Кинематическое передаточное число. Угол поворота рулевого колеса и угол поворота управляемого колеса В соответствии со стандартом ДИН 70000 и рекомандацией J 670e Общества автотракторных инженеров, США (SAE), общее передаточное число рулевого управления представляет собой отношение изменения угла поворота рулевого колеса к изменению среднего угла 6т поворота обоих управляемых колес, а именно при безмоментном повороте рулевого колеса для прекращения движения по прямой. Но неучтенными вначале остаготся податливость рулевого управления и изменение передаточного числа в процессе поворота колес.
.jpg)
Изменение передаточного числа при реечном рулевом механизме Общее передаточное число реечного рулевого управления уменьшается при увеличении угла поворота колес, как это видно из результатов измерений на четырех переднеприводных легковых автомобилях с поперечным расположением двигателя. В случае рулевого управления с усилителем это уменьшение передаточного числа противоречит требованию к нему: для обеспечения устойчивости прямолинейного движения на высоких скоростях необходимо достаточно большое передаточное число. Однако для поворота колес это число лучше иметь меньшим, что позволяет снизить число оборотов рулевого колеса при поворотах и парковании.
Гидравлическая система здесь «берет на себя» усилия в рулевом управлении, возрастающие при увеличении угла поворота колес. Иное дело при рулевом управлении без усилителя. Усилия здесь могут быть непропорционально высоки, что создает определенные трудности. Особенно трудно достичь уменьшения передаточного числа у переднеприводных автомобилей. Причинами этого являются: расположение рулевого механизма в узком пространстве между передней стенкой кузова и двигателем; наличие жестких в боковом направлении мест крепления; невозможность какого-либо изменения схождения колес; необходимость выполнения определенной зависимости между углами поворота наружного и внутреннего колес.
Важную роль играет также конструктивное положение боковых тяг на виде сверху. Не одно и то же — расположены ли они вблизи середины оси, далеко от нее или почти пересекаются с ней. Кроме того, необходимо учитывать влияние поперечного и продольного наклона шкворневой оси, а также угол поворота рычага рулевой трапеции. Серийные испытания, проведенные в лаборатории исследований ходовой части Кёльнского специального высшего учебного заведения, показали, что у переднеприводных автомобилей при повороте рулевого управления от нейтрального положения до максимального угла поворота колес передаточное число уменьшается на 17—30 %. На легковых автомобилях классической компоновки больше места под двигателем и коробкой передач, поэтому здесь можно разместить рулевое управление со значительно меньшим снижением передаточного числа — от 5 до 15 %.
Передаточное число рулевого управления автомобиля «БМВ-323и» в нейтральном положении составляет 21, при среднем угле поворота колес 35°. У заднеприводных автомобилей свободного места под передним багажником еще больше, поэтому среди них встречаются такие, у которых передаточное число вообще не изменяется во всем диапазоне углов поворота колес.
Отрицательный эффект уменьшения передаточного числа левого управления без гидроусилителя может быть устранен с помощью конструкции, разработанной фирмой Цанрадфабрик». Шаг зубчатой рейки здесь в ее середине уменьшается на концах, что равноценно уменьшению диаметра начальной окружности следуя этому, при увеличении угла поворота колес ход рейки на один оборот шестерни укорачивается, т. е. общее передаточное число возрастает. Хотя это и влечет за собой увеличение числа оборотов рулевого колеса, требуемых для поворота колес от упора до упора, момент на рулевом колесе уменьшается.
Изменение передаточного числа при рулевом механизме с вращательным движением на выходе При независимой подвеске с обратным рулевым четырехзвенником возможно почти любое изменение передаточного числа в функции угла поворота колес. Японские изготовители легковых и грузопассажирских автомобилей предпочитают нелинейную зависимость общего передаточного числа is от угла поворота колес. Увеличение is при больших углах позволяет парковаться при небольших усилиях, требуемых для поворота рулевого колеса. Фирма «Даймлер-Бенц» на автомобилях мод. 190/190 Е в рулевом механизме с винтовой передачей и зубчатой парой применяет зубчатый сектор с переменным шагом зубьев, рассчитанным на увеличение передаточного отношения рулевого управления по мере поворота колес. В нейтральном положении колес это число равно 21,6.
В качестве среднего значения для всего диапазона углов поворота колес фирма указывает большее значение 24. Кривая общего передаточного числа is пересекает кривую передаточного числа рулевого механизма iL, после чего значения is становятся меньше iL, в области углов поворота рулевого колеса бя от 750 до 850°. Это объясняется тем, что передаточное число рулевого привода iTo с наибольшего значения 1,14 при нейтральном положении колес уменьшается по мере их поворота. Это благоприятно сказывается в случае рулевого управления с усилителем, которое получает все более широкое распространение. По сравнению с рулевым управлением без усилителя оно позволяет — в комбинации с описанным выше рулевым механизмом — уменьшить число оборотов рулевого колеса для поворота колес от упора до упора. Кривые нельзя сравнивать непосредственно, так как на первом изменение is указано в зависимости от среднего угла поворота колес бт, на втором — от угла поворота рулевого колеса 6Н. Большинство выпускаемых в ФРГ легковых автомобилей имеют рулевое управление с постоянным передаточным числом.
Поэтому значение для нейтрального положения колес справедливо для всех углов их поворота. При использовании любых рулевых механизмов с вращательным движением на выходе между общим передаточным числом рулевого управления is и передаточным числом самого рулевого механизма , должна быть разница. Как показывает анализ схемы рулевого управления, при равенстве длин сошки, маятникового рычага и рычагов рулевой трапеции эти передаточные числа были бы равны.- Если же сошка и маятниковый рычаг длиннее рычагов рулевой трапеции, то is < iL и необходимо учитывать передаточное число рулевого привода. У всех легковых автомобилей больше 1, т. е. сошка и маятниковый рычаг короче рычагов рулевой трапеции. В случае зависимой подвески, при которой используются рулевые механизмы только с вращательным движением на выходе, передаточное число рулевого привода t*r также должно учитываться в общем передаточном числе. Но здесь ir определяется соотношением длин поворотного рычага и сошки.
Требования к передаточному числу
Измерение общего передаточного числа
