Передаточное число рулевого механизма

Угловое передаточное число это отношение элементарного угла поворота рулевого колеса к полусумме элементарных углов поворота наружного и внутреннего колес, т.е.:

где

Оно переменно и зависит от передаточных чисел рулевого механизма и рулевого привода :

Передаточное число рулевого механизма – отношение элементарного угла поворота рулевого колеса к элементарному углу поворота вала сошки. В зависимости от конструкции рулевого механизма оно может быть постоянным в процессе поворота рулевого колеса или переменным.

Считается, что рулевые механизмы с переменным передаточным числом ( соответствует нейтральному положению рулевого колеса) целесообразно применять для легковых автомобилей. Это обеспечивает большую безопасность движения на повышенных скоростях, так как малый угол поворота рулевого колеса не вызывает значительного поворота управляемых колес. Для грузовых автомобилей и особенно для автомобилей высокой проходимости, не оборудованных рулевыми усилителями, целесообразно применять рулевые механизмы, которых соответствует крайним положениям рулевого колеса, что облегчает управление автомобилем при маневрировании.

В настоящее время на большинстве автомобилей применяются рулевые механизмы с постоянным передаточным числом. Передаточные числа рулевых механизмов некоторых автомобилей приведены в табл.2.

Передаточное число рулевого привода отношение плеч рычагов привода. Поскольку положение рычагов в процессе поворота рулевого колеса изменяется, то передаточное число рулевого привода переменно:

Большие значения выбирают для специальных автомобилей.

Передаточные числа рулевых механизмов автомобилей

Легковые автомобили Грузовые автомобили Автобусы
ВАЗ-1111 126/3,25 ГАЗ-3301. 21,3 РАФ – 2203 19,1
ВАЗ-2108 151/3,65 ЗИЛ-433100. 20,0 ПАЗ – 3201 20,5
ГАЗ-3102 19,1 КамАЗ-5320. 20,0 ЛАЗ – 699Р 23,6
ЗИЛ-4104 17,5 «Урал-4320» 21,5 ЛАЗ – 4202 23,6
КрАЗ-260. 23,6
КАЗ-4540. 23,6
БелАЗ-548А. 40,4

* В числителе приведены значения полного хода рейки, в знаменателе число оборотов рулевого колеса.

Силовое передаточное число рулевого управления.

Его оценивают отношением суммы сил сопротивления повороту управляемых колес к усилию, приложенному к рулевому колесу. Иногда под силовым передаточным числом понимают отношение момента сопротивления повороту управляемых колес к моменту, приложенному на рулевом колесе :

Силовое передаточное число может служить критерием оценки легкости управления по усилию, приложенному к рулевому колесу для поворота управляемых колес. При проектировании автомобилей ограничивается как минимальное (60 Н), так и максимальное (120 Н) усилие.

Ограничение минимального усилия необходимо, чтобы водитель не терял «чувства дороги». Для поворота на месте на бетонной поверхности усилие не должно превосходить 400 Н. По ГОСТ 21398-75 максимальное усилие при выходе из строя усилителя не должно превышать 500 Н у грузовых автомобилей.

Параметры рулевого колеса.

Максимальный угол поворота рулевого колеса в каждую сторону зависит от типа автомобиля и находится в пределах 540. 1080° (1,5. 3 оборота). При больших значениях угла поворота рулевого колеса может быть затруднено маневрирование.

Диаметр рулевого колеса нормирован: для легковых и грузовых малой грузоподъемности автомобилей он составляет 380. 425 мм, а для грузовых автомобилей, тягачей, многоместных автобусов 440. 550 мм.

РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Читайте также:  Подрулевые переключатели лада калина

Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.

Из условий компоновки рулевого механизма рулевой вал может состоять из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнирами.

К конструкции рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований:

1. Высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулевого колеса для облегчения управления автомобиля и несколько пониженный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков передаваемых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности;

2. Обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес;

3. Минимальный зазор в зацеплении элементов рулевой пары в нейтральном положении управляемых колес и в некотором, диапазоне углов поворота (беззазорное зацепление) при обязательной возможности регулирования зазора в процессе эксплуатации;

4. Заданный характер изменения передаточного числа рулевого механизма;

5. Травмобезопасность рулевого механизма, с тем чтобы при лобовом столкновении он не был причиной травмы водителя

Общее кинематическое передаточное отношение рулевого управления, определяемое передаточными числами механизма Uр.м. и привода Uр.п. равно отношению полного угла поворота рулевого колеса к углу поворота колес от упора до упора:

Рис. 5.Зависимость разности углов поворота колес от угла поворота внутреннего колеса:

1-рассчитанная по соотношению Аккермана

2-для проектируемого автомобиля

Для легковых автомобилей с механическим рулевым управлением р.к.max=1080 0 …1440 0 (3…4 оборота рулевого колеса), при наличии усилителя р.к.max=720 0 …1080 0 (2…3 оборота рулевого колеса).

Обычно количество оборотов рулевого колеса определяется в этих пределах по результатам расчета зубчатого зацепления "шестерня-рейка". В нашем случае расчеты показали оптимальное число оборотов, равное 3,6 (1296 0 ).

Тогда общее передаточное число равно:

Поскольку для проектируемого автомобиля принят рулевой механизм с постоянным передаточным числом, Uр.м. постоянно для любого угла поворота руля:

Передаточное число рулевого привода не является величиной постоянной и уменьшается с увеличением угла поворота руля, что неблагоприятно сказывается на усилии на рулевом колесе при парковании.

Зависимость кинематического передаточного отношения проектируемого рулевого управления приведена на рис.6

Рис. 6. Зависимость передаточного отношения рулевого управления от угла поворота руля.

Существует два подхода к согласованию кинематики подвески и рулевого привода. Согласно первому, при ходах отбоя и сжатия подвески не должно происходить поворота управляемых колес; согласно второму, более совершенному, конструктор сознательно задает закон изменения схождения колес при ходах подвески для улучшения управляемости автомобиля и снижения износа шин. По рекомендациям фирмы Порше, которые используются на ВАЗе при проектировании, схождение колес должно увеличиваться при ходе отбоя и уменьшаться при ходе сжатия подвески. Скорость изменения схождения должна равняться 3-4 минутам на сантиметр хода подвески.

Эта работа проводится специалистами отдела общей компоновки и включается синтез кинематики подвески и рулевого управления, в результате которого определяются координаты характерных кинематических точек.

Читайте также:  Газель ест резину с внутренней стороны

8.2. Передаточное число рулевого управления

Общее кинематическое передаточное число рулевого управления определяется как отношение

,

– угол поворота управляемых колес;

– угол поворота рулевого колеса.

Для легковых автомобилей полный угол поворота рулевого колеса составляет Q = 1080. 1260° (3. 3,5 оборота), а полный угол поворота управляемых колес a = 65. 70. Передаточное число рулевого привода uРП = 1. Для грузовых автомобилей при повороте управляемых колес на a = 40° (±20° от нейтрального положения) угол поворота рулевого колеса не должен превышать Q £ 1260°, без учета угла свободного поворота рулевого колеса. Передаточное число рулевого привода uРП £ 1,3. 1,5.

Передаточное число рулевого управления определяется и как произведение передаточного числа рулевого привода uРП и передаточного числа рулевого механизма, uРМ.

Из этого выражения передаточное число рулевого механизма определяется

.

Для сравнительного анализа следует отметить, что передаточное число рулевых механизмов легковых автомобилей укладывается в пределах uРМ = 16. 20, а грузовых – uРМ = 20. 24.

При выполнении кинематического расчета рулевого управления выполняется разработка* кинематики совместной работы рулевых тяг и направляющего устройства подвески, задача которой состоит в том, чтобы найти такие размеры и расположение в пространстве рычагов шарниров и тяг рулевого управления, при которых не будет происходить угловых перемещений управляемых колес при деформации упругих элементов подвески.

9. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Задачей силового расчета является определение максимальных сил, действующих на рулевое управление. В силовом расчете определяются: усилие на рулевом колесе, необходимое для поворота управляемых колес (сила, действующая на рулевое управление от рулевого колеса); на управляемых колесах при торможении; на отдельных деталях рулевого управления, а также усилие, развиваемое цилиндром усилителя (сила, действующая на рулевое управление от усилителя).

9.1.Усилие на рулевом колесе

Наибольшего значения усилие на рулевом колесе Fр достигает при повороте автомобиля, стоящего на сухом асфальтобетонном покрытии. В движении это усилие снижается почти в два раза:

,

– момент сопротивления повороту управляемых колес на месте (момент на цапфах), Н×м;

– радиус рулевого колеса, м;

– прямой КПД рулевого управления ().

Размеры рулевого колеса нормированы и имеют следующие значения (табл. 4).

Момент сопротивления повороту управляемых колес определяется как

– момент сопротивления перекатыванию управляемых колес при их повороте вокруг шкворней (момент сопротивления качению колес);

– момент сопротивления скольжению, возникающий при повороте колеса на месте;

– моменты, обусловленные поперечными и продольными наклонами шкворней.

Для расчетов МСП можно воспользоваться полуэмпирической формулой, дающей достаточно близкие значения к опытным:

,

– давление воздуха в шине, Па;

– коэффициент сцепления (j = 0,7. 0,9);

– осевая нагрузка, воспринимаемая управляемыми колесами, Н.

Размеры рулевого колеса

Диаметр рулевого колеса, мм

Легковые особо малого класса

Легковые, микроавтобусы, грузовые малой грузоподъемности

Грузовые средней грузоподъемности и автобусы средней вместимости

Грузовые и тягачи большой грузоподъёмности, многоместные автобусы и троллейбусы

Полученное значение Fр сопоставляется с допустимым [Fр] = 250 Н на рулевом колесе. Если Fр > [Fр], необходима установка усилителя.

Читайте также:  Датчики влияющие на расход топлива

9.2. Усилие, развиваемое цилиндром усилителя

  • АлтГТУ 419
  • АлтГУ 113
  • АмПГУ 296
  • АГТУ 266
  • БИТТУ 794
  • БГТУ «Военмех» 1191
  • БГМУ 172
  • БГТУ 602
  • БГУ 153
  • БГУИР 391
  • БелГУТ 4908
  • БГЭУ 962
  • БНТУ 1070
  • БТЭУ ПК 689
  • БрГУ 179
  • ВНТУ 119
  • ВГУЭС 426
  • ВлГУ 645
  • ВМедА 611
  • ВолгГТУ 235
  • ВНУ им. Даля 166
  • ВЗФЭИ 245
  • ВятГСХА 101
  • ВятГГУ 139
  • ВятГУ 559
  • ГГДСК 171
  • ГомГМК 501
  • ГГМУ 1967
  • ГГТУ им. Сухого 4467
  • ГГУ им. Скорины 1590
  • ГМА им. Макарова 300
  • ДГПУ 159
  • ДальГАУ 279
  • ДВГГУ 134
  • ДВГМУ 409
  • ДВГТУ 936
  • ДВГУПС 305
  • ДВФУ 949
  • ДонГТУ 497
  • ДИТМ МНТУ 109
  • ИвГМА 488
  • ИГХТУ 130
  • ИжГТУ 143
  • КемГППК 171
  • КемГУ 507
  • КГМТУ 269
  • КировАТ 147
  • КГКСЭП 407
  • КГТА им. Дегтярева 174
  • КнАГТУ 2909
  • КрасГАУ 370
  • КрасГМУ 630
  • КГПУ им. Астафьева 133
  • КГТУ (СФУ) 567
  • КГТЭИ (СФУ) 112
  • КПК №2 177
  • КубГТУ 139
  • КубГУ 107
  • КузГПА 182
  • КузГТУ 789
  • МГТУ им. Носова 367
  • МГЭУ им. Сахарова 232
  • МГЭК 249
  • МГПУ 165
  • МАИ 144
  • МАДИ 151
  • МГИУ 1179
  • МГОУ 121
  • МГСУ 330
  • МГУ 273
  • МГУКИ 101
  • МГУПИ 225
  • МГУПС (МИИТ) 636
  • МГУТУ 122
  • МТУСИ 179
  • ХАИ 656
  • ТПУ 454
  • НИУ МЭИ 641
  • НМСУ «Горный» 1701
  • ХПИ 1534
  • НТУУ «КПИ» 212
  • НУК им. Макарова 542
  • НВ 777
  • НГАВТ 362
  • НГАУ 411
  • НГАСУ 817
  • НГМУ 665
  • НГПУ 214
  • НГТУ 4610
  • НГУ 1992
  • НГУЭУ 499
  • НИИ 201
  • ОмГТУ 301
  • ОмГУПС 230
  • СПбПК №4 115
  • ПГУПС 2489
  • ПГПУ им. Короленко 296
  • ПНТУ им. Кондратюка 119
  • РАНХиГС 186
  • РОАТ МИИТ 608
  • РТА 243
  • РГГМУ 118
  • РГПУ им. Герцена 124
  • РГППУ 142
  • РГСУ 162
  • «МАТИ» — РГТУ 121
  • РГУНиГ 260
  • РЭУ им. Плеханова 122
  • РГАТУ им. Соловьёва 219
  • РязГМУ 125
  • РГРТУ 666
  • СамГТУ 130
  • СПбГАСУ 318
  • ИНЖЭКОН 328
  • СПбГИПСР 136
  • СПбГЛТУ им. Кирова 227
  • СПбГМТУ 143
  • СПбГПМУ 147
  • СПбГПУ 1598
  • СПбГТИ (ТУ) 292
  • СПбГТУРП 235
  • СПбГУ 582
  • ГУАП 524
  • СПбГУНиПТ 291
  • СПбГУПТД 438
  • СПбГУСЭ 226
  • СПбГУТ 193
  • СПГУТД 151
  • СПбГУЭФ 145
  • СПбГЭТУ «ЛЭТИ» 380
  • ПИМаш 247
  • НИУ ИТМО 531
  • СГТУ им. Гагарина 114
  • СахГУ 278
  • СЗТУ 484
  • СибАГС 249
  • СибГАУ 462
  • СибГИУ 1655
  • СибГТУ 946
  • СГУПС 1513
  • СибГУТИ 2083
  • СибУПК 377
  • СФУ 2423
  • СНАУ 567
  • СумГУ 768
  • ТРТУ 149
  • ТОГУ 551
  • ТГЭУ 325
  • ТГУ (Томск) 276
  • ТГПУ 181
  • ТулГУ 553
  • УкрГАЖТ 234
  • УлГТУ 536
  • УИПКПРО 123
  • УрГПУ 195
  • УГТУ-УПИ 758
  • УГНТУ 570
  • УГТУ 134
  • ХГАЭП 138
  • ХГАФК 110
  • ХНАГХ 407
  • ХНУВД 512
  • ХНУ им. Каразина 305
  • ХНУРЭ 324
  • ХНЭУ 495
  • ЦПУ 157
  • ЧитГУ 220
  • ЮУрГУ 306

Полный список ВУЗов

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector