Рулевые управления автомобиля и безопасность авто — Часть 1. Зубчатая передача

Июнь 19th, 2013

Для преобразования вращения рулевого вала в поперечное возвратно-поступательное перемещение звеньев рулевого привода используют зубчатую передачу, передачи, включающие винт, гайку и кривошип.

Одним из направлений развития зубчатой передачи явилось применение рулевых механизмов типа глобоидальный червяк — ролик, другим направлением — рулевых механизмов типа шестерня — рейка. Попытки внедрить в рулевом механизме без усилителя рабочую пару винт — гайка на шариках не увенчалась успехом из-за высокой стоимости и недостаточной надежности.

Следует отметить, что в месте контакта ролика и червяка исключительно высоки значения контактных напряжений. Это требует применения высококачественных материалов, тщательно подобранных для работы в паре, а также точного соблюдения технологического процесса (особенно термической обработки). Однако рулевые механизмы типа червяк — ролик имеют сравнительно простую регулировку, обладают высокой надежностью и поэтому получили широкое распространение на автомобилях всех классов и практически вытеснили в какой-то период шестеренные, реечные и другие рулевые механизмы в их первоначальном исполнении и широко используются до настоящего времени.

Вначале реечные рулевые механизмы не удовлетворяли основному требованию к рулевым механизмам — отсутствие в положении, которое соответствует прямолинейному движению, зазоров в зацеплении и не предотвращали передачу ударов от дороги на рулевое колесо. В настоящее время это требование почти полностью удовлетворяется путем установки подвижного в осевом и неподвижного в радиальном направлениях подпружиненного упора, прижимающего с некоторым нормированным усилием рейку к шестерне. Для повышения силы трения между упором и рейкой подбирается оптимальная для этого конфигурация контактирующих поверхностей.

В 70-е годы с целью повышения активной безопасности легковых автомобилей малого, а также особо малого классов и снижения усилия на рулевом колесе и передачи ударов на него на этих автомобилях начали применять вынесенные или встроенные в рулевой механизм усилители.

К рулевым механизмам автомобилей предъявляется ряд требований, основными являются следующие:

Исключительно высокая надежность, так как выход рулевого механизма (или привода) из строя ведет к аварии; удобство и легкость управления;

Отсутствие или минимальная передача на рулевое колесо ударов от неровностей дороги;

Минимальная масса, а также размеры, обеспечивающие хорошую компонуемость, что позволяет согласовать кинематику рулевого управления, а также подвески и обеспечить при этом необходимую долговечность;

Необходимая податливость как в прямом, так и в обратном направлениях;

Возможность размещения рулевого механизма в зоне наименьшей деформации кузова при ударе;

Оптимальная величина в среднем положении и характер изменения передаточного числа во всем диапазоне поворота;

Обеспечение необходимого соотношения поворотных углов управляемых колес.

Рубрики: Безопасность конструкции автомобиля | Теги: , , , , , ,