PL177035B1

PL177035B1 - Pojazd z co najmniej trzema kołami

Info

Publication number: PL177035B1
Application number: PL95317721A
Authority: PL
Inventors: Den Brink Christopher R. Van; Den Brink Anthonie Van; Hendrik M. Kroonen
Original assignee: Brinks Westmaas Bv
Priority date: 1994-06-14
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 1999-09-30
Also published as: BR9507997A; PL317721A1; KR100396040B1; EP0796193B1; JPH10501778A; CN1150780A; CN1055268C; JP2970940B2; DE69506129T2; CA2193073C; AU685639B2; DE69506129D1; AU2580595A; CZ291142B6; CA2193073A1; ES2124549T3; RU2156201C2; CZ351096A3; EP0796193A1; US5927424A

Abstract

1. Pojazd z co najmniej trzema kolami, za- wierajacy co najmniej dwa kola rozmieszczone po kazdej stronie srodka ciezkosci wzgledem wzdluz- nej osi pojazdu, z których co najmniej jedno jest sterowanym w danym kierunku kolem, które jest zamocowane skretnie w przeciwleglych kierunkach, oraz zawierajacy co najmniej jedna sekcje wychylna wokól wzdluznej osi pojazdu, do której jest dolaczone sterowane kolo, przy czym wychylna sekcja zawiera element kontrolny polaczony ze sterowanym kolem i nadajacym mu kierunek oraz jest polaczona ze wspomaganym zespolem przechylajacym obraca- jacym wychylna sekcje pojazdu wokól wzdluznej osi pojazdu, znamienny tym, ze jest pojazdem samostabilizujacym i zawiera polaczony bezpo- srednio ze sterowanym kolem (3) miernik (7) wielkosci i kierunku obciazenia wywieranego na ste- rowane kolo (3), przy czym czujnik (7) jest polaczo- ny z zespolem przechylajacym dostosowanym do wychylania w zaleznosci od wskazan miernika (7). Fig - 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest pojazd z co najmniej trzema kołami.

Znany jest pojazd, którego, co najmniej dwa koła są rozmieszczone po każdej stronie jego środka ciężkości względem wzdłużnej osi pojazdu, przy czym co najmniej jedno 'koło jest sterowane w danym kierunku, a co najmniej jedna sekcja pojazdu jest wychylna wokół wzdłużnej osi pojazdu w celu wytworzenia lub utrzymania zmian kierunku koła sterowanego w danym kierunku podczas jazdy. Pojazd zawiera element kontrolny do kierowania co najmniej jednego koła sterowanego w danym kierunku oraz wspomagany siłowo element wychylania służący do wychylania sekcji pojazdu wokół wzdłużnej osi pojazdu.

Czterokołowy pojazd mechaniczny posiadający tylną część, która może się wychylać wokół wzdłużnej osi pojazdu względem przedniej części jest opisany w EP-A-0592377. W tym rozwiązaniu mechaniczna przekładnia łączy oś przedniego układu kierowania, którym może być kierownica motocyklowa, w celu pochylenia zespołu. Przedni układ kierowania steruje serwomechanizmem typu hydraulicznego. Siłowniki serwosterowania są napędzane w przeciwnych kierunkach przez układ serworozrządu podrzędny względem przedniego układu sterowania, w celu pochylania karoserii w obu kierunkach. Taki znany pojazd ma tę wadę, że przy danym położeniu kątowym układu kierowania zostaje nadane stałe pochylenie. Nie jest możliwe żadne dostosowanie do różnej wagi kierowców. Ponadto nie jest uwzględniona szybkość jazdy. Obrócenie układów kierowania w położeniu stacjonarnym spowoduje takie samo pochylenie jak obrócenie układów kierowania przy relatywnie dużej prędkości. Z opisu patentowego EP-A-153521 znany jest pojazd zawierający układ pochylania pojazdu, w którym hydrauliczne ramię jest połączone z zaworem sterującym typu szpulowego. Taki zawór sterujący jest połączony również z wahadłem, które nadaje ruch pochylania aż do zrównania normalnie pionowej osi karoserii pojazdu z wektorem siły ciężkości i przyspieszenia odśrodkowego. Układ pochylania tego typu jest stosunkowo złożony, posiada pewne opóźnienie i może być podatny na wadliwe działanie w przypadku ograniczenia ruchu wahadłowego wahadła.

Celem obecnego wynalazku jest dostarczenie pojazdu z co najmniej trzema kołami, w którym uzyskuje się pochylenie pojazdu lub sekcji pojazdu wewnętrznie do łuku zakrętu przy zapewnieniu dobrej stabilności we wszystkich warunkach prowadzenia, zwłaszcza przy szybkościach większych od normalnie występujących podczas wprowadzania pojazdu na parking, lub wyprowadzania z parkingu.

Pojazd z co najmniej trzema kołami, według wynalazku, zawiera co najmniej dwa koła rozmieszczone po każdej stronie środka ciężkości względem wzdłużnej osi pojazdu, z których co najmniej jedno jest sterowanym kołem, które jest zamocowane skrętnie w przeciwległych kierunkach. Pojazd zawiera co najmniej jedną sekcję wychylną wokół wzdłużnej osi pojazdu, do której jest dołączone sterowane koło, przy czym wychylna sekcja zawiera element kontrolny połączony ze sterowanym kołem i nadającym mu kierunek oraz jest połączona ze wspomaganym zespołem przechylającym obracającym wychylną sekcję pojazdu wokół wzdłużnej osi pojazdu.

Pojazd według wynalazku charakteryzuje się tym, że jest on samostabilizujący i zawiera połączony bezpośrednio ze sterowanym kołem miernik wielkości i kierunku obciążenia wywieranego na sterowane koło, przy czym czujnik jest połączony z zespołem przechylającym dostosowanym do wychylania w zależności od wskazań miernika.

Miernik zawiera zespół przechylający, za pośrednictwem którego element kontrolny jest połączony ze sterowanym kołem, przy czym zespół przechylający jest dostosowany do obrotu w kierunku i o wielkości zależnej od kierunku i wielkości obciążenia sterowanego koła.

Co najmniej jedno sterowane koło jest połączone z wychylną sekcją pojazdu. Korzystnie sterowane koło posiada kółko samonastawne.

Element kontrolny ma postać koła kierownicy lub drążka kierowniczego zamontowanych obrotowo wokół kolumny kierownicy. Element kontrolny jest zamontowany ruchomo od jego neutralnego położenia odpowiadającego jeździe pojazdu po linii prostej i jest dostosowany do obrotu przeciwko działaniu siły przywracającej wytwarzanej przez wspomagany zespół przechylający.

177 035

Zespół przechylający miernika ma na obwodzie spłaszczenia, które są usytuowane obwodowo i są umieszczone w pewnej odległości od siebie, przy czym pierwsze spłaszczenie rozciąga się na większej odległości w kierunku obwodowym niż drugie spłaszczenie, a wokół zespołu przechylającego, w ustalonych względem siebie położeniach, są rozmieszczone otwory, z których jedne stanowią zestyki włączające pierwsze i drugie, a inne zestyki zawierające, a zespół przechylający jest zamontowany obrotowo wokół swej wzdłużnej osi względem otworów. Otwory i spłaszczenia są tak rozmieszczone względem siebie, że drugie spłaszczenie styka się z otworem będącym zestykiem zwierającym i z otworem będącym zestykiem włączającym pierwszym lub drugim, a pierwsze spłaszczenie styka się z otworem będącym zestykiem włączającym pierwszym i drugim i przy styku pierwszego spłaszczenia z otworami będącymi zestykami włączającymi pierwszym i drugim, drugie spłaszczenie jest połączone z otworem będącym zestykiem zwierającym. Miernik jest miernikiem zależnym od szybkości pojazdu.

W innym wariancie pojazdu, pomiędzy elementem kontrolnym i sterowanym kołem jest umieszczony dodatkowy miernik pomiaru obciążenia, sterujący zmianą kierunku sterowanego koła, przy czym dodatkowy miernik jest połączony ze wspomaganym zespołem napędowym do zmniejszenia wymaganego obciążenia elementu kontrolnego oraz jest miernikiem czułym na zmniejszenie prędkości pojazdu.

Wychylna sekcja zawiera-dwa połączone ze sobą siłowniki zajmujące określone położenie w położeniu neutralnym wychylnej sekcji, przy czym siłowniki są zamontowane niezależnie od siebie ruchomo do drugiego określonego położenia odchylonego w jednym lub w drugim kierunku od neutralnego położenia wychylnej sekcji.

Siłowniki są siłownikami dwustronnego działania i są połączone ze sobą w jednym końcu z zachowaniem stałego wzajemnego rozstawienia, zaś drugie końce siłowników są połączone z wychylną sekcją i z niewychylną sekcją w pewnej odległości od osi pojazdu. Koła napędzane są połączone ze wspólną osią obrotu poprzez mechanizm różnicowy. Pomiędzy sterowanym kołem i elementem kontrolnym w obwód sterowania jest włączony miernik położenia, określający siłę kierowania wywieraną na element kontrolny w zależności od ruchu elementu kontrolnego i/lub szybkości pochylania lub prostowania w zależności od promienia łuku na zakręcie.

Wychylna sekcja zawiera prostoliniowy pierwszy element prowadzący usytuowany w kierunku prostopadłym do wzdłużnej osi pojazdu, przy czym położenie elementu prowadzącego jest nastawne wokół osi zasadniczo równoległej do wzdłużnej osi pojazdu. W tym wariancie korzystnie pierwszy element prowadzący ma postać szczeliny usytuowanej w członie obrotowym, który jest zamocowany obrotowo wokół osi równoległej do wzdłużnej osi pojazdu względem niewychylnej sekcji pojazdu. Człon obrotowy jest zamontowany obrotowo względem przedniego drążka kierowniczego i tylnego drążka kierowniczego, a w pewnej odległości od członu obrotowego w kierunku wzdłużnym pojazdu jest usytuowany drugi element prowadzący, który jest pionowy względem pierwszego elementu prowadzącego w neutralnym położeniu pojazdu, przy czym w drugim elemencie prowadzącym jest usytuowany prowadzony w nim element belkowy.

W innym wariancie wynalazku, niewychylną sekcja pojazdu zawiera napędowy zespół wspomagający przeciwdziałający momentowi obrotowemu oddziaływującemu na niewychylną sekcję pojazdu przy czym napędowy zespół wspomagający jest dostosowany do wytwarzania momentu obrotowego w kierunku przeciwnym i korzystnie o tej samej wartości, jak moment reakcji niewychylnej sekcji na moment obrotowy wytwarzany przez mechanizm wychylny dla uzyskania ruchu wychylenia wychylnej sekcji pojazdu. Napędowy zespół wspomagający zawiera sterowany element napędowy połączony z kołami niewychylnej sekcji i _połączony z niewychylną sekcją ustawiony do wytwarzania siły pochylającej niewychylną sekcję względem kół.

Napędowy zespół wspomagający posiada obudowę z wylotami, a w obudowie jest umieszczony korpus za pomocą którego wyloty są selektywnie połączone lub rozłączone, przy czym korpus posiada pierwszy koniec połączony z zespołem wytwarzającym pierwszy sygnał proporcjonalny do momentu kierowania wywieranego na koło kerownicy i powierzchnię,

177 035 połączoną, zależnie od położenia wlotów, z zespołem wytwarzającym drugi sygnał określający wraz z pierwszym sygnałem położenie równowagi korpusu, przy czym powierzchnia jest połączona z określającą położenie równowagi elementu, a zespół wytwarzający drugi sygnał jest połączony poprzez powierzchnię z zespołem napędowym wytwarzającym przeciwstawny moment obrotowy.

W pojeździe według wynalazku mierzona jest siła kierowania lub moment kierowania, ponieważ ustalono, że te parametry obciążenia dają najlepsze wyniki. Siła lub moment obrotowy tego typu występują automatycznie gdy koło sterowane w danym kierunku posiada pewien element oporowy, natomiast kąt pochylenia nie odpowiada prędkości jazdy i promieniowi łuku przewidywanym w wyniku obrócenia koła kierownicy. Wykorzystując tę wiedzę można kontrolować stopień pochylenia poprzez pomiar wspomnianej siły lub momentu obrotowego. W porównaniu z na przykład znanym wykorzystaniem czujników przyspieszenia dzięki obecnemu wynalazkowi uzyskiwane są szczególnie naturalne i bezpośrednie charakterystyki, przez co pojazd może być również prowadzony przez osoby niedoświadczone.

Zastosowanie równocześnie wychylnego koła sterowanego w danym kierunku upraszcza układ sterowania. Dzięki takiemu układowi dość łatwo jest uzyskać równowagę dla każdego pochylonego położenia, ponieważ w każdym położeniu równowagi dla ruchu pochylenia obciążenie pochylania będzie zerowe, lub zasadniczo zerowe. Zatem, na początku pokonywania zakrętu, w wyniku występowania tu równocześnie przechylanego koła sterowanego w danym kierunku, obciążenie dla kierowania będzie początkowo najwyższe, po czym będzie stopniowo maleć w miarę zbliżenia się do położenia równowagi pochylenia podczas podążania pojazdu po żądanym łuku. Poprzez właściwe dobranie wielkości układu sterowania można uzyskać krótki czas, jaki upływa pomiędzy początkiem pokonywania zakrętu i uzyskaniem położenia równowagi pochylenia, dzięki czemu może być uzyskana charakterystyka odpowiadająca osiągom nowoczesnych motocykli.

Zastosowanie czujnika położenia umożliwia proporcjonalne uzależnienie szybkości pochylania od ruchu koła kierownicy. Przykładowo, szybkość pochylania jest wtedy tym mniejsza, im większe wystąpi nachylenie względem pionu. Ponadto dzięki takim środkom może być uzyskana zmiana siły kierowania proporcjonalna do ruchu koła kierownicy, w związku z czym pokonywanie ostrzejszych zakrętów będzie wymagało większej siły kierowania. Możliwyjest oprócz tego również tym szybszy powrót do pionowego położenia, im większe występuje pochylenie od pionowego położenia.

Korzystne jest, aby w pochylonym położeniu równowagi była wywierana w sposób ciągły mała siła przywracająca, przez co moment lub siła mogą być wywierane na koło kierownicy w sposób ciągły. Po zwolnieniu koła kierownicy pojazd będzie wtedy automatycznie poszukiwał neutralnego położenia dojazdy po linii prostej. Przestawienie tego typu może być uzyskane przykładowo poprzez właściwe ustawienie elementów łącznikowych, oraz wyzwalanie zestyków i połączeń zwiemych, w połączeniu na przykład ze skrętem elementu składowego.

Działanie układu sterowania według tego wynalazku może być uzależnione od szybkości, przez co układ ten jest zupełnie nieczynny przy wjeździe lub wyjeździe z parkingu, oraz przy innych manewrach przy jeździe z małą szybkością. Ponadto, pomiędzy kołem kierownicy i kołem sterowanym w danym kierunku może być zastosowany znany układ wspomagania kierownicy, który jest podobnie sterowany w zależności od prędkości, jak ma to często miejsce.

W celu wykonania ruchu pochylania, zwłaszcza w przypadku gdy jedna sekcja pojazdu jest wychylna względem sekcji pojazdu o niezmiennym położeniu, korzystne jest zastosowanie co najmniej jednego zestawu elementów napędowych, które zajmują graniczne położenie gdy pojazd znajduje się w położeniu neutralnym (pionowym). Takie neutralne położenie może być w taki sposób łatwo uzyskane, a elementy napędowe nie wymagają w tym celu specjalnych ustawień. Pochylenie z neutralnego położenia może być osiągnięte przez uruchomienie tego lub innego elementu napędowego przy wykorzystaniu przykładowo zestawu siłowników dwustronnego działania.

177 035

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 schematycznie przedstawia trójkołowy pojazd według wynalazku, ukazany w rzucie perspektywicznym; fig. 2a do 2c przedstawiają mechanizm pochylania stosowany w pojeździe z fig. 1, ukazany bardziej szczegółowo; fig. 3a przedstawia schemat układu hydraulicznego, jaki korzystnie jest zastosowany w mechanizmie pochylania pojazdu z fig. 2a-2c; fig. 3b - część fig. 3a w drugim położeniu; fig. 3c - część fig. 3a w trzecim położeniu; fig. 3d - szczegół z fig. 3b w alternatywnym przykładzie wykonania; fig. 4 - miernik momentu obrotowego ukazany w rzucie bocznym z częściowym przekrojem; fig. 5 - część pojazdu wyposażonego w mechanizm według wynalazku, ukazany w rzucie z góry z częściowym przekrojem; fig. 6 - przekrój wzdłuż linii VI-VI na fig. 1; fig. 7 - przekrój wzdłuż linii VII-VII na fig. 1; fig. 8 - przekrój wzdłuż linii VIII-VIII na fig. 1; fig. 9 - przekrój wzdłuż linii IX-IX na fig. 1, pojazdu w pierwszym położeniu; fig. 10 - rzut odpowiadający fig. 9, pojazdu w drugim położeniu; fig. 11 - pojazd z fig. 1 zgodnie z alternatywnym przykładem wykonania wynalazku, widziany w rzucie tylnym; fig. 12 - schemat układu hydraulicznego, zastosowanego w alternatywnym przykładzie wykonania pojazdu pokazanym na fig. 11; fig. 13 szczegół XIII z fig. 12 w przekroju poprzecznym.

Trójkołowy pojazd 1 schematycznie przedstawiony na fig. 1 ma dwa umieszczone z tyłu koła 2, które są rozmieszczone współosiowo w pewnej odległości po obu stronach wzdłużnej osi pojazdu 1 oraz pojedyncze, centralnie umieszczone z przodu sterowane koło 3. Oba tylne koła 2 są napędzane przez silnik spalinowy. Zespół napędowy 4, którym korzystnie jest konwencjonalny silnik spalinowy, jest umieszczony pomiędzy kołami tylnymi 2, a jego położenie jest schematycznie pokazane na fig. 2a. Jak pokazano na fig. 1, sterowane koło 3 jest zamocowane do sekcji wychylnej 9, w tym przypadku przedniej, poprzez widelec przedni 5, który obraca się wokół osi 11 leżącej w płaszczyźnie pionowej. Widelec przedni 5 jest tak skierowany, że patrząc w kierunku ruchu osi 11 sięga podłoża w punkcie 43, który leży przed punktem styku 42 sterowanego koła 3 z podłożem. Pomiędzy kołem kierownicy 6 i widelcem przednim 5 zastosowany jest łącznik, który zawiera miernik 7 wyznaczający moment obrotowy kierowania lub siłę kierowania. Koło kierownicy 6 może być połączone bezpośrednio z widelcem 5, jak na przykład w przypadku zwykłego roweru. Opcjonalnie, łącznik stanowi przekładnia, w postaci na przykład drążków sterowniczych, linek cięgnowych i tym podobnych (nie pokazano). Łącznik może również przyjmować postać układu hydraulicznego lub elektrycznego. Rodzaj miernika 7 jest uzależniony od dobranego łącznika. Przykładowo, miernik 7 do mierzenia momentu obrotowego jest zbudowany jak przedstawiono bardziej szczegółowo na fig. 3a-3c. Kierowca zajmuje miejsce za kołem kierownicy 6 na siedzeniu 8. Pojazd 1 przedstawiony na fig. 1 posiada wychylną sekcję 9, w tym przypadku przedniej, i nie wychylną sekcję 10, w tym przypadku tylną, które mogą się przechylać względem siebie wokół wzdłużnej osi pojazdu 1. Sterowane koło 3, widelec przedni 5, koło kierownicy 6, miernik 7 oraz siedzenie 8 są umieszczone w wychylnej sekcji 9. Oba koła 2 oraz zespół napędowy 4 są umieszczone w niewychylnej sekcji 10. Oba koła 2 są napędowo sprzężone poprzez konwencjonalny mechanizm różnicowy jedno z drugim, oraz z zespołem napędowym 4.

W innym przykładzie wykonania zespół napędowy może być umieszczony wewnątrz wychylnej sekcji 9. Sterowane koło 3 korzystnie jest połączone z pojazdem 1 poprzez sterowaną piastę.

Jak pokazano bardziej szczegółowo na fig. 2 do tyłu z wychylnej sekcji 9 wystaje rura wychylną 21, która biegnie wzdłuż spodniej strony wychylnej sekcji 9. Rura wychylną 21 niekoniecznie musi się przemieszczać poziomo. Oś symetrii rury wychylnej 21 pokrywa się z wzdłużną osią pojazdu 1. Rura wychylną 21 jest osadzona obrotowo wokół swej osi symetrii w tulei łożyskowej (nie pokazano) w zespole napędowym 4 w niewychylnej sekcji 10 pojazdu 1. Dzięki obrotowemu łożyskowaniu rury wychylnej 21 wychylną sekcja 9 przechyla się w lewo i w prawo wokół centralnej osi wzdłużnej pojazdu 1, podczas gdy niewychylna sekcja 10 pozostajew niezmienionym położeniu. Podczas pochylania wychylnej sekcji 9 sterowane koło 3 przechyla się równocześnie w tym samym kierunku.

177 035

Dla określenia stopnia przechyłu, zgodnie z wynalazkiem, mierzony jest ruch kierownicy, lub siła kierowania, bądź moment obrotowy kierowania, jak wyjaśniono bardziej szczegółowo w odniesieniu do fig. 3a-3d. Samo przechylenie może być uzyskane za pomocą mechanizmu przechylania, jak pokazano -szczegółowo na fig. 2a-2c. Mechanizm przechylania zawiera zespół dwóch siłowników pierwszego 22 i drugiego 22' dwustronnego działania. Swobodny koniec pierwszego tłoczyska 23 jest wychylnie połączony ze stałym zaczepem mocującym 24 na zespole napędowym 4. Swobodny koniec drugiego tłoczyska 23' jest wychylnie połączony w pewnej odległości od osi symetrii rury wychylnej 21 do zaczepu mocującego 25, który wystaje z rury wychylnej 21. W drugim końcu siłowniki pierwszy 22 i drugi 22' są wychylnie połączone ze sobą, oraz z prętem łączącym 26, którego drugi koniec jest wychylnie połączony z następnym zaczepem mocującym 27 na niewychylnej sekcji 1θ lub wychylnej sekcji 9. W przedstawionym przykładzie wykonania zaczep mocujący 27 jest usytuowany na zespole napędowym 4. Pierwszy siłownik 22 i drugi 22' ma otwory pierwszy 28 i drugi 29, a drugi siłownik 22 ma otwory pierwszy 28' i drugi 29' do dołączania układu hydraulicznego, jak pokazano na fig. 2 i 3. Pierwszy otwór 28 pierwszego siłownika 22 jest bezpośrednio połączony z drugim otworem 29' drugiego siłownika 22'. Pierwszy otwór 28' drugiego siłownika 22 jest bezpośrednio połączony z drugim otworem 29 pierwszego siłownika 22. W wyniku tego pomiędzy miernikiem 7 mierzącym moment obrotowy i zespołem siłowników 22, 22' biegną nie więcej niż dwa przewody. Jednakże otwory 28, 28', 29, 29' nie muszą być tak łączone jak pokazano i pomiędzy miernikiem 7 i zespołem siłowników 22, 22' mogą być poprowadzone więcej niż dwa przewody. Jeżeli ciśnienie w pierwszym otworze 28 pierwszego siłownika 22 jest wyższe niż w jego drugim otworze 29, pojazd 1 przechyla się w prawo. Przechylanie w lewo następuje w sytuacji odwrotnej. Położenie tłoków 30,30' pokazano dla każdego z przypadków na fig. 2b, 2c liniami przerywanymi.

Podczas jazdy wzdłuż linii prostej (fig. 2a) oba tłoczyska 23, 23' znajdują się w położeniu maksymalnego wysunięcia i oba tłoki 30,30' dotykają odnośnych ograniczników (nie pokazano), dla położenia maksymalnego wysunięcia. W takim położeniu wychylna sekcja 9 pojazdu 1 znajduje się w położeniu neutralnym, to znaczy jest pionowa, a koło przednie 3 jest ustawione pionowo i wyrównane w linii prostej z kierunkiem ruchu, przez co jest równoległe do centralnej wzdłużnej osi pojazdu 1, a tym samym równoległe do osi rury wychylnej 21. Położenie takie może być ustawione w sposób pewny i wydatny, ponieważ oba tłoki 30, 30' przyjmują położenie najbardziej wysunięte. Fig. 2b przedstawia sytuację dla pochylenia w prawo podczas jazdy. W tym przypadku tłok 30' drugiego siłownika 22' jest przesunięty, natomiast tłok 30 pierwszego siłownika 22 pozostaje w swym położeniu. Koło przednie 3 jest stosownie do tego obracane w prawo, wokół osi 11. Jednocześnie koło przednie 3 jest pochylone w prawo wraz z wychylną sekcją 9. Na fig. 2 tłok 30' drugiego siłownika 22' jest pokazany w położeniu pełnego wsunięcia. Odpowiada to położeniu maksymalnego przechyłu w prawo. Tłok 30' może zajmować również pośrednie położenia, z odpowiadającymi położeniami pośredniego przechylenia.

Figura 2c przedstawia sytuację, w której niewychylna sekcja 9 jest pochylona w drugą stronę, to znaczy w lewo na rysunku. Tłok 30 pierwszego siłownika 22 jest przesunięty z położenia pełnego wysunięcia przedstawionego na fig. 2a, natomiast tłok 30' drugiego siłownika 22' jest korzystnie utrzymywany w niezmienionym położeniu. Ponownie sterowane koło 3 jest odpowiednio obrócone, to znaczy jest obrócone w lewo.

Neutralne położenie przedstawione na fig. 2a jest samoczynnie uzyskiwane z każdego położenia pochylonego, przykładowo maksymalne ciśnienie hydrauliczne oddziaływuje na obie strony tłoków 30, 30'. W takim przypadku tłoki 30, 30' są automatycznie przemieszczane do położenia pełnego wysunięcia, jak przedstawiono na fig. 2a, ze względu na przeważającą różnicę pola powierzchni po każdej stronie tłoków, co wynika z obecności tłoczysk 23 i 23' po jednej ich stronie. Poprzez wytworzenie różnicy ciśnienia na tłokach 30, 30' z wykorzystaniem otworów 28, 29 i 28', 29' uzyskuje się odpowiadający temu ruch tłoka 30 lub 30' w zależności od kierunku i wielkości siły,

177 035 lub momentu obrotowego kierowania, albo momentu na kole kierownicy 6 oraz kątowego obrócenia sterowanego koła 3 wokół osi 11.

Może być oczywiście zastosowany inny mechanizm przechylny niż pokazano na fig. 2. Przykładowo, zespoły siłowników 22, 22' mogą być zastąpione przez jeden lub więcej silników liniowych dowolnego typu, jak na przykład silniki napędzane elektrycznie lub magnetycznie. Możliwe jest również zastosowanie na przykład obrotowego elementu napędowego, który może być połączony z rurą wychylną 21. Zamiast układu hydraulicznego może być przykładowo zastosowany układ pneumatyczny. Zestaw siłowników 22,22' może być również zastąpiony siłownikiem pojedynczym, którego tłok zajmuje centralne położenie pomiędzy dwoma końcami skoku, gdy wychylna sekcja 9 leży w położeniu neutralnym, to znaczy nie jest przechylona. Jednakże alternatywny przykład wykonania według fig. 2 jest korzystny ze względu na dokładne i pewne ustawienie neutralnego położenia (prostoliniowy kierunek ruchu).

Poniżej omówiono w odniesieniu do fig. 3 i 4 sterowanie hydrauliczne, które jest szczególnie korzystne w połączeniu z alternatywnym przykładem wykonania pokazanym na fig. 2. Figura 4 przedstawia miernik 7 mierzący moment obrotowy kierowania połączony z drążkiem kierowniczym 31. Miernik 7 zawiera zespół obrotowy, który obejmuje cylindryczną obudowę 34, dołączoną w jednym końcu do drążka kierowniczego 31 i dlatego nie obracają się. W obudowę 34 włożony jest wodzik kierowniczy 32, który połączony jest ze swobodnym końcem obudowy 34, przez co nie może się obracać względem drążka kierowniczego 31 i otacza drążek kierowniczy z zachowaniem między nimi odstępu. Na zewnętrznym obwodzie wodzika kierowniczego 32 występuje szereg spłaszczeń 35, 35', 36, 36', jak wyraźniej pokazano na fig. 3d. Jeśli na drążek kierowniczy 31 zostanie wywarty moment obrotowy, drążek ten ulegnie skręceniu, w rezultacie czego obudowa 34 obróci się względem wodzika kierowniczego 32. Fig. 3 przedstawia miernik 7 w przekroju poprzecznym, dostosowany do układu hydraulicznego, który pokazano schematycznie. Na cylindrycznej powierzchni bocznej wodzik kierowniczy 32 posiada dwa zestawy diametralnie przeciwległych spłaszczeń, z których pierwsze spłaszczenia 35,35' są szersze od drugich spłaszczeń 36,36'. W obudowie 34 wykonano osiem otworów 37, prowadzących do wnętrza obudowy 34, w przekroju poprzecznym obudowy 34, przez co są one rozstawione pod równymi kątami na obwodzie. Jak pokazano, najwyższy i najniższy otwór 37 na fig. 3a są połączone z pompą ciśnieniową 38 i akumulatorem ciśnienia 39.

W przedstawionym przykładzie wykonania obudowa 34 i wodzik kierowniczy 32 są symetryczne w przekroju poprzecznym. Opcyjnie możliwy jest układ asymetryczny, w którym akumulator ciśnienia jest połączony z obudową 34 tylko w jednym miejscu, a otwory 28, 29' i odpowiednio 28'- i 29 są połączone wspólnym przewodem z obudową 34.

Oba otwory 37 umieszczone w środkowej płaszczyźnie poziomej na fig. 3a są połączone do przewodu odprowadzającego 40, który opcjonalnie poprzez pośrednią pompę zębatą 41 ma połączenie ze zbiornikiem płynu hydraulicznego 42. Ciśnienie występujące w zbiorniku płynu hydraulicznego 42 jest niższe niż w akumulatorze ciśnienia 39. Pompa zębata 41 obraca się z szybkością proporcjonalną do szybkości pojazdu 1. Im szybciej obraca się pompa zębata 41, tym niższe jest przeciwciśnienie wytwarzane przez pompę pośrednią 41 dla płynu hydraulicznego wypływającego z obudowy 34 i poprzez przewód odprowadzający 40. Przy niższych obrotach pompy zębatej 41 płyn hydrauliczny stawia większy opór, w wyniku czego działanie mechanizmu przechylnego jest odpowiednio powstrzymywane. Jest to korzystne na przykład w przypadku wjeżdżania i wyjeżdżania z miejsca parkowania, cojest związane z dużymi ruchami kierownicy lub dużymi momentami kierowania albo siłami kierowania, gdy pochylenie wychylnej sekcji 9 pojazdu 1 nie jest wymagane, a nawet może przeszkadzać. Zamiast pompy zębatej 41 może być dobrany inny element ograniczający działanie mechanizmu przechylania przy małych prędkościach. Przykładowo, zamiast pompy zębatej 41 korzystnie jest zastosowany sterowany szybkością zawór odcinający, który zamyka się w miarę spadku prędkości.

Pozostałe otwory 37 miernika 7 są połączone z odpowiadającymi otworami w zespole siłowników 22 i 22' (patrz fig. 2).

177 035

Przy pompie zębatej 41 korzystnie stosuje się zawór zwrotny 43, jak pokazano, dla zapobieżenia wzrostowi ciśnienia oraz wytwarzaniu próżni w pompie i w układzie, w konsekwencji oddziaływania pompy zębatej 41.

Układ hydrauliczny przedstawiony na fig. 3 działa w sposób następujący:

Na fig. 3a wodzik kierowniczy 32 znajduje się w położeniu neutralnym wewnątrz obudowy 34, które odpowiada położeniu jazdy pojazdu 1 na wprost. Wyraźnie widać, że spłaszczone części 35 wodzika kierowniczego 32 są wystarczająco duże dla połączenia otworów 28, 28'i 29, 29' z akumulatorem ciśnieniowym 39. W konsekwencji to samo ciśnienie występuje po obu stronach tłoków 30,30' (fig. 2a), przez co tłoki 30,30' znajdują się w położeniu pełnego wysunięcia. Drugie spłaszczenia 36,36' mają tak mały wymiar, że w neutralnym położeniu wodzika kierowniczego 32 są połączone tylko z przewodem odprowadzającym 40. Przewód odprowadzający 40 nie jest połączony poprzez miernik 7 do akumulatora ciśnienia 39.

Przy lekkim obróceniu wodzika kierowniczego 32 (na przykład w prawo, jak przedstawiono na fig. 3b) zachowane jest połączenie pomiędzy otworami 28,28', 29,29' siłowników 22,22' i akumulatorem ciśnienia 39. Jednakże płyn może przepływać obecnie poprzez drugie spłaszczenia 36,36', a zatem wpływać do przewodu odprowadzającego 40. Położenie wodzika kierowniczego 32 względem obudowy 34 w tej sytuacji jest dokładniej pokazane na fig. 3d. W konsekwencji, w położeniu tym występuje przeciek płynu z akumulatora ciśnienia 39 do przewodu odprowadzającego 40. W wyniku tego wzrasta spadek ciśnienia, którego rozmiar zależy od stopnia wypływu cieczy. W ten sposób możliwe jest pewne sterowanie szybkości pochylenia. Przy dalszym obrocie w prawo (fig. 3c) następuje odłączenie otworów 28 i 29 od akumulatora ciśnienia 39. Są one zatem połączone tylko z przewodem odprowadzającym 40, w związku z czym wzrasta spadek ciśnienia w tych przewodach, w wyniku czego tłoki zaczynają się przemieszczać. Wys tępuje pochylenie pojazdu 1.

Różnica ciśnienia na tłoku 30 lub 30' jest wystarczająco duża dla przemieszczenia tego tłoka z położenia przedstawionego na fig. 2a w kierunku położenia przedstawionego na fig. 2c i 2b. Podczas ruchu tłoka 30 lub 30' wodzik kierowniczy 32 powoli obraca się, powracając do położenia przedstawionego na fig. 3b, ponieważ wymagany ruch koła kierownicy e automatycznie maleje w wyniku wzrastającego przechylenia pojazdu. Niezwłocznie po osiągnięciu położenia równowagi przechyłu, które jest związane z warunkami panującymi podczas jazdy po łuku występuje sytuacja przedstawiona na fig. 3b, w której wciąż jest wymagane wprowadzenie małej siły kierowania lub momentu obrotowego kierowania przez koło kierownicy 6. Niezwłocznie po obróceniu koła kierownicy 6 w kierunku przeciwnym, lub po zwolnieniu koła kierownicy 6 wodzik kierowniczy 32 zajmuje położenie przedstawione na fig. 3a, lub jest obracany poza ten punkt w kierunku przeciwnym, przez co tłoki 30, 30' (fig. 2) powrócą do początkowego położenia przedstawionego na fig. 2a.

Przy wdrożeniu wynalazku mogą być oczywiście zastosowane odmienne warianty niż tu opisano i zilustrowano. Na przykład pomiędzy kołem kierownicy 6 i sterowanym kołem 3 korzystnie jest również zastosowany konwencjonalny mechanizm wspomagania układu kierownicy, w celu uzyskania właściwej siły kierowania potrzebnej podczas jazdy, zwłaszcza przy małych prędkościach. Mechanizm taki może być przykładowo połączony z tym samym akumulatorem ciśnienia 39, pompą ciśnieniową 38 i zbiornikiem płynu hydraulicznego 42, jak pokazano na fig. 3a. Może być zastosowany odmienny przykład wykonania miernika momentu kierowania, niż przedstawiono na fig. 3. Przykładowo, możliwe jest również wyposażenie pojazdu w więcej niż jedno koło z bezpośrednim sterowaniem, które porusza się z przechylną sekcją pojazdu. Miernik 7 mierzący moment obrotowy przedstawiony na fig. 3 może być również przydatny dla sterowania elektronicznego. W tym przypadku spłaszczone części 35, 35' i 36, 36' korzystnie są zaprojektowane jako zestyki ślizgowe. Położenia otworów 37 tworzą punkty różnych połączeń elektrycznych ze źródłem zasilania, masą i punktami łączenia dla co najmniej jednego silnika liniowego. Zamiast pomiaru momentu obrotowego korzystnie stosuje się miernik 7 do pomiaru siły. Wykorzystywana jest wtedy siła istniejąca pomiędzy kołem kierownicy i przednimi widełkami. Siła taka jest wprost proporcjonalna do wywieranego momentu obrotowego.' Wewnątrz obudowy

177 035 zaopatrzonej w otwory korzystnie jest umieszczony zawór odcinający, przesuwny w kierunku wzdłużnym drążka kierownicy, zawór ten będzie kontrolował otwieranie i zamykanie otworów w zależności od wywieranej siły kierowania. Zawór odcinający korzystnie jest utrzymany w neutralnym położeniu za pomocą na przykład elementów sprężystych. Na podstawie fig. 3 specjalista z łatwością może wykonać elektronicznie sterowany miernik momentu obrotowego tego typu, w oparciu o swą wiedzę specjalistyczną. Jednakże korzystny jest układ hydrauliczny, który daje większą niezawodność. Taki poziom niezawodności jest istotny, zwłaszcza w samochodach osobowych.

Figura 5 przedstawia część pojazdu 101. Pokazano tu centralną ramę 102, do której zamocowania jest karoseria (nie pokazano), siedzenia, pedały sterowania i tym podobne, w sposób nie pokazany szczegółowo. Rama 102 jest zamontowana na kołach. Na fig. 5 pokazano tylko dwa koła 103. Koła te mogą być także kołami tylnymi. Dla specjalistów będzie oczywistym, że pojazd 101 jest również w sposób jezdny podparty na co najmniej jednym kole tylnym, którego nie pokazano na fig. 5. Może to być jedno koło umieszczone na przykład centralnie, lub dwa koła z rozstawem, który jest porównywalny do rozstawu kół 103. Pojazd 101 może być pojazdem dwu-, lub wieloosiowym. Koła 103 są rozmieszczone na tej samej osi, jak pokazano. Gdy dwa koła są rozmieszczone stosunkowo blisko siebie na tej samej, lub zasadniczo tej samej osi (przykładowo z odstępem między nimi, który nie jest większy od kilku szerokości koła), koła takie należy uznać za jedno koło, w ramach obecnego wynalazku. W istocie ilość kół nie odgrywa roli, dopóki pojazd może być utrzymywany w równowadze przez te koła. A zatem wynika z tego, że musi to być co najmniej pojazd trzykołowy.

Na fig. 5 pokazano również koło kierownicy 104, które jest zamontowane obrotowo wokół kolumny kierowniczej 105. Miernik siły kierowania (nie pokazano) lub miernik momentu (nie pokazano) może być umieszczony na kolumnie kierowniczej 105, lub w każdym innym odpowiednim miejscu. Może to być miernik opisany w odniesieniu do fig. 4. Dane pochodzące z takiego miernika służą do sterowania stopniem pochylenia pojazdu do wewnątrz na łuku. Dane z miernika są transmitowane do tak zwanego mechanizmu pochylenia pojazdu (nie pokazano) za pomocą którego następuje pochylenie sekcji wychylnej ze wspomaganiem mocy (w żądanym kierunku i w żądanym zakresie) względem sekcji niewychylnej. Przykładowo, mechanizm pochylenia pojazdu 101 posiada jeden lub więcej zespołów siłowników hydraulicznych bądź' pneumatycznych, lub innych elementów napędowych, które mogą być wydłużane bądź skracane, lub obrotowych elementów napędowych, w celu uzyskania kontrolowanego, wspomaganego mocą przechylenia dwóch sekcji, jedna względem drugiej. Mechanizm pochylania może być mechanizmem typu pokazanego na fig. 2. W końcu przeciwnym do koła kierownicy 104 na kolumnie kierowniczej 105 znajduje się generalnie typowy mechanizm przełożenia układu kierowniczego dla ruchów bocznych tylnego drążka kierowniczego 106. Znajduje się tu również przedni drążek kierowniczy 107, który jest połączony w konwencjonalny sposób poprzez wychylne łączniki 108 do piasty 109 każdego koła 103. Zespół drążków sterowniczych 106 i 107 oraz łączników 108 tworzy układ kierowania piasty dla kół 103, normalnie stosowany w samochodach osobowych. Fig. 7 pokazuje bardziej szczegółowo, w jaki sposób kolumna kierownicza 105 łączy się poprzez mechanizm przekładni kierownicy 110 na tylnym drążku kierowniczym 106. W tym konkretnym przypadku wybrano zastosowanie konwencjonalnego mechanizmu zapadkowego.

Można zauważyć, zwłaszcza na fig. 5, że rama 102 jest' podparta względem drążków kierowniczych 106 i 107 przez element belkowy 111. Można zauważyć, zwłaszcza według fig. 7, że element belkowy 111 przechodzi poprzez tylny drążek kierowniczy 106 i poprzez przedni drążek kierowniczy 107. Przedni drążek kierowniczy 107 jest zaopatrzony w pionową szczelinę 112. Jak wynika z fig. 9 i 10 tylny drążek sterowniczy 106 jest zaopatrzony w element obrotowy 113 obracający się wokół wzdłużnej osi równoległej do wzdłużnej osi pojazdu (tzn. zgodnie z kierunkiem dwustronnej strzałki A w płaszczyźnie rysunku na fig. 9 i 10). W elemencie obrotowym 113 wykonana jest szczelina 114, w której umieszczono przesuwnie element belkowy 111. Jak pokazano na fig. 6 element belkowy 111 ma okrągły przekrój poprzeczny w miejscu, w którym przechodzi poprzez szczelinę 112.

177 035

Według fig. 9 i 10 element belkowy 111 ma prostokątny przekrój poprzeczny w miejscu, gdzie przechodzi poprzez szczelinę 114. W ten sposób element belkowy 111 może obracać wokół swej wzdłużnej osi względem szczeliny 112, lecz nie może obracać się wokół wzdłużnej osi względem elementu obrotowego 113. Gdy pojazd porusza się w linii prostej (fig. 9) rowek 114 zajmuje położenie poziome. Podczas jazdy po łuku (fig. 10 przedstawia zakręt w prawo) szczelina 114 zajmuje położenie pochylone. Przy ruchu prostoliniowym element belkowy 111 jest centrowany głównie względem osi obrotu elementu obrotowego 113. Element belkowy 111 jest centrowany za pomocą odpowiedniego elementu oporowego na kole przednim 103 względem przykładowo przedniego drążka kierowniczego 107. Przy obracaniu koła kierownicy 104 (w prawo na fig.9) tylny drążek kierowniczy przesuwa się na rysunku w lewo, w związku z czym element belkowy 111 przesuwa się w prawo ze swego centralnego położenia. Wykonywany jest zakręt w prawo. Za pomocą koła kierownicy 104 musi być wytworzona siła pozioma FH, w celu uzyskania żądanego przesuwu tylnego drążka kierowniczego 106 w lewo. Wymaga to przyłożenia momentu obrotowego do koła kierownicy 104, którego wielkość i kierunek mogą być zmierzone przez miernik siły kierowania (nie pokazano), który opisano powyżej, i który przykładowo jest zmontowany na kolumnie kierowniczej 105. Siła pozioma FH wraz z siłą pionową FV (siła reakcji ciężaru) daje wypadkową FR, która jest początkowo skierowana pod kątem do wzdłużnego kierunku szczeliny 114. Mechanizm pochylania pojazdu (niewidoczny) jest sterowany sygnałami z czujnika siły kierowania w celu spowodowania przechyłu sekcji przechylnej 102 pojazdu 101 w prawo wokół osi wzdłużnej. W wyniku tego obrotowy korpus 113 obraca się wokół swej osi; przy kierowaniu w prawo obraca się do położenia równowagi, jak pokazano na fig. 10. W^f wyniku wspomnianego pochylenia wypadkowa siła FR będzie przyjmować położenie wzrastające do prostopadłego względem wzdłużnego kierunku szczeliny 114, w wyniku czego siła kierowania potrzebna na kierownicy 104 zmaleje z tą samą prędkością do zera, z chwilą osiągnięcia pochylonego położenia równowagi. Miernik siły w sposób ciągły zmniejszający siłę kierowania na kole kierownicy 104 odpowiednio kontroluje mechanizm pochylania. Gdy podczas pokonywania łuku o stałym promieniu i ze stałą prędkością (oraz stałym wiatrem i naprężeniami innego pochodzenia) siła kierowania na kole kierownicy 104 zmaleje do zera, mechanizm pochylania pojazdu utrzymuje położenie równowagi pochylenia dla wychylnej sekcji pojazdu. Jeśli rama 102jest podparta w swej części tylnej przez centralnie umieszczone pojedyncze kółko tylne (konfiguracja trójkołowca), takie centralnie umieszczone pojedyncze kółko tylne może być zaprojektowane do pochylania się razem z ramą 102. Jeżeli jest to pojazd na przykład czterokołowy, gdzie tył ramy 102 jest podobnie podparty na dwóch kołach o rozstawie odpowiadającym rozstawowi kół 103, możliwy będzie dobór swobodnie obracanego elementu do zamocowania ramy do kół tylnych, gdzie obracany element będzie się swobodnie obracał wokół osi równoległej do wzdłużnej osi pojazdu 101 względem osi tylnej. Dla specjalistów będą oczywiście widoczne inne rozwiązania. Za pomocą mechanicznego sprzężenia zwrotnego (na przykład opartego na mechanizmie wspomagania kierownicy dla pojazdów) możliwe jest zapewnienie sztucznych środków, aby siła kierowania była stale wywierana na koło kierownicy 104 nawet w położeniu równowagi pochylenia (fig. 10), przez co kierowca będzie odczuwał pokonywanie zakrętu. W tym celu można zastosować na przykład odpowiedni element skrętny w kolumnie kierowniczej 105. Opcjonalnie, możliwe jest zapewnienie, aby wychylna sekcja pojazdu nie wychylała się w pełni do położenia równowagi podczas pokonywania zakrętów. W konsekwencji siły wypadkowa FR nigdy nie będzie całkowicie prostopadła do wzdłużnego kierunku szczeliny 114. W związku z tym kierowca będzie w sposób ciągły wywierał siłę na koło kierownicy 104 nawet przy pokonywaniu zakrętu o stałym promieniu i ze stałą prędkością. Dla specjalistów będzie oczywistym, że uchyb pomiędzy położeniem równowagi pochylenia i rzeczywistym położeniem pochylenia podczas pokonywania zakrętów może zmieniać się krzywoliniowo, przez co przy szybkiej jeździe i pokonywaniu ostrzejszych zakrętów kierowca odczuje sprzężenie zwrotne dostosowane do takich warunków. Taki rodzaj mechanizmu sprzężenia zwrotnego jest szczególnie bezpośredni i nie wymaga zastosowania na przykład elementu sterowanego, który powinien być uruchamiany z zewnątrz, i tym podobnych.

177 035

Figura 8 przedstawia położenie tylnego drążka kierowniczego i przedniego drążka kierowniczego 107 względem piasty 109. Będzie oczywistym, że tylny drążek kierowniczy 106 jest wyrównany z piastą 109 i jest wyrównany z piastą i punktem połączenia opony z nawierzchnią drogową. Potrzebny element oporowy uzyskano przez wykorzystanie przedniego drążka kierowniczego 107.

Podczas przechylania ramy 102 element belkowy 111 przesuwa się w górę i w dół względem szczeliny 112 w przednim drążku kierowniczym 107.

W ten sposób możliwe jest kontrolowanie pochylenia ramy pojazdu 102 wokół osi równoległej do wzdłużnej osi pojazdu 101, jako bezpośredniej funkcji ruchu koła kierownicy 104 lub siły kierowania, w wyniku czego nie występuje dalsza potrzeba zastosowania na przykład mierników przyspieszenia.

Nie ma konieczności sprowadzania elementu obrotowego 113 do płaszczyzny tylnego drążka kierowniczego. Istotnym jest aby, -rama 120 była prowadzona wzdłuż korzystnie prostoliniowej prowadnicy, której powierzchnia może przyjmować położenie poziome lub pochylone względem niewychylnej sekcji pojazdu 101 (drążki kierownicze 106 i 107).

Elementy składowe na fig. 11,12 i 13, które odpowiadają elementom na fig. 1-4 mają te same oznaczenia.

Figura 11 przedstawia szczególnie korzystny przykład wykonania dla niewychylnej sekcji 10 pojazdu 1. W tym przykładzie wykonania ujemny wpływ sprężynowego zawieszenia kół tylnych 2 podczas pochylania wychylnej sekcji 9 pojazdu może być wyraźnie ograniczony, lub nawet wyeliminowany. Jest to możliwe bez konieczności wyboru złożonej konstrukcji dla sprężynowego zawieszenia kół tylnych 2. Ogólne zachowanie się pojazdu 1 może być także poprawione za pomocą przykładu wykonania według fig. 11. Przykład ten jest oparty na założeniu, że zakłócający wpływ zawieszenia sprężynowego kół tylnych 2 na ruch pochylania wychylnej sekcji 9 można zmniejszyć lub wyeliminować poprzez wprowadzenie momentu obrotowego dla kół tylnych 2 za pomocą napędowych środków wspomagających, który będzie przeciwstawiał się normalnej reakcji wytwarzanej przez niewychylną sekcję 10, gdy wychylna sekcja 9 jest wychylona. Taki przeciwstawny moment obrotowy, wytwarzany ze wspomaganiem za pomocą kół tylnych 2, może mieć tę samą wartość,jak moment reakcji. Jednakże w pewnych warunkach nie jest to absolutnie istotne. Przeciwstawny moment obrotowy jest wytwarzany za pomocą elementu napędowego 200, którym w tym przypadku jest zespół siłownika dwustronnego działania. Każde z kół tylnych 2 jest połączone za pomocą ramienia przegubu 201 z elementem napędowym 200. Każde ramię przegubu 201 jest wychylnie połączone w punkcie przegubu 202 do niewychylnej sekcji 10 pojazdu 1. Poprzez wydłużanie lub skracanie elementu napędowego 200 można uzyskać wychylenie ramion przegubu 201 w kierunku przeciwnym wokół odpowiednich punktów przegubu 202 w celu wytworzenia w ten sposób momentu przeciwstawnego. Zawieszenie sprężynowe kół tylnych 2 uzyskano za pomocą sprężynowych elementów tłumiących 203, które mogą być konwencjonalnym rozwiązaniem i przedstawione tu są jedynie schematycznie. Wspomniane elementy tłumiące 203 są połączone po jednej stronie do odnośnego ramienia przegubu 201, oraz do niewychylnej sekcji tylnej 10 pojazdu 1.

Element napędowy 200 jest korzystnie zbudowany w taki sposób, aby działanie elementów tłumiących 203 ulegało zakłócaniu w możliwie najmniejszym stopniu podczas jego uruchamiania. Poza tym element napędowy 200 musi być korzystnie wykonany w taki sposób, aby ruchy kół 2 względem niewychylnej sekcji tylnej 10, w konsekwencji oddziaływania na przykład nierówności nawierzchni drogowej, były powstrzymywane nawet podczas przeważającego występowania przeciwstawnego momentu obrotowego. Z tego wynika, że element napędowy 200 dopuszcza ściskanie lub zwalnianie elementów tłumiących 203 w konsekwencji takich ruchów kół tylnych 2. W tym przypadku korzystne jest zastosowanie siłowrnika hydraulicznego lub pneumatycznego jako elementu napędowego 200 dla przykładu odpowiadającego fig. 12.

Miernik momentu kierowania, lub miernik siły kierowania przedstawiony na fig. 12 jest uproszczonym przykładem alternatywnych przykładów według fig. 3 i 4. Dla specjalistów będzie oczywistym, wjaki sposób miernik 7 siły bądź momentu według fig. 3 lub 4, bądź

177 035 dalsze jego warianty, może być zastosowany w przykładzie wykonania według fig. 12. Miernik 7 jest głównie stosowany do kontrolowania siłownika 22 w mechanizmie pochylania pojazdu 1. Budowa takiego siłownika 22 różni się od przedstawionego na fig. 2. Dla specjalistów będzie oczywistym, w jaki sposób napęd dla mechanizmu pochylania według fig. 2 może być zastosowany w przykładzie wykonania według fig. 12. W przykładzie według fig. 12 zastosowano pojedynczy siłownik 22 dwustronnego działania dla uzyskania pochylenia. Zespół siłownika 22 jest połączony szeregowo z wstępnie naprężonym zespołem napinającym 204, za pomocą którego siłownik 30 wraca do neutralnego środkowego położenia. W przedstawionym alternatywnym przykładzie wykonania zespół napinający 204 jest wykonany z dwóch elementów sprężystych 207, 206, po obu stronach elementu talerzowego 207, który jest połączony za pomocą pręta 208 do zaczepów mocujących 24,25. Oczywiście, możliwe są również alternatywne koncepcje momentów przywracających siłownik 22 mechanizmu pochylania do jego neutralnego, środkowego położenia. Pomiędzy przewodami prowadzącymi do otworów 28, 29 siłownika zastosowany jest element dławiący 209.

W układzie hydraulicznym na fig. 12 zastosowano podobnie element sterujący 210. Taki element sterujący jest pokazany bardziej szczegółowo na fig. 13. Miernik 7 kontroluje położenie elementu sterującego 210 w celu sterowania w ten sposób elementem napędowym 200.

Element sterujący 210 posiada obudowę 212, w której występuje otwór, a w otworze tym porusza się korpus 211 od lewej do prawej i przeciwnie, na tym rysunku. Ruch korpusu 211 jest kontrolowany za pomocą różnicy ciśnienia oddziaływującego na jego końce. Taka różnica ciśnienia jest ustawiana za pomocą przewodów hydraulicznych 213, 214, w sposób odpowiadający wytwarzaniu różnicy ciśnienia za pomocą przewodów doprowadzonych do otworów 28 i 29. Ponadto, korpus 211 posiada na swym obwodzie elementy odcinające 215, z umieszczonym między nimi elementem sterującym 216. W wyniku ruchu korpusu 211 elementy odcinające 215 odsłaniają jeden z otworów wlotowych 217, 218, i jednocześnie zamykają drugi z innych otworów wlotowych 217,218. Otwory wlotowe 217 są połączone do przewodu 219, w którym występuje ciśnienie wytwarzane przez pompę 38. Otwory wlotowe 218 są połączone z przewodem 220, w którym występuje ciśnienie wyraźnie różne od ciśnienia występującego w przewodzie 219 (jest niższe w tym przykładzie wykonania). W zasadzie w przedstawionym przykładzie wykonania w przewodzie 220 nie występuje ciśnienie, ponieważ jest on otwarty do zbiornika oleju 42. Konsekwentnie, w wyniku ruchu korpusu 211 na elemencie sterującym 216 występuje różnica ciśnienia, przez co wytworzona jest siła przeciwstawna do siły wytworzonej na korpusie 211 w wyniku różnicy ciśnienia z przewodów 213 i 214. W każdym z przypadków korpus 211 zajmuje położenie równowagi, w zależności od różnicy ciśnienia wytworzonego w przewodach 213, 214, oraz odpowiednio 219, 220. W wyniku zmiany stosunku pól powierzchni na końcach 221 korpusu 211 do pola powierzchni 222 elementu sterującego 216 możliwe jest, przy założeniu występowania jednego wspólnego źródła ciśnienia (pompa 38 i akumulator ciśnienia 39), ustawienie stopnia przemieszczenia korpusu 211 do położenia równowagi. W ten sposób może być kontrolowany stopień i otwarcie wlotu 217, oraz zamknięcie wlotu 218 i vice wersa. Ponieważ komory po obu stronach elementu sterującego 216 są połączone przez odpowiednie przewody 223, 224 do komór po drugiej stronie tłoka 225 elementu napędowego 200, następuje wytworzenie siły na tłoku 225 pochodzącej z różnicy ciśnienia na końcówkach korpusu 221 i konsekwentnie do tego tłok 225 zajmuje położenie równowagi wynikające z różnicy ciśnień na korpusie 211 i na elemencie sterującym 216. Różnica ciśnienia na końcówkach 221 korpusu 211 jest kontrolowana przez siłę kierowania lub moment kierowania jakie będą wytworzone, za pomocą której podobnie kontrolowany jest stopień pochylenia sekcji przedniej 9 pojazdu 1.

Jeśli prawe koło 2 na fig. 11 napotka na przykład nierówność na powierzchni drogowej i w wyniku tego będzie poddane krótkotrwale działającej sile skierowanej do góry, tłok 225 na fig. 13 będzie początkowo poddany oddziaływaniu' siły skierowanej w lewo na tym rysunku. W następstwie tego wzrośnie ciśnienie w przewodzie 224, w rezultacie czego

177 035 wystąpi różnica ciśnienia na elemencie sterującym 216. Jeśli różnica ciśnienia na końcówkach 221 korpusu 211 pozostaje niezmieniona, korpus 211 przemieści się w kierunku wzdłużnym do nowego położenia równowagi. W ten sposób może być w sposób ciągły utrzymywany przeciwstawny moment obrotowy za pomocą elementu napędowego 200, podczas ruchu pochylania wychylnej sekcji 9 pojazdu 1, i jednocześnie koła 2 mogą naddawać się nieregulamościom powierzchni drogowej 226 w wyniku wystąpienia tłumiącego działania zawieszenia 203.

W drodze przykładu element sterujący 210 może być opisany następująco: gdy moment kierowania jest wywierany na koło kierownicy 6 w celu kierowania pojazdem 1 na zakręcie, wytwarzana jest różnica ciśnienia pomiędzy przewodami 213 i 214 miernika momentu kierowania 7. W wyniku tego korpus 211 przesuwa się ze swego neutralnego położenia, w którym oba wloty 217 są zamknięte, na przykład w prawo na rysunku. Podczas tego ruchu lewy wlot 217 pozostaje zamknięty, a prawy wlot 217 na rysunku jest otwarły. Jednocześnie lewy wlot 218 na rysunku zostaje otwarty, podczas gdy prawy wlot 218 na rysunku jest zamknięty. W wyniku tego ciśnienie oddziaływujące na prawą stronę elementu sterującego 216 będzie wzrastać, przez co ruch korpusu 211 w prawo napotka przeciwdziałanie. Wraz ze wzrostem przemieszczania się korpusu 211 w prawo na rysunku coraz bardziej otwierany jest wlot prawostronny 217 i jednocześnie zamykany jest prawostronny wlot 218, w wyniku czego na prawą stronę elementu sterującego 216 wywierane jest większe przeciwciśnienie. W rezultacie korpus 211 osiągnie położenie równowagi. Ponieważ różnica ciśnienia występująca na elemencie 216 występuje równocześnie na tłoku 225, wystąpi przeciwstawny moment neutralizujący wpływ momentu reakcji na zespole napinającym 203 wytwarzanej przez mechanizm pochylania w niewychylnej sekcji 10, który będzie wytwarzany w tym samym punkcie i czasie za pomocą elementu napędowego 200. W rezultacie pochylenia wychylnej sekcji 9 pojazdu 1 będzie następowało stopniowe zmniejszenie momentu kierowania wywieranego na koło kierownicy 6. Jednocześnie ze zmniejszeniem ruchu pochylenia zmniejsza się również stopniowo różnica ciśnienia na korpusie 211 wywieranego przez przewody 213 i 214, przez co korpus 211 powraca na rysunku w lewo do swego neutralnego położenia, i proporcjonalnie maleje również wytwarzany przez element napędowy 200 moment przeciwstawny.

Oczywiście mogą być zastosowane również inne sposoby wytwarzania przeciwstawnego momentu, który na przykład ma tę samą wielkość lecz przeciwny kierunek do momentu reakcyjnego wytwarzanego przez niewychylną sekcję 10 pojazdu 1 od momentu spowodowanego napędem 22 mechanizmu wychylnego dla wychylenia wychylnej sekcji 9 pojazdu 1. Przykładowo, element sterujący 210 może być zastąpiony odpowiednikiem elektrycznym. Korzystnie w takim układzie występują wymagania, aby koła niewychylnej sekcji 10 mogły w sposób ciągły naddawać się nieregulamościom nawierzchni drogowej 226 bez zmian, nawet, gdy wystąpi przeważający, przeciwstawny moment obrotowy. W związku z tym korzystne jest zbudowanie napędu dla wytwarzania momentu przeciwstawnego w taki sposób, aby możliwe było dociskanie i zwalnianie kół 2 niewychylnej sekcji 10.

Element sterujący 210 nie jest wyłącznie stosowany dla pojazdów, które posiadają wychylna sekcję 9. Zastosowanie w konwencjonalnych pojazdach bez mechanizmu pochylenia jest również możliwe, przykładowo w celu wytworzenia przeciwnego momentu przy pokonywaniu zakrętu w celu utrzymania pojazdu w położeniu poziomym zamiast pochylania go w kierunku zewnętrznym łuku, jak ma to zwykle miejsce w pojazdach trzykołowych, choć w tym przypadku także dociskanie i zwalnianie pojedynczych kół pozostaje możliwe bez ograniczania ich indywidualnego zawieszenia. Mogą być oczywiście wprowadzone dalsze odmiany przykładu wykonania pokazanego na fig. 11-13. Przykładowo, zespół pojedynczego elementu napędowego 200 , za pomocą którego ramiona 201 są napędzane w połączeniu, może być zastąpiony na przykład dwoma zespołami siłowników, które są w takim przypadku połączone na jednej niewychylnej sekcji 10 i na drugiej stronie odnośnego ramienia 201 w celu indywdualnego kontrolowania ramion 201. Fig. 11-13 przedstawiają, w jaki sposób drążek napędowy 230 przechodzi przez obie ścianki boczne 231 cylindra zespołu elementu napędowego 200. Konsekwentnie, tłok 225 ma identyczną powierzchnię

177 035 po obu stronach. Będzie oczywistym dla specjalistów, że mogą być również dobrane inne konstrukcje. Żądany moment może być wytwarzany za pomocą elementu obrotowego zamiast siłownika (tak zwanych napędów liniowych).

Na korpus 211 może być również wywt^i^ana siła na przykład środkami mechanicznymi lub elektromagnetycznymi zamiast różnicy ciśnienia. Mechaniczna metoda może polegać przykładowo na zastosowaniu sprężyny rozciąganej/ściskanej. Korzystnym jest, jeśli ruch korpusu 211 jest kontrolowany raczej na zasadzie siły, niż przemieszczenia.

Wynalazek ten jest zastosowany dla pojazdów trzykołowych, oraz wielokołowych. W przypadku trójkołowca należy uwzględnić rozmieszczenie dwóch kół tylnych w pewnej odległości od siebie względem centralnej wzdłużnej osi, oraz pojedyncze koło umieszczone na centralnej osi. W przypadku pojazdów wielokołowych należy uwzględnić dwa przednie i dwa tylne koła o tym samym zasadniczo rozstawie, jak dla konwencjonalnych samochodów.

Dla pomyślnego działania tego układu nawet przy małych szybkościach jazdy korzystne jest umożliwienie zróżnicowania szybkości obwodowej kół napędowych na promieniu wspólnego łuku zakrętu. W przypadku centralnie napędzanych kół (tylnych) ze wspólnego zespołu napędowego może to być uzyskane za pomocą mechanizmu różnicowego. W szczególnych warunkach zróżnicowanie działania tego typu może być chwilowo zablokowane, czasem stopniowo, np. w zależności od szybkości napędu lub wielkości występującego momentu obrotowego pomiędzy wymienionymi kołami napędowymi.

177 035

Fig-Fb

177 035

Fig - 2c

177 035

Fig - 5k>

*Fig - id fig-ZiL

Fig-4

177 035

109F □ -Ε

103

112	ΐ
	i

109

Fig -7

106

110

Fi g -8

177 035

m 035

Fi g -11

226

Fi □ -1Ξ

231 ^225 ^L200 i

177 035

225 200

177 035

Fig -1

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Pojazd z co najmniej trzema kołami, zawierający co najmniej dwa koła rozmieszczone po każdej stronie środka ciężkości względem wzdłużnej osi pojazdu, z których co najmniej jedno jest sterowanym w danym kierunku kołem, które jest zamocowane skrętnie w przeciwległych kierunkach, oraz zawierający co najmniej jedną sekcję wychylną wokół wzdłużnej osi pojazdu, do której jest dołączone sterowane koło, przy czym wychylna sekcja zawiera element kontrolny połączony ze sterowanym kołem i nadającym mu kierunek oraz jest połączona ze wspomaganym zespołem przechylającym obracającym wychylną sekcję pojazdu wokół wzdłużnej osi pojazdu, znamienny tym, że jest pojazdem samostabilizującym i zawiera połączony bezpośrednio ze sterowanym kołem (3) miernik (7) wielkości i kierunku obciążenia wywieranego na sterowane koło (3), przy czym czujnik (7) jest połączony z zespołem przechylającym dostosowanym do wychylania w zależności od wskazań miernika (7).
2. Pojazd według zastrz. 1, znamienny tym, że miernik (7) zawiera zespół obrotowy, za pośrednictwem którego element kontrolny jest połączony ze sterowanym kołem (3), przy czym zespół obrotowy jest dostosowany do obrotu którego kierunek i wielkość jest miarą wielkości i kierunku obciążenia sterowanego koła (3).
3. Pojazd według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że co najmniej jedno sterowane koło (3) jest połączone z wychylną sekcją (9) pojazdu (1,101).
4. Pojazd według zastrz. 3, znamienny tym, że sterowane koło (3) posiada kółko samonastawne.
5. Pojazd według zastrz. 2, znamienny tym, że element kontrolny ma postać koła kierownicy (6) lub drążka kierowniczego (31) zamontowanych obrotowo wokół kolumny kierownicy.
6. Pojazd według zastrz. 5, znamienny tym, że element kontrolny jest zamontowany ruchomo od jej neutralnego położenia odpowiadającego jeździe pojazdu po linii prostej i jest dostosowany do obrotu przeciwko działaniu siły przywracającej, wytwarzanej przez wspomagany zespół przechylający.
7. Pojazd według zastrz. 2, znamienny tym, że zespół obrotowy miernika (7) ma na obwodzie spłaszczenia (35,35', 36,36'), które są usytuowane obwodowo i są umieszczone w pewnej odległości od siebie, przy czym pierwsze spłaszczenie (35, 35') rozciąga się na większej odległości w kierunku obwodowym niż drugie spłaszczenie (36, 36'), a wokół zespołu obrotowego, w ustalonych względem siebie położeniach, są rozmieszczone otwory (37), z których jedne stanowią zestyki włączające pierwsze i drugie, a inne zestyki zawierające, a zespół obrotowy jest zamontowany obrotowo wokół swej wzdłużnej osi względem otworów (37), zaś otwory (37) i spłaszczenia (35, 35', 36, 36') są tak rozmieszczone względem siebie, że drugie spłaszczenie (36, 36') styka się z otworem (37) będącym zestykiem zawierającym i z otworem (37) będącym zestykiem włączającym pierwszym lub drugim, a pierwsze spłaszczenie (35, 35') styka się z otworem (37) będącym zestykiem włączającym pierwszym i drugim i przy styku pierwszego spłaszczenia (35,35') z otworami (37) będącymi zestykami włączającymi pierwszym i drugim, drugie spłaszczenie (36,36') jest połączone z otworem (37) będącym zestykiem zwierającym.
8. Pojazd według zastrz. 7, znamienny tym, że miernik (7) jest miernikiem zależnym od szybkości pojazdu.
9. Pojazd według zastrz. 1, znamienny tym, że pomiędzy elementem kontrolnym i sterowanym kołem (3) jest umieszczony dodatkowy miernik pomiaru obciążenia, sterujący zmianą kierunku sterowanego koła (3), przy czym dodatkowy miernik jest połączony ze wspomaganym zespołem napędowym do zmniejszenia wymaganego obciążenia elementu kontrolnego, a dodatkowy miernik jest miernikiem czułym na zmniejszenie prędkości pojazdu.

177 035
10. Pojazd według zastrz. 3, znamienny tym, że wychylna sekcja (9) zawiera dwa połączone ze sobą siłowniki (22,·22') zajmujące określone położenie w położeniu neutralnym wychylnej sekcji (9), przy czym siłowniki (22,22') są zamontowane niezależnie od siebie ruchomo do drugiego określonego położenia odchylonego w jednym lub w drugim kierunku od neutralnego położenia wychylnej sekcji (9).
11. Pojazd według zastrz. 10, znamienny tym, że siłowniki (22, 22') są siłownikami dwustronnego działania i są połączone ze sobą w jednym końcu z zachowaniem stałego wzajemnego rozstawienia, zaś drugie końce siłowników (22,22') są połączone z wychylną sekcją (9) i z niewychylną sekcją (10) w pewnej odległości od osi pojazdu.
12. Pojazd według zastrz. 1, znamienny tym, że koła napędzane (2) są połączone ze wspólną osią obrotu poprzez mechanizm różnicowy.
13. Pojazd według zastrz. 9, znamienny tym, że pomiędzy 'sterowanym kołem (3) i elementem kontrolnym w obwód sterowania jest włączony miernik położenia, określający siłę kierowania wywieraną na element kontrolny w zależności od ruchu elementu kontrolnego i/leib szybkości pochylania lub prostowania w zależności od promienia łuku na zakręcie.
14. Pojazd według zastrz. 1, znamienny tym, że wychylna sekcja (9) zawiera prostoliniowy pierwszy element prowadzący usytuowany w kierunku prostopadłym do wzdłużnej osi pojazdu, przy czym położenie elementu prowadzącego jest nastawne wokół osi zasadniczo równoległej do wzdłużnej ósi pojazdu.
15. Pojazd według zastrz. 14, znamienny tym, że pierwszy element prowadzący ma postać szczeliny (114) usytuowanej w członie obrotowym (113), który jest zamocowany obrotowo wokół osi równoległej do wzdłużnej osi pojazdu (101) względem niewychylnej sekcji pojazdu.
16. Pojazd według zastrz. 15, znamienny tym, że człon obrotowy (113) jest zamontowany obrotowo względem przedniego drążka kierowniczego (107) i tylnego drążka kierowniczego (106), a w pewnej odległości od członu obrotowego (113) w kierunku wzdłużnym pojazdu (101) jest usytuowany drugi element prowadzący, który jest pionowy względem pierwszego elementu prowadzącego w neutralnym położeniu pojazdu (101), przy czym w drugim elemencie prowadzącym jest usytuowany prowadzony w nim element belkowy (111).
17. Pojazd według zastrz. 1, znamienny tym, że niewychylną sekcja zawiera napędowy zespół wspomagający przeciwdziałający momentowi obrotowemu oddziaływującemu na niewychylną sekcję (10) pojazdu (1), przy czym napędowy zespół wspomagający jest dostosowany do wytwarzania momentu obrotowego w kierunku przeciwnym i korzystnie o tej samej wartości, jak moment reakcji niewychylnej sekcji (10) na moment obrotowy wytwarzany przez mechanizm wychylny, dla uzyskania ruchu wychylenia wychylnej sekcji (9) pojazdu (1).
18. Pojazd według zastrz. 17, znamienny tym, że napędowy zespół wspomagający zawiera sterowany element napędowy (200) połączony z kołami (2) niewychylnej sekcji (10) i połączony z niewychylną sekcją (10), ustawiony do wytwarzania siły pochylającej niewychylną sekcję (10) względem kół (2).
19. Pojazd według zastrz. 17 albo 18, znamienny tym, że napędowy zespół wspomagający posiada obudowę (212) z wylotami (217,218), a w obudowie (212) jest umieszczony korpus (211) za pomocą którego wyloty (217,218) są selektywnie połączone lub rozłączone, przy czym korpus (211) posiada pierwszy koniec (221)· połączony z zespołem wytwarzającym pierwszy sygnał proporcjonalny do momentu kierowania wywieranego na koło kierownicy (6), i powierzchnię (222), połączoną zależnie od położenia wlotów (217, 218), z zespołem wytwarzającym drugi sygnał określający wraz z pierwszym sygnałem położenie równowagi korpusu (221), przy czym powierzchnia (222) jest połączona z określającą położenie równowagi elementu (211), a zespół wytwarzający drugi sygnał jest połączony poprzez powierzchnię (222) z napędem (200) wytwarzającym przeciwstawny moment obrotowy/.

177 035