Рулевое управление с переменным передаточным отношением что это
Рулевая переменная
Как бы долго мы не ехали по прямой, а поворачивать рано или поздно придется. Способностью произвольно менять траекторию движения автомобиль выгодно отличается от, скажем, паровоза, но это умение требует от него наличия системы рулевого управления. Привычная «баранка» в руках водителя давно стала неотъемлемой частью машины, и мало кто задумывается, как далеко шагнула техническая мысль в этой области.
Первые поворотные устройства появились на гужевом транспорте. Даже самая примитивная деревенская телега имеет шкворневой узел, на котором поворачивается передняя ось. Ось (то есть, в автомобильных терминах, передний мост) крутится целиком, на центральном шкворне, что обеспечивает простоту и дешевизну конструкции. При условии «силового агрегата» в одну лошадиную силу, вынесенного далеко за пределы базы, и с учетом соответствующих скоростей, такое техническое решение справлялось с поставленными задачами в течение столетий. Однако уже на первых автомобилях стало ясно, что поворачивать весь мост очень неудобно. Передние колеса лучше поворачивать каждое на своем месте.
Современным автомобилем стало управлять намного легче. Возникает соблазн даже по извилистой дороге проехать с ветерком. Фото (Creative Commons license): Nick Coombe
И тут же обнаружилась новая трудность: для обеспечения правильной траектории поворота, правое и левое передние колеса должны поворачиваться на разный угол, иначе возникает неизбежное боковое скольжение одного из них. Правильный поворот всего автомобиля обеспечивается специальной конструкцией, при помощи которой каждое из направляющих колес поворачивается на такой угол, что продолжения осей всех колес автомобиля должны пересекаться в одной точке — в центре поворота. Вот такая физика движения.
Однако первой, и долгое время преобладающей конструкцией поворотного механизма была рулевая трапеция, хорошо знакомая владельцам отечественных «Жигулей». Вращательное движение руля преобразуется здесь посредством рулевого редуктора с червячной передачей в линейное движение системы рулевых тяг, которые и были долгое время проклятием автомехаников, поскольку требовали регулярной трудоемкой замены или переборки. Тяжелую жизнь тружеников ключа и кувалды несколько облегчило появление рулевой рейки, в которой, как-никак, было всего два рулевых кулака вместо шести… Впрочем, и рейка, и трапеция не решали главнейшую проблему автомобильного рулевого механизма — проблему разных передаточных чисел для разных колес.
Как известно любому, кто помнит по школе о «золотом правиле механики», чем ниже передаточное число рулевого механизма, тем легче крутить руль. Но при этом возникают и свои минусы: чем легче крутить руль, тем больше оборотов придется сделать «от края до края». Мало кому понравится наворачивать «баранку» в несколько перехватов, чтобы совершить несложный маневр, да и времени на это не всегда хватает… Конечно, на специальных курсах для экстремалов вас научать крутить руль с удивительной скоростью, но это как-то не укладывается в общую техническую концепцию автомобилизма — делать управление все проще и проще. Сначала конструкторы пошли по экстенсивному пути — на грузовиках, где усилие поворота колес весьма значительно, ставили огромные «штурвалы», чтобы обеспечить водителю хороший рычаг, а водителям легковушек предоставляли накачивать бицепсы в меру нагрузки на переднюю ось. Однако вскоре появились гидроусилители, которые позволили даже хрупкой барышне провернуть руль тяжелого грузовика, не вставляя в спицы лом.
Рулевое управление спортивного «Мерседеса» SLK-класса содержит несколько принципиально новых конструктивных решений.
Казалось бы, проблема решена — передаточное число делаем как можно больше, чтобы руль не надо было перехватывать, а необходимую силу за нас приложит гидронасос усилителя, отобрав её у мотора. Однако и это отнюдь не панацея. Дело в том, что диапазон скоростей автомобиля весьма велик, и при разных ритмах движение нужно рулить очень по разному. Скажем, чтобы развернуться на узком пятачке парковки, нужно поворачивать колеса на максимальные углы, причем практически стоя на месте, а при движении на максимальной скорости по трассе требуется тонкое руление в пределах нескольких градусов. Поэтому гидроусилитель, весьма полезный на «парковочных» скоростях, на «максималке» превращался чуть ли не во врага, не давая почувствовать водителю «обратную связь» с колесами. Если кому-то доводилось ездить на старых «американцах» с их мощными усилителями, то он наверняка припомнит странное ощущение «нереальности» руля — как в компьютерном симуляторе. Почувствовать положение колес руками практически невозможно. Тут уже не до тонких маневров, хоть бы прямо проехать…
Решали эту проблему двумя способами. Первый, достаточно простой, использовали на машинах без усилителя руля (такие, поверьте, выпускают не только на ВАЗе). Это рулевая рейка с переменным передаточным числом — то есть, шаг её зубьев меняется от средины к краям, и весьма существенно. (Отечественный пример — рейка ВАЗ 2110.) То есть при малых углах поворота руля, которые в основном используются при движении на высоких скоростях, передаточное число механизма велико — руль «тяжелый», но точный, а чем дальше от средней точки, тем легче крутится баранка, позволяя без излишних усилий вывернуть колеса на парковке.
Второй вариант — гидроусилитель с переменным усилием. Здесь передаточное число остается неизменным, зато меняется степень усиления. Едем медленно, пробираясь между машин в паркинге — гидроусилитель старается вовсю, делая руль почти невесомым. Чем выше скорость — тем меньше помощь, а на скоростях, близких к максимальным, усиление сходит на нет, давая водителю почувствовать связь с колесами.
Развитие рулевых систем шло по схеме, типичной для любых узлов управления автомобилем: механика-гидравлика-электрика. По мере своего развития, современный автомобиль пропитывается электроникой, как губка водой. Электроусилители руля сразу вывели системы управления на новый виток развития: мало того, что электроусилитель не забирает мощность двигателя непрерывно, как гидронасос, он ещё и позволяет менять параметры усиления в широких пределах, не громоздя сложную систему перепускных клапанов. Казалось бы, что ещё надо? А вот что — совмещение всех преимуществ предыдущих этапов развития в единый узел, и чтобы без их недостатков.
Alfa GT Q2 (2006). Автомобиль с «горячим темпераментом». При езде по ровной автомагистрали водителю приходится расплачиваться за этот темперамент повышенным вниманием.
Недостаток рейки с переменным шагом — изменение передаточного числа связано не со скоростью, а с углом поворота колес. Это более-менее работает в штатных режимах движения, но если потребуется интенсивное руление на высокой скорости? Например, чтобы вывести машину из заноса? Вот тут уже потребуются навыки скоростного руления с множественными перехватами руля, а многие ли водители, положа руку на сердце, это умеют? Сделать же баранку, у которой «от края до края» меньше двух с половиной оборотов, не получится. (Есть модель «Альфа-Ромео», где руль делает лишь 2,2 оборота, но здесь ради сохранения горячего темперамента машины пожертвовали возможностью «просто ехать».)
Недостаток гидро- и электроусилителей с переменным усилием — передаточное число неизменно, меняется лишь усилие на руле. А значит, мы имеем либо слишком интенсивное руление при малых углах поворота, либо слишком резкие изменения углов в крайних положениях. То есть, в случаях той же борьбы с заносом, угадать точный угол поворота баранки становится почти невозможным.
Понятно, что идеальным решением было бы привязать оба параметра — и легкость вращения и передаточное число не к углам поворота колес, а непосредственно к скорости машины. Благо, померить её несложно даже для каждого отдельного колеса — антиблокировочные системы это давно умеют. Оставался нерешенным лишь вопрос исполнительного механизма — как, собственно, менять это самое передаточное число? Не поставишь же между рулем и колесами коробку передач? Однако, как известно, постановка задачи уже в себе содержит посылку к решению. И конце концов на свет появились системы VGRS и Active Steering.
Принцип работы обеих почти одинаков — чем быстрее вы едете, тем более плавным становится рулевое управление. По мере снижения скорости руль становится все более чутким. Система подбирает оптимальное передаточное число рулевого механизма под конкретную скорость автомобиля. Например, при очень низкой скорости, передаточное число будет минимальным, а руль будет легко крутиться во время парковки, на крутых поворотах и разворотах, а при энергичном движении по трассе — наоборот. Однако конструктивно системы несколько отличаются, а главное — их предлагают разные производители. Active Steering — детище баварских механиков и им комплектуются некоторые модели BMW, а VGRS — продукт японских технологий и устанавливается преимущественно на Lexus.
Системы переменного передаточного числа устроены могут быть по-разному, но цель у них одна — поворот руля на один и тот же угол должен приводить к меньшему повороту колес на большей скорости и к большему на меньшей.
Active Steering — дополнение к традиционному рулевому управлению. Между рулевым валом и рейкой встроен планетарный редуктор, водило которого перемещается электродвигателем. Соответственно, передаточное число всего привода меняется от 1:10 до 1:20. До 60 км/ч действует «быстрая» передача, потом она плавно «замедляется» и к 160 км/ч достигает максимального значения — несколько большего, чем у стандартного автомобиля. Так появилась возможность сократить число оборотов руля до 1,8. Почему непременно меньше двух? А чтобы исключить перехваты рулевого колеса — увы, далеко не все умеют делать это грамотно и безопасно.
Если узел системы Active Steering по размеру и компоновке похож на обычный электроусилитель, то японцы изобрели нечто более замысловатое. VGRS (Variable Gear Ratio Steering), компактнее раз в пять — электромеханический усилитель расположен непосредственно в рулевой рейке, а в разрезе вала установлен некий «волновой редуктор». Принцип его действия не так прост, как у немцев — на эллиптическую центральную «шайбу» с начинкой из планетарного механизма надет гибкий зубчатый венец, а на него, в свою очередь, насажены два зубчатых колеса. При вращении внутреннего венца внешние части крутятся друг относительно друга. «Двусторонняя» шестерня соединена с рулевым валом, а сердцевина «шайбы» с валом электродвигателя. Чем больше обороты электромотора, тем быстрее вращается вторая внешняя «половинка», передающая усилие на рейку. Называется этот механизм «зубчатая двухволновая передача». Её внутренняя часть называется генератором волн деформации (волнообразователем), а относительное вращение внешних колец обусловлено разным числом зубьев: на одном зубчатом колесе зубьев столько же, сколько и на венце волнообразователя, а на втором — на два (по количеству волн) больше. Таким образом, за один полный оборот генератора волн гибкое колесо смещается относительно жесткого на два зуба в противоположном направлении. Таким образом система VGRS изменяет передаточное отношение рулевого управления — на парковке руль совершает от упора до упора 2,5 оборота, а с ростом скорости этот показатель растет до 3,6 оборота.
Споры о приоритетах между немцами и японцам — кто раньше придумал, — все ещё не окончены, однако идея, очевидно, носилась в воздухе. Тем более, что и BMW и Toyota воспользовались чужими разработками: Active Steering производит немецкая фирма «Цанрадфабрик» (ZF), а волновую передачу изобрел ещё в 1955 году американский инженер Уолтон Массер (Walton Mussers, 1909–1998). Являются ли оба этих решения окончательными? Безусловно нет.
На автомобилях BMW система Active steering естественным образом дополняется автопарковщиком Parking Assitant.
Следующий шаг очевиден — полностью электронная система управления без механических связей. В конце концов, от механической связи управляющих и исполнительных устройств в авиации, например, отказались давно и успешно — и самолеты, притом, падают куда реже, чем бьются машины. Возможно даже, что руль и педали в автомобиле и вовсе исчезнут, поскольку самый логичный способ управления — нечто вроде джойстика. Экспериментальные концепты с таким управлением уже появляются «в железе», но на этом пути ещё немало трудностей. И главные проблемы лежат не в технической, а в бюрократической и психологической плоскостях. Сейчас машину без механической связи между рулем и колесами просто не сертифицируют — но это полбеды. Гораздо сложнее будет убедить в безопасности компьютерной системы управления водителя, у которого хоть раз заглючил Windows…
Как именно помогает водителю «умное» рулевое управление?
Есть легенда, что породистость прямо пропорциональна количеству часов, проведенных автомобилем на Северной петле Нюрбургринга во время тестовых испытаний. Возможно, поэтому, по месту жительства, вкусную управляемость обычно приписывают немецким авто, а корейским машинам в ней по-прежнему отказывают.
В этом есть немалая доля правды: поведение машины в значительной мере зависит от множества тонких настроек, подобрать которые можно только опытным путем с помощью классного пилота и гоночной трассы. Однако в наше время заветное «чувство автомобиля» может быть не только выстрадано потом и кровью спортсменов, но и смоделировано усидчивыми программистами. Давайте посмотрим, какую управляемость мы сегодня называем «честной».
Подсказки шепотом
Электрический усилитель руля — прекрасное изобретение, которое позволяет экономить топливо (двигателю не нужно вращать гидравлический насос), а также создавать таких прекрасных помощников водителя, как парковочный ассистент и система удержания курса в пределах полосы. Однако кроме этих явных функций электроусилитель выполняет еще и ряд скрытых, деликатно помогая водителю вести машину.
В автомобилях марки Volkswagen, как и во многих других, мощность усилителя находится в обратной зависимости от скорости движения: на парковке электродвигатель активно помогает крутить руль на большие углы, облегчая маневры, а на скоростной прямой практически отключается, позволяя лучше чувствовать дорогу.
Кроме того, усилитель руля в Volkswagen работает в связке с системой стабилизации, опираясь на показания ее датчиков: скорости вращения колес, угла поворота колес, угла поворота рулевого колеса, акселерометров. К примеру, если ESP сообщает, что автомобиль в течение продолжительного времени едет прямо (по данным акселерометра), а руль при этом повернут, система делает вывод о наличии бокового ветра, поперечного уклона дороги или колеи. Компьютер дает команду электроусилителю увеличить мощность, и усилие на руле исчезает.
Эта система называется Side-Wind Compensation, субъективно ее работа ощущается так, как будто автомобиль очень надежно держит дорогу на скорости. Породистая управляемость!
Еще интереснее фольксвагеновская функция Counter-Steering Assistance, призванная улучшить пассивную безопасность автомобиля, а заодно дать водителю шанс почувствовать себя настоящим раллистом. Как известно, в случае заноса, когда задняя ось авто пытается обогнать переднюю, ESP спасает ситуацию с помощью притормаживания отдельных колес и принудительного сброса газа. Но тормоза не всесильны и с интенсивно развивающимся заносом могут не справиться.
Опытные пилоты умеют противодействовать заносу, поворачивая руль в сторону заноса, то есть в сторону, противоположную изначально намеченному направлению движения. А система Counter-Steering Assistance может подсказать водителю сей неочевидный прием. Разумеется, машина не посмеет самостоятельно вращать «баранку». Однако усилитель руля сработает так, что повернуть руль в правильную сторону будет легко, а в неправильную — тяжело.
Эта функция очень важна не столько для того, чтобы начать поворачивать руль в сторону заноса, сколько для того, чтобы вовремя вернуть его назад и остановить в нужном положении. Именно это — самая сложная часть, неудачное исполнение которой чревато развитием циклического заноса еще большей силы. Субъективно вмешательство Counter-Steering Assist воспринимается как дружелюбный характер в скольжении — непременный атрибут хорошей спортивной управляемости.
Гармонический редуктор
У гоночных автомобилей управление, как правило, очень острое: в любой поворот можно войти без перехвата руля. Недостатков у такой настройки немало. Во-первых, чтобы машина могла точно реагировать на столь решительные управляющие действия, необходимы очень жесткие кузов и подвеска, что негативно сказывается на комфорте. Во-вторых, такой автомобиль непросто вести по прямой. Держаться за траекторию в течение пяти секунд на гоночной трассе — вовсе не то же самое, что пять часов плыть на круиз-контроле по загородному шоссе.
Как же быть водителям, которые по будням хотят расслабиться, а по выходным чувствовать себя гонщиками? Им помогут системы рулевого управления с переменным передаточным числом. Одна из самых интересных, Dynamic Steering, опционально устанавливается на многие модели Audi.
Рулевой вал здесь разрывается компактным редуктором, в основе которого лежит волновая передача. Этот сложный механизм с гибкой солнечной шестерней, способной изменять свою форму, был создан в конце 1950-х годов для аэрокосмической промышленности. В системе Dynamic Steering он управляется высокоскоростным электромотором и способен изменять передаточное отношение вдвое.
На парковке и на тесных городских улицах Audi с «гибким рулем» чрезвычайно маневренна: от упора до упора руль делает не более двух оборотов. На скоростной прямой передаточное отношение, напротив, становится большим, и автомобилем можно с легкостью управлять одной рукой. При относительно больших углах поворота — скажем, на серпантине — руль становится острым и наливается информативным усилием.
Мало того, система Dynamic Steering работает в согласии с ESP и позволяет себе незаметно вмешиваться в управление в целях безопасности. Система может помочь ESP погасить скольжение в начальной стадии, повернув колеса в сторону заноса. При интенсивном торможении машина, опять же незаметно, может подруливать, чтобы компенсировать изменения курса при кратковременной блокировке колес.
Как может субъективно ощущаться автомобиль, который четко следует за скупыми движениями руля в поворотах, держит прямую, как локомотив, не сбивается с курса даже при интенсивных торможениях? Разумеется, как честный, филигранно настроенный спорткар. Что и следовало доказать.
Интереснейший подход к системе изменяемого передаточного отношения рулевого механизма продемонстрировала компания Ford. Инженеры подсоединили к рулевому валу электромотор, который при необходимости обострить руль просто доворачивает колеса на нужный угол пропорционально движениям водителя, а значит — незаметно. Само по себе это не новость — примерно так же работали первые системы, устанавливаемые на BMW. Важно другое: инженеры Ford разместили электродвигатель прямо в ступице руля. Удивительно, как им удалось установить в рулевом колесе и мотор, и подушку безопасности, и органы управления мультимедиа и круиз-контролем.
Ford обещает начать установку системы на серийные модели уже в этом году. И в таком случае американская компания станет первым автопроизводителем массового сегмента, предложившим покупателям рулевое управление с изменяемым передаточным отношением.
Меньше знаешь — лучше едешь
Представьте себе сцену: вы движетесь по оживленной городской улице со скоростью 60 км/ч, и вдруг с тротуара прямо под колеса выскакивает пешеход. Прежде чем вы успеваете дотянуться до тормоза или бросить взгляд в зеркала, автомобиль сам объезжает бедолагу и возвращается на свою полосу. Маневр происходит резко, со скрипом шин, на грани скольжения, но не за гранью. Так хорошо справиться с ситуацией не смог бы даже опытный гонщик, если бы не был предупрежден.
Полигонные тесты данной системы активно демонстрировались компанией Nissan в 2012 году. Экспериментальное оборудование было установлено на автомобиль Nissan Leaf. Принцип действия основан на постоянном мониторинге окружающего пространства с помощью нескольких видеокамер и выявлении так называемых зон уклонения (escape zones). При появлении опасности компьютер уже знает, можно ли направить машину правее или левее, нет ли там других автомобилей, позволит ли сцепление колес с дорогой сделать маневр достаточно быстро и безопасно.
В тот момент ниссановцы утверждали, что уже потратили на разработку системы пять лет и еще трех лет им будет достаточно, чтобы вывести ее на рынок. Стоит ли в это верить, и можем ли мы ожидать появления подобной технологии в этом или максимум следующем году?
Мы допускаем, что это вполне возможно. Ведь центральное место в механизме уклонения занимает система управления по проводам steer-by-wire, которая уже серийно устанавливается на модель Infiniti Q50 в качестве опции. В такой машине рулевой вал размыкается сцеплением, которое смыкается только в случае поломки системы. Между колесами и рулем полностью отсутствует механическая связь, и, вопреки ожиданиям, это делает управляемость более острой и спортивной.
Система состоит из датчика угла поворота руля, электрических актуаторов, поворачивающих передние колеса на нужный угол, и трех одинаковых электронных контроллеров, страхующих друг друга на случай отказа. Еще один электродвигатель снабжает «баранку» обратной связью.
Механизм steer-by-wire позволяет избавиться от многих технических ограничений, свойственных классическому рулевому управлению. Изменяемое передаточное отношение, маневренность на парковке и устойчивость на прямой? Пожалуйста! Гораздо интереснее то, что система умеет компенсировать инертность управления, связанную с гибкостью шин (та самая проблема, ради решения которой спортсмены ставят низкопрофильные шины и мирятся со снижением комфорта). Когда водитель поворачивает руль, колеса поворачиваются не пропорционально его движению, а немного быстрее, чтобы шины сработали резче.
Камера и акселерометры определяют поперечный уклон, боковой ветер, колеи и даже мелкие неровности дорожного полотна, и рулевой механизм справляется со всеми невзгодами, не утомляя водителя лишней информацией. Автомобиль остро рулится, прекрасно держит дорогу — чего еще можно пожелать?
И все же на тот случай, если они упустили что-то едва уловимое из мира тонких материй, инженеры Infiniti доверили работу по доводке ходовой части четырехкратному чемпиону мира в «Формуле-1» Себастьяну Феттелю. Пусть лень — двигатель прогресса, но практика по-прежнему остается критерием истины.
Рулевое управление с переменным передаточным числом
К ПАТЕНТУ (ii) 888808 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 150378 (21) 2599105/27-11 (23) Приоритет (32) 15.03,77 (51)М. Кл.
СССР оо аелам изобретекий и открытий (33)Великобритания (31) 10867/77
Фредерик Ждон Адамс (Великобритания) Иностранная фирма
«Кэм Гнрз Лимитед» (Великобритания) (71) Заявитель (54) РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ С ПЕРЕМЕННЫМ
Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к рулевым управлениям транспортных средств.
Недостатком данного рулевого управления является его низкая надежность 20
Целью изобретения является ïîâûшение надежности рулевого управления.
Указанная цель достигается тем, что рулевое управление снабжено скользящей опорой, а упомянутая направляю-25 щая содержит центральный участок, параллельный осевой линии приводного элемента, и два, примыкающих к нему участка с криволинейным кососимметричным расположением направляющей, 30 причем зубья приводного элемента выполнены с возможностью постоянного зацепления с зубьями ведущей шестерни при соответствующем повороте приводного элемента, а упомянутая скользящая опора установлена в корпусе со стороны, противоположной ведущей шестерни, с воэможностью взаимодейСтвия с приводным элементом тем, что длина упомянутой направляющей больше или равна длине приводного элемента, а также тем, что скользящая опора выполнена в ниде вилки, охватывающей приводной элемент.
На фиг.1 схематически представлено рулевое управление, разрез; на фиг.2 рулевое управление, частичный разрез; на фиг.3 — разерз A-A на фиг.2, Рулевое управление с переменным передаточным числом содержит корпус
1, в котором с возможностью поворота и продольного перемещения установлен приводной элемент 2 с выполненными на нем спиральными зубьями 3, ведущую шестерн 4, установленную в корпусе 1, кулачок 5, установленный в корпусе 1.с возможностью взаимодействия с направляющей 6, выполненной на приводном элементе 2 с воэможностью
Формула изобретения поворота последнего относительно ведущей шестерни 4 при осевом смещении приводного элемента 2, стержень 7, установленный с возможностью поворота на подшипниках 8 и 9 в приводном элементе 2 и связанный с подвижными элементами 10 и 11 рулевого управления транспортного средства. В корпусе 1 установлена скользящая опора 12, выполненная в виде втулки, охватывающей приводной элемент 2. Скользящая опора установлена в корпусе со стороны противоположной ведущей шестерни 4. Направляющая б содержит центральный участок 13, параллельный осевой линии приводного элемента 2, и два, примыкающих к нему участка 14 и 15 с криволинейным кососимметричным расположением направляющей, причем длина последней больше или равна длине приводного элемента 2.
При малых скоростях движения целесообразно потребовать уменьшение усилия, прикладываемого к рулевому колесу, за счет увеличения передаточного отношения рулевого механизма.
Для этого приводной элемент 2 пово рачивают относительно его оси. Это вращение вызывает скольжение спиральных зубьев на приводном элементе относительно зубьев ведущей шестерни 4, а приводной элемент 2 смещается относительно направляющей 6. Такое скольжение смещает приводной элемент 2 продольное относительно корпуса 1 в направлении, противоположном направлению, в котором приводной Элемент движется относительно корпуса 2 с помощью ведущей шестерни 4, за счет чего происходит увеличение передаточного отношения. Если ведущая шестерня 4 вращается против часовой стрелки, как показано на фиг.2, то приводной элемент 2 и стержень 7 перемещается вправо. Во время такого перемещения происходит вращение приводного элемента 2 вверх. (как показано на фиг.2) или по часовой стрелке (как показано на фиг.3).
Спиральные зубья 3 реечной передачи проходят под острым углом к продольной оси приводного элемента
2. Следовательно, вращение приводног элемента 2 относительно его оси вызывает через профили ножек зубьев реечной передачи скольжение или перемещение под действием кулачка профилей ножек зубьев ведущей шестерни
4. Такое кулачковое действие заставляет перемещаться приводной элемент влево подобно винту. Это приводит к уменьшению скорости перемещения вправо приводного элемента 2 и стержня 7, за счет чего усиливается механическое действие, обеспечиваемое передаточным устройством рулевого управления.
Таким же образом ведущая шестерня
4 поворачивается по часовой стрелке для перемещения приводного элемента
2 и стержня 7 влево.
Направляющая 6 имеет центральный участок 13, который проходит параллельно продольной оси приводного элемента 2. Следовательно, когда кулачок 5 сцепляется с центральной. частью 13 направляющей вращения приводного элемента 2 относительно корпуса не происходит. Следовательно, передаточное отношение остается постоянным.
Для того, чтобы обеспечить надежное зацепление между ведущей шестерней 4 и зубьями 3 реечной передач.. во время вращения приводного элемента
2 зубья реечной передачи имеют изогнутую конфигурацию, которая одинакова с конфигурацией направляющей б.
1. Рулевое управление с переменным передаточным числом, содержащее корпус с размещенными в нем приводным элементом, имеющим зозможность поворота и продольного перемещения и выполненным со спиральными зубьями, ведущей шестерней, кулачком, смонтированным с возможностью взаимодействия с направляющей, выполненной на приводном элементе, и стержнем, установленным на подшипниках в указанном элементе, о т л и ч а ю5 щ е е с я тем, что, с цельк повышег
З5 ния надежности, оно снабжено скользящей опорой, а упомянутая направляющая состоит из центрального участка, параллельного осевой линии риводного элемента, и двух, примыкаюЩ щих к нему участков с криволинейным кососимметричным расположением, причем зубья приводного элемента выполнены с возможностью постоянного зацепления с зубьями ведущей шестерни при соответствующем повороте приводного элемента, а упомянутая скользящая опора установлена в корпусе напротив ведущей шестерни с возможностью взаимодействия с приводным элементом.
2. рулевое управление по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что длина упомянутой направляющей больше или равна длине приводного элемента.
3. Рулевое управление по п.1, 55 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что скользящая опора выполнена в ьиде вилки, охватывающей приводной элемент.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Лысов N. И. Рулевые управления автомобилей. N., «Машиностроение», 1972, с.25 (прототип).
ВКИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, E-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП «Патент», г.ужгород, ул.Проектная,4
Редактор Морозова Техред Л. П ек арь Корректор М. Пожо