.jpg)
Вертикальное положение шкворневой оси При боковом перемещении зубчатой рейки 3 на ход s внутреннее колесо поворачивается на угол 6г, наружное — на угол 8U. Эти углы должны отличаться друг от друга при определенном значении их разности А8 = 84 — 6OI которая зависит от угла поворота рычага рулевой трапеции Я. На первом шаге определения длины боковой тяги щ и разности высот ее шарниров с — иу sin к на виде сзади угол Я задается, чтобы с помощью длины г рычага рулевой трапеции можно было найти расстояние r sin Я, важное для определения полюсов. Проекция и отрезка их и расстояние Ь рулевого механизма до середины оси позволяют рассчитать длину боковой тяги щ, на виде сверху. Вместе с расстоянием по горизонтали k' = r sin Я cos a0 проекция и' определяет также расстояние а между внутренним шарниром Т и точкой О, в которой вертикаль из внешнего шарнира U пересекла бы ось поворота колеса. Для графического определения необходима, только схема обоих трехзвенников в положении прямолинейного движения.
При повороте колес внешние шарниры боковых тяг перемещаются по дугам окружностей радиуса г с центрами в точках О. Вначале, увеличивая угол А на максимальный угол поворота внутреннего колеса 6t max получаем точку 5. Построив окружность радиусом ы2, равным длине боковой тяги, с центром в этой точке, находим точку 4 на пересечении этой окружности с линией перемещения зубчатой рейки. Для нахождения точки 2 на левой стороне рулевой трапеции проводим дугу окружности радиуса L с центром в точке 4. Искомая точка является точкой пересечения дуги, радиус которой равен ы2, а центр лежит в точке, и дуги радиуса, равного длине рычага рулевой трапеции г, с центром в точке О. Соединив прямой точки О, можно измерить максимальный угол поворота наружного колеса батах. Если значения углов б4 тах и ба тах не соответствуют кривой их фактических значений, то Я' необходимо изменять до тех пор, пока не будет достигнуто требуемое соответствие. Необходимо заметить, что угол
Рулевой четырехзвенник. Между прямым и обратным четырехзвенниками имеются определенные различия, причем кинематика последнего более сложна. Выбор того или другого четырехзвен-ника зависит в первую очередь от положения рулевого механизма, или — точнее — от его расстояния до оси. Прямой рулевой четырехзвенник.В прямом рулевом четырехзвеннике сошка, маятниковый рычаг и рычаги рулевой трапеции поворачиваются в одном направлении. Для определения угла поворота наружного колеса б„ в зависимости от угла поворота внутреннего колеса б4, как и в случае рулевого трехзвенника, сначала необходимо найти длину боковой тяги щ и ее положение на виде сзади. При заданной длине рычага рулевой трапеции г угол к также должен быть задан, чтобы получить отрезок k — г sin К, необходимый для нахождения полюсов. Благодаря щ известна и проек- ция боковой тяги и', поэтому при вычерчивании рулевого четырех-звенника, характеризующегося К', г и и', расстояния а между осями рулевого механизма и маятникового рычага до вертикальных осей поворота колес выдерживать не обязательно. Не ясно, правильно ли выбраны на чертеже угол Я или Я' (появляющийся в случае поперечного наклона шкворней а0 и равный sin А/ = sin Я cos a0), а также угол о поворота сошки и маятникового рычага. Если на виде сверху положение рулевого механизма и этих двух элементов не согласуются с положением шарниров 5 и 8 боковых тяг, то эти тяги должны быть закреплены на концах средней тяги. И напротив, расстояние Ь между рулевым механизмом и осью важно для кинематических расчетов рулевого управления. При заданной длине га сошки и маятникового рычага оно определяет дуги, описываемые их концами. Как и в случае рулевого трехзвенника, соотношения между углами четырехзвенника производится вначале в плоскости при том условии, что как шкворневые оси обоих колес, так и ось рулевого механизма расположены вертикально (а0 = 0°, т0 = 0° и а = 0°). Теперь для нахождения отрезка позволяющего начать вычерчивание обоих четырехзвенников, необходимо знание расстояния между осями поворота обоих колес.
Расчет угловых соотношений более труден, так как кроме угла поворота рычага рулевой трапеции Я и углов поворота колес 6( и 6„ в уравнения должны входить также углы поворота сошки оа и маятникового рычага Oj. Углы оа и ot равны при нейтральном положении колес, но отличаются друг от друга при их повороте. Вывод сложных уравнений, связывающих геометрические параметры рулевого четырехзвенника, вы» ходит за рамки этой книги. Поэтому здесь ограничимся графическим решением Чтобы найти угол поворота наружного колеса 6а в функции угла поворота внутреннего. Внешний шарнир перемещается по дуге окружности радиуса г с центром Ол в точку 2. Внутренний шарнир при этом движется по дуге окружности радиуса га с центром MR. Для нахождения точки 3 на этой дуге проводим дугу окружности радиуса из точки. Закрепленный на том же маятниковом рычаге правый шарнир средней тяги переходит в точку. Проводим из этой точки окружность радиусом иа, равным длине средней тяги, до пересечения с окружностью с центром в точке ML положения оси рулевого механизма. Радиус этой окружности равен расстоянию левого шарнира средней тяги от ML. Продолжение линии, соединяющей точки ML и 5, до длины га сошки дает положение внутреннего шарнира 6 боковой тяги. Подобным же образом находим точку положения внешнего шарнира этой тяги и, следовательно, угол поворота наружного колеса.
Такое графическое построение вначале следует осуществить при максимальном угле поворота внутреннего колеса 6г тах, что позволяет определить, лежат ли углы 6а max и бг mln в пределах от 15 до 165°. Маловероятно, что полученный таким образом угол 6атах будет сразу же соответствовать кривой требуемой зависимости ботах = /(б.тш) Увеличением или уменьшением угла поворота рычагов рулевой трапеции Я или угла поворота сошки и маятни-никового рычага о можно получить требуемую зависимость между 6а и 6г как при максимальных, так и при промежуточных углах поворота колес. Влияние угла о сказывается в том, что при максимальном угле поворота колес в ту или другую сторону сошка и маятниковый рычаг отклоняются на различные углы. В результате этого углы поворота рулевого колеса влево и вправо до упора также различны, например Если, при наличии угла о внутренние шарниры Зяб боковых тяг закреплены непосредственно на сошке и маятниковом рычаге, легко определить графически в функции. Эта задача усложняется, когда из-за условий размещения рулевого механизма (ось Mj) эти шарниры должны быть закреплены на средней тяге ua. При этом консольные концы 5 и 8 перемещаются по криволинейным траекториям. Графическое построение звеньев рулевого привода с помощью только циркуля и линейки вызывает определенные трудности. Здесь целесообразно использовать шаблон, имитирующий среднюю тягу.
Для нахождения угла поворота наружного колеса 60 при заданном угле поворота внутреннего колеса 6t вначале наносим на чертеж угол 6t и проводим дугу окружности радиусом ы2, равным длине боковой тяги, с центром в полученной точке. Проводим также дуги радиусом га с центрами в точках ML и Мн. Шаблон перемещается по двум последним дугам до тех нор, пока эти три дуги не пройдут через центры его отверстий. В этом положении шаблона отмечается точка положения внутреннего шарнира левой боковой тяги. Из точки 5 проводим дугу окружности радиусом ыа, точка пересечения которой с дугой радиуса г из центра 0L дает положение внешнего шарнира боковой тяги. Угол, на который поворачивается левый рычаг рулевой трапеции, перемещаясь из точки в точку, представляет собой угол поворота наружного колеса 6а. Шаблон становится не нужен, если построение начинать с поворота сошки на угол YL. В этом случае вначале подробно описанным выше способом определяется положение средней тяги, а затем рычагов рулевой трапеции.Как описано, по крайним точкам О, М и U рулевого четырехзвенника можно построить описывающий прямоугольник, который, не изменяя соотношения углов, можно поворачивать вокруг точки О, если этого требуют условия расположения рулевого механизма. Увеличиваются или уменьшаются при этом только расстояния k' и и', что требует проверки положения полюсов на виде сзади.
Обратный рулевой четырехзвенник В обратном рулевом четырехзвеннике сошка и рычаги рулевой трапеции поворачиваются в противоположных направлениях, подобно обкатывающим друг друга зубчатым колесам. Графическое определение угла 6а при заданном 6t производится таким же образом, как и в случае прямого рулевого четырехзвенника. При заданных длинах г и га геометрию обратного четырехзвенника определяют длины боковой ы2 и средней иа тяг, а также углы рх и «р3. Описывающий четырехугольник, стороны которого проходят через крайние точки О и М рулевого четырехзвенника (при о = 0°) и который ориентирован по сошке г, образует с рычагом рулевой трапеции г угол Я,х, Не изменяя соотношения углов 6„ и 6t, этот четырехугольник можно поворачивать вокруг вертикальной оси О. Но вследствие такого поворота изменяются углы о и Я, в данном случае принимающие отрицательные значения, а также расстояние k' = r sin X. Но расстояние k определяет длину боковой тяги, поэтому при повороте описывающего четырехугольника необходима проверка рулевого привода методом полюсов. Поворот описывающего четырехугольника в другую сторону, что ведет к увеличению угла X. Сошка отклоняется в сторону положительного угла о. Кроме того, при сохранении постоянным расстояния а ось М может смещаться в продольном направлении автомобиля для выдерживания требуемого соотношения углов б и 6t. С этой целью возможно также укорочение сошки случаях длина боковой тяги и ее проекция и2 на виде сверху изменяются, изменяются также расстояние k и углы фх, фя.
Последующий поворот описывающего четырехугольника, длины сторон которого в результате этого стали другими, вокруг оси О может вернуть ось М почти в то же место, где она была расположена вначале. Если это не происходит, то дополнительно можно изменить один из углов фх или ф8 (и связанных с ними углов о и Я). 6.6.3. Влияние поперечного и продольного наклонов шкворневых осей Для оценки влияния углов Я, и о на геометрические параметры четырехзвенника был разработан имитатор, который позволяет изменять длины ы0, г и г0, а также углы Я, и о. Кроме того, предусмотрена возможность изменять углы поперечного о0 и продольного т0 наклона осей поворота колес. Полученные с помощью этого имитатора кривые, отражающие влияние угла Я на разность углов поворота внутреннего и наружного колес Д6 в зависимости от угла поворота внутреннего колеса. При этом сошка и маятниковый рычаг были установлены параллельно друг другу, шкворневые оси были наклонены в поперечной и продольной плоскостях. Как видно на рисунке, начиная с Я = 8° кривые Д6 = / (6г) подвергнутого исследованиям обратного четырехзвенника приближаются к идеальной кривой.
Примерно до 6г = 20° колеса остаются параллельными друг другу, при 6t шах разность Аб достигает лишь половины требуемого значения. Влияние угла поворота рычага рулевой трапеции Я на величину Аб прямого четырехзвенника при тех же условиях измерений. Все кривые имеют положительный наклон в начале координат. Отрицательные разности углов поворота колес при параллельности сошки и маятникового рычага не появляются. До Дб = 10е отрицательные значения Дб могут быть получены только при наличии ненулевого угла поворота сошки и маятникового рычага о. Влияние угла поперечного наклона шкворневой оси 0 на разность Лб можно проследить по кривым, которые получены при параллельных рычагах рулевой трапеции, сошке и маятниковом рычаге и при отсутствии поперечного наклона оси поворота колеса. У исследованного прямого рулевого четырехзвенника разность углов поворота колес Лб увеличивается тем больше, чем больше а0. Противоположное влияние оказывает продольный наклон шкворневой оси. Как показали измерения, начиная с б, около 10° значения А6 уменьшаются примерно на 8' иа один градус т0. Кривые, получены при т0 = 3е 30'. При т0 = 0°, т. е. при вертикальных осях поворота колес, эти кривые при 6, 5= 10е лежали бы выше.
