Рулевое управление автомобиля

Особенности узла и конструкция

На автомобилях используется кинематический способ смены направления движения, подразумевающий, что осуществление поворота происходит за счет смены положения управляемых колес. Обычно управляемой является передняя ось, хотя существуют и авто с так называемой системой подруливания. Особенность работы в таких авто заключается в том, что колеса задней оси тоже поворачиваются при изменении направления, хоть и на меньший угол. Но пока эта система широкого распространения не получила.

Помимо кинематического способа на технике используется еще и силовой. Особенность его заключается в том, что для совершения поворота колеса одной стороны притормаживаются, в то время, как с другой стороны они продолжают двигаться с прежней скоростью. И хоть этот способ изменения направления на легковых авто распространения не получил, на них он все же используется, но в несколько ином качестве – как система курсовой устойчивости.

Этот узел автомобиля состоит из трех основных элементов:

• рулевая колонка;
• рулевой механизм;
• привод (система тяг и рычагов);

Рулевой узел

У каждой составляющей – своя задача.

Их виды

h21,0,0,0,0–> p, blockquote7,0,0,0,0–>

Часто в понятие мультируль интегрируется разновидность «серворуль». Это не совсем правильно. Серворуль предназначен для изменения усилия на рулевое управление в зависимости от скорости движения. Это необходимо для организации обратной связи дорога-руль в системах усилителя рулевого управления.

p, blockquote8,0,0,0,0–>

Мультируль представляет собой многофункциональное устройство, которое предназначено для упрощения управлением различными дополнительными устройствами, при минимальном отвлечении водителя автомобиля от наблюдения за дорожной обстановкой

Действительно, внимание водителя во время движения сконцентрировано в секторе руля и обзора в пределах лобового стекла

p, blockquote9,0,1,0,0–> adsp-pro-1–>

При управлении кнопками, регуляторами и переключателями, расположенными вне зоны обзора, возможны следующие ситуации:

p, blockquote10,0,0,0,0–>

• действия производятся в режиме автоматизма (например, при переключении рычага коробки переключения передач);
• операции управления выполняются ступнями ног (педали);
• для управления используется голосовой режим;
• кнопки и другие органы управления расположены на руле.

Первый шаг к мультирулю был сделан давно: органы управления световым оборудованием, стеклоочистителем, омывателями, другими функциями локализовали в районе рулевой колонки. При этом требуется минимальное перемещение рук и отвлечение внимания для управления их функциями. Дальнейшее усложнение «стрекозы» выведением в их зону контроля, например, управления автомагнитолой, нецелесообразно. Тем более, что для большинство опытных водителей переключение световых режимов, поворотниками и другими функциями также производит на автоматизме.

p, blockquote11,0,0,0,0–>

Сущность мультируля состоит в дополнительной нагрузке, в основном, на большие пальцы рук, которые в процессе вращения рулевого колеса остаются «незанятыми».

p, blockquote12,0,0,0,0–>

Классификация мультирулей основывается на характеристиках:

p, blockquote13,0,0,0,0–>

1. Степень интеграции дополнительных органов управления:

• малая с количеством дополнительных кнопок до 5-ти (в основном, они предназначены для управления автомагнитолой);
• средняя (от 5 до 10-ти кнопок управления мультимедийной системой, круиз-контролем и др.);
• высокая степень интеграции (более 10-ти, включая джойстики и регуляторы: мультимедиа, телефон, бортовой компьютер, круиз и др.)

1. Канал передачи информации:

• проводной;
• беспроводной.

1. Вид передаваемого сигнала:

• аналоговый,
• цифровой.

Как проверить гидроусилитель руля

Гидроусилитель рулевого управления представляет собой систему, предназначенную для облегчения поворота рулевого колеса. Такая система делает управление автомобилем комфортным.

Однако комфорт не является единственным предназначением усилителя.

Поскольку почти вся работа по управлению колесами автомобиля ложится именно на гидроусилитель, то появилась возможность оснащения автомобилей рулевым колесом сравнительно меньшего диаметра.

Кроме того, это позволило уменьшить передаточное число рулевого механизма.

Благодаря такому устройству, водитель делает меньше оборотов при повороте управляемых колес от упора до упора, что ощутимо повышает отзывчивость и маневренность машины.

Еще одним полезным свойством усилителя руля является смягчение толчков на руль от неровностей дороги.

Наиболее простой и распространенный вариант гидроусилителя – с реечным механизмом, состоит из:

• Масляного насоса;
• Золотникового распределителя;
• Рабочего (силового) цилиндра;
• Резервуара для масла;
• Различных трубок, переходников, соединительных шлангов.

Насос является механизмом, поддерживающим давление и обеспечивающем циркуляцию жидкости (масла) в системе. Такая помпа гидроусилителя руля закрепляется непосредственно рядом с двигателем автомобиля, поскольку в действие она приводится от коленчатого вала через ременную передачу.

Насос (они бывают роторные или аксиально-поршневые) забирает масло из небольшой емкости и нагнетает его в золотниковый распределитель. При этом давление может достигать 100 атмосфер.

В отличие от просто гидронасоса, электронасос гидроусилителя руля приводится в движение не ремнем от шкива, а электромотором. Это позволяет независимо от оборотов двигателя получить более ровную характеристику работы системы усилителя руля. И не надо приводных ремней.

Изменение характеристик тоже не зависит от частоты вращения коленчатого вала. Водители машин с таким усилителем уже не задаются вопросом, как проверить гидроусилитель руля, поскольку качество электронасосов достаточно высокое.

Таким образом, такое усовершенствование – прогресс относительно классического ременного привода усилителя.

Распределитель является высокоточным механизмом, обеспечивающим направление потоков масла (рабочей жидкости) в нужную полость гидроцилиндра и последующим его возвратом в резервуар.

Устанавливают распределитель непосредственно на вал рулевого колеса, либо на рулевой механизм.

Распределитель оснащен специальным следящим устройством –торсионом, который и распределяет поток жидкости во время поворотов рулевого колеса. В рабочем (силовом) цилиндре под воздействием жидкости вступают в действие поршень и шток, поворачивающие колеса. Цилиндр обычно встроен в рулевой механизм.

В качестве резервуара для жидкости используется пластмассовый бачок. Его оборудуют фильтрующим элементом и щупом для замера масла. К резервуару подсоединены шланги, по которым циркулирует жидкость из бачка в насос, и из распределителя обратно в бачок.

• Зимняя рыбалка в Карелии Если вы решили испытать, что такое настоящая русская зимняя рыбалка, то для этого нет
• Как ловить рыбу на безнасадочные мормышки Все большей популярностью среди любителей подледной рыбалки пользуется ловля на
• Бесплатные форекс-стратегии: С чего начать? Пять самых популярных форекс-стратегий Вот несколько бесплатных форекс-стратегий,
• На телескоп James Webb установили первый зеркальный сегмент Первый из 18 шестигранных сегментов успешно установлен на телескопе, что позволило
• Архитектура и мы Строительство считается одним из древнейших видов деятельности жителя нашей планеты. Это
• Торговля на Форексе: Основные недостатки форекс-трейдера Основная цель данной статьи – представить вам некоторые важные аспекты
• Какие события происходят на китайском рынке коммерческих авиапроизводителей Производство первого китайского коммерческого регионального самолета ARJ21 завершается.
• На Хароне есть аммиак, который не позволяет замерзать воде под его поверхностью Анализируя последние переданные фотографии New Horizons, ученые обнаружили поразительный

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.

Конструкция рулевой рейки

В конструкцию рулевой рейки входят следующие детали:

1. Корпус.
2. Рейка.
3. Вал рулевой с червяком и подшипником.
4. Втулка прижимная, которая выполняет функцию регулировки зазора червячной передачи.
5. Гайка регулировочная.
6. Втулка опорная левая.
7. Втулка опорная правая.
8. Кольцо стопорное. Это кольцо только для левой стороны.
9. Гайка вала руля.
10. Ползунок.
11. Втулка ползунка.
12. Чехол металлический защитный.
13. Пыльник пластиковый.
14. Кольцо стопорное гайки вала руля.
15. Крестовина рулевого вала.

На рулевом валу размещается торсион, который является основным элементом распределителя. Если никуда не вращать руль, то масло спокойно движется в расширительный бачок, потому что торсион при неподвижном состоянии руля раскручен и вводные каналы распределителя закрыты.

Если начать вращать руль, то, соответственно, торсион начинает закручиваться. При этом через золотник и каналы масло движется в исполнительный механизм из-за чего повышается давление за поршнем или до поршня исполнительного механизма. Созданное при этом давление облегчает поворот руля водителю.

Классификация рулевого управления

Принципиальных отличий между разными типами рулевого управления нет, но часто его классифицируют по типу редуктора рулевого механизма:

Тип редуктора «шестерня-рейка».

Устройство рулевого управления с редуктором типа «шестерня-рейка» 1 — руль; 2 — рулевой вал с шестерней; 3 — рейка; 4 — рулевые тяги; 5 — поворотные рычаги; 6 — колеса.

Это самая распространенная разновидность рулевого редуктора, которая за годы использования показала свою надежность.

Принцип действия очень простой: на рулевом валу (который отходит от рулевой колонки) закреплена продолговатая шестерня. Рулевая рейка имеет зубчатый участок, который входит в зацепление с этой шестерней. При вращении руля шестерня вращается на месте и толкает зубчатую рейку в одну или другую сторону. Соответственно приходят в действие и рулевые тяги.

Передаточное число на рейке может быть неизменным, а может меняться ближе к краям. Получить такой эффект просто: нужно изменить наклон зубьев на рейке. Благодаря этому для поворота на большой угол не нужно «крутить баранку» до посинения, количество оборотов руля для маневра сокращается.

Тип редуктора «червяк-ролик».

Устройство рулевого управления с редуктором типа «червяк-ролик»: 1 — руль; 2 — рулевой вал с червяком; 3 — ролик с валом сошки; 4 — рулевая сошка; 5 — средняя тяга; 6 — боковые тяги; 7 — поворотные рычаги; 8 — колеса; 9 — маятниковый рычаг; 10 — шарниры рулевых тяг.

Этот тип редуктора можно назвать устаревшим, поскольку его давно перестали устанавливать на автомобили. Тем не менее, он еще встречается на старых машинах.

В основе заложена червячная передача, в которой червяк закреплен на дополнительном валу рулевой колонки. При повороте руля вращается червяк и приводит в движение ролик, стоящий с ним в зацеплении.

Сдвигаясь по нарезке червяка, ролик заставляет вращаться вал, на который он установлен и к которому присоединен рычаг рулевой сошки. Вал вращается, рулевая сошка описывает полукруг, приводит в действие остальные элементы рулевого привода (среднюю тягу, маятниковый рычаг, боковую тягу, поворотные кулаки колес).

Винтовой тип редуктора.

Устройство редуктора рулевого управления винтового типа

По принципу действия он очень похож на червячный редуктор. Однако на дополнительном валу рулевой колонки установлен не червяк, а винт. Он входит в зацепление с гайкой, на наружную сторону которой нанесен зубчатый обод. Когда вращается винт, гайка поворачивается в одну или другую сторону и поворачивает рулевую сошку, а она уже направляет остальные компоненты рулевого привода.

В усовершенствованных моделях на винт ставится шариковая шайба, которая служит промежуточным элементом между ним и гайкой. При вращении винта шарики сдвигают шайбу, а она поворачивает гайку. Когда на легковые автомобили начали массово устанавливать гидроусилитель руля (ГУР), червячный редуктор вышел из обихода – к нему ГУР не поставишь. На его место пришел реечный привод, а винтовой «перекочевал» на тяжелые автомобили.

Кроме редуктора, в рулевом механизме могут отличаться типы передачи усилия на управляемые колёса. Более простой считается конструкция с реечным редуктором: от рулевой рейки отходят две рулевые тяги, которые крепятся к поворотным кулакам колес. Для того, чтобы соединение было подвижным, но без люфтов, используются шаровые наконечники.

На редуктор с червячной или винтовой передачей подходит другой тип рулевого механизма. Его называют рулевой трапецией и состоит он из довольно сложной системы рычагов. Сложность конструкции оправдывается большей мощностью, так что рулевая трапеция с винтовым редуктором ставится на грузовые автомобили, в то время как рулевая рейка лучше подходит для легковых.

И, наконец, систему рулевого управления классифицируют по типу усилителя: ГУР, ЭГУР и ЭУР.

1. ГУР – гидравлический усилитель, классический тип. Он и сегодня ставится на автомобили, но постепенно уступает дорогу более современным видам усилителя;
2. ЭГУР – электрогидравлический усилитель руля. В нём электромотор выполняет вспомогательную функцию, в то время как основная работа выполняется гидравликой;
3. ЭУР – электроусилитель, современный способ управлять автомобилем. Электромотор умножает усилие, которое водитель прикладывает к рулю, то есть работает без каких-либо гидравлических элементов.

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.

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.

Конструкция рулевой колонки

Рулевая колонка в сборе Устройство рулевой колонки представляет собой вал с шарнирами, находящийся в кожухе. Остальные элементы являются вспомогательными и обеспечивают дополнительный функционал:

• корпусы крепления переключателей и замка зажигания;
• крестовина, соединяющая руль с колонкой;
• монтажная втулка;
• контактная группа;
• крепежные элементы;
• демпфер рулевой;
• механизмы блокировки, регулировки и проч.

В устройстве рулевой колонки применяются энергопоглощающие материалы. За счет чего вся конструкция может складываться при сильном фронтальном ударе. Это способствует снижению риска травмирования водителя, а также создает дополнительную безопасность при лобовом столкновении.

Блокиратор рулевой колонки

Комфортная и безопасная рулевая колонка может включать в себя такие элементы, как:

Основные причины неисправности

Устройство системы управления автомобиля, как и все его механизмы, подвержены поломкам.

Рекомендуем: Как правильно отрегулировать угол опережения зажигания

В большинстве случаев их можно предугадать заранее, по причине наличия предшествующих симптомов.

Системе могут нанести ущерб, события неблагоприятного характера , такие как:

• неправильная эксплуатация транспортного средства, выраженная в агрессивном стиле езды;
• некачественное покрытие дороги, наличие выбоин и неровностей;
• установка запчастей неоригинального производства при проведении процедуры их замены;
• некомпетентное проведение ремонтных работ ;
• несвоевременное обслуживание;
• превышение срока эксплуатации оборудования.

Возникшие неполадки с системой управления авто в процессе движения транспорта, могут стать причиной аварий. Поэтому следует прислушиваться к признакам, которые относятся к предвестникам неприятностей.

Рулевой механизм ВАЗа

На классических моделях этих авто применяется рулевая с редуктором. На более современных моделях используется реечный механизм. На примере ВАЗ-2105 посмотрим конструкцию механизма, а также рассмотрим реализацию реечного управления от инженеров АвтоВАЗа.

Устройство рулевой системы простое и отлично продуманное. Среди самых интересных узлов – трапеция. Она, в свою очередь, сама состоит из большого количества различных рычагов и тяговых механизмов.

Большинство автолюбителей считают рулевую колонку не слишком мощной, однако это не так. Эта рулевая надежно выдерживает все испытания. Ей по плечу даже самые экстремальные дорожные условия.

Устройство рулевого механизма ВАЗ-2105 не такое архаичное, как может показаться на первый взгляд. Колонка оснащена специальной пластиной, которая при аварии буквально складывает рулевой вал, а колесо не нанесет водителю травм. Червячная передача, редуктор и рычаги отлично увеличивают усилие водителя. Не требуется прикладывать серьезных усилий для поворота. Но для вождения «классики» сила все-таки нужна.

Диагностика и техническое обслуживание

Проверка люфта должна проводиться регулярно. При этом водитель может довериться своим ощущениям или воспользоваться возможностями люфтометра. Рекомендуется проверять систему на предмет отсутствия заеданий.

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

В процессе технического осмотра, проводимого на транспортном средстве впервые, необходимо оценить состояние гидроусилителя. Если масло в системе не достигает регламентируемого уровня, то его необходимо до него долить до него. Подлежит проверке картер рулевого управления. Проводиться диагностика затяжки клиньев. Чтобы проверить шплинтовку и цапф, следует смазать рулевые тяги.

Второй и последующий технический осмотр включает в себя сложный диагностический комплекс, который сложно реализовать без специализированного оборудования, а также профессиональных навыков. Поэтому, объективным решением будет для этих целей обратиться за помощью в сервисный центр.

Проверка допустимого суммарного люфта

• Фейсбук
• Гугл+
• ЖЖ
• Blogger

Суммарным люфтом автомобиля называется угол рулевого управления, на которое оно отклоняется при повороте руля до момента поворота колёс.

Параметр проверяется люфтометром. Для легковых авто он соответствует 10 градусам, тогда как для грузовиков, его нормативное значение должно быть равным 25 градусам.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Похожие записи:

Bmw x7 тест-драйв, отзывы реальных владельцев Что делать, если оставили авто на ручнике в мороз и колодки примерзли Acura mdx (акура мдх) Бюджетные авто с высоким клиренсом Лучшие полироли для автомобиля Поисковые маяки starline