Рулевое управление автомобиля




На­зна­че­ние и прин­ци­пы дей­ствия

Ру­ле­вое управ­ле­ние слу­жит для осу­ществ­ле­ния дви­же­ния ав­то­мо­би­ля в же­ла­е­мом на­прав­ле­нии.

Ру­ле­вое управ­ле­ние, вклю­ча­ю­щее в се­бя ру­ле­вой ме­ха­низм, ру­ле­вой при­вод, а у не­ко­то­рых ав­то­мо­би­лей ру­ле­вой уси­ли­тель яв­ля­ет­ся устрой­ством, в зна­чи­тель­ной сте­пе­ни обес­пе­чи­ва­ю­щим без­опас­ность дви­же­ния, по­это­му к не­му предъ­яв­ля­ют вы­со­кие тре­бо­ва­ния, как в про­цес­се про­из­вод­ства, так и при экс­плу­а­та­ции.

На лег­ко­вых ав­то­мо­би­лях управ­ле­ние осу­ществ­ля­ет­ся по­во­ро­том управ­ля­е­мых ко­лес, при­чем в двух­ос­ных ав­то­мо­би­лях, как пра­ви­ло, управ­ля­е­мы­ми вы­сту­па­ют пе­ред­ние ко­ле­са. В ав­то­мо­би­лях, ко­то­рые долж­ны об­ла­дать по­вы­шен­ной ма­нев­рен­но­стью и про­хо­ди­мо­стью, ино­гда все ко­ле­са вы­пол­ня­ют управ­ля­е­мы­ми и ве­ду­щи­ми, что поз­во­ля­ет сни­зить ми­ни­маль­ный ра­ди­ус по­во­ро­та и од­но­вре­мен­но умень­шить со­про­тив­ле­ние дви­же­нию на по­во­ро­те. Умень­ше­ние со­про­тив­ле­ния дви­же­ния на по­во­ро­те объ­яс­ня­ет­ся тем, что, на­при­мер, двух­ос­ный ав­то­мо­биль со все­ми управ­ля­е­мы­ми ко­ле­са­ми про­кла­ды­ва­ет на по­во­ро­те две ко­леи вме­сто че­ты­рех при од­ной па­ре пе­ред­них управ­ля­е­мых ко­лес. Обыч­но при дви­же­нии по хо­ро­шей до­ро­ге управ­ле­ние зад­ни­ми ко­ле­са­ми бло­ки­ру­ют, что­бы не на­ру­шить устой­чи­во­сти дви­же­ния на боль­ших ско­ро­стях из-за за­зо­ров в ру­ле­вом при­во­де.

Ми­ни­маль­ным ра­ди­у­сом по­во­ро­та на­зы­ва­ет­ся рас­сто­я­ние от цен­тра по­во­ро­та ав­то­мо­би­ля до цен­тра пят­на кон­так­та ши­ны с до­ро­гой (оси сле­да) внеш­не­го ко­ле­са при наи­боль­шем уг­ле по­во­ро­та управ­ля­е­мых ко­лес. Обыч­но он при­во­дит­ся в тех­ни­че­ских ха­рак­те­ри­сти­ках ав­то­мо­би­лей.

Для то­го что­бы ис­клю­чить бо­ко­вое сколь­же­ние ко­лес при дви­же­нии ав­то­мо­би­ля на по­во­ро­те, тра­ек­то­рии всех ко­лес долж­ны пред­став­лять со­бой ду­ги кон­цен­три­че­ских окруж­но­стей с об­щим цен­тром. Для это­го управ­ля­е­мые ко­ле­са долж­ны быть по­вер­ну­ты на раз­ные уг­лы. Связь меж­ду уг­ла­ми по­во­ро­та на­руж­но­го и внут­рен­не­го ко­лес осу­ществ­ля­ет­ся при по­мо­щи ру­ле­вой тра­пе­ции.

5.1.2. Ру­ле­вой ме­ха­низм

Ру­ле­вой ме­ха­низм вклю­ча­ет в се­бя ру­ле­вую пе­ре­да­чу, 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.

На лег­ко­вых ав­то­мо­би­лях уста­нав­ли­ва­ют ру­ле­вые ме­ха­низ­мы раз­лич­ной кон­струк­ции. В част­но­сти, ше­сте­рен­ные ру­ле­вые ме­ха­низ­мы вы­пол­ня­ют в ви­де ре­дук­то­ра из зуб­ча­тых ко­лес (при­ме­ня­ет­ся ред­ко) или в ви­де па­ры из ше­стер­ни и рей­ки.

Ре­еч­ные ру­ле­вые ме­ха­низ­мы. Все бо­лее ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние на лег­ко­вых ав­то­мо­би­лях ма­ло­го, сред­не­го и да­же боль­шо­го клас­сов по­лу­ча­ют реечные рулевые механизмы. Их до­сто­ин­ства­ми яв­ля­ют­ся про­сто­та и ком­пакт­ность кон­струк­ции, обес­пе­чи­ва­ю­щие им наи­мень­шую сто­и­мость по срав­не­нию с ру­ле­вы­ми ме­ха­низ­ма­ми дру­гих ти­пов, вы­со­кий КПД.

С ре­еч­ным ру­ле­вым ме­ха­низ­мом мож­но при­ме­нять че­ты­рех­шар­нир­ный ру­ле­вой при­вод при не­за­ви­си­мой под­вес­ке ко­лес. Из-за вы­со­ко­го зна­че­ния об­рат­но­го КПД та­кой ме­ха­низм без уси­ли­те­ля це­ле­со­об­раз­но уста­нав­ли­вать толь­ко на лег­ко­вых ав­то­мо­би­лях ма­ло­го клас­са, так как в этом слу­чае толч­ки со сто­ро­ны до­ро­ги, ко­то­рые пе­ре­да­ют­ся на ру­ле­вое ко­ле­со, в не­ко­то­рой сте­пе­ни мо­гут по­гло­щать­ся в ре­зуль­та­те тре­ния рей­ки и ме­тал­ло­ке­ра­ми­че­ско­го упо­ра. На лег­ко­вых ав­то­мо­би­лях бо­лее вы­со­ко­го клас­са не­об­хо­дим ру­ле­вой уси­ли­тель, ко­то­рый по­гло­ща­ет толч­ки.

Чер­вяч­ные ру­ле­вые ме­ха­низ­мы. Как на лег­ко­вых, так и на гру­зо­вых ав­то­мо­би­лях и ав­то­бу­сах при­ме­ня­ют червячные рулевые механизмы. Наи­боль­шее рас­про­стра­не­ние по­лу­чи­ли чер­вяч­но-ро­ли­ко­вые ру­ле­вые ме­ха­низ­мы. Ру­ле­вые па­ры со­сто­ят из гло­бо­ид­но­го чер­вя­ка и двух- или трех­греб­не­во­го ро­ли­ка. В ред­ких слу­ча­ях для ав­то­мо­би­лей осо­бо ма­ло­го клас­са при­ме­ня­ют од­но­греб­не­вой ро­лик. Упро­щен­ная схе­ма чер­вяч­но-ро­ли­ко­вой ру­ле­вой па­ры по­ка­за­на на рис. 5.1, а.

Рис. 5.1. Чер­вяч­но-ро­ли­ко­вый ру­ле­вой ме­ха­низм: а — схе­ма дей­ствия; б — устрой­ство; 1 — вал сош­ки; 2 — ро­лик; 3 — гло­бо­ид­ный чер­вяк

Гло­бо­ид­ный чер­вяк 3 пред­на­зна­чен для уве­ли­че­ния ра­бо­че­го уг­ла (уг­ла, опре­де­ля­е­мо­го за­цеп­ле­ни­ем ру­ле­вой па­ры) по­во­ро­та ва­ла 1 сош­ки. Чер­вяк уста­нав­ли­ва­ют на ра­ди­аль­но-упор­ных ша­ри­ко­вых или ко­ни­че­ских ро­ли­ко­вых под­шип­ни­ках, а ро­лик 2 — на ша­ри­ко­вых или иголь­ча­тых под­шип­ни­ках в па­зу ва­ла сош­ки. Ино­гда и в опо­рах ва­ла сош­ки ис­поль­зу­ют под­шип­ни­ки ка­че­ния. Все это обес­пе­чи­ва­ет та­ким ме­ха­низ­мам срав­ни­тель­но вы­со­кий КПД.

Пе­ре­да­точ­ное чис­ло ру­ле­вых ме­ха­низ­мов с двух- и трех­греб­не­вым ро­ли­ком, опре­де­ля­е­мое от­но­ше­ни­ем чис­ла зу­бьев чер­вяч­но­го ко­ле­са (ро­лик рас­смат­ри­ва­ет­ся как сек­тор чер­вяч­но­го ко­ле­са) к чис­лу за­хо­дов чер­вя­ка, прак­ти­че­ски по­сто­ян­ное. Чер­вяк, как пра­ви­ло, од­но­за­ход­ный. За­зор в за­цеп­ле­нии ро­ли­ка с чер­вя­ком пе­ре­мен­ный, что мо­жет быть обес­пе­че­но при раз­ных зна­че­ни­ях ра­ди­у­сов r 2 ду­ги об­ра­зу­ю­щей чер­вя­ка и r 1 тра­ек­то­рии ро­ли­ка. Раз­ни­ца этих ра­ди­у­сов поз­во­ля­ет ре­гу­ли­ро­вать за­зор в за­цеп­ле­нии, т. е. сбли­жать эле­мен­ты па­ры, не опа­са­ясь их за­кли­ни­ва­ния в край­них по­ло­же­ни­ях. Для рас­ши­ре­ния зо­ны без­за­зор­но­го за­цеп­ле­ния в ря­де кон­струк­ций чер­вяч­но-ро­ли­ко­вых пар чер­вяк по­са­жен экс­цен­трич­но от­но­си­тель­но оси ру­ле­во­го ва­ла.

Чер­вяч­но-ро­ли­ко­вая па­ра, уста­нав­ли­ва­е­мая на ав­то­мо­би­лях (рис. 5.1, б), име­ет, как и все ме­ха­низ­мы та­ко­го ти­па, две ре­гу­ли­ров­ки: осе­во­го за­зо­ра при по­мо­щи про­кла­док под пе­ред­ней крыш­кой и за­цеп­ле­ния при по­мо­щи ре­гу­ли­ро­воч­но­го вин­та, пе­ре­ме­ща­ю­ще­го вал 1 сош­ки вме­сте с ро­ли­ком 2, на­чаль­ное сме­ще­ние оси ко­то­ро­го от­но­си­тель­но оси чер­вя­ка 3 со­став­ля­ет 6—6,5 мм.

Вин­то­вые ру­ле­вые ме­ха­низ­мы. Такие механизмы мо­гут иметь раз­лич­ное кон­струк­тив­ное ис­пол­не­ние: вин­то­ры­чаж­ные (винт—гай­ка—ры­чаг, ка­ча­ю­щий­ся винт и гай­ка, винт и ка­ча­ю­ща­я­ся гай­ка) и вин­то­ре­еч­ные.

Трав­мо­без­опас­ный ру­ле­вой ме­ха­низм. Это один из эле­мен­тов пас­сив­ной без­опас­но­сти ав­то­мо­би­ля. Ру­ле­вой ме­ха­низм мо­жет быть при­чи­ной се­рьез­ной трав­мы во­ди­те­ля при ло­бо­вом столк­но­ве­нии ав­то­мо­би­ля с пре­пят­стви­ем.

Трав­ма мо­жет быть на­не­се­на при смя­тии пе­ред­ней ча­сти ав­то­мо­би­ля, ко­гда весь ру­ле­вой ме­ха­низм пе­ре­ме­ща­ет­ся в сто­ро­ну во­ди­те­ля. По­это­му кар­тер ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма не­об­хо­ди­мо рас­по­ла­гать в та­ком ме­сте, где де­фор­ма­ция при ло­бо­вом столк­но­ве­нии бу­дет наи­мень­шей. Во­ди­тель мо­жет по­лу­чить трав­му так­же при рез­ком пе­ре­ме­ще­нии впе­ред в ре­зуль­та­те ло­бо­во­го столк­но­ве­ния. Рем­ни без­опас­но­сти при сла­бом их на­тя­же­нии не предо­хра­ня­ют от столк­но­ве­ния с ру­ле­вым ко­ле­сом или ру­ле­вым ва­лом, ко­гда пе­ре­ме­ще­ние впе­ред со­став­ля­ет 300—400 мм. Для пас­са­жи­ров та­кое пе­ре­ме­ще­ние обыч­но не при­во­дит к опас­ным по­след­стви­ям.

По ста­ти­сти­ке ло­бо­вые столк­но­ве­ния ав­то­мо­би­лей со­став­ля­ют свы­ше 50 % всех до­рож­но-транс­порт­ных про­ис­ше­ствий. Вслед­ствие это­го как меж­ду­на­род­ные, так и на­ци­о­наль­ные пра­ви­ла пред­пи­сы­ва­ют уста­нов­ку на ав­то­мо­би­лях трав­мо­без­опас­ных ру­ле­вых ме­ха­низ­мов.

Су­ще­ству­ют не­ко­то­рые нор­ма­ти­вы для ис­пы­та­ния трав­мо­без­опас­ных ру­ле­вых ме­ха­низ­мов. Так, при ло­бо­вом уда­ре (удар о бе­тон­ный куб при дви­же­нии со ско­ро­стью 14 м/с (при­мер­но 50 км/ч) верх­ний ко­нец ру­ле­во­го ва­ла не дол­жен пе­ре­ме­щать­ся внутрь са­ло­на (ка­би­ны) в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии бо­лее чем на 127 мм (5′′). На спе­ци­аль­ном ма­не­ке­не ре­ги­стри­ру­ет­ся ве­ли­чи­на уси­лия в го­ри­зон­таль­ном на­прав­ле­нии (на уров­не гру­ди ма­не­ке­на) при ско­ро­сти 5,5 м/с (при­мер­но 24 км/ч). Это уси­лие не долж­но пре­вос­хо­дить 11,34 кН.

Ос­нов­ное тре­бо­ва­ние к трав­мо­без­опас­ным ру­ле­вым ме­ха­низ­мам — по­гло­ще­ние энер­гии уда­ра и, сле­до­ва­тель­но, сни­же­ние уси­лия, на­но­ся­ще­го трав­му во­ди­те­лю. Пер­во­на­чаль­но для при­да­ния ру­ле­вым ме­ха­низ­мам трав­мо­без­опас­ных свойств, кон­струк­то­ры пред­ло­жи­ли при­ме­нять ру­ле­вое ко­ле­со с утоп­лен­ной сту­пи­цей и с дву­мя спи­ца­ми, что поз­во­ли­ло зна­чи­тель­но сни­зить тя­жесть на­но­си­мых по­вре­жде­ний при уда­ре. В даль­ней­шем, кро­ме то­го, ста­ли уста­нав­ли­вать спе­ци­аль­ный энер­го­по­гло­ща­ю­щий эле­мент.

В ру­ле­вой ко­лон­ке пол­но­при­вод­но­го ав­то­мо­би­ля ВАЗ ру­ле­вой вал со­сто­ит из трех ча­стей, свя­зан­ных кар­дан­ны­ми шар­ни­ра­ми (рис. 5.2, а).

Рис. 5.2. Трав­мо­без­опас­ные ру­ле­вые ко­лон­ки: а — ав­то­мо­би­ля ВАЗ; б — ав­то­мо­би­ля ГАЗ; в — с энер­го­по­гло­ща­ю­щим силь­фо­ном; г — с пер­фо­ри­ро­ван­ным труб­ча­тым ру­ле­вым ва­лом; д — де­фор­ма­ция пер­фо­ри­ро­ван­но­го труб­ча­то­го ва­ла; 1 — бол­ты; 2 — фла­нец; 3 — предо­хра­ни­тель­ная пла­сти­на; 4 — ре­зи­но­вая муф­та; 5 — силь­фон; 6 — пер­фо­ри­ро­ван­ный ру­ле­вой вал

При ло­бо­вом столк­но­ве­нии, ко­гда пе­ред­няя часть ав­то­мо­би­ля де­фор­ми­ру­ет­ся, ру­ле­вой вал скла­ды­ва­ет­ся, при этом пе­ре­ме­ще­ние верх­ней ча­сти ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма внутрь са­ло­на не­зна­чи­тель­но. Пе­ре­ме­ще­ние ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма со­про­вож­да­ет­ся не­ко­то­рым по­гло­ще­ни­ем энер­гии уда­ра на де­фор­ма­цию крон­штей­на креп­ле­ния ру­ле­во­го ва­ла. Осо­бен­ность креп­ле­ния крон­штей­на за­клю­ча­ет­ся в том, что два из че­ты­рех бол­тов 1 (пе­ред­ние) кре­пят крон­штейн че­рез пла­стин­ча­тые шай­бы, ко­то­рые при уда­ре де­фор­ми­ру­ют­ся и про­ва­ли­ва­ют­ся че­рез пря­мо­уголь­ные от­вер­стия крон­штей­на, а сам крон­штейн де­фор­ми­ру­ет­ся, по­во­ра­чи­ва­ясь от­но­си­тель­но фик­си­ро­ван­ных то­чек креп­ле­ния.

На ав­то­мо­би­ле ГАЗ энер­го­по­гло­ща­ю­щий эле­мент трав­мо­без­опас­но­го ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма пред­став­ля­ет со­бой ре­зи­но­вую муф­ту 4, уста­нов­лен­ную меж­ду верх­ней и ниж­ней ча­стя­ми ру­ле­во­го ва­ла (рис. 5.2, б).

В ря­де за­ру­беж­ных кон­струк­ций энер­го­по­гло­ща­ю­щим эле­мен­том ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма слу­жит силь­фон 5 (рис. 5.2, в), со­еди­ня­ю­щий ру­ле­вое ко­ле­со с ру­ле­вым ва­лом или сам ру­ле­вой вал, в верх­ней ча­сти пред­став­ля­ю­щий со­бой пер­фо­ри­ро­ван­ную тру­бу 6 (рис. 5.2, г). На рис. 5.2, д по­ка­за­ны по­сле­до­ва­тель­но фа­зы де­фор­ма­ции пер­фо­ри­ро­ван­ной тру­бы и мак­си­маль­ная де­фор­ма­ция, ко­то­рая для этой кон­струк­ции зна­чи­тель­на. Не­ко­то­рое при­ме­не­ние на­шли энер­го­по­гло­ща­ю­щие эле­мен­ты ру­ле­вых ме­ха­низ­мов, в ко­то­рых две ча­сти ру­ле­во­го ва­ла со­еди­не­ны при по­мо­щи не­сколь­ких про­доль­ных пла­стин, при­ва­ри­ва­е­мых к кон­цам со­еди­ня­е­мых ва­лов и де­фор­ми­ру­ю­щих­ся при уда­ре. Та­кое энер­го­по­гло­ща­ю­щее устрой­ство но­сит на­зва­ние «япон­ский фо­на­рик».

Се­рий­ные мо­де­ли «Ауди» обо­ру­до­ва­ны си­сте­мой без­опас­но­сти «Про­кон-тен» (Procon-ten): Procon = Programmed Contraction — за­про­грам­ми­ро­ван­ное скла­ды­ва­ние ру­ле­вой ко­лон­ки при не­счаст­ном слу­чае; ten = Tension — на­тя­же­ние, ав­то­ма­ти­че­ское на­пря­же­ние пе­ред­них рем­ней без­опас­но­сти. При на­ли­чии си­сте­мы Procon-ten в верх­ней ча­сти ру­ле­вой ко­лон­ки за­креп­лен не­об­слу­жи­ва­е­мый трос из кор­ро­зи­он­но-стой­кой ста­ли, его ниж­няя часть пол­ис­паст­но про­ло­же­на во­круг ко­роб­ки и за­креп­ле­на на ку­зо­ве. В слу­чае силь­но­го фрон­таль­но­го уда­ра дви­га­тель с ко­роб­кой сме­ща­ют­ся от­но­си­тель­но ку­зо­ва на­зад. Бла­го­да­ря это­му трос от­тя­ги­ва­ет ру­ле­вое ко­ле­со вниз и вы­во­дит его из об­ла­сти воз­мож­но­го кон­так­та с во­ди­те­лем. Од­но­вре­мен­но сра­ба­ты­ва­ет ten-си­сте­ма, на­тя­ги­вая рем­ни без­опас­но­сти.

5.1.3. Ру­ле­вой при­вод

Ру­ле­вой при­вод вклю­ча­ет в се­бя ру­ле­вую тра­пе­цию, ры­ча­ги и тя­ги, свя­зы­ва­ю­щие ру­ле­вой ме­ха­низм с ру­ле­вой тра­пе­ци­ей, а так­же ру­ле­вой уси­ли­тель, уста­нав­ли­ва­е­мый на ря­де ав­то­мо­би­лей.

Ру­ле­вую тра­пе­цию в за­ви­си­мо­сти от ком­по­но­воч­ных воз­мож­но­стей рас­по­ла­га­ют пе­ред пе­ред­ней осью (пе­ред­няя ру­ле­вая тра­пе­ция) или за ней (зад­няя ру­ле­вая тра­пе­ция) (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Схе­мы раз­ме­ще­ния ру­ле­вых тра­пе­ций: ае — варианты

При за­ви­си­мой под­вес­ке ко­лес при­ме­ня­ют тра­пе­ции с цель­ной по­пе­реч­ной тя­гой; при не­за­ви­си­мой под­вес­ке — тра­пе­ции с рас­чле­нен­ной по­пе­реч­ной тя­гой, что не­об­хо­ди­мо для предот­вра­ще­ния са­мо­про­из­воль­но­го по­во­ро­та управ­ля­е­мых ко­лес при ко­ле­ба­ни­ях ав­то­мо­би­ля на под­вес­ке. С этой це­лью шар­ни­ры раз­рез­ной по­пе­реч­ной тя­ги долж­ны рас­по­ла­гать­ся так, что­бы ко­ле­ба­ния ав­то­мо­би­ля не вы­зы­ва­ли их по­во­ро­та от­но­си­тель­но шквор­ней. При за­ви­си­мой и не­за­ви­си­мой под­вес­ках мо­гут при­ме­нять­ся как зад­няя (рис. 5.3, а), так и пе­ред­няя (рис. 5.3, б) тра­пе­ции. На рис. 5.3, ве при­ве­де­ны схе­мы зад­них тра­пе­ций не­за­ви­си­мых под­ве­сок с раз­ным чис­лом шар­ни­ров.

По­пе­реч­ная тя­га обыч­но пред­став­ля­ет со­бой бес­шов­ную тру­бу, на резь­бо­вые кон­цы ко­то­рой на­вер­ты­ва­ют на­ко­неч­ни­ки с ша­ро­вы­ми паль­ца­ми. Дли­на по­пе­реч­ной тя­ги долж­на быть ре­гу­ли­ру­е­мой, так как она опре­де­ля­ет схож­де­ние ко­лес. При за­ви­си­мой под­вес­ке, ко­гда при­ме­ня­ет­ся не­раз­рез­ная тра­пе­ция, ре­гу­ли­ро­ва­ние вы­пол­ня­ют по­во­ро­том по­пе­реч­ной тя­ги от­но­си­тель­но на­ко­неч­ни­ков (при осво­бож­де­нии сто­пор­ных га­ек). Так как резь­ба, на­ре­зан­ная на кон­цах тя­ги, име­ет раз­ное на­прав­ле­ние, то по­во­рот тя­ги вы­зы­ва­ет из­ме­не­ние рас­сто­я­ния меж­ду на­ко­неч­ни­ка­ми (шар­ни­ра­ми). Ча­сто шаг резь­бы на раз­ных кон­цах тя­ги де­ла­ют не­оди­на­ко­вым для бо­лее точ­ной ре­гу­ли­ров­ки.

На­ли­чие за­зо­ра в шар­ни­рах по­пе­реч­ной тя­ги не­до­пу­сти­мо, по­это­му пред­по­чти­тель­но при­ме­не­ние шар­ни­ров с ав­то­ма­ти­че­ским ре­гу­ли­ро­ва­ни­ем за­зо­ра в про­цес­се из­на­ши­ва­ния, что воз­мож­но, ко­гда уси­лие пру­жи­ны 2 на­прав­ле­но по оси ша­ро­во­го паль­ца 1 (рис. 5.4, а).

Рис. 5.4. Устрой­ство шар­ни­ров ру­ле­вых тяг с ре­гу­ли­ро­ва­ни­ем за­зо­ра: а — ав­то­ма­ти­че­ским; б — с по­мо­щью пру­жи­ны; 1 — ша­ро­вой па­лец; 2 — пру­жи­на; 3 — гай­ка

На рис. 5.4, б по­ка­зан шар­нир по­пе­реч­ной тя­ги, где за­зор, об­ра­зо­вав­ший­ся в ре­зуль­та­те из­на­ши­ва­ния, вы­би­ра­ют, вра­щая гай­ку 3, сжи­ма­ю­щую пру­жи­ну, для че­го не­об­хо­ди­мо снять на­ко­неч­ник тя­ги.

Про­доль­ная тя­га, свя­зы­ва­ю­щая сош­ку с по­во­рот­ным ры­ча­гом, при­ме­ня­ет­ся глав­ным об­ра­зом при за­ви­си­мой под­вес­ке.

5.1.4. Ру­ле­вые уси­ли­те­ли

Об­щие све­де­ния

Ру­ле­вые уси­ли­те­ли уста­нав­ли­ва­ют на лег­ко­вые ав­то­мо­би­ли вы­со­ко­го клас­са, при этом об­лег­ча­ет­ся управ­ле­ние ав­то­мо­би­лем, по­вы­ша­ет­ся его ма­нев­рен­ность, уве­ли­чи­ва­ет­ся без­опас­ность при раз­ры­ве ши­ны (ав­то­мо­биль мож­но удер­жать на за­дан­ной тра­ек­то­рии). Сле­ду­ет от­ме­тить, что при при­ме­не­нии уси­ли­те­ля не­сколь­ко по­вы­ша­ет­ся из­нос шин, а так­же ухуд­ша­ет­ся ста­би­ли­за­ция управ­ля­е­мых ко­лес.

Уси­ли­тель, вклю­чен­ный в ру­ле­вое управ­ле­ние, име­ет сле­ду­ю­щие обя­за­тель­ные эле­мен­ты:

  • ис­точ­ник пи­та­ния (в пнев­мо­уси­ли­те­ле — ком­прес­сор, в гид­ро­уси­ли­те­ле — гид­ро­на­сос);
  • рас­пре­де­ли­тель­ное устрой­ство;
  • ис­пол­ни­тель­ное устрой­ство — пнев­мо- или гид­ро­ци­линдр, со­зда­ю­щий не­об­хо­ди­мое уси­лие.

Гид­ро­уси­ли­те­ли

В на­сто­я­щее вре­мя в ос­нов­ном при­ме­ня­ют гид­ро­уси­ли­те­ли с зо­лот­ни­ко­вы­ми рас­пре­де­ли­те­ля­ми. Гид­ро­уси­ли­те­ли име­ют не­боль­шие раз­ме­ры бла­го­да­ря вы­со­ко­му ра­бо­че­му дав­ле­нию (6—10 МПа) и ма­лое вре­мя сра­ба­ты­ва­ния (0,2—2,4 с). Они обес­пе­чи­ва­ют по­гло­ще­ние уда­ров и толч­ков, вос­при­ни­ма­е­мых управ­ля­е­мы­ми ко­ле­са­ми со сто­ро­ны до­ро­ги и пе­ре­да­ва­е­мых на ру­ле­вое ко­ле­со. Вме­сте с тем при при­ме­не­нии гид­ро­уси­ли­те­ля не­сколь­ко сни­жа­ет­ся ста­би­ли­за­ция управ­ля­е­мых ко­лес, так как ста­би­ли­зи­ру­ю­щий мо­мент на ко­ле­сах дол­жен пре­одо­ле­вать со­про­тив­ле­ние жид­ко­сти в гид­ро­уси­ли­те­ле. Гид­ро­уси­ли­те­ли долж­ны иметь на­деж­ные уплот­не­ния, так как течь жид­ко­сти при­во­дит к вы­хо­ду гид­ро­уси­ли­те­ля из строя.

Пнев­мо­уси­ли­те­ли в на­сто­я­щее вре­мя при­ме­ня­ют ред­ко, по­сколь­ку они име­ют зна­чи­тель­ные не­до­стат­ки: боль­шое вре­мя сра­ба­ты­ва­ния (в 5—10 раз боль­ше, чем у гид­ро­уси­ли­те­лей) и по­вы­шен­ные раз­ме­ры, что свя­за­но с не­вы­со­ким ра­бо­чим дав­ле­ни­ем (0,6—0,8 МПа).

Су­ще­ству­ет не­сколь­ко схем ком­по­нов­ки эле­мен­тов гид­ро­уси­ли­те­лей, каж­дой их ко­то­рых при­су­щи как до­сто­ин­ства, так и не­до­стат­ки.

Схе­ма № 1 (рис. 5.5, а). Ру­ле­вой ме­ха­низм РМ, гид­ро­рас­пре­де­ли­тель ГР и гид­ро­ци­линдр ГЦ пред­став­ля­ют со­бой еди­ный аг­ре­гат, ко­то­рый на­зы­ва­ют уси­ли­те­лем ин­те­граль­но­го ти­па (гид­ро­руль); гид­ро­на­сос ГН и ба­чок с ра­бо­чей жид­ко­стью Б рас­по­ло­же­ны от­дель­но. Та­кая ком­по­нов­ка при­ме­ня­ет­ся на мно­гих ав­то­мо­би­лях. До­сто­ин­ства схе­мы: ком­пакт­ность и ма­лая дли­на тру­бо­про­во­дов. При рас­по­ло­же­нии гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля пе­ред ру­ле­вым ме­ха­низ­мом со­кра­ща­ет­ся вре­мя сра­ба­ты­ва­ния уси­ли­те­ля. К не­до­стат­кам схе­мы сле­ду­ет от­не­сти на­гру­же­ние всех де­та­лей ру­ле­во­го управ­ле­ния уси­ли­ем гид­ро­ци­лин­дра. На­гру­жа­ет­ся так­же крон­штейн (или ра­ма) в ме­сте креп­ле­ния кар­те­ра гид­ро­ру­ля.

Рис. 5.5. Схе­мы ком­по­нов­ки гид­ро­уси­ли­те­лей: а — по схе­ме № 1; б — по схе­ме № 2; в — по схе­ме № 3; г — по схе­ме № 4; д — ком­по­нов­ка гид­ро­уси­ли­те­ля с гид­ро­рас­пре­де­ли­те­лем с за­кры­тым цен­тром; РМ — ру­ле­вой ме­ха­низм; ГР — гид­ро­рас­пре­де­ли­тель; ГЦ — гид­ро­ци­линдр; ГН — гид­ро­на­сос; Б — ба­чок; ГА — гид­ро­ак­ку­му­ля­тор; К — кла­пан

Схе­ма № 2 (рис. 5.5, б). В уси­ли­те­ле это­го ти­па гид­ро­рас­пре­де­ли­тель смон­ти­ро­ван в од­ном бло­ке с гид­ро­ци­лин­дром от­дель­но от ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма. До­сто­ин­ства схе­мы: воз­мож­ность при­ме­не­ния ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма лю­бой кон­струк­ции, мень­шая слож­ность и сто­и­мость по срав­не­нию со схе­мой № 1, не­сколь­ко мень­шее чис­ло на­гру­жен­ных гид­ро­уси­ли­те­лем де­та­лей.

Осе­вой зо­лот­ни­ко­вый гид­ро­рас­пре­де­ли­тель сво­им кор­пу­сом за­креп­лен на кор­пу­се ша­ро­вых шар­ни­ров, ко­то­рый, в свою оче­редь, свя­зан с гид­ро­ци­лин­дром при по­мо­щи резь­бо­во­го со­еди­не­ния. Ша­ро­вой па­лец ру­ле­вой сош­ки по­ме­щен в ста­ка­не, ко­то­рый мо­жет пе­ре­ме­щать­ся вме­сте с паль­цем в осе­вом на­прав­ле­нии в пре­де­лах 4 мм, пе­ре­ме­щая од­но­вре­мен­но за­креп­лен­ный в ста­ка­не зо­лот­ник гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля. Ша­ро­вой па­лец со­еди­нен с про­доль­ной ру­ле­вой тя­гой. В ней­траль­ном по­ло­же­нии зо­лот­ник цен­три­ру­ет­ся ре­ак­тив­ны­ми ка­ме­ра­ми, цен­три­ру­ю­щие пру­жи­ны от­сут­ству­ют. Гид­ро­уси­ли­тель об­ла­да­ет боль­шой чув­стви­тель­но­стью, вклю­ча­ясь при пе­ре­ме­ще­нии зо­лот­ни­ка на 0,4—0,6 мм.

Схе­ма № 3 (рис. 5.5, в). Гид­ро­рас­пре­де­ли­тель рас­по­ло­жен пе­ред ру­ле­вым ме­ха­низ­мом, а гид­ро­ци­линдр — от­дель­но. При уста­нов­ке гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля пе­ред ру­ле­вым ме­ха­низ­мом уве­ли­чи­ва­ет­ся чув­стви­тель­ность гид­ро­уси­ли­те­ля. Не­до­стат­ком схе­мы яв­ля­ет­ся боль­шая дли­на тру­бо­про­во­дов, осо­бен­но ес­ли гид­ро­ци­линдр раз­ме­щен на уда­ле­нии от ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма.

Схе­ма № 4 (рис. 5.5, г). От­ли­чи­тель­ная осо­бен­ность этой схе­мы — раз­дель­ное раз­ме­ще­ние всех эле­мен­тов гид­ро­уси­ли­те­ля. До­сто­ин­ством схе­мы яв­ля­ет­ся сво­бод­ная ком­по­нов­ка, воз­мож­ность при­ме­не­ния ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма лю­бой кон­струк­ции. Ос­нов­ной не­до­ста­ток — боль­шая дли­на тру­бо­про­во­дов. Сле­ду­ет от­ме­тить, что боль­шая дли­на тру­бо­про­во­дов меж­ду гид­ро­рас­пре­де­ли­те­лем и гид­ро­ци­лин­дром в лю­бой кон­струк­ции гид­ро­уси­ли­те­ля ча­сто при­во­дит к пуль­са­ции дав­ле­ния в си­сте­ме и воз­буж­де­нию ко­ле­ба­ний управ­ля­е­мых ко­лес.

Рас­смот­рим ра­бо­чий про­цесс уси­ли­те­ля по схе­ме № 4. При удер­жа­нии ру­ле­во­го ко­ле­са в ней­траль­ном по­ло­же­нии зо­лот­ник гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля ГР, шар­нир­но свя­зан­ный с сош­кой ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма, так­же на­хо­дит­ся в ней­траль­ном (сред­нем) по­ло­же­нии. На­гне­та­е­мое гид­ро­на­со­сом ГН мас­ло сво­бод­но цир­ку­ли­ру­ет че­рез от­кры­тый центр гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля на слив в ба­чок, кон­струк­тив­но объ­еди­нен­ный с гид­ро­на­со­сом. В гид­ро­ци­лин­дре ГЦ по обе сто­ро­ны порш­ня уста­нав­ли­ва­ет­ся оди­на­ко­вое дав­ле­ние сли­ва. При по­во­ро­те ру­ле­во­го ко­ле­са, на­при­мер, вле­во зо­лот­ник пе­ре­ме­ща­ет­ся от­но­си­тель­но кор­пу­са гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля в на­прав­ле­нии, в ко­то­ром про­доль­ная тя­га долж­на обес­пе­чи­вать по­во­рот управ­ля­е­мых ко­лес вле­во. При та­ком пе­ре­ме­ще­нии зо­лот­ни­ка ле­вая по­лость гид­ро­ци­лин­дра со­еди­ня­ет­ся с на­пор­ной гид­ро­ли­ни­ей на­со­са, а пра­вая по­лость — со слив­ной гид­ро­ли­ни­ей. В ле­вой по­ло­сти гид­ро­ци­лин­дра со­зда­ет­ся дав­ле­ние, под дей­стви­ем ко­то­ро­го пор­шень пе­ре­ме­ща­ет­ся впра­во, пе­ре­да­вая че­рез шток уси­лие на по­во­рот­ный ры­чаг в на­прав­ле­нии, со­от­вет­ству­ю­щем по­во­ро­ту управ­ля­е­мых ко­лес вле­во.

При со­вер­ше­нии по­во­ро­та с по­сто­ян­ным ра­ди­у­сом, ко­гда ру­ле­вое ко­ле­со оста­нов­ле­но в по­вер­ну­том по­ло­же­нии, зо­лот­ник рас­пре­де­ли­те­ля так­же оста­нов­лен. Ес­ли не учи­ты­вать ста­би­ли­зи­ру­ю­щие мо­мен­ты на управ­ля­е­мых ко­ле­сах ав­то­мо­би­ля, то мож­но счи­тать, что зо­лот­ник за­ни­ма­ет ней­траль­ное по­ло­же­ние, а уси­ли­тель вы­клю­чен. Од­на­ко при на­ли­чии ста­би­ли­зи­ру­ю­щих мо­мен­тов за счет об­рат­ной свя­зи уси­лие от них пе­ре­да­ет­ся на кор­пус гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля и по­след­ний про­дол­жа­ет пе­ре­ме­щать­ся до тех пор, по­ка зо­лот­ник не зай­мет не­сколь­ко сме­щен­ное от­но­си­тель­но ней­траль­но­го по­ло­же­ние. При этом пра­вая по­лость гид­ро­ци­лин­дра бу­дет по-преж­не­му со­об­щать­ся со слив­ной гид­ро­ли­ни­ей, а в ле­вой по­ло­сти в ре­зуль­та­те дрос­се­ли­ро­ва­ния мас­ла че­рез ще­ле­вой за­зор меж­ду кром­кой зо­лот­ни­ка и кор­пу­сом бу­дет под­дер­жи­вать­ся не­ко­то­рое дав­ле­ние, до­ста­точ­ное для удер­жа­ния ко­лес в по­вер­ну­том со­сто­я­нии, ко­гда на них дей­ству­ет ста­би­ли­зи­ру­ю­щий мо­мент, стре­мя­щий­ся вер­нуть ко­ле­са в ней­траль­ное по­ло­же­ние.

Каж­до­му фик­си­ро­ван­но­му уг­лу по­во­ро­та ру­ле­во­го ко­ле­са со­от­вет­ству­ет про­пор­ци­о­наль­ное ему фик­си­ро­ван­ное по­ло­же­ние управ­ля­е­мых ко­лес. Та­ким об­ра­зом, гид­ро­рас­пре­де­ли­тель обес­пе­чи­ва­ет ки­не­ма­ти­че­ское сле­дя­щее дей­ствие.

Гид­ро­рас­пре­де­ли­тель обес­пе­чи­ва­ет так­же си­ло­вое сле­дя­щее дей­ствие в ре­зуль­та­те то­го, что мо­мент со­про­тив­ле­ния по­во­ро­ту управ­ля­е­мых ко­лес урав­но­ве­ши­ва­ет­ся сум­мар­ным мо­мен­том сил, дей­ству­ю­щих на про­доль­ную тя­гу и шток гид­ро­ци­лин­дра.

Уста­нов­ле­но, что мо­мент со­про­тив­ле­ния по­во­ро­ту управ­ля­е­мых ко­лес свя­зан с уси­ли­ем на ру­ле­вом ко­ле­се пря­мо про­пор­ци­о­наль­ной за­ви­си­мо­стью.

Гидрораспределители с открытым и закрытым центром. Во всех рас­смот­рен­ных гид­ро­уси­ли­те­лях гид­ро­рас­пре­де­ли­тель но­сит на­зва­ние «гид­ро­рас­пре­де­ли­тель с от­кры­тым цен­тром», так как в ней­траль­ном по­ло­же­нии зо­лот­ни­ка цен­траль­ный ка­нал кор­пу­са гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля от­крыт и мас­ло, на­гне­та­е­мое гид­ро­на­со­сом, цир­ку­ли­ру­ет по за­мкну­то­му кру­гу: гид­ро­на­сос—гид­ро­рас­пре­де­ли­тель—ба­чок—гид­ро­на­сос. Ино­гда на ав­то­мо­би­лях при­ме­ня­ют гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ли с за­кры­тым цен­тром (рис. 5.5, д), в ко­то­рых цен­траль­ный ка­нал их кор­пу­са в ней­траль­ном по­ло­же­нии зо­лот­ни­ка пе­ре­крыт кром­ка­ми сред­не­го по­яс­ка. В этом слу­чае гид­ро­на­сос на­гне­та­ет мас­ло в спе­ци­аль­ный гид­ро­ак­ку­му­ля­тор ГА и толь­ко по­сле его за­пол­не­ния мас­ло че­рез раз­гру­зоч­ный кла­пан К пе­ре­пус­ка­ет­ся на вход на­со­са. Та­ким об­ра­зом, гид­ро­на­сос по­сто­ян­но ра­бо­та­ет под на­груз­кой. Ос­нов­ное до­сто­ин­ство си­сте­мы — по­сто­ян­ная го­тов­ность к дей­ствию, на­при­мер, при оста­но­вив­шем­ся дви­га­те­ле; кро­ме то­го, гид­ро­ак­ку­му­ля­тор обыч­но ис­поль­зу­ют так­же для тор­моз­но­го гид­ро­при­во­да.

Гидрораспределители с реактивными камерами и центрующими пружинами. Гид­ро­рас­пре­де­ли­тель толь­ко с ре­ак­тив­ны­ми ка­ме­ра­ми обес­пе­чи­ва­ет ки­не­ма­ти­че­ское и си­ло­вое сле­дя­щее дей­ствие — ав­то­ма­ти­че­ская уста­нов­ка зо­лот­ни­ка в ней­траль­ное по­ло­же­ние про­ис­хо­дит за счет урав­но­ве­ши­ва­ния дав­ле­ний в обе­их ре­ак­тив­ных ка­ме­рах. При слу­чай­ном сме­ще­нии кор­пу­са гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ля от­но­си­тель­но зо­лот­ни­ка (на­при­мер, при встре­че од­но­го из ко­лес с пре­пят­стви­ем) в од­ной из ре­ак­тив­ных ка­мер воз­ни­ка­ет дав­ле­ние на­по­ра, а в про­ти­во­по­лож­ной ре­ак­тив­ной ка­ме­ре — дав­ле­ние сли­ва. Раз­ность дав­ле­ний за­став­ля­ет зо­лот­ник вер­нуть­ся в ней­траль­ное по­ло­же­ние. Вклю­че­ние гид­ро­уси­ли­те­ля с та­ким гид­ро­рас­пре­де­ли­те­лем про­ис­хо­дит при са­мом ма­лом зна­че­нии си­лы, при­ло­жен­ной к ру­ле­во­му ко­ле­су.

Гид­ро­рас­пре­де­ли­тель с ре­ак­тив­ны­ми ка­ме­ра­ми и цен­три­ру­ю­щи­ми пру­жи­на­ми так­же обес­пе­чи­ва­ет ки­не­ма­ти­че­ское и си­ло­вое сле­дя­щее дей­ствие — гид­ро­уси­ли­тель вклю­ча­ет­ся толь­ко то­гда, ко­гда на ру­ле­вом ко­ле­се при­ло­же­на си­ла, до­ста­точ­ная для де­фор­ма­ции цен­три­ру­ю­щих пру­жин. Гид­ро­уси­ли­тель с та­ким гид­ро­рас­пре­де­ли­те­лем об­ла­да­ет мень­шей чув­стви­тель­но­стью, но в то же вре­мя цен­три­ру­ю­щие пру­жи­ны рас­пре­де­ли­те­ля со­зда­ют пре­пят­ствие слу­чай­но­му об­рат­но­му вклю­че­нию гид­ро­уси­ли­те­ля и воз­мож­но­му вли­я­нию управ­ля­е­мых ко­лес.

Гид­ро­рас­пре­де­ли­тель с цен­три­ру­ю­щи­ми пру­жи­на­ми, но без ре­ак­тив­ных ка­мер обес­пе­чи­ва­ет толь­ко ки­не­ма­ти­че­ское сле­дя­щее дей­ствие, а уси­лие, со­зда­ва­е­мое гид­ро­уси­ли­те­лем, по­сто­ян­но.

Роторные гидрораспределители. В по­след­ние го­ды на­шли ши­ро­кое при­ме­не­ние ро­тор­ные гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ли, в ко­то­рых зо­лот­ник при по­во­ро­те ру­ле­во­го ко­ле­са так­же по­во­ра­чи­ва­ет­ся, от­кры­вая ок­на, че­рез ко­то­рые мас­ло, на­гне­та­е­мое гид­ро­на­со­сом, по­сту­па­ет в со­от­вет­ству­ю­щую по­лость гид­ро­ци­лин­дра, а в ней­траль­ном по­ло­же­нии зо­лот­ни­ка цир­ку­ли­ру­ет по кру­гу: гид­ро­на­сос—гид­ро­рас­пре­де­ли­тель—ба­чок— гид­ро­на­сос. Ро­тор­ные гид­ро­рас­пре­де­ли­те­ли ком­пакт­ны и име­ют вы­со­кую чув­стви­тель­ность и ма­лую ме­тал­ло­ем­кость.

Гидронасосы. Для пи­та­ния гид­ро­уси­ли­те­лей при­ме­ня­ют гид­ро­на­со­сы раз­лич­ных кон­струк­ций: ло­паст­ные, ше­сте­рен­ные, ге­ро­тор­ные (спе­ци­аль­ные ше­стер­ни с внут­рен­ним за­цеп­ле­ни­ем), плун­жер­ные. При­вод гид­ро­на­со­са кли­но­ре­мен­ный или зуб­ча­тый от дви­га­те­ля.

По­да­ча гид­ро­на­со­са долж­на обес­пе­чи­вать за­пол­не­ние гид­ро­ци­лин­дра при мак­си­маль­ной уг­ло­вой ско­ро­сти по­во­ро­та ру­ле­во­го ко­ле­са и ма­лой ча­сто­те вра­ще­ния ко­лен­ча­то­го ва­ла дви­га­те­ля. Обыч­но по­да­ча гид­ро­на­со­са ука­зы­ва­ет­ся при ча­сто­те вра­ще­ния ко­лен­ча­то­го ва­ла дви­га­те­ля 500—1 000 мин−1. По­да­чу гид­ро­на­со­са вы­би­ра­ют в за­ви­си­мо­сти от ти­па ав­то­мо­би­ля, на ко­то­ром уста­нав­ли­ва­ет­ся гид­ро­уси­ли­тель. При ука­зан­ной вы­ше ча­сто­те вра­ще­ния ко­лен­ча­то­го ва­ла дви­га­те­ля по­да­ча гид­ро­на­со­са мо­жет быть в пре­де­лах от 6 до 60 л/мин. Боль­шие по­да­чи не­об­хо­ди­мы на ав­то­мо­би­лях, где гид­ро­на­сос об­слу­жи­ва­ет не толь­ко гид­ро­уси­ли­тель, но и дру­гих по­тре­би­те­лей.

Дав­ле­ние, со­зда­ва­е­мое гид­ро­на­со­сом, на­хо­дит­ся в пре­де­лах 6—10 МПа. Мощ­ность, по­треб­ля­е­мая на при­вод гид­ро­на­со­са, со­став­ля­ет 2—4 % мощ­но­сти дви­га­те­ля ав­то­мо­би­ля. В ка­че­стве ра­бо­чей жид­ко­сти в гид­ро­уси­ли­те­лях при­ме­ня­ют спе­ци­аль­ное мас­ло с про­ти­во­за­дир­ны­ми и ста­би­ли­зи­ру­ю­щи­ми при­сад­ка­ми.

Не­сколь­ко лет на­зад по­яви­лись се­рий­ные гид­ро­уси­ли­те­ли с элек­трон­ной ре­гу­ли­ров­кой ра­бо­ты рас­пре­де­ли­те­ля в за­ви­си­мо­сти от ско­ро­сти.

В аме­ри­кан­ской си­сте­ме «Ма­ги­а­стир» про­из­вод­ства ком­па­нии «Дель­фи», ко­то­рой снаб­же­ны не­ко­то­рые ав­то­мо­би­ли кон­цер­на «Дже­не­рал Мо­торс» («Шев­ро­ле Кор­вет», мно­гие мо­де­ли «Ка­дил­лак»), с по­мо­щью элек­тро­маг­нит­но­го устрой­ства из­ме­ня­ет­ся жест­кость тор­си­о­на сле­дя­ще­го устрой­ства. А в не­мец­ких гид­ро­уси­ли­те­лях «Сер­во­тро­ник», ко­то­рые сто­ят на ма­ши­нах «Ауди» A6 и А8, «БМВ» пя­той и седь­мой се­рий и всех мо­де­лях «Ягу­ар», на по­мощь зо­лот­ни­ку при­хо­дит элек­тро­гид­рав­ли­че­ский мо­ду­ля­тор дав­ле­ния — с ро­стом ско­ро­сти по сиг­на­лу от управ­ля­ю­ще­го бло­ка он огра­ни­чи­ва­ет дав­ле­ние в ра­бо­чем кон­ту­ре, и по­мощь гид­ро­уси­ли­те­ля схо­дит на нет.

Су­ще­ству­ет еще один ва­ри­ант ре­ше­ния — при­во­дить на­сос гид­ро­уси­ли­те­ля не от ко­лен­ча­то­го ва­ла дви­га­те­ля, а от элек­тро­мо­то­ра. То­гда с по­мо­щью элек­тро­ни­ки, из­ме­няя ча­сто­ту вра­ще­ния элек­тро­при­во­да, мож­но ва­рьи­ро­вать про­из­во­ди­тель­ность на­со­са. Та­кая схе­ма при­ме­не­на в гид­ро­уси­ли­те­лях ав­то­мо­би­лей «Мер­се­дес» A-клас­са. Воз­мож­но так­же из­ме­нять пе­ре­да­точ­ное от­но­ше­ние ру­ле­во­го ме­ха­низ­ма. Для это­го су­ще­ству­ет не­сколь­ко схем ре­еч­ных ру­ле­вых ме­ха­низ­мов.

Фир­ма ZF ис­поль­зу­ет зу­бья рей­ки с пе­ре­мен­ным про­фи­лем: в око­ло­ну­ле­вой зо­не зу­бья тре­уголь­ные, а бли­же к кра­ям — тра­пе­це­идаль­ной фор­мы. Ше­стер­ня вхо­дит с ни­ми в за­цеп­ле­ние с раз­ным пле­чом, что и поз­во­ля­ет не­сколь­ко из­ме­нить пе­ре­да­точ­ное от­но­ше­ние. Дру­гой, бо­лее слож­ный ва­ри­ант ис­поль­зо­ва­ла «Хон­да» на ав­то­мо­би­ле NSX в со­че­та­нии с элек­тро­уси­ли­те­лем. Здесь зу­бья рей­ки и ше­стер­ни сде­ла­ны с пе­ре­мен­ным ша­гом, про­фи­лем и кри­виз­ной. Это поз­во­ля­ет ва­рьи­ро­вать пе­ре­да­точ­ное от­но­ше­ние в го­раз­до бо­лее ши­ро­ких пре­де­лах.

Фир­ма «Хон­да» про­де­мон­стри­ро­ва­ла и дру­гой под­ход. Кон­струк­ция пред­став­ля­ет со­бой две рей­ки, уста­нов­лен­ные ко­ак­си­аль­но од­на в дру­гой и свя­зан­ные че­рез чер­вяч­ный при­вод с элек­тро­мо­то­ром. Од­на рей­ка вра­ща­ет­ся ше­стер­ней ру­ле­во­го ва­ла, а дру­гая свя­за­на с ру­ле­вы­ми тя­га­ми. По сиг­на­лу от управ­ля­ю­ще­го бло­ка элек­тро­дви­га­тель по­да­ет ве­до­мую рей­ку впра­во или вле­во от ве­ду­щей, и ко­ле­са по­во­ра­чи­ва­ют­ся на боль­ший угол.

Элек­тро­уси­ли­те­ли

Ис­поль­зо­ва­ние элек­три­че­ской энер­гии в уси­ли­те­лях рас­ши­ря­ет воз­мож­но­сти оп­ти­ми­за­ции ха­рак­те­ри­стик ру­ле­во­го управ­ле­ния ав­то­мо­би­ля с по­зи­ций управ­ля­е­мо­сти, устой­чи­во­сти дви­же­ния и эр­го­но­ми­ки. Элек­три­че­ские уси­ли­те­ли с ис­поль­зо­ва­ни­ем ма­ло­га­ба­рит­ных вы­со­ко­обо­рот­ных ре­гу­ли­ру­е­мых дви­га­те­лей по­сто­ян­но­го то­ка об­ла­да­ют вы­со­ким быст­ро­дей­стви­ем и обес­пе­чи­ва­ют уси­ли­те­лю точ­ное сле­дя­щее дей­ствие.

Элек­три­че­ские уси­ли­те­ли лег­ко со­че­та­ют­ся с элек­трон­ны­ми си­сте­ма­ми управ­ле­ния, вклю­ча­ю­щи­ми в се­бя мик­ро­про­цес­со­ры. По­доб­ные си­сте­мы управ­ле­ния ре­жи­мом ра­бо­ты уси­ли­те­ля об­ла­да­ют боль­ши­ми воз­мож­но­стя­ми ло­ги­че­ской об­ра­бот­ки ис­ход­ной ин­фор­ма­ции — сиг­на­лов раз­лич­ных дат­чи­ков — при вы­ра­бот­ке управ­ля­ю­ще­го воз­дей­ствия. Элек­трон­ные си­сте­мы управ­ле­ния мо­гут быть мно­го­ре­жим­ны­ми или про­грам­ми­ру­е­мы­ми для уче­та осо­бен­но­стей кон­крет­но­го ав­то­мо­би­ля и усло­вий его экс­плу­а­та­ции.

Прин­цип ра­бо­ты элек­тро­уси­ли­те­ля сле­ду­ю­щий: на тор­си­о­не сле­дя­ще­го устрой­ства сто­ит дат­чик, и в за­ви­си­мо­сти от его сиг­на­ла элек­тро­ни­ка по­да­ет ток нуж­ной по­ляр­но­сти и си­лы на об­мот­ки элек­тро­мо­то­ра, свя­зан­но­го с ру­ле­вым ме­ха­низ­мом че­рез чер­вяч­ную пе­ре­да­чу. А по сиг­на­лам от дат­чи­ка ско­ро­сти мож­но из­ме­нять ха­рак­те­ри­сти­ку уси­ли­те­ля в со­от­вет­ствии с лю­бой за­ло­жен­ной в па­мять бло­ка за­ви­си­мо­стью.

Умень­ше­нию га­ба­рит­ных раз­ме­ров элек­три­че­ских уси­ли­те­лей спо­соб­ству­ет при­ме­не­ние пла­не­тар­ных ре­дук­то­ров, ко­то­рые удоб­но ком­по­ну­ют­ся со­ос­но с ру­ле­вым ва­лом. Ис­поль­зо­ва­ние гиб­ких ва­лов, со­еди­ня­ю­щих элек­тро­дви­га­тель и ре­дук­тор, так­же об­лег­ча­ет ком­по­нов­ку элек­тро­уси­ли­те­лей на ав­то­мо­би­ле.

При­ме­ня­ют два ва­ри­ан­та ком­по­нов­ки уси­ли­те­ля: на ру­ле­вом ва­лу и на кар­те­ре ре­еч­ной ру­ле­вой пе­ре­да­чи.

Пре­иму­ще­ства элек­тро­уси­ли­те­ля оче­вид­ны: он про­ще и де­шев­ле в про­из­вод­стве и мон­та­же; от­сут­ству­ют шлан­ги, рем­ни, шк



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2022-10-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: