Классификация усилителей рулевого управления

n Пневматические
(вышли из употребления)

n Гидравлические

n Электромеханические

n Электрические

Электрогидравлические усилители рулевого управления

n Компоновка позволяет размещать электрогидравлическую часть в пространстве, безопасном при аварии

n При неработающем двигателе усилитель сохраняет работоспособность

n Система регулирования обеспечивает экономный расход масла, адаптированный для текущей дорожной ситуации

n Расход энергии снижается на 20% по сравнению с гидроусилителями

n Коэффициент усиления и чувствительность привода могут регулироваться электроникой

Электрические усилители рулевого управления

n Выигрыш в весе

n Высвобождение пространства моторного отсека

n Перспективы: установка на 50% легковых автомобилей к 2005 г.

n Отбор мощности на работу усилителя в пересчете на расход топлива уменьшается на 85%

Статический расчет гидроусилителя рулевого управления (на примере грузового автомобиля)

Рабочий объем силового цилиндра

Баланс работ:

Работа при повороте управляемых колес:

Работа, совершаемая водителем:

Момент на рулевом колесе:

Усилие водителя F_в принимается равным:

30-70 Н для легковых автомобилей

120-160 Н для грузовых автомобилей

Работа усилителя:

p_max – максимальное давление насоса гидроусилителя

Рабочий объем силового цилиндра:

Диаметры силового цилиндра и штока цилиндра

Коэффициент запаса продольной жесткости

силового цилиндра:

Полярный момент инерции штока:

Усилие, развиваемое гидроцилиндром:

Диаметр силового цилиндра:

Гидравлический расчет гидроусилителя рулевого управления

Требования к гидравлической части

n Утечки через золотник не превышают 5-10% производительности насоса

n Ход золотника не должен увеличивать люфт рулевого колеса более чем на 2…3° при работающем усилителе

n Потери давления в золотнике должны составлять 0,3…0,6 бар

Выбор насоса

h_н – объемный КПД силового насоса при p=0,5p_max

Q_н – номинальная производительность насоса

a_max – угол поворота рулевого колеса из одного

крайнего положения в другое

DQ – утечки насоса, £ 0,05 Q_н

n – максимальная скорость поворота рулевого колеса

(n»1,5 об/c)

h_н – КПД насоса (0,8…0,96)

Диаметр золотника

D₁ – осевой зазор в корпусе золотника (0,2…0,5 мм)

Dp_з – потери давления в распределителе (0,4…0,8 бар)

x - коэффициент местного сопротивления (3…6)

r – плотность рабочей жидкости

Активные системы рулевого управления

Пример расчета рулевого управления грузового автомобиля (МАЗ)

Исходные данные

n Нагрузка на управляемую ось
G=60 000 H

n Усилие на рулевом колесе
F_в = 120 Н