 |
 |
 |
 |
При проектировании рулевого привода определяют размеры рычагов рулевой трапеции, углы их наклона по отношению к продольной оси автомобиля и подбирают необходимые передаточные числа рычажного привода к управляемым осям. Эти расчеты и последующую проверку лучше выполнять графически, вычерчивая в масштабе схему элементов рулевого управления в плане и вид сбоку. Желательно вычертить положение одного из элементов в нескольких позициях и геометрически связать положение всех остальных звеньев. Графическая проверка позволяет убедиться, что перемещение рычагов подвески колес при наезде последних на неровности дороги не будет мешать перемещению рычагов рулевого привода и трапеции и наоборот. Этой проверкой окончательно корректируются размеры элементов рулевой трапеции и привода, а также углов наклона по отношению к продольной оси автомобиля.
Элементы трапеции графически определяют следующим образом. Вычерчивают схему автомобиля, указав на ней расстояние между осями поворотных цапф и базу автомобиля. Углы наклона поворотных рычагов, соответствующих прямолинейному движению автомобиля, выбирают такими, чтобы осевые линии этих рычагов пересеклись на осевой линии автомобиля в некоторой точке Е (рис. 76). Эту точку можно определить, если принять расстояние до нее равным (0,7 . . . 0,9) L.
Положение поперечной рулевой тяги и ее величину Т вначале определяют расчетным путем, приняв отношение длины поворотных рычагов к длине поперечной рулевой тяги равным 0,12 . . . 0,14. Затем точность кинематики трапеции проверяется графически; при этом расхождение соотношения между углами поворота управляемых колес ctg а - ctg ft = JX/L должно быть наименьшим.
Чтобы учесть увод шип, возникающий из-за их эластичности, при построении трапеции рекомендуется брать не действительный размер базы автомобиля L, а увеличенный на 25%.
При движении автомобиля на колеса действуют внешние силы, стремящиеся повернуть их вокруг вертикальной и горизонтальной осей, и при наличии зазоров в сочленениях рулевого управления колеса могут занять отличное от заданного рулевым колесом положение. Во избежание этого колеса устанавливаются с некоторым наклоном. Поэтому под действием возникающих на колесах сил они сами возвращаются в исходное положение. Это называется стабилизацией управляемых колес. А углы наклона к вертикали и горизонтали, направленной вдоль оси автомобиля, а также углы отклонения осей поворота от вертикали носят название углов стабилизации управляемых колес автомобиля (рис. 77). В табл. 26 приведены параметры установки колес отечественных автомобилей.
В конструкции самодельных автомобилей следует применять
шаровые пальцы, сухари, пружины и другие детали от стандарт-
Рис. 76. Определение размеров рулевой трапеции
Рис. 77. Угл1 стабилизации управляемых колес
ных автомобилей. Можно изменить только длину готовой рулевой тяги. После ее обработки (резки, сварки) необходимо произвести отпуск с последующей нормализацией. Рулевые механизмы тоже следует брать серийные. Только в тихоходных и небольших по массе автомобилях для детей можно создавать свои оригинальные рулевые управления.
При конструировании рулевого управления необходимо правильно подобрать передаточное отношение рулевого привода и рулевого механизма. При этом следует исходить из максимальных углов поворота управляемых колес, которые не должны про
9. 165
Таблица 26
Параметры установки передних колес отечественных автомобилей
Марка | Угол развала | Наклон шкворня (оси поворота) | вхождение колес (угловая мера), (мм*) | Соотношение углов ТТГ / ТГ\ f\ ГЪ. 5 | |
поперечный | продольный | поворота ** | |||
ЗАЗ-965 ЗАЗ-966 | 0° 40 ± 20 0°20 Г | 4°20 4°20 | 2°30 2°30 | 0° 0°20(0 3) 0°07 0°13 | 17° 17° |
3A3-968 ЛуАЗ-696А «Москвич-2140, | 0° 10 о°5О 0° 15 Г15 | 4°30 | 5°30 0°20 1°20 | 0°08 0°30 (1--3) о°10~ 0°18 | 17°407 |
-2138, -2136» ВАЗ-2101, -21011, -2105 ВАЗ-2103, -2106, -2107 ВАЗ-2121 | 0°25 0°45 0° 28 ± 20 0° 30 ±20 | 6°10 6°06 | 3°30-4°30 4° ± 20 3°30±30 | (1-2) 0°16 0°58 (2-7) 0°17 Г 08 (9 7\ 0314 0°30 | 16°30 |
ГАЗ-21 ГАЗ-24 | 0° ±30 0° ±30 | 5°20 4°30 | 6°40Ч-1° 0° 1 ° | (2-4) э 10 - П°9Г/ (1,5-3) 40 0°25 (1,5-3) | 18°30 18°30 |
В скобках даны значения (в мм) замера по выпуклой части боковины на высоте 200 мм. Значения соответствуют углу поворота наружного колеса при повороте внутреннего на 20°.
вышать 40 ... 45° при повороте рулевого колеса на 1,5. .,3,0 оборота в каждую сторону. Это будет соответствовать угловому передаточному числу 12 ... 25. Угловое передаточное число рулевых управлений автомобилей «Москвич» и «Запорожец» равно 17, а мотоколяски- 10,5. В табл. 27 приведены типы рулевых механизмов и их передаточные числа для отечественных легковых автомобилей.
Угловое передаточное число рулевого управления £/упр, представляющее собой отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемых колес, есть произведение передаточных чисел рулевого механизма UM и рулевого привода
Под угловым передаточным числом рулевого механизма понимают отношение углов поворота колеса и вала сошки или соответственно угловые скорости их вращения:
углы поворота рулевого колеса
- элементарные и вала сошки;
Wviy Wc - соответственно их угловые скорости.
Передаточное число рулевого привода зависит от соотношения плеч рычагов привода и может быть определено как отношение плеч рычага поворотной цапфы и рулевой сошки:
Обычно рекомендуется выдерживать передаточное число рулевого привода в пределах единицы. Однако если имеется готовый рулевой механизм, но требуется другое передаточное число для проектируемого автомобиля, то можно изменить общее передаточное число рулевого управления, подбирая соответствующие длины рычагов поворотной цапфы и рулевой сошки.
Таблица 27
Рулевые механизмы отечественных легковых автомобилей и мотоколясок
Тип рулевого механизма | Передаточное число рулевого механизма | Применяемость | ||
Шестерня с рейкой | 10,5 | Мотоколяска СЗА | ||
Глобоидальный червяк и трехзуб- | 15,0 | «Москвич-401» | ||
чатый сектор | ||||
Глобоидальный червяк | двух- | 16,1 | «Москвич-2138, -2136, -2140, | |
гребневым роликом | -412ИЭ», Иж-2125 | |||
Глобоидальный червяк | ролик | 16,4 | ВАЗ-2101, -2104, -2103, -2106, | |
ВАЗ-2121 «Нива» | ||||
Глобоидальный червяк | двух- | 17,0 | ЗАЗ 965, -968А, -968М; «Моек | |
гребневым роликом | вич-407»; ЛуАЗ-968М | |||
Глобоидальный червяк | двух- | 18,2 | М-20 «Победа», ГАЗ-21 | |
гребневый ролик | ||||
Глобоидальный червяк | трех- | 19,1 | ГАЗ-24, ГАЗ-3102 | |
гребневым роликом | ||||
Шестерня с рейкой | 20,4 | ВАЗ-2108, -2109 | ||
Шестерня с рейкой | 24,0 | «Москвич-2141» | ||
Если в рулевое управление предполагается включить какие-либо элементы собственной конструкции, необходимо выполнить хотя бы небольшой проверочный расчет. При расчете коэффициент полезного действия для червячных рулевых механизмов принимается равным 0,5, а для механизмов реечного типа до 0,8. Общий КПД рулевого управления для автомобилей с одной управляемой осью можно принять равным 0,5 . . . 0,7.
При расчете можно исходить или из максимального момента, прилагаемого к рулевому валу, или из момента сопротивления повороту колес на месте. В последнем случае для расчета можно воспользоваться полуэмпирической формулой, которая дает результаты, достаточно близкие к действительности (Н-м):
- нагрузка на колесо, Н; -коэффициент сцепления;
- давление воздуха в шине, МПа. После этого нетрудно рассчитать силу
по фор муле:
на рулевом колесе
плечо рулевой сошки, м; плечо поворотного рычага, м; радиус рулевого колеса, м; передаточное число рулевого механизма; КПД рулевого управления.
Рис. 78. Конструкция травмобезопасной рулевой колонки:
/ - передняя часть рулевой колонки; 2 - пружина; 8 - задняя часть рулевой колонки (вала); 4 рычаг; 5 - соединительный шарнир рычагов; 6 - шарнир крепления рычага
В самодельных конструкциях вал рулевого управления чаще всего изготавливают либо подбирают из существующих. Рассчитывая его на прочность, следует определить возникающие в нем напряжения от кручения и произвести расчет на жесткость, используя формулы сопротивления материалов или деталей машин.
Для изготовления деталей рулевого управления следует применять следующий материал. Для червяка, винта рулевого механизма - стали 35Х, 20ХН2М или АСЗОХМ. Вал рулевого механизма- из сталей 10, 20, 35. Рейку можно изготовить из углеродистой стали 45 с последующей термообработкой (закалкой и отпуском). Для вала рулевой сошки применяют стали ЗОХ, 40Х, ЗОХМ. Для рычагов поворотных цапф и рулевых сошек - стали 35Х, 40Х, ЗОХГМ, 40ХН. По новым правилам конструкции рулевых управления, отличающиеся от стандартных, должны пройти испытания; на их применение необходимо получить разрешение в НАМИ.
Для повышения безопасности водителя при столкновениях автомобилей применяют травмобезопасные рулевые колонки. Примером может служить травмобезопасный механизм, разработанный ВНИИ охраны труда в сельском хозяйстве (рис. 78). Этот механизм устанавливается в разрез вала рулевой колонки и имеет три пары рычагов, соединенных попарно общими шарнирами. Концы рычагов шарнирно связаны с частями рулевого вала и расположены под углом 120°.
В обычных условиях такой механизм позволяет передавать крутящий момент. При столкновении автомобиля с препятствием и ударе водителя о рулевое колесо происходит смещение передней или задней части вала. Рычаги складываются, а энергия удара поглощается растягивающими пружинами, которые соединяют средние шарниры.
ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА
Тормозная система автомобилей, состоящая из тормозов и их привода, предназначена для снижения скорости движения вплоть до полной остановки при минимальном тормозном пути. Она позволяет сохранять заданную скорость при движении под уклон, а также обеспечивать неподвижность автомобиля на стоянках. Таким образом, тормозная система характеризует тормозные свойства автомобиля (как иногда называют тормозную динамику).
В соответствии с современными требованиями у автомобиля должны быть тормозные системы, выполняющие различные функции. Основная - рабочая тормозная система, предназначена для уменьшения скорости движения вплоть до полной остановки
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50