости гидроцилиндра, предназначенной для поднятия (опускания) запасного колеса в процессе поднятия (опускания) при нахождении тяг в крайнем положении; применительно к процессу опускания ДЗК и запасного колеса крайним положением считается положение, соответствующее касанию ДЗК полотна дороги при нормальной высоте кузова автобуса над дорогой, т.е. при не поднятом домкратом кузове автобуса. При этом в крайнем положении, соответствующем полностью поднятому держателю, со сливом соединяется полость поднятия, а при полностью опущенном держателе - полость опускания.

Гидроцилиндр рулевого управления МА3-64229 взят потому, что он выпускается серийно и широко применяется и хорошо себя зарекомендовал.

При условии обеспечения работы предлагаемого механизма без электроники он - «вечный». Он будет работать весь срок службы автобуса.

Автор работал водителем автобуса и знает, что в случае поломки подобных механизмов автобус в ремонт никто не поставит. Для нашей страны это было бы анекдотом.

В заключение хотелось бы отметить то, что каким быть предлагаемому механизму, это решать конструктору. Предлагаемый механизм может быть и полностью необслуживаемым по причине применения в шарнирах роликовых подшипников, самосмазывающихся втулок. Механизм может быть облегчен в результате применения неметаллических материалов, например, в конструкции верхней тяги параллелограмного механизма.

Подобные механизмы, безусловно, нужны, т.к. лежащее в багажнике запасное колесо - это прежде всего признак несовершенства конструкции автобуса, т.к. проще положить запасное колесо в багажник, чем установить в штатное место.

Кроме того, надо облегчить нелегкий труд водителя, т.к., по данным из Интернета, сама шина 295/80R22,5 имеет массу 57-60 кг, столько же весит диск. Надо учесть, что покрышка и диск этой размерности несут нагрузку 3550 кг, и для передачи этой нагрузки они должны обладать запасом прочности.

Дело в том, что для продления ресурса шин их надо переставлять по схеме вместе с запасным колесом. По этой причине применение подобных механизмов актуально, т.к. запасное колесо снимается и ставится при перестановке на ступицу, а используемое колесо становится запасным.

При правильном проектировании стоимость предлагаемого механизма не велика и составляет 1000-1500 долларов или евро, все зависит от того, как спроектирован механизм.

Во всех случаях проектирования предлагаемого механизма размеры тяг параллелограммного механизма лежат в следующих диапазонах: расстояние между центрами шарниров тяг 400-500 мм, расстояние между центрами этих шарниров по высоте на стойке и несущем кронштейне механизма 150-250 мм, активная длина поворачивающей тяги 400-520 мм.

Использованная литература

1. Автобусы МАЗ 103, 103С, 104, 104С, 105, 152. 152А. Руководство по эксплуатации. 103 - 0000020 РЭ. Книга 1, Книга 2, Минск, 2002.

2. Автомобили Урал моделей - 4320-01, - 5557: Устройство и техническое обслуживание. / С.Л.Антонов, В.А.Трофимов, А.И.Штурюкин и др. - М.: Транспорт, 1994. - 245 с., ил., табл.

3. Чередников А.А., Рудников Ю.М. Автобусы: особенности устройства и эксплуатации: Учеб. пособие для ПТУ. - М.: Транспорт, 1991. 191 с.: ил.

4. МАЗ. Каталог деталей и сборочных единиц. П. Изд."Геза Ком", 1995. 240 с.

5. Черменский О.Н., Федотов Н.А. Подшипники качения. М.: Машиностроение, 2003.

6. Коммерческие автомобили 2006. Грузовые автомобили. Автобусы. Прицепы.

7. Грузовые автомобили и автобусы. Каталог 2004/2005.