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

Тогда, совместив выражения (XVI. 18) и (XVI. 19), получим

jtrf"

' Р ~г с ( A S + ^ 5 д )

(XVI.20)

R m Щ ß i

В этом выражении переменным параметром является только давле­ ние рабочей жидкости р, зависящее от величины суммарного мо­ мента 2хМц сопротивления повороту управляемых колес (осей). Таким образом, выражение (XVI.20) математически описывает одно из важных требований к рулевому управлению с усилите­ лями — требование «чувства дороги».

Определение силы предварительного поджатия пружин реактив­ ных плунжеров — Рп0. Началом включения усилителя в работу считается начало' перемещения золотника в РУ. Это происходит тогда, когда осевая сила червяка рулевого механизма станет больше силы предварительного поджатия пружин. В момент на­

где /?ш и ßX— параметры рулевого механизма, которые являются известными и нормированными, а Рш0 определено требованиями (см. стр. 448). В частности, величина Rm выбирается в соответг

ОН 025

ствии с рекомендациями отраслевой нормали 2 5 7 —65 в зав11СИ'

мости от типа и веса автомобиля.

Определение диаметра реактивных плунжеров dn. Этот диа­ метр находится по максимально допустимой силе на рулевом ко­ лесе Р шшах ^ 0,10-^0,15 кН (10— 15 кгс) при наибольшем рабочем давлении в СЦ.

Из выражения (XVI.20) имеем

Число плунжеров z выбирается по опыту выполненных кон­ струкций (z = 4-е6). Найдя dn по известным рекомендациям, уста­ навливают геометрические размеры разжимных пружин. Раз­ меры пружины связаны между собой отношением:

454

Выполнение поверочных расчетов. При выполнении таких расчетов все параметры усилителя (а также рулевого управления и автомобиля в целом) считаются известными. Основной задачей таких расчетов является установление связей между суммарным моментом 2%Мц сопротивления повороту и давлением рабочей жидкости р, между усилием на рулевом колесе Рши р, построение рабочей характеристики усилителя и установление эффективности его действия. Для решения перечисленных задач используются выражения (XVI.20) и (XVI. 16), решенные относительно АД =

(XVI.24)

Задаваясь значениями р рабочего Давления, по выражению (XVI.20) находят усилие на рулевом колесе Рш, а затем по выра­ жению (XVI.24) A4S, которое может быть преодолено при данном значении р. На основании полученных данных строится рабочая характеристика усилителя: Ршсу = f (ЛД), Ршбу — f (Му) и Э = f ( М у). Удобнее всего строить указанную характеристику для среднего (нейтрального) положения управляемых колес (осей). Используя данные заводских чертежей, установили, что для авто­ мобиля УРАЛ-375 справедливы следующие зависимости:

Ршсу = 0,0145 -ІО-6 р + 0,035, кН;

Р ш бу = 0,205MS, кН;

A4S = 0,935 -IO“ «р + 0,173, кН-м,

где р — удельное давление рабочей жидкости в напорной полости силового цилиндра, Па.

По этим данным была построена рабочая характеристика уси­ лителя указанного автомобиля (рис. XVI. 13). Усилитель вклю­

предварительной оценке Му < 4 кН м (400 кгс м) и, следова­ тельно, усилитель автомобиля УРАЛ-375 выполнен со значитель­ ными резервами и возможности его недоиспользуются. Кривая I— III характеризует изменение усилия Ршбу на рулевом колесе без усилителя. -Показатель эффективности представлен кривой Э =

__^шбу. он ИзМенЯеТСя в пределах от 1 до 10. Штриховая линия

г шсу

показывает изменение удельного давления р рабочей жидкости.

455

Идентичную характеристику имеют усилители автомобилей ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131, различие только в некоторых количествен­ ных показателях.

На основании графиков, приведенных на рис. XVI. 13, показа­ тель эффективности Э можно представить в более конкретном виде

456

Рабочий процесс и основные соотношения усилителей с РУ

рулевой тяги, соединяющимся с сошкой. СД закреплен на балке управляемых колес и воздействует на поперечную тягу. Конструк­ ция РУ приведена на рис. XVI. 14. Палец 2 сошки через стакан, гайку м соединительный болт связан с золотником 3. Золотник размещен в корпусе 4\ корпус и золотник имеет ряд кольцевых, продольных и поперечных каналов. Корпус 4 золотника жестко соединен с продольной тягой 1, закрепленной на рычаге поворот­ ной цапфы левого колеса (см. рис. XVI. 12, б).

Между фланцем гайки и корпуса предусмотрен зазор АSA, допускающий осевой ход золотника. Когда золотник сдвинут из нейтрального положения в одно из крайних, общий зазор ста­ новится равным 2А5Д. Полости Г и Е являются реактивными: давление рабочей жидкости в этих полостях (одна из них в зави­ симости от направления поворота всегда связана с напорной ма­ гистралью, другая — со сливом) позволяет создать на рулевом колесе ощущение «дороги».

Рассмотрим работу усилителя, например, при повороте на­ право. К пальцу сошки приложена сила Рж, которая сдвигает золотник вправо на величину АS„. Жидкость от насоса поступает через золотник под напором в СД, обеспечивая поворот управляе­ мых колес. Другая полость СД через тот же золотник оказывается под сливом: рабочая жидкость из этой полости вытесняется в бак.

Если в какое-то мгновение остановить рулевое колесо (т. е. золотник), то за счет запаздывающего действия усилителя (обрат­ ная связь) продольная тяга, продолжая движение, поставит кор­ пус в нейтральное положение, Дальнейший поворот колес прекра­ тится. В рабочей полости цилиндра поддерживается лишь такое давление, чтобы противостоять дейстаию стабилизирующего мо­ мента: золотник частично не дошел до своего нейтрального (сред­ него) положения. Следовательно, кинематическое слежение в уси­ лителе налицо.

Через РУ осуществляется и силовое слежение («чувство до­ роги») в усилителе. При смещенном из среднего положения золот­ нике на последний действуют силы: 1) от сошки со стороны руле­

вого механизма: PQ = РшРшт]р. мгр.м -j-; 2) упор жидкости в реактив­

Из последнего выражения видно, что усилие на рулевом колесе зависит от давления рабочей жидкости, но давление жидкости

457

458

И з с и л о в о г о ц и л и н д р а н а с л и В

Рис. X V I . 14. Распределительное устройство грузовых автомобилей Г А З

задается дорожными условиями — моментом M s суммарного со­ противления управляемых колес (осей) повороту.

Нетрудно убедиться также, что усилитель способствует удер­ жанию управляемых колес в желаемом положении при внезапном проколе шин. При неисправностях усилителя поворот автомобиля осуществляется обычным путем: за счет затрат мускульной энер­ гии водителя.

Поскольку при максимальном давлении рабочей жидкости усилие на рулевом колесе не должно превосходить рекомендуе­ мого предела Ршшах, то из выражения (XVI.25) могут быть най­ дены потребные размеры реактивных камер (dMи сів):

max м*р. м

»у краг (1 — а2)

где а = -р- выбирается из конструктивных соображений. “Н

Необходимый диаметр D силового'цилиндра находится из вы­ ражения (см. рис. XVI. 12, б)

РиіКщІр. мТ)р. мЧп.

Реактивные площади золотника в полостях Г и Е разные. Их отношение равно отношению рабочих площадей поршня силового цилиндра

в сторону реактивной полости с меньшей площадью. Это обеспе­ чивает определенность его положения и, кроме того, несколько повышенное давление в полости СЦ, в которой размещен шток, и, следовательно, равновесное положение управляемых колес.

Конструктивное оформление самоустанавливающихся золот­ ников более простое, чем золотников с центрирующими пружи­ нами. Однако самоустанавливающиеся золотники требуют более точного изготовления и высокой обратимости рулевых механиз­ мов [XV 1.2).

Рабочая характеристика усилителя автомобиля ГАЗ-66 пред­ ставлена на рис. XVI. 15. Из характеристики видно, что для уси­ лителя данного типа коэффициент эффективности Э постоянен и"

459