Система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами

Полезная модель относится к машиностроению и может быть использована в гидравлических системах транспортных средств.
Известна система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами [патент на полезную модель РФ №207574 U1, B62D 7/14, 02.11.2021, Бюл. №31], содержащая рулевые трапеции переднего и заднего мостов, гидробак, гидронасос, гидроцилиндры изменения углов положения колес переднего и заднего мостов, датчики углов поворота рулевого колеса, колес переднего и заднего мостов, контроллер, содержащий в памяти восемь алгоритмов изменения положения управляемых колес, блок управления, два гидрораспределителя с электромеханическими приводами золотников, положение которых определяет выбранный алгоритм управления в зависимости от положения рулевого колеса.
Недостатком данной системы рулевого управления является то, что изменение положения колес переднего и заднего мостов происходит независимо друг от друга, что может привести к кинематическому рассогласованию и, как следствие потери управляемости и устойчивости транспортного средства.
Наиболее близкой к заявленной системе рулевого управления является система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами [патент РФ №2277488 C1 B62D 7/14, 10.06.2006, Бюл. №16], содержащая рулевые трапеции переднего и заднего мостов, преобразователи углового положения валов в цифровой код, гидравлический привод управления задними колесами, имеющий зубчатый сектор, вал-винт с поршнем-рейкой и золотник с реактивными плунжерами, передающий сигнал от рулевого колеса на задние управляемые колеса через цифровой узел кодирования угла поворота.
Недостатком данной конструкции является то, что сигнал от передних управляемых колес на гидравлический привод поворота задних управляемых колес передается через механические и гидравлические связи, что приводит к его запаздыванию и то, что механические связи.
Задачей полезной модели является улучшение устойчивости и маневренности транспортного средства за счет применения взаимосвязанных способов поворота передних и задних колес с различными функциональными зависимостями между углами поворота передних и задних колес.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является улучшение устойчивости и маневренности транспортного средства за счет своевременного выбора необходимых способа управления поворотом колес и функциональной зависимости между изменением углов поворота колес переднего и заднего мостов.
Технический результат достигается тем, что система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами, содержащая рулевые трапеции переднего и заднего мостов, гидробак, гидронасос, два электродвигателя, два гидроцилиндра с электромеханическими приводами, преобразователи углового положения в цифровой код вала рулевого механизма и вала механизма управления задними управляемыми колесами, выполненные на основе кода Грея, цифровым компаратором величин, согласно полезной модели система снабжена преобразователем угла поворота механизма управления передними управляемыми колесами в цифровой код, выполненным на основе кода Грея и переключателем входов в цифровой компаратор с возможностью переключения сигнала между исполнительными механизмами передних и задних колес, при этом поворот передних и задних колес может осуществляться по различным закономерностям в зависимости от поворота рулевого колеса.
На фиг. 1 изображена схема системы управления поворотом колес транспортного средства со всеми управляемыми колесами;
на фиг. 2 - блок-схема узла кодирования угла поворота.
Заявляемая система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами содержит гидробак 1, гидронасос 2, гидроцилиндр 3, гидрораспределитель 4 с электромеханическим приводом 5, преобразователь 6 угла поворота золотника гидрораспределителя 4 в цифровой код, служащие для изменения положения колес переднего моста посредством рулевой трапеции 7.
Система рулевого управления содержит гидроцилиндр 8, гидрораспределитель 9 с электромеханическим приводом 10, преобразователь 11 угла поворота золотника гидрораспределителя 9 в цифровой код 11, рулевую трапецию 12 для изменения положения колес заднего моста.
Система рулевого управления оборудована преобразователем 13 угла поворота вала рулевого колеса 14 в цифровой код, цифровым компаратором величин 15 и переключателем входов 16 в цифровой компаратор величин 15.
Заявляемая система рулевого управления транспортного средства со всеми управляемыми колесами работает следующим образом.
Вариант I.
2
1
Переключатель входов 16 находится в положении, обеспечивающем подачу сигнала на один из входов компаратора, при этом передние колеса являются зависимыми от рулевого  колеса, а положение задних колес находится в функциональной зависимости от положения передних колес [β=f(β)].
1
При вращении рулевого колеса 14 в ту или иную сторону на угол α передние колеса посредством гидронасоса 2, гидроцилиндра 3 и рулевой трапеции 7 поворачиваются на некоторый угол β. При этом золотник гидрораспределителя 4 находится в нейтральном положении - пропускает масло «напрямую» в гидробак.
Рулевое колесо 14 при вращении дает сигнал на установленный на его валу преобразователь 13 угла поворота вала рулевого колеса в цифровой сигнал и на преобразователе 13 изменяется цифровой код. При этом цифровой код на преобразователе 11 угла поворота золотника гидрораспределителя 9 в цифровой код на задних колесах остается неизменным. Цифровой компаратор величин 15 сравнивает два цифровых кода, и определяет направление воздействия на золотник гидрораспределителя 9 - в какую сторону вращать.
Выходной сигнал компаратора 15 включает электродвигатель 10 в нужную сторону. Электродвигатель 10 поворачивает золотник гидрораспределителя 9 и одновременно установленный на нем вал преобразователя 11. Вращение вала электродвигателя будет происходить до тех пор, пока цифровой компаратор величин 15 не определит равенство кодов с преобразователей 11 и 13. При равенстве кодов электродвигатель 10 остановится.
Возможны три варианта взаимосвязанных положений передних и задних колес: 1. Задние колеса находятся в нейтральном положении, при этом поворот транспортного средства осуществляется передними колесами; 2. Задние колеса поворачиваются в ту же сторону, что и передние или по одному и тому же закону (синхронно), или по закону отличному от закона поворота передних колес; 3. Задние колеса поворачиваются в сторону противоположную повороту передних или по одному и тому же закону, или по закону отличному от закона поворота передних колес.
Вариант II.
1
2
Переключатель входов 16 находится в положении, обеспечивающем подачу сигнала на один из входов компаратора, при этом задние колеса являются зависимыми от положения рулевого колеса, а положение передних колес находится в функциональной зависимости от положения задних колес [β=f(β)].
2
При вращении рулевого колеса 14 в ту или иную сторону на угол α задние колеса посредством гидронасоса 2, гидроцилиндра 8 и рулевой трапеции 12 поворачиваются на некоторый угол β. При этом золотник гидрораспределителя 9 находится в нейтральном положении - пропускает масло «напрямую» в гидробак.
Рулевое колесо 14 при вращении дает сигнал на установленный на его валу преобразователь 13 угла поворота вала рулевого колеса в цифровой сигнал, и на преобразователе 13 изменяется цифровой код. При этом цифровой код на преобразователе 6 угла поворота золотника гидрораспределителя 4 в цифровой код на передних колесах остается неизменным. Цифровой компаратор величин 15 сравнивает два цифровых кода, и определяет направление воздействия на золотник гидрораспределителя 4 - в какую сторону вращать.
Выходной сигнал компаратора 15 включает электродвигатель 5 в нужную сторону. Электродвигатель 5 поворачивает золотник гидрораспределителя 4 и одновременно установленный на нем вал преобразователя 6. Вращение вала электродвигателя будет происходить до тех пор, пока цифровой компаратор величин 15 не определит равенство кодов с преобразователей 6 и 13. При равенстве кодов электродвигатель 5 остановится.
Возможны три варианта взаимосвязанных положений передних и задних колес: 1. Передние колеса находятся в нейтральном положении, при этом поворот транспортного средства осуществляется задними колесами; 2. Передние колеса поворачиваются в ту же сторону, что и задние или по одному и тому же закону (синхронно), или по закону отличному от закона поворота передних колес; 3. Передние колеса поворачиваются в сторону противоположную повороту задних или по одному и тому же закону, или по закону отличному от закона поворота передних колес.
Таким образом, предлагаемая система рулевого управления позволяет получить различные взаимосвязанные способы поворота управляемых колес, что значительно улучшает устойчивость и маневренность транспортного средства.