Лекция №10

10. Рулевое управление

10.1 Назначение и классификация

Рулевое управление предназначено для обеспечения поворота автомобиля и поддержания заданного направления его движения.

Основные типы рулевых механизмов представлены на рис.10.1 – 10.5.

Требования:

1. высокая маневренность, то есть способность круто и быстро поворачивать на ограниченной площади (угол поворота управляемых колес 30-45 градусов);

2. легкость управления (величина усилия на рулевом колесе);

3. гарантированная надежность, так как влияет на безопасность движения;

4. правильная кинематика поворота (по концетрическим окружностям);

5. умеренное ощущение толчков от поверхности (конструкция должна быть на грани самоторможения – это обеспечивает чувство поверхности);

6. точно следящее действие (жесткая связь);

7. отсутствие люфтов.

Классификация:

1. по расположению рулевого управления:

а) с левым;

б) с правым.

2. по конструкции рулевого механизма:

а) червячные (с глобоидным червяком и роликом, с цилиндрическим червяком и сектором);

б) кривошипно-винтовые (с шипом у кривошипа, с гайкой у кривошипа, комбинированные);

в) реечные.

3. по конструкции рулевого привода:

а) по способу связи с рулевым колесом (с индивидуальной трапецией для каждой оси, с общей трапецией для всех осей);

б) по конструкции рулевой трапеции (с разрезной поперечной тягой, с цельной поперечной тягой);

в) по расположению трапеции (с задним расположением, с передним расположением, со смешанным).

4. по принципу действия усилителя:

а) с гидравлическим;

б) с пневматическим;

Рис. 10.1. Рулевой механизм шестрня – рейка:

1 – рейка; 2 – шестерня.

Рис. 10.2. Рулевой механизм винтореечного типа:

1 – винт; 2 – шарикопровод; 3 – гайка-рейка; 4 – сектор с валом сошки; 5 – регулировочный винт; 6 – роликовый подшипник.

Рис. 10.3. Рулевой механизм винт-рычаг-гайка:

1 – винт; 2 – рычаг; 3 – гайка; 4 – сошка.

Рис. 10.4. Рулевой механизм глобоидный червяк-двухгребной ролик (ВАЗ):

1 – вал сошки; 2 – регулировочная шайба; 3 – верхняя крышка картера; 4 – регулировочный винт; 5 – червяк; 6 – регулировочные прокладки; 7 – ролик; 8 – ось ролика.

Рис. 10.5. Рулевой механизм с гидроусилителем автомобиля ЗИЛ – 130:

1 – корпус; 2 – поршень – рейка; 3 – шариковая гайка; 4 – шарикопровод; 5 – винт; 6 – шариковый клапан; 7 – плунжер золотника; 8 – корпус распределителя; 9 – реактивная пружина; 10 – реактивный плунжер.

в) комбинированные.

5. по способу поворота:

а) с поворотом управляемых колес (с поворотом колес передней оси, с поворотом колес нескольких осей, с поворотом колес всех осей);

б) с поворотом колес управляемых осей или тележек одной или нескольких;

в) со складыванием звеньев (оппозитный способ поворота),применяется в основном на сочлененных автомобилях и тракторах;

г) бортовой способ (по гусеничному).

10.2 Оценочные параметры

1. Угловое передаточное число рулевого механизма (10.1)

, (10.1)

-это отношение угловой скорости вращения колес  к угловой скорости вращения сошки.

I_рм=15-25

График изменения передаточного числа в зависимости от угла поворота рулевого колеса представлен на рис. 10.6.

Рис. 10.6. График изменения передаточного числа в зависимости от угла поворота рулевого колеса:

I_РМ - передаточное число;  - угол поворота рулевого колеса.

2. КПД

2.1 Прямой КПД (10.2)

, (10.2)

2.2 Обратный КПД (10.3)

, (10.3)

Мr₁- момент трения в рулевом механизме приведенный к рулевому валу;

Мr₂- момент трения в рулевом механизме приведенный к валу сошки;

М- крутящий момент на рулевом колесе;

М- поворотный момент на валу сошки.

КПД1 должно быть увеличено, чтобы уменьшить усилия на рулевом колесе, а КПД2 должно быть уменьшено, чтобы не передавались удары и вибрации от дороги на рулевое колесо.

Рулевой механизм выполняется на пределе обратимости, чтобы не утрачивалось чувство дороги.