§ 41. Визначення передаточного числа рульового керування

Керованість автомобіля, стійкість руху і зусилля на рульовому колесі в значній мірі залежать від передавального числа рульового керування, рівного добутку передавальних чисел рульового механізму і рульового приводу

Uр.к = Uр.м · Uр.п. ( 6 )

Передавальне число рульового механізму Uр.м (відношення кута повороту рульового колеса до кута повороту валу сошки) може бути змінним або постійним.

Передавальне - число рульового приводу Uр.п визначається співвідношенням приведених плечей важелів приводу і тому є величиною змінної (Uрп = 0,85... 1,1).;

Закон зміни передавального числа має значення в основному для автомобілів без підсилювачів рульового приводу. У більшості рульових механізмів автомобілів передавальне число постійне. Передавальні числа рульових механізмів вітчизняних автомобілів знаходяться в межах 16...24.

§ 42. Призначення рульових механізмів, їх класифікація вимоги

Рульовий механізм призначений для передачі зусилля від рульового колеса на рульовий привід, а також для перетворення обертального руху рульового колеса в зворотно-поступальний рух рульової сошки.

Рульовий механізм повинен забезпечувати:

• необхідний закон зміни передавального числа;

• високий ККД при передачі моменту від рульового колеса до приводу;

• поглинання енергії поштовхів від керованих коліс;

• ефективну стабілізацію керованих коліс;

• змінний зазор в зачепленні і можливість його регулювання (у нейтральному положенні рульового колеса зазор не потрібний або він може бути мінімальним; при переміщенні рульового колеса в крайні положення зазор повинен збільшуватися, щоб не було заїдання після регулювання, оскільки найбільш інтенсивне зношування елементів передачі спостерігається в нейтральному положенні);

• зручність розміщення в кабіні органів управління і оберігання водія від травм при аварії.

К л а с и ф і к а ц і я

Рульові механізми розрізняють за типом передачі.

1. Черв’ячні:

• черв’як і черв’ячне колесо;

• черв’як і центральний черв’ячний сектор;

• черв’як і боковий черв’ячний сектор;

• черв’як і ролик.

Мають постійне передаточне число.

2. Гвинтові:

• гвинт – гайка – важіль;

• коливаючий гвинт-гайка;

• гвинт коливаючи чайка;

• гвинт – гайка – сектор.

Передаточне число може бути постійним або змінним.

3. Кривошипи.

• черв’як і кривошип з одним ковзаючим або обертаючим пальцем;

• черв’як і кривошип з двома ковзаючими або обертаючими пальцеми;

Передаточне число може бути постійним або змінним.

4. Шестеренчасті.

• з конічними шестернями;

• з циліндричними шестернями;

• рейкові;

5. Комбіновані.

§ 43. Особливості рульового механізму: черв’ячних, гвинтових, комбінованих

Черв'як-ролик. Рульові механізми з передачею глобоїдальний черв'як — гребневий ролик встановлюються на автомобілях сімейств «Жигулі», «Москвич», ГАЗ, КАЗ.

Як приклад на мал.45 показаний рульовий механізм автомобіля КАЗ-608. Передавальне число передачі постійне. Застосовують трехгребневий ролик 8 замість черв'ячного колеса зменшує втрати на тертя в зачепленні і підвищує ККД. При ведучому черв'яку ККД рівний 0,8, при веденому — 0,6. Унаслідок пониження ККД зменшується передача поштовхів на рульове колесо. Разом з тим зворотність передачі майже не перешкоджає стабілізації керованих коліс.

Змінний зазор в зачепленні забезпечується різницею радіусів утворюючою черв'яка і кола, по якому рухається ролик. Зачеплення регулюють переміщенням валу 9 сошок уздовж осі, а конічні роликові підшипники 6 черв'яка — зміною товщини прокладок 3 під кришкою 2 картери.

В порівнянні з іншими зубчатими передачами глобоїдальні передачі відрізняються малими габаритними розмірами, тому рульові механізми з ними зручно компонувати. Вони достатньо надійні і прості в обслуговуванні.

Мал.45. Рульовий механізм автомобіля КАЗ-608

1-сошка; 2-кришка; 3 і 13 – регулювальні прокладки; 4-картер; 5-глобоїдальний черв’як; 6-роликовий підшипник; 7-карданий шарнір; 8-трьохгребневий ролик; 9-вал сошки; 10-стопор; 11-гайка; 12-упорна шайба; 14-підшипник ковзання.

Черв'як - сектор. Рульові механізми з передачею черв'як — бічний сектор (мал. 122) використовуються на автомобілях МАЗ-200, «Урал-375», КРАЗ-256. У цих передачах червяк - циліндричний, а на бічній стороні сектора нарізані спіральні зуби. Передаточне число передачі постійне.

Низький ККД (при передачі від рульового колеса 0,7, у зворотному напрямі 0,55) є основним недоліком цих механізмів. В той же час зношування деталей передачі неінтенсивне із-за сприятливого контакту витків черв'яка і зубів сектора. Завдяки низькому ККД у зворотному напрямі передача добре поглинає енергію поштовхів від керованих коліс, але при цьому погіршується стабілізація коліс.

Для нормальної роботи передачі необхідно, щоб відстань між осями черв'яка і сектора була постійною. Це досягається застосуванням як опори для черв'яка і сектора підшипників кочення. Збільшення зазору в зачепленні в обидві сторони від середини забезпечується при виготовленні зменшенням товщини відповідних зубів сектора. В процесі експлуатації цей зазор регулюють переміщенням валу сошки уздовж осі.

Мал. 46. Рульовий механізм автомобіля КРАЗ-256:

1 — нижня кришка; 2 - сальник; 3 і 8 — конічні роликові підшипники; 4- черв'яка; 5 - сектор; би - втулка розпору; 7-картер; 9 - регулювальні прокладки; 10 - верхня кришка; 11- колонки; 12 — вал рульового механізму; 13 і 14 — голчаті підшипники; 15 — наполеглива шайба; 16 — бічна кришка

Гвинт – гайка – рейка – сектор з підсилювачем. Двоступінчаті рульові механізми з гвинтовою передачею (з циркулюючими кульками) і зубчатою парою (мал.47) встановлюються на автомобілях сімейств ЗІЛ, КАМАЗ, МАЗ.

Передаточні числа цих рульових механізмів постійні. Використання циркулюючих кульок дозволяє замінити тертя ковзання в парі гвинт — гайка тертям кочення, що істотно підвищує ККД передачі. При передачі моменту від рульового колеса до валу сошки ККД рівний 0,8 ... 0,9, у зворотному напрямі він декілька менше. Оборотність передачі і високий ККД не перешкоджають стабілізації керованих коліс, але не сприяють поглинанню поштовхів, що передаються від керованих коліс. Проте наявність гідравлічного підсилювача компенсує цей недолік. Збільшення габаритних розмірів, особливо при вбудованому гідро підсилювачі, ускладнює конструкцію і підвищує її вартість.

Для зменшення зазору в рульовому механізмі поблизу нейтрального положення збільшують товщину середнього зуба сектора в порівнянні з товщиною решти зубів, а глибину гвинтової канавки гвинта роблять змінною. Зазор в парі гвинт — гайка не регулюється. Зазор в парі рейка — шестерня регулюють переміщенням сектора уздовж осі валу сошки.

Р ульові механізми вітчизняних автомобілів не мають яскраво виражених переваг при порівнянні одного з іншим, тому вибір рульового механізму при проектуванні обґрунтований виробничими, економічними і іншими чинниками.

Мал.47. Рульовий механізм з гідро підсилювачем автомобіля ЗІЛ-130

1-кришка; 2-картер; 3-поршень; 4-гвинт; 5-кульковий клапан; 6-золотник; 7-реактивний плунжер; 8-пружина; 9-опорний підшипник; 10-желоб; 11-гайка; 12-стопор; 13-кулька; 14-регулювальний гвинт; 15-вал рульової сошки; 16-сошка.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Перерахуйте вимоги, що ставляться до рульового механізму, рульового приводу, підсилювача в цілому?

2. Дайте порівняльну характеристику рульових механізмів??

3. Дайте класифікацію рульових механізмів?