Рулевой привод рулевого управления автомобиля
Car steering gear

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к рулевому управлению автомобиля с передними управляемыми колесами и касается конструкции его рулевого привода.
Известны рулевые управления современных автомобилей, в которых для снижения прилагаемых к рулевому колесу усилий и облегчения управления, устанавливаются гидравлические усилители руля (ГУР) или электрические их аналоги (ЭУР). Не все усилители, особенно ГУРы, обеспечивают быстрое возвращение управляемых передних колес, после совершенного маневра, в нейтральное положение для движения в прямолинейном направлении.
Для устранения указанного недостатка фирма «Citroen» разработала систему «DIRAVi» с дополнительным устройством возврата руля, работающего только на возвращение повернутых колес в нейтральное положение. Эта система устанавливалась на автомобиль «Citroen SM», который выпускался в 1970-75 гг.
Данный автомобиль обладал хорошей управляемостью и маневренностью, однако из-за сложной конструкции рулевого управления система «DIRAVi» не получила распространения.
Известен гидравлический усилитель руля, обеспечивающий достаточно хорошее управление автомобилем, но он, однако, не обладает функцией возврата колес в нейтральное положение (Пат. РФ №2492092, кл. В62Д 5/06 опубл. 10.09.2013 г.).
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является рулевой привод двух управляемых пар колес, расположенных на двух мостах колесного транспорта. В данном транспортном средстве его управление и маневрирование осуществляется путем синхронного поворота всех 4-х колес на обоих мостах. Для возврата руля в нейтральное положение использованы сжатые пружины, встроенные в рулевой привод каждого моста (пат. РФ №2464194, кл. В62Д 5/06, опубл. 20.12.2012 г.).
Недостатком известной конструкции является ее сложность, а также невозможность прямого использования в рулевом управлении автомобиля с передними управляемыми колесами.
Задачей заявляемого изобретения является разработка рулевого привода рулевого управления автомобиля с передними управляемыми колесами с улучшенной управляемостью и сниженными усилиями на рулевом колесе.
Поставленная задача решается тем, что рулевой привод рулевого управления автомобиля содержит поперечную тягу, левый и правый поворотные рычаги, левый и правый поворотные кулаки, верхний поворотный рычаг, продольную тягу и две цилиндрические пружины. Каждая из пружин закреплена своим концом на пальце шарового шарнира левого и правого наконечников поперечной тяги, а другим своим концом присоединена соответственно к кронштейнам на левом и правом лонжеронах рамы автомобиля. Пружины установлены симметрично под острым углом к поперечной тяге трапеции с незначительным предварительным натяжением.
При повороте управляемых колес с целью изменения направления движения автомобиля происходит натяжение пружин. Кинематика рулевого управления и специально выбранные углы установок управляемых колес не всегда в должной мере обеспечивают быстрое, без приложения дополнительных усилий на рулевом колесе автоматического возвращение управляемых колес в нейтральное положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля. Натянутые при повороте колес пружины способствуют быстрому их возвращению в нейтральное положение для движения автомобиля в прямолинейном направлении.
Предлагаемый рулевой привод рулевого управления обеспечивает снижение усилий на рулевом колесе при возврате управляемых колес в нейтральное положение, улучшение управляемости и повышение автоматической стабилизации управляемых колес автомобиля.
На чертеже представлен заявляемый рулевой привод рулевого управления автомобиля с передней зависимой подвеской и управляемыми передними колесами.
Во время движения автомобиля его маневрирование производится путем поворота управляемых колес, осуществляемый за счет перемещения продольной тяги 1 (см. чертеж) на которую, через рулевой механизм, передаются усилия, прилагаемые к рулевому колесу. Перемещение тяги 1 затем последовательно передаются на верхний поворотный рычаг 2 и левый поворотный кулак 3, левый поворотный рычаг 4, поперечную тягу 5, правый поворотный рычаг 6, и на правый поворотный кулак 7, пружины 8 и 9. Левая пружина 8 своим концом закреплена посредством кронштейна 10 на пальце шарового шарнира левого наконечника 11 поперечной тяги 5, а другим - на кронштейне 12. Аналогично и симметрично крепится конец правой пружины 9 с помощью кронштейна 13 на пальце шарового шарнира правого наконечника 14 поперечной тяги 5 и кронштейне 15. Кронштейны 12 и 15 расположены соответственно на левом и правом лонжеронах рамы автомобиля. Оси пружин 8 и 9 составляют острый угол с поперечной тягой 5 и установлены с небольшим первоначальным натягом при нейтральном положении управляемых колес. Целесообразность такого расположения пружин обусловлена компоновочными соображениями, и их окончательное положение может определено после конструктивной проработки.
Рулевые усилители значительно снижают усилия, прилагаемые к рулевому колесу для поворота колес и движения автомобиля в нужном направлении. Однако некоторые из них, особенно гидравлические, не только не обладают способностью возвращения управляемых колес к исходному, нейтральному положению, но и препятствуют, в незначительной мере их стабилизации. При этом возникает необходимость приложения дополнительных усилий к рулевому колесу. Натянутые при повороте пружины 8 и 9 способствуют быстрому, с незначительным усилием на рулевом колесе, возвращению управляемых колес в нейтральное положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля. Во время прямолинейного движения автомобиля колеса испытывают динамическое воздействие от неровностей некачественного покрытия дороги, что может приводить к автоколебаниям и потери стабилизации управляемых колес. Установленные в рулевом приводе пружины 8 и 9 своим натяжением препятствуют поперечным знакопеременным перемещениям поперечной тяги 5 и способствуют дополнительной стабилизации управляемых колес.
Таком образом, установка пружин в рулевом приводе рулевого управления обеспечивает улучшение автоматической стабилизации управляемых колес и следящего действия.
Иными словами, заявляемое техническое решение обеспечивает за счет усовершенствования рулевого управления повышение безопасности движения и комфортности работы водителя.