Рулевое управление

Содержание

Виды рулевых реек

Работа простейшей червячно-реечной пары может быть реализована без привлечения дополнительных устройств, помогающих вращать рулевое колесо. Стремление облегчить усилия водителя привело к оснащению механизма специальными блоками, освобождающими от необходимости напрягаться для осуществления манёвра. По мере своего развития схема последовательно совершенствовалась, пройдя три ступени улучшений, и реализуется в следующих типах:

  1. Механическая (ручной).
  2. С гидроусилителем руля (ГУР).
  3. С электрическим усилителем руля (ЭУР).

Поскольку на автомобильном рынке имеются машины, использующие все указанные варианты реечного управления, следует рассмотреть их подробнее.

Механическая рулевая рейка

Это самый простой вид конструкции, представляющий собой прямой привод крутящего момента от руля через согласующий карданный вал и зубчатый валик. Схематически механическая рулевая рейка представлена на рисунке.

Очевидными недостатками такого решения будут необходимость приложения значительного усилия к рулю (что может ограничивать круг лиц, способных управлять такой машиной) и передача неровностей дороги, ухабов, толчков и ударов на руки шофера, передаваемые на кузов авто вибрации.

Стремление уменьшить затраты сил водителя на управление движением привело к появлению гидравлических и электрических устройств, усиливающих крутящий момент.

Гидравлическая рулевая рейка

Самая распространённая схема с ГУР представлена на рисунке. Гидравлическая рулевая рейка работает по схеме, заключающейся в перемещении синхронно с поворотом руля водителя под воздействием перепада давления в жидкости поршня. Принцип работы рулевой рейки с гидроусилителем изображён на рисунке.

Связь зубчатого валика (pinion) с рейкой (rack) обычная, однако в месте его сопряжения с валом рулевой колонки (steering column), имеются специальные поворотные клапаны (rotary valve), регулирующие направление подачи жидкости (окрашена на схеме в оранжевый цвет) под давлением от насоса (from pump). При повороте, например, руля вправо, давление через клапан передаётся по нижней (по схеме) жидкостной магистрали (fluid line) в часть цилиндра справа от поршня. При этом он (piston), жёстко связанной с рейкой (rack), помогает ей перемещаться влево (по схеме) и выдавливает лишнюю жидкость, которая направляется поворотным клапаном в расширительный бачок (to reservoir). При вращении руля в другую сторону направление циркуляции масла изменяется на противоположное.

Устройство гидравлической рулевой рейки требует дополнительной установки на двигатель насоса ГУР, отбирающего определённую мощность с мотора. Кроме того, устройство рулевой рейки с гидроусилителем подразумевает работу ГУР только при запущенном двигателе, когда достигается номинальное давление гидравлической жидкости в замкнутом контуре.

Электрическая рулевая рейка

Электрическая рулевая рейка — это вариант облегчения прилагаемого водителем к рулю усилия с использованием электромотора, связанного червячным зацеплением с шестернёй, закреплённой на рулевом валу.

Принцип работы электрической рулевой рейки прост: контроллер двигателя синхронизирует направление его вращения с движениями рук шофера. Такое решение делает движение руля лёгким, почти не требующим усилий.

Однако простая червячно-шестерёнчатая пара имеет одну особенность, которая заключается в том, что передача крутящего момента возможна только в одном направлении — от червяка к ведомому ободу шестерни. В обратном порядке механизм блокируется. Поэтому использование простой шестерни не решает проблемы, и приходится усложнять червячную передачу, дополняя её планетарным узлом с тремя сателлитами для связи усилителя крутящего момента с приводом зубчатого вала.

На рисунке выше изображена электрическая рулевая рейка: устройство и принцип работы этого узла. Стрелками показано воздействие дополнительного усилия через червячную передачу и сателлиты на приводной вал перемещения. В случае отказа электромотора такая конструкция обеспечивает возможность ручного управления движением, что иллюстрирует рисунок внизу.

Так, если в червячном зацеплении возникли неполадки и оно блокируется, крутящий момент беспрепятственно передаётся напрямую от рук водителя через реечный механизм поворота к колёсам (показано голубыми стрелками). При этом потребуется лишь приложить больше сил ввиду выхода из строя электрического усилителя руля, однако управляемость автомобиля не пострадает.

Возможные неисправности

Значительных поломок у этого механизма не бывает, если не учитывать последствия после дорожно-транспортного происшествия. Как правило, у рулевой колонки изнашиваются подшипники, сальники, втулки, крепежные элементы кронштейна, карданные шарниры и шлицевые соединения. В некоторых случаях расшатывается защитный кожух. Заметить поломку РК достаточно просто. Она начинает хрустеть при поворотах, стучать, вибрировать, появляются люфт и скрип.

Рулевое управление

Ремонт рулевой колонки возможен в следующих случаях:

  • износился кардан. В этом случае меняется вся система. Если автомобилист делает ремонт своими руками ему параллельно необходимо выяснить, что стало причиной поломки и устранить ее;
  • износилась резьба крепления рулевого колеса. Причиной этому чаще всего служат агрессивный стиль вождения и влага. Сама резьба не восстанавливается, вал меняется полностью;
  • износились подшипники. В этом случае они разбираются, старый выбивается, а новый запрессовывается. Это вполне можно сделать собственноручно;
  • появилась коррозия на шлицевом соединении. Это происходит из-за влаги, которая скапливается под водительским ковриком. Небольшое количество ржавчины можно сошлифовать, в противном случае меняется весь узел.

Рулевое управление

Отметим, что рулевая колонка не только один из самых важных, но и один из самых крепких механизмов транспортного средства. Она может прослужить долгие годы при условии постоянного, качественного сервисного обслуживания. При этом большую часть работ можно сделать самостоятельно.

Принцип работы рулевого управления

Для примера возьмем ситуацию, при которой водителю необходимо повернуть налево.

Вращение руля влево валом колонки передается на шестерню, и она тоже вращается в ту же сторону. За счет зубчатого зацепления шестеренка смещает рейку вправо.

Сдвигаясь, рейка тянет левую рулевую тягу, из-за чего амортизационная стойка или ступица  проворачивается вокруг оси влево, обеспечивая поворот левого колеса в нужную сторону.

Одновременно рейка толкает правую рулевую тягу, что приводит к повороту правого колеса влево. В результате колеса управляемой оси поворачиваются синхронно, но угол поворота у них разный, что исключает скольжение колес при маневре.

Разница углов поворота обеспечивается заданием установочных углов (развала и схождения) управляемым колесам.

Усилители

Рулевое управление автомобилей сейчас комплектуется усилителями, обеспечивающими повышение усилия, прикладываемого водителем к рулю.

Наибольшее распространение получили усилители гидравлического и электрического типов.

В первом варианте дополнительное усилие создается за счет давления жидкости, нагнетание которой выполняется специальным насосом. Особенностью конструкции гидроусилителя является использование рулевого механизма в качестве гидравлического силового цилиндра (корпус выполняет роль цилиндра, а рейка – поршня).

В электрическом усилителе дополнительно усилие создается электродвигателем с редуктором. На автомобилях используется два типа электроусилителей – располагаемых на колонке и воздействующих на ее вал, а также входящие в конструкцию механизма (взаимодействует с рейкой).

Общее устройство и принцип работы рулевых трапеций

Типичная рулевая трапеция содержит четыре основных компонента:

  • Поперечная рулевая тяга;
  • Два маятниковых рычага (роль одного из них обычно играет рулевая сошка);
  • Две боковых рулевых тяги;
  • Два поворотных рычага, жестко соединенных с поворотными кулаками колес.

Все свои свойства рулевая трапеция получает благодаря особенностям ее установки на автомобиль. Поперечная рулевая тяга (ее часто называют средней или центральной) с помощью шаровых шарниров крепится к двум маятниковым рычагам, которые жестко монтируются на лонжероны кузова.

Поперечная рулевая тяга может качаться на маятниковых рычагах (за что они и получили свое название), причем при отклонении тяги в одну или другую сторону она одновременно теряет параллельность с балкой моста (попросту перекашивается). Отклоняясь, поперечная рулевая тяга тянет и толкает боковые рулевые тяги и соединенные с ними поворотные рычаги колес.

Но вследствие перекоса поперечной тяги колеса отклоняются на разные углы: внешнее — на меньший, внутреннее — на больший.

Популярные статьи  Права на квадроцикл – где и как их получить, размер штрафа за езду без прав

Устройство рулевых трапеций реальных автомобилей несколько более сложное. В частности, боковые тяги всегда имеют составную конструкцию, они включают в себя два рулевых наконечника (один из них длинный — это собственно тяга, и один короткий — рулевой наконечник), соединенных регулировочной муфтой.

Такая конструкция дает возможность изменять длину боковой рулевой тяги, регулируя схождение колес. Обычно муфта разрезная, фиксируется на наконечниках с помощью хомутов. На хвостовиках наконечников, вставляемых в муфту, нарезается правая и левая резьба — такое решение позволяет изменять длину тяги без разборки трапеции, простым вращением муфты.

Все соединения тяг и рычагов рулевой трапеции выполняются шарнирными, причем здесь используются однотипные шаровые шарниры, которые обеспечивают нормальную работу рулевого управления при движении по неровностям дороги.

В типичной рулевой трапеции таких шарниров шесть: по одному для соединения двух боковых тяг с поворотными рычагами колес, по одному для соединения боковых рулевых тяг со своими маятниковыми рычагами, и два для соединения центральной поперечной тяги с обоими маятниковыми рычагами. Таким образом, на каждом маятниковом рычаге установлено сразу по два шарнира.

Важно отметить, что существует несколько типов рулевых трапеций, отличающихся по конструкции. Выше было описано рулевое управление на основе разрезной трапеции с маятниковыми рычагами — именно она получила наибольшее распространение на заднеприводных легковых автомобилях с независимой передней подвеской

На авто с зависимой подвеской передних колес чаще используются неразрезные трапеции, в которых поперечная рулевая тяга расположена перед или за балкой моста (соответственна, в этих случаях трапеция называется передней или задней). В отдельные группы выделяются рулевые трапеции с ГУР.

Интересно, что описанная выше рулевая трапеция стала использоваться достаточно давно — ее можно найти еще на довоенных автомобилях, и к сегодняшнему дню она претерпела минимум изменений. Однако в настоящее время основная масса легковых автомобилей имеет привод на передние колеса, и в них используются иные конструкции рулевого привода (чаще всего с ГУР в виде рулевой рейки).

Требования к системе рулевого управления

Система рулевого управления преобразует соз­даваемые водителем вращательные движения рулевого колеса в изменение угла поворота управляемых колес автомобиля. Конструкция и схема системы призваны обеспечить удобное и безопасное рулевое управление автомобиля во всех ситуациях и на всех скоростях. Вся си­стема рулевого управления, от рулевого колеса и до управляемых колес, должна в этих целях обладать следующими свойствами.

Передача инициируемых водителем руля­щих движений на рулевом колесе без люфта особенно важна при движении по прямой. Это гарантирует безопасное, неутомительное для водителя управление автомобилем, пре­жде всего на средних и высоких скоростях.

Поэтому рулевой механизм должен быть очень жестким. Это необходимо для обеспе­чения точной управляемости и преодоления отклонения от заданного угла поворота ру­левого колеса под действием изменяющихся возвратных сил, возникающих, например, при изменении бокового ускорения.

Слабое трение в рулевом механизме по­зволяет водителю получать через реактивные силы тактильную обратную связь, дающую информацию о коэффициенте сцепления между дорогой и шинами. Слабое трение также помогает колесам выровняться для движения по прямой. В системах рулевого управления с мускульной энергией слабое трение обеспечивает небольшие движущие силы. В системах рулевого управления с усилителем оно повышает эффективность управления.

Кинематические параметры рулевого управления и конструкция управляемой оси автомобиля должны быть такими, чтобы во­дитель мог чувствовать величину сцепления между шинами и дорогой.

Требования к рулевому управлению

Требованиями к функционированию системы рулевого управления являются:

Легкое, безопасное рулевое управление автомобилем. Сюда, к примеру, относится тенденция рулевого управления автоматиче­ски возвращаться в положение прямолиней­ного движения при отпускании руля.

Максимально возможное демпфирование колебаний, передаваемых от колес автомо­биля на рулевое колесо при движении по не­ровным дорогам. Но этот процесс не должен приводить к потере обратной связи в рулевом управлении.

Для обеспечения чистого качения колес и, соответственно, предотвращения их из­быточного износа вся рулевая кинематика должна удовлетворять условию Аккермана. Это означает, что оси управляемых колес должны пересекаться в одной точке с осью задних колес (рис. «Условие Аккермана» ).

Достаточно жесткая схема всех компонен­тов рулевого механизма означает, что даже малые инициируемые водителем рулевые движения преобразуются в изменение на­правления управляемых колес, обеспечивая безопасную и точную управляемость авто­мобиля.

Угол поворота рулевого колеса от упора до упора по соображениям комфорта дол­жен быть как можно меньше при парковке и движении с небольшой скоростью. Однако на средних и высоких скоростях рулевое управ­ление не должно быть столь чувствительным.

Требования законодательства, предъявляемые к системам рулевого управления автомобилей

Требования законодательства, предъявляе­мые к системам рулевого управления автомо­билей, описаны в международных правилах ECE-R79. К этим требованиям, наряду с базовыми функциональными требованиями, относятся максимально допустимые управ­ляющие силы для исправной и неисправной систем рулевого управления. Эти требования регламентируют прежде всего поведение ав­томобиля и рулевого управления при въезде на круг и выезде с круга. Для автомобилей всех категорий: после отпускания рулевого колеса при движении автомобиля по окруж­ности на скорости 10 км/ч, радиус поворота автомобиля должен увеличиться или как ми­нимум остаться тем же.

Для автомобилей категории М1 (легко­вые автомобили с числом посадочных мест до 8): когда автомобиль в тангенциальном направлении выезжает из круга с радиусом 50 м на скорости 50 км/ч, в системе рулевого управления не должно возникать никаких не­обычных вибраций. В автомобилях категорий М2, М3, N1, N2 и N3 это поведение должно демонстрироваться на скорости 40 км/ч или, если это значение не достигается, то на мак­симальной скорости.

Это поведение также предписывается в случае неисправности у автомобилей с гидро- или электроусилителем рулевого управления. У автомобилей категории М1 это должно быть возможно в случае отказа сер­вопривода рулевого управления для въезда со скоростью 10 км/ч в течение 4 секунд в круг радиусом 20 м. Управляющее усилие на рулевом колесе не должно превышать 30 даН (табл. «Нормы рабочих усилий в системе рулевого управления» ).

Устройство

Выделяют несколько вариантов РУ, которые отличаются по своему строению. Основными являются реечный и червячный механизмы. Также на некоторых автомобилях встречается винтовой. При этом, независимо от типа большая часть деталей механизма будут следующими:

  • рулевое колесо;
  • усилитель управления;
  • рулевой механизм;
  • колонка, передающая угол наклона;
  • привод;
  • некоторые второстепенные элементы, зависящие от типа управления.

Рулевое управление

Рулевое колесо

Это одна из самых важных деталей. Без нее сложно представить функционирование всей системы. Как правило, руль бывает круглой формы. В зависимости от страны эксплуатации транспортного средства он может располагаться справа или слева. Главная функция этого устройство – указание направления машины. Для этого его необходимо повернуть в одну из сторон. В более дорогих и современных моделях авто руль комплектуют подогревом и кнопками управления различными опциями, а также подрулевыми лепестками.

Рулевое управление

Рулевая колонка

Второй по важности механизм. Его задача – передача угла наклона руля на колеса для их поворота

Конструктивно он представляет собой вал с шарнирными соединениями. В современных ТС управление передачей может осуществляться за счет электроники. Для безопасности рулевая колонка может быть укомплектована системами электронной или механической блокировки. Это позволит защитить машину от угона.

Рулевое управление

Рулевой механизм

Эта деталь может иметь разную конструкцию. Все зависит от конкретной компании-производителя и марки транспортного средства. Как правило, данное устройство состоит из редуктора и придаточного механизма. Последний необходим для соединения колонки и рулевой рейки.

Рулевое управление

Усилитель

Этот механизм необходим для обеспечения комфорта водителя автомобиля. С его помощью повышается КПД передачи усилия поворота от рулевого колеса к приводу. Также усилитель делает этот процесс мягче, убирая рывки и нагрузку.

Рулевое управление

Рулевой привод

Это не одна деталь, а совокупность сразу нескольких элементов. В большинстве случаев в данный механизм входят рычаги, наконечники и рулевые тяги.

Рулевое управление

Рулевой механизм автомобиля: червяк, рейка, гайка

24 июля 2019 Направление движения автомобиля проводится через руль. Из статьи Вы узнаете: что такое рулевой механизм, какие бывают виды, а также о самом устройстве и принципе работы.

Популярные статьи  Способы проверки машины на угон по VIN-коду

Устройство и виды

Для того, чтобы автомобиль повернул в нужную сторону, необходимо отклонить угол его передних или задних колес. С этой задачей справляется рулевой механизм. Основные функции устройства заключаются в преобразовании усилия от руля и передаче усилия на рулевой привод.

В машинах применяют разные типы устройств:

  • червячный («червяк-ролик», «червяк-сектор»);
  • реечный («шестерня-рейка»);
  • винтовой («винт-шариковая гайка-рейка-сектор»).

Червячный тип устройства можно увидеть в старых легковушках, автобусах, грузовиках и автомобилях с повышенной проходимостью. Винтовой тип применяют на грузовиках. Реечный механизм более распространенный, и его устанавливают на переднеприводные легковые автомобили.

Червячный механизм. Принцип работы

Червячный рулевой механизм был популярен во второй половине XX века. Устройство имеет глобоидного червяка, его переменный диаметр увеличивается ближе к краям, но уменьшается к середине. В механизме также находится ролик или сектор с зубьями.

Червяк объединяется с рулевым валом. Сектор с зубьями или ролик крепко связаны с сошкой и фиксируется с рулевыми тягами. Обычно конструкция сектор с зубьями или ролик и рычаг – это одна деталь.

Как только руль начинает вращаться, червяк передает момент сектору с зубьями или ролику. Отклоняется сошка и тем самым перемещаются рулевые тяги, а колеса поворачиваются.

По характеристикам червячный рулевой механизм создает отличную управляемость и не передает колебания от колес к рулю. Но высокая стоимость и сложная конструкция являются важным моментом, поэтому на современных машинах червячный механизм почти не используется.

Винтовой механизм. Принцип работы

Винтовой рулевой механизм имеет некоторое сходство с червячным устройством. Рулевой вал имеет винт, а на нем фиксируется гайка с рейкой. Затем все соединяется с сектором с сошкой.

Чтобы вместо трения скольжения происходило трение качения, в резьбе между гайкой и винтом находятся шарики. Когда рулевой вал поворачивается, винт начинает вращаться и сдвигает гайку. На внешней стороне гайки рейка отклоняет сектор совместно с сошкой и рулевыми тягами.

По характеристикам винтовое устройство лучше червячного механизма. Но и у него высокая цена и сложная конструкция. Зачастую такой механизм устанавливают на автобусы, грузовые авто и машины представительского класса.

Реечный механизм. Принцип работы

Реечный рулевой механизм самый простой и современный. Около века назад реечное устройство не обеспечивало требуемых характеристик. Но с развитием технологий появилась возможность спроектировать легкую, качественную, простую и надежную рулевую рейку.

Механизм состоит из шестерни, которая надета на рулевой вал, и рейки с нарезанными зубьями. Принцип работы прост: как только руль начинает вращение, приходит в действие шестерня, отчего рейка отклоняется в сторону и двигает рулевые тяги.

Конструкция реечного механизма простая, и это идеальный вариант для машин с передним приводом и независимой подвеской. Единственный минус – вибрация, удары и тряска от колес передаются на руль.

Виды рулевых реек

  1. «Механические» рулевые рейки первыми появились на машинах и еще встречаются в некоторых новых машинах эконом-сегмента. Тут колеса поворачивает сам водитель, с силой налегая на рулевое колесо. Зубчатая шестерня приводит в движение зубчатую рейку, двигая влево или вправо рулевые тяги.
  2. Рулевая рейка с гидроусилителем. Здесь на помощь водителю приходит гидравлический насос, работающий от двигателя. Он двигает рулевую рейку с помощью масла.
  3. Рейка с электроусилителем. Вместо масла тут работает электромотор, который может быть установлен на рулевом валу, на шестерне рулевого механизма или на зубчатой рейке.

Рулевое управление

Механическая

По сути механическая рулевая рейка представляет собой простейший механизм, все вариации в котором происходят только благодаря физической силе водителя. Однако ошибочно думать, что при такой реализации водителю будет необходимо прикладывать слишком много физической силы – эту проблему можно решить благодаря переменному передаточному числу. Его особенность в том, что количество зубьев варьируется при переходе от центра к краям. Эта особенность помогает избавиться от слишком больших поворотов на скорости, в то же время физически облегчает поворот руля при медленном движении, или когда автомобиль стоит. Рулевое управление
Гидравлическая (ГУР)

Отличие рулевой рейки с гидроусилителем (ГУР) от предыдущей заключается в том, что ГУР облегчает поворот руля. Достигается это следующим образом: в самом гидроусилителе есть масло. Оно, под давлением насоса ГУР, увеличивает усилие во время поворота и облегчает водителю сам физический процесс. Рулевое управление

Основное преимущество такого вида механизма не только в том, что водитель меньше устает физически, но и в повышенной безопасности движения. Последняя достигается тем, что ГУР возьмет на себя нагрузку при попадании колеса в яму и руль среагирует на это более плавно. С другой же стороны, ГУР снижает чувствительность автомобиля водителем, что может привести к непредвиденным маневрам. Тем не менее, именно такой вид механизма чаще всего используется в современных автомобилях.

Преимущества и недостатки

Сначала о плюсах реечного рулевого механизма:

  • простота и малые габариты конструкции;
  • небольшой вес;
  • не требуется частое обслуживание;
  • хорошая точность управления;
  • небольшая цена.

Теперь о минусах:

  • передает удары от неровностей на дорожном полотне на рулевое колесо;
  • частые неисправности в виде люфтов и стуков в рейке;
  • данное механическое устройство ограничено применением в большинстве случаев на лёгких автомашинах с независимой подвеской управляемых колёс.

Несмотря на свою надежность, срок эксплуатации данного силового узла зависит от качества сборки автомобиля, условий использования, стиля вождения, условий хранения. Если машина долго находится в сырости, механизм может попросту заржаветь. Экстремальная езда по кочкам и ямам и прочим неровностям также уменьшает срок эксплуатации механической рулевой рейки.

На легковых автомобилях реечный рулевой механизм остается самым распространенным. Этому способствует, прежде всего, простота конструкции, невысокая стоимость механизма, а также его небольшие габариты.

Электрическая (ЭУР)

Устройство электрической рулевой рейки отличается от ГУРа тем, что усилителем в данной системе является электромотор. Он может быть встроенным в колонку руля, располагаться на рулевом валу либо быть совмещенным с самой рейкой. Первый вариант наиболее опасен, так как может привести к полной блокировке руля. Поэтому на дорогих автомобилях используется третий вариант размещения электрического усилителя.Рулевое управление

Данный тип обладает рядом преимуществ, таких как:

  • высокий коэффициент полезного действия;
  • экономия топлива;
  • высокая надежность и безопасность при движении;
  • проста обслуживании;
  • независимость работы механизма от погодных условий и окружающей среды.

Роль усилителя в системе рулевого управления

Этот элемент помимо того, что позволяет снизить усилие прикладываемое водителем к рулевому колесу, позволяет значительно увеличить точность управления автомобилем. Благодаря наличию усилителя в конструкции рулевого управления появилась возможность использовать в системе элементы, обладающие небольшой величиной придаточного числа. Усилители системы управления делятся на три типа:

  1. Электрический.
  2. Пневматический.
  3. Гидравлический.

Однако большее распространение получил последний тип. Гидравлика отличается надежностью конструкции и плавностью работы, но требует технического обслуживания по замени жидкости. Электроусилитель рулевого управления встречается реже, но все же большинство моделей современной автомобильной техники укомплектовано именно им. Усиление в нем обеспечивает электрический привод. Заметим, что электронное управление отличается наличием расширенного ряда возможностей, но изредка требует проверки и регулировки.

Виды усилителей рулевого управления

В зависимости от типа конструкции выделяют несколько разновидностей систем рулевого управления.

Реечная. Является самым распространенным типом. Энергия с руля на колеса передается с помощью специальной рейки, которая расположена в поперечной плоскости по отношению к раме и кузову транспортного средства (отсюда и название). Это очень простая, но в то же время чрезвычайно эффективная конструкция, обеспечивающая хорошую передачу поворотного усилия. Имеет ряд недостатков, главный из которых – чувствительность к ударам, возникающим из-за неровностей дорожного покрытия. По этой причине плохо подходит для эксплуатации во время передвижения по пересеченной местности.

Рулевое управление

Червячная. Как понятно из названия, этот тип системы использует червячную передачу. Она представляет собой совокупность вала с нанесенными на него канавками и зубчатой шестерни. Зубцы последней входят в канавки вала. Таким образом, при повороте вала поворачивается и шестерня. Червяная конструкция имеет целый ряд плюсов – она менее чувствительна к ударам, в отличие от реечной, самостоятельно тормозит поворот, что избавляет автомобилиста от постоянного контроля руля. Главный недостаток этой разновидности – низкий КПД.

Популярные статьи  Подбор масла для АКПП: по марке автомобиля, по модели или вин – коду

Рулевое управление

Винтовая. Напоминает червячную. Однако вместо вала и шестерни в данном случае используются винт и рейка с винтовой резьбой. При этом полости между деталями заполнены шариками, напоминающими подшипниковыми. В общих чертах принцип действия этой конструкции напоминает схему работы червячной передачи. Однако она имеет ряд преимуществ по сравнению с последней. Основное из них – более высокий КПД. В качестве недостатка подобной конструкции можно назвать ее относительную сложность – в случае износа одного из шариков замену ему придется подбирать точно по диаметру, а это удается не всегда с первого раза. В противном случае возникнет повышенное трение и механизм не будет нормально функционировать. Чаще всего устанавливается на большегрузные автомобили, хотя иногда встречается и на легковых.

Рулевое управление
В зависимости от наличия усиления системы делят на 4 основных разновидности.

  • Без усилителя. В данном случае устройство, делающее поворотное усилие более интенсивным, отсутствует полностью.
  • С гидроусилителем. В подобных системах стоит гидравлический усилитель, который работает за счет жидкости под давлением. Является самой распространенной на сегодняшний день разновидностью.
  • С электроусилителем. Поворотное усилие делается более интенсивным благодаря электрическим двигателям, которые питаются от бортовой электросети транспортного средства.
  • Гибридные схемы. Как правило, сочетают в себе гидравлическое и электрическое усиление.

В зависимости от наличия дополнительных систем узел делят на следующие разновидности.

  • AFS (или с активным рулевым управлением). Суть системы в том, что она подразумевает наличие датчика, который передает информацию о передаточном усилии на ЭБУ. После обработки этих сведений блок управления или увеличивает, или уменьшает усилие в автоматическом режиме. В конструкции присутствует планетарный редуктор.
  • С динамическим управлением. Принцип работы аналогичен AFS, но вместо планетарного редуктора в данном случае используются электрические двигатели, которые и отвечают за увеличение усилия, передаваемого на колеса.
  • С адаптивным управлением. Суть системы в том, что руль не имеет плотной связи с колесами. К нему подключен датчик, связанный с ЭБУ. При повороте он отправляет на блок соответствующий сигнал, а тот, в свою очередь, заставляет поворачиваться колеса. ЭБУ при этом в автоматическом режиме на основе показаний датчиков определяет, какое усилие необходимо применить для выполнения поворота.

Особенности правостороннего и левостороннего руля

На сегодняшний день в части стран мира правостороннее движение, а в части – левостороннее. Рулевое колесо при этом располагается либо слева, либо справа. Это означает, что элементы конструкции, передающие с него усилия на колеса также расположены либо слева, либо справа.

Однако это не означает, что руль невозможно перенести на другое место. Такую процедуру выполняют во многих автосервисах. Впрочем, нужно понимать, что она достаточно сложна, так как требует:

  • поиска или изготовления на заказ соответствующих деталей;
  • приобретения новой приборной панели;
  • перенесения всех приборов на другую сторону.

Все это делает смену положения руля дорогим удовольствием, поэтому многие водители, которые приобрели авто в стране с другим типом движения, оставляют его на прежнем месте.

Гораздо проще в этом плане дело обстоит с колесной дизельной техникой. Многие трактора, грейдеры, уборочные машины имеют гидрообъемное рулевое управление. При использовании подобной конструкции положение руля не имеет значения, поэтому его можно установить как справа, так и слева. Некоторые модели самоходных машин даже имеют гнезда для установки рулевого колеса с обеих сторон приборной панели.

Однако на легковых автомобилях гидрообъемное управление не устанавливают. Его изредка можно встретить на вездеходах и внедорожниках.

Рулевой механизм червячного типа

Рулевое управлениеЧервячный тип рулевого управления

Рулевой механизм червячного типа состоит из:
– рулевого колеса с валом,
– картера червячной пары,
– пары «червяк-ролик»,
– рулевой сошки.

В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк есть ни что иное, как нижний конец рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает перемещаться по винтовой нарезке червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки.

Червячная пара, как и любое другое зубчатое соединение, требует смазки, и поэтому в картер рулевого механизма заливается масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю. Результатом взаимодействия пары «червяк-ролик» является преобразование вращения рулевого колеса в поворот рулевой сошки в ту или другую сторону. А далее усилие передается на рулевой привод и от него уже на управляемые (передние) колеса. В современных автомобилях применяется безопасный рулевой вал, который может складываться или ломаться при ударе водителя о рулевое колесо во время аварии во избежание серьезного повреждения грудной клетки.

Рулевой привод, применяемый с механизмом червячного типа включает в себя:
– правую и левую боковые тяги,
– среднюю тягу,
– маятниковый рычаг,
– правый и левый поворотные рычаги колес.

Каждая рулевая тяга на своих концах имеет шарниры, для того чтобы подвижные детали рулевого привода могли
свободно поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.

Регулировка

Однозначно можно сказать, что рулевое управление нуждается в регулировке. Как правило, это касается черявичого элемента или шестерни-рейки. Именно в этих механизмах появляется люфт, что влияет на износ остальных деталей устройства. Если вовремя не регулировать РУ, то это может привести к полому рейки и большим денежным потерям. Для того, чтобы выполнить данную процедуру, необходимо обратиться к специалистам на СТО, которые проведут ее точно по регламенту производителя. Самостоятельно же, при наличии соответствующих навыков, можно менять лишь ряд деталей, например, подшипники.

Заключение

Машина должна быть оборудована сигнальным устройством, указывающим на отказ рабочего источника питания системы рулевого управления. Это устройство должно обеспечивать звуковую или визуальную сигнализацию и должно срабатывать при выходе из строя работающего источника питания. Однако аварийный источник питания или сигнальное устройство не устанавливается, если аварийная управляемость машины соответствует требованиям и не зависит от продолжительности и количества срабатываний системы рулевого управления; при этом значительное увеличение усилия рулевого управления или значительное увеличение движения рулевого колеса при повороте на этот угол дает оператору сигнал о выходе из строя источника рабочей энергии рулевой системы.   

Устройство аварийной сигнализации рулевого управления должно также срабатывать, когда транспортное средство движется задним ходом, если максимальная расчетная скорость заднего хода превышает 20 км / ч.

Провести тесты. Управляемость и устойчивость на эксплуатационных режимах движения по дорогам общего пользования оценивают испытатели-испытатели точечным методом выражения показателей по ГОСТ 15467.  

Тестер оценивает управляемость и устойчивость автомобиля на дорогах с различным состоянием покрытия в следующих режимах:

  • движение по участкам, имитирующим горную дорогу (совершение последовательных поворотов влево и вправо по поворотам малого радиуса со скоростью, приемлемой для условий безопасности);
  • движение по прямой (стационарное, с ускорением, при торможении с разной интенсивностью);
  • прохождение поворотов (стационарный, разгон, торможение с разной интенсивностью);
  • смена ряда (полосы) движения при разгоне и торможении;
  • маневрирование в условиях интенсивного городского движения;
  • маневрирование в ограниченном пространстве на скорости до 10 км / ч при повороте рулевого колеса из крайнего левого положения в крайнее правое и назад.
Оцените статью
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий