рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем

Формула изобретения

Рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем, содержащий картер с рядом резьбовых отверстий на боковых торцах и размещенными в нем рейкой, кинематически связанной посредством винта с рулевым валом, сектором, вал которого установлен в подшипниках и со стороны шлицевой части снабжен рабочей манжетой, эксцентричными регулировочными втулками, центр которых смещен относительно центра отверстий под подшипники вала сектора на величину эксцентриситета, и боковыми крышками, отличающийся тем, что боковые крышки снабжены выступами, расположенными на оси их симметрии, равноудаленными от центра крышек в диаметральном направлении и установленными с возможностью взаимодействия с пазами, выполненными на круговых буртиках, расположенных на внешних торцах эксцентричных втулок концентрично отверстиям под подшипники вала сектора, причем пазы размещены на осях, проходящих через центры эксцентричных втулок и отверстий под подшипники вала сектора, а на боковых крышках относительно их центра выполнены круговые пазы для крепления, длина которых равна или больше суммарного значения расстояния между рядом расположенными резьбовыми отверстиями на боковых торцах картера и ширины круговых пазов, а ширина круговых пазов равна или больше суммарного значения диаметра резьбовых отверстий на боковых торцах картера и удвоенного эксцентриситета, при этом рабочая манжета вала сектора со стороны шлицевой части размещена в эксцентричной втулке, а в центральном отверстии, выполненном в боковой крышке со стороны шлицевой части вала сектора, концентрично круговым пазам установлена дополнительная манжета.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, в частности к рулевым механизмам транспортных средств с гидроусилителем.

Известен рулевой механизм транспортного средства, содержащий установленный на подшипниках в картере винт, механически соединенный с валом-золотником распределителя и кинематически связанный посредством рейки с сектором, установленным в подшипниках эксцентричных регулировочных втулок, и боковые крышки для их фиксации относительно картера [1].

К недостаткам известного рулевого механизма транспортного средства относятся низкая точность регулировки зазора в зубчатом зацеплении рейки с сектором и выраженный в угловом перемещении вала-золотника увеличенный гидравлический люфт, вызванные ступенчатой фиксацией эксцентричных регулировочных втулок относительно картера.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является рулевой механизм транспортного средства, содержащий картер с рядом резьбовых отверстий на боковых торцах и размещенными в нем рейкой, кинематически связанной посредством винта с валом-золотником, сектором, вал которого установлен в подшипниках, эксцентричными регулировочными втулками, центр которых смещен относительно центра отверстий под вал сектора на величину эксцентриситета, и боковыми крышками [2]. Рабочая манжета для уплотнения вала сектора со стороны шлицевой части размещена в боковой крышке. На торцах каждой из эксцентричных втулок выполнен ряд отверстий, расположенных концентрично внутренней поверхности подшипника, а в боковых крышках картера установлены штифты с возможностью взаимодействия с упомянутыми отверстиями на торцах втулок. Ряд отверстий на торцах втулок выполнен симметрично относительно плоскости, проходящей через продольную ось втулки.

Благодаря совокупности существенных признаков в прототипе обеспечивается ступенчатая регулировка зазора в зубчатом зацеплении рейки с сектором.

К недостаткам данного рулевого механизма транспортного средства относятся низкая точность регулировки зазора в зубчатом зацеплении рейки с сектором и выраженный в угловом перемещении вала-золотника и соответственно рулевого колеса увеличенный гидравлический люфт, вызванные ступенчатой фиксацией эксцентричных регулировочных втулок относительно картера, а также низкая надежность рабочего уплотнения вала сектора со стороны шлицевой части из-за недостаточной защищенности от попадания влаги, абразивных и агрессивных частиц в процессе эксплуатации транспортного средства.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении точности регулировки зазора в зубчатом зацеплении поршня-рейки и сектора, уменьшении гидравлического люфта и, следовательно, уменьшении суммарного люфта в рулевом управлении, выраженного в угловом перемещении рулевого колеса, и повышении надежности конструкции.

Задачей является улучшение управляемости транспортного средства и повышение надежности конструкции.

Поставленная задача достигается за счет того, что в рулевом механизме транспортного средства, содержащем картер с рядом резьбовых отверстий на боковых торцах и размещенными в нем рейкой, кинематически связанной посредством винта с рулевым валом, сектором, вал которого установлен в подшипниках и со стороны шлицевой части снабжен рабочей манжетой, эксцентричными регулировочными втулками, центр которых смещен относительно центра отверстий под подшипники вала сектора на величину эксцентриситета, и боковыми крышками, боковые крышки снабжены выступами, расположенными на оси их симметрии, равноудаленными от центра крышек в диаметральном направлении и установленными с возможностью взаимодействия с пазами, выполненными на круговых буртиках, расположенных на внешних торцах эксцентричных втулок концентрично отверстиям под подшипники вала сектора, причем пазы размещены на осях, проходящих через центры эксцентричных втулок и отверстий под подшипники вала сектора, а на боковых крышках относительно их центра выполнены круговые пазы для крепления, длина которых равна или больше суммарного значения расстояния между рядом расположенными резьбовыми отверстиями на боковых торцах картера и ширины пазов, а ширина пазов равна или больше суммарного значения диаметра резьбовых отверстий на боковых торцах картера и удвоенного эксцентриситета, при этом рабочая манжета вала сектора со стороны шлицевой части размещена в эксцентричной втулке, а в центральном отверстии, выполненном в боковой крышке со стороны шлицевой части вала сектора, концентрично круговым пазам установлена дополнительная манжета.

При ступенчатой регулировке зазора в зубчатом зацеплении прототипа остается зазор, который впоследствии увеличивает гидравлический люфт, ухудшающий управляемость транспортного средства, или образуется повышенный преднатяг, который снижает чувствительность рулевого механизма.

В отличие от прототипа, в котором обеспечивается ступенчатая фиксация эксцентричных регулировочных втулок, в заявляемом рулевом механизме транспортного средства с гидроусилителем применена бесступенчатая фиксация эксцентричных регулировочных втулок, повышающая точность регулировки зазора в зубчатом зацеплении поршня-рейки с сектором и уменьшающая гидравлический люфт, выраженный в угловом перемещении вала-золотника и, следовательно, рулевого колеса.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

на фиг.1 приведена конструктивная схема рулевого механизма транспортного средства с гидроусилителем;

на фиг.2 - вид А на фиг.1.

Рулевой механизм транспортного средства с гидроусилителем содержит установленный на подшипниках в картере 1 винт 2, механически соединенный с валом-золотником распределителя и рулевым валом (на фиг.1 и 2 не показаны) и кинематически связанный посредством поршня-рейки 3 с сектором 4, вал которого установлен в подшипниках 5 и 6.

Эксцентричные регулировочные втулки 7 и 8 контактируют с внутренней стороны через упорные кольца 9 и 10 с торцами сектора 4 и зафиксированы с внешней стороны стопорными кольцами 11 и 12. Боковые крышки 13 и 14 на внутренней поверхности снабжены выступами 15 и 16 на внутренней поверхности крышки 13 и выступами 17 и 18 на внутренней поверхности крышки 14. Выступы 15, 16, 17 и 18 расположены на осях симметрии боковых крышек 13 и 14, равноудалены от центра крышек O₁ в диаметральном направлении и установлены с возможностью взаимодействия с пазами 19, 20 и 21, 22, выполненными на круговых буртиках 23 и 24, расположенных на внешних торцах 25 и 26 эксцентричных регулировочных втулок 7 и 8 концентрично внутренним отверстиям 27 и 28 под подшипники 5 и 6 вала сектора 4 с размещением на осях, проходящих через центры эксцентричных втулок 7 и 8 и отверстий 27 и 28 под подшипники вала сектора 4.

Центр О эксцентричных регулировочных втулок 7 и 8 смещен относительно центра O₁ отверстий 27 и 28 под подшипники 5 и 6 вала сектора 4 на величину эксцентриситета А.

На боковых крышках 13 и 14 относительно их центра, совпадающего с центром O₁, выполнены круговые пазы 29 и 30 для крепежных болтов 31 и 32, длина L которых равна или больше суммарного значения расстояния S между рядом расположенными резьбовыми отверстиями 33 и 34 на боковых торцах картера 1 и ширины В круговых пазов 29 и 30, а ширина В круговых пазов 29 и 30 равна или больше суммарного значения диаметра D резьбовых отверстий 33 и 34 на боковых торцах картера 1 и удвоенного эксцентриситета A (L S+В; В D+2А). Выполнение заданных математических соотношений в совокупности с заявленными существенными признаками обеспечивает бесступенчатую регулировку зазора в зубчатом зацеплении поршня-рейки 3 с сектором 4.

В боковой крышке 14 со стороны шлицевой части вала сектора 4 концентрично круговым пазам 29 и 30 выполнено центральное отверстие 35 под дополнительную манжету 36.

Винт 2 соединен с поршнем-рейкой 3 циркулирующими шариками 37.

Вал сектора 4 уплотняется рабочими манжетами 38 и 39, выполненными в виде колец и размещенными в эксцентричных втулках 7 и 8, эксцентричные регулировочные втулки 7 и 8 - кольцами 40 и 41, боковые крышки 13 и 14 - кольцами 42 и 43.

При установке дополнительной манжеты 36 образуется герметичная полость между эксцентричной втулкой 8 и боковой крышкой 14 со стороны шлицевой части вала сектора 4. Эта герметичная полость предохраняет поверхность вала сектора 4 от коррозии в зоне рабочего уплотнительного кольца, т.е. рабочей манжеты 39.

Работает рулевой механизм следующим образом.

При вращении вала-золотника распределителя (на фиг.1 и 2 не показаны) и винта 2 против часовой стрелки, если смотреть спереди, поршень-рейка 3 благодаря циркулирующим шарикам 37, а также под действием давления рабочей жидкости перемещается вперед, поворачивая сектор 4 в подшипниках 5 и 6 вала сектора 4 против часовой стрелки, если смотреть со стороны шлицевой части вала сектора и, следовательно, управляемые колеса влево.

При вращении вала-золотника распределителя (на фиг.1 и 2 не показаны) и винта 2 по часовой стрелке, если смотреть спереди, поршень-рейка 3 благодаря циркулирующим шарикам 37 и под действием давления рабочей жидкости перемещается назад, поворачивая сектор 4 в подшипниках 5 и 6 по часовой стрелке и, следовательно, управляемые колеса вправо.

Регулировка зазора в зацеплении поршня-рейки 3 и сектора 4 производится в следующем порядке.

Зазор в зубчатом зацеплении поршня-рейки 3 и сектора 4 регулируется поворотом эксцентричных регулировочных втулок 7 и 8 в картере 1 на один и тот же угол при снятых боковых крышках 13 и 14. Вращение эксцентричных регулировочных втулок 7 и 8 может осуществляться как по часовой, так и против часовой стрелки, если смотреть со стороны шлицевой части вала сектора 4. После регулировки зазора в зубчатом зацеплении поршня-рейки 3 и сектора 4 боковые крышки 13 и 14 выступами 15, 16 и 17, 18 устанавливаются соответственно в пазы 19, 20 и 21, 22 круговых буртиков 23 и 24 эксцентричных регулировочных втулок 7 и 8, боковая крышка 14 устанавливается одновременно на вал со шлицами сектора 4, и крепятся болтами 31 и 32, проходящими через круговые пазы 29 и 30 в крышках 13 и 14 и ввернутыми в резьбовые отверстия 33 и 34 на боковых торцах картера 1.

Ширина В D+2А круговых пазов 29 и 30 в боковых крышках 13 и 14 обеспечивает радиальное их смещение на удвоенный эксцентриситет А относительно крепежных болтов 33 и 34 на картере 1, длина круговых пазов L S+В обеспечивает установку боковых крышек 13 и 14 при любом положении эксцентричных регулировочных втулок 7 и 8 после их поворота, а размещение пазов 19, 20 и 21, 22 на осях, проходящих через центр О эксцентричных втулок 7 и 8 и центр O ₁ отверстий 27 и 28 в эксцентричных втулках 7 и 8 под подшипники 5 и 6 вала сектора 4, обеспечивают соответственно установку в них выступов 15 и 16 на внутренней поверхности крышки 13 и выступов 17 и 18 на внутренней поверхности крышки 14, равноудаленных от их центра в диаметральном направлении.

Источники информации

1. А.с. СССР №931560, B62D 3/02, опубл. 1982.

2. А.с. СССР №921925, B62D 3/02, опубл. 1982.