Другие предметы \ Автомобили

Автомобили. Проектирование и расчет рулевых управлений: Учебно-методическое пособие, страница 12

В рулевом управлении наличие усилителя позволяет осуществить поворот управляемых колес без значительного усилия на рулевом колесе. При этом сила, создаваемая гидроусилителем, определяется как:

,

где

– плечо силы  (рис. 17), м;

uЦ

– передаточное число рычагов, расположенных между цилиндрам и управляемыми колесами

,

где

l

– длина цапфы (см. рис. 17), м.

Нагрузки, действующие на детали рулевого управления, зависят от места установки цилиндра усилителя. Детали, расположенные между рулевым колесом и цилиндром, нагружаются силой Fр, приложенной водителем к рулевому колесу. Для расчета принимают силу  Н, которую может кратковременно создать водитель. Детали, расположенные между цилиндром усилителя и управляемыми колесами, нагружаются силой .

Рис. 17. Схема рулевого управления с усилителем

9.3. Усилие на колесах при торможении

При торможении максимальная тормозная сила, приложенная к колесу, определяется

,

где

ma

– полная масса автомобиля;

b

– расстояние от задней оси до центра масс;

– высота центра масс;

L

– база автомобиля.

От действия тормозной силы Ft в результате неодинаковой интенсивности торможения колес (в худшем случае коэффициент сцепления под одним колесом максимальный, а под другим – равен нулю) возникает сила FtП, которая нагружает рулевой привод

,

где

l

– плечо действия тормозной силы Ft  (длина поворотной цапфы);

– обратный КПД рулевого управления.

При наличии усилителя сила FtП в значительной степени гасится гидравлическим сопротивлением и поэтому учитывается только для деталей, расположенных между управляемыми колесами и цилиндром усилителя.

9.4. Усилия на поперечной и продольной тягах

На поперечную и продольную тяги рулевой трапеции в соответствии со схемой (см. рис. 17) действуют силы:

со стороны дороги при торможении

,

;

со стороны рулевого колеса и цилиндра усилителя

,

.

10. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ УСИЛИТЕЛЯ

Гидравлический расчет выполняется для определения основных характеристик и размеров элементов гидроусилителя.

Диаметр силового цилиндра определяется по известному из силового расчета усилию  (см. рис. 17) и по максимальному давлению  в гидросистеме

,

где

dШ

– диаметр штока поршня, м.

Подача насоса QН рассчитывается из условия обеспечения поворота управляемых колес автомобиля с большей скоростью, чем та, которую может осуществить водитель:

,

где

АЦ

– активная площадь поршня цилиндра усилителя, м2;

nр

– частота вращения рулевого колеса (усилитель считается работоспособным, если при вращении рулевого колеса с частотой nр = 0,5 с-1 момент на  нем не превышает номинального; для расчетов принимают nр = 1...1,5 с-1);

– передаточное число части привода, расположенного между рулевым колесом и поршнем цилиндра;

– объемный КПД насоса (для лопастных насосов  = 0,85, для шестеренчатых = 0,9);

D

– утечка жидкости в гидравлической системе        (D £ 0,15).

Диаметр золотника-распределителя определяется по потерям давления в распределителе:

,

где

dз

– осевой зазор между кромками золотника и корпуса в нейтральном положении (dз = (0,2...0,5)×10-3), м;

x

– коэффициент сопротивления, (x = 3...6);

r

– плотность жидкости  (r  = 900), кг/м3 ;

Dр

– потери давления в распределителе                           (Dр =  0,04…0,08), МПа.

Диаметры трубопроводов рассчитывают из условия, что потери напора DрТ по их длине не превышают 0,1...0,3 МПа для легковых и 0,2...0,5 МПа для грузовых автомобилей. При этом скорость течения жидкости в трубопроводе принимается не более 4 м/с в нагнетательных и 2 м/с в сливных магистралях:

,

где

LТ

– длина трубопровода, м.
Скачать файл