RU2137649C1

RU2137649C1 - Wheeled vehicle steering gear

Info

Publication number: RU2137649C1
Application number: RU97115968A
Authority: RU
Inventors: П.Б. Лупанов; С.И. Трач
Original assignee: Военный автомобильный институт
Priority date: 1997-09-29
Filing date: 1997-09-29
Publication date: 1999-09-20

Abstract

FIELD: transport engineering. SUBSTANCE: proposed steering gear has steering system and steering booster of front steerable wheels kinematically coupled with steering wheel through steering mechanism and through variable length sleeve, with steering system and steering booster of rear steerable wheels. variable length sleeve is made in form of power cylinder whose spaces communicate through two-position distributor controlled by speed sensor. Two-position distributor is two-line design. In one of positions first and second lines are interconnected, and in order position, first and second lines are locked. Driven member of variable length sleeve is furnished with spring stabilizer to return rear steerable wheels in neutral position. EFFECT: enhanced maneuverability and steerability of vehicles with front and rear steerable wheels. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевым управлениям транспортных средств с передними и задними управляемыми колесами. The invention relates to the field of transport engineering, in particular to the steering of vehicles with front and rear steered wheels.

Известна система рулевого управления транспортного средства с передними и задними управляемыми колесами, содержащая распределитель рулевого управления, гидравлически соединенный гидронасосом, гидробаком и посредством рабочей гидролинии - со штоковой полостью исполнительного гидроцилиндра, кинематически связанного с передними управляемыми колесами, поршневая полость которого соединена с поршневой полостью исполнительного гидроцилиндра, кинематически связанного с задними управляемыми колесами [1]. A known steering system of a vehicle with front and rear steered wheels, comprising a steering distributor hydraulically connected by a hydraulic pump, a hydraulic tank and, by means of a working hydraulic line, with a rod cavity of an actuating hydraulic cylinder kinematically connected with front controlled wheels, a piston cavity of which is connected to a piston cavity of an actuating hydraulic cylinder kinematically connected with rear steered wheels [1].

Основным недостатком системы является низкая устойчивость движения транспортного средства на высоких скоростях. The main disadvantage of the system is the low stability of the vehicle at high speeds.

Известно также рулевое управление колесного транспортного средства, содержащее рулевой привод и рулевой усилитель передних управляемых колес, кинематически связанные с рулевым колесом через рулевой механизм, а посредством муфты переменной длины, ведомое звено которой оснащено устройством возврата задних управляемых колес в нейтральное положение, - с рулевым приводом и рулевым усилителем задних управляемых колес [2]. The steering of a wheeled vehicle is also known, comprising a steering gear and a steering amplifier of front steering wheels kinematically connected to the steering wheel via a steering mechanism, and by means of a variable-length clutch, the driven link of which is equipped with a device for returning the rear steering wheels to the neutral position, with a steering gear and steering wheel steering rear steering wheels [2].

Недостатком данного рулевого управления является недостаточная маневренность и поворотливость транспортного средства при малых скоростях движения, обусловленная запаздыванием поворота задних управляемых колес по отношению к повороту передних управляемых колес. Запаздывание поворота задних управляемых колес обеспечивается муфтой переменной длины для обеспечения устойчивости движения транспортных средств с передними и задними управляемыми колесами на повышенных скоростях. The disadvantage of this steering is the lack of maneuverability and agility of the vehicle at low speeds, due to the delay in turning the rear steering wheels relative to the rotation of the front steering wheels. The turning delay of the rear steered wheels is provided by a variable-length clutch to ensure stability of movement of vehicles with front and rear steered wheels at high speeds.

Изобретение направлено на повышение маневренности и поворотливости транспортного средства с передними и задними управляемыми колесами. The invention is aimed at increasing the maneuverability and agility of a vehicle with front and rear steered wheels.

Указанная цель достигается тем, что рулевое управление транспортного средства дополнительно снабжено двухпозиционным распределителем, управляемым датчиком скорости. Муфта переменной длины выполнена в виде силового цилиндра, полости которого связаны с двухпозиционным распределителем. Двухпозиционный распределитель выполнен двухлинейным таким образом, что в одном из положений первая и вторая линии соединены между собой. В другом положении первая и вторая линии заперты. This goal is achieved by the fact that the steering of the vehicle is additionally equipped with a two-position distributor controlled by a speed sensor. The variable-length coupling is made in the form of a power cylinder, the cavities of which are connected with a two-position distributor. The on-off distributor is made two-linear in such a way that in one of the positions the first and second lines are interconnected. In another position, the first and second lines are locked.

Заявляемое рулевое управление отличается тем, что муфта переменной длины выполнена в виде силового цилиндра, а также наличием дополнительно введенных элементов: двухпозиционного распределителя, который управляется датчиком скорости. Делитель потока, силовой цилиндр, двухпозиционный распределитель и датчик скорости широко известны. Однако при их введении в указанной связи с остальными элементами, рулевое управление проявляет новые свойства. В частности, в том случав, когда полости муфты переменной длины заблокированы, т. е. поршень муфты переменной длины находится в среднем положении, задние управляемые колеса поворачиваются одновременно с передними. Одновременный поворот передних и задних управляемых колес приводит к снижению радиуса поворота, улучшению маневренности и поворотливости транспортного средства. The inventive steering is characterized in that the variable-length clutch is made in the form of a power cylinder, as well as the presence of additionally introduced elements: a two-position distributor, which is controlled by a speed sensor. The flow divider, power cylinder, on-off valve and speed sensor are widely known. However, when introduced in this connection with the rest of the elements, the steering exhibits new properties. In particular, in the case when the cavity of the coupling of variable length is blocked, that is, the piston of the coupling of variable length is in the middle position, the rear steered wheels rotate simultaneously with the front. The simultaneous rotation of the front and rear steered wheels leads to a decrease in the turning radius, improving the maneuverability and agility of the vehicle.

В том случае, когда полости муфты переменной длины связаны между собой через двухпозиционный распределитель, поршень муфты переменной длины имеет возможность свободного перемещения, за счет чего осуществляется запаздывание поворота задних управляемых колес и, следовательно, устойчивость движения транспортного средства повышается. In the case when the cavity of the coupling of variable length are interconnected through a two-position valve, the piston of the coupling of variable length has the ability to move freely, due to which the rotation of the rear steered wheels is delayed and, therefore, the stability of the vehicle is increased.

На чертеже представлена схема управления колесного транспортного средства. The drawing shows a control circuit of a wheeled vehicle.

Рулевое управление колесного транспортного средства (фиг. 1) содержит кинематически связанные между собой рулевой привод и рулевой усилитель передних управляемых колбе. Рулевой привод передних управляемых колес состоит из рычагов и тяг, кинематически связывающих рулевое колесо 1 через рулевой механизм 2 с передними управляемыми колесами. Рулевой усилитель передних управляемых колес состоит из гидравлически связанных бака 3, насоса 4, распределителя 5 и силового цилиндра 6. The steering of a wheeled vehicle (Fig. 1) contains kinematically coupled steering gear and a power steering front driven bulb. The steering drive of the front steered wheels consists of levers and rods kinematically connecting the steering wheel 1 through the steering gear 2 with the front steered wheels. The steering amplifier of the front steered wheels consists of a hydraulically connected tank 3, a pump 4, a distributor 5 and a power cylinder 6.

Рулевой привод передних управляемых колес кинематически связан с рулевым приводом и рулевым усилителем задних управляемых колес посредством муфты переменной длины 7. Рулевой усилитель задних управляемых колес состоит из гидравлически связанных бака 3, насоса 13, распределителя 8 и силового цилиндра 9. Рулевой привод задних управляемых колес состоит из рычагов и тяг, кинематически связывающие задние управляемые колеса с ведомым звеном муфты переменной длины 7. The steering wheel of the front steered wheels is kinematically connected with the steering gear and the steering booster of the rear steered wheels by means of a variable-length clutch 7. The steering booster of the rear steered wheels consists of a hydraulically connected tank 3, pump 13, distributor 8, and power cylinder 9. The steering gear of the rear steered wheels consists of of levers and rods kinematically connecting the rear steered wheels to the driven link of a variable-length clutch 7.

Муфта переменной длины 7 выполнена в виде силового цилиндра. При этом ведущее звено муфты переменной длины 7 (корпус силового цилиндра) связано с рулевым приводом передних управляемых колес, а ведомое (поршень силового цилиндра) - с распределителем 8 задних управляемых колес и пружинным стабилизатором 11 (устройством возврата задних управляемых колес в нейтральное положение). Полости муфты переменной 7 длины соединены через двухпозиционный распределитель 10. Двухпозиционный распределитель 10 выполнен двухлинейным таким образом, что в одном из положений первая и вторая линии соединены между собой, а в другом положении первая и вторая линии заперты. Управляется двухпозиционный распределитель 10 датчиком скорости 12. The coupling of variable length 7 is made in the form of a power cylinder. At the same time, the leading link of the variable-length clutch 7 (power cylinder housing) is connected with the steering drive of the front steered wheels, and the driven (piston of the power cylinder) is connected to the distributor 8 of the rear steered wheels and a spring stabilizer 11 (device for returning the rear steered wheels to the neutral position). The cavities of the coupling of variable length 7 are connected through a two-position distributor 10. The two-position distributor 10 is made two-linear in such a way that the first and second lines are interconnected in one of the positions, and the first and second lines are locked in another position. The on-off distributor 10 is controlled by a speed sensor 12.

Датчик скорости 12 выполнен в виде генератора переменного тока, имеющего привод от трансмиссии транспортного средства. Выход генератора переменного тока соединен через усилитель со входом электронного ключа, подающего напряжение питания на обмотку электромагнита двухпозиционного распределителя 10 в случае, если частота вращения генератора достигает 90% от установленного значения, соответствующего критической скорости транспортного средства по устойчивости против заноса. The speed sensor 12 is made in the form of an alternating current generator having a drive from a vehicle transmission. The output of the alternator is connected through an amplifier to the input of an electronic switch that supplies the supply voltage to the electromagnet winding of the on-off distributor 10 if the generator rotational speed reaches 90% of the set value, which corresponds to the vehicle’s critical speed for anti-skid stability.

Рулевое управление транспортного средства работает следующим образом. The steering of the vehicle operates as follows.

При повороте рулевого колеса 1, управляющее воздействие передается через рулевой механизм 2 на распределитель 5, который, в соответствии с направлением поворота, соединяет насос 4 и бак 3 с рабочими полостями силового цилиндра 6 передних управляемых колес. Одновременно с поворотом передних управляемых колес происходит перемещение корпуса силового цилиндра, являющегося ведущим элементом муфты переменной длины 7 и кинематически связанного с рулевым приводом передних управляемых колес. When turning the steering wheel 1, the control action is transmitted through the steering mechanism 2 to the distributor 5, which, in accordance with the direction of rotation, connects the pump 4 and the tank 3 with the working cavities of the power cylinder 6 of the front steered wheels. Simultaneously with the rotation of the front steered wheels, the housing of the power cylinder is moved, which is the leading element of the variable-length clutch 7 and kinematically connected with the steering gear of the front steered wheels.

В случае движения транспортного средства со скоростью, достигающей критическую по устойчивости против заноса, под управлением датчика скорости 12 двухпозиционный распределитель 10 находится в положении, в котором первая и вторая линии соединяют между собой полости муфты переменной длины 7. В этом случае шток с поршнем силового цилиндра, являющегося ведомым звеном муфты переменной длины 7, остается неподвижным, так как рабочая жидкость, перетекая из одной полости в другую, не препятствует относительному перемещению цилиндра и поршня, а пружинный стабилизатор 11 препятствует перемещению ведомого звена относительно корпуса транспортного средства. Следовательно, неподвижными остаются и задние управляемые колеса. С увеличением угла поворота передних управляемых колес ведущее звено муфты переменной длины 7 перемещается относительно ведомого звена в крайнее положение. После этого ведомое звено перемещается вместе с ведущим, смещая распределитель 8. В результате этого рабочая жидкость поступает от насоса 13 к силовому цилиндру 9, который развивает усилие, необходимое для поворота задних управляемых колес. Далее передние и задние управляемые колеса поворачиваются совместно до достижения максимальных углов поворота. In the case of the vehicle moving at a speed that is critical for stability against skidding, under the control of the speed sensor 12, the on-off valve 10 is in the position in which the first and second lines connect the coupling cavity of a variable length 7. In this case, the rod with the piston of the power cylinder , which is the driven link of the variable-length coupling 7, remains stationary, since the working fluid flowing from one cavity to another does not interfere with the relative movement of the cylinder and piston, and lon gest stabilizer 11 prevents movement of the driven member relative to the vehicle body. Consequently, the rear steered wheels remain stationary. With an increase in the angle of rotation of the front steered wheels, the driving link of the variable-length coupling 7 moves relative to the driven link to the extreme position. After that, the driven link moves with the lead, displacing the distributor 8. As a result, the working fluid flows from the pump 13 to the power cylinder 9, which develops the force required to rotate the rear steered wheels. Next, the front and rear steered wheels rotate together to achieve maximum turning angles.

В случае движения транспортного средства со скоростью ниже критической по устойчивости против заноса при повороте рулевого колеса 1 двухпозиционный распределитель 10 под управлением датчика скорости 12 находится в положении, в котором первая и вторая линии, связанные с полостями муфты переменной длины 7 заперты. В этом случае ведущее и ведомое звенья муфты переменной длины 7 перемещаются одновременно, преодолевая сопротивление пружины стабилизирующего устройства 11. Вследствие того, что ведущее и ведомое звенья муфты переменной длины 7 взаимно заблокированы, включение распределителей 5 и 8 происходит одновременно. При этом поворот задних управляемых колес относительно поворота передних управляемых колес происходить без запаздывания. In the case of a vehicle moving at a speed lower than critical against anti-skid stability when turning the steering wheel 1, the on-off distributor 10 under the control of the speed sensor 12 is in a position in which the first and second lines connected to the cavities of the variable-length clutch 7 are locked. In this case, the driving and driven links of the variable-length coupling 7 move simultaneously, overcoming the resistance of the spring of the stabilizing device 11. Due to the fact that the driving and driven links of the variable-length coupling 7 are mutually blocked, the valves 5 and 8 are switched on simultaneously. In this case, the rotation of the rear steered wheels relative to the rotation of the front steered wheels occur without delay.

При возврате рулевого колеса 1 в нейтральное положение распределитель 5 в результате давления рабочей жидкости на его реактивные элементы занимает нейтральное положение. Возврат передних управляемых колес в нейтральное положение вызывает перемещение ведущего звена муфты переменной длины 7. Ведомое звено муфты переменной длины 7 возвращается благодаря усилию создаваемому пружиной стабилизирующего устройства 11, перемещая распределитель 8 так, что он направляет рабочую жидкость в одну из полостей силового цилиндра 9, возвращая задние управляемые колеса в нейтральное положение. When the steering wheel 1 is returned to the neutral position, the distributor 5 takes a neutral position as a result of the pressure of the working fluid on its reactive elements. Returning the front steered wheels to the neutral position causes the drive link of the variable-length clutch 7. The driven link of the variable-length clutch 7 is returned due to the force generated by the spring of the stabilizing device 11, moving the distributor 8 so that it directs the working fluid into one of the cavities of the power cylinder 9, returning rear steered wheels in neutral.

Заявляемое изобретение позволяет повысить маневренность и поворотливость транспортных средств с передними и задними управляемыми колесами за счет устранения запаздывания поворота задних управляемых колес при движении со скоростью ниже критической по устойчивости против заноса. The claimed invention improves the maneuverability and agility of vehicles with front and rear steered wheels by eliminating the delay in turning the rear steered wheels when driving at a speed below critical stability against skidding.

Источники информации:
1. Колесные шасси 5937 и 5939 ТО и ИЭ, Воениздат 1986.Sources of information:
1. Wheel chassis 5937 and 5939 TO and IE, Military Publishing House 1986.

2. А с. СССР N529964, МПК В 62 D 5/06, 1976. 2. And with. USSR N529964, IPC B 62 D 5/06, 1976.

Claims

Steering of a wheeled vehicle, comprising a steering gear and a steering amplifier of the front steering wheels kinematically connected to the steering wheel via the steering mechanism, and by means of a variable-length clutch, the driven link of which is equipped with a spring stabilizer, with a steering gear and a steering amplifier of the rear steering wheels, characterized the fact that it is additionally equipped with a two-position valve controlled by a speed sensor, and a variable-length clutch is made in the form of a power cylinder, while its cavity connected through on-off valve, the on-off valve is configured two-line so that in one position of the first and the second line are linked, and in the other - are locked.