Электроусилитель рулевого управления
ELECTRIC POWER STEERING DEVICE

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться на транспортных средствах в качестве усилителя рулевого управления с электрическим приводом.
Известен усилитель руля для автомобилей, содержащий корпус, рулевой вал, состоящий из входной и выходной частей, торсион, связывающий части рулевого вала, привод, понижающий редуктор с приводным валом и двумя зубчатыми парами встречного вращения с постоянным наружным зацеплением, связанными для каждого направления поворота руля через одну из двух муфт с выходной частью рулевого вала, обе части рулевого вала выполнены в виде винтовой пары, причем входная часть рулевого вала выполнена в виде винта, а выходная часть выполнена в виде гайки и свободно установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, а муфты выполнены фрикционными. Зубчатые пары выполнены цилиндрическими, коническими или червячными (патент №RU 33356, МПК B62D 5/04, опубл. 20.10.2003 г.).
Недостатком указанной конструкции является узкий диапазон использования и невозможность использования на транспортных средствах с большой нагрузкой на оси.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков является усилитель рулевого управления для автомобилей, содержащий узел привода, который расположен соосно относительно оси рулевого вала и который состоит из комбинированного дискового электродвигателя и планетарной передачи, обеспечивающих особенно высокую скорость - уменьшающие отношения должны быть получены в дополнение к компактной конструкции. Это достигается путем обеспечения рулевого вала промежуточной шестерней в области трансмиссии, посредством чего указанная промежуточная шестерня установлена с возможностью вращения вокруг оси вала. Промежуточный вал содержит солнечную шестерню, которая может иметь очень маленький диаметр, благодаря чему планетарная шестерня может обеспечивать высокие передаточные числа. Промежуточная шестерня имеет дополнительные зубья, которые позволяют передавать движительную силу через полую зубчатую шестерню, которая соединена с ротором двигателя с дисковым ротором. Диск ротора установлен на валу в радиально смещенном положении относительно оси и совершает радиально колеблющееся движение (патент №WO0009382, МПК B62D5/04, опубл. 24.02. 2000 г.).
Недостатком указанной конструкции является ее сложность.
Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является расширение диапазона использования электроусилителя рулевого управления, обеспечивающего возможность его использования на транспортных средствах, как с независимой подвеской, так и на транспортных средствах с неразрезной балкой управляемых колес.
Техническим результатом является применение в устройстве электроусилителя рулевого управления двухступенчатого редуктора, компоновка которого позволяет расширить диапазон использования электроусилителя рулевого управления и достигается за счет того, что в электроусилителе рулевого управления, содержащем узел привода, состоящим из электродвигателя и редуктора с планетарной передачей, солнечная шестерня которой расположена на выходном валу электродвигателя, и выходной вал, редуктор выполнен двухступенчатым, второй ступенью является передача с цилиндрическими зубчатыми колесами, ведущая шестерня которой расположена на ведомом валу, соосному выходному валу двигателя, а ведомая шестерня расположена на выходном валу редуктора, при этом водило планетарной передачи соединено с ведущей шестерней посредством муфты.
Масляные полости корпуса, в которых расположены планетарная и зубчатая передачи, разделены манжетой. На выходном валу редуктора расположена муфта.
Новыми существенными признаками являются выполнение редуктора двухступенчатым, второй ступенью является передача с цилиндрическими зубчатыми колесами, ведущая шестерня которой расположена на ведомом валу, соосному выходному валу двигателя, а ведомая шестерня расположена на выходном валу редуктора, при этом водило планетарной передачи соединено с ведущей шестерней посредством муфты.
Масляные полости корпуса, в которых расположены планетарная и зубчатая передачи, разделены манжетой. На выходном валу редуктора расположена муфта.
Конструкция электроусилителя рулевого управления, включающая все существенные признаки является универсальной и позволяет иметь большое передаточное отношение при использовании электродвигателя небольшой мощности.
Техническое решение поясняется чертежами:
Фиг. 1 - электроусилитель рулевого управления, общий вид, сечение;
Фиг. 2 - электроусилитель рулевого управления, вид сбоку.
Электроусилитель рулевого управления содержит узел привода, состоящий из электродвигателя 1 и редуктора.
Редуктор выполнен двухступенчатым. Первой ступенью является планетарная передача 2.Второй ступенью редуктора является. Планетарная передача 2состоящая из солнечной шестерни 4, сателлитов 5, водила 6 и коронной шестерни 7.Солнечная шестерня 4 расположена на выходном валу8электродвигателя 1.
Ведущаяшестерня9передачи3 с цилиндрическими зубчатыми колесами расположена на ведомом валу 10, соосному выходному валу 8 электродвигателя. Ведомая шестерня 11находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней 9 и расположена на выходном валу 12 редуктора.
Водило6 планетарной передачи соединяется с ведомым валом 10посредством муфты 13.
На выходном валу 12 редуктора расположена муфта 14.
Для разделения масляных полостей, в которых расположены зубчатая и планетарная передачи 2 и 3 соответственно, между этими полостями могут устанавливаться манжеты 15. Это необходимо для придания конструкции большей универсальности, заключающейся в возможности расширения компоновочных возможностей, а именно: возможности установки электроусилителя рулевого управления на транспортном средстве под любым, требуемым конструкторами, углом. В случае горизонтальной установки электроусилителя рулевого управления такое разделение масляных полостей не требуется.
Работает электроусилитель рулевого управления следующим образом: при повороте рулевого колеса от электронного блока управления 16 (ЭБУ) поступает сигнал на включение электродвигателя 1. Крутящий момент от электродвигателя 1 через солнечную шестерню 4, передается на сателлиты 5 и водило 6. Далее водило 6 планетарной передачи соединяется с ведущей шестерней 9 посредством муфты 13и передает крутящий момент на ведомый вал 10 и ведущую шестерню 9, и далее на ведомую шестерню 11. Через соединение ведомой шестерни 11 с выходным валом 12 увеличенный до требуемого значения крутящий момент передается на рулевой механизм.
В конструкции электроусилителя рулевого управления предусмотрена возможность его отключения от рулевого механизма, например при буксировке транспортного средства, посредством муфты 14.
Электроусилитель рулевого управления промышленно применим, и может быть изготовлен на стандартном оборудовании с использованием современных материалов и технологий.