RU2091264C1

RU2091264C1 - Integrated steering mechanism

Info

Publication number: RU2091264C1
Application number: RU95110576A
Authority: RU
Inventors: Л.Л. Гинцбург; В.И. Каплин; В.И. Гнипович; Е.А. Гурфинкель; Л.А. Усов
Original assignee: Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт
Priority date: 1995-06-22
Filing date: 1995-06-22
Publication date: 1997-09-27
Also published as: RU95110576A

Abstract

FIELD: transport engineering; steering mechanisms with built-in steering hydraulic boosters. SUBSTANCE: steering mechanism has housing accommodating piston with toothed rack engaging with gear sector. Piston is connected through ball-and-screw mechanism with screw shaft connected with working fluid spool-type distributor by means of torsion bar. Distributor has manual drive from steering wheel. Screw shaft has section enclosing distributor sleeve on part of its length. Roller thrust bearing is placed between end face of shaft section and housing. Thrust bearing is arranged in recess made in housing. Thrust roller bearing is arranged at opposite end of shaft. Steering mechanism with built-in hydraulic booster of proposed design is compact and has reliable support of shafts. EFFECT: improved reliability of operation. 8 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится колесным транспортным средствам. Оно касается рулевого механизма со встроенным гидроусилителем, т.е. интегрального рулевого механизма. The invention relates to wheeled vehicles. It applies to the steering gear with integrated power steering, i.e. integral steering gear.

Известны различные конструкции рулевых механизмов с встроенным гидроусилителем, образованным в корпусе размещенным внутри него поршнем, имеющим зубчатую рейку для привода связанного с рулевой трапецией зубчатого сектора или шестерни, осуществляемого за счет сообщения полости у поршня через распределитель с источником давления рабочей жидкости путем поворота рулевого вала, выполненного заодно с золотником распределителя и поворачивающего через торсион винтовой вал, связанный с поршнем через шариковинтовую передачу (патент ФРГ N 2637458, кл. B 62 D 5/06, 1978). There are various designs of steering mechanisms with a built-in hydraulic booster formed in the housing by a piston located inside it, having a gear rack for driving a gear sector or gear connected to the steering trapezoid by communicating a cavity at the piston through a distributor with a working fluid pressure source by turning the steering shaft, made at the same time with the spool of the distributor and turning through the torsion a screw shaft connected to the piston through a ball screw transmission (German patent N 2637458 Cl. B 62 D 5/06, 1978).

Одной из проблем, решаемых при создании рулевого механизма с встроенным гидроусилителем является обеспечение восприятия осевых усилий, возникающих на винтовом валу при его взаимодействии с поршнем. Известны подобные рулевые механизмы, в которых винтовой вал выполнен с фланцем, по обе стороны которого установлены роликовые упорные подшипники (патент ФРГ N 2739405, B 62 D 5/06, 1980). Однако, при такой конструкции опор винтового вала увеличивается длина рулевого механизма и требуется сложная поковка этого вала из-за наличия на нем упомянутого фланца. One of the problems to be solved when creating a steering mechanism with a built-in hydraulic booster is to ensure the perception of axial forces arising on the helical shaft during its interaction with the piston. Similar steering mechanisms are known in which the helical shaft is made with a flange, on both sides of which roller thrust bearings are installed (German patent N 2739405, B 62 D 5/06, 1980). However, with this design of the helical shaft supports, the length of the steering mechanism is increased and a complicated forging of this shaft is required due to the presence of said flange.

Известны аналогичные рулевые механизмы, в которых для осевой фракции винтового вала используются упорные роликовые подшипники, размещенные у противоположных его торцев (патент ФРГ N 3714833, кл. B 62 D 5/04, 1983). Однако, в конструкции этих рулевых механизмов диаметр упомянутых подшипников получается мал, эти подшипники имеют ограниченный срок службы. Similar steering mechanisms are known in which thrust roller bearings are used for the axial fraction of a helical shaft located at its opposite ends (German patent N 3714833, class B 62 D 5/04, 1983). However, in the design of these steering gears, the diameter of the mentioned bearings is small, these bearings have a limited service life.

Известен рулевой механизм, содержащий корпус, в котором расположен поршень, разделяющий полости, сообщаемые с источником давления рабочей жидкости, зубчатую рейку, соединенную с поршнем, поворотный ведомый зубчатый элемент, имеющий зацепление с зубчатой рейкой, полый винтовой вал, связанный посредством шариковинтовой передачи с поршнем, распределитель рабочей жидкости, состоящий из гильзы, связанной с распределителем, и поворотного золотника, торсион, расположенный внутри винтового вала и соединенный с этим валом и с золотником распределителя, при этом на концевом участке винтового вала, удаленном от распределителя, закреплен диск, по обе стороны которого в корпусе расположены роликовые упорные подшипники, а противоположный концевой участок вала расположен напротив торца гильзы распределителя (патент США N 4625624, 1986). Однако, указанное выполнение винтового вала увеличивает длину рулевого механизма, что нежелательно. Known steering mechanism comprising a housing in which a piston is located separating cavities in communication with a source of working fluid pressure, a gear rack connected to a piston, a rotary driven gear element engaged with a gear rack, a hollow helical shaft connected by a ball screw to a piston , a fluid distributor consisting of a sleeve connected to the distributor and a rotary valve, a torsion bar located inside the screw shaft and connected to this shaft and to the spool elitelya, wherein the screw shaft in an end portion remote from the distributor, the disc is fastened on both sides of which are arranged in the housing roller thrust bearings, and the opposite end portion of the shaft located opposite the end face of the distributor sleeve (US patent N 4625624, 1986). However, the specified implementation of the helical shaft increases the length of the steering mechanism, which is undesirable.

Решаемой задачей является создание компактного интегрального рулевого механизма с надежными опорами его валов. The task to be solved is the creation of a compact integrated steering gear with reliable bearings of its shafts.

Для решения этой задачи в рулевом механизме, содержащем корпус с размещенным в нем поршнем, разделяющим полости, сообщаемые с источником давления рабочей жидкости, зубчатую рейку, соединенную с поршнем, поворотный ведомый зубчатый элемент, имеющий зацепление с зубчатой рейкой, полый винтовой вал, связанный посредством шариковинтовой передачи с поршнем, распределитель рабочей жидкости, состоящий из гильзы, связанной с распределителем, и поворотного золотника, торсион, расположенный внутри винтового вала и соединенный с этим валом и с золотником распределителя, винтовой вал такого рулевого механизма имеет участок, охватывающий гильзу распределителя на части ее длины, причем между торцем упомянутого участка винтового вала и корпусом установлен первый упорный подшипник качения, а у противоположного конца винтового вала расположен второй упорный подшипник качения. To solve this problem, in a steering mechanism comprising a housing with a piston located therein, separating cavities in communication with a source of working fluid pressure, a gear rack connected to the piston, a rotary driven gear element meshing with the gear rack, a hollow helical shaft connected by ball screw with piston, distributor of working fluid, consisting of a sleeve connected to the distributor, and a rotary valve, a torsion bar located inside the screw shaft and connected to this shaft and to the By means of the distributor, the helical shaft of such a steering mechanism has a section covering the distributor sleeve on a part of its length, and a first thrust roller bearing is installed between the end of the aforementioned section of the screw shaft and the housing, and a second thrust roller bearing is located at the opposite end of the helical shaft.

При таком техническом решении торцевые опоры винтового вала могут быть выполнены значительного диаметра и, следовательно, с большой нагрузочной способностью, обеспечивающей длительный срок их службы, при этом длина винтового вала в совокупности с распределителем за счет совмещения их участков в радиальном направлении получается сравнительно небольшой, чему способствует разнесение опор винтового вала по его концам, благодаря чему каждая из них занимает мало места. With this technical solution, the end supports of the screw shaft can be made of a significant diameter and, therefore, with a large load capacity, ensuring a long service life, while the length of the screw shaft in combination with the distributor due to the combination of their sections in the radial direction is relatively small, which contributes to the spacing of the supports of the screw shaft at its ends, so that each of them takes up little space.

Первый упомянутый упорный подшипник винтового вала может быть размещен в нише, выполненной в корпусе, при этом тела качения упомянутого подшипника расположены напротив отверстий в гильзе распределителя, сообщающих распределитель с ближайшей полостью между поршнем и корпусом. The first mentioned thrust bearing of the helical shaft can be placed in a niche made in the housing, while the rolling bodies of the said bearing are located opposite the holes in the sleeve of the distributor, communicating with the closest cavity between the piston and the housing.

Винтовой вал имеет переходный участок промежуточного диаметра между максимальным диаметром концевого участка, охватывающего гильзу распределителя, и диаметром этого вала на участке шариковинтовой передачи, при этом поршень имеет со стороны распределителя выемку, повторяющую по форме конфигурацию переходного и упомянутого концевого участков винтового вала. The helical shaft has a transition section of an intermediate diameter between the maximum diameter of the end section covering the distributor sleeve and the diameter of this shaft on the ball screw section, while the piston has a recess on the side of the distributor, repeating the shape of the transition and said end sections of the screw shaft.

При таком ступенчатом выполнении винтового вала он получается достаточно прочным, не мешая при этом перемещению вдоль него поршня. With such a stepped execution of the helical shaft, it turns out to be sufficiently strong, without interfering with the movement of the piston along it.

Гильза распределителя в стороне от упомянутого концевого участка винтового вала имеет на торце выступ с продольным пазом, причем она соединена с винтовым валом при помощи штифта, который запрессован в указанный вал на переходном участке и имеет выступающую внутрь этого вала цилиндрическую часть, расположенную в упомянутом продольном пазу. The distributor sleeve, away from the end portion of the screw shaft, has a protrusion with a longitudinal groove at the end, and it is connected to the screw shaft with a pin, which is pressed into the said shaft at the transitional section and has a cylindrical part protruding inside this shaft located in the said longitudinal groove .

Это обеспечивает простое и надежное соединение гильзы распределителя с винтовым валом, удобное при сборке рулевого механизма. This provides a simple and reliable connection of the distributor sleeve to the helical shaft, convenient when assembling the steering gear.

У золотника распределителя имеется расположенный за упомянутым штифтом концевой участок с продольными шлицами, в которых с боковым зазором расположены зубья, выполненные внутри винтового вала. The spool of the distributor has an end section located behind said pin with longitudinal splines, in which teeth with internal clearance are located inside the helical shaft.

Наличие у золотника распределителя упомянутого концевого участка позволяет без увеличения габаритов винтового вала обеспечить при чрезмерной нагрузке на золотник его замыкание с упомянутым валом с целью ограничения угла поворота торсиона во избежание его поломки. The presence of the said end section in the spool of the distributor allows, without increasing the dimensions of the screw shaft, to ensure, when the spool is overloaded, it closes with the said shaft in order to limit the rotation angle of the torsion bar to avoid breaking it.

В винтовом валу около концевого участка золотника распределителя может быть установлена втулка из антифрикционного материала, охватывающая головку торсиона, причем последняя может быть соединена с золотником при помощи штифта, размещенного в золотнике между шлицами и остальной его частью, расположенной в гильзе. A sleeve of antifriction material covering the torsion head can be installed in the screw shaft near the end portion of the spool valve, the latter can be connected to the spool using a pin located in the spool between the slots and the rest of it located in the sleeve.

Наличие упомянутой втулки из указанного материала позволяет предотвратить поломку торсиона при осерадиальной нагрузке золотник, благодаря тому, что она дает возможность исключить перекос золотника и соответственно изгиб торсиона. The presence of the mentioned sleeve of the specified material allows to prevent breakage of the torsion bar at axial load of the spool, due to the fact that it makes it possible to eliminate the bias of the spool and, accordingly, the bending of the torsion bar.

Причем упомянутые штифты могут быть расположены в одной плоскости поперек по отношению друг к другу. Moreover, the said pins can be located in the same plane across with respect to each other.

Гильза распределителя может быть выполнена плавающей в корпусе и в охватывающем гильзу концевом участке винтового вала, при этом в гильзе может быть установлено уплотнительное кольцо, контактирующее с участком винтового вала, охватывающим гильзу, а у торца гильзы по другую ее сторону относительно упомянутой втулки между золотником и корпусом может быть установлен радиальный роликовый подшипник. The dispenser sleeve can be made floating in the housing and in the end portion of the screw shaft enclosing the sleeve, and a sealing ring can be installed in the sleeve in contact with the portion of the screw shaft covering the sleeve, and at the end of the sleeve on the other side of the sleeve between the spool and the housing can be installed radial roller bearing.

Указанный радиальный роликовый подшипник образует надежную опору участка золотника, представляющую собой рулевой вал, а упомянутая втулка совместно с головкой торсиона, винтовым валом, шариковинтовой передачей и поршнем образует другую опору золотника, которая вместе с первой упомянутой опорой четко фиксирует золотник совместно с гильзой относительно винтового вала и корпуса механизма. The specified radial roller bearing forms a reliable support for the spool portion, which is the steering shaft, and the said sleeve together with the torsion head, screw shaft, ball screw and piston forms another spool support, which together with the first mentioned support clearly fixes the spool together with the sleeve relative to the helical shaft and the case of the mechanism.

На фиг. 1 изображен интегральный рулевой механизм (продольный разрез); на фиг. 2 дан разрез по А-А фиг. 1. In FIG. 1 shows an integral steering gear (longitudinal section); in FIG. 2 shows a section along aa of FIG. one.

Рулевой механизм содержит корпус 1, в котором имеется цилиндрическое отверстие 2, закрытое крышками 3 и 4. В отверстии 2 корпуса установлен поршень 5, разделяющий пространство внутри корпуса на полости 6 и 7, сообщаемые с насосом 8 (фиг. 2), являющимся источником давления рабочей жидкости. На поршне 2 (фиг. 1) на части его длины выполнены поперечные зубья, образующие зубчатую рейку 9. С зубчатой рейкой 9 имеет зацепление ведомый зубчатый элемент, представляющий собой зубчатый сектор 10, расположенный на валу 11. От вала 11 имеют рулевой привод управляемые колеса транспортного средства. The steering mechanism includes a housing 1, in which there is a cylindrical hole 2, closed by covers 3 and 4. In the hole 2 of the housing there is a piston 5 that separates the space inside the housing into cavities 6 and 7, in communication with the pump 8 (Fig. 2), which is a pressure source working fluid. On the piston 2 (Fig. 1), transverse teeth are formed on a part of its length, forming a gear rack 9. With a gear rack 9, a driven gear element is engaged, which is a gear sector 10 located on the shaft 11. Steering wheels are steered from the shaft 11 from the shaft 11 vehicle.

Внутри поршня 2 установлен полый винтовой вал 12, связанный с поршнем посредством шариковинтовой передачи 13. Inside the piston 2, a hollow screw shaft 12 is mounted, connected to the piston via a ball screw 13.

Рулевой механизм содержит распределитель рабочей жидкости, состоящий из гильзы 14 и поворотного золотника 15. Передний участок 16 золотника образует рулевой вал, имеющий привод от рулевого колеса (не показан). В средней части золотника на его поверхности имеются лыски 17 (фиг. 2). Внутри золотника 15 имеются центральный осевой канал 18 и пересекающиеся с ним поперечные каналы 19 и 20 (фиг. 1), служащие для слива рабочей жидкости через канал 21, выполненный в корпусе 1. The steering mechanism comprises a working fluid distributor consisting of a sleeve 14 and a rotary valve 15. The front section 16 of the valve forms a steering shaft driven by a steering wheel (not shown). In the middle part of the spool on its surface there are flats 17 (Fig. 2). Inside the spool 15 there is a central axial channel 18 and the transverse channels 19 and 20 intersecting with it (Fig. 1), which serve to drain the working fluid through the channel 21, made in the housing 1.

В гильзе распределителя имеются отверстие 22 (фиг. 2) для подачи рабочей жидкости под давлением от насоса 8 к распределителю через канал 23 (фиг. 1) в корпусе, отверстие 24 (фиг. 2) для подачи рабочей жидкости через канал 25 в корпусе в полость 6 слева от поршня 5 и отверстие 26 для подачи рабочей жидкости в полость 7 справа от поршня 5 (фиг. 1). In the sleeve of the distributor there is an opening 22 (Fig. 2) for supplying the working fluid under pressure from the pump 8 to the distributor through the channel 23 (Fig. 1) in the housing, an opening 24 (Fig. 2) for supplying the working fluid through the channel 25 in the housing the cavity 6 to the left of the piston 5 and the hole 26 for supplying the working fluid to the cavity 7 to the right of the piston 5 (Fig. 1).

В золотнике 15 размещена головка 27 торсиона 28, соединенная с золотником при помощи штифта 29. Другой конец торсиона 28 с помощью штифта 30 соединен с винтовым валом 12. У золотника 15 за штифтом 29 имеется концевой участок 31 с продольными шлицами 32, в которых с боковым зазором расположены зубья 33, выполненные внутри винтового вала. Они служат для ограничения закрутки торсиона 28 во избежание его поломки при повороте золотника 15 относительно винтового вала 12. Около упомянутого концевого участка 31 золотника в винтовом валу запрессована втулка 34 из антифрикционного материала, охватывающая головку 27 торсиона. Эта втулка 34 образует одну из радиальных опор золотника 15. Другая его радиальная опора образована радиальным роликовым подшипником 35, установленным в крышке 4 корпуса у торца гильзы 14. The spool 15 has a head 27 of the torsion bar 28 connected to the spool by means of a pin 29. The other end of the torsion bar 28 is connected to the screw shaft 12 by means of a pin 30. At the spool 15 there is an end section 31 with a pin 31 along the longitudinal slots 32, in which there are lateral the gap is located teeth 33, made inside a helical shaft. They serve to limit the twist of the torsion bar 28 in order to prevent its breakage when the spool 15 is rotated relative to the helical shaft 12. Near the mentioned end portion 31 of the spool in the screw shaft, a sleeve 34 of antifriction material is pressed around the torsion head 27. This sleeve 34 forms one of the radial bearings of the spool 15. Its other radial bearing is formed by a radial roller bearing 35 mounted in the housing cover 4 at the end of the sleeve 14.

Винтовой вал 12 имеет участок 36, охватывающий гильзу 14 распределителя на части ее длины. Между торцем упомянутого участка 36 винтового вала и крышкой 4 корпуса установлен первый упорный подшипник качения 37, который является роликовым подшипником. Этот подшипник 37 размещен в нише, выполненной в крышке 4 корпуса. При этом тела качения подшипника 37 расположены напротив отверстий 26 в гильзе 14, сообщающихся распределитель с полостью 7 справа от поршня 5 через пространство между телами качения подшипника 37. The helical shaft 12 has a section 36, covering the sleeve 14 of the distributor in part of its length. Between the end of the aforementioned section of the screw shaft 36 and the housing cover 4, a first axial rolling bearing 37 is installed, which is a roller bearing. This bearing 37 is placed in a recess made in the cover 4 of the housing. In this case, the rolling bodies of the bearing 37 are located opposite the holes 26 in the sleeve 14 communicating with the cavity 7 to the right of the piston 5 through the space between the rolling bodies of the bearing 37.

У противоположного конца винтового вала 12 расположен второй упорный подшипник качения 38, который тоже является роликовым. Этот подшипник состоит из шайбы, установленной на валу 12, роликовых тел качения и опорного кольца, размещенного в крышке 3. At the opposite end of the helical shaft 12 is a second thrust roller bearing 38, which is also roller. This bearing consists of a washer mounted on the shaft 12, roller rolling bodies and a support ring located in the cover 3.

Винтовой вал 12 имеет переходный участок 39 промежуточного диаметра между максимальным диаметром концевого участка 36, охватывающего гильзу 14, и диаметром этого вала на участке шариковинтовой передачи 13. В вал 12 на переходном участке 39 запрессован штифт 40, имеющий выступающий внутрь вала 12 участок, находящийся в продольном пазу, выполненном в выступе 41, расположенном на торце гильзы 14. Причем штифты 40 и 29 расположены в одной плоскости поперек по отношению друг к другу. Штифт 40 служит для обеспечения связи в окружном направлении между гильзой 14 и валом 12, т.е. для осуществления поворота гильзы распределителя при повороте золотника 15. The helical shaft 12 has a transition section 39 of an intermediate diameter between the maximum diameter of the end section 36 covering the sleeve 14 and the diameter of this shaft on the ball screw section 13. A pin 40 is pressed into the shaft 12 on the transition section 39, having a section protruding inside the shaft 12 located in a longitudinal groove made in the protrusion 41 located on the end face of the sleeve 14. Moreover, the pins 40 and 29 are located in the same plane across from each other. The pin 40 serves to provide communication in the circumferential direction between the sleeve 14 and the shaft 12, i.e. for the implementation of the rotation of the sleeve of the distributor when turning the spool 15.

Гильза 14 выполнена плавающей в крышке 4 корпуса и в охватывающем гильзу концевом участке 36 винтового вала 12. При этом в гильзе 14 установлено уплотнительное кольцо 42, контактирующее с участком 36 вала 12, охватывающим гильзу. The sleeve 14 is made floating in the cover 4 of the housing and covering the sleeve end portion 36 of the screw shaft 12. At the same time, a sealing ring 42 is installed in the sleeve 14, which is in contact with the portion 36 of the shaft 12 covering the sleeve.

Рулевой механизм работает следующим образом. The steering mechanism operates as follows.

При нейтральном положении золотника 15 рабочая жидкость, поступающая от насоса 8, через отверстия 22 в гильзе 14 проходит к лыскам 17 на золотнике и через открытые широкие щели между лысками и внутренним отверстием в гильзе 14 поступает к отверстиям 24 и 26 и далее в полости 6 и 7 у торцев поршня 5. Одновременно жидкость поступает на слив через каналы 19, 18 и 20, имеющиеся в золотнике 15. In the neutral position of the spool 15, the working fluid coming from the pump 8, through the holes 22 in the sleeve 14 passes to the flats 17 on the spool and through the open wide slots between the flats and the inner hole in the sleeve 14 flows to the holes 24 and 26 and then into the cavity 6 and 7 at the ends of the piston 5. At the same time, the fluid enters the drain through channels 19, 18 and 20 available in the spool 15.

При повороте золотника 15, производимом вручную водителем транспортного средства с помощью рулевого колеса, через торсион 28 поворачивается винтовой вал 12, который через шариковинтовую передачу 13 перемещает поршень 5. Последний, передвигаясь, поворачивает с помощью зубчатой рейки 9 зубчатый сектор 10, который через механический рулевой привод поворачивает управляемые колеса транспортного средства. При этом, во время поворота винтового вала 12 одновременно поворачивается связанная с ним гильза 14 распределителя. При передаче усилия через торсион 28 он закручивается, вследствие чего золотник 15 поворачивается в гильзе 14 относительно нее. Причем, чем больше усилие, прикладываемого от золотника 15 к винтовому валу 12, тем больше закручивается торсион 28 и, значит, тем больше угол поворота золотника в гильзе 14. When the spool 15 is turned manually by the driver of the vehicle using the steering wheel, the screw shaft 12 rotates through the torsion 28, which moves the piston 5 through the ball screw 13, moving, rotates the gear sector 10, which is driven by a mechanical steering gear, using gear rack 9 the drive turns the steered wheels of the vehicle. At the same time, during rotation of the screw shaft 12 simultaneously turns the sleeve 14 of the distributor associated with it. When the force is transmitted through the torsion 28, it twists, as a result of which the spool 15 rotates in the sleeve 14 relative to it. Moreover, the greater the force exerted from the spool 15 to the helical shaft 12, the more the torsion 28 is twisted, and, therefore, the greater the angle of rotation of the spool in the sleeve 14.

При повороте золотника 15 относительно гильзы 14 в какую-либо сторону, например, по часовой стрелке либо против часовой стрелки в зависимости от того, в какую сторону необходимо повернуть управляемые колеса транспортного средства, около каждого отверстия 22 одна из упомянутых щелей между кромкой золотника 15 и внутренней поверхностью гильзы 14 уменьшается, а другая щель увеличивается, из-за чего происходит перераспределение потоков рабочей жидкости. Так, если золотник 15 поворачивается по часовой стрелке, то увеличивается поступление жидкости из отверстия 22 в отверстие 26. Одновременно уменьшается слив от отверстия 26 в канал 18 в золотнике 15 благодаря уменьшению щели между золотником 15 и гильзой 14 в проходе от отверстия 26 к каналу 19. Вследствие этого, давление жидкости в отверстии 26 гильзы и, значит, в сообщающейся с ним полости 7 внутри корпуса 1 увеличивается, благодаря чему на поршне 5 внутри корпуса 1 увеличивается, благодаря чему на поршне 5 возникает сила, способствующая ручному перемещению поршня 5 влево. When the spool 15 is rotated relative to the sleeve 14 in any direction, for example, clockwise or counterclockwise, depending on which direction it is necessary to turn the steered wheels of the vehicle, near each hole 22 there is one of these slots between the edge of the spool 15 and the inner surface of the sleeve 14 is reduced, and the other gap increases, due to which there is a redistribution of the flow of the working fluid. So, if the spool 15 rotates clockwise, then the flow of fluid from the hole 22 to the hole 26 increases. At the same time, the drain from the hole 26 into the channel 18 in the spool 15 decreases due to a decrease in the gap between the spool 15 and the sleeve 14 in the passage from the hole 26 to the channel 19 As a result, the fluid pressure in the sleeve bore 26 and, therefore, in the cavity 7 communicating with it, inside the housing 1 increases, due to which the piston 5 inside the housing 1 increases, due to which a force arises on the piston 5 that facilitates manual movement piston 5 to the left.

Если золотник 15 поворачивается против часовой стрелки, то тогда увеличивается щель между золотником 15 и гильзой 14 в промежутке между отверстием 22, через которое поступает жидкость под давлением от насоса 8, и отверстием 24, через которое жидкость поступает в левую полость 6 внутри корпуса 1. Одновременно уменьшаются размеры щелей между золотником 15 и гильзой 14 в промежутке между отверстием 24 и сливным отверстием 20, а также между отверстиями 26 и 22. Из-за этого давления жидкости в полости 6 становится больше ее давления в полости 7. Тогда на поршне 5 вследствие разности упомянутых давлений возникает сила, способствующая его перемещению вправо и повороту посредством зубчатой рейки 9 зубчатого сектора 10 и вала 11 по часовой стрелке. If the spool 15 is rotated counterclockwise, then the gap between the spool 15 and the sleeve 14 increases in the interval between the hole 22, through which the liquid under pressure from the pump 8 enters, and the hole 24, through which the liquid enters the left cavity 6 inside the housing 1. At the same time, the size of the slots between the spool 15 and the sleeve 14 in the gap between the hole 24 and the drain hole 20, as well as between the holes 26 and 22, also decreases. Because of this, the pressure of the liquid in the cavity 6 becomes greater than its pressure in the cavity 7. Then the piston 5 due to the difference of said pressure a force promoting its movement to the right and turn by the rack 9, toothed sector 10 and the shaft 11 clockwise.

Чем сильнее закручивается торсион 28 во время передачи через него крутящего момента и, значит, чем больше угол поворота золотника 15 относительно гильзы 14, тем больше получается разность давлений жидкости в полостях 6 и 7 и, значит, создаваемая ею осевая сила, действующая на поршень 5. The stronger the torsion 28 is twisted during the transmission of torque through it and, therefore, the greater the angle of rotation of the spool 15 relative to the sleeve 14, the greater the difference in fluid pressure in the cavities 6 and 7 and, therefore, the axial force created by it acting on the piston 5 .

При повороте винтового вала 5 на нем при его взаимодействии с поршнем 5 через шариковинтовую передачу 13 возникают значительные осевые усилия, которые воспринимаются роликовыми подшипниками 37 и 38. Поскольку радиальные размеры этих подшипников благодаря удачному их размещению в крышках корпуса 1 достаточно большие, то нагрузка на их тела качения получается умеренной, в допустимых пределах, что позволяет обеспечить достаточный срок их службы и при этом соблюсти компактность рулевого механизма. When the screw shaft 5 is rotated on it when it interacts with the piston 5 through the ball screw 13, significant axial forces arise, which are perceived by the roller bearings 37 and 38. Since the radial dimensions of these bearings are quite large, the load on them rolling elements are obtained moderate, within acceptable limits, which allows to ensure a sufficient service life and at the same time keep the steering mechanism compact.

Claims

1. An integrated steering mechanism comprising a housing in which a piston is located separating cavities in communication with a source of working fluid pressure, a gear rack connected to the piston, a rotary driven gear element meshing with the gear rack, a hollow helical shaft connected by a ball screw with a piston, a fluid distributor consisting of a sleeve connected to a screw shaft and a rotary valve, a torsion bar located inside the screw shaft and connected to this shaft and to the spool predelitelya, characterized in that the screw shaft has a portion covering the distributor sleeve on part of its length, the portion between the end of said screw shaft and the housing is mounted a first thrust rolling bearing, and at the opposite end of the screw shaft second thrust bearings.

2. The mechanism according to claim 1, characterized in that the first thrust bearing is located in a recess made in the housing, while the rolling elements of the bearing are located opposite the holes in the distributor sleeve, communicating with the closest cavity between the piston and the housing.

3. The mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the helical shaft has a transition section of an intermediate diameter between the maximum diameter of the end section covering the sleeve of the valve and the diameter of this shaft in the ball screw section, the piston having a recess on the side of the valve in shape, the configuration of the transitional and said end sections of the helical shaft.

4. The mechanism according to claim 3, characterized in that the distributor sleeve, apart from the said end portion of the screw shaft, has a protrusion with a longitudinal groove at the end, and it is connected to the screw shaft with a pin that is pressed into the said shaft at the transition section and has the portion protruding into this shaft located in said longitudinal groove.

5. The mechanism according to claim 4, characterized in that the valve spool has an end section located behind said pin with longitudinal splines, in which teeth located inside the helical shaft are located with lateral clearance.

6. The mechanism according to claim 5, characterized in that in the helical shaft near the end portion of the spool there is a sleeve covering the torsion head, the latter being connected to the spool using a pin located in the spool between the slots and the rest of it located in the sleeve.

7. The mechanism according to p. 6, characterized in that the pins are located in the same plane transverse to each other.

8. The mechanism according to claim 6 or 7, characterized in that the distributor sleeve is made floating in the housing and in the end portion of the screw shaft enclosing the sleeve, a sealing ring is installed in the sleeve in contact with the part of the screw shaft covering the sleeve, and at the end of the sleeve according to another its side relative to the sleeve between the spool and the housing mounted radial roller bearing.