УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СХОЖДЕНИЯ УПРАВЛЯЕМЫХ КОЛЕС АВТОТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В ДВИЖЕНИИ
DEVICE TO CONTROL TOE-IN IN MOTION

Предлагаемое устройство относится к автотранспортным средствам и может быть применено для обеспечения автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в процессе движения.
Известно устройство для установки схождения управляемых колес транспортного средства, содержащее реверсивный электродвигатель с силовыми реле, установленный на поворотном кулаке управляемого колеса, зубчатую передачу, соединенную с одной стороны с реверсивным электродвигателем, а с другой стороны - через исполнительный механизм, связанный с упомянутым поворотным кулаком, и системой управления, выполненной по схеме измерительного моста и состоящей из датчика деформации поперечной рулевой тяги, установленного в одном плече измерительного моста, в диагональ питания которого подключена аккумуляторная батарея, поляризованного реле, установленного в измерительной диагонали и подключенного к силовым реле реверсивного электродвигателя, и переменного резистора с ползуном, соединенным с указанным выше поворотным кулаком, установленного во второе плечо измерительного моста, при этом исполнительный механизм выполнен в виде винтовой передачи, гайка которой соединена с выходным валом зубчатой передачи, и рычага, соединенного с одной стороны с винтом винтовой передачи, а с другой - с помощью эксцентричного пальца, шарнирно соединенного с упомянутым поворотным кулаком (авт.св. СССР №652463, 15.03.79, Бюл. №10).
Основными недостатками данного устройства являются:
- изменение рабочей длины поперечной рулевой тяги при повороте или криволинейном движении автотранспортного средства вследствие изменения взаимного положения (в плане) бокового рычага рулевой трапеции (поворотного кулака) с эксцентричным пальцем и поперечной тяги с наконечником, что приводит к нарушению правильного положения управляемых колес при повороте (правильной кинематики поворота), боковому скольжению и повышенному износу шин, увеличению сопротивления движению и расхода топлива;
- подвижное соединение нижней части шарового эксцентричного пальца шарового шарнира рулевой трапеции и бокового рычага трапеции (поворотного кулака), в то время, как оно должно быть жестким (Автомобиль. / Н.Н.Вишняков, В.К.Вахламов, А.Н.Нарбут и др. - М.: Машиностроение, 1976. - С.238), что снижает надежность рулевого управления.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для непрерывного автоматического регулирования схождения управляемых колес в движении, содержащее датчики боковых реакций дороги, представляющие собой электрически соединенные по мостовой схеме тензодатчики, установленные на торцевых поверхностях колец, посаженных на осях поворотных цапф, на которых на втулках установлены подшипники управляемых колес, и усилитель электрического сигнала, реверсивный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги и систему управления указанным механизмом, электрически связанную с датчиками боковой реакции дороги (патент РФ №2348913, 10.03.2009, Бюл. №7).
Основными недостатками данного устройства являются недостаточные надежность и точность регулирования вследствие того, что встроенный в поперечную рулевую тягу реверсивный механизм (гидроцилиндр) расчленяет ее на две составные части, что снижает ее изгибную жесткость и продольную устойчивость.
Техническим результатом предлагаемого устройства для автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в движении является повышение надежности и точности работы устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в движении, содержащем управляемые колеса с подшипниками, оси с поворотными кулаками, втулки, кольца и шайбы с гайками их крепления на осях, тензодатчики, соединенные в электрический мост, являющиеся датчиками боковых реакций дороги, источник электропитания, электромагнитную катушку, распределительное устройство, емкость с рабочей жидкостью, насос, поперечную рулевую тягу с наконечниками, которые одновременно являются корпусами шаровых шарниров рулевой трапеции, включающих также пальцы, сухари, пятки, пружины и крышки, и реверсивный механизм (гидроцилиндр), поперечная рулевая тяга выполнена цельной, корпус гидроцилиндра (реверсивного механизма) крепится шарнирно через кронштейн на поперечной тяге, а отверстие в одном из наконечников поперечной рулевой тяги под шаровой шарнир выполнено сквозным цилиндрическим, в которое устанавливается эксцентричный корпус шарового шарнира, выполненный в нижней части с наружной резьбой под гайку, а в верхней части - с буртиком и устанавливаемым на резьбе параллельно оси корпуса пальцем, соединенным шарнирно со штоком гидроцилиндра, под действием которого корпус шарнира поворачивается и изменяет рабочую длину поперечной рулевой тяги при нарушении схождения управляемых колес, что повышает жесткость рулевой тяги, надежность и точность работы устройства.
На фигуре 1 изображена общая схема предлагаемого устройства; на фигуре 2 - шаровой шарнир, соединяющий поперечную рулевую тягу и левый боковой рычаг рулевой трапеции.
Предлагаемое устройство включает в себя управляемые колеса 1, установленные через подшипники и втулки 2 на осях 3, на которых также установлены наружные и внутренние кольца 4 с тензодатчиками 5, являющиеся датчиками боковых реакций дороги. Тензодатчики 5 закреплены на торцевых поверхностях этих колец, имеют одинаковые электрические сопротивления и соединены по мостовой схеме 6. Точки А и В электрического моста 6 соединены с источником электропитания 7, а точки С и Д - с электромагнитной катушкой 8, сердечник которой жестко связан с золотником 9 распределительного устройства 10 потока рабочей жидкости. Устройство также содержит емкость 11, насос 12, реверсивный механизм изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги (гидроцилиндр) 13 и усилитель электрического сигнала 14. Кольца 4 с тензодатчиками 5, электрический мост 6, источник электропитания 7, электромагнитная катушка 8, распределительное устройство 10 потока рабочей жидкости и усилитель электрического сигнала 14 образуют систему управления реверсивным механизмом 13 изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги. Поперечная рулевая тяга 15 выполнена цельной, корпус гидроцилиндра через кронштейн и ось крепится шарнирно к ее поверхности. Отверстие в левом наконечнике 16 поперечной рулевой тяги под шаровой шарнир выполнено цилиндрическим, в которое устанавливается эксцентричный корпус 17 шарового шарнира, выполненный в верхней части с буртиком и устанавливаемым на резьбе параллельно оси корпуса пальцем 18, соединенным шарнирно со штоком гидроцилиндра, а в нижней части - с наружной резьбой под гайку 19, которая устанавливается на корпусе 17 жестко одним из известных способов, обеспечивая при регулировании схождения подвижность соединения наконечник поперечной рулевой тяги - эксцентричный корпус. Шаровой шарнир также включает палец 20, сухарь 21, пятку 22, пружину 23 и крышку 24.
Устройство работает следующим образом.
При прямолинейном движении автотранспортного средства и правильном схождении управляемых колес боковые реакции дороги на эти колеса отсутствуют, а сопротивления тензодатчиков колец равны между собой, поэтому напряжение, подаваемое с точек С и Д электрического моста 6 на электромагнитную катушку 8, равно нулю, и золотник 9 распределительного устройства 10 находится в центральном (нейтральном) положении.
При отклонении схождения в положительную или отрицательную стороны управляемые колеса 1 за счет боковых реакций дороги через втулки 2 и кольца 4 будут воздействовать на тензодатчики и изменять их электрическое сопротивление. При этом между точками С и Д электрического моста 6, возникает напряжение, по электромагнитной катушке 8 потечет ток, и возникнет магнитный поток. Сердечник катушки 8 переместит золотник 9 распределительного устройства 10 влево или вправо, обеспечивая подачу рабочей жидкости от насоса 12 в соответствующую полость гидроцилиндра 13 (реверсивного механизма изменения рабочей длины поперечной рулевой тяги 15), шток поршня которого влево или вправо поворачивает через палец 18 эксцентричный корпус 17 шарнира, изменяя, таким образом, рабочую длину поперечной рулевой тяги 15 и обеспечивая требуемое схождение управляемых колес 1.
Таким образом, предлагаемое устройство для автоматического регулирования схождения управляемых колес автотранспортного средства в движении позволяет обеспечить жесткость поперечной рулевой тяги, надежность и точность работы устройства.