Назначение, типы и требования, предъявляемые к рулевому приводу

Рулевой привод через систему тяг и рычагов передает усилие от рулевого механизма к управляемым колесам и обеспечивает правильное соотношение углов их поворота.

В соответствии с предъявляемыми к нему требованиями, рулевой привод должен обеспечить:

• правильное соотношение углов поворота внутреннего и внешнего управляемых колес автомобиля, исключающее их боковое скольжение

• отсутствие автоколебаний управляемых колес вокруг оси их поворота;

• исключение самоповорота управляемых колес при колебаниях автомобиля на подвеске.

В зависимости от типа подвески и схемы расположения деталей на автомобилях применяют следующие типы рулевого привода (рис. 9.14).

По типу рулевой трапеции

По расположению рулевой трапеции

С неразрезной рулевой трапецией

С разрезной рулевой трапецией

С передней рулевой трапецией

С задней рулевой трапецией

Рулевой привод

Рис. 9.14. Типы рулевых приводов

При повороте автомобиля управляемые колеса поворачиваются на разный угол –внутреннее (θ_в) колесо на больший, внешнее (θ_н) на меньший (рис.9.15). Зависимость между углами поворота управляемых колес с учетом их бокового увода выражается следующим уравнением

ctg(θ_н – δ_н) - ctg(θ_в – δ_в) = , (9.18)

где M – расстояние между осями поворотного шкворня или осями поворота управляемых колес;

C – расстояние от оси задних колес до мгновенного центра поворота автомобиля, определяемое из соотношения:

С = R_δ tg δ₂ = = , (9.19)

где δ₁ и δ₂ – углы увода передних и задних колес;

θ = - угол поворота автомобиля;

L - база автомобиля.

Рис. 9.15. Зависмость угла поворота внешнего колеса от угла поворота внутреннего колеса автомобиля

Необходимое соотношение углов поворота управляемых колес (9.18) обеспечивается рулевой трапецией, образованной поперечной рулевой тягой, осью переднего моста и рычагами поворотных цапф. В зависимости от компоновки автомобиля рулевую трапецию располагают (рис. 9.16) впереди передей оси или за ней. При зависимой подвеске передних колес применяют неразрезную (цельную) поперечную тягу. Если на автомобиле независимая подвеска, то устанавлвается расчлененная поперечная тяга с тем, чтобы исключить самопроизвольный поворот управляемых колес при колебаниях кузова автомобиля.

Рис. 9.16. Схемы рулевого привода и рулевых трапеций

Соединение тяг и рычагов рулевого управления осуществляется с помощью шарниров (рис. 9.17), которые по способу устранения зазоров, возникающих при эксплуатации автомобилей, выполняют саморегулиремыми, с периодической регулировкой и не регулируемыми.

Рис. 9.17. Конструкция шарниров рулевого привода

В саморегулируемых шарнирах (рис. 9.17, а…ж) не требуется периодическая регулировка в процессе эксплуатации автомобиля. Зазор автоматически выбирается перемещением сухарей 3 или пальцев 2 под действием пружины 1, установленной с предварительным натягом 250…500Н.

В шарнирах с периодической регулировкой (рис. 9.17, з, и) зазор, появляющийся между трущимися поверхностями вследствие изнашивания, устраняется заворачиванием пробки 4 до упора и отпусканием до ближаешего положения, в котором ее можно зафиксировать. Такие шарниры применялись в продольных рулевых тягах и в настоящее время применяются редко.

Нерегулируемые шарниры (рис. 9.17, к) применяются на автомобилях, в которых колеса поворачиваются вокруг вертикальной оси. Такие шарниры проще и дешевле в изготовлении, чем саморегулируемые и регулируемые. В случае предельного износа трущихся поверхностей нерегулируемый шарнир заменяется.

Пальцы 2 рассмотренных шарниров выполняют шаровыми полносферными (рис. 9.17, д…и) или двухсверными (рис. 9.17, а, б), коническими (рис. 9.17, в, г) или цилиндрическими (рис. 9.17, к). В двухсферных пальцах полусфера большего диаметра является рабочей, а меньшего - направляющей. По кинематике шарниры могут быть простыми и сложными. В простых палец поворачивается в наконечнике за счет скольжения сферы пальца относительно поверхностей сухарей 3. В сложных шарнирах при повороте пальца 2 вокруг своей оси его сфера скользит в сухарях, а при угловых колебаниях пальца сухари скользят по направляющим головки наконечника.