Автомобили. Проектирование и расчет рулевых управлений: Учебно-методическое пособие, страница 10

Как видно из выражения (1), разность котангенсов углов поворота внешнего и внутреннего управляемых колес должна быть всегда величиной постоянной. Только при соблюдении этого условия колеса автомобиля на повороте будут двигаться без скольжения т. е. иметь чистое качение. Поэтому часто выражение (1) называют условием отсутствия скольжения колес на повороте.

Теоретическая (идеальная) зависимость a_н и a_в, определяемая по формуле (1), представлена на рис. 12 (кривая 1).

Рис. 11. Схема поворота автомобиля

Рис. 12. Зависимость углов поворота управляемых колес:

1 – теоретическая (идеальная) зависимость; 2, 3 – зависимости, полученные при различных конструктивных вариантах трапеции

Максимальные углы поворота управляемых колес определяется как

;

,

Подбор параметров рулевой трапеции (рис. 13) начинается с определения угла  наклона боковых рычагов трапеции. Они располагаются таким образом, чтобы х = (0,7...0,8) при заднем и х = (0,8...1) при переднем расположении попёречной тяги.

Рис. 13. Схема расположения задней (1) и передней (2) рулевых трапеций

Угол b может быть найден как:

или по графикам, показанным на рис. 14.

Для выполненных конструкций b = 66...74°,  отношение m/n = 0,12...0,16, длина поперечной тяги определяется таким образом:

.

Рис. 14. Наивыгоднейшие соотношения размеров рулевой трапеции и автомобиля

После определения предварительных размеров трапеции проверяют правильность её кинематики, т. е. находят действительные углы поворота колес. Эта проверка осуществляется графически следующим образом. Вычерчивается в масштабе трапеция (рис. 15), соответствующая прямолинейному движению колес (нейтральное положение). Из т. “А” с интервалом (примерно 5°), соответствующим углу поворота внутреннего колеса, от  до  проводятся лучи. Затем, циркулем из т. “А” на лучах откладываются отрезки, соответствующие длине левой боковой тяги рулевой трапеции, и делаются засечки. Из полученных точек циркулем откладываются расстояния, равные поперечной тяге рулевой трапеции, и делаются засечки. А из точки “В” делаются засечки на расстоянии, равном длине правой боковой тяги рулевой трапеции. Полученные точки соединяют и находят положение поперечной и правой боковой тяги рулевой трапеции. Замеряя полученные отклонения правой боковой тяги, получают углы поворота наружного колеса a_н. Полученная таким образом графическая зависимость  наносится на теоретическую (идеальную) кривую (см. рис. 12, кривая 2) и, если разница между полученными значениями и идеальными превышает 5 %, изменяются параметры m, n или b и снова, теперь уже с откорректированными размерами, вычерчивается в масштабе рулевая трапеция и заново графически определяются углы поворота колес a_н и a_в и зависимость  (см. рис. 12, кривая 3). Если же в этом случае разница между полученными значениями и идеальными превышает 5 %, операцию повторяют.

Рис. 15. Схема графического определения действительных углов поворота управляемых колес автомобиля

При независимой подвеске передних колес поперечную рулевую тягу выполняют разрезной, состоящей из двух или трех звеньев (рис. 16). Включение в рулевую трапецию каждого дополнительного звена с шарнирами усложняет кинематическую схему и влечет за собой увеличение отклонений зависимости между углами поворота управляемых колес от теоретической (идеальной) зависимости . Отклонение будет меньше, если звенья поперечной тяги располагаются на одной прямой (трапеция симметрична относительно продольной оси автомобиля, а сошка и маятниковый рычаг параллельны).

После определения размеров трапеции определяется общее кинематическое передаточное число рулевого управления.

Рис. 16. Схемы разрезных рулевых трапеций при независимой подвеске управляемых колес:

а – трехзвенная поперечная тяга (трапеция образована поворотными рычагами); б – двухзвенная поперечная тяга (трапеция образована поворотными рычагами); в – трехзвенная поперечная тяга (трапеция образована сошкой и маятниковым рычагом)