18. Рабочий процесс рулевого управления с управляемыми колесами.

Р.У. включает рулевой механизм, рулевой привод, а иногда рулевой усилитель, является устройством обеспечивающее безопасность движения.

Рабочий процесс.

При выполнении поворота управляемые колеса должны устанавливаться под разными углами . Внутреннее колесо поворачивает на больший угол , а внешнее колесо – на больший угол. Необходимое управление колес обеспечивается за счет рулевой трапеции. Разница между управляемыми колесами зависит от продольной базы и шкворневой базой.

1. Min радиус поворота а/м, называется расстояние от центра поворота до центра пятна контакта шины с дорогой (ось следа) внешнего колеса при наибольшем угле поворота управляемых колес.

Воспользуемся схемой двухосного а/м с жесткими колесами.

Что бы исключить боковое скольжение колес при движении а/м на повороте, траектории всех колес должны представлять собой дуги концентрических окружностей с общим центром О. Управляемые колеса должны быть повернуты на разные углы, связь между углами поворота наружного и внутр. колес определяется из геометрических соотношений.

ctg θ_н – ctg θ_в = (ОD – OC) / L = CD / L = M / L, где θ_н и θ_в – углы поворота соответственно наружного и внутреннего колес:

L – база а/м;

M – расстояние между осями шкворней (АВ = CD). Такая связь между управляемыми колесами осуществляется при помощи рулевой трапеции.

На схеме центр поворота принят лежащим от продолжения оси задних колес. Вследствие эластичности шин центр поворота смещается внутрь базы, а/м из-за бокового ввода шин.

Min радиус поворота двухосного трехосного а/м с жесткими управляемыми колесами:

R_{н min} = L / sin θ_{н max}, где θ_{н max} – max угол поворота наружного управляемого колеса.

Min радиус поворота а/м со всеми управляемыми колесами:

R_{н min} = L / (2sin θ_{н max}).

19. Рулевой привод. Нагрузки в приводе. Согласование кинематики привода и подвески.

Рулевые приводы.

1. Правильное соотношение углов поворота колес.

2. Отсутствие автоколебаний управляемых колес.

3. Отсутствие самопроизвольного поворота колес от колебаний подвески.

Рулевой привод включает: рулев. трапецию, рычаги и тяги, рулев. усилитель.

Рулевая трапеция.

Зависимая подвеска колес – трапеция с целой поперечной тягой.

Независимая подвеска – трапеция с расчлененной поперечной тягой, для предотвращения самопроизвольного поворота.

θ_Н = f (θ_B)

Если max разница между теоретическим и фактическим значениями не превосходит 1,5˚ при max угле поворота внутреннего колеса, то считается, что трапеция подобрана правильно.

Нагрузки в рулевом приводе можно вычислить определяя усилие на рулевом колесе по макс. сопротивлению повороту управляемых колес на месте статическим образом.

При движении по неровной дороге детали рулевого привода воспринимают динамические нагрузки, которые учитываются коэффиц. Динамичности

Усилие на рулевом колесе для поворота на месте

Ρрк = Mс / (uω Rрк ηру) - если вычисленное значения усилия больше условно расчетное усилия, то требуется усилитель

Поперечная тяга

Сила Ρсош вызывает напряжения сжатия-растяжения и продольного изгиба

Продольная тяга

Нагруженная силой Ρп.т. тяга рассчитывается на сжатие и продольную устойчивость

Поворотный рычаг

Нагружается изгибающей силой Ρсош и скручивающим моментом Ρсош L

Боковые рычаги трапеции

Испытывают напряжение изгиба и кручения под действием силы Ρп.т.= Ρсош Ѕ / L

Согласование кинематики привода и подвески..

При абсолютно жестких элементах рулев. управления угловое передаточное число отражает жесткую кинематическую связь между углом поворота рулев. колеса и углами поворота управляемых колес. – Такое передаточное число назыв. кинематическим.

При упругом рулевом упр-ии жесткая связь нарушается в результате деформации деталей рулевого упр-ния. В этом случае поворот рулев. колеса, как и при жестком рулев. упр-нии вызывает поворот управляемых колес на меньший угол.

Угловое передаточное число при упругом приводе получим большим.

Малая угловая жесткость рулевого упр-ния (большая податливость) снижает чувствительность упр-ния а/м. Влияние упругих св-в рулев. упр-ния сравнивают с влиянием боковой эластичности шин. (Недостаточная поворачиваемость). В то же время при малой жесткости рулев. упр-ния толчки, воспринимаемые управляемыми колесами, хорошо амортизируются рулевым управлением. Малая жесткость вызывает нежелательные колебания управляемых колес и снижает устойчивость а/м. Податливость рулевого упр-ия определяют при закрепленных управляемых колесах: измеряют углы поворота рулевого колеса и соответствующие этим углам моменты, при приложенные к рулев. колесу.

Упругость рулевого управления может оцениваться также частотой собственных угловых колебаний системы, которая рассматривается как одномассовая:

Частота собственных угловых колебаний должна быть ниже 3 Гц.

При оценке рулевого привода учитывают потери на трение, КПД рулев. привода в пределах

η _РП = 0,92…0,95. Общий КПД рулевого управления

η_ру = η_рм η_рп.