Рубрика: Рулевое управление

Рулевой механизм типа «глобоидальный червяк—трехгребневый ролик»

Устройство рулевого механизма

В состав рулевого механизма входит рулевое колесо, вал, заключенный в рулевую колонку, и рулевой редуктор, связанный с рулевым приводом. Рулевой механизм позволяет уменьшить усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу для преодоления сопротивления, возникающего при повороте управляемых колес машины вследствие трения между шинами и дорогой, а также деформации грунта при движении по грунтовым дорогам. Рулевой редуктор представляет собой механическую передачу (например, зубчатую), установленную в корпусе (картере) и имеющую передаточное число 15 — 30. Рулевой механизм уменьшает усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, связанному посредством вала с редуктором, во столько раз. Чем больше передаточное отношение рулевого редуктора, тем легче водителю поворачивать управляемые колеса. Однако с увеличением передаточного числа рулевого редуктора для поворота на некоторый угол управляемого колеса, связанного через детали привода с выходным валом редуктора, водителю необходимо повернуть рулевое колесо на больший угол, чем при малом передаточном числе. При движении ТС с высокой скоростью труднее совершать резкий поворот под большим углом, поскольку водитель не успевает поворачивать рулевое колесо. Передаточное отношение рулевого редуктора: Up = (ap/ac) = (pc/pp) где ар и ас — углы поворота соответственно рулевого колеса и выходного вала редуктора; Рр, Рс — усилие, приложенное водителем к рулевому колесу, и усилие на выходном звене рулевого механизма (сошке). Так, для поворота сошки на 25° при передаточном отношении рулевого редуктора, равном 30, рулевое колесо необходимо повернуть на 750°, а при Up = 15 — на 375°. При усилии на рулевом колесе 200 Н и передаточном отношении Up = 30 водитель на выходном звене редуктора создает усилие 6 кН, а при Up = 15 — в 2 раза меньше. Целесообразно иметь переменное передаточное отношение рулевого механизма. При малых углах поворота рулевого колеса (не более 120°) предпочтительно большое передаточное отношение, обеспечивающее легкое и точное управление автомобилем при движении с высокой скоростью. При низких скоростях малое передаточное отношение позволяет при небольших углах поворота рулевого колеса получать значительные углы поворота управляемых колес, что обеспечивает высокую маневренность автомобиля. Выбирая передаточное отношение рулевого механизма, исходят из того, что управляемые колеса должны поворачиваться из нейтрального положения на максимальный угол (35…45°) не более чем за 2,5 оборота рулевого колеса. Рулевые механизмы могут быть нескольких типов. Наиболее распространенными из них являются «червяк—трехгребневый ролик», «червяк—шестерня» и «винт—шариковая гайка-рейка—шестерня». Шестерня в рулевом механизме выполнена в виде сектора. Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки, установленной на выходном валу рулевого редуктора. Рулевой механизм при движении полностью груженого автомобиля, как правило, должен обеспечивать усилие на ободе рулевого колеса не более 150 Н. Угол свободного поворота рулевого колеса (люфт) для грузовых автомобилей обычно не должен превышать 25° (что соответствует длине душ 120 мм, измеренной по ободу рулевого колеса) при движении грузового автомобиля по прямой. Для автомобилей других типов люфт рулевого колеса иной. Люфт возникает из-за износа в эксплуатации деталей рулевого управления и разрегулировки рулевого механизма и привода. Для уменьшения потерь на трение и защиты деталей рулевого редуктора от коррозии в его картер, укрепленный на раме машины, заливают специальное трансмиссионное масло. При эксплуатации ТС необходимо регулировать рулевой механизм. Регулировочные устройства рулевых редукторов предназначены для устранения, во-первых, осевого люфта рулевого вала или ведущего элемента...

Радиус поворота обычного автомобиля и автомобиля со всеми управляемыми колесами

Рулевое управление с двумя управляемыми осями

Устойчивость и управляемость автомобиля при поворотах во многом зависит от направления следования задней оси по колее передней. Это необходимо для уменьшения угла поворота автомобиля и износа его шин. Применение управляемой задней оси позволяет уменьшать поперечные ускорения при повороте автомобиля, что повышает его устойчивость. Системы управления всеми четырьмя колесами значительно улучшают маневрирование автомобилем: Во-первых – повышается чувствительность автомобиля к повороту рулевого колеса. Ведь при тихой езде по городским улочкам лучше иметь «острое» рулевое управление, чтобы не вращать рулевое колесо на несколько оборотов при каждом маневре. На автостраде же «острые» рулевое управление может вызвать проблемы – автомобиль будет слишком резко реагировать даже на небольшие подруливания. Во вторых – улучшить маневренность автомобиля при парковке или развороте в стесненных городских условиях, то есть уменьшить радиус поворота. И в третьих – повысить курсовую устойчивость при резких маневрах на высокой скорости. Поворот задних колес в ту же сторону, что и передних, позволяет сохранить направление и скорость движения центра масс автомобиля, но значительно увеличить мгновенный радиус поворота. При этом уменьшаются действующие на автомобиль боковые силы и, как следствие, повышается курсовая устойчивость. При движении на малой скорости задние колеса поворачиваются в противофазе с передними, и мгновенный радиус поворота уменьшается, а при движении на большой скорости в быстром вираже или при перестроении из ряда в ряд на автостраде, задние колеса, наоборот, будут поворачиваться на небольшой угол в ту же сторону, что и передние. К примеру, автомобиль, совершая маневр на автостраде, будет словно не поворачивать, а переходить из ряда в ряд параллельно полосам разметки. Автомобиль при этом будет двигаться по дуге меньшей кривизны и большего радиуса. Момент, поворачивающий автомобиль вокруг вертикальной оси, будет меньше – стало быть, уменьшится и риск потери курсовой устойчивости и развития заноса задней оси. Рис. Радиус поворота обычного автомобиля (МЦП – мгновенный центр поворота) и автомобиля со всеми управляемыми колесами (4WS) В связи с эти некоторые производители вносят в конструкцию автомобиля управление задней осью. Одной из первых такую конструкцию механического управления задней осью представила фирм Мицубиси. Рис. Механическое управление задней осью: 1 – масляный насос; 2 – ресивер; 3 – рулевой механизм с гидроусилителем; 4 – рулевое колесо; 5 – золотник; 6 – редукционный клапан; 7 – масляный насос задней оси; 8 – силовой цилиндр В общую систему управления автомобилей входят рулевой механизм с гидроусилителем силовым цилиндром) управления передней осью 3, масляный насос 1, масляный насос управления задней осью 7, гидрораспределитель управления задней осью с золотником 5 и редукционным клапаном 6, силового цилиндра управления задней осью 8, рулевых тяг поворота передней и задней осью. При повороте передних колес управляющее давление силового цилиндра передних колес передается в силовой цилиндр задних колес. При этом учитывается давление в системе, скорость поворота и уровень боковой нагрузки передней оси. Управляющее давление воздействует на золотник гидрораспределителя задней оси. В зависимости от воздействующего давления золотник передвигаясь открывает на определенную величину масляные каналы, по которым рабочая жидкость подается в силовой цилиндр управления задней осью. Поршень силового цилиндра, передвигаясь, воздействует на рулевые тяги задней оси, поворачивающие на необходимый угол заднюю ось. По мере развития электронных систем управления их стали применять и в управлении задней оси...

Shemy-rulevogo-upravleniya-i-ustanovki-perednih-koles

Способы поворота и принцип работы рулевого управления тракторов и автомобилей

Управляемость машины это способность ее двигаться точно по задаваемой траектории при условии минимальных физических и психологических нагрузок на водителя. Понятие управляемости включает в себя свойства курсовой устойчивости (способность изменять направление движения по заданной траектории при соответствующем воздействии на орган управления). Существуют следующие способы поворота колесных тракторов и автомобилей: поворот всех колес или только передних управляемых излом шарнирно-сочлененной рамы машины создание разности вращающих моментов на ведущих колесах бортовой способ поворота по принципу гусеничных машин комбинированный способ, сочетающий первый и третий способы поворота Автомобили и большинство тракторов поворачивают, изменяя направление движения передних колес, а тракторы Т-150К, К-701 — в результате поворота одной части рамы относительно другой вокруг соединяющего их вертикального шарнира. Рулевое управление классифицируют по следующим признакам: по расположению на машине — с левым или правым расположением по конструкции рулевого механизма — червячные, реечные, кривошипно-винтовые, комбинированные и др. по конструктивным особенностям рулевого привода — привод к управляемым колесам и управляемым осям или к складывающимся полурамам Рулевое управление должно быть легким и удобным, для чего усилие на рулевом колесе и угол его поворота должны быть ограниченными. Кроме того, необходимо, чтобы рулевое управление обеспечивало правильную кинематику поворота и безопасность движения, а поворот колес происходил так, чтобы их качение не вызывало проскальзывания. Это обеспечивается соединением рулевого управления в форме трапеции. К рулевому управлению предъявляют следующие требования: Обеспечение высокой маневренности, при которой возможны крутые и быстрые повороты на сравнительно ограниченных площадях. Легкость управления, оцениваемая усилием, прилагаемым к рулевому колесу. Высокая степень надежности действия, поскольку выход рулевого управления из строя в большинстве случаев заканчивается аварией или катастрофой. Правильная кинематика поворота, при которой колеса всех осей автомобиля катятся по концентрическим окружностям (невыполнение этого требования приводит к скольжению шин по дороге, интенсивному их изнашиванию, излишним расходам мощности двигателя и топлива). Умеренное ощущение толчков на рулевом колесе при езде по плохим дорогам, что снижает безопасность движения. Точность следящего действия, в первую очередь кинематического, при котором любому заданному положению рулевого колеса будет соответствовать вполне определенная заранее рассчитанная крутизна поворота. Отсутствие в рулевом управлении больших зазоров, приводящих к плохому держанию автомобилем дороги, к его вилянию. Рулевое управление машины с передними управляемыми колесами состоит из переднего моста, трапеции управления, рулевого привода и рулевого механизма (рисунок а). Передние колеса устанавливают на цапфах 13, соединенных с передней осью шкворнями. Все это образует передний мост. Рисунок. Схемы рулевого управления и установки передних колес: а — схема рулевого управления: 1 — гидроусилитель; 2 — рулевое колесо; 3 — рулевая колонка; 4 — вал рулевого механизма; 5 — карданная передача; 6 — винт гидроусилителя; 7 — поршень-рейка; 8 — зубчатый сектор; 9 — стойки; 10- вал сошки; 11 — поворотный рычаг; 12 — поперечная тяга; 13 — поворотная цапфа; 14 — передняя ось; 15 — рулевая сошка; б — развал колес и поперечный наклон шкворня; в — продольный наклон шкворня; г — схождение колес На цапфах закреплены рычаги 11, связанные шарнирно с поперечными тягами 12, Рычаги 11 и поперечные тяги 12 с передней осью 14 составляют трапецию управления, предназначенную для поворота колес. Тяги 22 соединены с рулевой сошкой 15, сидящей на валу 10 с закрепленным на нем зубчатым...

Усилители управления руля

В качестве усилителя рулевого управления наибольшее распространение получили гидравлические усилители, состоящие из источника энергии — насоса (Н) с баком (Б), распределительного устройства (РУ) — клапана управления, исполнительного механизма (ИМ) — силового цилиндра. Рис. Схема гидравлического усилителя рулевого управления: 1 — реактивные полости; 2 — центрирующие пружины; 3 — золотник РУ; 4 — корпус золотника РУ; 5 — продольная рулевая тяга; 6, 7 — каналы корпуса золотника; Б — бак; Н — насос; РМ — рулевой механизм; РУ — распределительное устройство (клапан); ИМ — исполнительный механизм (гидроцилиндр); S — перемещение золотника; А, В — полости Достоинства усилителей рулевою управления следующие: облегчение управления автомобилем снижение ударных нагрузок от неровностей дороги, передающихся на рулевое колесо повышение безопасности при разрыве шин (автомобиль можно удержать на заданной траектории) недостатки: ухудшение стабилизации управляемых колес повышение износа шин из-за излишне частых поворотов на месте Кроме того, рулевое управление с гидравлическим усилителем более склонно к появлению автоколебаний. Недостатки гидравлического усилителя в основном связаны с тем, что насос приводится в действие от вала двигателя: при неработающем двигателе усилитель не работает, при малой частоте вращения вала двигателя производительность насоса может оказаться недостаточной, а при высокой частоте она обычно избыточная. Кроме того, отбор мощности составляет 4…5% мощности двигателя. В последние годы все большее распространение получают усилители, не обладающие этими недостатками: электрогидравлические и электрические. Электрогидравлические усилители отличаются от гидравлических в основном тем, что у них привод насоса осуществляется от электродвигателя, причем часто с электронным блоком управления. Электрические усилители вместо системы насос—клапан управления— гидроцилиндр используют электродвигатель с электронным блоком управления. Их основные преимущества: более высокая экономичность, низкий уровень шума, небольшие масса, габариты и стоимость. Одна из схем электрического усилителя рулевого управления представлена на рисунке. Рис. Структурная схема электрического усилителя рулевого управления: 1 — рулевое колесо; 2 — датчик крутящего момента; 3 — рулевой механизм; 4 — исполнительный электродвигатель; 5 — блок управления; 6 — датчик скорости автомобиля; 7 — датчик угловой скорости электродвигателя Рис. Компоновочные схемы рулевых управлений с гидравлическим усилителем: а — ЗИЛ; б — «Урал»; в — МАЗ; г — ГАЗ; Б — бак; Н — насос; РМ ~ рулевой механизм; РУ — распределительное устройство (клапан); ИМ — исполнительный механизм (гидроцилиндр) В настоящее время основная масса отечественных грузовых автомобилей оснащена гидравлическими усилителями рулевого управления. Остановимся на них более подробно. По компоновке с рулевым механизмом (РМ) возможны следующие варианты: РУ — ИМ — РМ в одном блоке (ЗИЛ); ИМ отдельно, РУ—РМ в одном блоке («Урал»); РМ отдельно, РУ—ИМ в одном блоке (МАЗ); РУ, ИМ, РМ отдельно (ГАЗ). Особенности этих компоновочных схем: 1-я схема: компактность, два коротких трубопровода к насосу. Недостатки: привод и вал сошки воспринимают полные нагрузки и толчки; 2-я схема: вал сошки разгружен, но добавились трубопроводы между РУ и ИМ; 3-я схема: вал сошки разгружен, имеются два длинных трубопровода; 4-я схема: если ИМ воздействует на рулевую трапецию, то разгружен вал сошки и часть деталей привода при удлинении трубопроводов и опасности возникновения колебаний давления в усилителе. Требования к усилителям рулевого управления: при неисправном усилителе автомобиль не должен терять управляемость; усилитель не должен самостоятельно включаться от толчков со стороны дороги и предоставлять возможность поддерживать нужное направление...

Назначение и общее устройство рулевого управления автомобиля

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. Изменяют направление при помощи поворота передних направляющих колес. В рулевое управление входят рулевой механизм и рулевой привод. Рулевой механизм Рулевой механизм служит для передачи усилия от рулевого колеса к рулевой сошке. Рулевой механизм состоит из рулевого колеса 9, рулевого вала 10, рулевой колонки 8, картера 6 с рулевой передачей и вала 5 рулевой сошки 4. Рис. Схема рулевого управления: 1 — поворотный кулак; 2 — верхний рычаг левого поворотного кулака; 3 — продольная рулевая тяга; 4 — рулевая сошка; 5 — вал рулевой сошки; 6 — картер рулевого механизма; 7 — червяк; 8 — рулевая колонка; 9 — рулевое колесо; 10 — рулевой вал; 11 — ролик; 12 — поперечная рулевая тяга; 13 — наконечник поперечной тяги; 14 — нижняя тяга На автомобилях применяются главным образом следующие типы рулевых передач: глобоидальный червяк с двух- или с трехгребневым роликом и червяк с боковым сектором. Рулевая передача, состоящая из глобоидального червяка и ролика, устроена следующим образом. На нижнем конце рулевого вала 8 напрессован глобоидальный червяк 5 (червяк со специальной резьбой). Опорами для червяка служат два роликоподшипника 3. С червяком зацепляется своими гребнями ролик 10, сидящий на шариковых 14 или на игольчатых подшипниках на оси 15, смонтированной в прорези головки 16 вала 11 рулевой сошки 17. Рис. Рулевая передача с глобоидальным червяком и двухгребневым роликом (автомобили ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А): 1 — нижняя крышка картера; 2 — регулировочные прокладки; 3 — роликоподшипник червяка; 4 — картер; 5 — глобоидальный червяк; 6 — пробка заливного отверстия; 7 — верхняя крышка картера; 8 — рулевой вал; 9 — роликоподшипник вала сошки; 10 — двухгребневый ролик; 11 — вал рулевой сошки; 12 — бронзовая втулка; 13 — сальниковое уплотнение; 14 — шарикоподшипник ролика; 15 — ось ролика; 16 — головка вала сошки; 17 — рулевая сошка При вращении рулевого колеса червяк заставляет находящийся с ним в зацеплении ролик вместе с рулевой сошкой поворачиваться относительно оси вала сошки. Вогнутая форма червяка обеспечивает правильное зацепление пары червяк — ролик в различных положениях рулевой сошки. Установка ролика на подшипниках качения уменьшает потери на трение и износ (при вращении червяка ролик не скользит по поверхности его резьбы, а перекатывается). Рис. Рулевая передача с цилиндрическим червяком и боковым сектором (автомобили КрАЗ-214 и КрАЗ-219): 1 — сальниковое уплотнение подшипников червяка; 2 — роликоподшипник червяка; 3 — цилиндрический червяк; 4 — рулевой вал; 5 — пробка заливного отверстия; 6 — регулировочные прокладки; 7 — картер; 8 — боковой сектор; 9 — игольчатые подшипники; 10 — пробка сливного отверстия; 11 — сальник; 12 — рулевая сошка Рулевая передача, состоящая из червяка и бокового сектора, показана на рисунке. Для этой передачи применяется цилиндрический червяк 3. Червяк напрессован на рулевой вал 4 и опирается на два роликоподшипника 2. Червяк находится в зацеплении со спиральными зубьями бокового сектора 8, который выполнен заодно с валом рулевой сошки и вращается в картере 7 на двух игольчатых подшипниках 9. Такого типа передачи применяются на автомобилях большой грузоподъемности, где через рулевое управление передаются большие усилия. Рулевые передачи размещаются в литом картере, заполненном, маслом....

Зависимость момента на рулевом колесе от скорости движения автомобиля

Гидравлический усилитель рулевого управления с электронным управлением

Чем выше скорость автомобиля, тем меньшие усилия должен прилагать водитель к рулевому колесу, чтобы изменить направление движения, что может привести к потере управляемости. Такая принципиальная закономерность характерна для всех систем рулевого управления (с постоянным и переменным передаточным отношением). Поэтому при разработке рулевого управления принимаются компромиссные решения. Для улучшения управляемости автомобиля следует повышать крутящий момент при высоких скоростях и сводить его до минимума при малых скоростях движения и при парковке. Для выполнения этих требований современные легковые автомобили оснащаются гидроусилителями с электронным управлением и регулированием типа Servotronic. Эта система регулирует усилия на рулевом колесе в зависимости от скорости автомобиля. Рис. Зависимость момента на рулевом колесе от скорости движения автомобиля при применении гидроусилителя типа Servotronic. Нулевая скорость соответствует парковке. Усилитель руля Servotronic создан на базе обычного гидроусилителя. Измененная конструкция клапана управления с поворотным золотником позволяет реализовать принцип непосредственной гидравлической обратной связи. Применением электрогидравлического преобразователя и соответствующим приспособлением клапана управления удалось обеспечить зависимость степени усиления от скорости автомобиля. Необходимое для работы системы Servotronic давление рабочей жидкости порядка 130 кгс/см2 создается гидронасосом обычной конструкции. Под этим давлением рабочая жидкость поступает к поворотному золотнику 7 клапана управления. В свободном состоянии торсион удерживает клапан управления в среднем (нейтральном) положении. Рис. Схема рулевого управления оборудованного гидроусилителем с электронным управлением: 1,7 – поворотный золотник; 2,5 – торсион; 3 – электронный блок управления; 4 – датчик сигнала скорости; 6 – штифт; 8 – насос гидравлический; 9 – резервуар; 10 — предохранительный и перепускной клапан; 11 – реактивный поршень; 12 – электромагнитный клапан; 13,18 – распределительная втулка; 14 – правая полость силового цилиндра;15 — левая полость силового цилиндра; 16 – подвод жидкости к правой полости; 17 – подвод жидкости к левой полости; 19- поршень; а – нейтральное положение; б – поворот вправо; в – поворот влево В блоке клапана управления находится торсион 5. Верхняя часть торсиона соединена штифтом с золотником 7. Нижняя его часть соединена также штифтом с ведущей шестерней 19 и с втулкой распределителя 13. Торсион связан с рулевым валом через карданный шарнир. Соединения торсиона выполнены посредством штифтов 6. Рис. Соединения торсиона: 5 – торсион; 6 – штифт; 7 – поворотный золотник; 13 – распределительная втулка; 19 – ведущая шестерня Подаваемая гидронасосом рабочая жидкость поступает через входное сверление в корпус клапана управления и далее через кольцевой паз и радиальные отверстия в распределительной втулке клапана к регулирующим кромкам золотника. При нейтральном положении клапана рабочая жидкость перетекает через приточные кромки золотника 1 и поступает во все продольные пазы распределительной втулки и далее мимо сливных кромок золотника в его сливные пазы. Через эти пазы рабочая жидкость отводится в сливную полость и далее в бачок. При этом правая и левая полости силового цилиндра оказываются соединенными между собой через подключенные к ним трубопроводы и кольцевые пазы в корпусе клапана. При повороте рулевого колеса налево создаваемый водителем крутящий момент передается на торсион 2, верхний конец которого соединен штифтом 6 с поворотным золотником, а нижний конец – с распределительной втулкой 18 и приводной шестерней рулевого механизма. В результате торсион скручивается подобно стабилизатору при наезде одного из колес автомобиля на неровность дороги. При закрутке торсиона золотник вместе с...

Структурная схема системы поддержания заданной скорости движения ТС

Назначение систем управления. Основные требования

Под системой управления ТС в широком смысле будем понимать совокупность устройств, предназначенных для управления движением ТС и обеспечения функционирования его узлов и агрегатов. Современные ТС в зависимости от целевого назначения снабжены множеством систем управления и диагностики, значительно облегчающих труд водителя. Широко применяются усилители, способствующие уменьшению физической и нервной нагрузок при управлении ТС. В настоящее время на ТС получают распространение и электронные автоматизированные системы управления в виде микропроцессоров, микроЭВМ или аналоговых вычислительных устройств, на которые возлагается часть операций по управлению машиной, контролю за работой различных узлов и агрегатов. В первую очередь автоматизируются операции, связанные с повышением безопасности движения, защитой экипажа, поддержанием комфортабельных условий работы водителя, а также монотонные операции по управлению, существенно утомляющие водителя. Однако автоматизация процессов движения машин затруднена из-за невозможности учета всех факторов в алгоритмах управления различными их системами и агрегатами. Примером частичной автоматизации управления ТС может служить система поддержания заданной скорости движения. Эта система обеспечивает поддержание стабильной скорости движения или ее регулирование по заданной программе с помощью бортовой микроЭВМ. Подобные системы используются в основном при движении ТС на свободном участке местности. Блок индикации позволяет водителю контролировать работу системы и при необходимости корректировать ее работу. Серво-клапан, управляющий положением топливной заслонки по заданной программе и приводимый в движение от мощного модуля, постоянно подает сигнал на бортовую микроЭВМ. Последняя в соответствии с сигналом, поступающим от датчика скорости, обеспечивает ее постоянство или регулирование в заданном диапазоне. Рис. Структурная схема системы поддержания заданной скорости движения ТС Как известно, электронные приборы работают быстрее и точнее, чем механические регулирующие устройства. Поэтому при различных процессах регулирования коробок передач, двигателей и тормозных механизмов с помощью электродики (в том числе бортовой и ведущей ЭВМ) обеспечивается точность дозирования управляющего сигнала и высокая надежность управления. Электроника применяется и для управления АБС на тягачах большой грузоподъемности, в частности выпускаемых Минским автозаводом (Беларусь). Электронной мультикомплексной системой управления и диагностики (ЭМСУД), например, оснащен трехосный «Урал-4320-45» (6×6). Использование электроники и микропроцессорной техники существенно уменьшает утомляемость водителей и позволяет (в случае применения их диагностических возможностей) оптимизировать затраты на техническое обслуживание. Массовое использование на ТС электронных автоматизированных систем управления ограничено в основном из-за их высокой стоимости и недостаточной надежности, что заставляет конструкторов модернизировать уже существующие системы управления и одновременно искать новые решения. При помощи автоматических систем управления уже сейчас на транспорте успешно решаются задачи, связанные с увеличением средней скорости движения ТС, ограничением максимальной скорости, сокращением расхода топлива, улучшением управляемости и проходимости, плавности хода, повышением тормозных качеств и др. В системах ограничения максимальной скорости грузовых ТС предусмотрены два варианта, выбираемые при установке соответствующего электронного блока: либо ограничение скорости пропорциональным клапаном и пневмоцилиндром, либо управление моторным тормозом для ограничения скорости движения. Пропорциональный клапан управляет пневмоцилиндром ограничения скорости. Как правило, максимальная скорость выбирается в диапазоне 30… 120 км/ч. Она не может быть изменена водителем. В электронном блоке также имеется аналогичная опция ограничения скорости при перегрузке оси. При скоростях движения не менее 35 км/ч по команде водителя можно установить предельное значение ограничения скорости (режим «темпосет»). В системе управления предусмотрены два вида диагностики: упрощенная с применением световых мигающих кодов контрольной лампы, и углубленная, осуществляемая с помощью специального компьютерного диагностического комплекта. Какие...

Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями

Принцип действия усилителя рулевого управления с электроусилителем

Водитель поворачивает рулевое колесо, прикладывая к нему определенный крутящий момент. Под действием этого момента закручивается торсион. Датчик момента 1 на рулевом колесе измеряет величину его закрутки и направляет соответствующий сигнал на вход блока управления 5. При этом с датчика поворота колеса 6 поступают сигналы, соответствующие моментальному углу поворота рулевого колеса и скорости его поворота. Рис. Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями: 1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – ведущая шестерня 1; 3 – ведущая шестерня 2; 4 – электродвигатель усилителя; 5 – электронный блок усилителя; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления Блок управления рассчитывает крутящий момент, который должен развивать двигатель усилителя в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, частоты вращения вала двигателя, угла и скорости поворота рулевого вала, а также с учетом записанных в его памяти характеристик. Рассчитанная таким образом величина служит для управления электродвигателем усилителя. На основании заданных характеристик блок управления подаёт управляющий сигнал на электродвигатель, который передаёт необходимый дополнительный момент через рулевой механизм на рулевые тяги. Перемещение рейки рулевого механизма происходит под действием суммарного усилия, создаваемого как в результате преобразования крутящего момента на рулевом колесе, так и момента двигателя усилителя. Если водитель перестал вращать рулевое колесо или отпустил его, торсион полностью раскручивается. При этом момент на шестерне рулевого механизма снижается до нуля. Ввиду определенной геометрии подвески при повороте колес возникают реактивные усилия, которые стремятся вернуть их в исходное положение. Обычно эти силы настолько малы, что не могут преодолеть силы трения в механизмах рулевого управления и вернуть колеса в среднее положение. Такая ситуация распознается блоком управления по сигналу датчика поворота 6 рулевого вала. Блок управления рассчитывает крутящий момент, который должен развивать электродвигатель усилителя для поворота колес автомобиля в среднее положение. Величина этого момента зависит от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, частоты вращения вала двигателя, угла и скорости поворота рулевого вала; она определяется с учетом записанных в памяти блока управления характеристик. В результате включается электродвигатель усилителя, который поворачивает колеса автомобиля в среднее положение. При отключенной или неисправной аккумуляторной батарее и работающем двигателе блок управления бортовой сетью обеспечивает питание электромеханического усилителя от генератора. При необходимости производится отключение определенных потребителей электроэнергии, имеющих более низкий приоритет подключения к сети. При отключении усилителя по причине системной неисправности рулевое управление полностью сохраняет свою работоспособность, а автомобиль – управляемость. Производители автомобилей БМВ в конструкции своих автомобилей начали применять активное рулевое управление. Суть такого управления заключается в том, что рулевой вал не сплошной, а разделенный, и соединяется с помощью сдвоенного планетарного редуктора. Корпус редуктора может поворачиваться с помощью специального электродвигателя по команде электронного блока управления. В зависимости от скорости движения автомобиля электронный блок управления меняет передаточное отношение рулевого механизма – увеличивая усилия при движении на шоссе и уменьшая при парковке. В последнем случае, изменяя передаточные отношения редуктора, уменьшается необходимость поворота рулевого колеса на большие углы. Современные системы электроусилителей ограничены по эффективной мощности при применяемом бортовом напряжении 12 В, поэтому на современном этапе такие системы находят применение только на легковых автомобилях.

Составные части рулевого механизма и рулевых тяг

Составные части рулевого механизма и рулевых тяг

Рулевое управление автомобиля состоит из рулевой колонки с рулевым колесом, а также рулевого механизма типа зубчатой рейки с боковыми тягами, соединяющими зубчатую рейку с поворотными стойками колес. Рулевое управление позволяет изменять направление движения автомобиля. Каждая из боковых рулевых тяг оснащена шаровыми опорами, не требующими обслуживания, а также имеет на концах резьбу, для обеспечения возможности регулировки длины. Составные части рулевой колонки, а также рулевого механизма с боковыми тягами показаны на рисунке. Рис. Составные части рулевого механизма и рулевых тяг: 1 — зубчатая рейка, 2 — вал с шестерней, 3 — корпус рулевого механизма, 4 — упор зубчатой рейки, 5 — втулка зубчатой рейки, 6 — вкладыш, 7 — скоба, 8 — внутренняя скоба, 9 — тяга, 10 — наконечник, 11 — левый чехол, 12 — правый чехол.

Особенности устройства рулевого управления отечественных автомобилей

На автомобилях ГАЗ-69 и ГАЗ-69А устанавливаются одинаковые и полностью взаимозаменяемые рулевые управления. Рулевая сошка 13 устанавливается на шлицах вала 12 и закрепляется гайкой со стопорной шайбой. Рулевой вал 4 помещен внутри рулевой колонки 5, которая нижним концом надевается на выступ картера рулевого механизма и затягивается хомутом 6. Верхний конец колонки крепится в резиновой втулке к щитку приборов. Рулевая сошка соединена промежуточной тягой 15 с плечом двойного рычага 18 правого поворотного кулака. Второе плечо рычага через поперечную тягу 17, расположенную спереди моста, соединено с рычагом 16 левого поворотного кулака. Рис. Рулевое управление автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — рулевое колесо; 2 — поджимная пружина; 3 — упорный подшипник; 4 — рулевой вал; 5 — рулевая колонка; 6 — стяжной хомут; 7 — пробка заливного отверстия; 8 — верхняя крышка картера; 9 — регулировочные прокладки; 10 — картер; 11 — нижняя крышка картера; 12 — вал рулевой сошки; 13 — рулевая сошка; 14 — стяжной хомут крепления наконечника; 15 — промежуточная тяга; 16 — рычаг левого поворотного кулака; 17 — поперечная рулевая тяга; 18 — двойной рычаг правого поворотного кулака Автомобили ГАЗ-63 и ГАЗ-51А имеют аналогичное по своему устройству рулевое управление с некоторыми различиями в конструкции рулевого привода. Поперечная рулевая тяга 4 автомобиля ГАЗ-63 изогнута и имеет вильчатые наконечники 5, навернутые на резьбе на тягу и закрепленные стяжными болтами 3. Наконечники тяги соединяются с рычагами 1 поворотных кулаков при помощи пальцев 2 и бронзовых втулок 7. Рис. Шарнирное соединение поперечной рулевой тяги автомобиля ГАЗ-63: 1 — рычаг поворотного кулака; 2 — палец; 3 — стяжные болты наконечника; 4 — поперечная рулевая тяга; 5 — вильчатый наконечник тяги; 6 — гайка; 7 — бронзовая втулка рычага поворотного кулака Поперечная рулевая тяга автомобиля ГАЗ-51А соединяется с рычагами поворотных кулаков колес саморегулирующимися коническими шарнирными соединениями. Тип рулевой передачи автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А — глобоидальный червяк и двухгребневый ролик. Конструкция рулевого управления автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 в основном одинакова. Тип рулевой передачи — глобоидальный червяк и трехгребневый ролик. Трехгребневый ролик 7 на двух игольчатых подшипниках 9 установлен на пальце 8 головки 11 вала 6 рулевой сошки. Глобоидальный червяк установлен на двух конических роликоподшипниках 20, расположенных в картере 22 рулевого механизма. Роликоподшипники не имеют внутренней обоймы, и ролики непосредственно опираются на поверхность червяка. Наружная обойма верхнего роликоподшипника запрессована в гнездо картера рулевого механизма. Наружная обойма нижнего роликоподшипника упирается в крышку картера, под которой установлены регулировочные прокладки 18. Рис. Рулевое управление автомобилей ЗИЛ-164А и ЗИЛ-164: 1 — ступица колеса; 2 — рычаг поворотного кулака; 3 — шаровой палец: 4 — сухарь; 5 — пробка; 6 — вал рулевой сошки; 7 — трехгребневый ролик; 8 — палец; 9 — игольчатые подшипники; 10 — разрезная шайба; 11 — головка вала рулевой сошки; 12 — поджимная пружина наконечника продольной рулевой тяги; 13 — ограничитель; 14 — подпятник наконечника продольной рулевой тяги; 15 — продольная тяга; 16 и 27 — бронзовые втулки; 17 — сальник; 18 и 28 — регулировочные прокладки; 19 — крышка картера; 20 — роликоподшипник; 21 — червяк; 22 — картер рулевого механизма; 23 —...

Рулевая рейка

Рулевая рейка как механизм управления колесами на сегодняшний день является самым распространенным техническим решением для легковых автомобилей. Рейка, которая связана наконечниками и рулевыми тягами с колесами, являет собой зубчатую передачу. Закрепленная на рулевом валу шестерня сцепляется с зубцами на рейке и при повороте руля двигает ее в сторону, соответствующую направлению вращения. Рейка с помощью тяг и шарниров поворачивает колеса. Рис. Схема рулевой рейки На современных автомобилях устанавливаются механизмы, которые облегчают вращение руля, особенно если транспортное средство стоит. Наибольшее распространение получил гидроусилитель (ГУР), чья конструкция предусматривает насос, который приводится в действие ремнем коленвала; он засасывает гидравлическую жидкость из расширительного бачка и доставляет ее в золотниковый распределитель. Основа последнего — торсион, который закручивается по мере возрастания приложенного к рулю усилия и находится в состоянии покоя, если усилие не прилагается. Торсион направляет жидкость в исполнительное устройство и, в зависимости от того, куда он закручен, давление подается или до поршня устройства, или за него. Поршень надежно зафиксирован на рейке, благодаря давлению масла он вращает колеса в нужную водителю сторону. Если образуется лишнее давление, открывается предохранительный клапан и жидкость возвращается обратно в бачок. Такая система значительно облегчает процесс вождения, но некоторые требовательные водители жалуются на недостаточную отзывчивость и информативность конструкции. На современных автомобилях можно точно настроить рулевое управление, так что оно будет удовлетворять запросы большинства автомобилистов. Обслуживание сводится к регулярной проверке уровня жидкости, состояния пыльников и замене приводного ремня. Электрогидравлическая система рулевого управления является гибридной, так как использует технологию ГУР, но создающий давление жидкости насос работает не от мотора автомобиля, а от отдельного электродвигателя. Электроусилитель руля отличается наличием электрического двигателя (который располагается или на самой рейке, или на валу) и системы управления ним. В этой системе нет гидравлики, а передача усилия осуществляется блоком управления под контролем различных датчиков — скорости, угла поворота колес, ускорения. Рулевая рейка имеет немало преимуществ: несложность конструкции, ее компактность; простота обслуживания (если количество шарниров и тяг небольшое); высокая точность управления, которая обеспечивается малыми люфтами и высокой жесткостью; малый вес; невысокая цена; неплохой самовозврат рулевого колеса в нейтральное положение; Что касается недостатков, их не так уж много, но для кого-то они могут оказаться критическими: конструкция рейки склонна к появлению сторонних стуков; применяется в основном на легковых авто с независимой подвеской; периодически требует подтяжки или проведения ремонтных работ; ощутимо передает удары от неровностей дорожного покрытия на руль.

Механизм рулевой

Механизм рулевой

Рулевой механизм состоит из червяка 4, к хвостовику которого приварен сплошной вал 76, и вала 40 сошки, размещенных в картере 39. Установленный в пазу головки вала 40 сошки рулевого механизма ролик 11 вращается на двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике, который после установки в пазу вала сошки имеет предварительный натяг. Величина предварительного натяга определяется высотой внутренних колец подшипника и шириной паза вала сошки. Ролик 11 имеет две беговые дорожки для шариков и заменяет наружное кольцо подшипника. Концы оси 9, на которой установлен ролик, расклепаны с электронагревом. В крышке 33 картера имеется третья опора вала сошки. В связи с этим на головке вала сошки выполнен дополнительный хвостовик, который вращается в бронзовой свертной тонкостенной втулке 34, запрессованной в алюминиевую крышку картера. Хвостовик имеет Т-образный паз, в который входит головка регулировочного винта 30 и надетая на стержень винта стальная каленая шайба 31. Под нижней втулкой в горловину картера запрессован резиновый самоподжимной сальник 8. Для предотвращения течи смазки при износе сальника последний имеет кольцевую пружину, прижимающую его рабочую кромку к валу сошки. Червяк 4 установлен в картере на двух одинаковых конических подшипниках 3. Оба конца червяка имеют конические поверхности для роликов, поэтому подшипники выполняются без внутренних колец. Наружное кольцо нижнего подшипника входит в отверстие картера и поджимается торцом регулировочной гайки 2, ввернутой в картер. На регулировочную гайку навернута стопорная гайка 1. Повышенный зазор между червяком и роликом, возникающий при износе, устраняют регулировкой бокового зазора в зацеплении. Для этого центр ролика 11 вала 40 сошки смещен вверх относительно плоскости, которая перпендикулярна оси вала сошки и в которой лежит продольная ось червяка. Если вал сошки вместе с роликом опускаются вниз, боковой зазор в зацеплении будет уменьшаться, а если вал сошки поднимается — зазор увеличивается. Рис. Схема рулевого механизма: 1 — стопорная гайка: 2 — регулировочная гайка; 3 — подшипник червяка; 4 — червяк; 5 — хомут: 6 — кронштейн; 7, 17, 27 и 69 — гайки; 8 — сальник;; 9 — ось ролика; 10 — внутренняя обойма ролика; 11 — ролик вала сошки; 12, 54, 62 и 82 — простые шайбы; 13 — большая распорная втулка; 14 — малая распорная втулка; 15, 35, 48 и 80 — болты; 16, 36, 42, 71 и 81 — пружинные шайбы; 18 — сошка рулевого управления: 19 — лонжерон; 20 — скоба; 21 — обойма сальника; 22 — войлочный сальник вала управления коробкой передач; 23 и 73 — пружины; 24 — войлочное уплотнительное кольцо; 25 — картонная накладна; 26 — резиновая манжета; 28 — стяжной хомут; 29 — шплинт стяжного хомута; 30 — регулировочный винт; 31 — каленая шайба; 32 — пробка маслоналивного отверстия; 33 — Крышка картера руля; 34 — бронзовая свертная втулка; 37 — картонная прокладка; 38 — бронзовая свертная втулка; 39 — картер рулевого управления; 40 — вал сошки; 41 — стопорная шайба; 43 — гайка вала сошки; 44 — поперечина передка; 45 — опора крепления рулевой колонки; 46 — держатель; 47 — Подвижная планка; 49 — кронштейн крепления рулевой колонки; 50 — резиновая прокладка; 51 — вал управления коробкой передач; 52 — рычаг управления коробкой передач; 53 — переключатель...

✪Устройство автомобиля Авто⚡сайт №❶