Система рулевого управления реечного типа - RU2724941C1
Код документа: RU2724941C1
Чертежи
Описание
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА
[0001] На территории Соединенных Штатов Америки настоящая заявка является продолжением заявки на патент Соединенных Штатов №15/142454, поданной 29 апреля 2016 г., которая заявляет приоритет предварительной заявки на патент Соединенных Штатов №62/155046, поданной 30 апреля 2015 г., и является частичным продолжением заявки на патент Соединенных Штатов №15/010773, поданной 29 января 2016 г.; а заявка на патент Соединенных Штатов №15/010773 заявляет приоритет предварительной заявки на патент Соединенных Штатов №62/109375, поданной 29 января 2015 г.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0002] Представленная технология относится к системам рулевого управления реечного типа для транспортных средств.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0003] Существуют различные типы транспортных средств, используемых в основном в условиях бездорожья. Одним из таких типов является внедорожное транспортное средство с расположением кресел бок о бок. Выражение «бок о бок» относится к расположению сидений транспортного средства, в котором водитель и пассажир сидят бок о бок. Некоторые внедорожные транспортные средства с расположением кресел бок о бок также имеют второй ряд сидений для размещения одного или более дополнительных пассажиров. Эти транспортные средства обычно имеют открытый салон, каркас безопасности и рулевое колесо.
[0004] Для работы в условиях бездорожья транспортное средство с расположением кресел бок о бок должно быть способно справляться с ухабистым рельефом, чтобы работать на различных поверхностях, включая, но не ограничиваясь этим, песок, грязь и наносы. Эти условия представляют особенные проблемы, обычно не учитываемые при разработке дорожных транспортных средств, таких как автомобили. Одна из таких проблем состоит в том, что величина хода систем подвесок в целом является большей, чем в дорожных транспортных средствах, таких как автомобили, чтобы иметь возможность справляться с ухабистым рельефом.
[0005] Кроме того, транспортные средства с расположением кресел бок о бок в целом уже и короче, чем дорожные транспортные средства, такие как автомобили. Следовательно, там меньше места для всех компонентов транспортного средства, таких как система рулевого управления. В случае системы рулевого управления с длинной рулевой колонкой повышается вероятность того, что вал рулевого управления будет мешать другим компонентам, таким как подвеска.
[0006] Одно из решений, используемых для размещения системы рулевого управления, состоит в выполнении рулевой колонки из некоторого количества валов, соединенных друг с другом шарнирными соединениями, таким как универсальные шарниры. Однако большое количество соединений обычно приводит к большему изменению угла между рулем и реечным узлом, используемым в некоторых транспортных средствах, из-за люфта в соединениях. Следовательно, рейка реечного узла перемещается меньше, чем она должна, на количество, определяемое поворотом руля. Также при увеличении числа соединений возрастает сила, необходимая для поворота руля.
[0007] Кроме того, рулевые тяги, соединяющие рейку реечного узла с колесами, присоединены к концам рейки. Хотя это помогает предотвратить любой контакт между рулевыми тягами и реечным узлом, когда рулевые тяги проворачиваются при смещении колес, получаемые в результате рулевые тяги являются относительно короткими. Короткие рулевые тяги приводят к паразитному подруливанию на ухабах, когда колеса смещаются относительно своего нормального исходного положения. Хотя величина паразитного подруливания на ухабах является минимальной для небольшого хода, эта величина возрастает при увеличении хода колес и становится неприемлемой при определенной величине хода колес. Следовательно, конструкция узлов передней подвески должна представлять компромисс между величиной хода колес и величиной паразитного подруливания на ухабах вследствие коротких рулевых тяг.
[0008] Следовательно, существует необходимость в системе рулевого управления, которая имеет небольшое количество соединений, маловероятно будет мешать другим компонентам транспортного средства и допускает большую величину хода передних колес.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0009] Представленная технология позволяет устранить по меньшей мере один из недостатков предыдущего уровня техники, указанных выше.
[0010] В соответствии с одним аспектом представленной технологии предложено транспортное средство, имеющее раму, двигатель, поддерживаемый рамой, карданный вал, функционально соединенный с двигателем, передний дифференциал, функционально соединенный с карданным валом, переднюю правую полуось, имеющую левый конец, функционально соединенный с передним дифференциалом, переднее правое колесо, функционально соединенное с правым концом передней правой полуоси, переднюю левую полуось, имеющую правый конец, функционально соединенный с передним дифференциалом, переднее левое колесо, функционально соединенное с левым концом передней левой полуоси, по меньшей мере одно заднее колесо, поддерживаемое рамой, рулевое колесо, поддерживаемое рамой, рулевую колонку, функционально соединенную с рулевым колесом, реечный узел, функционально соединенный с рулевой колонкой, при этом реечный узел расположен позади переднего дифференциала, правую рулевую тягу, имеющую левый конец, функционально соединенный с рейкой реечного узла, и правый конец, функционально соединенный с правым колесом, и левую рулевую тягу, имеющую правый конец, функционально соединенный с рейкой, и левый конец, функционально соединенный с левым колесом. Левый конец правой рулевой тяги и правый конец левой рулевой тяги расположены впереди идущей в вертикальном и латеральном направлении центральной плоскости рейки.
[0011] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии правый кулак функционально соединен с правым колесом, правый конец правой рулевой тяги функционально соединен с правым кулаком, нижний правый А-образный рычаг функционально соединяет правый кулак с рамой, нижний правый А-образный рычаг шарнирно соединен с рамой относительно правой нижней оси шарнира, верхний правый А-образный рычаг функционально соединяет правый кулак с рамой, верхний правый А-образный рычаг шарнирно соединен с рамой относительно правой верхней оси шарнира, правый амортизатор функционально соединен между рамой и одним из нижнего правого А-образного рычага и верхнего правого А-образного рычага, правый амортизатор шарнирно соединен с рамой относительно оси правого амортизатора, левый кулак функционально соединен с левым колесом, левый конец левой рулевой тяги функционально соединен с левым кулаком, нижний левый А-образный рычаг функционально соединяет левый кулак с рамой, нижний левый А-образный рычаг шарнирно соединен с рамой относительно левой нижней оси шарнира, верхний левый А-образный рычаг функционально соединяет левый кулак с рамой, верхний левый А-образный рычаг шарнирно соединен с рамой относительно левой верхней оси шарнира, а левый амортизатор функционально соединен между рамой и одним из нижнего левого А-образного рычага и верхнего левого А-образного рычага, левый амортизатор шарнирно соединен с рамой относительно оси левого амортизатора.
[0012] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии, когда рулевое колесо находится в положении, соответствующем нахождению транспортного средства в положении прямого хода вперед: соединение левого конца правой рулевой тяги с рейкой и соединение правого конца левой рулевой тяги с рейкой расположены латерально между правой вертикальной плоскостью и левой вертикальной плоскостью, правая вертикальная плоскость содержит правую верхнюю ось шарнира, а левая вертикальная плоскость содержит левую верхнюю ось шарнира.
[0013] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии, когда рулевое колесо находится в положении, соответствующем нахождению транспортного средства в положении прямого хода вперед: соединение левого конца правой рулевой тяги с рейкой и соединение правого конца левой рулевой тяги с рейкой расположены латерально между правой вертикальной плоскостью и левой вертикальной плоскостью, правая вертикальная плоскость содержит правый конец переднего дифференциала, а левая вертикальная плоскость содержит левый конец переднего дифференциала.
[0014] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии правый амортизатор имеет ось правого амортизатора, левый амортизатор имеет ось левого амортизатора, а реечный узел расположен позади плоскости, содержащей оси правого и левого амортизаторов.
[0015] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии левый конец правой рулевой тяги и правый конец левой рулевой тяги расположены позади плоскости, содержащей оси правого и левого амортизаторов.
[0016] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии по меньшей мере часть реечного узла расположена вертикально между верхней плоскостью и нижней плоскостью, при этом верхняя плоскость содержит правую и левую верхние оси шарнира, а нижняя плоскость содержит правую и левую нижние оси шарнира.
[0017] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии центральная латеральная ось рейки расположена вертикально между верхней плоскостью и нижней плоскостью.
[0018] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии левый конец правой рулевой тяги и правый конец левой рулевой тяги расположены вертикально между верхней плоскостью и нижней плоскостью.
[0019] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии стабилизатор подвески имеет правый конец, функционально соединенный с верхним правым А-образным рычагом, левый конец, функционально соединенный с верхним левым А-образным рычагом, и идущую в латеральном направлении центральную часть. Идущая в латеральном направлении центральная часть стабилизатора подвески проходит над реечным узлом.
[0020] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии нижний правый А-образный рычаг имеет передний рычаг и задний рычаг, нижний левый А-образный рычаг имеет передний рычаг и задний рычаг, а реечный узел расположен впереди внутренних концов задних рычагов нижних правого и левого А-образных рычагов.
[0021] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии карданный вал проходит под реечным узлом.
[0022] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии соединение между рулевой колонкой и шестерней реечного узла расположено с левой стороны продольной центральной линии транспортного средства.
[0023] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии усилитель рулевого управления функционально соединен с рулевой колонкой.
[0024] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии реечный узел расположен продольно между передним дифференциалом и усилителем рулевого управления.
[0025] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии рулевая колонка содержит первый вал рулевого управления, функционально соединенный с рулевым колесом, второй вал рулевого управления, функционально соединенный между первым валом рулевого управления и усилителем рулевого управления, и третий вал рулевого управления, функционально соединенный между усилителем рулевого управления и реечным узлом.
[0026] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии рулевое колесо может избирательным образом вращаться относительно идущей в латеральном направлении оси.
[0027] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии кронштейн соединяет левый конец правой рулевой тяги и правый конец левой рулевой тяги с передней частью рейки.
[0028] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии по меньшей мере одно заднее колесо включает заднее правое колесо и заднее левое колесо. Транспортное средство также имеет задний дифференциал, функционально соединенный с двигателем, заднюю правую полуось, имеющую левый конец, функционально соединенный с задним дифференциалом, и правый конец, функционально соединенный с задним правым колесом, и заднюю левую полуось, имеющую правый конец, функционально соединенный с задним дифференциалом, и левый конец, функционально соединенный с задним левым колесом.
[0029] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления представленной технологии водительское сиденье соединено с рамой и пассажирское сиденье соединено с рамой. Водительское и пассажирское сиденья расположены бок о бок. Рама определяет каркас безопасности.
[0030] В целях этой заявки термины, относящиеся к пространственной ориентации, такие как вперед, назад, вверх, вниз, влево и вправо, соответствуют тем, которые обычно подразумеваются водителем транспортного средства, сидящего на нем в нормальном положении для вождения. Термины, относящиеся к пространственной ориентации, при описании или отсылке к компонентам или узлам транспортного средства отдельно от транспортного средства, следует подразумевать так, как они будут поняты, когда эти компоненты или узлы установлены на транспортном средстве, если в данной заявке не указано иное.
[0031] Каждый из вариантов реализации настоящей технологии имеет по меньшей мере одну из вышеуказанных целей и/или аспектов, но не обязательно имеет все из них. Следует понимать, что некоторые аспекты представленной технологии, являющиеся результатом попытки достижения вышеуказанной цели, могут не удовлетворять данной цели и/или могут удовлетворять другим целям, которые конкретно не указаны в данном документе.
[0032] Дополнительные и/или альтернативные признаки, аспекты и преимущества реализаций настоящей технологии станут понятны из следующего описания, сопроводительных чертежей и прилагаемой формулы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0033] Для улучшенного понимания настоящей технологии, а также ее других аспектов и дополнительных признаков, делается ссылка на следующее описание, которое следует использовать вместе с сопроводительными чертежами, где:
[0034] Фиг. 1 представляет собой вид в перспективе внедорожного транспортного средства в перспективе с передней левой стороны;
[0035] Фиг. 2 представляет собой схематическую иллюстрацию силового агрегата транспортного средства по Фиг. 1;
[0036] Фиг. 3 представляет собой левую вертикальную проекцию рамы, узлов передней подвески, системы рулевого управления и части силового агрегата транспортного средства по Фиг. 1;
[0037] Фиг. 4 представляет собой вид сверху компонентов по Фиг. 3;
[0038] Фиг. 5 представляет собой левую вертикальную проекцию узлов передней подвески, системы рулевого управления и части силового агрегата транспортного средства по Фиг. 1;
[0039] Фиг. 6 представляет собой вид сверху компонентов по Фиг. 5;
[0040] Фиг. 7 представляет собой вид сверху компонентов по Фиг. 5, где в целях ясности убраны амортизаторы;
[0041] Фиг. 8 представляет собой левую вертикальную проекцию системы рулевого управления и части силового агрегата транспортного средства по Фиг. 1;
[0042] Фиг. 9 представляет собой вид сверху компонентов по Фиг. 8;
[0043] Фиг. 10 представляет собой вид сверху реечного узла системы рулевого управления транспортного средства по Фиг. 1, иллюстрирующий соединение между рулевыми тягами системы рулевого управления и реечным узлом;
[0044] Фиг. 11 представляет собой вид в поперечном сечении компонентов по Фиг. 10, взятый по линии 11-11 на Фиг. 10; и
[0045] Фиг. 12 представляет собой вид в поперечном сечении компонентов по Фиг. 10, взятый по линии 12-12 на Фиг. 8.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0046] Представленная технология будет описана в отношении четырехколесного внедорожного транспортного средства 10, имеющего два расположенных бок о бок сиденья и рулевое колесо. Однако, предполагается, что некоторые аспекты представленной технологии можно применять к другим типам транспортных средств, таким как, без ограничений, внедорожные транспортные средства, имеющие руль и сиденье (т.е. вездеход (или ATV - от англ. «all-terrain vehicle»)), внедорожные транспортные средства, имеющие больше или меньше четырех колес, а также дорожные транспортные средства.
[0047] Общие характеристики внедорожного транспортного средства 10 будут описаны со ссылкой на Фиг. 1-4. Транспортное средство 10 имеет раму 12, два передних колеса 14, соединенных с передней частью рамы 12 узлами передней подвески 16, и два задних колеса 18, соединенных с рамой 12 узлами задней подвески 20.
[0048] Рама 12 определяет центральную область салона 22, внутри которого расположены водительское сиденье 24 и пассажирское сиденье 26. Рама 12 также определяет каркас безопасности 23, расположенный над областью салона 22. В настоящем варианте осуществления водительское сиденье 24 расположено с левой стороны транспортного средства 10, а пассажирское сиденье 26 расположено с правой стороны транспортного средства 10. Однако предполагается, что водительское сиденье 24 может быть расположено с правой стороны транспортного средства 10 и что пассажирское сиденье 26 может быть расположено с левой стороны транспортного средства 10. Рулевое колесо 28 расположено перед водительским сиденьем 24. Рулевое колесо 28 используется для поворота передних колес 14 для управления транспортным средством 10, как будет более подробно описано ниже. Различные дисплеи и датчики 30 расположены над рулевым колесом 28 для предоставления водителю информации о режиме работы транспортного средства 10. Примеры дисплеев и датчиков 30 включают, но не ограничиваются этим, спидометр, тахометр, датчик топлива, дисплей положения трансмиссии и датчик температуры масла.
[0049] Двигатель 32 (Фиг. 2) соединен с рамой 12 за сиденьями 24, 26. Как видно на Фиг. 2, двигатель 32 соединен с бесступенчатой трансмиссией (БТ) 34, расположенной с левой стороны двигателя 32. БТ 34 функционально соединена с зубчатой передачей 36 для передачи крутящего момента от двигателя 32 на трансмиссию 36. Трансмиссия 36 расположена за двигателем 32. Трансмиссия 36 функционально соединена с передними и задними колесами 14, 18 для приведения в движение транспортного средства 10. Силовая передача транспортного средства 10 будет более подробно описана ниже. Топливный бак 38 расположен впереди двигателя 32. Топливный бак 38 расположен частично за сиденьями 24, 26, а частично - между сиденьями 24, 26.
[0050] Снова со ссылкой на Фиг 1, будут описаны панели кузова транспортного средства 10. Панели кузова соединены с рамой 12. Панели помогают защитить внутренние компоненты транспортного средства 10 и обеспечивают некоторые декоративные особенности транспортного средства 10. Передние панели 40 соединены с передней частью рамы 12. Передние панели 40 расположены впереди передних узлов подвески 16 и латерально между передними колесами 14. Передние панели 40 образуют два отверстия, внутри которых расположены фары 42 транспортного средства 10. Крышка 44 расположена, как правило, горизонтально в направлении от верхней части передних панелей 40. Крышка 44 образует отверстие 46, через которое выступают верхние части узлов 16 передней подвески, как будет описано более подробно ниже. Передние крылья 48 расположены позади передних панелей 40 с каждой стороны транспортного средства 10. Каждое переднее крыло 48 расположено частично выше и частично позади соответствующего переднего колеса 14. Нижние панели 50 идут вдоль нижней части рамы 12 между передними и задними колесами 14, 18. Каждая нижняя панель 50 имеет передний конец, расположенный под нижней частью соответствующего переднего крыла 48, и идет от него в обратном направлении. Задний конец каждой нижней панели 50 идет вверх таким образом, что каждая нижняя панель 50 в целом имеет форму буквы L. В целом L-образные задние крылья 52 идут вверх, а затем в обратном направлении от задних верхних концов нижних панелей 50. Каждое заднее крыло 52 расположено частично над и частично перед соответствующим задним колесом 18.
[0051] С каждой стороны транспортного средства 10, переднее крыло 48, нижняя панель 50 и заднее крыло 52 определяют проход 54, через который водитель (или пассажир, в зависимости от стороны транспортного средства 10) может попасть внутрь транспортного средства 10 или покинуть его. Каждая сторона транспортного средства 10 снабжена дверью 56, которая регулируемым образом закрывает верхнюю часть соответствующего прохода 54. Каждая дверь 56 крепится на петлях в задней части к соответствующему заднему крылу 52 и регулируемым образом соединяется в передней части с соответствующим передним крылом 48 посредством съемной защелки (не показана). Предполагается, что каждая дверь 56 может крепиться на петлях в передней части и защелкиваться в задней части. Когда двери 56 закрыты, нижние части проходов 54 все еще остаются открытыми. Предполагается, что в нижних частях проходов 54 могут быть натянуты сетки, когда двери 56 закрыты, или что двери 56 могут иметь большие размеры, чтобы закрывать нижние части проходов 54.
[0052] Как наилучшим образом видно на Фиг. 1, задние крылья 52 определяют грузовой отсек 58 между ними за сиденьями 24, 26. Грузовой отсек 58 имеет пол 60, идущий горизонтально между задними крыльями 52. Пол 60 имеет множество отверстий, так что пол 60 может выступать в качестве основы для крепления анкерами, такими как описаны в Патенте США 8875830, выданном 4 ноября 2014 г., полное содержание которого включено в данный документ посредством ссылки, для закрепления различных предметов в грузовом отсеке 58. Предполагается, что вместо отверстий в поле 60 или в дополнение к ним могут быть предусмотрены крючки и/или петли. Также предполагается, что пол 60 может не быть снабжен какими-либо элементами крепления. Предполагается, что пол 60 может быть заменен грузовым кузовом, который можно наклонять, чтобы выгрузить его содержимое. Разделительная панель 62 проходит в латеральном направлении и расположена в продольном направлении между сиденьями 24, 26 и полом 60. В результате разделительная панель 62 отделяет пространство салона 22 от грузового пространства 58. Разделительная панель 62 выше верхних частей сидений 24, 26.
[0053] Задние панели (не показаны) в целом идут горизонтально вниз от заднего конца пола 60. Задние панели расположены латерально между задними колесами 18. Задние панели определяют отверстия для стоп-сигналов (не показаны) транспортного средства 10. Предполагается, что стоп-сигналы могут быть заменены отражателями или что отражатели могут быть предусмотрены в дополнение к стоп-сигналам. Стенки отсека двигателя (не показаны) идут впереди каждого латерального конца задних панелей под полом. Каждая стенка отсека двигателя расположена латерально между одной стороной двигателя 32 и соответствующим задним колесом 18. Стенки отсека двигателя, задние панели и пол 60 вместе определяют часть отсека двигателя, содержащую двигатель 32, БТ 34 и трансмиссию 36.
[0054] Теперь со ссылкой на Фиг. 2 будет описана силовая передача транспортного средства 10. Как было указано ранее, двигатель 32 соединен с рамой 12 за сиденьями 24, 26. В представленном варианте осуществления двигатель 32 представляет собой трехцилиндровый однорядный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Предполагается, что можно использовать другие типы двигателей внутреннего сгорания, такие как, например, V-образный двухтактный двигатель внутреннего сгорания со сдвоенными цилиндрами. Также предполагается, что в некоторых вариантах осуществления двигатель 32 может быть замещен другим типом мотора, таким как, например, дизельный двигатель или электромотор.
[0055] Трансмиссия 36 крепится к задней части двигателя 32. Трансмиссия 36 механически соединена с рычагом переключения передач (не показан). Рычаг переключения передач расположен латерально между двумя сиденьями 24, 26. Рычаг переключения передач позволяет водителю выбирать из нескольких комбинаций включения передач трансмиссии 36, обычно называемых передачами. В представленном варианте осуществления рычаг переключения передач позволяет водителю выбирать между задней передачей, двумя передними передачами (высокой и низкой) и нейтральной позицией, в которой трансмиссия 36 не передает крутящий момент на колеса 14, 18. Предполагается, что можно использовать другие типы соединений между рычагом переключения передач и трансмиссией 36. Также предполагается, что трансмиссия 36 позволяет осуществлять выбор между передачей крутящего момента только на задние колеса 18 и на все четыре колеса 14, 18, в случае чего рядом с водителем был бы предусмотрен переключатель между приводом на два колеса и приводом на четыре колеса.
[0056] БТ 34 крепится с левой стороны двигателя 32 и трансмиссии 36. БТ 34 имеет корпус БТ (не показан), внутри которого расположены ведущий шкив 64, ведомый шкив 66 и ремень 68. С целью охлаждения БТ 34 БТ оборудована подводящими трубками (не показаны) для подачи воздуха внутрь корпуса БТ и выводящими трубками (не показаны) для выпуска воздуха из корпуса БТ. Ведущий шкив 64 крепится и приводится в движение выходным валом 70 двигателя 32, который выступает с левой стороны двигателя 32. В представленном варианте осуществления выходной вал 70 представляет собой коленчатый вал двигателя 32, но предполагается, что он может представлять собой отдельный вал, приводимый в движение коленчатым валом. Ведомый шкив 66 крепится и приводится в движение входным валом 72 трансмиссии 36, который выступает с левой стороны трансмиссии 36. Предполагается, что БТ 34 может крепиться с правой стороны двигателя 32 и трансмиссии 36, в случае чего валы 70 и 72 выступали бы с правой стороны двигателя 32 и трансмиссии 36, соответственно. Ремень 68 обернут вокруг ведущего и ведомого шкивов 64, 66 для передачи крутящего момента между ведущим шкивом 64 и ведомым шкивом 66. В результате двигатель 32 приводит в движение БТ 34, которая приводит в движение трансмиссию 36.
[0057] Трансмиссия 36 имеет несколько передач и идущих в латеральном направлении валов (не показаны), а также передний выходной вал (не показан). Один из идущих в латеральном направлении валов приводит в движение задний дифференциал 74. Задний дифференциал 74 крепится к задней части трансмиссии 36. Задний дифференциал 74 функционально соединен и приводит в движение левую и правую задние полуоси 76 посредством шарниров равных угловых скоростей (не показаны), расположенных внутри гибких кожухов (не показаны). Направленные латерально и наружу концы задних полуосей 76 функционально соединены и приводят в движение оси задних колес (не показаны) посредством шарниров равных угловых скоростей (не показаны), расположенных внутри гибких кожухов (не показаны). Оси задних колес соединены со ступицами задних колес (не показаны), которые, в свою очередь, приводят в движение задние колеса 18.
[0058] Передний выходной вал функционально соединен и приводит в движение карданный вал 80 посредством универсального шарнира (не показан). Передний конец карданного вала 80 соединен с втулкой 82, крепящейся внутри подшипникового узла 84 (Фиг. 4). Другой карданный вал 86, расположенный впереди подшипникового узла и коаксиально с карданным валом 80, соединен посредством шлица с втулкой 82 в подшипниковом узле 84. Передний конец карданного вала 86 функционально соединен и приводит в движение другой карданный вал 88 посредством универсального шарнира 90. Передний конец карданного вала 88 функционально соединен и приводит в движение входной вал 92 переднего дифференциала посредством универсального шарнира 94. Входной вал 92 переднего дифференциала приводит в движение передний дифференциал 96.
[0059] Ведомые вторичные шестерни переднего дифференциала 96 функционально соединены и приводят в движение левую и правую передние полуоси 98 посредством шарниров равных угловых скоростей (не показаны), расположенных внутри гибких кожухов 100 (Фиг. 9). Направленные латерально и наружу концы передних полуосей 98 функционально соединены и приводят в движение оси передних колес (не показаны) посредством шарниров равных угловых скоростей (не показаны), расположенных внутри гибких кожухов 102 (Фиг. 9). Оси передних колес идут через кулаки 104 (Фиг. 6) и соединяются со ступицами 106 передних колес (Фиг. 6), которые, в свою очередь, приводят в движение передние колеса 14.
[0060] Теперь со ссылкой на Фиг. 5-7 будут более подробно описаны узлы подвесок 16. Так как узлы левой и правой передних подвесок 16 являются зеркальными отображениями друг друга, подробно будет описан только узел левой передней подвески 16. Компоненты узла правой передней подвески 16, которые соответствуют компонентам узла левой передней подвески 16, обозначены на фигурах такими же номерами позиций.
[0061] Узел передней подвески 16 представляет собой двойной А-образный рычаг подвески. Следовательно, узел передней подвески 16 имеет нижний А-образный рычаг 108, верхний А-образный рычаг 110 и амортизатор 112. Амортизатор 112 включает винтовую пружину, расположенную вокруг амортизатора, и при этом амортизатор имеет соединенный с ним отдельный резервуар. Так как амортизаторы такого типа хорошо известны, подробное описание амортизатора 112 будет опущено.
[0062] Направленные латерально и внутрь концы нижнего А-образного рычага 108 шарнирно соединены с рамой 12 относительно нижней оси шарнира 114. Направленные латерально и внутрь концы верхнего А-образного рычага 110 шарнирно соединены с рамой 12 относительно верхней оси шарнира 116. Верхняя ось шарнира 116 верхнего А-образного рычага 110 параллельна нижней оси шарнира 114 нижнего А-образного рычага 108, при этом обе оси шарнира 114, 116 идут вниз в обратном направлении и идут параллельно вертикальной плоскости, проходящей через продольную центральную линию ЦЛ (Фиг. 4) транспортного средства 10. Предполагается, что оси шарнира 114, 116 могут не быть параллельными друг другу и/или могут не идти параллельно вертикальной плоскости, проходящей через продольную центральную линию ЦЛ. Как наилучшим образом видно на Фиг. 7, нижние оси шарнира 114 двух нижних А-образных рычагов 108 расположены в латеральном направлении ближе к друг другу, чем верхние оси шарнира 116 двух верхних А-образных рычагов 110. Направленные латерально и наружу концы А-образных рычагов 108 и 110 шарнирно соединены с нижней и верхней частью кулака 104, соответственно. Кулак 104 вращается относительно А-образных рычагов 108, 110 вокруг оси 118 (Фиг. 5), которая представляет собой ось поворота переднего колеса 14. Переднее колесо 14 соединено со ступицей 106, которая соединена с возможностью вращения с кулаком 104 посредством подшипника колеса (не показан) так, что колесо 14 может вращаться вокруг оси вращения колеса 120. Как наилучшим образом видно на Фиг. 5, нижний А-образный рычаг 108 имеет передний рычаг 122 и задний рычаг 124. Аналогично, верхний А-образный рычаг 110 имеет передний рычаг 126 и задний рычаг 128. Как наилучшим образом видно на Фиг. 5, направленные латерально и внутрь концы верхнего А-образного рычага 110 расположены ближе к друг другу в продольном направлении транспортного средства 10, чем направленные латерально и внутрь концы нижнего А-образного рычага 108.
[0063] Вал (не показан) соединен с верхней частью переднего и заднего рычагов 126, 128 верхнего А-образного рычага 110 вблизи своих направленных латерально и наружу концов. Вал шарнирно соединяет нижний конец амортизатора 112 с верхним А-образным рычагом 110. Предполагается, что нижний конец амортизатора 112 может быть соединен с нижним А-образным рычагом 108. От нижнего конца амортизатор 112 идет вверх, в обратном направлении и в направлении латерально и внутрь. Верхний конец амортизатора 112 шарнирно соединен с рамой 12. Изогнутый элемент 130 расположен впереди верхних концов амортизаторов 112 узлов левой и правой подвесок 16 так, что верхние концы амортизаторов 112 удерживаются между изогнутым элементом 130 и рамой 12, как можно видеть на Фиг. 3. Как видно на Фиг. 1, верхние концы амортизаторов 112 идут через отверстие 46 в корпусе 44 транспортного средства 10. В результате верхние концы амортизаторов 112 и изогнутый элемент 140 расположены над корпусом 44 и видны изнутри транспортного средства 10.
[0064] Снова согласно Фиг. 5-7 каждый верхний А-образный рычаг 110 имеет кронштейн 132, соединенный в верхней части своего заднего рычага 128. Звенья 134 соединены в нижних концах шаровыми шарнирами с кронштейнами 132. Звенья 134 в целом идут вертикально и соединены в верхних концах с противоположными концами стабилизатора подвески 136 шаровыми шарнирами. Стабилизатор подвески 136 поддерживается парой втулок 138. Как видно на Фиг. 3 и 5, втулки 138 соединены с частью рамы 12 болтами 140.
[0065] Снова со ссылкой на Фиг. 1 будет описан узел задней левой подвески 20. Узел задней правой подвески 20 является зеркальным отображением узла задней левой подвески 20 и поэтому его описание будет опущено. Узел задней подвески 20 имеет продольный рычаг 142, амортизатор 144, верхний рычаг 146, рычаг регулировки схождения колес 148 и нижний рычаг 150. Концы рычагов 146, 148, 150 имеют сферические подшипники. Продольный рычаг 142 и рычаги 146, 148, 150 соединены с кулаком (не показан). Ступица (не показана) соединена с возможностью вращения с кулаком посредством подшипника колеса (не показан). Заднее колесо 18 соединено со ступицей так, чтобы заднее колесо 18 могло вращаться относительно оси вращения колеса.
[0066] Теперь со ссылкой на Фиг. 5-12 будет описан узел рулевого управления транспортного средства 10. Узел рулевого управления имеет рулевое колесо 28, расположенное перед водительским сиденьем 24. Рулевое колесо 28 соединено посредством механизма регулировки 152 положения рулевого колеса с опорной рамной конструкцией 154 рулевого колеса. Механизм регулировки 152 положения рулевого колеса обеспечивает возможность вращения рулевого колеса 28 относительно идущей в латеральном направлении горизонтальной оси 156 так, чтобы можно было регулировать высоту рулевого колеса 28.
[0067] Рулевое колесо 28 соединено посредством рулевой колонки 158 с реечным узлом 160. Рулевая колонка 158 состоит из набора валов 162, 164, 166, 168, 170 и универсальных шарниров 172, 174, 176, 178. Предполагается, что рулевая колонка 158 может состоять из большего или меньшего количества валов и шарниров по сравнению с представленным вариантом осуществления. Рулевое колесо 28 соединено с идущим в продольном направлении рулевым валом 162 (показанным пунктирной линией на Фиг. 5), который закрыт опорной рамной конструкцией 154 рулевого колеса. Рулевой вал 162 вращается относительно оси 156 с рулевым колесом 28. Рулевой вал 162 соединен посредством универсального шарнира 172 с рулевым валом 164. Рулевой вал 164 идет вниз, вперед и в обратном направлении от универсального шарнира 172. Рулевой вал 164 соединен посредством универсального шарнира 174 с рулевым валом 166. Рулевой вал 166 представляет собой входной вал усилителя рулевого управления 180. В представленном варианте осуществления усилителя рулевого управления 180 включает электромотор 182 и узел редуктора 184. Усилитель рулевого управления 180 прилагает крутящий момент, чтобы помочь в управлении транспортным средством 10. Величина прикладываемого усилителем рулевого управления 180 крутящего момента варьируется в зависимости от рабочего режима транспортного средства 10. Следовательно, узел рулевого управления транспортным средством 10 имеет то, что обычно называют системой усиления рулевого управления. Рулевой вал 168, который представляет собой выходной вал усилителя рулевого управления, соединен посредством универсального шарнира 176 с рулевым валом 170. Рулевой вал 170 идет вниз, вперед и в обратном направлении от универсального шарнира 176. Рулевой вал 170 соединен посредством универсального шарнира 178 с входным валом 186 реечного узла 160.
[0068] Реечный узел 160 расположен так, чтобы рулевая колонка 158 была относительно короткой. Как наилучшим образом видно на Фиг. 8 и 9, реечный узел 160 расположен позади переднего дифференциала 96 и впереди усилителя рулевого управления 180. Как наилучшим образом видно на Фиг. 5 и 6, реечный узел 160 расположен позади плоскости 188 (Фиг. 5), содержащей оси 190 амортизаторов 112, и впереди внутренних концов задних рычагов 124 нижних А-образных рычагов 108. Как наилучшим образом видно на Фиг. 5-7, идущая в латеральном направлении часть стабилизатора подвески 136 проходит над реечным узлом 160. Как наилучшим образом видно на Фиг. 5, часть реечного узла 160 расположена вертикально между верхней плоскостью 192, содержащей верхние оси шарнира 116, и нижней плоскостью 194, содержащей нижние оси шарнира 114. Как наилучшим образом видно на Фиг. 8 и 9, карданный вал 88 проходит под реечным узлом 160.
[0069] Как видно на Фиг. 10-12, реечный узел 160 имеет рейку 200, имеющую зубчатый конец, зацепляемый зубчатой шестерней 202. Рейка 200 и шестерня 202 расположены внутри корпуса 204. Шестерня 202 соединена с входным валом 186 и расположена с левой стороны продольной центральной линии ЦЛ транспортного средства 10. Следовательно, универсальный шарнир 178, соединяющий входной вал 186 с рулевым валом 170, также расположен с левой стороны продольной центральной линии ЦЛ. Часть корпуса 204 вблизи шестерни 202 определяет три отверстия 206, через которые вставляются три крепления 208 (Фиг. 8, 9) для крепления реечного узла 160 к раме 12. Левый колпак 210 и правый колпак 212 крепятся на концах корпуса 204. Колпаки 210, 212 являются достаточно длинными, чтобы обеспечить полное перемещение рейки 200 влево и вправо. Как видно, левый конец левого колпака 210 и правый конец правого колпака 212 закрыты и не имеют отверстий. Правый колпак 212 определяет фланцы 214, в пространство между которым входит U-образный кронштейн 216. U-образный кронштейн 216 определяет два отверстия 218, через которые вставляются два крепления 220 (Фиг. 8 и 9) для крепления реечного узла 160 к раме 12. Крышка 222 расположена вокруг корпуса 204, латерально между правым колпаком 212 и частью корпуса 204, в которой находится шестерня 202. Крышка 222 имеет гибкие мехи 223, расположенные вокруг корпуса 204 между центральной частью крышки 222 и правым колпаком 212 и между центральной частью крышки 222 и частью корпуса 204, в которой находится шестерня 202. Рейка 200 имеет центральную латеральную ось 224. Как видно на Фиг. 5, центральная латеральная ось 224 расположена вертикально между верхней плоскостью 192 и нижней плоскостью 194.
[0070] Как наилучшим образом видно на Фиг. 12, корпус 224 определяет отверстие 226 в его передней части. Прокладка 227 расположена в углублении, определяемом в рейке 200, между рейкой 200 и крышкой 222. Кронштейн 228 расположен за пределами крышки 222. Пара креплений 230 вставляется через кронштейн 228, крышку 222, прокладку 227 и рейку 200 для крепления кронштейна 228 к рейке 200. Кронштейн 228 обеспечивает соединение между рейкой 200 и левой и правой рулевыми тягами 232. Внутренние концы рулевых тяг 232 соединены с кронштейном 228, а внешние концы рулевых тяг 232 соединены с задними частями соответствующих кулаков 104 позади рулевой оси 118. Рулевые тяги 232 будут более подробно описаны ниже.
[0071] Далее будет описан принцип работы системы рулевого управления с целью осуществления правого поворота. Направления, приведенные в этом описании, соответствуют направлениям с точки зрения водителя, сидящего на водительском сиденье 24. Следует понимать, что принцип работы системы рулевого управления с целью осуществления левого поворота включал бы перемещение компонентов системы рулевого управления в противоположных направлениях. Для осуществления правого поворота водитель поворачивает рулевое колесо 28 по часовой стрелке. В ответ рулевая колонка 158 и шестерня 202 поворачиваются по часовой стрелке. Рейка 200 перемещается в направлении левой стороны транспортного средства 10. В ответ левая рулевая тяга 232 перемещается влево и толкает заднюю часть левого кулака 104 в левом направлении, а правая рулевая тяга 232 перемещается влево и тянет заднюю часть правого кулака 104 в левом направлении. В результате кулаки 104, ступицы колес 106 и передние колеса 14 вращаются относительно своих соответствующих рулевых осей 118 (по часовой стрелке, если смотреть из положения сверху транспортного средства 10) для того, чтобы транспортное средство 10 осуществило правый поворот.
[0072] Теперь рулевые тяги 232 будут описаны более подробно. Так как левая и правая рулевые тяги 232 являются зеркальными отображениями друг друга, подробно будет описана только левая рулевая тяга 232. Компоненты правой рулевой тяги 232, которые соответствуют компонентам левой рулевой тяги 232, обозначены на фигурах такими же номерами позиций.
[0073] Правый конец левой рулевой тяги 232 состоит из конца 234 рулевой тяги. Конец 234 рулевой тяги соединен с кронштейном 228 посредством шарового шарнира 236 (показан пунктирной линией на Фиг. 10). Гибкая крышка 238 соединена с кронштейном 228 и концом 234 рулевой тяги, чтобы закрывать шаровой шарнир 236. Как видно на Фиг. 8, правый конец рулевой тяги 232 расположен впереди идущей в вертикальном и латеральном направлении центральной плоскости 240 рейки 200 и позади переднего дифференциала 96. Плоскость 240 содержит центральную латеральную ось 224 рейки 200. Как также видно на Фиг. 8, правый конец рулевой тяги 232 расположен позади идущей в вертикальном и латеральном направлении центральной плоскости 241A дифференциала 96 и выше идущей в горизонтальном и латеральном направлении центральной плоскости 241B дифференциала 96. Плоскости 241A, 241B содержат идущие в латеральном направлении оси вращения 241C дифференциала 96. Как видно на Фиг. 5, правый конец рулевой тяги 232 расположен позади плоскости 190 и вертикально между верхней плоскостью 192 и нижней плоскостью 194.
[0074] Когда рулевое колесо 28 находится в положении, соответствующем нахождению транспортного средства 10 в положении прямого хода вперед (т.е., как показано на фигурах), соединение между правым концом левой рулевой тяги 232 и рейкой 200 посредством кронштейна 228 расположено латерально между вертикальными плоскостями 242, содержащими верхние оси шарнира 116 (Фиг. 7), и латерально между вертикальными плоскостями 244, содержащими левый и правый концы переднего дифференциала 96 (Фиг. 9 и 10). В этом положении рулевого колеса 28 соединение между правым концом левой рулевой тяги 232 и рейкой 200 посредством кронштейна 228 расположено латерально между левой вертикальной плоскостью 242 (Фиг. 7) и продольной центральной линией ЦЛ и латерально между левой вертикальной плоскостью 244 (Фиг. 9) и продольной центральной линией ЦЛ. Также в этом положении рулевого колеса 28 и когда транспортное средство 10 находится в неподвижном состоянии на ровном месте без груза и водителя с пассажирами (т.е., как показано на фигурах), левая рулевая тяга 232 идет в направлении вперед, вниз и влево с его правого конца.
[0075] Левый конец левой рулевой тяги 232 состоит из конца 246 рулевой тяги. Как наилучшим образом видно на Фиг. 5-7, конец 246 рулевой тяги соединен между выступами 248 в задней части левого кулака 104 посредством шарового шарнира (не показан).
[0076] При соединении внутренних концов рулевых тяг 232 впереди реечного узла 160 и близко друг другу рулевые тяги 232 становятся длиннее, чем они бы были при применении компоновки согласно предыдущему уровню техники (т.е. при соединении внутренних концов рулевых тяг с концами рейки). В результате при идентичных узлах передних подвесок 16 более длинные рулевые тяги 232 согласно представленной технологии приводят к меньшему паразитному подруливанию на ухабах, чем рулевые тяги в компоновке согласно предыдущему уровню техники для эквивалентного значения хода узлов передних подвесок 16 и передних колес 14.
[0077] Специалисту в данной области техники могут быть понятны модификации и изменения вышеописанных реализаций настоящей технологии. Приведенное выше описание предназначено для примера, а не в качестве ограничения. Таким образом, объем настоящей технологии не должен ограничиваться строго объемом прилагаемой формулы изобретения.
Реферат
Изобретение относится к транспортному средству, которое имеет раму, двигатель, карданный вал, функционально соединенный с двигателем, передний дифференциал, функционально соединенный с карданным валом, пару передних полуосей, функционально соединяющих передний дифференциал с передними колесами, по меньшей мере одно заднее колесо, рулевое колесо, рулевую колонку, функционально соединенную с рулевым колесом, реечный узел, функционально соединенный с рулевой колонкой. Реечный узел расположен позади переднего дифференциала. Правая рулевая тяга имеет левый конец, функционально соединенный с рейкой реечного узла, и правый конец, функционально соединенный с правым колесом. Левая рулевая тяга имеет правый конец, функционально соединенный с рейкой, и левый конец, функционально соединенный с левым колесом. Внутренние концы рулевых тяг расположены впереди идущей в вертикальном и латеральном направлении рулевой рейки. Обеспечивается уменьшение количества соединений в транспортном средстве и большая величина хода передних колес. 19 з.п. ф-лы, 12 ил.
