Автомобили. Проектирование и расчет рулевых управлений: Учебно-методическое пособие, страница 3

Как отмечалось выше, изменение направления движения поворотом управляемых колес наиболее распространенно поэтому в данном пособии рассматривается расчет рулевого управления именно этим способом. При выполнении расчета рулевых управлений, осуществляющих изменение направления движения другими вышеперечисленными способами, необходимо обращаться к литературным источникам.

4. ВЫБОР СХЕМЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Схемы рулевых управлений с управляемыми колесами одной передней оси (рис. 6) сравнительно просты. Некоторое усложнение их связано с увеличением числа сборочных единиц в рулевом приводе с целью согласования поворотов и перемещений колес с кинематическими характеристиками подвесок. При использовании независимых подвесок количество сборочных единиц в рулевом управлении по сравнению с рулевым управлением простейшей схемы (см. рис. 6, а) возрастает на 10...15 %, а шарнирных соединений – в 1,1...2 раза.

Схема рулевого управления выбирается исходя из компоновочной схемы автомобиля; типа передней подвески; колесной формулы; размеров базы, колеи; нагрузки, приходящейся на управляемые колеса.

При выборе схемы рулевого управления необходимо также провести сопоставительный анализ рулевых управлений автомобилей данного класса и уже затем окончательно принимать решение по выбору схемы рулевого управления.

Рис. 6. Схемы рулевых управлений:

а – с задней неразрезной трапецией; б – с разрезной трапецией и маятниковым рычагом; в – с реечным рулевым механизмом; г – с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами; д – с расчлененным рулевым валом; е – с передней неразрезной трапецией; ж – с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами, направленными назад; з – с разрезной трапецией и одним маятниковым рычагом; и – с неразрезной трапецией и объединенным рулевым усилителем; к – с неразрезной трапецией и раздельным рулевым усилителем

5. РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

5.1. Назначение, требования, классификация

Рулевой механизм предназначен для увеличения крутящего момента, прикладываемого к рулевому колесу, и передачи его к рулевому приводу. Он состоит в общем случае из рулевого колеса 1, рулевого вала 2, рулевой колонки 3 и редуктора 4 (см. рис. 1).

Рулевой механизм должен отвечать следующим требованиям:

1) быть обратимым, чтобы не препятствовать стабилизации управляемых колес;

2) иметь высокий КПД для облегчения поворота;

3) иметь минимальное число регулировок;

4) обеспечивать минимальный зазор в среднем положении вала сошки, соответствующем прямолинейному движению автомобиля;

5) обеспечивать необходимый характер изменения передаточного числа.

Рулевые механизмы классифицируются по следующим основным признакам:

1) по передаточному числу (с постоянным передаточным числом, с переменным передаточным числом);

2) по числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые);

3) по обратимости (обратимые, на пределе обратимые);

4) по конструктивным параметрам (червячные, винтовые, кривошипные, шестеренчатые).

5.2. Оценочные параметры рулевого механизма

Оценочными параметрами рулевого механизма являются:

-  передаточное число;

-  прямой и обратный КПД;

-  величина зазора в зацеплении.

Одним из основных оценочных параметров является передаточное число, которое определяется отношением элементарных углов поворота рулевого колеса  и вала сошки dW:

.

Закон изменения передаточного числа должен быть таким, чтобы максимальное передаточное число в начале поворота уменьшалось к концу поворота. На рис. 7 показан рациональный закон изменения передаточного числа рулевого механизма u_РМ по углу поворота рулевого колеса Q.

Рис. 7. Рекомендуемое изменение передаточного числа рулевого механизма

Статистические данные показывают, что основную часть поворотов составляют повороты с небольшими отклонениями колес от положения, соответствующего прямолинейному движению. Большое передаточное число в области сравнительно малых углов поворота рулевого колеса Q (до 120°) обеспечивает легкость и точность управления. Сравнительно малое передаточное число при больших значениях углов Q улучшает маневренность автомобиля.