Рулевое управление грузового автомобиля

Дипломная работа - Транспорт, логистика

Другие дипломы по предмету Транспорт, логистика



ен по формуле:

где - момент сопротивления качению; - момент сопротивления скольжению; моменты, обусловленные продольным и поперечным наклонами шкворней.

Момент сопротивления качению

где f -коэффициент сопротивления качению, f=0,018

Момент сопротивления скольжению

где ? - коэффициент iепления колес с дорожным покрытием, ? ? 0,8

r? -плечо силы трения скольжения (верчения), r?? 1,4* rc;

rc -радиус свободного колеса

Плечо силы трения скольжения относительно центра отпечатка шины:

r? =0,14*0,503=0,07м, тогда

Моменты, обусловленные поперечным и продольным наклоном шкворней

Момент сопротивления подъему управляемых колес

Тогда расчетный момент

Усилие на рулевом колесе

Решаем вопрос о необходимости усилителя в рулевом управлении. Рекомендуемые значения Рв - силы, прилагаемой водителем к рулевому колесу, - для грузовых автомобилей европейского производства находятся в пределах 12 - 16 кг. Рассчитанное усилие Рр.к.=62кг значительно превышает рекомендуемые значения РВ (наибольшие значения Uр.м. не позволяют получить нужные значения усилий на рулевом колесе). Делаем вывод о том, что в проектируемом рулевом управлении необходим усилитель.

6.Гидравлический расчет рулевого управления

Расчет усилителя рулевого управления подразделяется на статический, гидравлический и динамический. Гидравлический расчет включает: определение производительности насоса, размеров распределителя и диаметра трубопроводов.

Размеры и зазоры распределителей выбирают из следующих соображений: 1.распределитель должен обеспечивать максимальное рабочее давление в силовом цилиндре при условии, что утечки через золотник не превышают 5-10% производительности насоса.

.Ход золотника не должен заметно увеличивать люфт (2тАж30) рулевого колеса при работающем усилителе. При неработающем усилителе люфт не должен превышать 35-450.

.Распределитель не должен оказывать значительного сопротивления перетеканию жидкости при среднем расположении золотника усилителя. Потери в рабочих щелях золотника составляют 0.3тАж0.6 кг/см2.

Диаметры трубопроводов системы назначаются такими, чтобы давление на холостом ходу в гидросистеме было минимальным, что снизит потребляемую мощность на перекачивание жидкости в гидросистеме, уменьшит ее нагрев. Суммарные потери на перетекание жидкости на холостом ходу (нейтральное положение золотника) составляют 2-4 кгс/см2 при производительности насоса 10-20 л/мин.

Производительность гидронасоса усилителя с непрерывной циркуляцией потока жидкости (с открытым центром) выбирается такой, чтобы цилиндр гидроусилителя успевал поворачивать управляемые колеса автомобиля со скоростью, большей, чем это в состоянии сделать водитель. При несоблюдении этого условия водитель во время быстрых поворотов будет затрачивать усилие не только на преодоление сопротивления колес повороту, но и на перекачивание рабочей жидкости в рабочем цилиндре из одной полости в другую.

Поэтому должно соблюдаться условие

Vс.ц./(Qн*?н)<?max/360*n

Где Vс.ц - объем силового цилиндра, см3;

?н - объемный кпд насоса при р=0.5рmax, для лопастных насосов ?н=0.8тАж0.85;

Qн - номинальная производительность насоса, см3/сек;

?max - угол поворота рулевого колеса из одного крайнего положения в другое, град;

?Q - утечки в см3/сек, при 0.5рmax ?Q<0.05Qн;

n - максимальная скорость поворота рулевого колеса, n=1/5 обор/сек;

Величину усилия FВ, прикладываемого водителем к ободу рулевого колеса, для поворота управляемых колес на сухом асфальте при полностью нагруженном автомобиле выбирают из условия, чтобы усилие не превосходило 12-16 кгс. Это усилие с учетом КПД РМ и РП через центрирующие пружины и реактивные элементы создает момент на поворотных кулаках управляемой оси

Рис. 21 Расчетная схема гидроусилителя.

Определяем размеры силового цилиндра. Момент на управляемых колесах от воздействия водителя с усилием FВ=120Н.

Требуемое для поворота усилие со стороны поршня-рейки согласно рис. 18

где ly -плечо приложения силы Fк к сошке, равное диаметру начальной окружности зубчатого сектора (принимаем lУ=0,06м);

?рп - КПД рулевого привода (принимаем ?рп=0,9);

?ц - КПД силового цилиндра и передачи гайка-шестерня (принимаем ?ц=0,9).

После определения величины расчетного момента на управляемых колесах переходят к определению размеров исполнительного цилиндра. Расчетная схема гидроусилителя представлена на рис. 21

Ход поршня-рейки из одного крайнего положения в другое

Диаметр силового цилиндра

где Pmax - максимальное давление в гидросистеме (10МПа);

d - диаметр винта

Принимаем Dц=0,095м

Шаг винта:

Подача насоса

где Ац-активная площадь силового цилиндра;

n -расчетная частота вращения рулевого колеса (n=80рад/мин);

Uру -передаточное число части привода, расположенного между рулевым колесом и поршнем цилиндра;

? - утечка жидкости в гидросистеме (? = 0,15);

? -объемный КПД насоса при давлении 0,5МПа (для лопастных насосов ? = 0,85).

Диаметр золотника находим по потерям давления в распределителе (? Р=0,04тАж0,08МПа)

где Qн=9,36/60000=1,561*10-3м3/с

?з - зазор между кромками золотника и его обоймы (?з=0,4мм);

? - коэффициент местного сопротивления (? =5);

? - плотност