69) Основные типы усилителей рулевого управления

Если на управляемые колеса приходится большая нагрузка (грузовые автомобили большой и средней грузоподъемности и автобусы), то управление автомобилем затрудняется необходимостью приложения к рулевому колесу значительного усилия. В тех случаях, когда работа водителя не может быть облегчена увеличением передаточного числа механизма рулевого управления, конструкция предусматривает применение усилителей. Усилители увеличивают маневренность автомобиля, повышают безопасность движения, так как позволяют сохранить управляемость автомобилем даже в случае разрыва шины на одном из передних колес, уменьшают усилие, затрачиваемое водителем при повороте управляемых колес, и смягчают толчки, передающиеся на рулевое колесо при движении автомобиля по неровной дороге. При применении усилителя несколько ухудшается стабилизация управляемых колес и больше изнашивается шина (из-за высокой его чувствительности).

Усилители бывают электрические, пневматические и гидравлические. Электрические усилители показывают хорошие результаты, но в настоящее время только выходят из стадии лабораторных исследований и разработок, а пневматические оказались неприемлемыми ввиду большой упругой податливости рабочего тела — воздуха, приводившей к запаздыванию срабатывания усилителя и возникновению в рулевом управлении недопустимых колебательных процессов. Поэтому в настоящее время широко применяют гидравлические усилители. Гидравлический усилитель может быть встроенным в механизм рулевого управления и отдельным. В общем случае гидравлический усилитель состоит из источника энергии (гидронасоса), распределителя, исполнительного устройства (силового цилиндра). Требования, предъявляемые к усилителю рулевого привода:

• должны обеспечивать следящее действие как по силе, так и по перемещению рулевого колеса (сила перемещения рулевого колеса должна быть пропорциональна силе сопротивления повороту и углу поворота управляемых колес);

• в случае выхода из строя усилителя — управление автомобилем не должно нарушаться;

• минимальное время срабатывания;

• минимальное препятствие стабилизации управляемых колес;

• усилитель не должен включаться от толчков дороги.

По месту установки элементов усилителя различают четыре типа усилителей рулевого привода.

Первый тип — элементы расположены близко к рулевому колесу — высокая чувствительность, минимальная длина трубопроводов, компактность. Второй тип — силовой цилиндр и распределитель далеко от механизма рулевого управления, который установлен автономно — чувствительность ухудшается, большая длина трубопроводов. Третий тип — автономное расположение всех элементов — чувстви-тельность хуже, большая длина трубопроводов, но удобна в обслуживании. Четвертый тип — механизм рулевого управления соединен с распреде-лителем — чувствительность хорошая, большая длина трубопроводов (авто-мобиль УралАЗ-4320)

70)Типы тормозных систем. Итак, тормоза автомобилей бывают двух типов: барабанные и дисковые. Исторически первыми стали применяться барабанные тормоза, то есть такие, в которых полукруглые колодки изнутри распирают закрытый металлический цилиндр. В таком виде, лишь с небольшими изменениями, эти тормоза существуют уже более 100 лет. В чем же причина успеха?

Главное конструктивное преимущество барабанных тормозов – большая площадь поверхности колодок, которые прилегают к барабану почти на двух третях окружности. Отсюда, в частности, следует увеличенный ресурс самих колодок и отсутствие необходимости в высоком давлении в тормозной системе – некоторое время назад, примерно до 40-ых годов, это позволяло даже обходиться без усилителя тормозов. Сказывается здесь и эффект «самоусиления», когда под действием силы трения колодки слегка поворачиваются вокруг оси и еще сильнее прижимаются к вращающемуся барабану. Разумеется, сейчас эти хитрости уже неважны – усилитель тормозов давно стал неотъемлемой деталью, но вот большой ресурс колодок весьма кстати для недорогих машин. Именно поэтому барабанные тормоза до сих иногда применяются на задней оси, где в условиях постоянно летящей пыли из-под передних колес проявляется и еще одно их достоинство – лучшая защищенность от грязи, ускоряющей, как известно, износ тормозов.

Однако на передней оси, где загруженные в момент замедления колеса обладают наилучшим сцеплением с дорогой, а значит и тормозам приходится тяжелее всего, барабанные механизмы уже не встретишь. Причина – недостаточное охлаждение, поскольку внутренняя сторона барабана закрыта, и эффективно рассеивает тепло лишь внешняя часть. При этом компенсировать падение коэффициента трения повышением усилия прижима колодок можно лишь весьма ограниченно, ведь барабан имеет далеко не бесконечную прочность на разрыв.

Конечно, можно как-то пытаться найти выход. Вспоминаются, например, тормоза гоночных болидов 40-ых годов – огромные барабаны размером чуть ли не с колесо, вентиляционные отверстия с одной стороны и оребрение с другой. Сколько же они весили… Чтобы как-то уменьшить неподрессоренные массы инженеры даже пытались крепить барабаны внутри кузова, передавая тормозной момент через приводные валы. Сейчас, конечно, такого уже не встретишь – вес уменьшают, отливая барабан из сплава алюминия и запрессовывая в него чугунное кольцо, к которому прилегают колодки.

С дисковыми тормозами подобных проблем на порядок меньше: диск ничем не прикрыт, охлаждаемая площадь большая. Дополнительно, для лучшего охлаждения, диски делаются не сплошными, а вентилируемыми – фактически сдвоенными со специальными воздушными каналами посередине, играющими роль центробежного вентилятора. Перегреть такие тормоза – уже непростое дело. К тому же здесь практически нет проблем, связанных с прочностью, как в случае с барабанном, - давление колодок на диск почти не ограничено.

Однако есть и свои трудности, например, возможный перегрев тормозной жидкости. Небольшие по площади колодки сильно греются, и это тепло активно передается жидкости – если она закипит, давление в магистрали упадет, и педаль тормоза просто «провалится»

без какого-либо эффекта. И хотя с современными жидкостями с температурой кипения более 250 оС такой сценарий уже маловероятен, при проектировании очень мощных автомобилей все же необходимо учитывать и это. Решение находят в увеличении размера колодок – иногда они обхватывают едва ли не треть диска! При этом для равномерного распределения прижимного усилия приходится применять и массивные многопоршневые суппорты.

По той же причине – малые размеры колодок - дисковые тормоза чаще барабанных нуждаются в смене колодок, а для работы им необходим мощный усилитель, развивающий высокое давление в тормозной магистрали. Впрочем, это разумная плата за эффективность и высокую активную безопасность.