Рулевого управления

Кинематика поворота и передаточное число

Общим условием поворота является качение колес без скольжения,
так как оно затрудняет поворот и ускоряет износ шин. Для этого необ-
ходимо, чтобы геометрические оси колес пересекались в мгновенном
центре вращения — точке О, которая называется центром поворота
(см. рис. 268). Во время поворота автомобиля вокруг точки О каждое
колесо располагается в плоскости, касательной описываемой окружно-
сти, а радиус вращения перпендикулярен плоскости колеса. Расстояние
от центра поворота О до середины моста 0\ называется радиусом пово-
рота R. Минимальный радиус Ri окружности, описываемой наиболее
удаленной точкой трактора от центра поворота, называется радиусом
горизонтальной проходимости.

У трактора (автомобиля) с управляемыми колесами передние ко-
леса поворачиваются относительно несущей системы и переднего моста,
а их геометрические оси и радиус поворота R образуют с центром пово-
рота О углы аир. Обозначим расстояние между осями шкворней 2s,
а расстояние между центрами мостов, называемое базой, — через L. Со-
отношение между величинами в, L и углами аир будет следующим:

ctga-ctgp=^-. (106)

При конструировании автомобиля (трактора) привод к передним
управляемым колесам стремятся выполнить так, чтобы они могли пово-
рачиваться на углы, близкие к значениям теоретических углов аир,
что достигается подбором угла наклона рулевых рычагов к продольной
оси автомобиля, а также длины рулевых рычагов и поперечной тяги ру-
левой трапеции.

Радиус поворота

^ _ ctgoc+ctgp^

В частном случае, когда р—а=0, т. е. для сближенных колес или
одинарного колеса (см. рис. 268,6), получим:

R — L ctg а. (107)

При повороте трактора с шарнирной рамой (см. рис. 268, в) геомет-
рические оси передних и задних колес образуют с центром поворота
угол а.

База трактора L=a+c, поэтому если am с, то a = 0,5L. Радиус по-
ворота определится по формуле:

R =. (108)

Радиусы R и R\ зависят от нагрузки на крюке трактора и примене-
ния тормозов.

Для легкого управления надо правильно выбрать передаточное чис-
ло рулевого управления. Чем больше передаточное число, тем на мень-
ший угол отклоняются управляемые колеса при полном повороте руле-
вого колеса и тем меньшее усилие требуется для поворота. Естественно,
что чем больше нагрузка на передние колеса, тем большее усилие требу-
ется для поворота управляемых колес. Следовательно, чем больше мас-
са машины, тем передаточное число должно быть выше.

С возрастанием передаточного числа рулевого управления время на
осуществление поворота увеличивается. Предельная величина переда-
точного числа определяется временем, необходимым для безопасного
поворота при заданной скорости автомобиля.

Передаточное число г_ш автомобилей и тракторов колеблется в пре-
делах 12—16 Хорошая маневренность автомобиля обеспечивается, если
поворот управляемых колес на полный угол происходит за 1,0—1,7 обо-
рота рулевого колеса в каждую сторону от среднего положения, соот-
ветствующего прямолинейному движению.

При повороте рулевого колеса поворачиваются цапфы управляе-
мых колес, и колеса изменяют направление движения. В результате от-
клонения колес от положения, занимаемого при прямолинейном движе-
нии, на них начинают действовать силы от боковых реакций дороги,
заставляющие несущую систему поворачиваться относительно центра
поворота О.

Для осуществления поворота колес к цапфе 8 (см. рис. 269), связан-
ной с продольной рулевой тягой 4 поворотным рычагом 5, надо прило-
жить момент М_ц, равный моменту сопротивления колес повороту, кото-
рый складывается из момента сопротивления колес качению и момента
сопротивления скольжению шин по опорной поверхности. Усилие Р_р,
которое требуется приложить к рулевому колесу радиусом R_K, опреде-
ляется по формуле:

^р_Р = —~ ------------------. (Ю9)

где i „ — передаточное число рулевого механизма; i —передаточное число рулевого
привода; г|_р — к. п. д. рулевого механизма.

Радиус рулевого колеса для различных машин меняется в пределах
от 190 мм (легковые автомобили) до 275 мм (грузовые автомобили,
тракторы, автобусы).

В случае если запроектированные передаточные числа не обеспечи-
вают требуемой легкости управления (по действующим нормам для
тракторов усилие на рулевом колесе не должно превышать ЗОН), при-
меняют усилители.

Усилитель должен обеспечить усилие Р_у с учетом силы Р, которую
водитель прикладывает к рулевому колесу при повороте управляемых
колес на месте:

P_y = P_v-P. (110)

Дата добавления: 2014-10-31