Come notato sopra, lo sterzo con l'amplificatore è un sistema di controllo automatico elementare con feedback rigido. Con una combinazione sfavorevole di parametri, il sistema di questo tipo può essere instabile in questo caso l'instabilità del sistema è espressa in auto-oscillazioni di ruote controllate. Tali oscillazioni sono state osservate su alcuni campioni sperimentali di macchine domestiche.

Il compito del calcolo dinamico è quello di trovare le condizioni in base alle quali gli auto-oscillazioni non si possono verificare se tutti i parametri necessari sono noti per calcolare o rivelare quali parametri devono essere modificati per interrompere gli auto-oscillazioni sul campione sperimentale se sono osservati.

In precedenza considera l'essenza fisica del processo di oscillazione delle ruote controllate. Riproduzione allo schema dell'amplificatore mostrato in FIG. 1. L'amplificatore può essere incluso come autista quando uno sforzo viene applicato al volante e alle ruote controllate dagli shock dalla strada.

Poiché gli esperimenti mostrano, tali oscillazioni possono verificarsi durante il movimento rettilineo dell'auto ad alta velocità, a turno durante la guida a bassa velocità, nonché quando si girano le ruote.

Considera il primo caso. Quando la ruota controllata viene ruotata dal viaggio dalla strada o per un altro motivo, il corpo del dispenser inizierà a spostarsi rispetto alla bobina e, non appena il gap Δ 1 viene eliminato, il liquido inizierà a fluire nel Cavità del cilindro elettrico. Il volante e il servosterzo sono considerati la pressione fissa nella cavità Aumenterà e impedisce la continuazione della rotazione. A causa dell'elasticità dei tubi flessibili della gomma del sistema idraulico e dell'elasticità dei collegamenti meccanici per riempire la cavità un liquido (per creare una pressione di esercizio), è necessario un certo tempo durante i quali le ruote controllate avranno il tempo di rivolgersi ad un angolo. Sotto l'azione della pressione nella cavità delle ruote inizierà a ruotare sull'altro lato fino a quando la bobina prende la posizione neutra. Quindi la pressione diminuisce. La potenza di inerzia, nonché la pressione residua nella cavità e ruotare le ruote controllate dalla posizione neutra a destra e il ciclo viene ripetuto dalla cavità giusta.

Questo processo è rappresentato in FIG. 33, A e B.

L'angolo θ 0 corrisponde a questa rotazione di ruote controllate, in cui la forza trasmessa dallo sterzo raggiunge il valore necessario per spostare il bobina.

In fig. 33, viene mostrata la dipendenza p \u003d f (θ), costruita dalla curva. 33, A e B. Poiché la corsa dell'asta può essere considerata una funzione lineare dell'angolo di rotazione (a causa della piccolezza dell'angolo θ max), il grafico (figura 33, c) può essere considerato come un diagramma dell'indicatore dell'amplificatore del cilindro di potenza . L'area del diagramma dell'indicatore determina il lavoro speso dall'amplificatore per oscillare le ruote controllate.

Va notato che il processo descritto può essere osservato solo se il volante rimane fermo quando le ruote dello sterzo sono oscillazioni. Se il volante ruota, l'amplificatore non si accende. Ad esempio, gli amplificatori con i driver dei distributori dallo spostamento angolare della parte superiore dell'albero dello sterzo relativo al fondo di solito hanno questa proprietà e non causano auto-oscilps

Quando si girano le ruote controllate in posizione o quando l'auto si muove a bassa velocità, le oscillazioni causate dall'amplificatore differiscono in natura dalla pressione considerata durante tali oscillazioni aumenta solo in una cavità. Il diagramma dell'indicatore per questo caso è mostrato in FIG. 33, G.

Tali oscillazioni possono essere spiegate come segue. Se al momento corrispondente alla rotazione delle ruote ad un po 'di angolo θ r, ritardare il volante, quindi ruote controllate (sotto l'azione di inerzia e pressione residua per alimentazione nel cilindro di potenza) continuerà a spostarsi e rivolgersi all'angolo θ r + θ max. La pressione nel cilindro di potenza cadrà a 0, poiché la bobina sarà in una posizione corrispondente alla rotazione delle ruote all'angolo θ r. Successivamente, il potere di elasticità del pneumatico inizierà a ruotare la ruota controllata dalla ruota nella direzione opposta. Quando la ruota torna all'angolo θ r, l'amplificatore si accenderà. La pressione nel sistema inizierà a salire non immediatamente, ma dopo un po ', per il quale la ruota controllata può rivolgersi all'angolo θ r -θ max. Ruotare a sinistra a questo punto si fermerà, poiché il cilindro di potenza entrerà nel lavoro e il ciclo verrà ripetuto prima.

Tipicamente, il lavoro dell'amplificatore, determinato dall'area dei grafici dell'indicatore, è insignificante rispetto al lavoro di attrito nei composti mucchio, sterzo e gomma, e le auto-oscillazioni non sono possibili. Quando l'area dei diagrammi dell'indicatore è grande, e il lavoro, sono determinati, paragonabili al lavoro di attrito, le oscillazioni sfortunate sono probabili. Tale caso è studiato di seguito.

Per trovare le condizioni di stabilità del sistema, abbiamo limiti per questo:

1. Le ruote controllate hanno un grado di libertà e possono essere ruotate solo attorno a uno zucca all'interno del divario nel distributore dell'amplificatore.
2. Il volante è fissato rigidamente in una posizione neutra.
3. La connessione tra le ruote è assolutamente dura.
4. La massa della bobina e delle parti che lo collega con le ruote di controllo è trascurabile.
5. Le forze di attrito nel sistema sono proporzionali ai primi gradi di velocità angolari.
6. La rigidità degli elementi del sistema è costante e non dipende dal valore degli spostamenti o delle deformazioni corrispondenti.

Le restanti ipotesi ammesse sono negoziate durante la presentazione.

Di seguito la stabilità dello sterzo con motori idraulici montati per due possibili opzioni: con lunghi feedback e corto.

Lo schema strutturale e calcolato della prima opzione è mostrato in FIG. 34 e 35 linee solide, seconda barra. Alla prima forma di realizzazione, il feedback agisce sul distributore dopo che il cilindro di potenza ha ruotato le ruote controllate. Con una seconda forma di realizzazione, l'alloggiamento del dispensatore si sposta, spegnendo l'amplificatore, simultaneamente con il flusso del cilindro di alimentazione.

Innanzitutto, considera ogni elemento di un diagramma con lunghi feedback.

Gear (sullo schema strutturale non è mostrato). Ruota il volante su un po 'di piccolo angolo A cause una forza t c in un tiro longitudinale

T c \u003d c 1 (αi r.m l c - x 1), (26)

dove c 1 è la rigidità dell'albero dello sterzo e della spinta longitudinale sottostante; L c - lunghezza del grasso; X 1 - Spostamento della bobina.

Drive distributore. Per guidare il controllo del quadro del quadro, il valore di ingresso è T C, l'uscita è l'offset della bobina x 1. L'equazione del convertitore, tenendo conto del feedback all'angolo di rotazione delle ruote controllate θ e per pressione nel sistema P, ha il seguente modulo a T C\u003e T N:

(27)

dove K O.S - Il coefficiente della forza di feedback all'angolo della rotazione delle ruote controllate; C n - rigidità delle molle di centraggio.

Distributore. Le oscillazioni causate dall'amplificatore della macchina mobile sono associate all'inclusione alternativa di quella, quindi altre cavità del cilindro di potenza. L'equazione del distributore in questo caso ha il modulo

dove q è la quantità di fluido che entra nelle condotte del cilindro di potenza; x 1 -θl s k o.s \u003d Δx - spostamento della bobina nel caso.

La funzione F (Δx) non è lineare e dipende dalla progettazione del bobina del distributore e delle prestazioni della pompa. Nel caso generale, con una determinata caratteristica della pompa e della progettazione del distributore, la quantità di liquido Q che immette il cilindro di potenza dipende sia dal Δx della bobina nel caso che sulla differenza di pressione Δp all'ingresso al distributore e uscita da esso.

I distributori di amplificatori sono progettati in modo che, da un lato, con tolleranze tecnologiche relativamente grandi su dimensioni lineari, hanno una pressione minima nel sistema con una posizione neutra della bobina, e dall'altra, il cambiamento minimo della bobina da portare l'amplificatore in azione. Di conseguenza, il distributore di spool dell'amplificatore secondo la caratteristica Q \u003d F (Δx, Δp) è vicino alla valvola, I.e. Il valore Q non dipende dalla pressione Δp ed è solo una funzione di spostamento della bobina. Tenendo conto della direzione del cilindro di potenza, sarà simile, come mostrato in Fig. 36, a. Questa caratteristica è caratteristica dei collegamenti del relè dei sistemi di controllo automatici. La linearizzazione di queste funzioni è stata effettuata in base al metodo di linearizzazione armonica. Di conseguenza, otteniamo per il primo schema (figura 36, \u200b\u200bA)

dove Δx 0 è lo spostamento della bobina nell'alloggiamento in cui inizia il forte aumento della pressione; Q 0 - La quantità di fluido che entra nella linea di pressione alle clip di lavoro sovrapposte; A - La corsa massima della bobina nell'alloggiamento, determinata dall'ampiezza delle oscillazioni delle ruote controllate.

Condotte. La pressione nel sistema è determinata dall'importo inserito nella linea di pressione del liquido e dell'elasticità dell'autostrada:

dove x 2 è la corsa del pistone del cilindro di potenza, la direzione positiva verso la pressione della pressione; C 2 - rigidità alla rinfusa del sistema idraulico; c R \u003d DP / DV G (V R \u003d Volume del sistema idraulico dell'autostrada di pressione).

Cilindro elettrico. A sua volta, la corsa del cilindro della forza è determinata dall'angolo di rotazione delle ruote motrici e dalla deformazione della parte di comunicazione del cilindro di potenza con ruote controllate e il punto del supporto

(31)

dove l 2 è la spalla dello sforzo del cilindro di potenza relativo agli assi delle ruote pivot; C 2 - Rigidità del fissaggio del cilindro di alimentazione, mostrato alla barra del cilindro di potenza.

Ruote controllate. L'equazione di rotazione delle ruote controllate relativa al Pusser ha il secondo ordine e, in generale, non è lineare. Considerando che le oscillazioni delle ruote controllate si verificano con ampiezze relativamente piccole (fino a 3-4 °), si può presumere che i momenti stabilizzanti causati dall'elasticità della gomma e dalla pendenza del regno, siano proporzionali al primo grado di L'angolo di rotazione delle ruote controllate e l'attrito nel sistema dipende dal primo grado dell'angolo le velocità di rotazione delle ruote. L'equazione in forma linearizzata sembra questa:

dove J è il momento dell'inerzia di ruote e parti controllate, relativa rigidamente correlata agli assi di un re. G è un coefficiente che caratterizza perdite di attrito in un volante, un sistema idraulico e nei pneumatici delle ruote; N è un coefficiente che caratterizza l'effetto di un momento stabilizzante derivante da pneumatici inclinabili ed elasticità della gomma dei pneumatici.

La rigidità del guidatore nell'equazione non viene presa in considerazione, poiché si ritiene che le oscillazioni siano piccole e si verificano nell'intervallo degli angoli in cui l'involucro della bobina si muove a una distanza inferiore al turno completo o uguale ad esso. Il pezzo di FL 2 P determina il valore del momento creato dal cilindro di potenza relativo alla pivota, e il prodotto f radi l e k o.С P è la forza di reazione dal lato di feedback dal valore del momento stabilizzante. L'influenza del momento creata dalle molle di centraggio può essere trascurata a causa della sua piccolezza rispetto alla stabilizzazione.

Pertanto, oltre alle ipotesi di cui sopra, le seguenti restrizioni sono sovrapposte al sistema:

1. gli sforzi nella spinta longitudinale dipendono linearmente dalla svolta dell'albero della torre, l'attrito nella cerniera della trazione longitudinale e nell'azionamento della bobina è mancante;
2. il distributore è un collegamento con una caratteristica relè, cioè ad un determinato spostamento Δx 0 della bobina nell'alloggiamento, il liquido dalla pompa non entra nel cilindro di alimentazione;
3. la pressione nella linea di pressione e il cilindro di potenza è direttamente proporzionale al volume in eccesso del fluido inserito nell'autostrada, cioè la rigidità alla rinfusa del sistema idraulico C è costante.

Il circuito di controllo dello sterzo considerato con un amplificatore idraulico è descritto dal sistema di sette equazioni (26) - (32).

Lo studio della stabilità del sistema è stato effettuato utilizzando un criterio algebro Raus Gurvitsa..

Per questo, vengono prodotte diverse trasformazioni. Si trova l'equazione caratteristica del sistema e la sua stabilità, che è determinata dalla seguente disuguaglianza:

(33)

Dalla disuguaglianza (33) ne consegue che a A≤Δx 0 oscillazioni non sono possibili, poiché il membro negativo della disuguaglianza è 0.

L'ampiezza del movimento della bobina nell'alloggiamento in una data ampiezza permanente delle oscillazioni delle ruote controllate θ max è dalla seguente relazione:

(34)

Se, con un angolo θ max, la pressione p \u003d p max, quindi la mossa A dipende dal rapporto tra la tenuta delle molle di centratura e la spinta longitudinale cn / c 1, l'area dei plasmatori reattivi f re, La forza di compressione preliminare del centraggio delle sorgenti t n e del coefficiente del sistema K. Maggiore è il rapporto c n / c 1 e l'area degli elementi del getto, più è probabile che il valore di A sarà inferiore al valore Δx 0 e le auto-oscillazioni sono impossibili.

Tuttavia, questa via di eliminazione delle auto-oscillazioni non è sempre possibile, come aumento della rigidità delle molle di centratura e della dimensione degli elementi del getto, aumentando la forza sul volante, influenza la controllabilità della macchina e il La riduzione della durezza della spinta longitudinale può contribuire al verificarsi di vibrazioni tipo Shimmi.

In quattro dei cinque membri positivi di disuguaglianza (33), include un fattore nel parametro di asta, caratterizzando l'attrito nello sterzo, nei pneumatici in gomma e lo smorzamento dovuto ai flussi di fluido nell'amplificatore. In genere, il costruttore è difficile da variare questo parametro. Come fabbrica in un termine negativo, la portata del fluido Q 0 e il coefficiente di feedback K O.S. Con una diminuzione dei loro valori, la tendenza all'auto-oscillazione diminuisce. Il valore di Q 0 è vicino alle prestazioni della pompa. Quindi, per eliminare l'auto-oscillante causata dall'amplificatore durante il movimento della macchina, è necessario:

1. Aumentando la rigidità delle molle di centraggio o un aumento dell'area dei jet stantufers, se possibile, dalle condizioni di facilità di sterzo.
2. Ridurre le prestazioni della pompa senza abbassare la velocità di rotazione delle ruote controllate al di sotto del minimo consentito.
3. Ridurre il coefficiente di amplificazione del feedback K O.S., cioè, riducendo la corsa dello scafo (o bobina) causato dalla rotazione delle ruote controllate.

Se questi metodi non possono essere eliminati da auto-oscillazioni, è necessario modificare il layout del layout o immettere uno smorzatore di oscillazione speciale (serranda liquido o asciutto) nel sistema di guida con un amplificatore. Considera un'altra possibile opzione per la posa di un amplificatore in auto con una minori propensione all'eccitazione delle auto-oscillazioni. Differisce dal feedback più breve precedente (vedere la linea della barra in Fig. 34 e 35).

Le equazioni del distributore e l'unità differiscono dalle equazioni corrispondenti del regime precedente.

L'equazione del convertitore al distributore è vista a T C\u003e T N:

(35)

2 Equazione del distributore

(36)

dove I E è un rapporto di trasferimento cinematico tra il movimento della bobina del distributore e il movimento corrispondente del cilindro dello stelo.

Uno studio simile del nuovo sistema di equazioni porta alla seguente condizione per l'assenza di auto-oscillazioni in un sistema di breve scadenza.

(37)

La disuguaglianza risultante differisce dalla disuguaglianza (33) un aumento del valore dei membri positivi. Di conseguenza, tutti i termini positivi sono più negativi con i valori reali dei parametri inclusi in essi, quindi il sistema con un breve retroazione è quasi sempre stabile. L'attrito nel sistema caratterizzato dal parametro R può essere ridotto a zero, dal momento che il quarto membro positivo della disuguaglianza non contiene questo parametro.

In fig. 37 Le curve della dipendenza dei valori di attrito necessari alle oscillazioni dei rifiuti nel sistema (parametro d) sono presentate le prestazioni della pompa calcolata da formule (33) e (37).

La zona di stabilità per ciascuna delle amplificatori è tra l'asse dell'ordinazione e la curva corrispondente. Quando si calcola l'ampiezza delle oscillazioni della bobina nel caso, è stata resa minimamente possibile dalla condizione di accendere l'amplificatore: a≥Δx 0 \u003d 0,05 cm.

I parametri rimanenti inclusi nelle equazioni (33) e (37) hanno avuto i seguenti valori (che corrispondono approssimativamente all'automobile di carico del sterzo con una capacità di carico 8-12 T.): J \u003d 600 kg * cm * sec 2 / lont; N \u003d 40 000 kg * cm / felice; Q \u003d 200 cm 3 / s; F \u003d 40 cm 2; L 2 \u003d 20 cm; L 3 \u003d 20 cm; c r \u003d 2 kg / cm 5; C 1 \u003d 500 kg / cm; C 2 \u003d 500 kg / cm; C n \u003d 100 kg / cm; F r.e \u003d 3 cm 2.

L'amplificatore con un lungo feedback è una zona di instabilità sta nel range di valori reali del parametro G, l'amplificatore con un breve rifornimento - nell'intervallo di valori dei parametri non incontrati.

Considera le oscillazioni delle ruote controllate derivanti dalle curve sul posto. Il diagramma dell'indicatore del cilindro di potenza durante tali oscillazioni è mostrato in FIG. 33, la dipendenza della quantità di fluido in entrata nel cilindro di potenza sul movimento della bobina nell'alloggiamento del distributore è visualizzato in Fig. 36, b. Durante tali oscillazioni, il gap Δx 0 nella bobina è già eliminato dalla rotazione del volante e al minimo spostamento della bobina causa il flusso di fluido nel cilindro di potenza e la crescita della pressione in esso.

Linearizzazione della funzione (vedi figura 36, \u200b\u200bc) dà l'equazione

(38)

Il N in equazione (32) sarà determinato in questo caso non dall'azione del momento stabilizzante, ma la brutalità dei pneumatici a torcere in contatto. Può essere adottato per il sistema considerato come esempio N \u003d 400 000 kg * cm / soddisfatto.

La condizione di stabilità per un sistema di feedback a lungo termine può essere ottenuta dall'equazione (33) sostituendo in esso invece di espressione Espressioni (2Q 0 / πA).

Di conseguenza, otteniamo

(39)

I membri della disuguaglianza (39) contenenti il \u200b\u200bparametro A in un numeratore diminuiscono con una diminuzione dell'ampiezza delle oscillazioni e, a partire da alcuni valori sufficientemente piccoli di A, possono essere trascurati. Quindi la condizione di stabilità è espressa in una forma più semplice:

(40)

Con i rapporti effettivi dei parametri, la disuguaglianza non è osservata e gli amplificatori composti in base a uno schema con un lungo feedback, causano quasi sempre auto-oscillazioni di ruote controllate quando si accende un luogo con una particolare ampiezza.

Per eliminare queste oscillazioni senza modificare il tipo di feedback (e, di conseguenza, il layout dell'amplificatore) può essere ridotto in una certa misura un cambiamento nella forma delle caratteristiche q \u003d f (Δx), dandola un'inclinazione (vedi Fig. 36, d), o un aumento significativo dell'insidulazione nel sistema (parametro D). Tecnicamente, ci sono speciali cigolli sui bordi di lavoro delle bobine per modificare la forma delle caratteristiche. Il calcolo del sistema per la stabilità con tale distributore è molto più complicato, dal momento che l'ipotesi che la quantità di liquido Q che immette il cilindro di potenza dipende solo dall'offset della bobina Δx, non può più essere accettata, poiché il segmento di lavoro Delle slot di lavoro viene allungata e il numero di fluido in arrivo Q su questa sezione dipende anche dalla caduta di pressione nel sistema allo spool e dopo di esso. Il metodo di aumento dello smorzamento è discusso di seguito.

Considera cosa succede quando si accende il punto se viene eseguito un breve feedback. In equazione (37) espressione [(4π) (Q 0 / A)] √ dovrebbe essere sostituito da un'espressione (2 / π) * (Q 0 / A). Di conseguenza, otteniamo la disuguaglianza

(41)

Escludendo, come nel caso precedente, i membri contenenti l'importo e nel numeratore, otteniamo

(42)

In disuguaglianza (42), un termine negativo riguarda un ordine di grandezza inferiore a quello precedente, e quindi nel sistema con un breve ritrovo nelle combinazioni reali dei parametri di oscillazione automatica non si verificano.

Pertanto, per ottenere un sistema di sterzo ben stabile con un idraulicor, il feedback dovrebbe essere coperto solo da quasi non indicazione dei collegamenti del sistema (di solito un cilindro di alimentazione e direttamente le parti di collegamento associate). Nei casi più difficili, quando non è possibile rispettare il cilindro di potenza e il distributore in prossimità di una delle immediata per la pulizia dell'auto-oscillazione nel sistema, i cilindri idrodempi (ammortizzatori) o cilindri idraulici - dispositivi che trasmettono Liquido nel cilindro di potenza o posteriore solo sotto l'azione della pressione dal distributore.

Calcolo degli elementi dello sterzo

I carichi negli elementi dello sterzo e dello sterzo sono determinati in base ai seguenti due casi di regolamento.

Secondo un dato sforzo calcolato sul volante;

Alla massima resistenza alla rotazione delle ruote controllate in posizione.

Quando l'auto si muove lungo le strade con una superficie irregolare o quando la frenata con diversi coefficienti frizione sotto ruote controllate, un numero di parti dello sterzo percepisce carichi dinamici che limitano la forza e l'affidabilità dello sterzo. L'impatto dinamico è preso in considerazione dall'introduzione del coefficiente di dinamismo a D \u003d 1,5 ... 3.0.

Sforzo stimato sul volante per le autovetture P PK \u003d 700 h. Per determinare lo sforzo sul volante alla massima resistenza alla rotazione delle ruote controllate sul punto 166 dello sterzo, è necessario calcolare il momento della resistenza alla svolta secondo la seguente formula empirica

M c \u003d (2r circa / 3) v O k / p sh ,

dove r o è il coefficiente della frizione quando la ruota viene ruotata in posizione ((P o \u003d 0,9 ... 1.0), G K è il carico sulla ruota controllata, p w - pressione dell'aria nel bus.

Sforzo sul volante per girare il punto

P ш \u003d mc / (u a r pk npp y),

dove sei un rapporto di ingranaggi angolare.

Se il valore calcolato della forza sul volante è superiore alla forza di calcolo condizionale sopra, l'amplificatore dello sterzo è richiesto in auto. Albero dello sterzo. Nella maggior parte dei disegni, ᴇᴦ sono eseguiti da cavità. L'albero dello sterzo è caricato con un momento

M rk \u003d p pk r pk .

Hollow Val Tolera.

t \u003d m PK D /. (8.4)

Tensione consentita [T] \u003d 100 MPa.

Si controlla anche un angolo della torsione dell'albero dello sterzo, che è consentito entro 5 ... 8 ° a un metro della lunghezza dell'albero.

Gear. Per un meccanismo che include un verme globale e un rullo, viene determinata la tensione di contatto in coinvolgimento.

o \u003d px / (fn), (8.5)

P x è una forza assiale percepita da un verme; F è l'area di contatto di un cresta di un rullo con un verme (la somma delle aree di due segmenti, figura 8.4) e il numero di creste.

Potenza assiale

PX \u003d MRK / (R WO TGP),

Materiale in acciaio worm-cynized zoo, 35x, 40x, Sokh; Materiale Rullo-cemento in acciaio 12hnzz, 15hr.

Tensione consentita [A] \u003d 7 ... 8MPA.

Per un meccanismo vintage nel collegamento "dado a sfera a vite" definisce il carico radiale condizionale P 0 a una palla

P sh \u003d 5p x / (mz cos - $ kon),

dove m è il numero di giri da lavoro, Z - il numero di palle su un turno, 8 con - angolo di sfere di contatto con scanalature (D kon \u003d 45 o).

Contattare la tensione che determina la forza della palla

dove E è il modulo elastico, D m è il diametro della palla, D K - il diametro della scanalatura, al CR - il coefficiente a seconda di

curvizzoni di superfici di contatto (KR \u003d 0,6 ... 0.8).

Tensione consentita [A (W] \u003d 2500..3500 MPa in base al diametro della sfera. Secondo GOST 3722-81, deve essere determinato il carico distruttivo su una palla.

Il calcolo degli elementi dello sterzo è il concetto e i tipi. Classificazione e caratteristiche della categoria "Calcolo degli elementi dello sterzo" 2015, 2017-2018.

A. A. YENENEV.

Automobili.

Progettazione e calcolo

controlli dello sterzo

Manuale di insegnamento

Bratsk 2004.

Il design e il calcolo dei controlli dello sterzo sono uno dei componenti del progetto del corso sulla disciplina "Auto".

Nella prima fase del progetto del corso, è necessario eseguire un calcolo della trazione ed esplorare le proprietà operative dell'auto usando le linee guida "Automobili. Generale. Calcolo della trazione "e quindi procedere, in conformità con l'attività, progettare e calcolare l'unità o il sistema di chassis dell'automobile.

Durante la progettazione e il calcolo dei controlli dello sterzo, è necessario scegliere la letteratura raccomandata, leggere attentamente questo vantaggio. La sequenza di lavoro sulla progettazione e il calcolo dei controlli dello sterzo è la seguente:

1. Selezionare un metodo di rotazione del veicolo, uno schema dello sterzo, il tipo di meccanismo di sterzo, il circuito di layout dell'amplificatore (se necessario).

2. Eseguire un calcolo cinematico, il calcolo della potenza, il calcolo idraulico dell'amplificatore (se lo sterzo dell'amplificatore è fornito nello sterzo).

3. Selezionare le dimensioni delle parti ed eseguire il calcolo della forza.

In questo manuale di insegnamento e metodologico, è descritto in dettaglio come soddisfare tutti questi tipi di lavoro.

2. Scopo, requisiti e classificazione

Timone - Si tratta di un set di dispositivi che servono a ruotare le ruote motrici dell'auto quando il conducente è esposto al volante e composto da meccanismo di guida e unità (Fig. 1).

Il meccanismo di guida è parte del volante dal volante dal volante alla torre dello sterzo, e il volante si accende sulle parti dalla torre dello sterzo verso il perno rotante.

Fico. 1. Schema dello sterzo:

1 - Volante; 2 - Albero dello sterzo; 3 - Sterzo; 4 - Cambio; 5 - Urti dello sterzo; 6 - Trazione dello sterzo longitudinale; 7 - PIN girevole; 8 - braccio del perno girevole; 9 - Leva laterale; 10 - Spinta trasversale

I seguenti requisiti sono presentati al controllo dello sterzo:

1) Garantire un'elevata manovrabilità dei veicoli a motore, in cui sono possibili giri ripide e rapide su aree relativamente limitate;

2) La facilità di controllo, la convalida della forza applicata al volante.

Per le autovetture senza un amplificatore durante la guida, questa forza è di 50 ... 100 N, e con un amplificatore - 10 ... 20 N. Per i camion, la forza sul volante è regolata: 250 ... 500 h - per sterzo senza amplificatore; 120 h - per sterzo con un amplificatore;

3) la combustione di ruote controllate con espansione laterale minima e scorrevole quando l'auto viene ruotata;

4) l'accuratezza dell'azione di tracciamento, principalmente cinematica, in cui qualsiasi volante corrispondente corrisponderà a una curvatura pre-calcolata completamente definita di rotazione;

introduzione

La disciplina "Le basi del calcolo del design e degli aggregati delle auto" sono una continuazione della disciplina "il design di auto e trattori" e lo scopo del lavoro del corso è quello di consolidare le conoscenze ottenute dallo studente durante lo studio di queste discipline.

Il lavoro del corso viene effettuato da uno studente in modo indipendente utilizzando libri di testo, tutorial, tutorial, libri di riferimento, ospiti, custodia e altri materiali (monografie, riviste scientifiche e report, Internet).

Il funzionamento del corso include il calcolo dei sistemi di controllo dell'auto: sterzo (cifra di cifra dello studente dispari) o freno (anche la figura cifra dello studente). Il prototipo dell'auto e dei dati di origine sono selezionati dalle ultime due cifre del cifrario dello studente. Coefficiente della frizione ruota con costoso \u003d 0,9.

Lo sterzo nella grafica dovrebbe essere: 1) lo schema di rotazione dell'auto con il raggio e gli angoli di ruote controllate, 2) il circuito del trapezio dello sterzo con le formule calcolate dei suoi parametri, 3) il circuito del trapezio dello sterzo per determinare La dipendenza degli angoli di rotazione delle ruote controllate esterne e interne graficamente, 4) grafici delle dipendenze degli angoli di rotazione delle ruote controllate esterne e interne, 5) il regime di sterzo complessivo, 6) lo schema per il calcolo della tensione in l'urto dello sterzo.

La parte grafica del sistema dei freni dovrebbe contenere: 1) uno schema di meccanismo dei freni con formule di frenatura calcolata, 2) caratteristiche statiche del meccanismo di frenatura, 3) lo schema generale del sistema di frenatura, 4) un circuito di gru freno o il freno principale Cilindro con un amplificatore idraulico.

I dati iniziali alla trazione, al calcolo dinamico ed economico della macchina.

Calcolo dello sterzo dell'auto

Parametri tecnici di base.

Il raggio minimo di rotazione (dalla ruota esterna).

dove l è la base dell'auto;

Hmax è l'angolo massimo di rotazione della ruota controllata esterna.

Con un dato valore del raggio minimo e della base di auto, è determinato l'angolo massimo di rotazione della ruota esterna.

In conformità con lo schema di rotazione dell'auto (che deve essere compilato) determinare l'angolo massimo di rotazione della ruota interna

dove m è la distanza tra gli assi della pussher.

Parametri del trapezio geometrico dello sterzo.

Per determinare i parametri geometrici del trapez dello sterzo, vengono utilizzati metodi grafici (è necessario effettuare uno schema su scala).

La lunghezza della spinta trasversale e del lato del trapezio è determinata in base alle seguenti considerazioni.

L'intersezione degli assi continui delle leve laterali del trapezio è a una distanza di 0,7L dall'assale anteriore, se il trapezio è posteriore, e ad una distanza l, se il trapezio è il fronte (determinato dal prototipo).

Il rapporto ottimale della lunghezza m della leva laterale del trapezio alla lunghezza n della spinta trasversale M \u003d (0,12 ... 0,16) n.

Valori numerici M e N possono essere trovati dalla somiglianza dei triangoli

dove si trova la resistenza dal perno al punto di intersezione della continuazione degli assi delle leve laterali del trapezio dello sterzo.

Secondo i dati ottenuti, viene eseguita la costruzione grafica del trapezio dello sterzo. Quindi, costruendo con un intervallo angolare uguale, la posizione dell'asse della ruota interna è la ricerca di graficamente le posizioni corrispondenti della ruota esterna e costruire un grafico della dipendenza chiamata quella reale. Inoltre, per equazione (2.5.2), è costruita una dipendenza teorica. Se la differenza massima tra valori teorici e effetti reali non supera 1,50 all'angolo massimo di rotazione della ruota interna, si ritiene che il trapezio sia scelto correttamente.

Il rapporto dell'ingranaggio angolare dello sterzo è il rapporto tra l'angolo elementare di rotazione del volante al semitum degli angoli elementari di rotazione delle ruote esterne e interne. È variabile e dipende dai rapporti degli ingranaggi del meccanismo dello sterzo URM e dell'istanza dello sterzo U RP

Il numero di trasferimento del meccanismo dello sterzo è il rapporto tra l'angolo elementare di rotazione del volante all'angolo elementare di rotazione dell'albero della torre. Il valore massimo deve corrispondere alla posizione neutra del volante per autovetture e alla posizione estrema del volante per camion senza amplificatori dello sterzo.

Il numero di trasferimento del guidatore è l'atteggiamento della spalla delle leve del convertitore. Poiché la posizione delle leve del processo di rotazione del volante cambia, il numero di trasferimento dell'attuatore dello sterzo è variabile: UPP \u003d 0,85 ... 2.0.

Numero di trasmissione di potenza di sterzo

dove quello viene applicato al volante;

Il momento della resistenza alla rotazione delle ruote controllate.

Durante la progettazione di auto, sia minime (60h) che la forza massima (120h) sono limitate.

Secondo GOST 21398-75, la forza sul sito sulla superficie del calcestruzzo non deve superare le 400 h auto per i camion 700 N.

Il momento di resistenza alla rotazione delle ruote controllate è calcolato secondo la formula empirica:

dove -cible adesione quando ruotando la ruota in posizione (\u003d 0,9 ... 1.0);

Aria di pressione RS nello pneumatico, MPa.

Parametri del volante.

L'angolo di rotazione massimo del volante in ciascun lato è dentro 540 ... 10800 (1.5 ... 3 giri).

Il diametro del volante è normalizzato: per il passeggero e la capacità di carico a basso carico, è 380 ... 425 mm e per camion 440 ... 550 mm.

Sforzo sul volante per girare il punto

PP.K \u003d MS / (), (1.8)

dove rpk -radius volante;

Efficienza del meccanismo di guida.

Efficienza del meccanismo di guida. Efficienza diretta - Fornire sforzi dal volante verso il Coska

pM \u003d 1 - (MTP1 / MRK) (1.9)

dove MTP1 è lo sfregamento del meccanismo di guida, che viene mostrato al volante.

L'efficienza retromarcia caratterizza il trasferimento dello sforzo dall'uguri al volante:

pM \u003d 1 - (MTP2 / MV) (1.10)

dove mtp2 è il momento dell'attrito del meccanismo dello sterzo dato all'albero del trambusto;

MV.S -Moment sull'albero del trambusto, che è stato sospeso dalle ruote controllate.

L'efficienza sia diretta che inverso dipende dalla progettazione del meccanismo dello sterzo e ha i seguenti valori:

pM \u003d 0.6 ... 0.95; PM \u003d 0,55 ... 0,85

Meccanismi di controllo dell'automobile - Questi sono meccanismi progettati per fornire il movimento dell'auto nella giusta direzione e il suo rallentamento o fermarsi se necessario. I meccanismi di controllo includono sistema di frenatura automobilistico e automobile.

Timone auto - questo èuna combinazione di meccanismi che servono, per la rotazione delle ruote controllate, forniscetraffico automobilisticonella direzione specificata. Trasferimento della potenza del volante con le ruote controllate fornisce un volante. Per facilitare il controllo dell'auto, gli amplificatori del servosterzo , luce del volante della macchina e confortevole.

1 - Spinta trasversale; 2 - Leva inferiore; 3 - PIN girevole; 4 - Leva superiore; 5 - Trazione longitudinale; 6 - Servosterzo; 7 - Sterzo; 8 - Albero dello sterzo; 9 - Volante.

Il principio di funzionamento dello sterzo

Ogni ruota controllata è installata su un pugno girevole, collegato all'asse anteriore di un centinaio, che è fissato fisso all'asse anteriore. Durante la rotazione del conducente del volante, la forza viene trasmessa mediante spinta e leve sui pugni girevoli, che si rivolgono a un certo angolo (imposta il driver), cambiando la direzione del movimento del veicolo.

Meccanismi di controllo, dispositivo

Lo sterzo è costituito dai seguenti meccanismi:

1. Meccanismo di guida - la trasmissione di rallentamento, trasformando la rotazione dell'albero del volante in rotazione dell'albero dell'albero. Questo meccanismo aumenta la forza applicata al volante L'autista rende più facile per il suo lavoro.
2. Drive del volante -il sistema di spinta e leve in combinazione con il meccanismo dello sterzo trasformano la macchina.
3. Un amplificatore del volante (non su tutte le auto) -viene utilizzato per ridurre lo sforzo richiesto per la rotazione del volante.

1 - Volante; Custodia per cuscinetti a 2 alberi; 3 - cuscinetti; 4 - albero del volante; 5 - Albero cardano dello sterzo; 6 - Sterzo bramoso trapezio; 7 - Suggerimento; 8 - rondella; 9 - cerniera a finger; 10 - Croci dell'albero cardano; 11 - Spina scorrevole; 12 - la punta del cilindro; 13 - Anello di tenuta; 14 - Docedado; 15 - Cilindro; 16 tempi con magazzino; 17 - Anello di tenuta; 18 - Supporto ad anello; 19 - Cuff; 20 - Anello pressante; 21 - Nut; 22 - Accoppiamento protettivo; 23 - Abbandona il trapezio dello sterzo; 24 - Maslenka; 25 - Suggerimento asta; 26 - blocco anulare; 27 - Plug; 28 - Primavera; 29 - Coaching Springs; 30 - Anello di tenuta; 31 - Liner superiore; 32 - Palla dita; 33 - Liner inferiore; 34 - Fodera; 35 - Accoppiamento protettivo; 36 - Leva del pugno rotante; 37 - Alloggiamento del pugno di rotazione.

Dispositivo di guida:

1 - il corpo del bobina; 2 - anello di tenuta; 3 - anello di stantuffo rotolante; 4 - Cuff; 5 - Meccanismo di guida; 6 - settore; 7 - La spina del foro di riempimento; 8 - Verme; 9 - copertura laterale del carter; 10 - copertura; 11 - Plug Plug; 12 - La manica è spaziatore; 13 - cuscinetto ago; 14 - Servosterzo; 15 - bramoso per lo sterzo dello sterzo; 16 - Albero del meccanismo di guida; 17 - Bobina; 18 - Primavera; 19 - Punnello; 20 - Copertina dell'alloggiamento della bobina.

Serbatoio dell'olio. 1 - Corpo di serbatoio; 2 - Filtro; 3 - Case filtrante; 4 - Bypass valvola; 5 - copertura; 6 - Sapun; 7 - tappo del collo di riempimento; 8 - anello; 9 - Tubo di aspirazione.

Pompa di un meccanismo di amplificazione. 1 - coperchio della pompa; 2 - Statore; 3 - rotore; 4 - corpo; 5 - cuscinetto a aghi; 6 - distanziatore; 7 - Puleggia; 8 - ROLLER; 9 - Collezionista; 10 - disco di distribuzione.

Diagramma schematico. 1 - condotte della pressione del tempio; 2 - il meccanismo dello sterzo; 3 - Pompa di un meccanismo di amplificazione; 4 - Tubo di scarico; 5 - Serbatoio dell'olio; 6 - Tubo di aspirazione; 7 - Tubo di iniezione; 8 - Meccanismo di rinforzo; 9 - Tubi flessibili.

Sterzo per auto Kamaz.

1 è l'alloggiamento della valvola di controllo dell'agente idraulico; 2 - Radiatore; 3 - albero cardanico; 4 - Sterzo; 5 - Pipeline a bassa pressione; 6 - Pipeline ad alta pressione; 7- Sistema idraulico del serbatoio; Interruttore idraulico a 8 pompa; 9 - tazza; 10 - Trazione longitudinale; 11 - Meccanismo di guida con un agente idraulico; 12 - Cambio angolare.

Meccanismo di sterzo per auto Kamaz:

1 - Punnello a getto; 2- alloggiamento della valvola di controllo; Ruota di ingranaggio a 3 piombo; 4 - Ruota per ingranaggi slave; 5, 22 e 29-stop anelli; 6 - maniche; 7 e 31 - Stubborn colas k ", 8 - anello di tenuta; 9 e 15 - bende; 10 - valvola di bypass; 11 e 28 - copre; 12 - Carter; 13 - Pistone rastrello; 14 - Plug; 16 e 20 - Nuts; 17 - scivolo; 18 - Palla; 19 - settore; 21 - Rondella di blocco; 23 - Corpo; 24 - cuscinetto testardo; 25 - Punnello; 26 - Bobina; 27- Regolazione della vite; 30- Regolazione della rondella; Settore di albero a 32 commutato.

Sterzo per auto Zil;

1 - Pompa di potenza idraulica; 2 - Serbatoio della pompa; 3 - Tubo flessibile a bassa pressione; 4 - Tubo flessibile ad alta pressione; 5 colonna; 6 - Segnale del segnale di contatto; 7 - Interruttore del puntatore di rotazione; 8 cerniere cardan; 9 - Albero cardanico; 10 - Meccanismo di guida; 11 - tazza.

Auto sterzo MAZ-5335:

1 - Trazione dello sterzo longitudinale; 2- Servosterzo; 3 - tazza; 4 - Meccanismo di guida; 5- cerniera azionamento del sterzo cardanico; 6 - albero dello sterzo; 7 - Volante; 8 - Sterzo trasversale; 9- Trazione dello sterzo trasversale della leva sinistra; 10 - Leva girevole.