ТЯГА РУЛЕВОЙ ТРАПЕЦИИ
STEERING LINKAGE TRAPEZOID

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к тягам рулевой трапеции автомобилей с рулевым механизмом реечного типа.
У переднеприводных легковых автомобилей с передней подвеской Макферсон в наиболее распространенных видах реечных рулевых механизмов конструкция тяги рулевой трапеции, как правило, содержит наружный и внутренний наконечники, связанные соответственно промежуточным элементом посредством резьб противоположного направления. Промежуточный элемент имеет в средней части поверхность под ключ, а наконечники выполнены с разрезным корпусом в области резьбовой части хвостовика, имеющим хомут, выполненный за одно целое с хвостовиком корпуса наконечника в виде приливов, расположенных по обеим сторонам от прорези (Раймпель Й. Шасси автомобиля. Рулевое управление. М.: Машиностроение, 1987, с.72-74, рис.3.14).
Одна из основных функций тяги рулевой трапеции - это регулирование схождения колес. В конструкциях переднеприводных легковых автомобилей регулирование схождения колес производят путем изменения длины тяг за счет вращения промежуточного элемента. Стопорение промежуточного элемента относительно наконечников обеспечивают при помощи двух стяжных болтов через хомуты наконечников.
К недостаткам известной конструкции тяги рулевой трапеции можно отнести повышенные трудозатраты, вызванные затруднениями в проведении процесса регулировок схождения колес из-за относительно больших габаритов регулировочных узлов по длине, расположенных в ограниченном для доступа к тягам пространстве в зоне арок колес.
Известна тяга рулевой трапеции, состоящая из двух наконечников - наружного и внутреннего, связанных соответственно разрезным промежуточным элементом посредством резьб противоположного направления. Стопорение промежуточного элемента относительно наконечников обеспечивают при помощи стяжных болтов и гаек через два хомута, расположенных на наружной поверхности разрезного промежуточного элемента (Раймпель И. Шасси автомобиля. Рулевое управление. М.: Машиностроение, 1987, с.78, рис.3.22).
Однако известная тяга рулевой трапеции при своем использовании имеет следующие недостатки:
- сложность проведения процесса регулировок схождения колес,
- высокая сложность осуществления стопорения промежуточного элемента относительно рулевых наконечников стяжными болтами и гайками в случае ограниченного доступа к регулировочным узлам тяги.
Наиболее близким к заявляемому объекту по технической сущности из известных решений является телескопическая тяга рулевой трапеции, содержащая наружный и внутренний наконечники, связанные соответственно с разрезным промежуточным элементом посредством резьб противоположного направления, и хомут с отверстием под поперечный стяжной болт, при этом на промежуточном элементе выполнен разрез и поверхность под ключ (см. патент РФ №2016802, МПК B62D 7/20,1994 г.).
Однако известная тяга рулевой трапеции при своем использовании имеет следующие недостатки:
- затруднения в проведении процесса регулировок схождения колес после определенного периода процесса эксплуатации,
- накопление продуктов коррозии и загрязнений в резьбе втулки и наконечников,
- ограниченный ресурс эксплуатации.
Задачей изобретения является создание тяги рулевой трапеции.
Техническим результатом при использовании предложенной тяги рулевой трапеции является отсутствие затруднений в проведении процесса регулировок схождения колес после определенного периода процесса эксплуатации, повышение надежности стопорения промежуточного элемента относительно рулевых наконечников стяжными болтами при ограниченном доступе к регулировочным узлам тяги, предотвращение накопления продуктов коррозии и загрязнений в резьбовых соединениях втулки и наконечников, а также повышение ресурса эксплуатации.
Технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что предложена тяга рулевой трапеции, содержащая наружный и внутренний наконечники, связанные соответственно с разрезным промежуточным элементом посредством резьб противоположного направления, и хомут с отверстием под поперечный стяжной болт, а на промежуточном элементе выполнен разрез и поверхность под ключ, при этом внутренний и наружный наконечники выполнены с резьбовыми участками, имеющими наружные резьбы противоположного друг другу направления, разрезной промежуточный элемент выполнен в виде втулки с последовательно расположенными резьбовыми участками, имеющими внутренние резьбы, посредством которых он связан с соответствующими резьбовыми участками внутреннего и наружного наконечников, при этом разрезной промежуточный элемент по наружному диаметру охватывает защитный кожух, имеющий разрез, а хомут выполнен за одно целое с защитным кожухом. При этом разрезной промежуточный элемент выполнен с кольцевой проточкой в центральной части наружной цилиндрической поверхности. При этом разрезной промежуточный элемент выполнен с кольцевым выступом на наружной цилиндрической поверхности со стороны, противоположной поверхности под ключ. При этом хомут выполнен за одно целое с защитным кожухом посредством приливов хомута, расположенных по обеим краям его прорези. При этом приливы хомута выполнены шириной по всей длине прорези защитного кожуха. При этом оси отверстий под стяжной болт на приливах хомута выполнены со смещением к одной из торцевых сторон защитного кожуха.
Среди признаков, характеризующих предложенную тягу рулевой трапеции, существенными являются:
- выполнение внутреннего и наружного наконечников с резьбовыми участками, имеющими наружные резьбы противоположного друг другу направления,
- выполнение разрезного промежуточного элемента в виде втулки с последовательно расположенными резьбовыми участками, имеющими внутренние резьбы, посредством которых промежуточный элемент связан с соответствующими резьбовыми участками внутреннего и наружного наконечников,
- разрезной промежуточный элемент по наружному диаметру охватывает защитный кожух, имеющий разрез,
- выполнение хомута за одно целое с защитным кожухом,
- выполнение разрезного промежуточного элемента с кольцевой проточкой в центральной части наружной цилиндрической поверхности,
- выполнение разрезного промежуточного элемента с кольцевым выступом на наружной цилиндрической поверхности со стороны, противоположной поверхности под ключ,
- выполнение хомута за одно целое с защитным кожухом посредством приливов хомута, расположенных по обоим краям его прорези,
- выполнение приливов хомута шириной по всей длине прорези защитного кожуха,
- выполнение оси отверстий под стяжной болт на приливах хомута со смещением к одной из торцевых сторон защитного кожуха.
Экспериментальные исследования предложенной тяги рулевой трапеции показали ее высокую эффективность. Было установлено, что предложенная тяга рулевой трапеции обладает отсутствием затруднений в проведении процесса регулировок схождения колес после определенного периода процесса эксплуатации, имеет повышенную на 15-18% надежность стопорения промежуточного элемента относительно рулевых наконечников стяжными болтами при ограниченном доступе к регулировочным узлам тяги. Кроме того, предложенная тяга рулевой трапеции предотвращает накопление продуктов коррозии и загрязнений в резьбовых соединениях втулки и наконечников, а также обладает повышенным на 18% ресурсом эксплуатации.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид предложенной тяги рулевой трапеции, на фиг.2 - продольный разрез тяги рулевой трапеции, на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2, на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2, на фиг.5 - продольный разрез разрезного промежуточного элемента и на фиг.5а - выносной элемент разрезного промежуточного элемента.
Тяга рулевой трапеции левая (правая тяга симметричное отображение левой) состоит из наружного наконечника 1, который своим свободным концом связан с поворотной стойкой (не показана) колеса автомобиля. Другой конец наружного наконечника 1 выполнен в виде хвостовика с наружной резьбой и ввернут по резьбе в разрезной промежуточный элемент 3. С противоположной стороны разрезного промежуточного элемента 3 ввернут по резьбе внутренний наконечник 2, выполненный в виде хвостовика с наружной резьбой. Другой конец внутреннего наконечника 2 соединен с зубчатой рейкой рулевого механизма (на фиг.1 не показана). Разрезной промежуточный элемент 3 по наружному диаметру охватывает защитный кожух 4, имеющий разрез 11 (фиг.3), и хомут, выполненный за одно целое с защитным кожухом посредством приливов хомута 10 (фиг.2 и 3), расположенных по обеим краям его прорези 11, имеющих отверстия (одно из них резьбовое) под стяжной болт 5.
Промежуточный элемент 3 выполнен в виде втулки с последовательно расположенными резьбовыми участками, имеющими внутренние резьбы противоположного друг другу направления, посредством которых он связан с соответствующими резьбовыми участками наружного 1 и внутреннего 2 наконечников. По всей длине боковой поверхности промежуточного элемента 3 выполнена прорезь 6 (фиг.3 и 4). Разрезной промежуточный элемент 3 выполнен с кольцевой проточкой 7 (фиг.5) в центральной части наружной цилиндрической поверхности на участке L, обеспечивающей не только снижение усилия стягивания хомута, но и повышения эффективности стопорения разрезным промежуточным элементом 3 резьбовой части хвостовиков наружного 1 и внутреннего 2 наконечников. На одном из концов разрезного промежуточного элемента 3 выполнена поверхность 8 (фиг.4 и 5) под ключ, позволяющая проводить регулировку углов схождения ведущих колес автомобиля (поверхность под ключ может быть выполнена, как показано на фиг.1-2, со стороны внутреннего наконечника, в частном случае поверхность под ключ может быть выполнена со стороны наружного наконечника). С противоположной стороны разрезного промежуточного элемента 3 выполнен кольцевой выступ 9 (фиг.5 и 5 а), обеспечивающий удержание защитного кожуха 4 на промежуточном элементе 3 при транспортировке и монтаже тяги на автомобиль (в частном случае при отсутствии кольцевого выступа 9 функции удержания защитного кожуха 4 на промежуточном элементе 3 при транспортировке и монтаже тяги на автомобиль могут выполнять кольцевая проточка 7 и стяжной болт 5).
Для обеспечения необходимой жесткости хомута при контрении резьбовых хвостовиков наконечников 1 и 2 в разрезном промежуточном элементе 3 приливы хомута 10 выполнены по длине защитного чехла L1. Для обеспечения гарантированного зазора между наиболее выступающей части приливов 10 хомута в области отверстий под стяжной болт 5 относительно оси промежуточного элемента 3 и другими элементами автомобиля, расположенными в ограниченном пространстве арки, оси отверстий под стяжной болт на приливах хомута выполнены со смещением к одной из торцевых сторон защитного кожуха, т.е. частный случай L2≠L1.
Устройство работает следующим образом. Перед началом регулировки длины тяги расстопаривают узел регулировки, ослабляя стяжной болт 5. Изменение длины тяги производят вращением разрезного промежуточного элемента 3 в том или ином направлении. За счет того, что внутренний и наружный наконечники выполнены с резьбовыми участками, имеющими наружные резьбы противоположного друг другу направления, а разрезной промежуточный элемент выполнен в виде втулки с последовательно расположенными резьбовыми участками, имеющими внутренние резьбы, посредством которых он связан с соответствующими резьбовыми участками внутреннего и наружного наконечников, при вращении разрезного промежуточного элемента 3 в том или ином направлении концы наружного и внутреннего наконечников сходятся или расходятся. Изменением длины тяг левой и правой регулируют углы схождения ведущих колес автомобиля. После выставления необходимых углов схождения колес повернуть защитный кожух 4 таким образом, чтобы он своим корпусом перекрыл прорезь 6 разрезного промежуточного элемента 3, при этом головка стяжного болта была доступна для закручивания. Затягиванием стяжного болта 5 произвести стопорение наконечников 1 и 2 в разрезном промежуточном элементе 3.
В частном случае для предотвращения попадания влаги в регулирующее устройство тяги полость между защитным кожухом 4 и разрезным промежуточным элементом 3 в области проточки 7, а так же прорези с торцов промежуточного элемента 3 заполняют смазкой.
В случае попадания влаги и коррозии резьбы в области регулирующего устройства тяги его достаточно просто разобрать. Для этого ослабляется и (при необходимости) удаляется стяжной болт 5. Поскольку защитный кожух и хомут не имеют ребер жесткости, достаточно развести приливы хомута, чтобы сдвинуть его (при необходимости) с разрезного промежуточного элемента 3. Прокручиванием разрезного промежуточного элемента 3 добиваются регулировки схождения колес. Поскольку разрезной промежуточный элемента 3 имеет сквозную прорезь, при необходимости можно слегка развести его в области прорези и провернуть. Далее, выкрутив наконечники 1 и 2, нанести на резьбу смазку и закрутить их обратно. Поставив на место защитный кожух 4 и стяжной болт 5, провести регулировку углов схождения ведущих колес и стопорение узла регулировки.
В сравнении с прототипом предложенная тяга рулевой трапеции при той же быстроте и точности регулировки легко устанавливается и демонтируется даже при коррозии резьбовых соединений, что позволяет обеспечить регулировку углов схождения колес автомобиля в течение всего ресурса ее эксплуатации. Защитный кожух и смазка ограничивают попадание влаги в регулировочный узел тяги. В случае повреждения защитного узла при монтаже его всегда можно заменить, оставив работоспособные наконечники.
Предлагаемую конструкцию рулевой тяги можно применять в рулевых системах автомобилей с задним и передним приводом.