Шкворень (также шкворень , шкворень и шкворень ) [1] [ 2 ] — основной шарнир в рулевом механизме автомобиля или другого транспортного средства .
Этот термин также используется для обозначения части седельно-сцепного устройства для полуприцепа и его прицепа или другого груза.
Первоначально рулевое управление гужевых повозок с «поворотной платформой» представляло собой один штифт, на котором подвижная ось поворачивалась под рамой повозки. При этом ось перемещалась из стороны в сторону, но вес повозки переносился на круглую деревянную кольцевую поворотную платформу, окружающую ее. Аналогичное рулевое управление с центральным шарниром использовалось в паровых тяговых двигателях , причем шкворень устанавливался на «насадном кронштейне» под котлом. В некоторых ранних автомобилях также использовалось рулевое управление с центральным шарниром, хотя стало очевидно, что оно не подходит для их возрастающих скоростей.
Рулевое управление Аккермана разделяет рулевое движение на два шарнира, по одному возле ступицы каждого переднего колеса. Балка моста между ними остается неподвижной относительно шасси, связанного подвеской. Рулевое управление Ackermann имеет два преимущества: оно уменьшает трение шин, необходимость тащить шины вбок по протектору при повороте рулевого управления, а также уменьшает поворот рулевого колеса , подвеску и неровности дороги, которые могут нарушить направление рулевого управления. Теперь шкворни были прикреплены к концам осей, а держатели ступиц поворачивались на них. Чаще всего центр шкворня фиксировался на оси, а держатель ступицы был раздвоен, чтобы надеть его, но в некоторых автомобилях, включая показанную модель Ford T, использовались раздвоенная ось и шкворень, закрепленные в одном держателе. Шкворни всегда зажимались в центре, а поворотные подшипники - на концах, чтобы увеличить плечо рычага и тем самым уменьшить нагрузку на подшипники.
Независимая передняя подвеска была разработана в 1930-х годах, по крайней мере, для высокопроизводительных автомобилей, часто с использованием подвески на двойных поперечных рычагах . Эти характеристики также способствовали снижению неподрессоренной массы . Вместо использования отдельных шарниров для движения подвески вверх и вниз и поворотного кулака использование сферического шарового шарнира, который мог перемещаться с двумя степенями свободы, позволило одному и тому же шарниру выполнять обе функции. Держатель ступицы простирался вертикально, охватывая концы обоих поперечных рычагов, с шаровым шарниром на каждом конце. В 1950-х и 1960-х годах такая независимая подвеска стала обычным явлением для легких автомобилей всех ценовых категорий. Хотя шкворень больше не был идентифицируемым физическим компонентом, геометрия подвески по-прежнему проектировалась в виде виртуального шкворня вдоль линии между центрами шаровых шарниров.
Несмотря на то, что они в значительной степени устарели, подвески шкворня имеют то преимущество, что способны выдерживать гораздо более тяжелые веса, [ сомнительно ] , поэтому они до сих пор используются на некоторых тяжелых грузовиках. Dana производила шкворневую версию оси D60 до 1991 года. (Однако функционально аналогичное, похожее на вид и очень прочное соединение между шасси и стрелой экскаватора-экскаватора называется шкворневой стойкой .)
Ниппель в передней части полуприцепа для соединения с седельно-сцепным устройством на тягаче также известен как шкворень, использование которого аналогично использованию оригинального конного фургона и рулевого управления тяговым двигателем. [1]
Хотя ни одна передняя подвеска современных автомобилей не имеет физического шкворня, ось, определяемая точками поворота поворотного кулака, действует как «виртуальный шкворень», вокруг которого вращается колесо. Этот виртуальный шкворень наклонен к центральной линии автомобиля под углом, называемым углом шкворня. Виртуальный или физический, угол шкворня также может называться по его инициализации KPA , наклону шкворня ( KPI ) или наклону оси рулевого управления ( SAI ), и он остается фундаментальным параметром конструкции транспортного средства. На большинстве современных конструкций угол поворота шкворня устанавливается относительно вертикали, если смотреть спереди или сзади автомобиля, и не регулируется, меняясь только при изгибе оси колеса или поворотных кулаков. [ нужна цитата ]
Угол поворота шкворня оказывает важное влияние на рулевое управление , заставляя его возвращаться в прямое или центральное положение, поскольку в положении прямо вперед подвешенный кузов транспортного средства находится в самой нижней точке. Таким образом, вес автомобиля стремится повернуть колесо вокруг шкворня обратно в это положение. Наклон шкворня также влияет на радиус скольжения управляемого колеса, расстояние между центром пятна контакта шины и местом пересечения оси шкворня с землей. Если эти точки совпадают, радиус очистки равен нулю.
Зоолог Николас Хамфри представил свою статью 1976 года «Социальные функции интеллекта» следующим анекдотом:
Говорят, что Генри Форд заказал обследование автомобильных свалок Америки, чтобы выяснить, есть ли в модели Т Форд детали, которые никогда не выходили из строя. Его инспекторы вернулись с отчетами почти обо всех видах неисправностей: оси, тормоза, поршни – все могло выйти из строя. Но они обратили внимание на одно примечательное исключение: в шкворнях списанных автомобилей всегда оставались годы жизни. С безжалостной логикой Форд пришел к выводу, что шкворни модели Т слишком хороши для своей работы, и приказал в будущем изготавливать их с более низкими характеристиками. [3]
Хамфри использовал эту метафору, чтобы представить идею эффективности распределения ресурсов путем естественного отбора («Природа, несомненно, такой же осторожный экономист, как Генри Форд»). Эту метафору цитировали несколько выдающихся научных писателей, в том числе Ричард Докинз , [4] Джон Барроу , [5] и Джаред Даймонд . [6] Биологи Роберт А. Лэрд и Томас Н. Шерратт поставили под сомнение как правдивость этой истории, так и полезность метафоры, отметив, что эволюция многокомпонентных систем не обязательно должна приводить к одинаковой частоте отказов компонентов. [7]
Шкворень : то, что скрепляет любую сложную систему или устройство. 1958 Engineering 28 февраля 265/3 Еще одной примечательной особенностью конструкции является передняя подвеска, в которой в качестве шкворней и поворотных кулаков используются телескопические амортизаторы.