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