5.Рульове керування

Для рульового керування визначають кінематичне і_ω та силове і_p передавальні числа:

, (5.1);

, (5.2);

Чисельне значення:

де α_р.к, α_к.к – кути повороту відповідно рульового й керованого коліс,

α_р.к = 540...1080°, α_к.к = 35. ..40°;

і_ωм і і_ωп ,і_р.м. і і_р.п – кінематичне і силове передавальні числа відповідно рульового механізму і рульового приводу;

– сумарний момент опору повороту керованих коліс;

G=8515 Н – вага, що припадає на керовані колеса;

f=0,018– коефіцієнт опору коченню;

ц = 0,6...0,8 – коефіцієнт зчеплення шини з полотном дороги;

r_ковз = (0,12...0,15) r_к – радіус ковзання шини, м;

r_к – радіус кочення колеса, м (r_к ≈ r_ст ≈ r_д);

R = 0,2...0,25 м – радіус рульового колеса, м;

M_рк= Р_{р к} ·R=350∙0.25=87,5 Н∙м – момент, який прикладається до рульового колеса;

С_Р.к – зусилля, яке водій прикладає до рульового колеса, З; Необхідно виконання умови Р_р.к ≤ 400 Н.

С – радіус повороту (радіус обкочування) керованого колеса, (довжина перепендикуляра, опущеного з центра п’ятна контакту шини з полотном дороги на подовження осі шворня).

5.1Рульовий механізм

Необхідне зусилля на рульовому колесі

(5.3);

Чисельне значення:

Н

де η_р.м – 0,6...0,7 – ККД рульового механізму (прямий);

η_р.к = 0,85...0,95 – ККД рульового приводу.

Оскільки отримано при розрахунку 400Н > 124 Н необхідності встановлювати гідро підсилювач немає.

5.2Рульовий привід

Значення кутів повороту керованих коліс автомобіля (без урахування кутів бокового уводу шин) знаходяться із залежності:

(5.4);

де α_з, α_вн – кути повороту відповідно зовнішнього і внутрішнього коліс;

М – відстань між осями повороту керованих коліс (між осями шворнів);

L – база автомобіля.

Основні розміри рульової трапеції M, m, n визначаються за схемою на рисунку 5.1.

Рисунок 5.1 – Схема визначення геометричних розмірів трапеції

Для визначення величини М задаються довжиною поворотної цапфи (із конструктивних міркувань). При тороїдних шинах орієнтовно можна прийняти l_ц = В_ш , де В_ш – ширина профілю шини.

Кут и знаходимо за формулою:

(5.5);

Чисельне значення:

за умови, що m/n = 0,12...0,16.

Без урахування еластичності шин можна прийняти x = 0,7. Тоді

(5.6);

Чисельне значення:

м

Далі перевіряємо точність виконання залежності (5.4) за знайденими значеннями геометричних розмірів трапеції. Для цього в масштабі не менше ніж 1: 10 креслять схему рульової трапеції (рисунок 5.2). Потім, повертаючи одне з коліс (графічно) через 5° у межах можливого кута повороту, визначають кут повороту іншого колеса. Одержані дані заносимо у таблицю 5.1 і будуємо рисунок 5.2.

1,4

71

71

1,299

Рисунок 5.2 – Схема для визначення залежності між кутами повороту керованих коліс

Таблиця 5.1 – Кути повороту керованих коліс

Кути повороту колеса	Внутрішній αвн		10	20	30	40	50	60	70
	Зовнішній αз	теоретичний	9,7	19,8	28,9	38,5	47,4	56,8	65,37
		графічний	9,3	19,5	28,2	37,8	47,1	55,7	65,7

Теоретичні значення α_з обчислюємо за виразом (5.4). Далі за даними таблиці 5.1 будуємо графіки залежності α_з = f(α_вн) (рисунок 5.3).

α_з

α_вн

Рисунок 5.3– Залежність між кутами повороту керованих коліс автомобіля

Геометричні параметри рульової трапеції вважають задовільними, якщо при повороті коліс на кут до 20° графічна та теоретична залежності збігаються (відхилення не перевищує 2 ... 3°).