Назначение рулевой трапеции: её назначение и устройство, виды и принцип работы, замена своими руками, схемы

44. Назначение и устройство рулевой трапеции.

Рулевая трапеция является основной частью рулевого привода. Рулевой называется трапеция, образованная поперечными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и осью управляемых колес. Основанием трапеции является ось ко­лес, вершиной – поперечные тяги, а боковыми сторо­нами — рычаги поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для поворота управляемых колес на разные углы. Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомо­биля) поворачивается на больший угол, чем наружное колесо. Это необходимо, чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бокового скольжения и с наименьшим сопротивлением. В против­ном случае ухудшится управляемость автомобиля, возрастут рас­ход топлива и изнашивание шин. Рулевая трапеция может быть передней или задней. Передней называется рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних управляемых колес. Задней называется рулевая трапеция, которая располагается за осью передних управляемых колес

. Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней рулевой трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с неразрезнои или разрезной трапецией зави­сит от подвески передних управляемых колес автомобиля. Неразрезной называется рулевая трапеция, имеющая сплош­ную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые коле­са. Неразрезная рулевая трапеция применяется при зависимой подвеске передних уп­равляемых колес на грузовых автомо­билях и автобусах. Разрезной называется рулевая трапеция, которая имеет многозвен­ную поперечную рулевую тягу, со­единяющую управляемые колеса. Разрезная рулевая трапеция используется при независимой подвеске управляемых колес на лег­ковых автомобилях.

Рулевым называется механизм, преобразующий вращение ру­левого колеса в поступательное перемещение рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес автомобиля.

Рулевой механизм служит для увеличения усилия водителя, прилагаемого к рулевому колесу, и передачи его к рулевому при­воду. Увеличивать усилие водителя необходимо для облегчения уп­равления автомобилем. Увеличение усилия, прилагаемого к руле­вому колесу, происходит за счет передаточного числа рулевого механизма. Передаточное число рулевого механизма зависит от типа авто­мобиля и составляет для различных автомобилей 15…25. Такие передаточные числа за один-два полных оборота рулевого колеса обеспечивают поворот управляемых колес автомобиля на макси­мальные углы, равные 35…45°.

К рулевым механизмам, кроме общих требований к конструк­ции автомобиля, предъявляется ряд дополни­тельных требований:

• высокий КПД при передаче усилия от рулевого колеса к уп­равляемым колесам для легкости управления автомобилем и не­сколько меньший КПД в обратном направлении для уменьшения толчков и ударов на рулевом колесе от дорожных неровностей;

• обратимость механизма, исключающую снижение стабилиза­ции управляемых колес автомобиля;

• минимальный зазор в зацеплении механизма при нейтраль­ном положении управляемых колес и возможность регулирования этого зазора в процессе эксплуатации;

• заданный характер изменения передаточного числа меха­низма. На современных автомобилях имеют применение различные типы рулевых механизмов.

На автомобилях применяются различные типы рулевых механизмов:

рулевой механизм
червячный	винтовой	зубчатый
черв-роликовый	винторычажный	шестеренный
черв-секторный	винтореечный	Реечный

Червячные рулевые механизмы применяются на легковых, грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распрос­транение получили червячно-роликовые рулевые механизмы, руле­вая передача которых состоит из червяка и ролика. Червяк имеет форму глобоида — его диаметр в средней части меньше, чем по концам. Такая форма обеспечивает надежное за­цепление червяка с роликом при повороте рулевого колеса на большие углы. Ролики могут быть двухгребневыми или трехгреб-невыми. Двухгребневые ролики применяются в рулевых механиз­мах легковых автомобилей, а трехгребневые — в рулевых механиз­мах грузовых автомобилей и автобусов.

При вращении червяка, закрепленного на рулевом валу, момент от червяка передается ролику, который установлен на подшипнике на оси, размещенной в пазу вала рулевой сошки. При этом благодаря глобоидной форме червяка обеспечивается надежное зацепление его с роликом при повороте рулевого коле­са на большие углы. Червячно-роликовые рулевые механизмы имеют небольшие габаритные размеры, надежны в работе и просты в обслуживании. Червячно-секторные (червячно-спироидные) рулевые механизмы получили меньшее распространение и применяются только на гру­зовых автомобилях. Рулевая передача этих механизмов состоит из цилиндрического червяка

и бокового сектора со спиральными зубьями, который выполнен совместно с валом ру­левой сошки. Механизмы имеют небольшое давление на зубья при передаче больших усилий и небольшое изнашивание.

Винтовые рулевые механизмы используют на тяжелых грузовых автомобилях. Наибольшее применение получи­ли винтореечные механизмы. Винтореечная рулевая передача включает в себя винт, шариковую гайку-рейку и сектор, изготовленный вместе с валом рулевой сошки. Вращение винта преобразуется в поступательное перемеще­ние гайки, на которой нарезана рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором вала рулевой сошки. Для уменьшения трения и повышения износостойкости соединение винта с гай­кой осуществляется через шарики. Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время приме­няются редко, так как имеют низкий КПД и значительное изна­шивание, которое невозможно компенсировать регулировкой.

Зубчатые рулевые механизмы применяются в основном на легковых автомобилях малого и среднего классов. Шестеренные рулевые механизмы, имеющие цилиндрические или конические шестерни, используются редко. Наибольшее применение получили реечные рулевые меха­низмы. Реечная рулевая передача состоит из шестерни и рейки. Вращение шестерни, закрепленной на рулевом валу, вызывает перемещение рейки, которая выполняет роль попе­речной рулевой тяги. Реечные рулевые механизмы просты по конструкции, компакт­ны и имеют наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов. Из-за большого значения обратного КПД реечные рулевые механизмы без усилителя устанавливают на легковых автомоби­лях особо малого и малого классов, так как только в этом случае они способны поглощать толчки и удары, которые передаются от дорожных неровностей на рулевое колесо. На легковых автомобилях более высокого класса с реечным рулевым механизмом применяют гидроусилитель руля, поглоща­ющий толчки и удары со стороны дороги.

Назначение рулевой трапеции. Устройство рулевых трапеций при зависимой и независимой подвеске передних колес. Устройство рулевого механизма автомобиля газ-24.

Для обеспечения движения колес автомобиля на повороте без бокового скольжения необходимо, чтобы окружности, описываемые колесами, имели общий центр, называемый центром поворота (рис. 4.1 ).

В центре поворота должны пересекаться продолжения осей всех колес автомобиля.

Θ_в > Θ_н

Рис. 4.1 Схема поворота автомобиля

Для соблюдения этого условия управляемые колеса должны поворачиваться на различные углы: внутреннее колесо на больший угол, а внешнее на меньший. Зависимость между этими углами выражается формулой:

ctg Θ_н=ctg Θ_в+B/L

Постоянную зависимость между углами поворота наружного и внутреннего колес обеспечивает рулевая трапеция.

Рулевая трапеция при зависимой подвеске управляемых колес является плоским механизмом и приводится в действие продольными качаниями рулевой сошки в вертикальной плоскости (рис. 4.2 )

1 – поперечная рулевая тяга

2 — рычаг правого поворотного кулака

3 – рычаг левого поворотного кулака

Рис. 4.2 Рулевая трапеция при зависимой подвеске

При независимой подвеске рулевая трапеция становится пространственным механизмом. В этом случае поперечная тяга заменяется рядом тяг и рычагов, соединенных сферическими шарнирами.

1, 2 – поворотные кулаки

3,4 – рычаги поворотных кулаков

5,6 – боковые тяги

7 – средняя тяга

8,9 – сферические шарниры

10 – рулевая сошка

11 – маятниковый рычаг

Рис. 4.3 Рулевая трапеция при независимой подвеске

В рулевом механизме автомобиля ГАЗ – 24 «Волга» рулевое колесо закреплено на верхнем конце вала. На противоположном конце вала на шлицы напресован глобоидальный червяк, опирающийся на конические роликоподшипники. В зацеплении с червяком находится трехгребневый ролик посаженный на двух шарикоподшипниках, между которыми помещена распорная втулка, ось ролика закреплена в вильчатом кривошипе вала сошки.

Картер рулевого механизма прикреплен болтамик левому лонжерону рамы. На верхнем конце рулевого вала расположена кнопка сигнала, провод от которой проходит внутри рулевого вала в трубке. Между трубкой и валом установлен сальник поджимаемый пружиной. Вал сошки уплотнен сальником. Сошка на конических шлицах вала укреплена гайкой. Вал имеет сдвоенные шлицы, обеспчивающие правильность установкисошки под необходимым углом. На картере рулевого механизма сделаны выступы, служащие упорами для ролика при поворотах сошки из среднего положения в крайние на угол 45 ⁰.

Осевой зазор подшипников регулируют изменением числа прокладок под крышкой картера. Зацепление червяка и ролика регулируют, не разбирая рулевой механизм, винтом в паз которого входит хвостовик вала сошки. Оси ролика и червяка лежат в разных плоскостях, поэтому в зацеплении достаточно переместить вал сошки в сторону червяка, ввертывая винт. Для фиксирования регулировочного винта служат стопорная шайба , штифт и навернутая на винт гайка.

Рис. 4.4 Рулевой механизм

Проект рулевого трапециевидного механизма для FSC Racing Base на Matlab

Главная Advanced Materials Research Advanced Materials Research Vol. 647 Конструкция рулевого трапециевидного механизма для FSC…

Обзор статьи

Аннотация:

Конструкция рулевого трапециевидного механизма является одним из важных аспектов системы рулевого управления автомобиля. Каждый параметр трапециевидного рулевого управления оказывает существенное влияние на характеристики рулевого управления, устойчивость и срок службы шин автомобиля. На основе анализа взаимосвязи внутреннего и внешнего угла колеса с помощью аналитического метода программное обеспечение Matlab можно использовать для проектирования трапецеидального рулевого управления FSC. механизм. Учитывая условия автомобильной гонки, соответствующий параметр трапеции рулевого управления предназначен для того, чтобы сделать отношение угла наклона колеса близким к соотношению геометрии Аккермана, что снижает износ шин, обеспечивая хорошую управляемость и хорошее сцепление с дорогой.

Доступ через ваше учреждение

использованная литература

[1] Формула SAE Китая [EB/OL]. http: /www. формуластудент. ком. Сп/Цзяньцзе. HTML.

[2] Ван Юй Ван. Автомобильный дизайн (Версия 4) [M]. Пекин: China Machine Press, 2004. 8.

[3] Чжунсю Ши. Курсовое упражнение по механическому принципу [M]. Пекин: China Machine Press, (2003).

[4] Хуафэй Луо. Заметки по изучению дизайна MATLAB GUI (версия 2) [M]. Пекин: издательство Пекинского университета аэронавтики и астронавтики, 2011 г. 2.

[5] ФэнШи, Хуэй Ван. MATLAB Интеллектуальный алгоритм 30 анализ случаев [M]. Пекин: издательство Пекинского университета аэронавтики и астронавтики, 2011 г. 7.

Цитируется

ND7142_FinalPaper_2018-07-04_12.