Рульове керування колісних тракторів і автомобілів
Загальний обсяг годин – 10
Лекції – 2
Практичні заняття - 2
Самостійне вивчення - 6
План заняття�
Рульове керування призначене для стійкого збереження напрямку руху колісних машин і для бажаної його зміни
Призначення та загальна будова рульового керування колісних машин
Призначення та загальна будова рульового керування колісних машин
Призначення та загальна будова рульового керування колісних машин
Радіус поворота
Ширина поворотної смуги
Призначення та загальна будова рульового керування колісних машин
Загальною умовою правильного повороту є кочення коліс без ковзання, тому що ковзання сприяє скорішому зношенню шин.
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Для цього потрібно, щоб геометричні осі коліс перетинались в миттєвій точці повороту, точці О – центр повороту.
Способи повороту колісних машин
Трактор 4К4 з неповоротною передньою віссю 1, на якій встановлені поворотні цапфи 2 керованих коліс 3
зміною напрямку передніх коліс
МТЗ-820
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
зміною напрямку передніх коліс
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
зміною напрямку передніх коліс
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
Трактор 4К4 шляхом кутового зміщення двох шарнірно зчленованих напіврам 1
зміною положення рами одна відносно одної
ХТЗ-150К-09
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
зміною положення рами одна відносно одної
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
зміною положення рами одна відносно одної
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
VERSATILE
ХТЗ-17021
Способи повороту колісних машин
зміною положення рами одна відносно одної
K-701-02
CHALLENGER MT900С
JOHN DEERE 9R
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
VALTRA
зміною положення рами одна відносно одної
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
зміною положення рами одна відносно одної
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
CLAAS XERION
Способи повороту колісних машин
Трактор 4К4 з передніми 1 і задніми 2 поворотними ведучими колесами
зміною напрямку передніх і задніх коліс
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Способи повороту колісних машин
зміною напрямку передніх і задніх коліс
“Крабовий рух”
α = α
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Подвійний поворот Pasguali
Відстань від кожного колеса до центру повороту різна, тому колеса рухаються під час повороту по різним радіусам. Кочення ведучих задніх коліс без ковзання здійснюється за допомогою диференціалу. Для кочення передніх коліс без ковзання їх встановлюють на різні кути. Внутрішнє колесо на більший кут (β), зовнішнє на менший кут (α).
β
α
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Дотримання необхідного співвідношення між кутами виконується за допомогою цапф ведучих коліс і спеціального шарнірного чотирьох-ланкового механізму, який називається – рульова трапеція.
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Рульова трапеція :
1- нерухома балка переднього моста,
2 - два поворотні важелі,
3 - цапфа,
4 – поперечна рульова тяга
5 - шкворінь
5
Кінематика і схеми повороту колісних машин , рульова трапеція
Елементи рульового керування
Елементи рульового керування
рульовий механізм
рульовий привід
Рульовий привід служить для передачі зусилля від рульового механізму до керованих коліс.
Рульовий привід:
1 - нерухома балка переднього моста,
2 - два бокові важелі,
3 - поперечна рульова тяга,
4 – поздовжня рульова тяга
5 – поворотний важіль
5
Елементи рульового керування
Рульовий механізм передає зусилля від рульового колеса до сошки і збільшує його
Рульовий механізм:
1 - рульове колесо,
2 - рульовий вал,
3 - черв’як,
4 – ролик з валом сошки
5 – сошка
5
1
2
3
4
Елементи рульового керування
Стабілізація керованих коліс
Стабілізація керованих коліс - здатність керованих коліс автоматично зберігати прямолінійність руху
Стабілізація керованих коліс
Стабілізація коліс універсальних тракторів досягається за допомогою поперечного нахилу вісі поворотної цапфи, у автомобіля шворня цапфи.
Стабілізація керованих коліс
А також за допомогою поздовжнього нахилу вісі поворотної цапфи, у автомобіля шкворня цапфи.
Стабілізація керованих коліс
У легковому автомобілі цапфа керованих коліс обертається не на шкворні, а на шарових опорах, які також мають поперечний і поздовжній нахил
Стабілізація керованих коліс
1
2
3
1 – верхня шарова опора,
2 - нижня шарова опора,
3 - важелі
Поперечний нахил шкворня поворотної цапфи визначається кутом утворення лінії перпендикулярної до площини кочення колеса і лінії вісі шкворня цапфи в поперечній площині. Величина кута становить 6-10°
При повертанні колеса відносно поворотної цапфи з поперечним нахилом відбувається невелике підняття передньої частини трактора. При цьому нагромаджується потенціальна енергія яка використовується для наступного повернення коліс у положення для прямолінійного руху
Стабілізація керованих коліс
Поздовжній нахил шкворня поворотної цапфи визначається кутом утворення лінії площини кочення колеса і лінією вісі шкворня цапфи в поздовжній площині. Він становить 0-8°. При повороті коліс на великих швидкостях руху виникають відцентрові і поперечні сили. При наявності повороту поперечна сила створює момент який повертає колеса у вихідне положення.
Стабілізація керованих коліс
Стабілізація коліс досягається за рахунок нахилу їх осей повороту в поперечної і поздовжньої площинах. Передні колеса встановлені з деяким нахилом (кут а) і точка А контакту колеса з дорогою знаходиться позаду точки контакту осі повороту колеса з дорогою Б (якщо подумки продовжити цю вісь до поверхні дороги). Саме через це колесо повертається в положення прямолінійного руху. Щоб це було простіше зрозуміти, розглянемо побутовий приклад: колеса візка в супермаркеті. Тут добре видно, що вісь вилки кріплення колеса і точка дотику колеса з поверхнею не збігаються. У яку б сторону ви не повезли візок, вилка відразу ж повертається в протилежну сторону і прагне зберегти це положення. Для досягнення ефекту стабілізації вилки керма мотоциклів, мопедів і велосипедів також виконані з нахилом.
Для полегшення повертання і кочення керованих коліс без ковзання їх встановлюють під певними кутами і розрізняють кут розвалу і кут сходження керованих коліс.
Розвал і сходження коліс
Сходження
Розвал
Розвал і сходження коліс
Для паралельного проходження коліс без ковзання їх встановлюють із сходженням. Сходження коліс визначається різницею відстані між шинами коліс ззаду та спереду на рівні центру коліс. Сходження коліс встановлюється в межах 0-12 мм. Регулюється зміною довжини поперечної рульової тяги.
Кут розвалу колеса лежить у поперечній площині трактора чи автомобіля. Це кут нахилу площини колеса до перпендикуляру опорної поверхні. Кут розвалу знаходиться в межах 0-4°.
Розвал і сходження коліс
Розвал коліс зменшує навантаження на зовнішній підшипник кочення і гайку його кріплення, а також полегшує керування.
Кут розвалу вважається додатнім якщо верхня частина колеса знаходиться дальше від середини машини ніж нижня частина.
Розвал і сходження коліс
Позитивний кут
Від’ємний кут
Позитивний розвал
Негативний розвал
На вантажних автомобілях малої і середньої вантажопідйомності та легкових автомобілях застосовують рульове керування з механічним підсилюванням.
Рульове керування з механічним підсилювачем
Рульовий механізм черв’як-ролик
Рульове керування з механічним підсилювачем
Рульовий механізм гвинт-гайка
Рульове керування з гідропісилювачем
Гідравлічний підсилювач зменшує зусилля на рульовому колесі і поліпшує маневровість машини
Будова і робота рульового керування тракторів Бєларусь-800/820
Рульове керування тракторів Бєларусь має механічний привід з гідравлічним підсилювачем. Рульовий механізм і гідропідсилювач із датчиком автоматичного блокування диференціала складають спільний вузол.
Будова і робота рульового керування тракторів Бєларусь-800/820
Гідропідсилювач тракторів Бєларусь-800/820 складається з насоса, розподільника, бака для зберігання масла, poль якого виконує корпус, і гідравлічного циліндра.
Будова і робота рульового керування автомобіля 3ІЛ-431410
Гідпопідсилювач автомобіля ЗІЛ-431410 складається з насоса, розподільника і гідроциліндра
Будова і робота рульового керування автомобіля 3ІЛ-431410
Будова і робота рульового керування автомобіля 3ІЛ-431410
Будова і робота рульового керування автомобіля 3ІЛ-431410
Будова і робота рульового керування автомобіля 3ІЛ-431410
Рейковий рульовий механізм з гідропідсилювачем: 1 - підшипник ковзання; 2 - манжети високого тиску; 3 - корпус золотників; 4 - насос; 5 - компенсаційний бачок; 6 рульова тяга; 7 - рульовий вал; 8 - рейка; 9 - компресійне ущільнення; 10 - захисний чохол.
Рейковий рульовий механізм з гідропідсилювачем:
1 - рідина під високим тиском;
2 - поршень;
3 - рідина під низьким тиском;
4 - шестерня;
5 - рульова рейка;
6 - розподільник гідропідсилювача;
7 - рульова колонка;
8 - насос гідропідсилювача;
9 - резервуар для рідини;
10 - елемент підвіски
Перспективи розвитку рульового керування
У 1997 році компанія Mercedes-Benz представила триколісний концепт кар F300 Life-jet, який саме тим і відрізнявся, що всупереч автомобільним канонам був здатний змінювати розвал передніх коліс під час руху. Вірніше, електронна система Active Tilt Control (ATC), якою був обладнаний F300 Life-jet, залежно від швидкості, і бічного прискорення, а також кута повороту рульового колеса змінювала на кут до 30 градусів нахилу кузова трицикла.
Перспективи розвитку рульового керування
Проте одночасно з цим змінювався нахил площини напрямних коліс до поверхні дороги, тому F300 Life-jet можна з повним правом вважати першим транспортним засобом з перманентно регульованим розвалом коліс.
Перспективи розвитку рульового керування
У 2001 році в продовження цієї ж теми з'явився Mercedes-Benz F400 Carving, з системою Active Camber Control (АСС), яка управляла розвалом коліс, причому всіх - і передніх, і задніх.
Перспективи розвитку рульового керування
Зміна кута розвалу на кут в 20 градусів дозволило F400 Carving при проходженні віражів пручатися на третину більшою відцентрової силі, ніж схожим з ним по габаритах серійного родстеру Mercedes-Benz SLK. На слизькому покритті у водія F400 Carving з'явилася можливість примусово, включивши гідропривід ACC, розставити колеса "будиночком" і їхати з більш високою швидкістю, не побоюючись вилетіти з траси.
Перспективи розвитку рульового керування
Такий же маневр система АСС використовувала автоматично при екстреному гальмуванні, і на "розчепірених" колесах гальмівний шлях при зупинці зі швидкості 100 км / год скорочувався на 5 м.
Курйози рульового керування
Питання для закріплення матеріалу
Домашнє завдання
Трактори та автомобілі: Підручник / Я. Ю. Білоконь,
А. І. Окоча, С. О. Войцехівський – ст.391-416
�
🕮