Система рулевого управления транспортного средства
СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая рулевое колесо, кинематически связанное с рулевым механизмом, гидравлически соединенным с гидроцилиндром, механически связанным с управляемыми колесами, и механизм изменения передаточного числа в зависимости от скорости движения , отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем ооеспечения механизму изменения передаточного числа возможности работы в аналоговом режиме, механизм изменения передаточного числа выполнен в виде дифференциального механизма, один из входов которого соединен с рулевым колесом, другой вход - с электродвигателем, а выход - с рулевым механизмом, датчиков скорости поворота рулевого колеса и движения транспортного средства, последние из которых кинематически соединены с управляеjMbiMH колесами транспортного средства и электрически соединены с узлом выбора большего значения скорости движения, выход которого соединен через двусторонний ограничитель величины большего сигнала скорости движения с одним входом делитеI ля, другой вход которого соединен с датчи (Л ком скорости поворота рулевого колеса, а выход делителя электрически соединен с упомянутым электродвигателем. 1C tc ел 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
3(5D В 62 D 502 (21) 3592293/27-11 (22) 19.05.83 (46) 07.11.84. Бюл. № 41 (72) М. И. Ахмедов (53) 629.113.014.5 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 709448, кл. В 62 D 5/06, 197!.
2. Патент Великобритании ¹ 1571316, кл. В 62 D 5/06, 1975 (прототип). (54) (57) СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, содержащая рулевое колесо, кинематически связанное с рулевым механизмом, гидравлически соединенным с гидроцилиндром, механически связанным с управляемыми колесами, и механизм изменения передаточного числа в зависимости от скорости движения, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей
ÄÄSUÄÄ 1122540 A путем обеспечения механизму изменения передаточного числа возможности работы в аналоговом режиме, механизм изменения передаточного числа выполнен в виде дифференциального механизма. один из входов которого соединен с рулевым колесом, другой вход — с электродвигателем, а выход — с рулевым механизмом, датчиков скорости поворота рулевого колеса и движения транспортного средства, последние из которых кинематически соединены с управляемыми колесами транспортного средства и электрически соединены с узлом выбора большего значения скорости движения, выход которого соединен через двусторонний ограничитель величины большего сигнала скорости движения с одним входом делителя, другой вход которого соединен с датчиком скорости поворота рулевого колеса, а выход делителя электрически соединен с упом януты м электродви га тел ем.
1!22540
Изобретение относится к рулевым устройствам колесного шасси и может применяться в колесных большегрузных шасси, работающих, преимущественно, в маневровом режиме.
Известна система рулевого управления транспортного средства, состоящая из задающего и согласующего устройства, регулирующего дросселя, гидронасоса, гидробака, гидроцилиндров и датчика скорости, в которой осуществляется зависимость углового передаточного числа от скорости движения (1).
Недостатками данной гидравлической системы рулевого управления являются изменение первоначально установленной рулевым колесом величины поворота управляемых колес при изменении скорости движения, несовершенство механического датчика скорости, изменение углового передаточного числа происходит на всем интервале скоростей движения транспортного средства как при переднем, так и при заднем ходах.
Известна система рулевого управления транспортного средства, содержащая рулевое колесо, кинематически связанное с рулевым механизмом, гидравлически соединенным с гидроцилиндром, механически связанным с управляемыми нолесами, и механизм изменения передаточного числа в зависимости от скорости движения (2).
Недостатком известной системы является невозможность изменения углового передаточного числа в зависимости от скорости движения транспортного средства, что ограничивает маневренность транспортного средства на малых скоростях движения.
Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения механизму изменения передаточного числа возможности работы в аналоговом режиме.
Постаьленная цель достигается тем, что в системе рулевого управления транспортного средства, содержащей рулевое колесо, кинематически связанное с рулевым механизмом, гидравлически соединенным с гидроцилиндром, механически связанным с управляемыми колесами, и механизм изменения передаточного числа в зависимости от скорости движения, последний выполнен в виде дифференциального механизма, один из входов которого соединен с рулевым колесом, другой вход — с электродвигателем, а выход — с рулевым механизмом, датчиков скорости поворота рулевого колеса и движения транспортного средства, последние из которых кинематически соединены с управляемыми колесами транспортного средства и электрически соединены с узлом выбора большего значения скорости движения, . выход которого соединен через двусторонний ограничитель величины большего сигнала скорости движения с одним входом делителя, другой вход которого соединен с датчиком скорости поворота рулевого колеса, а выход делителя электрически соединен с упомянутым электродвигателем.
На чертеже изображена структурная схема предлагаемой системы рулевого управления и схема шасси.
Угловые скорости врашения центральных колес и водила дифференциального механизма подчиняются закону ь41 + z = 2 ся в > (1) где ЮрЫ - угловые скорости соответственно первого и второго центральных
15 колес; — угловая скорость водила.
Пусть и в функционально зависит от и следующим образом: шв=
Vmax
2О где -величина сигнала скорости движения. Подставляя выражение (2) в уравнении (1), имеем В зависимости от величины сигнала скорости, которая меняется в пределах некоторого постоянного, заданного двусторонним ограничителем, диапазона Vmi< Vw », где („„„соответственно нижний предел двустороннего ограничителя, имеем различное соот35 отношение угловых скоростейц с и z центральных колес дифференциального механизма. Следовательно происходит изменение углового передаточного числа в зависимости от скорости движения в пределах интервала Vm> — V «, а именно при уменьшении 40 скорости движения происходит уменьшение углового передаточного числа. Величина интервала Vmin — Vmqx подбирается таким образом, чтобы охватить сравнительно невысокие скорости движения, характеризующие маневровый режим работы данного тран45 спортного средства. При движении с другими скоростями изменения углового передаточного числа не происходит. Этот принцип и заложен в рулевое управление. Рулевое колесо 1 валом соединено с од5р ним центральным колесом дифференциального механизма 2, другое центральное колесо таким же образом связано с рулевым механизмом 3, который, в свою очередь, связан с гидроусилителем 4 и рулевым приводом 5. Водило дифференциального меха55 низма 2 находится в зацеплении с исполнительным двигателем б, который управляется через усилитель 7 мощности сигналом с делительного устройства 8. Этот сигнал 1 22541! 10 25 Зо 50 является частным сигнала, пропорционального скорости вращения рулевого колеса 1, и сигнала, пропорционального скорости движения транспортного средства, т.е. выход датчика 9 скорости вращения рулевого колеса является первым входом делительного устройства 8, а сигнал с датчиков 10 и 11 скорости движения, обработанный органом 12 выбора большей величины сигнала скорости движения и двусторонним ограничителем 13 величины большего сигнала скорости движения, поступает на второй вход делительного устройства 8. Дифференциальный механизм 2, исполнительный двигатель 6, усилитель 7 мощности, делительное устройство 8, датчик 9 скорости вращения рулевого колеса, датчики 10 и 11 скорости движения, орган 12 выбора большей величины сигнала скорости движения и двусторонний ограничитель 13 величины большего сигнала скорости движения образуют блок 14 изменения углового передаточного числа в зависимости от скорости движения. Представленная схема может быть выполнена на переменном или постоянном токе. В качестве датчика скорости вращения рулевого колеса и датчиков скорости движения используются, в случае переменного тока, асинхронные тахогенераторы, в слу чае постоянного тока — тахогенераторы постоянного тока, Аналогичным образом для двух вариантов выполнения схемы исполнительными двигателями являются соответствующие электродвигатели, в качестве делительного устройства используются соответствующие диодные функциональные преобразователи, выполняющие математическую операцию деления, в качестве двустороннего ограничителя величины большего сигнала скорости движения используется диодный двусторонний ограничитель, в качестве органа выбора используется диодный ограничитель по минимуму, на вход которого поступает сигнал с одного датчика скорости движения, а сигнал с другого датчика скорости движения является напряжением смещения этого диодного ограничителя. Датчики скорости движения располагаются на двух крайних противоположных управляемых колесах, так как при повороте транспортного средства как в одну, так и в другую сторону, из всех управляемых колес большей линейной скоростью всегда обладает одно из этих крайних колес. Устройство работает следующим образом. При повороте рулевого колеса движущегося колесного транспортного средства ВНИИПИ Заказ 7807/15 Филиал ППП «Патент», г ..штчик 9 скорости вращения рулевого колеса вырабатывает сигнал и а с датчиков 10 или 11 скорости движения с помощью органа !2 выбора большей величины сигнала скорости движения и двустороннего ограничителя 13 величину большего сигнала скорости движения имеем сигнал V(V „—. Ч Vmax ). На выходе делительного устройства 8 имеем сигнал 1ц/V, который управляет через усилитель 7 мощности работой исполнительного двигателя 6. При увеличении скорости движения транспортного средства частота вращения выходного вала исполнительного двигателя 6 уменьшается и при V= V становится такой, что скорость вращения водилаюа совпадает со скоростью вращения рулевого колеса Ф, следовательно, вращение рулевого колеса 1 без изменения передается на рулевой механизм 3, передаточное число которого задано, постоянно, и, заведомо, большое. При уменьшении скорости движения колесного транспортного средства наоборот частота вращения выходного вала исполнительного двигателя 6 увеличивается и при V =Vmi n угловое передаточное число всего рулевого управления уменьшается в (2Vma /!(i< — 1) раз. При повороте руля в другую сторону все происходит аналогичным образом, только сигнал скорости движения будет сниматься с другого датчика скорости. Это следует из того, что орган 12 выбора !2 пропускает сигнал, соответс-нующий большей из линейных скоростей,:;оторыми обладают два крайних противоположных управляемых колеса. Таким образом, на малых скоростях движения, которыми характеризуется маневровый режим работы колесного транспортного средства, имеем уменьшение углового передаточного числа рулевого управления, или, другими словами, уменьшение отношения величины поворота рулевого колеса к углу поворота управляемых колес. Сравнивая предлагаемое устройство с рулевыми управлениями автомобилей большой и особо большой грузоподъемности, можно отметить, что эти рулевые управления не обеспечивают изменения углового передаточного числа в зависимости от скорости движения. Использование предлагаемого устройства рулевого управления позволит сократить время работы водителя с рулевым колесом при выполнении маневра на погрузочно-разгрузочных операциях, что при перевозках на небольшие расстояния повышает производительность подвижного состава. Тираж 625 Подписное Ужгород, ул. Проектная, 4
