Розрахунок рульового керування автомобіля

 

Рульове керування служить для зміни або підтримання обраного напрямку руху автомобіля і здійснення маневрування. В загальному воно складається з трьох основних частин: рульового механізму, рульового приводу і підсилювача.

Зміна напрямку руху автомобіля може здійснюватись чотирма способами:

- поворотом керованих коліс (коліс передньої осі, коліс кількох осей, коліс всіх осей);

- поворотом керованих осей або керованих візків (передньої осі, кількох осей, всіх осей або візків);

- складання ланок транспортного засобу (так званий опозитний спосіб повороту);

- бортовим способом (по-гусеничному).

З числа перелічених способів найбільше задовольняє вимогам споживачів автомобілів загального призначення спосіб повороту керованих коліс.

Оцінюючими параметрами рульового керування є кінематичне і силове передаточні числа, величина зазору в зачепленні і ККД рульового механізму і рульового приводу.

При виборі і обґрунтуванні конструкції органів рульового керування необхідно забезпечити виконання вимог до нього: витримка таких співвідношень між кутами кліс, за якого кочення всіх коліс не супроводжується їх бічним ковзанням; забезпечення узгодженості в кінематичному і силовому відношенні між поворотом рульового і керованого коліс; створення умов для забезпечення легкості керування і високої маневреності автомобіля.

Кінематичне передаточне число рульового приводу дорівнює відношенню елементарного кута повороту вала сошки до півсуми елементарних кутів і повороту відповідно внутрішнього і зовнішнього керованих коліс:

;

Величина не є постійною і залежить від положення ланок приводу. Тому її значення повинні визначатись графічно для різних кутів повороту коліс.

Кінематичне передаточне число рульового механізму в залежності від принципу, покладеного до основи його конструкції може бути постійним або змінним:

; ;

де і - зміна кутів повороту відповідно рульового колеса і вала сошки.

Враховуючи два останні вирази, загальне кінематичне передаточне число рульового керування:

;

Кут повороту рульового колеса сучасних автомобілів складає =540…1080⁰, кути повороту керованих коліс , кінематичні передаточні числа рульового керування вантажних автомобілів , легкових =13…22.

Силове передаточне число рульового керування дорівнює:

;

де G_k – сила тяжіння автомобіля, що припадає на керовані колеса, Н;

=0,018…0,022 – коефіцієнт опору кочення;

=0,6…0,8 – коефіцієнт зчеплення коліс з дорогою;

=(0,12…0,15)·- радіус ковзання шини, м;

- радіус кочення шини, м;

R= (0,20…),25)м – радіус рульового колеса, м;

=R – момент, який прикладається до рульового колеса, Н·м;

- зусилля, яке прикладається до рульового колеса, Н;

с – радіус обкочування керованого колеса м (для вантажних автомобілів с=0,05…0,12м, для легкових с=0,05…0,06 м).

В існуючих конструкціях сучасних автомобілів =100…300.