Теоретическое исследование влияния характеристик и состояния рулевого привода на эксплуатационные свойства автомобилей

. (24)

Величина угла поперечного наклона шкворня определяет «весовой» стабилизирующий момент, т.к. вызывает подъём передней части кузова при повороте управляемых колёс, что определяет дополнительное усилие в РП из-за изменения плеча обкатки. Величина угла продольного наклона шкворня определяет «скоростной» стабилизирующий мом

ент, т.к, позволяет использовать реакции на колёсах от действия боковых сил, пропорциональные квадрату скорости, причём он влияет на изменение.

Изменение этих углов Иларионов предлагает описывать [43]:

, (25)

. (26)

2.7 Осевое биение диска управляемого колеса - Вд

Осевое биение диска колёс оказывает влияние на изменение схождения УК в процессе движения с частотой, определяемой скоростью движения:

. (28)

Величина биения вызывает изменение схождения за цикл – оборот колеса, а её значение, равное заводскому допуску (для диска - 1.5 мм, для шины - 2,5 мм), может привести к ошибке измерения схождения, превышающей его первоначальную величину (1-3 мм). Такой характер изменения схождения влечёт за собой появление дополнительных динамических процессов, приводящих к возникновению автоколебаний колёс «шимми», а при больших биениях - срезанию вентиля камеры и снижения БДД.

2.8 Статический прогиб передней подвески – fСТ

Величина статического прогиба подвески определяет критерий качества РП из-за наличия кинематической связи с рулевым приводом. В настоящее время выбор размеров звеньев рулевого привода и получение заданного соотношения углов поворота УК осуществляется графическим методом.

Литвиновым А.С. и др. авторами работы [2] предложен аналитический координатный метод исследования рулевого привода, по которому различные кинематические характеристики РП: передаточное отношение, углы, скорость и ускорение поворота управляемых колёс можно представить как функцию двух переменных: угла поворота рулевой сошки и перемещения подвески. Здесь же [2] приведены результаты расчёта на рулевого привода автомобиля «Москвич-2140» рассматриваемого класса, что позволяет использовать их для моделирования.

2.9 Осевое усилие пружины шарнира рулевых тяг - FПР

Теоретическими и экспериментальными исследованиями показано, что осевое усилие пружины рулевого шарнира оказывает значимое влияние формирование смещений в кинематической цепи РП при действии в нём усилия с учётом количества рулевых шарниров. Осевое усилие пружины шарнира, обеспечивая силовое замыкание элементов рулевого шарнира, определяет »их смещение в радиальном направлении , вызывая изменение схождения УК на величину, соизмеримую с начальным значением.

Результаты экспериментального исследования влияния осевого усилия пружины на критерий качества РП для выборки (50 ед.) новых рулевых шарниров позволили получить корреляционную зависимость (R=0,83):

, (29)

для: усилия в РП - 40 даН, диапазона усилий пружины - от 5 до 70 даН.

3. Анализ связей критерия качества рулевого привода с эксплуатационными факторами граф-модели рулевого привода

3.1 Усилие, действующее в рулевом приводе - Fpn

Эксплуатационные факторы вызывают изменение начальной величины критерия качества РП, т.к. влияют на смещения в кинематической цепи рулевого привода и действующие в нём усилия. В свою очередь, они определяются режимами движения, дорожными условиями и техническим состоянием функциональных систем автомобиля.

Величина усилия в рулевом приводе зависит, прежде всего, от режима движения и вызывается действием стабилизирующего и тормозного моментов. Момент, действующий на управляемое колесо, компенсируется активным моментом, определяемым произведением усилия в РП, приложенного к рычагу поворотной цапфы, на его длину. Тогда усилие в РП определится после алгебраического сложения усилий на обоих рычагах поворотных цапф с учётом направления момента на них.

Величина усилия в РП в зависимости от движения автомобиля со свободным рулем или фиксированным рулевым колесом определится согласно выражениям. В тормозном режиме усилие в левом приводе может быть определено с учётом действия тормозного момента на плече обкатки:

. (30)

Исследование влияния параметров рулевого управления на устойчивость автомобиля при торможении с учётом бортовой неравномерности действия тормозных механизмов автомобилей рассматриваемого класса выполнен Железновым Е.И. Им отмечено, что в начальный период торможения (соответствующий выбору зазоров в рулевом управлении) увеличение курсового угла происходит наиболее интенсивно и сопровождается колебаниями колёс. При этом максимальный угол поворота управляемых колёс автомобиля УАЗ-451М достигал 0,047 рад (2,8°).

3.2 Скорость движения в направлении продольной оси – Vа

Прямое влияние скорости движения автомобиля на изменение критерия качества РП заключается в создании усилия в рулевом приводе за счёт касательных реакций на управляемых колёсах, увеличивающихся с увеличением скорости движения. Косвенное влияние состоит в изменении углов увода управляемых колёс, что определяет характер изменения нагружения рулевого привода и формирования смещений в нём.

Так, из серии экспериментальных исследований выполненных Немцовым Ю.М. на автомобилях рассматриваемого класса следует, что скорость движения влияет на изменение углов увода передней оси и разности углов увода осей. При этом Немцовым Ю.М. с целью повышения точности результатов применялся метод параллельного графического осреднения, основанный на том, что при одинаковых внешних условиях, независимо от времени, значения любого параметра, характеризующего управляемость, при той же скорости и углах поворота УК одинаковы, а изменение их при установившихся режимах движения происходит плавно. Принципиальные положения этого метода распространены на ряд факторов граф-модели эксплуатационного состояния рулевого привода автомобилей.

Аналитическая зависимость изменения угла схождения от скорости движения предложена Литовченко Н.Н При выводе этой зависимости рассматривалась система сил, приведённая к центру контакта, под действием которой колесо поворачивалось вокруг шкворня:

, (31)

где- сила сопротивления изменению схождения,

Литовченко Н.Н. отметил, что на изменение схождения колес в движении влияют начальное схождение, сила, вызванная развалом ускорение движения, техническое состояние РП, сопротивление качению.

3.3 Величина дисбаланса управляемых колёс - Д

 Скачать реферат