Рулевая трапеция

В зависимости от компоновочных возможностей рулевую трапецию располагают перед передней осью (передняя рулевая трапеция) или за ней (задняя рулевая трапеция). При зависимой подвеске колес применяют трапеции с цельной поперечной тягой; при независимой подвеске — только трапеции с расчлененной поперечной тягой, что необходимо для предотвращения самопроизвольного поворота управляемых колес при колебаниях автомобиля на подвеске. С этой целью шарниры разрезной поперечной тяги должны располагаться так, чтобы колебания автомобиля не вызывали их поворота относительно шкворней. Схемы различных рулевых трапеций показаны рис.12.

Рис.12. Схемы рулевых трапеций

 

При зависимой и независимой подвесках могут применяться как задняя (рис.12а), так и передняя (рис.12б) трапеции. На рис.12 в-е приведены задние трапеции независимых подвесок с разным числом шарниров.

Для определения геометрических параметров рулевой трапеции используют в большинстве случаев графические методы. Для этой цели предварительно задаются размерами поперечной тяги и боковых сторон трапеции, исходя из следующих соображений.

В существующих конструкциях сечение продолжения осей боковых трапеции имеет место приблизительно на расстоянии 0,7 L. от передней оси, если трапеция задняя, и на расстоянии L, если трапеция передняя (рис.13).

а) б)

Рис.13. Схемы расположения рулевой трапеции на автомобилях

а – заднее; б - переднее

 

Считается, что оптимальное отношение длины т бокового рычага трапеции к длине п поперечной тяги m/n = 0,12...0,16. Численные значения n и т можно найти из подобия треугольников (рис.14):

Рис.14. Схема для определения параметров рулевой трапеции

;

где М — межшкворневое расстояние.

 

Учитывая, что m = (0,12...0,16) n и получим уравнение с одним неизвестным, решение которого дает приближенные численные значения искомых величин. Так же можно найти приближенные значения параметров передней трапеции. По полученным данным выполняют в масштабе графическое построение рулевой трапеции. Затем, построив через равные угловые промежутки положение цапфы внутреннего колеса, графически находят соответствующие положения наружного колеса и строят график зависимости θ_н = f(θ_н) (рис.15), которую называют фактической (штриховая кривая).

Рис.15. График зависимости углов поворота управляемых колес

 

Далее по уравнению строят теоретическую зависимость (сплошная кривая).

Если максимальная разница между теоретическим и фактическим значениями не превосходит 1,5° при максимальном угле поворота внутреннего колеса, то считается, что трапеция подобрана правильно.

Следует напомнить, что уравнение (1) выведено для автомобиля с жесткими колесами. Для автомобиля с эластичными колесами связь между углами поворота управляемых колес выражается уравнением:

где , — углы увода соответственно наружного и внутреннего колес;

С - продольное смещение мгновенного центра поворота относительно задней оси.

Подбор параметров рулевой трапеции с учетом увода представляет известные трудности, так как продольное смещение мгновенного центра поворота зависит от скорости движения. Существует ряд аналитических способов определения оптимальных параметров рулевой трапеции, которые дают также приближенное значение искомых величин.