гидроусилитель руля червячного типа

Формула изобретения

Гидроусилитель руля червячного типа, содержащий цилиндр усилителя, распределитель, перепускной клапан, предохранительный клапан, отличающийся тем, что в конструкции применяется червячное зацепление, где червяк с гайкой и шариковым наполнением, связанный зубьями с червячным колесом и винтовым соединением - с валом-винтом, имеющим шариковое наполнение, на концах которого размещены поршни, опирающиеся на возвратные пружины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области транспортного машиностроения и может быть использовано в рулевом управлении автомобиля.

Известны усилители рулевого управления автомобилей гидравлического типа, в которых для создания усилия на деталях поворачиваемых колес устанавливается отдельный цилиндр или цилиндры (Гинцбург Л.Л. Гидравлические усилители рулевого управления автомобиля. М.: Машиностроение, 1972, рис.9, с.18).

Известны также встроенные гидроусилители, в которых распределитель совмещен с рулевым механизмом.

Недостатком этих устройств является значительное возрастание усилия на рулевом колесе при остановке двигателя, т.к. отверстия, через которые масло выталкивается поршнем из цилиндра усилителя, довольно узкие, имеют значительную длину, что при резком повороте рулевого колеса создает значительное сопротивление.

Наиболее близким по технической сущности является гидроусилитель руля (патент RU (11)2013267, МПК ⁵ B62D 5/06, опубл. 30.05.94 г.), состоящий из цилиндра усилителя 1, перепускного клапана 2, пружины перепускного клапана 3, золотника перепускного клапана 4, распределителя 5, клапана 6, штифта клапана 7, пружины клапана 8, поршня цилиндра усилителя 9 с гайкой, имеющей шариковое наполнение. Пружина 3 размещена внутри перепускного клапана 2 и воздействует на его золотник 4. Клапан 6 установлен на цилиндре гидроусилителя 1 и закрывается штифтом 7, поджимаемым пружиной 8 канал для прохода масла от распределителя 5. Канал сравнительно большего диаметра, имеющийся в перепускном клапане 2, дает возможность перетекать маслу из одной полости цилиндра усилителя 1 в другую, исключая необходимость выталкивать масло по трубопроводам в сливной бак системы гидроусилителя.

Недостатком такой конструкции являются большие габариты и значительное усилие на рулевом колесе при неработающем двигателе.

Целью изобретения является уменьшение габаритов гидроусилителя и уменьшение усилий на рулевом колесе при неработающем двигателе.

Для этого в гидравлической системе усилителя устанавливается червяк, приводимый во вращение непосредственно рулевым колесом при неработающем двигателе и с помощью вала-винта шарикового зацепления с поршнями на концах при работающем двигателе. Небольшие размеры вала-винта позволяют уменьшить габариты устройства, а червячная передача обеспечивает снижение усилий на рулевом колесе при неработающем двигателе.

На фиг.1 показана конструкция рулевого механизма. Гидроусилитель состоит из цилиндра усилителя 1, к торцу которого жестко установлен распределитель 8, в верхней части цилиндра 1 масляная магистраль перекрыта перепускным клапаном 5, а в нижней части установлен предохранительный клапан 9. В цилиндре усилителя 1 применяется червячное зацепление червяка с гайкой, имеющего шариковое наполнение 12, связанного зубьями с червячным колесом 11. Червяк с гайкой установлен в упорные подшипники и перемещается по резьбе вала-винта 4 с поршнями 3, 6 на торцах, опирающихся на возвратные пружины 2, 7.

При работающем двигателе насос гонит масло к цилиндру усилителя 1, золотник перепускного клапана 5 разъединяет нагнетательные полости 10, 13 гидроусилителя руля. В зависимости от положения распределителя 8 давление подается в левую 13 или правую 10 нагнетательные полости, создавая давление на соответствующие поршни 3 или 6. Возникающая сила давления перемещает вал-винт в левую или правую сторону по оси. Смещаясь вал-винт 4 заставляет вращаться червяк с гайкой 12, который приводит во вращение червячное колесо 11.

Если двигатель не работает, золотник 2 соединяет нагнетательные полости 10, 13 для свободного перетекания масла. Вращая руль, связанный с червяком, обеспечивается вращение червяка 12, а с ним и червячного колеса 11.

Возврат колес машины в исходное состояние и удержание в этом направлении обеспечивается возвратными пружинами 2, 7, которые перемещают вал-винт с поршнями в среднее (начальное) положение. Соответственно при этом проворачивается червяк с гайкой 12, который приводит во вращение червячное колесо 11. Колеса автомобиля устанавливаются в исходное состояние.

Преимуществом предлагаемого гидроусилителя является возможность уменьшения габаритов устройства, а также снижения усилий на рулевом колесе при работающем и неработающем двигателе и автоматический возврат колес автомобиля в исходное состояние.