Назначение. Классификация. Требования
Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля и поддержания заданной траектории его движения.
Рулевое управление автомобиля состоит из рулевого механизма с рулевым валом и рулевым колесом и рулевого привода.
В рулевой привод входят рулевая сошка, рулевые тяги, рычаги маятниковый и поворотных цапф, а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей. При этом рулевые тяги и рычаги поворотных цапф образуют рулевую трапецию, которая определяет тип рулевого привода.
На автомобилях изменение направления движения осуществляется преимущественно поворотом передних колес.
Применение левого или правого рулевого управления зависит от принятого в той или иной стране направления движения транспорта, что обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортными средствами, движущимися навстречу.
Применение рулевого управления различной конструкции (без усилителя или с усилителем) зависит от типа и назначения автомобиля.
Рулевые управления без усилителя обычно устанавливаются на легковых автомобилях особо малого и малого классов и грузовых малой грузоподъемности. Рулевые управления с усилителем применяются на других автомобилях.
При этом значительно облегчается их управление, улучшается маневренность и повышается безопасность движения. Наибольшее распространение на современных автомобилях получили гидравлические усилители.
Рулевой механизм служит для увеличения усилия водителя, прилагаемого к рулевому колесу, и передачи его к рулевому приводу. Рулевой механизм при этом преобразует вращение рулевого колеса в поступательное перемещение деталей рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес автомобиля.
Червячные рулевые механизмы широко применяются на легковых, грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили червячно-роликовые рулевые механизмы.
Винтовые рулевые механизмы используют на тяжелых грузовых автомобилях. Наибольшее применение получили винтореечные механизмы («винт – гайка-рейка – сектор»).
Зубчатые рулевые механизмы применяются в основном на легковых автомобилях малого и среднего классов. Из них наибольшее применение имеют реечные рулевые механизмы.
Рулевым приводом называется система тяг и рычагов, служащая для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам, а также для обеспечения необходимой кинематики поворота колес.
Основной частью рулевого привода является рулевая трапеция, которая может быть передней или задней. Передней называется рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних управляемых колес; задней – за осью.
Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней рулевой трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с неразрезной или разрезной трапецией зависит от подвески передних управляемых колес автомобиля.
Неразрезной называется рулевая трапеция, имеющая сплошную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса.Неразрезная рулевая трапеция применяется при зависимой подвеске передних управляемых колес на грузовых автомобилях и автобусах.
Разрезной называется рулевая трапеция, которая имеет многозвенную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса. Разрезная рулевая трапеция используется при независимой подвеске управляемых колес на легковых автомобилях.
Рулевое управление оказывает существенное влияние на управляемость, маневренность, устойчивость и безопасность движения автомобиля. Поэтому, кроме общих требований, к нему предъявляются специальные требования, в соответствии с которыми рулевое управление должно обеспечивать:
1. возможно меньшее значение минимального радиуса поворота для обеспечения хорошей маневренности автомобиля;
2. малое усилие на рулевом колесе, обеспечивающее легкость управления;
3. силовое и кинематическое следящее действие, т.е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту управляемых колес и заданное соответствие между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;
4. минимальное боковое скольжение колес при повороте;
5. минимальная передача толчков на рулевое колесо от удара управляемых колес о неровности дороги;
6. оптимальная упругая характеристика рулевого управления, определяющая его чувствительность и исключающая возможность возникновения автоколебаний управляемых колес;
7. кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов;
8. минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес;
9. повышенная надежность.
Высокая маневренность(малый радиус поворота и малая ширина габаритного коридора) обеспечивается в основном уменьшением базы и увеличением угла поворота управляемых колес. Маневренность существенно улучшается, если, кроме передних управляемых колес, используются еще и задние управляемые колеса.
Удобство и легкость управления, как и для любого органа управления, определяются обычно удобным расположением рулевого колеса, величиной его полного хода, невысокими значениями усилия, необходимого для перемещения рулевого колеса. Удобство расположения определяется в частности соответствием расположения плоскости рулевого колеса посадке водителя.
При увеличении угла поворота усилие на рулевом колесе должно возрастать, что позволяет водителю определять положение, занимаемое управляемыми колесами. Достигается это выбором типа рулевого привода, передаточного числа рулевого управления (в основном – рулевого механизма) и закона его изменения.
Соответствие радиуса поворота управляющему воздействию водителя обеспечивается в основном использованием жесткой кинематической связи между управляемыми колесами и рулевым колесом.
Кроме того, в обоих случаях суммарный люфт рулевого колеса должен находиться в заданных минимальных значениях.
Минимальное боковое скольжение колеспри повороте автомобиля обеспечивается в основном правильным выбором параметров рулевой трапеции, а при трех и более осях, кроме того, расположением осей, обеспечивающим минимальное боковое скольжение.
Минимальная передача толчков на рулевое колесо от удара управляемых колес о неровности дороги достигается выбором такого рулевого механизма, у которого прямой КПД (при передаче усилия от рулевого колеса к управляемым колесам) больше обратного (при передаче усилия от колес к рулевому колесу). Однако для стабилизации управляемых колес рулевое управление проектируют с предельной обратимостью, т.е. так, чтобы почти вся энергия, идущая от управляемых колес, гасилась в рулевом механизме.
Для снижения или исключения возможности передачи толчков на рулевое колесо принимают также следующие меры: увеличивают передаточное число рулевого механизма в нейтральном положении управляемых колес; уменьшают плечо обкатки управляемых колес; до определенных пределов увеличивают податливость рулевого управления; применяют амортизирующие устройства в рулевом механизме или приводе; устанавливают усилитель, воспринимающий и поглощающий толчки и удары от управляемых колес.
Оптимальная упругая характеристика рулевого управления, определяющая его чувствительность и исключающая возможность возникновения автоколебаний управляемых колес определяется жесткостью деталей рулевого управления и зазорами между ними.
При малой угловой жесткости рулевое управление обладает большой податливостью, что снижает чувствительность управления автомобилем. Но в этом случае толчки и удары, воспринимаемые управляемыми колесами от неровностей дороги, эффективно амортизируются рулевым управлением. Однако малая угловая жесткость рулевого управления может привести к нежелательным колебаниям (вилянию) управляемых колес и снижению устойчивости автомобиля.
Кинематическая согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес при деформации упругих элементов достигается правильным выбором центров колебаний управляемых колес на рычагах подвески и относительно шарового пальца рулевой сошки.
Высокая надежностьрулевого управления обеспечивается в основном достаточно большими запасами по напряжениям в деталях рулевого управления. Применение дублирующих систем в рулевом управлении, как и в тормозном управлении, пока не представляется возможным.
Дата добавления: 2022-05-27; просмотров: 128;