Поворотный кулак, также известный как «угол наклона рулевого механизма», является одной из важных частей рулевого управления автомобиля, которая обеспечивает стабильное движение и точную передачу направления движения.
Функция поворотного кулака заключается в передаче и распределении нагрузки на переднюю часть автомобиля, поддержке и вращении переднего колеса вокруг шкворня, что обеспечивает поворот автомобиля. В рабочем состоянии он подвергается переменным ударным нагрузкам, поэтому от него требуется высокая прочность.
Параметры положения рулевого колеса
Для обеспечения устойчивости автомобиля при движении по прямой, легкости рулевого управления и уменьшения износа шин и деталей, рулевое колесо, поворотный кулак и передняя ось между тремя элементами и рамой должны поддерживать определенное относительное положение. Это называется позиционированием рулевого колеса, также известным как позиционирование передних колес. Правильное позиционирование передних колес должно обеспечивать: устойчивое движение автомобиля по прямой без раскачивания; минимальную нагрузку на рулевую колонку при повороте; автоматическое возвращение рулевого колеса в исходное положение после поворота; отсутствие скольжения шин по земле, что снижает расход топлива и продлевает срок службы шин. Позиционирование передних колес включает в себя наклон шкворня назад, наклон шкворня внутрь, наклон переднего колеса наружу и передний пучок передних колес. [2]
Угол наклона задней части шкворня
Шкворень расположен в продольной плоскости транспортного средства, и его верхняя часть имеет угол Y, направленный назад, то есть угол между шкворнем и вертикальной линией земли в продольной плоскости транспортного средства, как показано на рисунке.
Когда шкворень имеет задний наклон v, точка пересечения оси шкворня и дороги будет находиться перед точкой контакта колеса с дорогой. При движении автомобиля по прямой, если рулевое колесо случайно отклоняется под действием внешних сил (отклонение вправо показано стрелкой на рисунке), направление движения автомобиля изменится вправо. В это время, под действием центробежной силы самого автомобиля, в точке контакта b между колесом и дорогой дорога оказывает боковое воздействие на колесо. Сила реакции на колесо образует крутящий момент L, действующий на ось шкворня, направление которого прямо противоположно направлению отклонения колеса. Под действием этого крутящего момента колесо вернется в исходное среднее положение, обеспечивая стабильное движение автомобиля по прямой, поэтому этот момент называется положительным моментом.
Однако крутящий момент не должен быть слишком большим, иначе для преодоления устойчивости крутящего момента при повороте руля водителю придется прилагать большую силу к рулевой колонке (так называемое «тяжелое рулевое управление»). Поскольку величина стабилизирующего момента зависит от величины плеча момента L, а величина плеча момента L зависит от величины угла наклона задней оси.
В настоящее время обычно используемый угол развала колес не превышает 2-3°. Из-за снижения давления в шинах и повышения эластичности увеличивается и стабилизирующий момент современных высокоскоростных автомобилей. Поэтому угол развала колес можно уменьшить почти до нуля или даже до отрицательного значения.
