RU141700U1

RU141700U1 - STEERING DRIVING STEERING VEHICLE FOR VEHICLE

Info

Publication number: RU141700U1
Application number: RU2014103267/11U
Authority: RU
Inventors: Владимир Васильевич Таршин
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Рулевые системы"
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2014-01-31
Publication date: 2014-06-10

Abstract

1. Рулевой механизм с гидроусилителем для транспортного средства, содержащий картер, выполненный в виде единой детали со сформированными внутри основным и дополнительным цилиндрами, продольные оси которых в проекции на плоскость расположены практически взаимно перпендикулярно, корпус гидроусилителя, соединенный через заднюю крышку с торцевым участком основного цилиндра, регулировочное устройство, выполненное в передней торцевой стенке основного цилиндра с возможностью взаимодействия с предохранительным клапаном поршня, установленного с возможностью перемещения в основном цилиндре и имеющего кинематическую связь с винтом, связанным через торсион гидроусилителя с рулевым валом, также поршень имеет кинематическую связь с валом сошки, размещенным в дополнительном цилиндре, каналы, выполненные в боковой стенке гидрораспределителя и соединенные через каналы задней крышки с каналами основного цилиндра, отличающийся тем, что поршень выполнен диаметром 58÷62 мм при полном ходе его перемещения от 40 до 44 мм, а продольная ось основного цилиндра и ось вала сошки расположены на расстоянии 53÷55 мм друг от друга.2. Рулевой механизм с гидроусилителем для транспортного средства по п.1, отличающийся тем, что гидроусилитель выполнен роторным с корпусом меньших размеров, чем радиальные размеры основного цилиндра.1. Steering mechanism with a hydraulic booster for a vehicle, comprising a crankcase made in the form of a single part with the main and additional cylinders formed inside, the longitudinal axes of which are projected onto a plane almost mutually perpendicularly, the hydraulic booster housing connected through the rear cover to the end section of the main cylinder , an adjustment device made in the front end wall of the main cylinder with the possibility of interaction with the safety valve of the piston is installed with the possibility of movement in the main cylinder and having kinematic connection with a screw connected through the torsion of the hydraulic booster to the steering shaft, the piston also has kinematic connection with the bipod shaft located in the additional cylinder, channels made in the side wall of the valve and connected through channels of the back cover with channels of the main cylinder, characterized in that the piston is made with a diameter of 58 ÷ 62 mm with a full course of its movement from 40 to 44 mm, and the longitudinal axis of the main cylinder and the axis of the bipod shaft are located on and at a distance of 53 ÷ 55 mm from each other. 2. The power steering gear for a vehicle according to claim 1, characterized in that the power steering is made rotary with a housing smaller than the radial dimensions of the main cylinder.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевым механизмам с гидроусилителями, предназначенным для автомобилей.The utility model relates to the field of transport engineering, in particular to steering mechanisms with hydraulic boosters designed for cars.

Предшествующий уровень техникиState of the art

Из уровня техники известен рулевой механизм с гидроусилителем для транспортного средства (ближайший аналог - DE 1655942, МПК B62D 5/06, пуб. 27.05.71), содержащий: картер, выполненный единой цельной деталью и включающий в себя основной и дополнительный цилиндры, продольные оси которых расположены взаимно перпендикулярно и со смещением относительно друг друга; гидрораспределитель; поршень; сошку; вал сошки; регулировочное устройство. Корпус гидрораспределителя закреплен посредством болтов через заднюю крышку основного цилиндра к задней торцевой части последнего. Поршень расположен в основном цилиндре с образованием рабочих камер и имеет кинематическую связь с винтом, связанным через торсион гидрораспределителя с рулевым валом. Упомянутый поршень также имеет кинематическую связь с расположенным в дополнительном цилиндре валом сошки, на нижнем конце которого закреплена упомянутая сошка. Регулировочное устройство выполнено в передней торцевой стенке основного цилиндра с возможностью взаимодействия с предохранительным клапаном поршня. В боковой стенке гидрораспределителя выполнены два канала, соединенные через каналы в задней крышке с каналами основного цилиндра, расположенными параллельно его продольной оси. Один из упомянутых каналов сообщен с первой рабочей камерой, расположенной между передней торцевой стенкой основного цилиндра и поршнем, а второй канал сообщен со второй рабочей камерой, которая расположена со стороны второго торца поршня.The steering gear with a hydraulic booster for a vehicle is known from the prior art (the closest analogue is DE 1655942, IPC B62D 5/06, publ. 05.27.71), comprising: a crankcase made as a single integral part and including a primary and secondary cylinders, longitudinal axes which are mutually perpendicular and offset relative to each other; directional control valve; piston; bipod; bipod shaft; adjusting device. The valve body is bolted through the rear cover of the main cylinder to the rear end of the latter. The piston is located in the main cylinder with the formation of the working chambers and has a kinematic connection with the screw connected through the torsion valve with the steering shaft. The said piston also has a kinematic connection with the bipod shaft located in the additional cylinder, at the lower end of which the bipod is fixed. The adjusting device is made in the front end wall of the main cylinder with the possibility of interaction with the safety valve of the piston. Two channels are made in the side wall of the control valve, connected through channels in the rear cover to the channels of the main cylinder parallel to its longitudinal axis. One of the said channels is in communication with the first working chamber located between the front end wall of the main cylinder and the piston, and the second channel is in communication with the second working chamber, which is located on the side of the second end of the piston.

Вышеописанный рулевой механизм выполняет свою функцию в транспортном средстве, однако в период поворота рулевого колеса в некоторых диапазонах углов его поворота может проявляться замедленная реакция механизма на поворот рулевого колеса из-за недостаточно оптимизированных конструктивно взаимосвязанных параметров механизма, таких как, величина расстояния между продольными осями основного и дополнительного цилиндров, величин диаметра поршня и величина полного хода перемещения поршня.The steering mechanism described above performs its function in a vehicle, however, during the rotation of the steering wheel in some ranges of angles of rotation, a delayed reaction of the mechanism to the rotation of the steering wheel may occur due to insufficiently optimized structurally interconnected parameters of the mechanism, such as the distance between the longitudinal axes of the main and additional cylinders, the diameter of the piston and the magnitude of the full stroke of the piston.

Раскрытие полезной моделиUtility Model Disclosure

Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении надежности управляемости транспортным средством.The technical result achieved by the claimed utility model is to increase the reliability of driving a vehicle.

Указанный технический результат достигается тем, что рулевой механизм с гидроусилителем для транспортного средства содержит картер, выполненный в виде единой детали со сформированными внутри основным и дополнительным цилиндрами, продольные оси которых в проекции на плоскость расположены практически взаимно перпендикулярно, корпус гидроусилителя, соединенный через заднюю крышку с торцевым участком основного цилиндра, регулировочное устройство, выполненное в передней торцевой стенке основного цилиндра с возможностью взаимодействия с предохранительным клапаном поршня, установленного с возможностью перемещения в основном цилиндре и имеющего кинематическую связь с винтом, связанным через торсион гидроусилителя с рулевым валом, также поршень имеет кинематическую связь с валом сошки, размещенным в дополнительном цилиндре, каналы, выполненные в боковой стенке гидрораспределителя и соединенные через каналы задней крышки с каналами основного цилиндра, согласно полезной модели, поршень выполнен диаметром 58÷62 мм при полном ходе его перемещения от 40 до 44 мм, а продольная ось основного цилиндра и ось вала сошки расположены на расстоянии 53÷55 мм друг от друга.The specified technical result is achieved by the fact that the steering mechanism with a hydraulic booster for a vehicle contains a crankcase made in the form of a single part with the main and additional cylinders formed inside, the longitudinal axes of which are projected onto a plane almost mutually perpendicularly, the hydraulic booster housing connected through the back cover to end section of the main cylinder, an adjustment device made in the front end wall of the main cylinder with the possibility of interaction with a safety valve of a piston installed with the possibility of movement in the main cylinder and having kinematic connection with a screw connected through a torsion bar of the hydraulic booster to the steering shaft, the piston also has a kinematic connection with the bipod shaft located in the additional cylinder, channels made in the side wall of the valve and connected through the channels of the back cover with the channels of the main cylinder, according to the utility model, the piston is made with a diameter of 58 ÷ 62 mm with a full course of its movement from 40 to 44 mm, and the longitudinal the axis of the main cylinder and the axis of the bipod shaft are located at a distance of 53 ÷ 55 mm from each other.

Гидроусилитель может быть выполнен роторным с корпусом меньших размеров, чем радиальные размеры основного цилиндра.The hydraulic booster can be made rotary with a housing of smaller dimensions than the radial dimensions of the main cylinder.

Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники по научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках показывает, что совокупность существенных признаков заявляемого решения не известна, следовательно оно соответствует условию патентоспособности «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the prior art in scientific, technical and patent documentation as of the priority date in the main and related sections shows that the set of essential features of the proposed solution is not known, therefore it meets the patentability condition of “novelty”.

Предложенное техническое решение промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».The proposed technical solution is industrially applicable, because can be manufactured industrially, efficiently, feasibly and reproducibly, therefore, meets the patentability condition “industrial applicability”.

Краткое описание поясняющих фигурBrief Description of Explanatory Figures

Фиг. 1 - общий вид предлагаемого рулевого механизма с гидроусилителем (продольный разрез);FIG. 1 is a General view of the proposed steering mechanism with power steering (longitudinal section);

фиг. 2 - схематично изображен рулевой механизм с гидроусилителем (вид сбоку).FIG. 2 - schematically shows the steering mechanism with power steering (side view).

фиг. 3 - схематично изображен рулевой механизм с каналами (вид сбоку).FIG. 3 - schematically shows the steering mechanism with channels (side view).

На фигурах представлены:The figures show:

1 - рулевой механизм;1 - steering gear;

2 - гидрораспределитель;2 - the hydrodistributor;

3 - картер:3 - case:

4 - основной цилиндр;4 - the main cylinder;

5 - дополнительный цилиндр;5 - an additional cylinder;

6 - корпус гидрораспределителя;6 - valve body;

7 - задняя крышка;7 - a back cover;

8 - торцевой участок основного цилиндра8 - end section of the main cylinder

9 - регулировочное устройство;9 - adjusting device;

10 - передняя торцевая стенка основного цилиндра;10 - front end wall of the main cylinder;

11 - крепежные элементы;11 - fasteners;

12 - поршень;12 - a piston;

13 - предохранительный клапан;13 - safety valve;

14 - торцевой выступ;14 - end protrusion;

15 - винт;15 - screw;

16 - шарики;16 - balls;

17 - зубья поршня;17 - the teeth of the piston;

18 - зубья зубчатого сектора;18 - teeth of the gear sector;

19 - вал;19 - shaft;

20 - сошка;20 - bipod;

21 - торсион;21 - torsion bar;

22 - рулевой вал;22 - a steering shaft;

23 - золотник;23 - spool;

24 - втулка управления;24 - control sleeve;

25 - выпускное отверстие;25 - outlet;

26 - впускное отверстие;26 - inlet;

А₁, Б₁, В₁ - каналы гидрораспределителя 2;A ₁ , B ₁ , B ₁ - channels of the control valve 2;

А₂, Б₂, В₂ - каналы задней крышки 7;A ₂ , B ₂ , B ₂ - channels of the back cover 7;

А₃, Б₃, В₃ - каналы основного цилиндра 4;A ₃ , B ₃ , B ₃ - channels of the main cylinder 4;

L - продольная ось основного цилиндра;L is the longitudinal axis of the main cylinder;

N - продольная ось дополнительного цилиндра;N is the longitudinal axis of the additional cylinder;

W - рабочая камера;W - working chamber;

Z - рабочая камера.Z is the working chamber.

Следует понимать, что специалисты в данной области техники смогут предложить другие варианты осуществления полезной модели и что некоторые ее детали можно изменять в различных других аспектах, не выходя за рамки сущности и объема настоящей полезной модели. Соответственно, чертежи и подробное описание рулевого механизма с гидроусилителем для транспортного средства носят иллюстративный, но не ограничительный характер.It should be understood that specialists in the art will be able to offer other options for implementing the utility model and that some of its details can be changed in various other aspects, without going beyond the essence and scope of the present utility model. Accordingly, the drawings and a detailed description of the power steering gear for a vehicle are illustrative, but not restrictive.

Рулевой механизм 1 с гидроусилителем 2 для транспортного средства (см. фиг. 1) содержит: картер 3, выполненный единой цельной деталью и состоящий из основного 4 и дополнительного 5 цилиндров с соответствующими продольными осями «L» и «N», расположенными практически взаимно перпендикулярно и со смещением относительно друг друга; корпус 6 гидроусилителя 2, соединенный через заднюю крышку 7 с торцевым участком 8 основного цилиндра 4; регулировочное устройство 9, установленное в передней торцевой стенке 10 основного цилиндра 2.Steering gear 1 with power steering 2 for a vehicle (see Fig. 1) contains: a crankcase 3 made as a single integral part and consisting of a main 4 and an additional 5 cylinders with corresponding longitudinal axes “L” and “N” located almost mutually perpendicular and with offset relative to each other; power steering housing 6, connected through the back cover 7 to the end section 8 of the main cylinder 4; adjusting device 9 installed in the front end wall 10 of the main cylinder 2.

Вышеупомянутые корпус 6 гидроусилителя 2, задняя крышка 7 и корпус основного цилиндра 4 соединены крепежными элементами 11, в частности болтами (см. фиг. 2).The aforementioned housing 6 of the power steering 2, the rear cover 7 and the housing of the main cylinder 4 are connected by fasteners 11, in particular by bolts (see Fig. 2).

Гидроусилитель 2 выполнен роторным, при этом его корпус 6 выполнен меньших размеров, чем радиальные размеры основного цилиндра 4.The hydraulic booster 2 is made rotary, while its housing 6 is made smaller than the radial dimensions of the main cylinder 4.

В основном цилиндре 4 установлен поршень 12, выполненный с диаметром «D» от 58 до 62 мм, при этом полный ход перемещения поршня 12 составляет от 40 до 44 мм. Рулевым механизмом 1 с гидроусилителем 2 при диаметре В поршня 12 составляющим 58÷62 мм обеспечивается легкость управления транспортным средством, так как усилие, прилагаемое водителем к ободу рулевого колеса при таких параметрах поршня оптимально и в частности не превышает 40 H.In the main cylinder 4, a piston 12 is installed, made with a diameter of "D" from 58 to 62 mm, while the full stroke of the movement of the piston 12 is from 40 to 44 mm. The steering gear 1 with the hydraulic booster 2 with the diameter of the piston 12 component 58 ÷ 62 mm provides ease of control of the vehicle, since the force exerted by the driver to the rim of the steering wheel with such parameters of the piston is optimal and in particular does not exceed 40 H.

В поршне 12 со стороны его переднего торцевого участка установлен шариковый предохранительный клапан 13, выполненный с возможностью взаимодействия с регулировочным устройством 9, если поршень 12 смещается в рабочую камеру «W», и с торцевым выступом 14 винта 15, если поршень 12 смещается в рабочую камеру «Z». Рабочие камеры W и Z расположены с противоположных сторон поршня 12, при этом в нейтральном положении рулевого колеса ход «b», «q» движения поршня 12 в соответствующей рабочей камере «W», «Z» составляет от 20 до 22 мм. В процессе движения автомобиля в зависимости от поворота вправо или влево рулевого колеса, вышеописанный поршень 12, перемещается в одну из вышеописанных рабочих камер «W», «Z». Вышеописанные размеры поршня 12 и рабочих камер «W», «Z» обеспечивают надежность управляемости автомобилем, выраженную в быстром срабатывании поворота колес автомобиля при повороте рулевого колеса.In the piston 12, from the side of its front end portion, a ball safety valve 13 is installed, configured to interact with the adjusting device 9, if the piston 12 is displaced into the working chamber "W", and with the end protrusion 14 of the screw 15, if the piston 12 is displaced into the working chamber "Z". The working chambers W and Z are located on opposite sides of the piston 12, while in the neutral position of the steering wheel the stroke "b", "q" of the movement of the piston 12 in the corresponding working chamber "W", "Z" is from 20 to 22 mm. During the movement of the car, depending on the right or left turn of the steering wheel, the above-described piston 12 moves into one of the above-described working chambers “W”, “Z”. The above-described dimensions of the piston 12 and the working chambers "W", "Z" provide the reliability of the vehicle's driving ability, expressed in the quick response of turning the wheels of the car when turning the steering wheel.

Поршень 12 и винт 15 кинематически связаны друг с другом посредством шариков 16. Поршень 12 снабжен зубьями 17, входящими в зацепление зубьями 17 с зубьями 18 зубчатого сектора вала 19 сошки 20, при этом продольная ось «L» основного цилиндра и ось «N» вала 19 сошки 20 расположены друг от друга на расстоянии «S», величина которого составляет от 53 до 55 мм, что позволяет получить передаточное отношение 1:14,5 механизма, являющее оптимальным для получения требуемого усилия на рулевом колесе и обеспечивающее в совокупности с другими его параметрами достаточную быстроту реакции поворота транспортным средством на поворот руля водителем.The piston 12 and the screw 15 are kinematically connected to each other by means of the balls 16. The piston 12 is provided with teeth 17 that engage teeth 17 with teeth 18 of the gear sector of the shaft 19 of the bipod 20, with the longitudinal axis “L” of the main cylinder and the axis “N” of the shaft 19 bipods 20 are located from each other at a distance of "S", the value of which is from 53 to 55 mm, which allows to obtain a gear ratio of 1: 14.5 mechanism, which is optimal for obtaining the required effort on the steering wheel and providing in conjunction with others sufficient parameters the speed of the vehicle turning response to the steering wheel turning by the driver.

Винт 15 связан через торсион 21 гидрораспределителя 2 с рулевым валом 22, выполненным за одно целое с золотником 23, расположенным внутри втулки управления 24 винтом 15.The screw 15 is connected through a torsion 21 of the control valve 2 to the steering shaft 22, made in one piece with the spool 23 located inside the control sleeve 24 of the screw 15.

В боковой стенке корпуса 6 гидрораспределителя 2 выполнены три канала «А₁», «Б₁», «В₁», соединенные через соответствующие каналы «А₂», «Б₂», «В₂» задней крышки 7 с соответствующими каналами «А₃», «Б₃», «В₃», выполненными в боковой стенке основного цилиндра 4.The side wall of the housing 6 of the control valve 2 are three channels "A _1", "B _1", "B _1", connected through the corresponding channels "A _2", "B _2", "B _2" rear lid 7 with respective channels " A ₃ "," B ₃ "," B ₃ ", made in the side wall of the main cylinder 4.

Канал «Б₃» сообщен с его рабочей камерой «W» основного цилиндра 4 для поршня 12, а каналы «А₃», «В₃» соединены с выпускным 25 и впускным 26 отверстиями соответственно, выполненными в боковой стенке основного цилиндра 4, которые при монтаже рулевого механизма с гидроусилителем на транспортном средстве соединяются с гидробаком и гидронасосом соответственно. Вторая рабочая камера «Z» основного цилиндра 4 для поршня 12 сообщена с гидрораспределителем 2 непосредственно через зазоры подшипников винта 15.Channel "B ₃ " is in communication with its working chamber "W" of the main cylinder 4 for the piston 12, and the channels "A ₃ ", "B ₃ " are connected to the outlet 25 and inlet 26 holes, respectively, made in the side wall of the main cylinder 4, which when mounting the steering gear with a hydraulic booster on a vehicle, they are connected to the hydraulic tank and hydraulic pump, respectively. The second working chamber "Z" of the main cylinder 4 for the piston 12 communicates with the valve 2 directly through the clearances of the bearings of the screw 15.

Рулевой механизм с гидроусилителем работает следующим образом. При повороте рулевого колеса из нейтрального положения вправо или влево, усилие передается на рулевой вал 22 гидроусилителя 2, далее через торсион 21 на винт 15, с помощью шариков 16 которого осуществляется перемещение поршня 12, передающий усилие через зубья 17 на зубья 18 вала 19 сошки 20, вследствие чего упомянутая сошка 20 через рулевые тяги поворачивает управляемые колеса автомобиля. Одновременно, гидрораспределитель 2 подает под давлением рабочую жидкость в рабочую камеру «W» или «Z», в следствие чего, поворот вала 19 сошки 20 осуществляется одновременно от усилия прикладываемого к рулевому колесу и от усилия давления рабочей жидкости на поршень 12.The power steering mechanism operates as follows. When the steering wheel is turned from the neutral position to the right or left, the force is transmitted to the steering shaft 22 of the hydraulic booster 2, then through the torsion 21 to the screw 15, with the help of the balls 16 of which the piston 12 moves, transmitting the force through the teeth 17 to the teeth 18 of the shaft 19 of the bipod 20 as a result of which the mentioned bipod 20 through the steering rods rotates the steered wheels of the car. At the same time, the control valve 2 supplies the working fluid under pressure to the working chamber "W" or "Z", as a result of which, the shaft 19 of the bipod 20 is rotated simultaneously from the force applied to the steering wheel and from the pressure of the working fluid to the piston 12.

Благодаря тому, что рулевому механизму 1 с гидроусилителем 2 присуще соотношение указанных размеров, а именно размера диаметра «Б» его поршня 12 от 58 до 62 мм, перемещения полного хода его поршня 12 от 40 до 44 мм, расположения продольной оси «L» его основного цилиндра и оси «N» вала 19 сошки 20 друг от друга на расстоянии «S», величина которого составляет от 53 до 55 мм, - параметры конструкции рулевого механизма являются оптимальными для транспортного средства с точки зрения легкости управления им, так как усилие, прилагаемое к ободу рулевого колеса оптимально, в частности не превышает 40 H, и с точки зрения эргономики, так как передаточное отношение 14,5:1 при 2,9…3,0 полных оборотов рулевого колеса позволяет сократить время реагирования транспортного средства (управляемых колес) на поворот рулевого колеса водителем через рулевой механизм, а это повышает надежность управляемости транспортным средством.Due to the fact that the steering mechanism 1 with a power steering 2 has an inherent ratio of the indicated dimensions, namely, the diameter size “B” of its piston 12 is from 58 to 62 mm, the full stroke of its piston 12 is from 40 to 44 mm, and its longitudinal axis “L” is the main cylinder and the axis "N" of the shaft 19 of the bipod 20 from each other at a distance "S", the value of which is from 53 to 55 mm, the design parameters of the steering mechanism are optimal for the vehicle in terms of ease of control, since the force attached to the steering wheel rim op imally, in particular, does not exceed 40 H, and from the point of view of ergonomics, since a gear ratio of 14.5: 1 at 2.9 ... 3.0 full revolutions of the steering wheel reduces the response time of the vehicle (steered wheels) to the rotation of the steering wheel the driver through the steering mechanism, and this increases the reliability of the vehicle.

Claims

1. Steering mechanism with a hydraulic booster for a vehicle, comprising a crankcase made in the form of a single part with the main and additional cylinders formed inside, the longitudinal axes of which are projected onto a plane almost mutually perpendicularly, the hydraulic booster housing connected through the rear cover to the end section of the main cylinder , an adjustment device made in the front end wall of the main cylinder with the possibility of interaction with the safety valve of the piston is installed with the possibility of movement in the main cylinder and having kinematic connection with a screw connected through the torsion of the hydraulic booster to the steering shaft, the piston also has kinematic connection with the bipod shaft located in the additional cylinder, channels made in the side wall of the valve and connected through channels of the back cover with channels of the main cylinder, characterized in that the piston is made with a diameter of 58 ÷ 62 mm with a full course of its movement from 40 to 44 mm, and the longitudinal axis of the main cylinder and the axis of the bipod shaft are located on and a distance of 53 ÷ 55 mm from each other.

2. The power steering gear for a vehicle according to claim 1, characterized in that the power steering is made rotary with a housing smaller than the radial dimensions of the main cylinder.