ПОВОРОТНЫЙ КУЛАК НЕВЕДУЩЕЙ ОСИ ГРУЗОВОГО АВТОМОБИЛЯ

Полезная модель относится к области транспортного машиностроения, в частности к конструкции поворотного кулака для грузовых автомобилей.
Известен литой поворотный кулак рулевого управления для транспортного средства, в частности для коммерческого транспортного средства, в особенности для грузового автомобиля (патент RU2487038). Поворотный кулак содержит корпус, в который интегрированы при литье одна или несколько трубок, каждая из которых включает основной трубчатый элемент и обеспечивает проход для текучей среды и/или одного или нескольких электрических проводов.
На сайте https://www.tmck1.eu по ссылке: https://www.truckl.eu/spare-parts/steering-knuckles/volvo-fh-01-12-a6263460.html (20.07.2022 г.) описан поворотный кулак с интегрированными трубками, в котором площадка для крепления рулевого рычага, соединяемого с рулевым механизмом, расположена на верхней бобышке корпуса поворотного кулака.
К недостаткам описанных поворотных кулаков можно отнести увеличенный вес в случае их применения на неполноприводных грузовых автомобилях, обусловленный наличием цапфы с увеличенным внешним диаметром из-за проходящих в ней трубок. Также к недостаткам описанных поворотных кулаков можно отнести крепление рычагов рулевого управления, способствующее большей нагруженности поворотного кулака.
Известен поворотный кулак, содержащий цапфу и фланцевую корпусную часть с верхней и нижней опорами со сквозными отверстиями. Поворотный кулак выполнен составным и состоит из жестко соединенных между собой цапфы с фланцем и корпусной части с верхней и нижней опорами, при этом в цапфе с фланцем выполнены каналы с выходными отверстиями на боковой поверхности фланца, кроме того корпусная часть снабжена присоединительными пластинами (RU 165784).
К недостаткам описанного поворотного кулака можно отнести увеличенную массу, обусловленную наличием крепежных элементов и фланца цапфы.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков является поворотный кулак по 2 варианту (патент RU 106209). Поворотные кулаки по вариантам 1 и 2 используются попарно в конструкции передней оси грузового автомобиля, при этом поворотный кулак по варианту 1 используется как правый кулак, а поворотный кулак по варианту 2 используется как левый кулак. Поворотный кулак по 2 варианту содержит опорный фланец с отверстиями для крепления тормозного механизма, колесную конусную ось с резьбовым концом, верхнюю и нижнюю бобышки со сквозными отверстиями, расположенными соосно друг другу для установки шкворня, и боковыми отверстиями для установки в них резьбовой и конусной частей рычага рулевой сошки и рычага поперечной рулевой тяги соответственно. Опорный фланец выполнен с заниженными участками, сопряженными с боковыми плоскими поверхностями центральной части фланца, при этом отверстия для крепления тормозного механизма расположены на заниженных участках, кроме того, сквозное отверстие в нижней бобышке выполнено ступенчатым, а резьбовой конец колесной оси выполнен с лыской.
К недостаткам описанного поворотного кулака можно отнести нагружение всего корпуса поворотного кулака из-за того, что рычаг поперечной рулевой тяги крепится к нижней бобышке. Также к недостаткам описанного поворотного кулака можно отнести то, что правая и левая модификации изготавливаются из разных по конструкции заготовок.
Заявленный поворотный кулак, как и известный, содержит цапфу, корпус, верхнюю и нижнюю бобышки с отверстиями под шкворень. Отличие заявленного от известного кулака заключается в том, что на верхней бобышке
расположены площадки крепления рычага рулевой трапеции, и крепление рычага сошки осуществляется через механически обработанную, например, отфрезерованную площадку, в то время, как у известного поворотного кулака рычаг крепится через коническое отверстие.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в повышении надежности и долговечности поворотного кулака за счет его разгрузки от скручивающего момента нижней бобышкой.
Дополнительной задачей, на решение которой направлена полезная модель, является улучшение эксплуатационных характеристик автомобиля, таких как маневренность, управляемость путем увеличения углов поворота колес, а также создание поворотного кулака, правую и левую модификации которого возможно изготавливать из одной поковки.
Технический результат достигается тем, что в поворотном кулаке, содержащем цапфу и корпус, цапфа и корпус поворотного кулака выполнены заодно и образуют единый поворотный кулак, места крепления в виде механически обработанных площадок рычага рулевой трапеции и рычага сошки расположены на верхней бобышке корпуса поворотного кулака, что уменьшает нагруженность кулака скручивающим моментов при повороте управляемых колес, что приводит к разгрузке нижней бобышки.
Выполнение поворотного кулака единым целым и предложенное расположение мест крепления рычага сошки и рулевой трапеции позволяет обеспечить компактные габариты поворотного кулака, что дает возможность реализовать большие углы поворота управляемых колес.
Изготовление поворотного кулака путем ковки позволяет обеспечить необходимую прочность при минимальных габаритах и массе.
Заявленная полезная модель иллюстрируется чертежами.
На фиг. 1 представлен вид поворотного кулака сбоку.
На фиг. 2 представлено трехмерное изображение поворотного кулака.
Поворотный кулак выполнен как единое целое ковкой. В состав поворотного кулака входят цапфа 1; корпус 2; верхняя бобышка 3 с площадкой 4 крепления рычага сошки, площадками 5 и отверстиями 6 крепления рычага рулевой трапеции и отверстием под подшипник шкворня 7; нижняя бобышка 8 с отверстием под подшипник шкворня 9, площадкой опорного подшипника 10.
Вертикальная, боковая и продольная силы, а также возникающие от них моменты, а также тормозной момент и реактивный момент, равный моменту поворота управляемых колес передаются от пятна контакта шины транспортного средства с опорным основанием через колесный диск на ступицу колеса, которая установлена на цапфе 1 через ступичные подшипники (на фиг. 1, 2 не показаны). От цапфы 1 указанные силовые факторы передаются на корпус кулака 2. Вертикальная, боковая и продольная силы, а также моменты, возникающие при действии этих сил, через бобышки 3 и 8 передаются на подшипники шкворня, установленные в отверстиях 7 и 9 бобышек, далее эти силы и моменты передаются на шкворень (на фиг. 1, 2 не показан), через него на балку и через систему подрессоривания передаются на несущую систему транспортного средства. Усилие и момент, возникающие при повороте управляемых колес передаются с сошки рулевого механизма транспортного средства через продольную тягу на рычаг сошки, установленный на площадке 4 верхней бобышки 3 и притянутый к ней болтами, устанавливаемыми в отверстия на площадке 4. С рычага сошки часть силы, создавая момент, передается на рычаг рулевой трапеции, установленный на площадках 5 верхней бобышки 3 и притянутый болтами, устанавливаемыми в отверстия 6, а оставшаяся часть силы, создавая момент, передается на цапфу 1 для поворота колеса. При заявляемой конструкции в передаче силы от рычага сошки на цапфу 1 и рычаг рулевой трапеции нижняя бобышка 8 не участвует, что положительно сказывается на прочности и долговечности поворотного кулака в целом.
Заявляемое техническое решение может быть реализовано на стандартном технологическом оборудовании с использованием современных материалов и технологий.