РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРОЛЛЕЙБУСА С ЭЛЕКТРОУСИЛИТЕЛЕМ

Заявляемая полезная модель относится к рулевым приводам с электрическими сервомеханизмами и предназначена для использования в городском пассажирском электротранспорте, в частности для установки на троллейбусах.
Известно рулевое управление троллейбуса с гидроусилителем (см. патент CN 104816755, МПК B60L 9/00, B62D 5/04, опубл. 5 августа 2015). Известное устройство содержит схему стабилизации, предназначенную для подключения к электросети и внутреннему аккумулятору троллейбуса, электродвигатель, вход электропитания которого подключен к схеме стабилизации, гидронасос, ротор которого соединен с валом электродвигателя, рулевой механизм, снабженный входным валом для соединения с рулевым валом и рулевой сошкой для соединения с рулевой тягой, гидроусилитель, подключенный к гидронасосу и встроенный в рулевой механизм.
Однако известное решение имеет большой расход электроэнергии, связанный с необходимостью постоянной работы электродвигателя для поддержания давления гидронасоса, а также большую массу и габариты из-за наличия гидроусилителя. Известное устройство принято за прототип.
Задачей заявляемого решения является разработка троллейбусной системы рулевого управления с электроусилителем.
Технический результат заявляемой полезной модели заключается в снижении расхода электроэнергии при снижении массы и упрощении конструкции.
Указанный технический результат достигается тем, что рулевое управление троллейбуса, содержащее электродвигатель с входом электропитания и рулевой механизм, снабженный входным валом и рулевой сошкой для соединения с рулевой тягой, согласно заявляемому решению содержит блок управления, снабженный входами для датчика угла поворота рулевого колеса и датчика момента на рулевом колесе, входом электропитания и выходом, подключенным к входу электропитания электродвигателя, при этом входной вал рулевого механизма соединен с одним концом вала электродвигателя, а противоположный конец вала электродвигателя предназначен для соединения с рулевым валом.
Полезная модель поясняется чертежом. Позициями на чертеже обозначены:
рулевое колесо;
рулевая колонка;
рулевой вал;
угловой редуктор;
электродвигатель;
блок управления;
рулевой механизм;
рулевая сошка;
рулевая тяга;
поворотный рычаг;
колесо.
Заявляемое рулевое управление троллейбуса с электроусилителем содержит рулевой механизм 7, снабженный входным валом (на чертеже не показан) и рулевой сошкой 8. Рулевой механизм 7 предназначен для преобразования осевого вращения входного вала в угловой поворот рулевой сошки 8 и может быть выполнен аналогично решениям, известным из уровня техники (например, по патенту РФ на изобретение №2466050 «РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА», МПК B62D 3/08, опубликовано 10.11.2012). Рулевая сошка 8 соединена с рулевой тягой 9, которая в свою очередь соединена с поворотным рычагом 10 управляемого колеса 11. Полезная модель содержит электродвигатель 5 с входом электропитания и блок управления 6 электродвигателем с выходом, подключенным к входу электропитания электродвигателя. Электродвигатель 5 имеет статор и ротор, на оси вращения которого расположен вал, при этом один конец вала электродвигателя соединен с рулевым валом 3, а противоположный конец вала электродвигателя 5 соединен входным валом рулевого механизма 7. Блок управления 6 снабжен входом, к которому подключен датчик угла поворота рулевого колеса 1, входом, к которому подключен датчик момента на рулевом колесе 1 (на чертеже не показаны), а также входом электропитания, подключенным непосредственно к бортовому электропитанию троллейбуса напряжением 24В. Рулевой вал 3 выполнен составным из двух частей, соединенных друг с другом при помощи углового редуктора 4, что обусловлено конструкцией троллейбуса. Противоположный от электродвигателя 5 конец рулевого вала 3 соединен с валом рулевой колонки 2, на конце которого закреплено рулевое колесо 1.
Работа заявляемой полезной модели осуществляется за счет энергии, используемой в бортовом электропитании троллейбуса без задействования промежуточных агрегатов и рабочих жидкостей. При повороте рулевого колеса 1 водителем троллейбуса поворачиваются связанные с рулевым колесом 1 вал рулевой колонки 2, рулевой вал 3, вал электродвигателя 5 и входной вал рулевого механизма 7. В рулевом механизме 7 осевое вращение входного вала приводит к угловому повороту рулевой сошки 8. Рулевая тяга 9 перемещается вслед за местом крепления к рулевой сошке 8 и осуществляет поворот рычага 10 и, в итоге, связанного с ним управляемого колеса 11. При этом датчики, соединенные с блоком управления 6, фиксируют угол поворота рулевого колеса 1 и момент вращения на рулевом колесе. В случае, если момент превышает заданное пороговое значение, блок управления 6 включает питание электродвигателя 5, который создает дополнительный момент вращения на входном валу рулевого механизма 7, помогая водителю повернуть колесо 11. При этом датчик угла поворота рулевого колеса 1 отслеживает ситуацию, когда рулевое колесо 1 повернуто до упора, и в этом случае блок управления 6 не включает питание электродвигателя 5.
Заявляемое рулевое управление на троллейбусе с электроусилителем отличается от известной схемы с гидравлическим усилителем тем, что отпадает необходимость применения и обслуживания специальной электрогидростанции для создания давления рабочей жидкости. В отличие от постоянно работающей электрогидростанции, электроусилитель включается только при выполнении маневра. В случае отсутствия нагрузок на элементах рулевого управления или очень малых их значениях (при подруливании в движении), электродвигатель выключен и энергии не потребляет. Таким образом, при рулевом управлении с электроусилителем потребление электроэнергии снижается до нескольких процентов по сравнению с прототипом, имеющим гидроусилитель. Уменьшается количество входящих в состав усилителя элементов (двигатель с муфтой и насосом, шлангов высокого и низкого давления, рабочей жидкости, распределителя и цилиндра). Поэтому рулевое управление с электроусилителем, в отличие прототипа с гидроусилителем, не нуждается в обслуживании, контроле уровня и герметичности и доливке рабочей жидкости. При отсутствии постоянно работающих агрегатов исчезает также и шум.