Автомобили. Проектирование и расчет рулевых управлений: Учебно-методическое пособие, страница 7

Детали рулевого привода изготовляют из углеродистой качественной конструкционной и легированной сталей, тяги привода – из сталей марок 20, 30, 35. Для пальцев шарниров применяют легированные стали 12ХН3А, 18ХГТ, 15ХН с цементацией шаровой головки и конического хвостовика на глубину 1,5...3 мм и последующей закалкой до 56...63HRС. Галтели пальцев упрочняют накаткой для исключения образования трещин. Напыление поверхности пальцев и сухарей различными сплавами способствует повышению износостойкости поверхностей трения в 2...3 раза. Наконечники тяг, рычаги и сошка отковываются из сталей 35, 40, 45, 30Х, 35Х, 40Х, 38ХГМ, 40ХНМА.

7. УСИЛИТЕЛИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

7.1. Назначение, требования, классификация

Усилитель представляет собой сервомеханизм, предназначенный для создания момента, вызывающего  поворот управляемых колес при приложении усилия к рулевому колесу. Этот момент суммируется с моментом на рулевом колесе.

К усилителю предъявляются следующие основные требования:

1) хорошее следящее действие, т.е. пропорциональность между усилием, создаваемым усилителем и моментом сопротивления повороту управляемых колес;

2) малое время срабатывания;

3) наличие реактивного действия, обеспечивающего создание у водителя чувства дороги (чувства поворота);

4) включение усилителя должно происходить при усилии на рулевом колесе в пределах 8...25 Н;

5) отсутствие самовключения усилителя от воздействия толчков, обусловленных взаимодействием управляемых колес с неровностями дороги.

Усилители классифицируются по следующим основным признакам:

1) по роду рабочей среды или используемой энергии

-  механические;

-  электрические;

-  пневматические;

-  гидравлические;

2) по принципу действия рабочей среды

-  с распределителями, имеющими непрерывную циркуляции рабочей среды;

-  с распределителями, имеющими периодическую подачу рабочей среды;

3) по компоновке основных элементов

-  с силовым цилиндром, выполненным в одном блоке с рулевым механизмом или отдельно от него;

-  с распределителями, расположенными после рулевой передачи и до неё;

4) по конструкции распределителя

-  с осевым золотником;

-  с тангенциальным золотником;

5) по конструкции силового цилиндра

-  прямого действия;

-  дифференциального.

Наибольшее распространение получили гидравлические усилители, основным преимуществом которых является: бесшумность работы; сравнительно малые размеры; малое время срабатывания (до 0,05 сек); хорошая амортизация ударов, действующих на рулевое управление со стороны дороги; плавность включения; возможность сохранения направления в случае внезапного разрыва шины переднего колеса при движении с большой скоростью.

7.2. Оценочные параметры усилителя рулевого управления

Работа усилителя оценивается показателями эффективности, реактивного действия, чувствительности.

Показатель эффективности равен

,

где		– момент на рулевом колесе при повороте, без работающего усилителя;
		– момент на рулевом колесе при повороте, с работающим усилителем.

При отсутствии усилителя Э = 1. С увеличением полной массы автомобиля этот показатель растет, составляя для большегрузных автомобилей Э_max = 6...9.

Показатель реактивного действия находится как отношение изменения моментов  и :

.

Этот показатель оценивает степень следящего действия усилителя. При отсутствии реактивных элементов r = 0, т. е. момент на рулевом колесе не зависит от момента сопротивления повороту управляемых колес. Для автомобилей с реактивными элементами r = 0,1...0,3.

Чувствительность оценивается углом поворота рулевого колеса, при котором усилитель включается в работу.

При выборе последних двух показателей для разрабатываемых рулевых механизмов с гидроусилителем следует учитывать, что момент на входном валу рулевого механизма не должен превышать 8 Н×м для включения гидроусилителя и 45 Н×м для достижения максимального давления в гидросистеме; угол поворота рулевого колеса не должен превышать 6,5° при повышении давления на 0,1 МПа и 50°– при достижении максимального давления.

7.3. Выбор схемы компоновки усилителей