Усилие, действующее в рулевом приводе - Fpn

Эксплуатационные факторы вызывают изменение начальной величины критерия качества РП, т.к. влияют на смещения в кинематической цепи рулевого привода и действующие в нём усилия. В свою очередь, они определяются режимами движения, дорожными условиями и техническим состоянием функциональных систем автомобиля.

Величина усилия в рулевом приводе зависит, прежде всего, от режима движения и вызывается действием стабилизирующего и тормозного моментов. Момент, действующий на управляемое колесо, компенсируется активным моментом, определяемым произведением усилия в РП, приложенного к рычагу поворотной цапфы, на его длину. Тогда усилие в РП определится после алгебраического сложения усилий на обоих рычагах поворотных цапф с учётом направления момента на них.

Величина усилия в РП в зависимости от движения автомобиля со свободным рулем или фиксированным рулевым колесом определится согласно выражениям. В тормозном режиме усилие в левом приводе может быть определено с учётом действия тормозного момента на плече обкатки:

. (30)

Исследование влияния параметров рулевого управления на устойчивость автомобиля при торможении с учётом бортовой неравномерности действия тормозных механизмов автомобилей рассматриваемого класса выполнен Железновым Е.И. Им отмечено, что в начальный период торможения (соответствующий выбору зазоров в рулевом управлении) увеличение курсового угла происходит наиболее интенсивно и сопровождается колебаниями колёс. При этом максимальный угол поворота управляемых колёс автомобиля УАЗ-451М достигал 0,047 рад (2,8°).

Скорость движения в направлении продольной оси – Vа

Прямое влияние скорости движения автомобиля на изменение критерия качества РП заключается в создании усилия в рулевом приводе за счёт касательных реакций на управляемых колёсах, увеличивающихся с увеличением скорости движения. Косвенное влияние состоит в изменении углов увода управляемых колёс, что определяет характер изменения нагружения рулевого привода и формирования смещений в нём.

Так, из серии экспериментальных исследований выполненных Немцовым Ю.М. на автомобилях рассматриваемого класса следует, что скорость движения влияет на изменение углов увода передней оси и разности углов увода осей. При этом Немцовым Ю.М. с целью повышения точности результатов применялся метод параллельного графического осреднения, основанный на том, что при одинаковых внешних условиях, независимо от времени, значения любого параметра, характеризующего управляемость, при той же скорости и углах поворота УК одинаковы, а изменение их при установившихся режимах движения происходит плавно. Принципиальные положения этого метода распространены на ряд факторов граф-модели эксплуатационного состояния рулевого привода автомобилей.

Аналитическая зависимость изменения угла схождения от скорости движения предложена Литовченко Н.Н При выводе этой зависимости рассматривалась система сил, приведённая к центру контакта, под действием которой колесо поворачивалось вокруг шкворня:

, (31)

где- сила сопротивления изменению схождения,

Литовченко Н.Н. отметил, что на изменение схождения колес в движении влияют начальное схождение, сила, вызванная развалом ускорение движения, техническое состояние РП, сопротивление качению.

Величина дисбаланса управляемых колёс - Д

При качении неуравновешенного колеса с постоянной линейной скоростью, вследствие периодического изменения угловой скорости его вращения, изменяется продольная сила взаимодействия колеса с дорогой. Последнее вызвано изменением динамического радиуса качения колеса вследствие изменения вертикальной составляющей центробежной силы, действующей на колесо.

Горизонтальная составляющая центробежной силы от неуравновешенности массы создаёт момент, действующий в горизонтальной плоскости, который поворачивает колесо вокруг шкворня на некоторый угол на величину смещений в РП, вызывая изменение критерия качества рулевого привода.

Наиболее полный анализ влияния величины дисбаланса на колебания управляемых колёс выполнен в диссертационной работе Яресько B.C., где отмечено что амплитуда колебаний сбалансированных колёс достигает 3,5-4 мм при скорости 70 км/час, приведенная к диску колеса автомобиля «ГАЗ-21», а при наличии дисбаланса достигает 8-12 мм, т.е. увеличивается в 2,5-3 раза.