Лекция
Рулевое управление
План
1. Общие сведения. Схема поворота рулевого колеса.
2. Устройство и работа рулевого управления.
3. Углы установки управляемых колес.
4. Основные неисправности рулевого управления
(1)
Для устойчивого поворота автомобиля без заноса должны соблюдаться следующие условия:
1) Направления осей всех колес автомобиля должно пересекаться в одной точке.
2) Угол поворота внутреннего колеса должен быть больше угла поворота наружного колеса.
Рис.1. Схема поворота автомобиля. Рулевая трапеция.
Назначение и требования к рулевому управлению
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению. Оно в значительной степени обеспечивает безопасность движения. В связи с этим к рулевому управлению предъявляют высокие требования:
- обеспечение минимального радиуса поворота с целью получения хорошей маневренности автомобиля;
- легкость управления, оцениваемая усилием на рулевом колесе;
- силовое и кинематическое следящее действие, т. е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и моментом сопротивления повороту управляемых колес и заданное соответствие между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес;
- предотвращение передачи ударов на рулевое колесо при наезде управляемых колес на препятствие;
- качение управляемых колес с минимальным боковым уводом и скольжением при повороте автомобиля; стабилизация повернутых управляемых колес, обеспечивающая их возвращение в положение, соответствующее прямолинейному движению, при отпущенном рулевом колесе;
- отсутствие автоколебаний управляемых колес при работе автомобиля в любых условиях и на любых режимах движения; высокая надежность всех узлов и деталей.
На большинстве автомобилей управление осуществляется поворотом управляемых колес.
В зависимости от принятого в стране направления движения различают левое и правое рулевое управление. Левое управление принято в странах с правосторонним движением (Россия, США и др.), а правое управление — в странах с левосторонним движением (Великобритания, Япония и др.).
Устройство рулевого управления
Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода (рис. 2). Рулевой механизм служит для передачи усилия от водителя к рулевому приводу и для увеличения вращающего момента, приложенного к рулевому колесу. Составные части механизма: рулевое колесо, рулевой вал и редуктор. Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и обеспечения необходимого соотношения между углами их поворота. Рулевой привод состоит из системы рычагов и тяг с шарнирами.
Рис. 2. Устройство рулевого управления с рулевым механизмом «Шестерня-рейка»
Рис. 3. Рулевое управление с механизмом «Червяк-ролик»
РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ
К рулевым механизмам предъявляют следующие требования: высокий КПД; обратимость рулевой пары, чтобы не было препятствий стабилизации управляемых колес; обеспечение минимального зазора в среднем положении вала сошки, соответствующем прямолинейному движению автомобиля; заданный характер изменения передаточного числа; минимальное число регулировок.
Важнейший показатель рулевых механизмов всех типов — передаточное число , представляющее собой отношение приращения угла поворота рулевого вала к соответствующему приращению угла поворота вала сошки. С
*В числителе — ход рейки, в знаменателе — число оборотов рулевого колеса.
Рулевой механизм преобразует вращение руля в плоскостное перемещение рулевых тяг, поворачивающих управляемые колеса на необходимые углы. В связи с тем что рулевой механизм выполнен по схеме редуктора
(устройства, понижающего обороты и, как следствие, увеличивающего крутящий момент), он еще и увеличивает усилие водителя, приложенное к рулевому колесу. Обычно усилие, прикладываемое водителем, увеличивается в 15-30 раз. Именно такое передаточное отношение имеют рулевые механизмы. Вполне понятно, что чем больше передаточное отношение рулевого редуктора, тем легче водителю поворачивать передние колеса. Однако увеличение передаточного числа сверх указанного ограничено ухудшением управляемости автомобиля: при больших значениях передаточного числа даже для незначительного поворота колес водителю придется поворачивать руль на большие углы. Ряд легковых автомобилей оборудован усилителем рулевого механизма, дополнительно снижающим усилие, необходимое для поворота руля. Устройство и принцип его работы мы рассмотрим чуть позже.
РЕЕЧНЫЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ
В большинстве современных легковых автомобилей используется система рулевого управления с реечным механизмом (рис. 4). Как уже говорилось, в этом случае на конце рулевого вала 1, связанного с рулевым механизмом, закреплена шестерня 2. Она находится в зацеплении с зубчатой рейкой
3. Данная зубчатая пара расположена внутри картера рулевого механизма. Поворачивая руль, мы вращаем шестерню, а она заставляет зубчатую рейку перемещаться внутри картера влево или вправо. Концы рейки через рулевые
тяги соединены с поворотными кулаками передних колес, и при перемещении рейки происходит поворот управляемых колес.
Рис.4. Реечный рулевой механизм:1 - рулевой вал;2 - шестерня; 3 - зубчатая рейка; 4 - картер рулевого механизма