Рулевой привод.

Он служит для передачи усилия от рулевого механизма к передним колесам. Основным элементом рулевого привода является рулевая трапеция, состоящая из: балки передней оси, поперечной рулевой тяги и поворотных рычагов. За счет рулевой трапеции достигается поворот внутреннего управляемого колеса на больший угол, чем внешнего колеса, что необходимо для качения повернутых колес без скольжения.

Условия поворота колес без скольжения.

ctgα – ctgβ=

α- угол поворота внутреннего колеса.

β- угол поворота внешнего колеса.

B- поперечная база автомобиля.

L- продольная база автомобиля.

Минимальный радиус поворота автомобиля с жесткими передними управляемыми колесами равен:

Rmin=

По конструктивным признакам рулевые трапеции разделяются на: цельные с неразрезной поперечной рулевой тягой (при зависимой подвески) и расчлененные с разрезной поперечной рулевой тягой( при независимой подвески передних колес).

По конструктивным признакам рулевые трапеции различают: трапецию, расположенную впереди оси управляемых колес (Волга) и трапецию, расположенную позади оси управляемых колес (классика), в верху и сзади управляемых колес.

Характерные отказы и неисправности рулевого управления.

1. Ослабление крепления картера рулевого механизма.

2. Повышенный износ деталей рулевого механизма, шаровых сочленений тяг и рычагов.

3. Ослабление крепления рулевого колеса и рулевой колонки.

4. Выкрашивание червячной пары, неправильная регулировка рулевого механизма.

Углы установки направляющих колес.

При движении автомобиля на управляемые колеса действуют силы стремящие отклонить их от заданного водителем направления. Наличие зазоров шаровых и упругость деталей приводят к тому, что колеса отклоняются даже при фиксированном положении рулевого механизма , это может привести к неустойчивому движению автомобиля.

Устойчивость движения автомобиля обеспечивается стабилизацией управляемых колес, то есть способность их возвращаться в нейтральное положение без участия водителя. Стабилизация обеспечивается за счет углов установки передних колес.

Схема наклона шкворня.

а)

а¹-плечо обкатки колеса

α- поперечный наклон оси колеса

При такой установки шкворней поворот управляемых колес в любую сторону от нейтрального положения сопровождается приподниманием балки моста. Этому препятствует масса автомобиля. ( ) стремящаяся удержать мост в нижнем положении и повернуть колеса в обратном направлении. Стабилизирующий эффект зависит от силы тяжести автомобиля, угла поперечного наклона шкворня α и плеча обкатки а¹.

Схема наклона шкворня в продольной плоскости.

б)

b= b_β + b_δ –общее плечо устойчивости

Чтобы боковые реакции опорной поверхности могли обеспечить стабилизирующее действие они должны создавать относительно шкворней соответствующие моменты. Если боковая реакция приложена в точке опорной поверхности находящейся на одной вертикали с центром колеса, то необходимое плечо b_β- образуется продольным наклоном шкворня на угол β.

Отклонение колеса от нейтрального положения вызывает в этом случае стабилизирующий момент, зависящий от плеча b_β и боковой реакции.

Кроме стабилизирующего момента на рулевую трапецию действует момент, обусловленный трением в рулевом механизме. При прямолинейном движении автомобиля, стабилизирующий момент М_с=0 и колеса удерживаются в нейтральном положении исключительно за счет трения. При выходе автомобиля из поворота, момент трения препятствует возвращению управляемых колес в нейтральное положение, поэтому при конструировании рулевого управления обеспечивает достаточно высокое давление в нем, при нейтральном положении, и малое при больших углах поворота. Для этого плоскость управляемых колес устанавливают под углом χ к вертикали, называемым углом развала колес.

Схема установки колес с учетом развала.

С-плечо обкатки в зависимости от угла развала.

Наличие развала уменьшает плечо приложения силы, благодаря чему облегчается управление автомобилем. Кроме того, колесо при этом поджимается к внутреннему подшипнику ступицы, что предотвращает виляние колеса в случае появления газов в подшипниках ступицы.

Поскольку колесо, плоскость которого отклонена от вертикали, катится с боковым уводом, то для компенсации увода при конструировании предусматривают схождение колес в горизонтальной плоскости.

δ = B-A

δ ≤ 1,5мм.