Конструкция рулевых механизмов (самоподготовка)

По способу передачи движения рулевые механизмы подразделяются на: шестеренные, червячные, винтовые, кривошипные, комбинированные.

Шестеренные – почти не применяются, т.к. трудно получить большое i_ру при малых габаритах Кроме того, они “обратимы”, т.е. удары от управляемых колес передаются на рулевое колесо.

Широкое распространение получили червячные механизмы, различных вариантов: червяк и радиальный сектор, червяк и боковой сектор, глобоидальный червяк и ролик – в такой паре ролик при работе не скользит, а катится. Глобоидальные рулевые механизмы нашли широкое применение на отечественных автомобилях (ВАЗ, ГАЗ, УАЗ и др.) с нагрузкой на управляемые колеса до 25 кН.

Это вызвано тем, глобоидальные передачи, если предназначены для передачи небольших моментов, имеют большой прямой КПД (0,8 - 0,9), отличаются малыми размерами, хорошо гасят удары со стороны дороги. Но механизмы больших размеров с такой рулевой передачей обладают низким КПД (0,6 - 0,65) и плохо компонуются с распределителями гидроусилителями рулевого управления.

Рулевой механизм с передачей типа винт - шариковая гайка, рейка - сектор применяют на автомобилях МАЗ, ЗИЛ, КРАЗ, КамАЗ. Такая передача отвечает современным требованиям, имеет высокий КПД (0,75 - 0,85), отличается большой долговечностью и в него легко встраивается распределитель и силивой цилиндр гидроусилителя.

Боковой сектор увеличивает площадь контакта – уменьшает износ, но у него относительно малый КПД.

Наиболее высокий КПД и износостойкость – червяк и ролик, которые получили широкое распространение.

Червячные механизмы имеют двойную регулировку:

1. Осевой зазор червяка регулируется прокладками под нижней крышкой картера рулевого механизма.

2. Регулировка зацепления червяка с роликом путем перемещения вала сошки, на котором закреплен ролик.

Винтовые (винт-гайка) – не применяется (хотя очень просты), т.к. нельзя регулировать зазор в сопряжении.

Кривошипные (винт-шип) – не применяются, большие удельные давления в контакте.

Комбинированные (винт-гайка-рейка-сектор) – КрАЗ, МАЗ, БелАЗ.

Оценочными параметрами рулевых механизмов являются передаточные числа; КПД - прямой (при передаче усилия от рулевого колеса к сошке) и обратный (при передаче усилия от сошки к рулевому колесу). Чем больше прямой КПД, тем меньше потери в рулевом механизме при повороте управляемых колес и тем легче управлять автомобилем. Обратный КПД характеризует обратимость рулевого механизма. Чем меньше обратный КПД, тем больше снижается момент на рулевом колесе под действием случайных боковых сил, действующих на управляемые колеса. На автомобилях с усилителями гашение толчков и ударов на рулевой привод обеспечивается действием усилителя.

Угловое передаточное число u представляет собой отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота сошки. Передаточное число может быть постоянным и переменным. Для автомобилей, снабженных усилителями оно, как правило, постоянное.