Рулевой привод

Рулевой привод представляет собой совокупность тяг, шарниров и рычагов, преобразующих движение сошки или рейки во враща­тельное движение управляемых колес вокруг осей их поворота. Как показано на рис. 13.2, при зависимой подвеске, характеризующейся наличием жесткой балки 9, связывающей оси поворота колес, ру­левой привод получается простым. Он содержит продольную тягу 4, поперечную тягу 8, шкворни 6 и поворотные рычаги 5. Продольная тяга одним концом присоединена к сошке 3, а другим — к одному из рычагов поворотного кулака 7 левого колеса. Все соединения рычагов с тягами производятся при помощи шарниров. Обычно используются сферические шарниры, хотя все три обеспечиваемые ими степени свободы используются не всегда. Более простые ци­линдрические шарниры имеют ограниченное применение, так как случаи, когда от шарнира требуется только одна степень свободы, сравнительно редки.

Конструкция шарниров рулевых приводов

Основные требования, предъявляемые к шарнирам рулевого при­вода, заключаются в беззазорности и износостойкости. Необходи­мость работы без зазоров привела к тому, что почти все шарниры имеют поджатие скользящих поверхностей за счет деформации уп­ругого тела. Обычно (рис. 13.20 а) это стальная пружина 2, но может быть и резиновый элемент или элемент из другого полимерного материала, обладающего упругостью.

Сила упругого элемента может быть направлена вдоль тяги (рис. 13.20а), или вдоль пальца 8 со сферическим наконечником (рис. 13.206). В первом случае пружина должна развивать весьма большую силу, превышающую максимальную рабочую нагрузку, что увеличивает трение в шарнире. Ввиду того что площадь контакта вкладышей 3 со сферическим наконечником пальца 4. по конст­руктивным соображениям не может быть сделана большой, такое техническое решение приводило бы к повышенным износам тру­щихся пар. Для устранения указанного недостатка пружину делают слабее, чем нужно, а величину зазора, образующегося при возник­новении в рулевом приводе больших сил, ограничивают упором 1. Резьбовая пробка 5 позволяет устанавливать необходимый натяг пружины 2 при сборке шарнира и поддерживать его в заданных пределах во время эксплуатации автомобиля.

Углы установки управляемых колес

Стабилизация управляемых колес

Стабилизирующий момент, стремящийся удерживать управляе­мые колеса автомобиля в положении прямолинейного движения, необходим для повышения курсовой устойчивости автомобиля и создания у водителя так называемого чувства дороги. Чувство дорога заключается в информировании водителя об угле поворота управ­ляемых колес, а также о величине боковых сил, приложенных к ним, и реализуется за счет того, что реактивный крутящий момент, действующий со стороны рулевого колеса на руки водителя, про­порционален стабилизирующему моменту.

Скоростная стабилизация управляемых колес

Весовая стабилизация управляемых колес

Усилители рулевого привода

Необходимым условием выполнения быстрых поворотов как при движении с высокой скоростью, так и при маневрировании в стесненных условиях являются:

— малое усилие на рулевом колесе;

— малый угол поворота рулевого колеса между двумя крайними положениями.

Очевидно, что указанные условия являются противоречивым. Первое требует увеличения передаточного отношения рулевого уп­равления, второе ограничивает величину этого передаточного отношения. Для устранения данного противоречия применяют усилители рулевого привода.

Возможны усилители электрические, пневматические и гидравлические. Электрические усилители показывают хорошие результаты, но в настоящее время только выходят из стадии лабораторных исследований и разработок, а пневматические оказались неприемлемыми ввиду большой упругой податливости рабочего тела — воздуха, приводившей к запаздыванию срабатывания усилителя и возникновению в рулевом управлении недопустимых колебательных процессов. Поэтому в настоящее время широко применяют гидравлические усилители, в том числе и на автомобилях, имеющих компрессоры, предназначенные для питания тормозной системы.

В общем случае гидравлический усилитель состоит из источника энергии, распределителя и силового цилиндра. К источнику энергий (гидронасосу) предъявляются высокие требования. Так, для умень­шения размеров, массы и стоимости усилителя необходимо при­менять высокие давления жидкости. В современных усилителях используются давления 7-15 МПа, поэтому насосы дороги, так как изготавливаются из высокопрочных материалов, а для умень­шения утечек имеют высокую точность обработки.