Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

способ поворота (поворот по-гусеничному)

424

движения за счет уменьшения люфтов и высокой жесткости при­

бокового скольжения колеса. Появление скорости vs при повороте является нежелательным. С целью снижения бокового скольже­ ния оси неуправляемых колес необходимо максимально прибли­ жать друг к другу, уменьшая расстояние /т.

Маневрирование при помощи поворота осей (рис. XVI. 1, б, I)

оборудуются, широкопрофильными колесными движителями (пнев­ мокатками) и сделать их поворотными из-за компоновочных

Поворот складыванием звеньев целесообразен для специальных длиннобазных транспортных средств, от которых требуется повы­ шенная маневренность (рис. XVI. 1, в). К таким транспортным средствам относятся сочлененные машины типа МАЗ-529 (СССР), ХМ-437 (США) и др. Угол складывания может доходить до 90°.

Маневрирование по-гусеничному (рис. XVI. 1, г) производится отключением от ДВС при помощи фрикциона Ф одного из бортов и его торможением тормозом Т с обязательным подводом мощ­ ности к другому борту. Этот способ поворота сопровождается большим расходом мощности ДВС, интенсивным скольжением колесных движителей и с точки зрения требований менее всего рационален. Однако в отдельных случаях для короткобазных транспортеров он оправдывается, поскольку приводит к значи­ тельному упрощению и удешевлению конструкции машины. Кру­ говой стрелкой НП на рис. XVI.I показано направление поворота автомобиля.

§ 77. РУЛЕВЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Рулевой механизм, являющийся редуктором, обеспечивает уве­ личение на валу сошки подведенного к рулевому колесу момента. Увеличение момента пропорционально угловому передаточному числу рулевого механизма, в общем случае равного

425

где dQ и dQ — элементарные углы поворота рулевого колеса и вала сошки; D, со — угловые скорости вращения соответственно рулевого колеса н вала сошки. Максимальная величина углового

При выборе г'р ы исходят лз того, что за один-два полных обо­ рота рулевого колеса управляемые колеса (пли оси) автомобиля должны успевать поворачиваться из нейтрального положения на максимальные углы (35—40°). С увеличением ір м уменьшается затрачиваемое для осуществления маневрирования усилие на ру­

имеет наибольшее значение. Это обеспечивает высокую точность вождения автомобилей на прямолинейных участках пути при вы­ соких скоростях и облегчает управление ими, поскольку, как по­ казывают статистические данные, основную часть поворотов со­ ставляют повороты с малыми отклонениями рулевого колеса от нейтрального положения.

Наряду с уменьшением затрат усилия рулевые управления с такими рулевыми механизмами снижают передаваемые от дороги на рулевое колесо удары и являются для водителей более удоб­

ными. В дальнейшем, когда Ѳ> -у, /р-м резко падает и на пери­

ферийных участках остается почти постоянным. На этих участках при небольших углах отклонения рулевого колеса удается полу­ чать значительные углы поворота управляемых колес (осей), что улучшает условия маневрирования.

Рулевые механизмы с переменным передаточным числом ір- м конструктивно не сложнее, чем рулевые механизмы, у которых

426

ip м = const, но менее технологичны и поэтому более дорогостоящи. Для автомобилей, снабженных усилителями, не выдвигается особых требований в отношении характера изменения ір м. Рулевой механизм в таких автомобилях служит в основном лишь для вклю­ чения золотниковой системы усилителя в работу и для обеспечения кинематического и силового следящего действия этой системы. Однако передаточное число и здесь должно быть все-таки доста­ точно большим, чтобы при выходе из строя усилителя водитель мог бы некоторое время управлять автомобилем без излишнего перенапряжения.

Рулевые механизмы конструируются таким образом, чтобы они имели высокий прямой к. ш д. (г|р м) ПРИпередаче усилия от рулевого колеса к сошке и несколько меньший обратный к. п. д.

О ѵ р) •

Обратный к. п. д. характеризует степень обратимости руле­ вого механизма. При очень малом значении обратного к. п. д. толчки и удары, воспринимаемые ходовой частью автомобиля, не доходят до рулевого колеса, так как гасятся силами трения в ру­ левом механизме. Это свойство является ценным. Но тем не менее им трудно воспользоваться полностью из-за того, что при низком обратном к. п. д. затрудняется самовозврат рулевого колеса в ис­ ходное положение под действием стабилизирующего момента. По­ этому с целью обеспечения возможности самовозврата рулевого колеса из повернутого положения в исходное и определенного огра­ ничения обратных ударов на него со стороны дороги рулевые ме­ ханизмы выполняются на пределе обратимости.

Во всех кинематических звеньях рулевого управления — от рулевого колеса до управляемых колес (осей) — зазоры (люфты) сводятся до минимума. Люфты обусловливаются ослаблением крепления рулевого колеса и сошки, износом деталей рулевого механизма, шарниров рулевого вала, тяг рулевого привода. Люфты при нейтральном (среднем) положении управляемых колес (осей) в новом рулевом управлении должны быть минимальны (близки к нулю), а в рулевом управлении, бывшем длительное время в эксплуатации, не должны превышать 25—30°. Следует иметь в виду, что при наличии усилителей некоторый люфт рулевого колеса даже при нейтральном положении неизбежен. Это объяс­ няется тем, что для включения усилителя в работу необходим не­ который осевой ход золотника и соответствующий этому ходу люфт рулевого колеса.

Отсутствие люфтов в рулевом управлении при нейтральном положении управляемых колес (осей) предотвращает «рыскание» автомобиля и его неустойчивое движение.

От среднего положения к периферии люфт рулевого колеса при тщательно отрегулированных всех звеньях рулевого управ­ ления все же должен возрастать. Нъ возрастает он только за счет особенностей зацепления и сопряжения рабочих деталей руле­ вого механизма (зацепление с односторонним зазором) и достигает

427

максимума (35—45°) в крайних положениях рулевого колеса. Такой преднамеренный характер изменения зазоров в зацеплении позволяет при очередных регулировках компенсировать износы в средней, наиболее-изнашивающейся части рулевого механизма без опасности заклинивания его при поворотах рулевого колеса в ту или иную сторону. Необходимая величина и закономерность изменения зазоров в зацеплении достигается соответствующими технологическими или конструктивными мероприятиями.

Рассмотрим типовые конструкции рулевых механизмов. Производство рулевых механизмов для отечественных авто­

мобилей регламентировано требованиями отраслевой нормали Н 8024—61. Она определяет рекомендуемые типы рулевых механиз­ мов в зависимости от осевого веса, приходящегося на управляемые колеса, межосевое расстояние картера рулевого механизма, раз­ меры поперечника вала сошки и другие параметры.

Червячные рулевые механизмы

Эти механизмы различаются формой червяка и конструкцией сопрягаемого с червяком ведомого элемента. Червяк может быть простым цилиндрическим (одноили двухзаходным) или глобондным. В качестве ведомого элемента используются секторы с боко­ вым расположением зубьев, червячные секторы, ролики (одно-, двухили даже трехгребневые) и др. Червячные рулевые меха­ низмы различаются также особенностями взаимного расположе­ ния червяка и ведомого элемента.

Червячно-спироидные рулевые механизмы с боковым сектором.

На рис. XVI.3 показан червячно-спироидный рулевой механизм, состоящий из цилиндрического двухзаходного червяка 1 и рас­ положенного сбоку сектора 2. Ось червяка сдвинута по направле­ нию к оси сектора на величину | = 40 мм и не является, таким образом, касательной к начальной окружности сектора. Наличие смещения g улучшает условия смазки зубьев и позволяет при зна­ чительной величине ір м = 2 1 получить сравнительно малогаба­ ритную конструкцию механизма. Рулевые механизмы этого типа применяются, как правило, на тяжелых машинах («Урал-375», КрАЗ-214 и др.).

Вал 4 сошки с большой точностью устанавливается на удли­ ненных игольчатых подшипниках 5. Червячно-спироидные пере­ дачи чуствительны к нарушению зацепления из-за упругих про­ гибов. Чтобы не прогибался сектор, в крышке картера рулевого механизма имеется упор У, ограничивающий деформацию сектора до 0,65 мм. Для предотвращения опасных прогибов червяка имеется упор В, ограничивающий прогиб до 0,45 мм. Зацепление червяка с сектором регулируется подбором толщины упорной бронзовой шайбы С, воспринимающей осевое усилие Q2■Осевой зазор в за­ цеплении червяк — сектор изменяется от 0,03 мм (среднее поло­ жение) до 0,5 мм (крайнее положение).

428

Рис. XVI.3. Червячно-спироидный рулевой механизм (конструкция)

429