|
Рульове керування. Кінематичні схеми і силові передавальні числа
Рульове керування служить для зміни або підтримання обраного напрямку руху автомобіля і здійснення маневрування. В загальному випадку воно складається з трьох основних частин: рульового механізму, рульового приводу і підсилювача. Зміна напрямку руху автомобіля може здійснюватись чотирма способами: - поворотом керованих коліс (коліс передньої осі, коліс кількох осей, коліс всіх осій); - поворотом керованих осей або керованих візків (передньої осі, кількох осей, всіх осей або візків); - складанням ланок транспортного засобу (так званий опозитний спосіб повороту); - бортовим способом (по-гусеничному). З числа перелічених способів найбільше задовольняє вимогам споживачів автомобілів загального призначення спосіб повороту керованих коліс. Оцінюючими параметрами рульового керування є кінематичне і силове передаточні числа, величина зазору в зачепленні і ККД рульового механізму і рульового приводу. При виборі і обгрунтуванні конструкції органів рульового керування необхідно забезпечити виконання вимог до нього: витримка таких співвідношень між кутами коліс, за якого кочення всіх коліс не супроводжується їх бічним ковзанням; забезпечення узгодженості в кінематичному і силовому відношенні між поворотом рульового і керованого коліс; створення умов для забезпечення легкості керування і високої маневреності автомобіля. Кінематичне передаточне число рульового приводу дорівнює відношенню елементарного кута с повороту вала сошки до півсуми елементарних кутів 1 і 2 повороту відповідно внутрішнього і зовнішнього керованих коліс:
(114) Величина uкп не є постійною і залежить від положення ланок приводу. Тому її значення повинні визначатись графічно для різних кутів повороту коліс. Кінематичне передаточне число рульового механізму в залежності від принципу, покладеного до основи його конструкції може бути постійним або змінним:
(115) де рк і с – зміна кутів повороту відповідно рульового колеса і вала сошки. Враховуючи два останні вирази, загальне кінематичне передаточне число рульового керування:
(116) Кут повороту рульового колеса сучасних автомобілів складає рк= 540 ... 1080, кути повороту керованих коліс 1 = 2= 30 ... 40, кінематичні передаточні числа рульового керування вантажних автомобілів uкр = 20 ... 25, легкових uкр = 13 ... 22. Силове передаточне число рульового керування дорівнює:
(117) де Gк – сила тяжіння автомобіля, що припадає на керовані колеса, Н; fr= 0,018 ... 0,022 – коефіцієнт опору кочення; = 0,6 ... 0,8 – коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою; rковз = (0,12 ... 0,15) rк – радіус ковзання шини, м; rк – радіус кочення шини, м; R = (0,20 … 0,25) м – радіус рульового колеса, м; Мрк = РркR – момент, який прикладається до рульового колеса, Hм; Ррк – зусилля, яке прикладається до рульового колеса, Н; с – радіус обкочування керованого колеса м (для вантажних автомобілів с = 0,05 ... 0,12 м, для легкових с = 0,05 ... 0,06 м). В існуючих конструкціях сучасних автомобілів uср = 100 ... 300. Рульовий привод. Рульовий привод, який уявляє собою систему тяг і важелів, служить для передачі зусилля від сошки на поворотні цапфи і здійснення заданої залежності між кутами повороту керованих коліс. Частина рульового приводу, яка забезпечує цю залежність, зветься рульовою трапецією. Типові схеми рульового приводу представлені на рис. 28 (схема а – відноситься до автомобілів з залежною підвіскою, схема б – з незалежною підвіскою).
Рис. 28
Основною задачею кінематичного розрахунку є визначення оптимальних параметрів рульової трапеції. Рульовий привод повинен забезпечувати поворот керованих коліс автомобіля на різні кути, значення яких (без урахування бокового відведення шин) знаходяться в залежності:
(118) де зв – кути повороту відповідно зовнішнього і внутрішнього керованого моста; В – відстань між шарнірами (осями) повороту коліс, м; L – поздовжня база автомобіля, м. Використовуючи рівнобічну трапецію необхідно визначити M, m, n (рис. 29) Рис.29. Схема рульової трапеції
Для визначення відстані між осями повороту коліс В задаються довжиною поворотної цапфи Lц, яку можна прийняти рівною ширині профілю шини вш. Довжина поперечної тяги:
м (119) де 0,12 ... 0,16 Значення кута знаходять з виразу ???????????????????
де K 0,7 при задньому і K 1,0 при передньому розташуванні рульової трапеції Для перевірки відповідності обраних розмірів рульової трапеції задовольняння вимоги кочення коліс при повороті без бокового ковзання необхідно побудувати графік залежності з = f (в) за даними, одержаними аналітичним методом на основі виразу (120), і даними графічної побудови кінематики рульової трапеції. Для реалізації аналітичного методу на основі виразу
(120) проводять обчислення кута повороту зовнішнього колеса з при значеннях в: 0, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40. Для реалізації графічного методу необхідно в масштабі не менше ніж 1:10 накреслити схему рульової трапеції і графічно повертаючи внутрішнє колесо в межах можливого кута повороту від 0 до 40 з кроком 5, визначити кути повороту зовнішнього колеса з (рис. 30) Рис. 30
Результати отримані при реалізації аналітичного і графічного методів необхідно представити у вигляді таблиці (таблиця 17) і графіка (рис. 31) Таблиця 17 |
|
|