Рулевые управления автомобиля и безопасность авто — Часть 3. КПД рулевых механизмов

Июнь 19th, 2013

Рулевое управление с реечным рулевым механизмом в сравнении с рулевым управлением с механизмом типа червяк — ролик в ряде случаев, особенно в переднеприводных автомобилях, компонуется значительно лучине. Однако при расположении рулевого механизма снизу двигателя, около передней оси, необходимо располагать шестерню ближе к середине автомобиля, чтобы обеспечить необходимый ход рейки в обе стороны. При этом шестерня устанавливается под углом (до 40°) к оси автомобиля и в рулевой вал вводятся карданные шарниры. Таким образом, число шарниров также обычно достигает шести.

Одновременно следует отметить, что хотя расположение шестерни под углом к рейке вызывает определенные конструктивные и технологические трудности, а также требует введения двух дополнительных шарниров с большими рабочими углами, расположение шестерни под углом, в делом, полезно, так как улучшает плавность работы зубчатой пары. Так, например, при угле между шестерней и рейкой 25° коэффициент перекрытия при шести зубьях на шестерне близок к двум. Однако на некоторых автомобилях оплошной рулевой вал без шарниров устанавливают под углом 5—8° к продольной оси автомобиля, вследствие чего плоскость вращения рулевого колеса не совпадает с поперечной плоскостью автомобиля (перекос около 30—40 мм на диаметре обода), что снижает уверенность управления автомобилем, но позволяет оставить в рулевом управлении только четыре шарнира.

Разница КПД рулевых механизмов различных типов сравнительно невелика (табл. 6).

Таблица 6. КПД рулевых механизмов.

Тип рулевого механизма

КПД при прямом ходе

КПД при обратном ходе

Относительная стоимость механизма, %

Рейка — шестерня

0.80

0,80

100

Червяк — ролик

0,70

0,68

130

Винт и гайка на шариках

0,72

0,65

140

Вместе с тем следует отметить, что масса рулевых механизмов типа шестерня — рейка часто превышает массу рулевых механизмов типа червяк — ролик.

Соотношение углов поворота, влияющее в значительной степени на управляемость при движении по криволинейной траектории, как показали проведенные измерения последних моделей автомобилей, имеющих реечное рулевое управление, а также на автомобилях с рулевым управлением типа червяк — ролик, выполняется близким к классическому.

Очень большое влияние на управляемость, как при движении по прямой, так и особенно при выполнении маневров, оказывают величина и характер изменения передаточного числа рулевого управления. Следует отметить, что для повышения передаточного числа рулевого механизма типа червяк — ролик необходимо увеличить его размеры (межцентровое расстояние и длину червяка). При реечном рулевом управлении, наоборот, увеличение передаточного числа достигается за счет уменьшения его размеров (диаметра шестерни до возможной по условиям технологии ее изготовления и прочности). Как правило, число зубьев шестерни равно 5—6.

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