|
Исследованный фирмой «Цанрадфабрик» автомобиль более раннего выпуска имел рычаги рулевой трапеции нормальной длины — 170 мм, но плечо обкатки имело относительно большое значение — около 65 мм. Это увеличивает плечопродольных сил и, следовательно, повышает связанные с ними силы, действующие на поперечные тяги. Современные легковые автомобили имеют конструкцию, более благоприятную в отношении нагрузок на сочленения рулевых тяг. Корпус шарнира испытывает меньшую нагрузку, чем шаровой палец. При нормальном резьбовом хвостовике для крепления тяги гайкой или коротком цилиндрическом хвостовике для напрессовывания на него трубчатой тяги шаровой палец может быть изготовлен даже из стали С 35 N от 490 до 640 МПа.
Изогнутые тяги испытывают более высокие напряжения. В таких случаях сталь подвергается улучшению, при этом предел прочности, например стали С 35 V. повышается до 690—840 МПа. Во всех случаях удельное относительное удлинение должно превышать 14 %. Ниже описана конструкция шарниров, используемых для сочленений в рулевом управлении. Шаровой шарнир фирмы «Эренрайх», который чаще всего используется для крепления боковых тяг в легковых и грузовых автомобилях малой грузоподъемности, имеет два полиуретановых вкладыша. По этим вкладышам скользит шаровая головка из улучшенной стали, при этом благодаря долговечной смазке износ вкладышей и головки не наблюдается. Вкладыши одновременно выполняют задачи демпфирования и изоляции шума, обусловленного движением по неровной дороге.
Подобную конструкцию имеет также шарнир фирмы «Лемфердер металльварен», но вкладыши в нем выполнены из ацеталя. Сферическая поверхность дополнительно полируется обкатыванием до получения высоты микронеровностей 3 мкм. При использовании стального вкладыша поверхность шаровой головки шарнира должна иметь твердость по меньшей мере HRC 55. Такие шарниры устанавливаются на боковых тягах при необходимости в большой жесткости сочленений и при пренебрежении шумоизоляцией, например, в грузовых и гоночных автомобилях. Прецизионный шарнир с парой трения «сталь—сталь» и очень низкой податливостью во всех направлениях. Этой же фирмой для грузовых автомобилей разработан шарнир «Пре-кэп» с полиэтиленовым вкладышем, что снизило его стоимость. При этом податливость шарнира сохранена малой.
Благодаря обычно параллельному повороту сошки и маятникового рычага в рулевых механизмах с вращательным движением на выходе пальцы шарниров средней тяги практически только закручиваются и почти не испытывают перекоса. Развивающиеся при этом силы действуют вдоль тяги. В таких случаях достаточно простых цапфенных шарниров или, если необходима известная податливость рулевого управления, еще более дешевых шарниров-проушин. Установка таких шарннров-проушнн на концах зубчатой рейки является наиболее экономичным конструктивным решением, если углы перекоса ±62 малы, а имеющаяся податливость рулевого управления предотвращает его колебания или не оказывает на него отрицательного влияния.
Но чаще всего в таких случаях используют упорные шарниры, в которых шаровая головка работает на растяжение, сжатие и изгиб. Поскольку в большинстве случаев при коротких тягах шарниры должны позволять большие угловые отклонения, для достаточного перекрытия шаровой головки корпусом диаметр этой головки должен быть большим. Шаровые пальцы могут ввинчиваться в концы зубчатой рейки. Возможно также навинчивание корпуса шарнира на резьбовой хвостовик зубчатой рейки. Все рассмотренные выше шарниры не требуют ухода. Шарниры, которые необходимо регулярно смазывать, практически не применяются в современных легковых автомобилях и очень редко используются в грузовых. Иногда, правда, они устанавливаются на строительных машинах и сельскохозяйственных тракторах в условиях очень сильного загрязнения. В нижней части его корпуса установлен стальной вкладыш, положение которого фиксируется резьбовой крышкой. Коническая пружина прижимает сверху стальной колпачок, предотвращающий появление люфта в шарнире, не затрудняя легкость его хода. Кольцо уплотняет корпус снаружи. При смене смазочного материала через ниппель отработавший смазочный материал вытекает через кольцо.
|
