Тема: Рульове керування.
Призначення. Слугує для забезпечення заданого напряму руху автомобіля
шляхом роздільного, узгодженого та пропорційного повороту керованих коліс на задані кути.
Вимоги:
Відповідність конструкції вимогам безпеки руху та можливість керування
з використанням автоматичних електронних, локаційних, телематичних
та інших систем керування.
Забезпечення високої маневреності шляхом зменшення радіуса повороту
та правильної кінематики повороту автомобіля.
Узгодженість пропорційність та точність дії між кутом повороту рульового колеса та кутами повороту керованих коліс, між зусиллям на рульовому колесі та моментами опору повороту.
Забезпечення комфортного керування.
Зменшення ( усунення ) зворотної сили при передачі ударів від коліс на рульове колесо та постійна стабілізація керованих коліс.
Забезпечення слідкуючої дії, мінімальний час спрацювання, уникнення коливань керованих коліс та можливість керування автомобілем при відмові посилювача чи автоматичної системи керування.
Підвищена надійність та довговічність.
Забезпечення мінімального зносу бігової доріжки та кочення коліс без бокового ковзання.
Простота обслуговування та збільшення пробігу між проведенням обслуговування рульового керування.
Уніфікація.
Дешевизна та технологічність виготовлення.
Класифікація:
За типом рульового механізму – рейкові, черв’ячні, гвинтові, комбіновані.
За наявністю та типом посилювача рульового керування – з гідравлічним
посилювачем, з електричним посилювачем, без посилювача.
За місцем розташування посилювача рульового керування – разом з
рульовим механізмом, окремо від рульового механізму.
За конструкцією привода керованих коліс – привод керування передніми колесами, привод керування передніми та задніми колесами, привод керування передніми та середніми колесами, привод керування усіма колесами, з розташуванням рульової трапеції спереду або позаду осі, суцільна або розчленована трапеція, тощо.
За способом рульового керування: автоматичне електронне рульове керування, механічне керування, повертанням керованих коліс, складанням ланок рами.
За напрямом повертання керованих коліс: в одну сторону, в різні сторони, при повертанні передніх та задніх коліс.
За розташуванням рульового колеса: зліва або справа.
Конструкція рульового керування
Рульове колесо.
Вал приводу рульового механізму.
Рульовий механізм.
Рульовий привод керованих коліс.
Посилювач рульового керування ( насос з приводом, силовий пристрій, електродвигун з механізмом приводу ).
Автоматичні електронні, локаційні, телематичні системи стабілізації руху та керування.
Рис 1. Рейкове рульове керування Toyota з електропосилювачем.
Рис 2. Схема рульового керування Toyota AURIS COROLLA.
Рис 3. Привод коліс автомобіля Auris Toyota.
Рис 4. Датчик крутного моменту рульового керування Toyota.
Рис 5. Рейковий рульовий механізм без посилювача.
1-чехол, 2- вкладиш, 3- пружина, 4- палець,
6- кульовий шарнір, 7- рульова рейка.
Рис 6. Рульове керування ЗІЛ-131.
Рис 7. Рульовий механізм типу «глобоїдний
черв’як-ролик » без посилювача.
1- ролик, 2- черв’як.
Рис 8. Рульові механізми типу « гвинт-гайка-рейка –
зубчатий сектор» без посилювача.
1- картер, 2- гвинт з кульовою гайкою, 3- вал-сектор,
4,15- пробки, 5- регулювальні прокладки, 6- вал,
7,10- ущільнювачі, 8- сошка, 9,14- кришки,
11,12,13- кільця.
Рис 8а. Рульові механізми типу « гвинт-гайка-рейка – зубчатий сектор» без посилювача.
1,17- гайка, 2- підшипник, 3,13,14- кільця, 4- гвинт, 5- картер, 6- поршень-рейка, 7- гідравлічний розподільник, 8- манжета, 9- ущільнювач, 10- вхідний вал, 11- вал-сектор, 12,16- кришки, 13,14,15- кільця, 18- болт.
Рис 9. Рульовий привод передніх та задніх керованих коліс.
Рис 10. Способи повороту. а)- за рахунок повороту осі,
б)- за рахунок повороту керованих коліс, в- за рахунок
складання рами, г- силовим способом.
Рис 11. Рульовий механізм ЗІЛ-131 типу “гвинт-гайка-рейка-сектор “.
.
Рис 12. Електрогідравлічний посилювач рульового керування.
Рис 13. Рейковий рульовий механізм з гідропосилювач.
1,2- олива під високим та низьким тиском, 2- поршень, 4- шестерня, 5- рейка, 6- золотниковий пристрій, 7- рульова колонка, 8- насос гідро посилювача, 9- ємність для оливи, 10 – елемент підвіски.
Рис 14.Електричні посилювачі з передаванням зусилля на рульовий вал, на
шестерню рульового механізму та на рейку рульового механізму.
Рис 15. Електричний посилювач рульового керування автомобіля VW.
Рис 16. Електричний посилювач рульового керування Toyota.
Рис 17. Рульове керування автомобіля AXOR з гідро посилювачем.
Рис 18. Схема роботи гідро посилювача ЗІЛ-131.
Рис 19. Привод керованих коліс ЗІЛ-131.
Рис 20. Схема рульового керування КАМАЗ-5320 з гідравлічним
посилювачем та рульовим механізмом типу “гвинт-гайка-рейка-сектор “.
Рис 21. Електронна система стабілізації траєкторії руху.
ESP.( Electronic Stability Programm ).
1-блок керування АБС, 2- датчик швидкості обертання колеса, 3- датчик кута повороту руля, 4- датчик бокового прискорення та кутової швидкості, 5- лектронний блок керування, 6- електропривод керування подачі палива, 7- датчик тиску в гальмівній системі.
На деяких автомобіля БМВ встановлюється активна система керування передніми колесами AFS ( Active Front Steering ). Планується Steer by wire, тобто не буде жорсткого механічного зв’язку між водієм та колесами, а на кожне колесо свій електродвигун повороту колеса.
Рис 22. Керування в критичній ситуації. а)-при зносу, б)-при заносу.