RU2375230C1 - Steering trapezoid with variable angles of controlled wheel turn - Google Patents
Steering trapezoid with variable angles of controlled wheel turn Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375230C1 RU2375230C1 RU2008128021/11A RU2008128021A RU2375230C1 RU 2375230 C1 RU2375230 C1 RU 2375230C1 RU 2008128021/11 A RU2008128021/11 A RU 2008128021/11A RU 2008128021 A RU2008128021 A RU 2008128021A RU 2375230 C1 RU2375230 C1 RU 2375230C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- split
- steering
- transverse
- tie rod
- thrust
- Prior art date
Links
Landscapes
- Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к транспортному машиностроению, в частности к рулевым управлениям колесных транспортных средств.The invention relates to transport machinery, in particular to the steering wheel wheeled vehicles.
Известен управляемый колесный модуль с изменяемыми углами установки управляемых колес, содержащий управляемые колеса, установленные на поворотных кулаках, шарнирно установленных посредством шкворней на балке и соединенных посредством двух поворотных рычагов и шарниров с разрезной поперечной тягой, которая выполнена с возможностью изменения ее длины, датчики вертикальной нагрузки, давления воздуха в шинах и положения управляемых колес, а также контроллер, входы которого соединены с соответствующими датчиками, а выход - с распределительным устройством, соединяющим по сигналу контроллера источник энергии (насос) с соответствующим объемом внутри силового цилиндра (Патент РФ №2259296, МПК В62D 17/00 от 27.08.2005 г.).Known steering wheel module with variable angles of installation of the steered wheels, containing steered wheels mounted on the steering knuckles pivotally mounted by pivots on the beam and connected by two rotary levers and hinges with a split transverse thrust, which is configured to change its length, vertical load sensors , air pressure in the tires and the position of the steered wheels, as well as a controller whose inputs are connected to the corresponding sensors, and the output - with distribute using a device connecting the energy source (pump) with the appropriate volume inside the power cylinder by the controller’s signal (RF Patent No. 2259296, IPC B62D 17/00 of 08/27/2005).
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не учитывает изменение соотношения углов поворота управляемых колес при различных скоростях прохождения автомобилем поворотов различных радиусов, а также при изменении боковых сил в пятне контакта шин с дорогой. Известно, что на автомобилях, управляемые колеса которых установлены с схождением вследствие увода шин в пятне их контакта с дорогой, возникают боковые силы, порождающие моменты, которые стремятся повернуть вокруг осей шкворней колеса в направлениях, соответствующих расхождению последних. В результате передачи этих моментов через поворотные кулаки и рычаги рулевой трапеции на шарниры возникают силы, действующие на концы поперечной тяги вдоль ее оси в противоположных направлениях.A disadvantage of the known device is that it does not take into account the change in the ratio of the steering angles of the steered wheels at various speeds when cornering the car with different radii, as well as when changing the lateral forces in the tire contact patch with the road. It is known that on cars whose steered wheels are converged due to tire retraction in the spot of their contact with the road, lateral forces arise that generate moments that tend to rotate around the axles of the wheel pivots in the directions corresponding to the divergence of the latter. As a result of the transmission of these moments through the steering knuckles and the steering trapezoid levers to the joints, forces arise that act on the ends of the transverse thrust along its axis in opposite directions.
Значения этих сил зависят от многих факторов, в частности и от коэффициента сопротивления боковому уводу колес передней оси и от скорости прохождения автомобилем поворота с учетом коэффициента сцепления колеса с грунтом.The values of these forces depend on many factors, in particular, on the coefficient of resistance to the lateral abduction of the wheels of the front axle and on the speed of passage of the car turning, taking into account the coefficient of adhesion of the wheel to the ground.
Следовательно, для обеспечения оптимального режима качения управляемых колес углы их поворота должны корректироваться в зависимости от изменения сил, действующих на концы поперечной тяги вдоль ее оси.Therefore, to ensure the optimal rolling mode of the steered wheels, their rotation angles should be adjusted depending on the change in the forces acting on the ends of the transverse thrust along its axis.
Технический результат направлен на расширение функциональных возможностей рулевой трапеции с изменяемыми углами установки управляемых колес.The technical result is aimed at expanding the functionality of the steering trapezoid with variable angles of installation of the steered wheels.
Технический результат достигается тем, что рулевая трапеция с изменяемыми углами поворота управляемых колес, содержащая управляемые колеса, установленные на поворотных кулаках, шарнирно установленных посредством шкворней на балке и соединенных посредством двух поворотных рычагов и шарниров с разрезной поперечной тягой, которая выполнена с возможностью изменения ее длины силовым цилиндром, при этом она дополнительно снабжена двумя гидрораспределительными устройствами золотникового типа, установленными в разрезе поперечной тяги и состоящими из корпусов, имеющих кинематическую связь с одним концом разрезной тяги, и золотников, кинематически связанных со вторым концом разрезной тяги. Золотники, в свою очередь, с одной стороны упираются в корпуса, а с другой подпружинены. Перемещение двухпозиционных золотников осуществляется за счет увеличения сил при повороте управляемых колес, действующих вдоль поперечной тяги. Между золотниками и корпусами имеются полости, при создании давления в которых обеспечивается требуемая жесткость рулевого привода, в частности поперечной рулевой тяги, при прямолинейном движении автомобиля. В свою очередь поперечная разрезная тяга выполнена с возможностью изменения своей длины за счет двух силовых цилиндров, в отличие от прототипа установленных в ее разрезе и состоящих из поршней, кинематически связанных с одним концом разрезной тяги, и корпусов, кинематически связанных с другим концом разрезной тяги.The technical result is achieved in that the steering trapezoid with variable steering angles of the steered wheels, comprising steered wheels mounted on the steering knuckles, pivotally mounted by pivots on the beam and connected by two pivoting levers and hinges with a split transverse thrust, which is configured to change its length a power cylinder, while it is additionally equipped with two spool type hydraulic control devices installed in the context of the transverse thrust and with consisting of bodies having a kinematic connection with one end of the split thrust, and spools kinematically connected with the second end of the split thrust. Spools, in turn, abut against the housings on one side, and are spring-loaded on the other. The movement of the on-off spools is carried out by increasing the forces when turning the steered wheels acting along the transverse thrust. Between the spools and the housings there are cavities, when creating pressure in which the required stiffness of the steering gear is provided, in particular the transverse steering link, with the car moving in a straight line. In turn, the transverse split rod is configured to change its length due to two power cylinders, in contrast to the prototype installed in its section and consisting of pistons kinematically connected to one end of the split rod and cases kinematically connected to the other end of the split rod.
Отличительным признаком является то, что рулевая трапеция с изменяемыми углами поворота управляемых колес, содержащая управляемые колеса, установленные на поворотных кулаках, шарнирно установленных посредством шкворней на балке и соединенных посредством двух поворотных рычагов и шарниров с разрезной поперечной тягой, которая выполнена с возможностью изменения ее длины силовым цилиндром, при этом она дополнительно снабжена двумя гидрораспределительными устройствами золотникового типа, установленными в разрезе поперечной тяги и состоящими из корпусов, имеющих кинематическую связь с одним концом разрезной тяги, и золотников, кинематически связанных со вторым концом разрезной тяги. Золотники, в свою очередь, с одной стороны упираются в корпуса, а с другой подпружинены. Перемещение двухпозиционных золотников осуществляется за счет увеличения сил при повороте управляемых колес, действующих вдоль поперечной тяги. Между золотниками и корпусами имеются полости, при создании давления в которых обеспечивается требуемая жесткость рулевого привода, в частности поперечной рулевой тяги, при прямолинейном движении автомобиля. В свою очередь, поперечная разрезная тяга выполнена с возможностью изменения своей длины за счет двух силовых цилиндров в отличие от прототипа, установленных в ее разрезе и состоящих из поршней, кинематически связанных с одним концом разрезной тяги, и корпусов, кинематически связанных с другим концом разрезной тяги.A distinctive feature is that the steering trapezoid with variable steering angles of rotation of the steering wheels, comprising steering wheels mounted on the steering knuckles, articulated by pivots on the beam and connected by two rotary levers and hinges with a split transverse thrust, which is made with the possibility of changing its length a power cylinder, while it is additionally equipped with two spool type hydraulic control devices installed in the context of the transverse thrust and consisting of housings having a kinematic connection with one end of a split thrust, and spools kinematically connected with the second end of a split thrust. Spools, in turn, abut against the housings on one side, and are spring-loaded on the other. The movement of the on-off spools is carried out by increasing the forces when turning the steered wheels acting along the transverse thrust. Between the spools and the housings there are cavities, when creating pressure in which the required stiffness of the steering gear is provided, in particular the transverse steering link, with the car moving in a straight line. In turn, the transverse split rod is made with the possibility of changing its length due to two power cylinders, in contrast to the prototype installed in its section and consisting of pistons kinematically connected to one end of the split rod and cases kinematically connected to the other end of the split rod .
На фиг.1 предоставлена схема рулевой трапеции с изменяемыми углами поворота управляемых колес, которая содержит управляемые колеса 1, установленные на поворотных кулаках. Поворотные кулаки шарнирно установлены посредством шкворней 2 на балке 3 и соединены посредством двух поворотных рычагов 7 и шарниров с разрезной поперечной тягой 8. Разрезная поперечная тяга выполнена с возможностью изменения своей длины за счет силовых цилиндров 11, 10 двухстороннего действия, поршни которых кинематически связаны с одним концом разрезной тяги 8, а корпуса - с другим. Силовые цилиндры имеют по две полости, связанные трубопроводами с гидрораспределительными устройствами. Полости 12 при создании в них давления служат для обеспечения требуемой жесткости рулевого привода, в частности поперечной рулевой тяги, при прямолинейном движении автомобиля. Гидрораспределительное устройство 14 состоит из корпуса, имеющего кинематическую связь с одним концом разрезной тяги 8, и золотника 15, кинематически связанного со вторым концом разрезной тяги. Золотник, в свою очередь, с одной стороны упирается в корпус, а с другой подпружинен. Между золотником и корпусом имеется полость 16, ее предназначение аналогично предназначению полости 12 гидроцилиндра. Конструкция гидрораспределительного устройства 9 аналогична конструкции гидрораспределительного устройства 14. Усилие пружин 17 на сжатие равно силе, действующей вдоль поперечной тяги при прямолинейном движении. Гидрораспределительные устройства трубопроводами соединены с гидронасосом 4 и емкостью 5 для рабочей жидкости. Для регулировки давления в системе устанавливается перепускной клапан 6.Figure 1 provides a diagram of the steering trapezoid with variable steering angles of the steered wheels, which contains the steered wheels 1 mounted on the steering knuckles. The knuckles are pivotally mounted by means of pivots 2 on the beam 3 and are connected by two pivoting levers 7 and hinges with a split transverse rod 8. The split transverse rod is configured to change its length due to double-acting power cylinders 11, 10, the pistons of which are kinematically connected to one the end of the split rod 8, and the body with the other. Power cylinders have two cavities connected by pipelines with hydraulic distribution devices. The cavities 12, when pressure is created in them, are used to provide the required rigidity of the steering gear, in particular the transverse steering link, in the case of rectilinear movement of the car. The hydraulic distribution device 14 consists of a housing having a kinematic connection with one end of the split rod 8, and a spool 15 kinematically connected with the second end of the split rod. The spool, in turn, rests on the one hand against the body, and on the other is spring-loaded. Between the spool and the housing there is a cavity 16, its purpose is similar to that of the cavity 12 of the hydraulic cylinder. The design of the hydraulic distribution device 9 is similar to the design of the hydraulic distribution device 14. The compression force of the springs 17 is equal to the force acting along the transverse thrust in a rectilinear motion. The hydraulic distribution devices are connected by pipelines to the hydraulic pump 4 and a capacity of 5 for the working fluid. To regulate the pressure in the system, an overflow valve 6 is installed.
Рулевая трапеция с изменяемыми углами поворота управляемых колес работает следующим образом.Steering trapezoid with variable angles of rotation of the steered wheels works as follows.
При прямолинейном движении автомобиля первая пара (гидрораспределительное устройство 14 и силовой цилиндр 11) работает следующим образом: во время движения автомобиля, управляемые колеса которого установлены со схождением вследствие увода шин в пятне контакта их с дорогой, возникают боковые силы, порождающие моменты, которые стремятся повернуть вокруг осей шкворней 2 управляемые колеса 1 в направлениях, соответствующих расхождению последних. В результате передачи этих моментов через поворотные рычаги 7 возникают силы, действующие на концы разрезной тяги 8 вдоль ее оси в противоположных направлениях. Усилие сжатия пружин 17 в гидрораспределительных устройствах равно сумме сил, действующих на концы регулируемой тяги при прямолинейном движении автомобиля. Золотник 15 под действием пружин 17 остается прижатым к корпусу гидрораспределительного устройства. Рабочая жидкость под действием гидронасоса 4, через трубопровод поступает из емкости 5 к гидрораспределительному устройству 14, после чего подводится в полость 12 силового цилиндра 11 и в полость 16 гидрораспределительного устройства 14, тем самым обеспечивается требуемая жесткость рулевого привода, в частности поперечной рулевой тяги при прямолинейном движении автомобиля. Вторая пара (гидрораспределительное устройство 9 и гидроцилиндр 10) работает одновременно с первой аналогично.When the car is moving in a straight line, the first pair (hydraulic distributor 14 and power cylinder 11) works as follows: during the movement of the car, the steered wheels of which are set to converge due to tire retraction in the spot of contact with the road, lateral forces arise that generate moments that tend to turn around the axles of the pivots 2 steering wheels 1 in the directions corresponding to the divergence of the latter. As a result of the transmission of these moments through the pivoting levers 7, forces arise that act on the ends of the split rod 8 along its axis in opposite directions. The compression force of the springs 17 in the hydrodistribution devices is equal to the sum of the forces acting on the ends of the adjustable traction during the rectilinear movement of the car. The spool 15 under the action of the springs 17 remains pressed against the housing of the hydraulic distribution device. The working fluid under the action of the hydraulic pump 4, through the pipeline flows from the tank 5 to the hydraulic distribution device 14, after which it is supplied into the cavity 12 of the power cylinder 11 and into the cavity 16 of the hydraulic distribution device 14, thereby ensuring the required rigidity of the steering gear, in particular the steering tie rod in a straight line car movement. The second pair (hydraulic distribution device 9 and hydraulic cylinder 10) works simultaneously with the first similarly.
В случае, когда поперечная тяга испытывает нагрузку на сжатие (поворот налево и выход из поворота направо), сила, действующая вдоль оси разрезной поперечной тяги от внешнего колеса, увеличивает свое значение по отношению к силе, действующей от внутреннего колеса. За счет этого золотник 15 гидрораспределительного устройства 14, преодолевая усилие пружин 17, перемещается относительно корпуса, вследствие чего жидкость поступает в надпоршневую полость силового цилиндра 11 и отводится в емкость с полости 12. Под действием давления рабочей жидкости, поступающей в надпоршневую полость 13, смещается поршень силового цилиндра относительно корпуса. В результате чего поперечна разрезная тяга получает удлинение до тех пор, пока суммарная сила, действующая на ее концы со стороны управляемых колес, не примет значение такое, каким оно было при прямолинейном движении, и золотник 15 не вернется в исходное положение. Разность углов поворота управляемых колес в этот момент будет оптимальной относительно всех параметров движения автомобиля на повороте. Таким образом, при повороте налево и при выходе из поворота направо тяга получает удлинение за счет первой пары (гидрораспределительное устройство 14 и силовой цилиндр 11), при этом вторая пара (гидрораспределительное устройство 9 и силовой цилиндр 10) работает так же, как и при прямолинейном движении, так как золотники гидрораспределительных устройств имеют возможность перемещаться относительно своих корпусов только в одну сторону.In the case where the transverse thrust is under compression (turning left and exiting from turning right), the force acting along the axis of the split transverse thrust from the outer wheel increases its value with respect to the force acting from the inner wheel. Due to this, the spool 15 of the hydraulic distribution device 14, overcoming the force of the springs 17, moves relative to the housing, as a result of which the liquid enters the supra-piston cavity of the power cylinder 11 and is discharged into the container from the cavity 12. Under the action of the pressure of the working fluid entering the supra-piston cavity 13, the piston is displaced power cylinder relative to the housing. As a result, the transverse split thrust obtains elongation until the total force acting on its ends from the side of the steered wheels assumes the same value as it was in rectilinear motion, and the spool 15 returns to its original position. The difference in the angles of rotation of the steered wheels at this moment will be optimal relative to all parameters of the car’s movement in a bend. Thus, when turning to the left and when leaving the turn to the right, the thrust gets elongation due to the first pair (hydraulic control device 14 and power cylinder 11), while the second pair (hydraulic control device 9 and power cylinder 10) works the same way as with a straight movement, since the spools of the hydraulic distribution devices have the ability to move relative to their bodies only in one direction.
В случае, когда поперечная тяга испытывает нагрузку на растяжение (поворот направо и выход из поворота налево), смещается относительно корпуса золотник 15 гидрораспределительного устройства 9. Таким образом, при повороте направо и при выходе из поворота налево тяга получает удлинение за счет второй пары (гидрораспределительное устройство 9 и силовой цилиндр 10), при этом первая пара (гидрораспределительное устройство 14 и силовой цилиндр 11) работает так же, как и при прямолинейном движении.In the case where the transverse thrust experiences a tensile load (turning to the right and exiting from turning to the left), the spool 15 of the hydraulic distributing device 9 is shifted relative to the housing. Thus, when turning to the right and when leaving the turn to the left, the thrust gets elongation due to the second pair (hydrodistribution the device 9 and the power cylinder 10), while the first pair (hydraulic distribution device 14 and the power cylinder 11) works in the same way as in a rectilinear motion.
Таким образом, рулевая трапеция с изменяемыми углами поворота управляемых колес обеспечит автоматическую корректировку углов поворота управляемых колес при повороте автомобиля, что повысит его управляемость и уменьшит износ шин. А также в отличие от прототипа более проста в конструкции за счет отказа от электронного контроллера и датчиков.Thus, the steering trapezoid with variable steering angles will automatically adjust the steering angles when turning the car, which will increase its controllability and reduce tire wear. And also, unlike the prototype, it is simpler in design due to the rejection of the electronic controller and sensors.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008128021/11A RU2375230C1 (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | Steering trapezoid with variable angles of controlled wheel turn |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008128021/11A RU2375230C1 (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | Steering trapezoid with variable angles of controlled wheel turn |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2375230C1 true RU2375230C1 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=41489474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008128021/11A RU2375230C1 (en) | 2008-07-09 | 2008-07-09 | Steering trapezoid with variable angles of controlled wheel turn |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375230C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471165C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Device to control toe-in in motion |
| RU2471163C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Device to control toe-in in motion |
| RU2471164C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Device to control toe-in in motion |
| CN113696968A (en) * | 2021-09-29 | 2021-11-26 | 东风汽车集团股份有限公司 | Steering mechanism and parameter calibration method thereof |
| CN115195861A (en) * | 2022-08-12 | 2022-10-18 | 浙江极氪智能科技有限公司 | Toe-in adjusting device and vehicle |
-
2008
- 2008-07-09 RU RU2008128021/11A patent/RU2375230C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2471165C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Device to control toe-in in motion |
| RU2471163C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Device to control toe-in in motion |
| RU2471164C1 (en) * | 2011-07-08 | 2012-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Оренбургский государственный университет" | Device to control toe-in in motion |
| CN113696968A (en) * | 2021-09-29 | 2021-11-26 | 东风汽车集团股份有限公司 | Steering mechanism and parameter calibration method thereof |
| CN115195861A (en) * | 2022-08-12 | 2022-10-18 | 浙江极氪智能科技有限公司 | Toe-in adjusting device and vehicle |
| CN115195861B (en) * | 2022-08-12 | 2023-09-12 | 浙江极氪智能科技有限公司 | Toe-in adjusting device and vehicle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2596061C1 (en) | Multi-axle vehicle steering control servo system and multi-axle automotive crane | |
| US7472914B2 (en) | Suspension system | |
| CN104029729B (en) | Can lateral inclination more rut vehicles | |
| RU2375230C1 (en) | Steering trapezoid with variable angles of controlled wheel turn | |
| US7717438B2 (en) | Chassis system for a motor vehicle and method for driving dynamics regulation | |
| JP6157638B2 (en) | Steering intermediate arm | |
| AU2007247776A1 (en) | Steering system for road transport vehicles | |
| CA2811259C (en) | Steering mechanism of a towed vehicle intended for the steering of one or more rotatably steered wheel axles | |
| RU2464194C1 (en) | Self-propelled machine axle wheels steering system | |
| AU2013308338A1 (en) | Self-steering bogie for a road vehicle | |
| RU2488508C1 (en) | Method of remote hydraulic control and self-propelled vehicle remote hydraulic control | |
| RU2466033C1 (en) | Car independent suspension | |
| RU2440265C2 (en) | Semitrailer wheels steering system | |
| RU2774087C1 (en) | Slewing device of a two-axle trailer with a variable inclination of the pivot | |
| Thulasiraman et al. | Steering linkage optimization of articulated construction equipment | |
| RU92843U1 (en) | SEMITRAILER WHEEL CONTROL SYSTEM | |
| RU2186703C2 (en) | Steerable wheel module with steerable wheel alignment angles | |
| RU2613132C2 (en) | Vehicle steering control system | |
| RU2312034C1 (en) | Steering system of heavy fifth-wheel trailer-train | |
| RU222003U1 (en) | Control system for the turning unit of a two-link vehicle | |
| RU2292286C2 (en) | Steerable wheel module with adjustable angles of setting of steerable wheels | |
| Ruban et al. | Design and Simulation of Four Wheel Steering System for LMV | |
| RU2457139C1 (en) | Steering of multi-unit track-type vehicle power frame | |
| JP2802499B2 (en) | Rear suspension used in automobiles | |
| RU2247674C2 (en) | Steerable axle of wheeled vehicle with steering gear |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110710 |