Рульове керування транспортного засобу з усіма керованими колесами

1. Рульове керування транспортного засобу зі всіма керованими колесами, яке включає рульове колесо з валом, рульовий механізм із сошкою, передні та задні керовані колеса з поворотними цапфами та передній і задній багаторежимні механізми, яке відрізняється тим, що між переднім та заднім рульовими багаторежимними механізмами введено механізм перемикання режимів роботи рульового керування таким чином, що на ведучому вала з жорстко закріпленим зубчатим колесом по обидва боки від цього зубчатого колеса та симетрично йому розміщено з можливістю вільного обертального проковзування відносно цього ведучого вала по одному блоку шківа та зубчатого колеса, а з можливістю осьового переміщення на цих зубчатих колесах ведучого вала та блоків шківів та зубчатих коліс установлено зубчату муфту, ширина внутрішньої проточки якої більша ніж ширина вінця зубчатого колеса ведучого вала, при цьому на веденому вала, який паралельний ведучому вала, жорстко розміщено два шківи, площини середин канавок яких для тросів розташовані в одних площинах з площинами середин канавок для тросів відповідних шківів блоків шківів та зубчатих коліс ведучого вала, при цьому важіль ведучого вала через поперечну тягу шарнірно з'єднано із сошкою рульового механізму, важіль веденого вала з'єднано із заднім багаторежимним механізмом, а частини обох замкнутих своїми кінцями тросів, що розташовані між шківами однієї пари шківів, між собою перехрещені, а такі ж частини 2 (19) 1 3 Винахід стосується транспортного машинобудування і може використовуватись в конструкціях автомобілів, тракторів і на їх базі різних транспортних засобів, а також автомобільних і тракторних причепах в агрегаті з автомобілем чи трактором. Відома система рульового управління транспортного засобу, яка включає енергетичний та транспортний модулі, кінематично зв'язаних між собою зчіпним пристроєм, в якому при діянні на орган управління одночасно з цим діють і на датчики кута повороту органа керування, змінюючи їх початкове положення, що приводить до зміни рівноваги плеч мостових схем, яке досягається за допомогою елементної бази у вигляді поляризованих реле, електромагнітів золотників гідророзподілювачів та виконавчих гідроциліндрів, котрі забезпечують зміну кутів нахилу модулів та зменшують сигнал неузгодженост [1]. Недоліком такого конструктивного рішення є складність конструктивного та технологічного виконання, що зумовлює низьку надійність та безвідмовність системи в цілому, вузькість функціональних можливостей. Найбільш близьким по технічній суті до об'єкту, який заявляється, є технічне рішення рульового керування автомобілем зі всіма керованими колесами, яке включає рульове колесо з валом, рульовий механізм із сошкою, передні та задні керовані колеса з поворотними цапфами та передній і задній багатосторонні механізми. Таке рульове керування з допомогою розподілювача режимів роботи змінює напрям повороту задніх коліс відносно передніх або блокує задні колѐса в середньому положенні, тим самим в певній мірі розширюючи функціональні можливості рульового керування [2]. До недоліків такого рульового керування треба віднести складність конструктивного та технологічного виконання, що зумовлює низьку надійність системи в цілому при недостатньому розширенні функціональних можливостей, а наявність великої вірогідності роботи на всіх трьох режимах на підвищених швидкостях при великих кутах повороту керованих коліс може призвести до перекидання транспортного засобу. В основу винаходу поставлена задача створення конструкції рульового керування транспортного засобу зі всіма керованими колесами із підвищеними показниками надійності та безвідмовності роботи при розширенні функціональних можливостей за рахунок збільшення режимів роботи, конкретизації коефіцієнту маневреності для заданого виду роботи, забезпечення синхронної роботи передніх та задніх керованих коліс шляхом усунення проковзування тросів відносно шківів при забезпеченні їх натягу. А також усунення можливості роботи на підвищених швидкостях руху транспортного засобу з великими кутами відхилення від нейтрального положення керованих коліс. Поставлена задача вирішується тим, що між 76319 4 переднім та заднім рульовими багатосторонніми механізмами введено механізм переключення режимів роботи рульового керування, у якого на ведучому валу з жорстко закріпленим зубчатим колесом по обидва боки від цього зубчатого колеса та симетрично йому розміщено із можливостями вільного обертального проковзування на цьому ведучому валі по одному блоку шківа та зубчатого колеса, а з можливостями осьового переміщення на цих зубчатих колесах ведучого валу та блоків шківів та зубчатих коліс установлено зубчату муфту, ширина внутрішньої проточки якої більша ширини вінця зубчатого колеса ведучого валу, а на веденому валу, який паралельний ведучому валу, жорстко розміщено два шківи, площини середин канавок яких для тросів розташовані в одних площинах з площинами середин канавок для тросів відповідних шківів блоків шківів та зубчатих коліс ведучого валу, при цьому важіль ведучого валу через поперечну тягу шарнірно з'єднано із сошкою рульового механізму, важіль веденого валу з'єднано із заднім багатостороннім механізмом, а частини обох замкнутих своїми кінцями самі на себе тросів, що розташовані між шківами однієї пари шківів, між собою перехресні, а такі ж частини іншого тросу, що розташовані між шківами іншої пари шківів, між собою не перехресні; що при нейтральному положенні рульового колеса посередині кожної з тих частин обох замкнутих самі на себе тросів, які охоплюють шківи, введено з'єднувальні ланки, з допомогою яких жорстко закріплено відповідну частину троса до відповідного шківа; що шківи виконано із подвійними канавками і в кожній канавці розміщено по одному механізму регулювання натягу не замкнутих самі на себе тросів і до цих механізмів регулювання натягу тросів закріплено по відповідному кінцю троса, при цьому троси, які вкладено у верхні канавки шківів із подвійними канавками, розміщено протилежно тросам, які укладено у нижні канавки шківів із подвійними канавками, а частини обох не замкнутих самі на себе тросів, що розташовані між шківами однієї пари шківів з подвійними канавками, між собою перехресні, а такі ж частини іншої пари тросів, що розташовані між шківами іншої пари шківів із подвійними канавками, між собою не перехресні; що важіль механізму переключення режимів роботи рульового керування жорстко з'єднано із важелем блокування включення вищих передач; що діаметри шківів ведучого валу механізму переключення режимів роботи рульового керування визначають із співвідношення: D=k*d, де D та d - діаметри шківів відповідно ведучого та веденого валів; k - коефіцієнт маневрування, який визначає функціональні можливості конкретного транспортного засобу (при k=1 кути повороту передніх коліс рівні кутам повороту відповідних задніх коліс, при k1 кути по 5 76319 6 вороту передніх коліс менші кутів повороту наявності проточки, ширина якої більша ширини відповідних задніх коліс). вінця зубчатого колеса 12 ведучого валу 11, має Здійснення рульового керування транспортнотри положення: середнє та два крайніх. го засобу зі всіма керованими колесами з При середньому своєму положенні зубчата механізмом переключення режимів роботи рульомуфта 20 жорстко з'єднує зубчате колесо 17 блоку вого керування, жорстким з'єднанням тросів зі 14 шківа 16 та зубчатого колеса 17 із зубчатим шківами, механізмами регулювання натягу тросів колесом 19 блоку 15 шківа 18 та зубчатого колеса та блокуванням включення вищих передач при 19, що забезпечує блокування обертання задніх малих радіусах повороту дозволяє не тільки керованих коліс 6 навколо своїх поворотних цапф підвищити надійність та безвідмовність роботи, 7. При цьому обидва блоки 14 та 15 відповідно але й розширити функціональні можливості трансшківа 16 та зубчатого колеса 17 і шківа 18 та зубпортного засобу та усунути проковзування тросів чатого колеса 19 проковзуються відносно ведучого відносно шківів із забезпеченням їх натягу при валу 11, що забезпечує незалежність процесу кезабезпеченні синхронної взаємодії передніх та рування передніми 5 та задніми 6 керованими козадніх керованих коліс. лесами. Вказані відмінності дозволяють по-новому При одному з крайніх положень зубчатої муфвідноситись до можливостей рульового керування ти 20 вона жорстко з'єднує зубчате колесо 12 ветранспортного засобу зі всіма керованими колесадучого валу 11 із зубчатим колесом 17 блоку 14 ми. шківа 16 та зубчатого колеса 17. Заявнику невідомі приклади виготовлення При іншому крайньому положенні зубчатої рульового керування транспортного засобу зі муфти 20 вона жорстко з'єднує зубчате колесо 12 всіма керованими колесами з такими конструктивведучого валу 11 із зубчатим колесом 19 блоку 15 ними вирішеннями. шківа 18 та зубчатого колеса 19. Створення такого рульового керування трансНа веденому валі 13 жорстко розміщено два портного засобу зі всіма керованими колесами шківи 21 та 22, площини середин канавок яких для стало можливим завдяки використанню в основі тросів відповідно 23 та 24 розташовані в одних винаходу фізичних явищ, які виявили автори. площинах з площинами середин канавок для цих Винахід ілюструється кресленнями, на яких же тросів 23 та 24 відповідно шківів 16 та 18 блоків відображено: 14 та 15 відповідних шківів 16 та 18 та зубчатих Фіг.1 - кінематична схема рульового керування коліс 17 та 19 ведучого валу 11. Важіль 25 ведучотранспортного засобу зі всіма керованими колесаго валу 11 через поперечну тягу 26 шарнірно ми; з'єднано із сошкою 4 рульового механізму 3, яка в Фіг.2 - кінематична схема рульового керування свою чергу, шарнірно з'єднана з переднім рульотранспортного засобу зі всіма керованими колесавим багатостороннім механізмом 8. Важіль 27 веми з подвійними канавками на шківах для тросів; деного валу 13 шарнірно з'єднано із заднім Фіг.3; Фіг.4; Фіг.5 - кінематичні схеми ведучого багатостороннім механізмом 9. Кінці кожного з валу механізму переключення режимів роботи тросів 23 та 24 з'єднані між собою, замикаючи їх рульового керування відповідно при виключеному самі на себе. Частини тросу 24, що розташовані веденому валу, при включенні веденого валу з між однією парою шківів 18 та 22, відповідно ведуйого обертанням в одному напрямі з ведучим вачого валу 11 та веденого валу 13, між собою лом та при включенні веденого валу з його оберперехресні. А такі ж частини іншого тросу 23, що танням в протилежному напрямі обертання ведурозташовані між іншою парою шківів 16 та 21 чого валу. відповідно ведучого валу 11 та веденого валу 13, Рульове керування транспортного засобу зі між собою не перехресні. всіма керованими колесами складається із рульоВажіль 28 переключення режимів роботи вого колеса 1 з валом 2, рульового механізму 3 із механізму 10 переключення режимів роботи рульсошкою 4, передніх 5 та задніх 6 керованих коліс з ового керування з допомогою ланки блокування 29 поворотними цапфами 7 та передніх 8 та задніх 9 з'єднано із перемикачем 30 блокування включення багатосторонніх механізмів. Між переднім 8 та вищих передач коробки передач (на кресленнях заднім 9 рульовими багатосторонніми не показано) транспортного засобу. механізмами розміщено механізм 10 переключенДля усунення проковзування тросів 23 та 24 ня режимів роботи рульового керування, у якого відносно своїх шківів відповідно 16 та 21 і 18 та 22 два паралельні між собою вали: ведучий вал 11 з при нейтральному положенні рульового колеса 1 жорстко закріпленим зубчатим колесом 12 та вепосередині кожної з тих їх частин, які охоплюють дений вал 13. На ведучому валі 11 по обидва боки відповідні шківи, введено з'єднувальні ланки 31, з від його зубчатого колеса 12 та симетрично цьому допомогою яких жорстко закріплено відповідну зубчатому колесу 12 розміщено по одному блоку частину троса до відповідного шківа. 14 та 15 відповідно шківа 16 та зубчатого колеса Для синхронної роботи передніх 5 та задніх 6 17 і шківа 18 та зубчатого колеса 19. Конструктивкерованих коліс необхідно забезпечення однаконо ці два блоки 14 та 15 виконано із можливостями вого натягу кожної частини з'єднуючих шківи 16, вільного обертального проковзування на ведучому 18, 21 та 22 тросів, що забезпечується виконанням валі. З можливостями осьового переміщення на цих шківів 16, 18, 21 та 22 із подвійними канавказубчатих колесах 12, 15 та 17 відповідно ведучого ми. В кожній канавці шківів 16, 18, 21 та 22 валу 11 і обох блоків 14 та 15 відповідних шківів 16 розміщено по одному механізму 32 регулювання та 18 і зубчатих коліс 17 та 19 установлено зубчанатягу тросів з не замкнутими самі на себе ту муфту 20. При цьому зубчата муфта 20 із-за кінцями. Тобто, кількість тросів збільшена в два 7 76319 8 рази, а їх кінці закріплено до відповідних колеса 6 блокуються в нейтральному положенні, механізмів 32 регулювання натягу тросів при якому їхні повздовжні вісі симетрії будуть відповідного шківа. При цьому троси 33 та 34, які паралельні повздовжній площині симетрії трансвкладено у верхні канавки відповідної пари шківів портного засобу. Тобто, включається режим, при із подвійними канавками, розміщено протилежно якому керування транспортним засобом тросам 35 та 36, які укладено у нижні канавки цих здійснюється тільки за допомогою передніх кероже пар шківів із подвійними канавками. Частини ваних коліс 5. тросів 34 та 36, що розташовані між шківами 18 та Для здійснення транспортним засобом пово22 однієї пари шківів з подвійними канавками, між роту малого радіусу важелем 28 переводять зубсобою перехресні, а такі ж частини іншої пари чату муфту 20 в положення, при якому зубчата тросів, що розташовані між шківами 16 та 21 іншої муфта 20 жорстко з'єднує зубчате колесо 12 ведупари шківів із подвійними канавками, між собою не чого валу 11 із зубчатим колесом 19 блоку 15 перехресні. шківа 18 та зубчатого колеса 19. При цьому задні Для розширення функціональних можливостей керовані колеса 6 будуть повертатись синхронно з рульового керування конкретного транспортного передніми керованими колесами 5, але в протизасобу зі всіма керованими колесами використолежний їм бік. Цей режим повороту транспортного вують такі шківи 16 та 18 ведучого валу 11 і шківи засобу дає змогу зменшити його радіус повороту в 21 та 22 веденого валу 13 механізму 10 переклюдва рази в порівняні з попереднім режимом повочення режимів роботи рульового керування, роту транспортного засобу за рахунок надання діаметри яких визначають із співвідношення: керованості переднім 5 та заднім 6 колесам в різні D=k*d, боки, але на однаковий кут повороту відповідних де D та d - діаметри відповідно шківів 16 та 18 передніх 5 та задніх 6 керованих коліс. ведучого валу 11 і шківів 21 та 22 веденого валу Для здійснення транспортним засобом боково13; го руху, тобто руху “крабом”, важелем 28 перевоk - коефіцієнт маневрування, який визначає дять зубчату муфту 20 в положення, при якому функціональні можливості конкретного транспортзубчата муфта 20 жорстко з'єднує зубчате колесо ного засобу (при k=1 кути повороту передніх коліс 12 ведучого валу 11 із зубчатим колесом 17 блоку 5 рівні кутам повороту відповідних задніх коліс 6, 14 шківа 16 та зубчатого колеса 17. При цьому при k1 кути хронно з передніми керованими колесами 5 і в повороту передніх коліс 5 менші кутів повороту один і той же бік. Цей режим повороту транспортвідповідних задніх коліс 6). ного засобу надає йому змогу рухатись паралельРульове керування транспортного засобу зі но самому собі в бік, в залежності від кута поворовсіма керованими колесами працює в трьох режиту передніх 5 та задніх 6 керованих коліс. мах: При використанні в конструкції шківів з різними - керування транспортним засобом тільки з величинами діаметрів на ведучому 11 та веденому допомогою передніх коліс; 13 валах появляється нова якість. Особливо це - керування транспортним засобом з допомонаглядно при русі транспортного засобу способом гою передніх і задніх коліс, які повертаються в “краб”, коли при паралельному переміщенні протилежні боки; транспортного засобу він ще додатково - керування транспортним засобом з допоморозвертається відносно передніх керованих коліс 5 гою передніх і задніх коліс, які повертаються в при меншому діаметрі шківа 22 на веденому валі один і той же бік. 13 по відношенню до діаметра шківа 18 на ведуДля включення необхідного згідно з дорожніми чому валу 11, і відносно задніх керованих коліс 6 умовами режиму роботи рульового керування при більшому діаметрі шківа 22 на веденому валі транспортного засобу зі всіма керованими колеса13 по відношенню до діаметра шківа 18 на ведуми попередньо рульовим колесом 1 приводять чому валу 11. передні 5 та задні 6 керовані колеса в нейтральне Використання такого рульового керування положення, при якому їхні вісі обертання будуть значно полегшить роботу водіям і особливо при перпендикулярні повздовжній площині симетрії маневруванні на ділянках доріг з різними обметранспортного засобу. Потім важелем 28 перевоженнями, коли необхідно розвернутись практично дять зубчату муфту 20 в одне з трьох положень, при ширині шляху рівній довжині самого трансяке відповідає необхідному режиму роботи рульопортного засобу. вого керування транспортного засобу зі всіма кеБібліографічний список: рованими колесами. 1. Авторское свидетельство СССР №1614827. Для здійснення транспортним засобом повоСистема рулевого управления транспортного роту великого радіусу важелем 28 переводять средства, кл. В62D5/06. Опубл. 23.12.90 в Бюл. зубчату муфту 20 в нейтральне положення, при №47. Авторы: Нечуйвитер Л.И., Коденко М.Н., Рыякому зубчата муфта 20 жорстко з'єднує зубчате женков П.П. и Сибгатулин В.Г.. колесо 17 блоку 14 шківа 16 та зубчатого колеса 2. Чайковский И.П., Соломатин П.А.. Рулевые 17 із зубчатим колесом 19 блоку 15 шківа 18 та управления автомобилей - М.: Машиностроение, зубчатого колеса 19. При цьому задні керовані 1987. - рис. 61, стр. 113-114. 9 76319 10 11 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 76319 Підписне 12 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601