Устройство и виды рулевого управления автомобиля

Рулевая колонка

Промежуточным звеном между рулевым колесом и механизмом является рулевая колонка, представленная рулевым валом. Часто он является шарнирным, что позволяет рациональнее использовать рулевое управление автомобиля и применять откидывающуюся кабину для грузовых автомобилей. Более того, шарнирный вал уменьшает травмоопасность колонки, уменьшая смещение рулевого колеса внутрь салона при аварии, не допуская сильного травмирования грудной клетки водителя.

Также в него могут быть встроены сминаемые элементы, складывающиеся при фронтальном ударе. А для защиты от угона может использоваться механическая или электрическая блокировка. Однако она не только защищает, но и порождает весьма неприятные неисправности рулевого управления. При окислении контактов в блоке elv возможно возникновение ложных сигналов блокировки. Самостоятельно производить замену не рекомендуется, поскольку происходит полная перепрошивка системы безопасности (даже для ключей, поэтому их надо будет принести с собой).

Рулевой механизм

От колонки усилие передается рулевому механизму (червячному, винтовому или реечному), который усилие увеличивает и передает приводу. Самый распространенный из них – реечный, т. к. большинство легковых автомобилей оборудовано именно им. Он состоит из:

1. Рулевой рейки.

2. Рулевых тяг.

3. Рулевого наконечника.

При вращении рулевого колеса усилие передается на шестерню, приводящую в действие рейку. Она, в свою очередь, поворачивается направо или налево, в зависимости от направления поворота рулевого колеса. При движении рейки поворачиваются и рулевые тяги и поворачивают колеса.

Реечный механизм отличает простота, надежность, жесткость и высокий КПД. В то же время он очень чувствителен к ударным нагрузкам от неровных поверхностей и склонен к вибрациям. Из-за вышеописанных особенностей подобная схема используется в основном на легковых автомобилях с передним приводом и независимой подвеской.

Существует и другая система рулевого управления, а именно – с червячным механизмом. Она состоит из глобоидного червяка (стержня с резьбой и переменным диаметром), соединенного с валом, и ролика. При вращении руля ролик обкатывает червяк, который вращает ведомую шестерню, приводящую в движение сошку. Она же, в свою очередь, перемещает рулевые тяги и с их помощью происходит поворот колес.

Червячный механизм намного сложнее реечного (и, естественно, дороже в производстве), наличие большого количества соединений требует периодической регулировки, однако он менее чувствителен к ударным нагрузкам и обеспечивает большие углы поворота управляемых колес. Как следствие, заметно возрастает маневренность. Он применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости, автобусах и небольших грузовых автомобилях. Также червячные механизмы устанавливались на старых отечественных автомобилях (подобное рулевое управление «ВАЗ» использовал при создании модели «Жигули»).

И, наконец, последний вид рулевых механизмов – винтовой. В его конструкцию входят:

— винт на валу рулевого колеса;

— перемещающаяся по винту гайка;

— нарезанная на гайке зубчатая рейка;

— соединенный с гайкой зубчатый сектор;

— рулевая сошка.

Винт и гайка соединяются с помощью шариков, что ведет к заметно меньшему износу.

При повороте руля винт вращается, перемещая гайку, шарики начинают циркулировать, в то время как гайка (с помощью рейки) перемещает зубчатый сектор. Вследствие этого перемещается сошка, и, как вы уже успели догадаться, с помощью тяг осуществляется поворот колес.

Этот механизм рулевого управления устанавливается на тяжелые грузовые автомобили и машины представительского класса.

Усилитель

Элементы гидроусилителя рулевого управления автомобиля Волга ГАЗ 31105

Усилитель используется для облегчения управления. Благодаря усилителю, удается достичь большей точности управления, увеличить скорость передачи движения от руля к колесу. Автомобиль с усилителем управляется проще, легче, быстрее. Усилитель может быть электрическим, пневматическим или гидравлическим. В большинстве современных автомобилей используется гидравлический усилитель, получающий питание от электродвигателя.

Гидроусилитель состоит из поворотного клапана и лопастного насоса. За счет движения лопастного насоса гидравлическая энергия поступает в рулевой механизм. Насос работает за счет электрического двигателя автомобиля. Он перемещает гидравлическую жидкость. Величина давления регулируется при помощи встроенного в насос предохранительного клапана. Нетрудно догадаться, что чем больше скорость движения двигателя, тем большее количество жидкости поступает в насосный механизм.

Принцип работы гидроусилителя

При повороте руля, происходит перемещение золотника. Переместившись, он перекрывает сливную магистраль и в одну из полостей цилиндра под давлением подается рабочая жидкость. В это же время поршень и шток под воздействием на них давления жидкости поворачивают колеса и корпус распределителя в сторону движения золотника. Корпус распределителя настигает золотник лишь тогда, когда тот прекращает свое движение.После этого поворот считается выполненным. После поворота (руль устанавливается в прямолинейное положение) и золотник возвращается в нейтральное положение и открывается магистраль для слива жидкости.

Устройство механизма

Чтобы выполнить ремонт рулевой колонки на автомобиле ВАЗ 2107, сначала необходимо разобраться в его устройстве, а также принципе работы.

Семерка во многом схода с «копейкой». Потому устройство и конструкция получили незначительные изменения. В состав конструкции входят:

• Механизм, который передает усилие водителя на исполнительные составляющие;
• Рулевой привод, который осуществляет поворот на заданный водителем угол.

В свою очередь, механизм рулевого управления состоит из:

• Составного вала с карданной передачей;
• Руля (рулевая колонка вместе с рулевым колесом диаметром 520 мм);
• Червячного редуктора рулевого механизма ВАЗ 2107.

Система управления имеет следующие компоненты:

• Сошка;
• Маятниковый рычаг;
• Поворотные рычаги;
• Рулевые тяги на ВАЗ 2107 (одна средняя, две боковые).

Наружные тяги включают в себя две части, что позволяет менять их размер, регулируя угол схождения.

Комплект рулевых тяг/наконечников для ВАЗ 2107

Принцип действия рулевого механизма выглядит так:

1. Водитель начинает вращение рулем, размер колеса которого обеспечивает достаточно простое выполнение этой задачи;
2. По средствам составного вала активизируется червячный редуктор, который понижает число оборотов;
3. Рулевой механизм смазывается специальным маслом (ТАД 17), залитым в редуктор;
4. Червячные шестерни вращаются, что вызывает перемещение двухгребневого ролика;
5. От этого, в свою очередь, поворачивается вторичный вал;
6. Насаженная на вторичный вал солка совершает поворот, тянет за собой систему тяг;
7. Эти компоненты оказывают воздействие на рычаги, осуществляющие синхронный поворот колес на необходимый, заданный водителем угол.

Детали картера рулевого механизма

1 — картер; 2 — сошка; 3 — нижняя крышка картера; 4 — регулировочные прокладки; 5 — наружное кольцо подшипника вала червяка; 6 — сепаратор с шариками; 7 — вал сошки; 8 — регулировочный винт; 9 — регулировочная пластина; 10 — стопорная шайба; 11 — вал червяка; 12 — верхняя крышка картера; 13 — уплотнительная прокладка; 14 — втулка вала сошки; 15 — сальник вала червяка; 16 — сальник вала сошки.

Детали

1 — картер рулевого механизма; 2 — уплотнитель вала; 3 — промежуточный вал; 4 — верхний вал; 5 — фиксирующая пластина передней части кронштейна; 6 — кронштейн крепления вала рулевого управления; 7 — верхняя часть облицовочного кожуха; 8 — втулка подшипника; 9 — подшипник; 10 — рулевое колесо; 11 — нижняя часть облицовочного кожуха; 12 — детали крепления кронштейна

Реечный вид рулевого управления

Итак, самая распространенная схема на современных легковых автомобилях – реечный вид рулевого управления. Схема называется «шестерня-рейка». Она предполагает установку нескольких базовых узлов, выделим такие как:

• картер, как правило, алюминиевый корпус;
• шестерня на подшипнике рулевого вала, находится в картере (если разговор идет о механическом приводе, то это обычная круглая прямая или косозубая шестерня, если о приводе с усилителем, то ставится червячная шестерня, червяк, винт со специальной резьбой);
• рулевая рейка, с нанесенными на ней зубьями (шаг зубьев бывает и переменным, что позволяет изменять передаточное соотношение);
• рулевые наконечники (шарниры), они, как правило, соединяют рулевые тяги с поворотными кулаками колес, а зачастую и рулевые тяги с рулевой рейкой;
• рулевые тяги (в данной схеме их две, одна левая, другая правая, расположены поперечно).

Картер, шестерня в нем и ряд прочих компонентов, в зависимости от особенностей конструкции, – это в целом рулевой механизм рассматриваемой схемы. Рулевая рейка, правая и левая рулевые тяги, а еще рулевые наконечники – это и есть рулевой привод. Плюс в этой схеме может присутствовать усилитель руля определенного вида, планетарная передача, предназначенная для изменения текущего передаточного соотношения (передаточного числа в соответствии с текущей скоростью передвижения автомашины). А еще ставится целый ряд электрооборудования (исполнительных компонентов электронных систем, обеспечивающих полнофункциональную работу рулевого управления).

Рабочий принцип отличается от того установлен или не установлен усилитель. Об этом ниже. Суть схемы в следующем. Водитель поворачивает рулевое колесо. Вращательное усилие подается на приводной (рулевой) вал (систему валов, соединенных между собой посредством карданной передачи) в рулевой колонке. Вал через подшипник в редукторе рулевого механизма соединен с шестерней определенного вида. Вращается вал – следом за ним вращается шестерня. Зубья шестерни находятся в прямом зацеплении с зубьями рейки (плотность зацепления обеспечивают специальные пружины). Таким образом вращательное движение вала с шестерней преобразовывается в возвратно-поступательное движение рулевой рейки, которая двигается влево или вправо. Движение рейки заставляет двигаться рулевые тяги. А они воздействуют на поворотные кулаки, соединенные со ступицей, что заставляет колеса поворачиваться в левую или правую сторону на определенный градус.

Если используется ЭУР, то он может ставиться или на вал в рулевой колонке, или на рулевую рейку. В первом случае посредством механической передачи задействуется вал. Во втором в зависимости от конструкции (общий или отдельный корпус) через систему шестерен или соединение типа винт-гайка, при помощи прямой или ременной передачи дополнительный крутящий момент подается от электромотора, зачастую асинхронного, на рулевую рейку.

Если ставится ГУР, то между тягой и рейкой появляется дополнительное устройство, оно называется гидроцилиндром. Создаваемое по команде ЭБУ давление жидкости в гидроцилиндрах оказывает дополнительное усилие на тягу в зависимости от того, в какую сторону выполняется поворот.

Рулевой привод

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. Он состоит из рулевой сошки 1, продольной рулевой тяги 7, верхнего рычага 11 левого поворотного кулака, правого и левого нижних рычагов 24 поворотных кулаков 25 и поперечной рулевой тяги 14. Перечисленные детали соединены между собой шарнирно.

Рулевая сошка одним концом жестко связана с наружным концом вала, а другим через продольную рулевую тягу 7 шарнирно соединена с верхним рычагом 11 поворотного кулака 25 левого колеса. Крепление рулевой сошки к валу осуществляется на мелких конусных шлицах при помощи гайки.

Продольная рулевая тяга соединяется с рулевой сошкой и рычагом поворотного кулака при помощи шаровых пальцев 2, закрепленных на концах сошки и рычага. Шаровые пальцы входят в наконечники 5 продольной рулевой тяги, в которых установлены сухари 8. Сухари охватывают шаровые пальцы, под действием сжимающих пружин 4. Пробки 9, ввернутые в наконечники продольной рулевой тяги, дают возможность регулировать затяжку пружин и предохраняют пружины и сухари от выпадания из наконечников тяги. Чтобы пробки не могли самопроизвольно отвертываться, их шплинтуют. Ограничители 3 ограничивают предельное сжатие пружин сухарей при их регулировке. Наличие пружин в соединениях тяг способствует смягчению ударов, передающихся от колес автомобиля. Для защиты шаровых пальцев и сухарей от пыли и грязи места прохода шаровых пальцев в. наконечники тяг закрываются уплотнительными кольцами 10. Смазка к шаровым пальцам и сухарям подводится через масленки 6, установленные на наконечниках продольной рулевой тяги.

Рычаги поворотных кулаков устанавливаются в отверстиях вилок кулаков на шпонках и крепятся гайками 12, которые затем шплинтуются. Рычаги поворотных кулаков автомобилей с ведущим передним мостом выполняются заодно с крышками подшипников шкворней. Соединение поперечной рулевой тяги с рулевыми рычагами выполнено также шарнирно. Наконечники крепятся на поперечной рулевой тяге при помощи резьбы (с одной стороны правая, с другой — левая) и стяжными болтами 17. Вращением этих наконечников можно изменять длину тяги и тем самым регулировать схождение передних колес.

Для соединения поперечной рулевой тяги с рычагами поворотных кулаков колес используются обычно саморегулирующиеся конические шарнирные соединения. Палец 18 поворотного рычага конической поверхностью прижимается к вкладышу 23 усилием пружины. 20. Вкладыш устанавливается в наконечник поперечной рулевой тяги и от повертывания стопорится винтом, входящим в паз вкладыша. Прижимная пружина верхним концом упирается в пяту 22 пальца, а нижним — в шайбу 21, закрепленную в наконечнике стопорным кольцом. По мере износа конических поверхностей пальца и вкладыша зазор между трущимися поверхностями выбирается перемещением пальца в осевом направлении под действием прижимной пружины.

На автомобилях повышенной проходимости шарнирное соединение поперечной рулевой тяги осуществляется с помощью пальцев и бронзовых втулок. Поперечная рулевая тяга таких автомобилей имеет вильчатые наконечники.

Правильным поворотом направляющих колес является только такой поворот автомобиля, при котором его колеса будут катиться по дороге без скольжения. А это возможно лишь в том случае, если направляющие колеса при повороте автомобиля будут поворачиваться на различные углы, причем внутреннее по отношению к центру поворота колесо должно поворачиваться на больший угол, чем наружное.

Одновременность поворота направляющих колес на необходимые углы обеспечивается рулевой трапецией, которую составляют передняя ось, рулевые рычаги и поперечная рулевая тяга. Правильные соотношения сторон и углов рулевой трапеции выбираются при конструировании автомобиля.

Рулевая колонка

Рулевое колесо устанавливается на втулку рулевой колонки. Этот узел по своей сути труба (кожух из полимерных материалов), он нужен для фиксации руля, передачи усилия от него на рулевой механизм, а также установки дополнительных компонентов. Среди них, как правило, подрулевые переключатели, которые отличаются по функциональному назначению (управляют внешней светооптикой, дворниками, иногда звуковыми сигналами), узлы противоугонной системы (блокиратор вала), системы зажигания, иногда трансмиссии (классическая американская схема, когда рычаг КПП на рулевой колонке). То есть вариантов компоновки рулевой колонки сотни.

Внутри колонки ставится приводной вал или система стальных валов, наиболее часто два вала. Если валов несколько, то они объединяются при помощи карданной передачи, специальных шарниров. Это травмобезопасный вариант, при аварии валы складываются и рулевая колонка не наносит существенного вреда здоровью шофера.

С целью крепления узлов используются специальные крепежные элементы (пружинки, срезные болты с гайками и шайбами, винты, специальные уплотнители). Зачастую, особенно на внедорожниках, еще ставится демпфер, он компенсирует ударные нагрузки, гасит колебания рулевого привода, которые передаются от колес на руль (дорожную тряску на руки).

Если с одной стороны рулевая колонка соединяется определенным образом с рулевым колесом, то с другой, также при помощи определенного конструкционного решения, с рулевым механизмом.

Важная деталь. Рулевые колонки бывают регулируемыми и нерегулируемыми. В свою очередь регулируемые настраиваются по таким параметрам как высота и вылет (наклон). Ранее, когда колонка была жестко закреплена в одной плоскости, приходилось производителям придумывать различные оригинальные решения в виде откидного, телескопического или подвижного руля. Регулировка выполняется либо вручную, либо автоматически, при помощи специальных сервоприводов (электромоторов). Причем современные системы способны запоминать расположение рулевой колонки для нескольких водителей с разными антропометрическими данными, что очень удобно. Не надо постоянно настраивать под себя. Причем порой система запоминает не только положение рулевой колонки, но и положение водительского сидения, боковых зеркал заднего вида.

Пока что в бюджетных автомобилях такие функции не представлены, да и у многих марок и моделей колонки все еще нерегулируемые. То есть удобство расположения регулируется исключительно путем изменения положения элементов водительского сидения.

Признаки неисправностей

От исправного состояния системы рулевого управления напрямую зависит безопасность движения автомобилиста на своём транспортном средстве. Потому при первых же признаках неисправностей рулевой рейки следует незамедлительно принимать меры по их устранению.

Первым делом автовладельцы должны понимать, как именно определить неисправности рулевых реек. Сделать это не так сложно, если знать про характерные симптомы и признаки приближающейся поломки установленной на автомобиль рулевой рейки.

Да, точно подтвердить или опровергнуть неисправность рулевой рейки можно путём диагностики и проведения демонтажных работ. Но порой даже косвенных признаков достаточно, чтобы подтвердить диагноз.

Для начала запомните, что рулевая рейка не ломается на ровном месте, если речь не идёт о попадании в яму или ДТП. Существуют определённые признаки, указывающие на износ и приближающуюся серьёзную неисправность. Потому перед тем как проверить рулевую рейку, прислушайтесь к поведению своей машины. Она сама подскажет вам, что возникли какие-то неполадки, которые вскоре могут обернуться дорогостоящими и опасными поломками.

В зависимости от типа рулевой рейки, могут проявляться те или иные признаки. Рассмотрим основные из них:

• если это рулевая рейка гидравлического типа, тогда неисправность можно определить по постоянному падению уровня жидкости в специальном бачке;
• также в случае с ГУР возможно появление следов от гидравлической жидкости, которые накапливаются в пыльниках тяг;
• управление стало заметно более чувствительным. Даже когда вы осуществляете небольшой поворот рулевого колеса, машину практически бросает из стороны в сторону;
• поворот руля не соответствует углу, на который поворачиваются передние колёса автотранспортного средства;
• ещё руль может не возвращаться в своё исходное центральное или нейтральное положение, либо плохо это делать, когда машина завершает манёвр и возвращается к прямолинейному движению;
• когда рулевое колесо находится в центральном положении, усилие может пропадать. Это указывает на неисправность в системе;
• порой автомобилисты сталкиваются с тем, что руль начинает буквально самопроизвольно вращаться. Плохой признак, указывающий на необходимость срочно заняться ремонтом;
• когда руль вращается, усилия отсутствуют вовсе. Это потенциально указывает на выход из строя гидравлики или электромотора;
• при езде в условиях мелких неровностей создаётся сильный стук и передаётся в руль. Но он может уменьшаться, когда рулевое колесо выворачивается в крайние положения;
• руль полностью заклинивает, его не удаётся повернуть ни в одну из сторон;
• управлять машиной становится практически невозможно, поскольку для любого манёвра требуется прикладывать огромное усилие.

Появление хотя бы одного из перечисленных признаков говорит о том, что с рулевым управлением возникли проблемы. Неисправность может сохраняться в виде едва заметных симптомов длительное время, либо же в один момент привести к серьёзной поломке, которая наиболее опасна именно во время движения машины.

Это говорит о том, что даже слабо проявляемые признаки проблем с рулевой рейкой игнорировать ни в коем случае нельзя. В подобных ситуациях следует обратиться в автосервис, либо же заехать в собственный гараж для самостоятельного решения образовавшейся проблемы. Порой выполнить ремонт можно своими руками. Это не так сложно, если следовать инструкциям, соблюдать рекомендации автопроизводителя, а также не забывать о технике безопасности.

Преимущества электроусилителя руля:

• Работа усилителя не зависит от оборотов двигателя;
• Лучшая информативность (усилитель руля выбирает режимы работы в зависимости от скорости автомобиля);
• Работа усилителя руля не зависит от температуры;
• Электроусилитель более экономичный, по сравнению с гидроусилителем;
• Повышенная надежность по сравнению с гидроусилителем (ведь исключается подтекание рабочих жидкостей);
• Неприхотливое обслуживание;
• выше симметричность руля.

Электроусилитель руля потребляет энергию только при вращении рулевого колеса, что делает его более экономичным и эффективным. КПД электродвигателя выше, чем КПД гидравлического насоса.

Сравнение усилителей рулевого управления разной конструкции.

Удобство и безопасность управления

Все типы усилителей рулевого управления «подчиняются» только повороту руля, реакции управляемых колёс на них не действуют или действуют очень незначительно.

В автомобилях, оборудованных ГУР, с целью снизить усилие, которым водитель поворачивает руль, выводя машину из поворота, и для поддержания устойчивости прямолинейного движения, конструкторы увеличили схождение управляемых колёс, увеличили кастор и шаг винтовых канавок в зацеплении «винт — шариковая гайка».

Это создаёт у водителя впечатление обратной связи, «информативности» руля и чувство непосредственного управления.

Электронное управление ЭУР обеспечивает возможность его настройки в зависимости от условий и скорости движения. Чем больше скорость — тем меньше усилие ЭУР и «тяжелее» руль. В городских условиях водитель может отключить ЭУР от датчика скорости, и руль будет постоянно «лёгким».

В программу управления ЭУР можно ввести функции возвращения руля в «ноль» и удержания колес в среднем положении при разном давлении в шинах.

Надёжность

Детали усилителей руля любого типа и конструкции подвержены механическому износу.

В гидравлических усилителях к этому добавляется постепенное ухудшение свойств рабочей жидкости и износ манжет и уплотнений.

При удерживании руля в крайнем положении циркуляция масла прекращается, резко поднявшееся давление в системе может разорвать рукав высокого давления.

Понижение уровня масла в результате утечки вызовет работу насоса «всухую» с немедленным задиром поверхностей ротора и корпуса.

О выходе ГУР из строя водитель узнаёт последним, и если это произойдёт на большой скорости — аварийная ситуация неизбежна.

Бесщёточные, с внутренним обдувом, электродвигатели ЭУР надёжно защищены от перегрузок тремя барьерами — предохранителями в цепи питания, электронным блоком управления и общей программой процессора (контроллера) автомобиля.

При возникновении проблем ЭБУ уменьшает число оборотов электромотора, на приборной панели загорается соответствующий символ, водитель успевает отреагировать снижением скорости и торможением.

Существует ряд мнений, что достоинством той или иной конструкции является возможность управлять машиной при выходе усилителя руля из строя.

Топливная экономичность

ГУР потребляет часть мощности двигателя на вращение насоса, создающего высокое давление в гидросистеме.

Основной недостаток гидравлических усилителей — насос высокого давления работает, если вращается коленчатый вал двигателя. Движется ли машина или стоит неподвижно на холостых оборотах — ротор насоса крутится, срабатывая собственный ресурс.

Электродвигатель ЭУР включается электроникой только на время поворота руля, при стоянке в пробке или движении по прямой он не работает.

Существует тезис о повышенном расходе топлива автомобилями, оснащёнными гидравликой в рулевом управлении. При этом не учитывается, что киловатты, «съедаемые» электромотором ЭУР и непрерывно потребляемые системами управления, тоже произведены коленвалом, вращающим генератор.

Никто не проводил ходовых испытаний одинаковых авто с одинаковыми двигателями, но разным типом усилителя рулевого управления, поэтому достоверных данных о «прожорливости» машин с ГУР не существует.

Область применения

Гидравлические рулевые устройства, в последнее время, практически не применяются в переднеприводных автомобилях с подвеской типа «МакФерсон» и рулевым механизмом реечного типа. Исключение — ЭГУР.

В транспортных средствах, где поворот управляемых колёс осуществляется рулевой трапецией, — в полноразмерных внедорожниках, средних и тяжёлых грузовиках — передние колёса поворачиваются с помощью ГУР.

Перспективы развития

Гидравлические конструкции — тупиковая ветвь автомобильного прогресса.

Современные электронные системы безопасности движения, торможения, объезда препятствий и парковки требуют и электронного рулевого управления.

Развитие гибридного привода, появление электромобилей и машин с элементами искусственного интеллекта в управлении — лишили «гидравлику» места под капотом.

Смазка

Опытные пользователи часто производят замену смазки, даже в отсутствие поломок по причинам:

• штатная набивка синего цвета слишком густая;
• возможно снижение пластичности зимой;
• она скапливается возле крышки, минимально поступает к парам трения.

Штатная смазка редуктора

Графитная смазка с Мотул 4100 10W40

В некоторых авто, например, ВАЗ 21213 Нива используется трансмиссионное масло, о чем указано в мануале официального производителя для СТО. Для этого верхняя крышка картера имеет отверстие, защищенное резьбовой пробкой, заливать масло можно, не разбирая редуктор.

Редуктор ВАЗ 21213 с отверстием для смазки

Разновидности и типы рулевых механизмов

Прежде, чем говорить об усилителях руля, давайте немного внимания уделим рулевому механизму. Одним из первоклассников рулевых механизмов стал рулевой механизм типа «червяк–ролик», работа которого основана на использовании шестеренчатой червяной пары, но данный тип механизма, можно сказать, уже остался в прошлом.

Широкое распространение получил реечный тип рулевого механизма, еще его называют «шестерня–рейка». Реечный рулевой механизм в основном используется на переднеприводных автомобилях с подвеской типа МакФерсон. Рулевой механизм типа «шестерня–рейка» обеспечивает удобное, легкое и точное управление автомобилем.

Основные типы приводов и рулевых механизмов

Рулевой механизм.

предназначен для поворота управляемых колес с небольшим усилием на рулевом колесе. Что достигается за счет увеличения передаточного числа рулевого механизма. Однако передаточное число ограничивается количеством оборотов рулевого колеса. Если выбрать передаточное число с количеством оборотов рулевого колеса больше 2-3, то существенно увеличивается время поворотаавтомобиля, что является недопустимым в условиях движения. В следствии этого производят огрничение передаточного числа в рулевых механизмах в пределах 20-30, а для уменьшения усилия на рулевом колесе в рулевой механизм или привод встраивают усилитель.

Ограничение передаточного числа рулевого механизма также связано со свойством обратимости (способностью передавать обратное вращение через механизм на рулевое колесо). При больших передаточных числах увеличивается трение в зацеплениях механизма, свойство обратимости пропадает и самовозврат управляемых колес после поворота в прямолинейное положение оказывается невозможным.

Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи разделяют на:

• • червячные,
• • винтовые,

• шестеренчатые.

Рулевой механизм с передачей типа червяк — ролик имеет в качестве ведущего звена червяк, который закреплен на рулевом валу, а ролик установлен на роликовом подшипнике на одном валу с сошкой. Для полного зацепление при большом угле поворота червяка, нарезку червяка выполняют по дуге окружности — глобоиде. Такой червяк называют глобоидным.

В винтовом механизме вращение винта, связанного с рулевым валом, передается гайке, заканчивающейся рейкой, зацепленной с зубчатым сектором, а сектор установлен на одном валу с сошкой. Данный рулевой механизм образован рулевой передачей типа винт-гайка-сектор.

В шестеренчатых рулевых механизмах рулевая передача образуется цилиндрическими или коническими шестернями, к ним же относят передачу типа шестерня-рейка. В последних цилиндрическая шестерня связана с рулевым валом, а рейка, зацепленная с зубьями шестерни, выполняет роль поперечной тяги. Реечные передачи и передачи типа червяк-ролик преимущественно применяют на легковых автомобилях, так как обеспечивают сравнительно небольшое передаточное число.

Рулевой привод.

Конструкции рулевого привода различают по расположению рычагов и тяг, составляющих рулевую трапецию, по отношению к передней оси. Если рулевая трапеция находится впереди передней оси, то конструкция рулевого привода называется передней рулевой трапецией, при заднем расположении — задней трапецией. Большое влияние на конструктивное исполнение и схему рулевой трапеции оказывает конструкция подвески передних колес.

При зависимой подвеске рулевой привод имеет более простую конструкцию, так как состоит из минимума деталей. Поперечная рулевая тяга в этом случае сделана цельной, а сошка качается в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Можно сделать привод и с сошкой, качающейся в плоскости, параллельной переднему мосту. В следствии этого продольная тяга будет отсутствовать, а усилие от сошки передается прямо на две поперечные тяги, связанные с цапфами колес.

При независимой подвеске передних колес схема рулевого привода конструктивно сложнее. В данном случае появляются дополнительные детали привода, которых нет в схеме с зависимой подвеской колес. Изменяется конструкция поперечной рулевой тяги. Она сделана расчлененной, состоящей из трех частей: основной поперечной тяги 4 и двух боковых тяг — левой и правой. Для опоры основной тяги служит маятниковый рычаг, который по форме и размерам соответствует сошке . Соединение боковых поперечных тяг с поворотными рычагами цапф и с основной поперечной тягой выполнено с помощью шарниров, которые допускают независимые перемещения колес в вертикальной плоскости. Рассмотренная схема рулевого привода применяется главным образом на легковых автомобилях.

Рулевой привод, являясь частью рулевого управления автомобиля, обеспечивает не только возможность поворота управляемых колес, но и допускает колебания колес при наезде ими на неровности дороги. При этом детали привода получают относительные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и на повороте передают усилия, поворачивающие колеса. Соединение деталей при любой схеме привода производят с помощью шарниров шаровых либо цилиндрических.

МТЗ

Казалось бы, управление трактором кардинально отличается от опыта вождения легкового автомобиля, однако рулевое управление «МТЗ» (продукция Минского тракторного завода) по своей компоновке весьма сходно с управлением машины.

Система состоит из гидроусилителя руля и привода рулевого механизма. Существенным отличием является возможность изменения вертикального положения руля. Для того чтобы менять его, достаточно просто потянуть рукоятку справа от руля и подать его вперед до отказа. А после того как вы сядете в сиденье, потяните руль на себя до щелчка фиксатора.

Последним отличием от автомобилей служит схема срабатывания ГУР. Поскольку трактора не отличаются завидной скоростью, ГУР срабатывает только при движении со скоростью выше 10 км/ч или при движении в тяжелых дорожных условиях.

Мы рассмотрели устройство рулевого управления, теперь переходим к возможным его дефектам и неисправностям и к методам их устранения.