Принцип работы рулевого управления

Механизм рулевого управления автомобиля: типы и устройство

Механизм рулевого управления автомобиля: типы и устройство - фотография 1 - изображение 1

Рассмотрим устройство рулевого управления, принцип работы, разновидность элементов. Наведены цены ремонта и деталей, а так же основные поломки деталей. В конце статьи видео-обзор механизма рулевого управления.

Что такое механизм рулевого управления авто - фото 2 - изображение 2

Содержание статьи:

  • Что это такое
  • Устройство механизма
  • Схема
  • Принцип работы и виды
  • Виды усилителей руля
  • Левый или правый руль
  • Нужная ли регулировка
  • Цена ремонта и деталей
  • Возможные поломки
  • Видео

Рулевое управление автомобиля можно считать основным механизмов всей конструкции, по сути, без него нельзя управлять машиной. Учитывая прогресс технологий и автомобильной промышленности, на сегодня выделяют несколько вариантов устройства, а так же разное расположение в салоне автомобиля (слева или справа).

Если объяснить в нескольких словах, то это передаточных механизм, от рулевого колеса и на колеса автомобиля. Чтоб понять, как устроено управление автомобиля, рассмотрим принцип работы, устройство и основные нюансы, которые чаще всего встречаются.

Что такое механизм рулевого управления авто

Устройство механизма рулевого управления авто - изображение 3 - изображение 3

Сам рулевой механизм считается основой для управления автомобилем. Это не отдельный элемент, а совокупность деталей, механизмов и узлов, которые передают положение руля на угол поворота передних колес автомобиля. Независимо от транспортного средства, основной задачей такого набора считается обеспечение поворота, а так же поддержание заданного водителем направления движения транспорта.

В момент поворота руля, угол наклона передается с помощью механизмов на рейку, после чего колеса меняют положение, соответственно и направление движения автомобиля меняется. По строению специалисты выделяют несколько видов поворотного механизма колес автомобиля, при этом результат работы будет одинаковым.

Устройство механизма рулевого управления авто

Схема механизма рулевого управления авто - изображение 4 - изображение 4

В зависимости от способа преобразования крутящего момента и поворота руля, различают несколько вариантов механизма. Соответственно и строения будет отличаться. Среди основных видов выделяют реечный и червячный механизм, так же есть еще винтовой механизм, но по строению он многих напоминает червячную передачу. С другой же стороны винтовой тип рулевого управления показывает больший КПД, а значит и усилие больше.

Независимо от механизма управления автомобиля, большая часть деталей одинаковая. В перечне числится:

  • руль;
  • колонка для передачи угла наклона руля;
  • механизм рулевой;
  • усилитель управления;
  • привод;
  • другие дополнительные элементы (в зависимости от типа рулевого управления).

Чтоб понять, за что отвечает каждая из наведенных деталей, рассмотрим их более подробно. Руль неизменная деталь, без которой не может обойтись любое транспортное средство, в автомобилях оно чаще всего круглой формы. В зависимости от страны, где в дальнейшем будет эксплуатироваться автомобиль, руль могут расположить слева или справа. Основное назначение руля – указание направления автомобиля, за счет поворота в одну или другую сторону. Для комфорта и безопасности руль может быть с подогревом, возможностью регулировки по вертикали и глубине и с функциональными кнопками. Как дополнение за рулем могут добавить подруливые лепестки для переключения передач (только автоматические трансмиссии).

Рулевая колонка играет не менее важную роль, основная задача – передать угол наклона руля на механизм поворота колес. Как правило, это вал с шарнирными соединениями, но учитывая прогресс, передачу управления может производить электродвигатель, за счет электроники. Для обеспечения дополнительной защиты автомобиля от угона и дополнительной безопасности, в состав рулевой колонки может входить механическая или электронная система блокировки. Так же на колонку многие производители устанавливают замок зажигания, рычаги управления поворотами, стеклоочистителями и другими необходимыми функциями.

Принцип работы и виды механизмов рулевого управления - фото 5 - изображение 5

За поворот колес и дальнейшую обработку крутящего момента от колонки отвечает рулевой механизм. Именно эта часть в зависимости от производителя может иметь разную внутреннюю конструкцию. Если брать поверхностный осмотр, то конструкция состоит из редуктора и передаточного механизма, который соединяет рулевую рейку и колонку.

Для комфорта водителя и сохранения рулевого механизма, инженеры добавили усилитель руля. Именно он позволяет не только повысить КПД передачи усилия поворота от руля к приводу, но и смягчить этот процесс, убирая рывки и нагрузку на детали всего механизма поворота колес. Еще одним важным элементом всего механизма можно считать рулевой привод. По устройству это не одна деталь, а совокупность нескольких элементов, как правило, в него входят рулевые тяги, наконечники и рычаги. Что касается дополнительных элементов, то здесь все зависит от самого производителя и устройства подвески.

Схема механизма рулевого управления авто

Виды усилителей механизма рулевого управления - изображение 6 - изображение 6

На фото представлена схема механизма рулевого управления автомобиля

  1. руль;
  2. рулевая колонка;
  3. карданный вал;
  4. электродвигатель усилителя;
  5. датчик поворота руля;
  6. электронный блок управления руля;
  7. устройство поворота колес.

Принцип работы и виды механизмов рулевого управления

Особенности левого и правого руля - фотография 7 - изображение 7

Как уже говорили, выделяют три основные виды механизма рулевого управления: реечный, червячный и винтовой. Самым распространенным видом на легковых автомобилях считается реечный. Конструкция достаточно простая и отличается неплохим КПД передачи крутящего момента руля (устанавливают на авто с независимой подвеской). Основой служит рулевая рейки с шестерней, сама же шестерня устанавливается на вал и постоянно находится в сцеплении с рейкой.

Вращая руль, рейка за счет шестеренки перемещается в горизонтальном положении влево или вправо. Тяги, прикрепленные к рейке, так же перемещаются в соответствии с поворотом руля, тем самым передавая усилия на колеса и поворачивая их по сторонам. Основные плюсы в самом строении, меньше тяг и шарниров, компактность, невысокая цена обслуживания, простота конструкции и надежность. Есть и минусы, редуктор такого механизма весьма чувствительный к неровностям на дороге, за чет чего любой удар колеса передается на руль.

Нужно ли регулировать механизм рулевого управления - фото 8 - изображение 8

Второй вид механизма – червячный. Считается самым старым видом среди существующих вариантов. Чаще всего встречается на классических, отечественных автомобилях, а так же на машинах с повышенной проходимостью. Как правило, подвеска таких автомобилей зависимая. От предыдущего вида червячный механизм отличается наличием червячного ролика, вместо шестерни, картера, а так же рулевой сошки.

В таком механизме управления «червяк» располагается на нижней части рулевого вала и находится в постоянном сцеплении с роликом. За счет такой конструкции вал проворачивается, передавая усилие на колеса автомобиля. С основным преимуществ можно отметить передачу большого усилия, лучшая маневренность машины, минимальная передача удара колес на руль, а так же поворот колес на большой угол, чего не могут другие механизмы. Все же есть и минусы, конструкция весьма сложная, а обслуживание стоит денег. К тому же в состав входить множество соединений, которые со временем приходят в негодность и требуют периодической регулировки.

Стоимость ремонта и деталей механизма - изображение 9 - изображение 9

Последний из видов рулевого управления – винтовой. В отличие от двух предыдущих видов, механизм соединяется с помощью гайки и шариков специального винта. Как показывает практика, износ такого механизма минимальный, а детали ломаются очень редко.

Видео-обзор разновидности деталей рулевого управления

Чаще всего винтовой механизм применяют на грузовых автомобилях, автобусах и легковых автомобилях представительского класса с повышенным комфортом и безопасностью. По принципу работы винтовой подвид работает так же, как и червячный, передавая момент прокручивания руля через червячную передачу.

Виды усилителей механизма рулевого управления

Основные неисправности и причины - фотография 10 - изображение 10

Чтоб облегчить управление автомобилем и улучшить комфорт, в пару к механизму рулевого управления машиной инженеры добавили усилитель руля. Выделяют три основных вида усилителей руля: гидравлический усилитель, с электрическим усилителем и с электрогидравлическим.

Гидравлический усилитель руля (так же известен как ГУР) считается самым распространенным, среди всех существующих. Главным преимуществом считается компактность, ремонтопригодность и простота конструкции. Есть и минус, постоянно необходимо контролировать уровень рабочей жидкости.

Второй вариант усилителя руля – электрический (ЭУР). На сегодня это самый прогрессивный механизм, за счет своего устройства обеспечивает простую настройку, надежность в работе и экономный по расходу топлива (нагрузки на двигатель). Основной и огромный плюс – возможность управления автомобилем без участия водителя.

Рулевое управление автомобиля, устройство и назначение - фотография 11 - изображение 11

Последний, третий вариант усилителя руля – электрогидравлический (ЭГУР). В основе лежит принцип работы обычного гидравлического усилителя, но в данном варианте насос в действие привод электродвигатель, а не двигатель внутреннего сгорания, как в первом варианте усилителя.

За счет строения и разнообразных возможностей, механизм управления производитель может доукомплектовать системой активного рулевого управления (AFS), динамического или же адаптивного управления.

Особенности левого и правого руля

Устройство рулевого управления - фотография 12 - изображение 12

Ни для кого не будет удивлением, что руль в автомобиле может находиться справа или слева. На данный фактор влияет страна производства автомобилей и место его эксплуатации. Как показывает статистика, в большей части стран мира движение правостороннее, соответственно руль располагается в автомобиле слева.

Помимо внешнего расположения руля, под него адаптируют редуктор руля. С другой же стороны, практика показывает, что переоборудовать руль с одной стороны на другую абсолютно можно. Особенно это удобно на транспортных средствах, где есть так званая система гидрообъемного механизма управления. Тогда попросту необходимо переставить сам руль, рулевой кардан и заменить переднюю панель, поворотный набор под капотом не требует доработок или изменений.

Нужно ли регулировать механизм рулевого управления

Что входит в рулевое управление? - изображение 13 - изображение 13

Начинающий автолюбитель может спросить, нужно ли регулировать элементы рулевого управления, ответ однозначный – да. Зачастую в регулировке нуждается шестерня-рейка и червячный элемент. Именно в этих деталях в момент эксплуатации может появиться люфт, что повлечет за собой быстрый износ других элементов, чаще всего поломку рейки или ближайших механизмов.

Как правило, регулировку рулевого механизма необходимо проводить только на специализированных СТО и точно по регламенту производителя. Если больше чем нужно поджать детали механизма, это может привести к частичному или полному заклиниванию, в момент поворота руля, в одно из крайних положений. Такой «ремонт» может привести к потере управляемости и непредсказуемым последствиям.

Стоимость ремонта и деталей механизма

Некоторые особенности работы рулевого управления автомобиля - фото 14 - изображение 14

Так как основа рулевого управления автомобиля имеет подвижные элементы, соответственно со временем они выходят из строя, несмотря на качество и изначальную стоимость элементов. Прежде чем приступить к ремонту, необходимо пройти диагностику и чем сложней конструкция автомобиля, тем дороже обойдутся необходимые процедуры. В среднем диагностика элементов механизма обойдется от 400-700 рублей.

Средняя стоимость ремонта элементов рулевого управления
Наименование Цена от, руб. Цена от, грн.
Ремонт рулевой рейки с ЭУР 5000 2000
Ремонт рейки с ГУР 6250 2500
Ремонт рейки без ГУР 4500 1800
Ремонт распределителя рейки 3000 1200
Гильзовка корпуса рейки 2500 1000
Замена крестовины 2250 900
Ремонт редуктора (грузового авто) 13750 5500
Замена редуктора 8750 3500
Замена насоса гидроусилителя 1750 700

Что касается стоимости деталей механизма, то многое зависит от марки, модели автомобиля, устройства элементов и других факторов.

Цена деталей рулевого механизма
Наименование Марка, модель, год Цена от, долл $.
Рейка Suzuki Grand Vitara 2008 445
Крестовина рулевого вала Suzuki Grand Vitara 2008 7
Вал карданный Suzuki Grand Vitara 2008 78
Кардан рулевого вала Lexus LX 570 2009 118
Рейка Subaru Forester 2002 AWD 1235
Кардан вала Infiniti FX35 2008 55

Основные неисправности и причины

Роль усилителя в системе рулевого управления - фото 15 - изображение 15

Вариантов поломки рулевого управления может быть много, и предсказать каждый практически невозможно. Все же специалисты выделяют основные детали, которые чаще всего выходят из строя:

  1. износ подшипника вала насоса гидроусилителя;
  2. пробуксовка ремня гидроусилителя;
  3. низкий уровень рабочей жидкости;
  4. разгерметизация системы;
  5. износ тяги;
  6. износ шестерни-рейки.

Причиной поломки или быстрого износа данных деталей чаще всего бывают плохие дороги, несвоевременное обслуживание и ремонт механизма. Намного реже приходит предельный срок эксплуатации деталей. Основными признаками таких неисправностей считают стук в рулевом управлении, биение по рулю, люфт руля, шум в гидроусилителе и подтекание жидкости гидроусилителя. В зависимости от поломки, нужно искать не только неисправную деталь, но и очаг причины поломки. Обычно это одна или серия деталей, которые тянут за собой последующее повреждение новых и замененных деталей.

Как видим, существует множество видов и разное устройство рулевого управления. Но, несмотря на это, оно выполняет одинаковую задачу – выбор направления передвижения транспортного средства. С прогрессом автомобилей, основа управления только усовершенствуется, пример тому электромобили, где все чаще начинают использовать механизм на основе электроники. Это значит перспектива развития за тем видом, где отсутствует или минимизирован набор механических связей и деталей.

Видео-обзор принципа работы рулевого управления:

Рулевое управление автомобиля, устройство и назначение

Что такое автоматическое рулевое управление? - фото 16 - изображение 16

Основным узлом в любом транспортном средстве является рулевое управление.  Для чего же нужно рулевое управление? За все время совершенствования конструкции системы, основной принцип работы рулевого управления остался прежним. Он заключается в преобразовании и передачи физического усилия водителя во время воздействия на руль автомобиля на колеса. Другими словами узел рулевого управления обеспечивает обратную связь, позволяя изменять траекторию движения транспортного средства.

Устройство рулевого управления

Рулевое управление современного автомобиля. Принцип работы - изображение 17 - изображение 17

Из чего состоит рулевое управление автомобиля? Общее устройство конструкции этого узла на транспортных средствах представлена следующими элементами:

  • колеса;
  • рулевой привод;
  • механизм рулевого управления;
  • тяги и колонка.

Схема взаимодействия руля автомобиля с ведущей колесной парой не является сложной. Водитель через привод передает усилие на рулевой механизм, который обеспечивает поворот колес. Помимо этого, узел, обеспечивая обратную связь, предоставляет информацию о состоянии дорожного покрытия. Согласно вибрациям рулевого колеса максимально точно определяется тип движения, на основании чего происходит диагностика и корректируется управление машиной.

Средний диаметр руля легкового транспорта составляет примерно 400 мм. В грузовой и специальной технике руль несколько больше, а в спорткарах меньше.

Что входит в рулевое управление?

Между рулем и механизмом расположена рулевая колонка, которая представлена прочным валом с шарнирными соединениями. Особенностью конструкции колонки является минимальный риск получения травматизма водителя в случае ДТП, поскольку при сильном лобовом столкновении происходит ее схлопывание. Для комфортной эксплуатации транспортного средства, положение рулевой колонки настраивается при помощи механического либо электрического привода. Помимо этого, предусмотрена система блокировки механизма, которая позволяет предотвратить угон автомобиля.

Главное назначение рулевого управления заключается в увеличении механического усилия водителя и его передача на колеса. Для этого в конструкцию системы включен специальный редуктор. На легковых автомобилях в основном используют следующие типы рулевого управления:

  1. Реечный механизм, конструкция которого состоит из набора смонтированных на валу шестерней, агрегатируемых с рейкой, на одной из ее плоскостей по всей длине нанесены специальные зубцы. При вращении руля усилие через колонку передается рулевой рейке, в результате чего она свободно перемещается, взаимодействуя с рулевыми тягами и поворачивая колеса. Необходимо заметить, что рулевое управление автомобилем может иметь рейку, на которой располагаются зубья с переменным шагом. Такая конструкция значительно повышает эффективность управления транспортным средством.
  2. Червячный рулевой механизм. Его принцип функционирования следующий: «червяк» при взаимодействии с ведомой шестерней передает усилие сошке. В свою очередь, сошка рулевого управления взаимодействует с одной из тяг, конец которой заканчивается маятниковым рычагом. Этот рычаг смонтирован на опоре. При повороте руля сошка приводит в движение боковую тягу одновременно со средним рычагом, который взаимодействует со второй боковой тягой и изменяет ее положение. Благодаря этому осуществляется поворот ступиц управляемых колес.

Некоторые особенности работы рулевого управления автомобиля

Рулевое управление автомобиля: схема, назначение и принцип работы, типы систем и основные элементы, фото и описание - фотография 18 - изображение 18

Большинство современных моделей автомобильного транспорта имеют инновационную систему управления всеми четырьмя колесами. Благодаря этому значительно улучшается динамика движения транспортного средства на местности со сложным рельефом. Помимо этого, рулевое управление автомобиля адаптированное на все колеса позволяет добиться большей маневренности при скоростной езде. Это возможно благодаря повороту каждого из колес.

Примечательно, что в рулевом управлении подруливание колес может осуществляться системой в пассивном режиме. Это возможно благодаря наличию в конструкции задней части подвески специальных упругих резинометаллических деталей. При возникновении крена кузова за счет изменения величины и направления нагрузки осуществляется изменение направления движения. Рулевое управление с функцией подруливания задних колес позволяет эффективно распределить усилие для поворота всех колес. Помимо этого, такая система не позволяет осуществить поворот колес при активном состоянии подвески.

В конструкцию адаптивной системы подруливания входят шарниры и тяги. Шарнир имеет несколько элементов в своем составе, для удобства использования его конструкция представлена в виде снимающегося наконечника. Кинематическую схему рулевого управления автомобиля удобнее всего представить в идее прямоугольника, на каждой из сторон которого находятся:

  • плечи;
  • угол схождения;
  • развал;
  • продольный и поперечный наклон.

Плечи, продольный и поперечный наклон обеспечивают стабилизацию движения, в то время как остальные параметры находятся в постоянном противодействии. Поэтому еще одной задачей рулевого управления является стабилизация всех возникающих в процессе движения сил.

Роль усилителя в системе рулевого управления

Рулевое управление: особенности,виды,устройство,фото,видео - изображение 19 - изображение 19

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.

Что такое автоматическое рулевое управление?

Одной из перспективных разработок в автомобилестроении является интеллектуальная система автоматического управления транспортными средствами. Можно сказать, что автопилот, описанный большинством писателей-фантастов в своих произведениях, теперь стал реальностью. Сегодня современной автомобильной технике по силам выполнение большинства действий без участия водителя, самым распространенным из которых является парковка.

Лидером по производству автомобилей оборудованных этой инновационной системой является немецкий концерн BMW, который активно использует на своем модельном ряде сдвоенный планетарный редуктор. Управление таким редуктором осуществляется при помощи электропривода, в результате чего удается совместно с изменением скорости транспортного средства изменять придаточное отношение при передаче усилия от руля к поворотным колесам. Благодаря такому техническому решению значительно повышается быстродействие, и обеспечивается максимально точная обратная связь.

Рулевое управление современного автомобиля. Принцип работы

Особенности узла и конструкция - фотография 20 - изображение 20

Пишет BEZSPONSORAZP в своём блоге.

Устройство системы рулевого управления - фото 21 - изображение 21

Не забываем смотреть видео, прикрепленные к посту, в которых вы узнаете о разных видах рулевого управления современных автомобилей

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних колес. В настоящее время рулевое управление современного автомобиля стало сложным, ведь механику заменила гидравлика и даже электроника. В данной статье мы рассмотрим принцип работы всех современных типов рулевого управления автомобиля.

Усилители рулевого управления

Большинство современных автомобилей оснащаются усилителями рулевого управления — ЭУР и ГУР. Усилители рулевого управления предназначены для комфортного управления автомобилем, а также чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе и удержать автомобиль после резкого маневра. Сегодня даже в базовой комплектации автомобиль получает усилитель рулевого управления.

До недавнего времени существовали два варианта рулевых механизмов со встроенными гидроусилителями: реечные и "винт — шариковая гайка — сектор". Последние ставили на большие автомобили и внедорожники. Сегодня и на тяжелых машинах все чаще появляются компактные "рейки".

принцип действия реечного механизма с гидроусилителемВспомним принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе — распределительный клапан с чувствительным элементом — торсионом, связанным с рулевым валом. Водитель поворачивает баранку, торсион, закручиваясь, перемещает золотник. Тот приоткрывает отверстия масляных каналов, идущих к силовому цилиндру гидроусилителя. Последний подталкивает рейку, снижая усилие на руле. Едва водитель перестает крутить штурвал, торсион возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такова, чтобы при работе мотора на холостом ходу водитель мог крутить руль без "закусываний" со скоростью не меньше 1,5 оборота в секунду. Избыточное давление стравливает перепускной клапан.

Сделать управление комфортным как при парковках, так и на скоростной трассе, помогают рулевые механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с маленьким шагом, на концах — шаг больше. При незначительных углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше.

Сервотроник

Дополнительный комфорт и безопасность привнесли системы, регулирующие усилие на руле в зависимости от скорости. Пример — рулевое управление "Сервотроник".

Представим, что водитель поворачивает направо. Золотник открывает путь жидкости к силовому цилиндру, помогающему рейке поворачивать колеса. Одновременно масло через электромагнитный клапан (им управляет электронный блок, получающий информацию от датчика скорости) начинает поступать в камеру обратного действия. Один из перепускных клапанов открывается, возникает разница давлений, и поршень, опускаясь, ограничивает ход золотника. Давление в силовом цилиндре гидроусилителя падает, а усилие на руле, напротив, возрастает. Когда водитель перестает крутить баранку — золотник и обратный клапан закрываются.

При повороте влево открывается другой перепускной клапан, а поршень поднимается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра.

При парковке и движении черепашьим шагом (примерно до 20 км/ч) электромагнитный клапан, ограничивающий подачу жидкости в камеру обратного действия, закрыт — руль можно повернуть одним пальцем. С ростом скорости клапан постепенно открывается и усилие на штурвале возрастает.

Устройство работает эффективно и надежно. Но гидравлический насос забирает силы у двигателя, а значит, тот съедает лишнее топливо, вредит экологии. Особенно нежелателен такой "нахлебник" маломощным моторам. Конструкторы нашли иное решение: давление рабочей жидкости нагнетает электрический насос. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля.

Производители скрупулезно подсчитали, что благодаря электрогидравлическим усилителям автомобиль экономит около 0,2 л/100 км. Немаловажно, что инженерам проще подбирать характеристики, настраивать устройство для конкретной модели.

Активное рулевое управление

Следующий шаг — так называемое активное управление (Active Steering). Главное преимущество — возможность изменять передаточное отношение между рулем и колесами. На пути от баранки к рулевому механизму с гидроусилителем встроена планетарная передача с электромотором.

Когда вы отъезжаете от тротуара, передаточное отношение минимально, а количество полных оборотов руля не более двух. С ростом скорости машины управление становится менее чувствительным, а стоит вырваться на загородную трассу — электромотор, подкручивая водило планетарного редуктора, увеличит передаточное отношение.

Активное рулевое управление, сотрудничая с другими системами, способно помочь и в сложных ситуациях. Например, машину занесло. Компьютер, опросив датчики угла поворота руля и скорости вращения колес, включит электромотор. Тот уменьшит передаточное отношение, чтобы водителю было легче удержать автомобиль на нужной траектории. Активный руль полезен и при экстренном торможении с АBS: если остановиться вовремя не удается, шоферу проще уйти от столкновения.

Вероятно, вскоре системы активного рулевого управления пропишутся на многих автомобилях, пока им на смену не придет так называемое управление по проводам.

Электромеханические усилители рулевого управления

Электромеханические усилители рулевого управленияУспешные попытки вытеснить гидравлику из рулевого управления предприняли в конце прошлого века. Сегодня на некоторых автомобилях уже работают электромеханические усилители.

Принцип действия электро- и гидроусилителя во многом схож. Поворачивая штурвал, водитель закручивает торсион — чувствительный элемент, посылающий сигнал компьютеру. Тот отдает команду электромотору, который подкручивает рулевой вал, снижая усилие на руле.

Широкое распространение электро- и гидроусилителей сдерживает нынешний 12-вольтовый стандарт электрооборудования автомобиля. Поэтому пока они встречаются лишь на небольших автомобилях.

Управление по проводам

И все-таки будущее, видимо, не за хитрой механикой или гидравликой, усложненными электроникой. Гранды автомобилестроения вовсю работают над системами без механической связи между рулем и колесами — так называемым управлением по проводам (steering by wire).

Вращение руля отслеживает специальный датчик. Электронный блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, посылает сигнал на актуаторы — электромоторы, поворачивающие колеса.

Преимущества такой системы очевидны. В критической ситуации автомобиль сможет самостоятельно (причем быстрее человека!) повернуть колеса на нужный угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предотвратить занос, и машина, как волчок, закрутилась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль, куда и на сколько нужно, и притормозит одно или пару колес.

Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: например, компьютер ловко припаркуется. А когда машины научат хорошо "видеть", они смогут даже объезжать препятствия.

Такие системы выгодны и технологически: протянуть провода куда проще, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку — разные углы поворота колес задают сами электромоторы. Кстати, и с точки зрения пассивной безопасности такая конструкция лучше.

Концептов без традиционного управления уже немало. Видимо, серийные автомобили появятся в обозримом будущем. А потом, глядишь, привычный руль заменит многофункциональный джойстик — им водитель будет корректировать не только направление, но и скорость.

Спасибо, что прочитали статью до конца Удачи на дорогах

Виды рулевого управления - изображение 22 - изображение 22

Особенности правостороннего и левостороннего руля - изображение 23 - изображение 23

Принцип Действия Рулевого Управления. - фото 24 - изображение 24

Устройство автомобилей - фотография 25 - изображение 25

Рулевое управление - изображение 26 - изображение 26

Рулевое управление, рулевой механизм: принцип действия, устройство, ремонт - фотография 27 - изображение 27

Рулевое управление автомобиля: схема, назначение и принцип работы, типы систем и основные элементы, фото и описание

Принцип работы электроусилителя руля (ЭУР) - фото 28 - изображение 28

Рулевое управление автомобиля: схема, назначение и принцип работы, типы систем и основные элементы, фото и описание

Auto.Todayиещё 128 ноября 2019

Как работает электроусилитель руля - фото 29 - изображение 29

Фото: Auto.Today Рулевое управление — это одна из самых важных систем автомобиля. Она относится к «ходовой» части машины и от её безупречной работы зависит не только удобство вождения, но функционирование многих других техузлов. В статье пойдёт речь о механизме рулевого управления, его описании и видах. Что такое рулевое управление Система рулевого управления Вал рулевого управления Принципы работы различных видов рулевого управленияРеечныйЧервячныйВинтовойУсилители руля Распространённые неисправности Профилактика поломокvar index=document.getElementsByClassName ('index-post');if (index.length>0) {var contents=index [0].getElementsByClassName ('contents');if (contents.length>0) {contents=contents [0]; if (localStorage.getItem ('hide-contents') === '1') {contents.className+=' hide-text'}}} Что такое рулевое управление Рулевое управление имеет конкретное определение — это конструкция из нескольких узлов, основной задачей которых является обеспечение потенциального передвижения транспортного средства в направлении, заданном заранее шофёром. Легковые машины обладают кинематическим способом поворотов, то есть траекторию движения задаёт вращение передних колёс. В автомобилях присутствует регулирование задних колёс. Это значит, что на большой скорости они автоматически меняют угол поворота на тот, который задают передние колёса. На низкой скорости происходит так, что задние колёса занимают противоположное передним положение. Это помогает сделать машину устойчивее при резких поворотах и других манёврах, придать поворотный радиус. Знаете ли вы? Первый чертёж авто приписывают Леонардо да Винчи. Механизм управления выполняет важные функции: Преобразование усилия, заданного движением (вращением) руля. Передача возникшего значения вышеуказанного параметра на рулевой привод. Система рулевого управления Целостную конструкцию вышеупомянутого агрегата составляют следующие компоненты: Руль предназначен для выбора и удержания траектории движения машины. Рулевое колесо в современных марках авто оборудовано дополнительными клавишами, каждая из которых предназначена для определённого технического действия, например, осуществление контроля за функционированием мультимедийного проигрывателя, «дворников», поворотных сигналов и др. Подушка безопасности встроена в переднюю часть руля.Рулевой механизм задаёт направление движения колёсам. Основная составляющая узла — это редуктор. Колонка в виде вала с шарнирами. Она служит для перенаправления действий, исходящих от водителя, непосредственно к механизму. Колонку можно дополнительно оснащать системами защиты от кражи и угона. На корпусе колонки размещаются датчики зажигания, светотехники, и другие приборы. Привод, элементами которого являются тяги, наконечники и рычаги. Усилитель используется с целью приумножить силу, которую водитель прикладывает посредством рулевого колеса. Дополнительные компоненты. Вал рулевого управления Вал управления — это элемент рулевой колонки. На нём крепится специальная сошка. Именно её движение действует на рулевые тяги, тем самым поворачивая колёса автомобиля. Принципы работы различных видов рулевого управления Рулевое управление, по сути, является механическим редуктором. Существуют реечный, винтовой и червячный виды механизмов. Принцип работы левостороннего и правостороннего видов механизма аналогичен. Все виды функционируют по следующим принципам: Направление усилий на привод. Увеличение сил, назначение которых — это движение колёс. Возврат колеса на начальную позицию при сбросе нагрузки. Знаете ли вы? Марка Mercedes получила своё название в честь имени дочери основателя концерна — Мерседес Бенц. Реечный Реечный механизм чаще всего устанавливается на новых моделях автомобилей и состоит из рейки и шестерни. Последняя расположена на валу колеса. Она постоянно состыкована с так называемой «шестернёй-рейкой». Принцип работы состоит во вращении руля вправо и влево. Механизм востребован из-за своих превосходных характеристик: жёсткости и высокому КПД. Но данный вид управления плохо переносит нагрузки, возникающие во время передвижения транспортного средства по неровным дорогам, вибрации. Реечный тип оптимально устанавливать на переднеприводные машины, у которых независимая подвеска колёсного управления. Рекомендуем узнать, что делать если слышен стук при повороте руля. Червячный Червячная конструкция имеет в своей комплектации так называемого червяка, которого можно встретить под наименованием «глобоидный», рулевой вал и ролик. Благодаря вращению руля происходит движение ролика по периметру червяка, происходят колебания сошки и изменение положения тяг. 1 — ролик; 2 — червяк Червячный вид управления более стойкий к ударным силам. Это обеспечивает лучшую приспособленность машин к манёврам. Конструкция механизма — сложная, что определяет её стоимость. Червячный механизм нуждается в периодических проверках и регулировках. Этот вариант подходит автомобилям с высокой проходимостью и зависимой подвеской, грузовым машинам и автобусам. Важно! При сборке подавляющего большинства отечественных средств передвижения зачастую в комплектацию входит такой «классический» механизм. Винтовой Винтовой механизм состоит из следующих элементов: винта на рулевом колесе;гайки, которая двигается по винту;зубчатой рейки и такого же сектора;сошки. Функционирование механизма очень похоже с методом действия червячного вида. Сравнивая эти две технические системы, можно прийти к выводу, что винтовая менее устойчива, нежели червячная, и обладает меньшим КПД. Его предпочитают устанавливать на легковых машинах класса люкс и на «тяжёлом» транспорте. Важно! Особенная черта винтового вида — это крепление гайки и винта с помощью шариков, что предотвращает избыточное трение и преждевременный износ деталей. Усилители руля Выделяют три разновидности усилителей, они имеют значительные отличия между собой и уникальные особенности: ГУР (гидравлический). Конструкция механизма очень простая, что позволяет с лёгкостью его ремонтировать. Существенный недостаток ГУР в том, что водитель должен регулярно проверять уровень масла в бачке. ЭУР (электрический). Более современная система приумножения прилагаемых шофёром усилий. Она позволяет регулировать многие настройки управления и гарантирует длительную продолжительность работы, экономию в расходе горючего. ЭГУР (электро-гидравлический или гибридный). Механизм работает подобно ГУР, но отличается тем, что именно электродвигатель приводит в действие нагнетательный насос, который создаёт давление рабочей жидкости. Распространённые неисправности Поломки рулевого управления являются очень серьёзными и затратными. Среди неисправностей можно выделить самые распространённые: отсутствие герметичности механизма;износ подшипника или передающей пары;поломка шарниров. Рекомендуем для прочтения: Как правильно поменять пыльник рулевого наконечника Неисправности рулевого управления, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств Тугой ход руля после ремонта или замены рулевой рейки: причины и их устранение Ремкомплект рулевой рейки автомобиля Последняя проблема встречается чаще всего. На механизм управления влияют состояние и режим работы усилителя. Неполадки в ГУР могут быть связаны с насосом, приводным ремнём, уровнем и качеством жидкости. Причинами для износа и неисправности деталей могут быть неровности на дорогах, агрессивное вождение и неправильная эксплуатация транспортного средства. Распознать неисправности можно простым способом по: стукам и другим характерным звукам;биению или сильной вибрации в одном из колёс;расширению люфта рулевого колеса;утечке масла. Профилактика поломок Чтобы уберечь систему управления транспорта, нужно исключить агрессивное вождение и не избегать плановых осмотров авто. Опытные автомобилисты делятся советами по профилактике поломок системы рулевого управления: Использовать качественную рабочую жидкость, вовремя её менять и доливать. Не перегружать машину. Проводить диагностику узлов на СТО. Производить регулярно ремонтные работы и замену изношенных деталей. Самостоятельно проверять состояние креплений, зазоров и шасси. Последствия неисправности автомобильных механизмов могут быть разными, в том числе, нарушение безопасности пассажиров и других участников автомобильного движения. Часто именно поломки ходовой части становятся причинами крупных ДТП. Чем раньше будет обнаружена неисправность, тем легче её устранить.Рулевое управление — это одна из самых важных систем автомобиля. Она относится к «ходовой» части машины и от её безупречной работы зависит не только удобство вождения, но функционирование многих других техузлов. В статье пойдёт речь о механизме рулевого управления, его описании и видах. Что такое рулевое управление Система рулевого управления Вал рулевого управления Принципы работы различных видов рулевого управленияРеечныйЧервячныйВинтовойУсилители руля Распространённые неисправности Профилактика поломокvar index=document.getElementsByClassName ('index-post');if (index.length>0) {var contents=index [0].getElementsByClassName ('contents');if (contents.length>0) {contents=contents [0]; if (localStorage.getItem ('hide-contents') === '1') {contents.className+=' hide-text'}}} Что такое рулевое управление Рулевое управление имеет конкретное определение — это конструкция из нескольких узлов, основной задачей которых является обеспечение потенциального передвижения транспортного средства в направлении, заданном заранее шофёром. Легковые машины обладают кинематическим способом поворотов, то есть траекторию движения задаёт вращение передних колёс. В автомобилях присутствует регулирование задних колёс. Это значит, что на большой скорости они автоматически меняют угол поворота на тот, который задают передние колёса. На низкой скорости происходит так, что задние колёса занимают противоположное передним положение. Это помогает сделать машину устойчивее при резких поворотах и других манёврах, придать поворотный радиус. Знаете ли вы? Первый чертёж авто приписывают Леонардо да Винчи. Механизм управления выполняет важные функции: Преобразование усилия, заданного движением (вращением) руля. Передача возникшего значения вышеуказанного параметра на рулевой привод. Система рулевого управления Целостную конструкцию вышеупомянутого агрегата составляют следующие компоненты: Руль предназначен для выбора и удержания траектории движения машины. Рулевое колесо в современных марках авто оборудовано дополнительными клавишами, каждая из которых предназначена для определённого технического действия, например, осуществление контроля за функционированием мультимедийного проигрывателя, «дворников», поворотных сигналов и др. Подушка безопасности встроена в переднюю часть руля.Рулевой механизм задаёт направление движения колёсам. Основная составляющая узла — это редуктор. Колонка в виде вала с шарнирами. Она служит для перенаправления действий, исходящих от водителя, непосредственно к механизму. Колонку можно дополнительно оснащать системами защиты от кражи и угона. На корпусе колонки размещаются датчики зажигания, светотехники, и другие приборы. Привод, элементами которого являются тяги, наконечники и рычаги. Усилитель используется с целью приумножить силу, которую водитель прикладывает посредством рулевого колеса. Дополнительные компоненты. Вал рулевого управления Вал управления — это элемент рулевой колонки. На нём крепится специальная сошка. Именно её движение действует на рулевые тяги, тем самым поворачивая колёса автомобиля. Принципы работы различных видов рулевого управления Рулевое управление, по сути, является механическим редуктором. Существуют реечный, винтовой и червячный виды механизмов. Принцип работы левостороннего и правостороннего видов механизма аналогичен. Все виды функционируют по следующим принципам: Направление усилий на привод. Увеличение сил, назначение которых — это движение колёс. Возврат колеса на начальную позицию при сбросе нагрузки. Знаете ли вы? Марка Mercedes получила своё название в честь имени дочери основателя концерна — Мерседес Бенц. Реечный Реечный механизм чаще всего устанавливается на новых моделях автомобилей и состоит из рейки и шестерни. Последняя расположена на валу колеса. Она постоянно состыкована с так называемой «шестернёй-рейкой». Принцип работы состоит во вращении руля вправо и влево. Механизм востребован из-за своих превосходных характеристик: жёсткости и высокому КПД. Но данный вид управления плохо переносит нагрузки, возникающие во время передвижения транспортного средства по неровным дорогам, вибрации. Реечный тип оптимально устанавливать на переднеприводные машины, у которых независимая подвеска колёсного управления. Рекомендуем узнать, что делать если слышен стук при повороте руля. Червячный Червячная конструкция имеет в своей комплектации так называемого червяка, которого можно встретить под наименованием «глобоидный», рулевой вал и ролик. Благодаря вращению руля происходит движение ролика по периметру червяка, происходят колебания сошки и изменение положения тяг. 1 — ролик; 2 — червяк Червячный вид управления более стойкий к ударным силам. Это обеспечивает лучшую приспособленность машин к манёврам. Конструкция механизма — сложная, что определяет её стоимость. Червячный механизм нуждается в периодических проверках и регулировках. Этот вариант подходит автомобилям с высокой проходимостью и зависимой подвеской, грузовым машинам и автобусам. Важно! При сборке подавляющего большинства отечественных средств передвижения зачастую в комплектацию входит такой «классический» механизм. Винтовой Винтовой механизм состоит из следующих элементов: винта на рулевом колесе;гайки, которая двигается по винту;зубчатой рейки и такого же сектора;сошки. Функционирование механизма очень похоже с методом действия червячного вида. Сравнивая эти две технические системы, можно прийти к выводу, что винтовая менее устойчива, нежели червячная, и обладает меньшим КПД. Его предпочитают устанавливать на легковых машинах класса люкс и на «тяжёлом» транспорте. Важно! Особенная черта винтового вида — это крепление гайки и винта с помощью шариков, что предотвращает избыточное трение и преждевременный износ деталей. Усилители руля Выделяют три разновидности усилителей, они имеют значительные отличия между собой и уникальные особенности: ГУР (гидравлический). Конструкция механизма очень простая, что позволяет с лёгкостью его ремонтировать. Существенный недостаток ГУР в том, что водитель должен регулярно проверять уровень масла в бачке. ЭУР (электрический). Более современная система приумножения прилагаемых шофёром усилий. Она позволяет регулировать многие настройки управления и гарантирует длительную продолжительность работы, экономию в расходе горючего. ЭГУР (электро-гидравлический или гибридный). Механизм работает подобно ГУР, но отличается тем, что именно электродвигатель приводит в действие нагнетательный насос, который создаёт давление рабочей жидкости. Распространённые неисправности Поломки рулевого управления являются очень серьёзными и затратными. Среди неисправностей можно выделить самые распространённые: отсутствие герметичности механизма;износ подшипника или передающей пары;поломка шарниров. Рекомендуем для прочтения: Как правильно поменять пыльник рулевого наконечника Неисправности рулевого управления, при которых запрещается эксплуатация транспортных средств Тугой ход руля после ремонта или замены рулевой рейки: причины и их устранение Ремкомплект рулевой рейки автомобиля Последняя проблема встречается чаще всего. На механизм управления влияют состояние и режим работы усилителя. Неполадки в ГУР могут быть связаны с насосом, приводным ремнём, уровнем и качеством жидкости. Причинами для износа и неисправности деталей могут быть неровности на дорогах, агрессивное вождение и неправильная эксплуатация транспортного средства. Распознать неисправности можно простым способом по: стукам и другим характерным звукам;биению или сильной вибрации в одном из колёс;расширению люфта рулевого колеса;утечке масла. Профилактика поломок Чтобы уберечь систему управления транспорта, нужно исключить агрессивное вождение и не избегать плановых осмотров авто. Опытные автомобилисты делятся советами по профилактике поломок системы рулевого управления: Использовать качественную рабочую жидкость, вовремя её менять и доливать. Не перегружать машину. Проводить диагностику узлов на СТО. Производить регулярно ремонтные работы и замену изношенных деталей. Самостоятельно проверять состояние креплений, зазоров и шасси. Последствия неисправности автомобильных механизмов могут быть разными, в том числе, нарушение безопасности пассажиров и других участников автомобильного движения. Часто именно поломки ходовой части становятся причинами крупных ДТП. Чем раньше будет обнаружена неисправность, тем легче её устранить.

Рулевое управление: особенности,виды,устройство,фото,видео

Работа электроусилителя руля в разных режимах - фотография 30 - изображение 30

Рулевое управление — одна из основных систем автомобиля, которая представляет собой совокупность узлов и механизмов, предназначенных для синхронизации положения рулевого колеса (руля) и угла поворота управляемых колес (в большинстве моделей автомобилей это передние колеса). Основное назначение рулевого управления для любых транспортных средств — это обеспечение поворота и поддержание заданного водителем направления движения.

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);

    Поломка Electric Power Steering (EPS) - изображение 31 - изображение 31

У каждой составляющей – своя задача.

РУЛЕВАЯ КОЛОНКА

Схема рулевого управления обязательно включает в себя колонку, которая состоит из следующих деталей и узлов:

  • руля (или рулевого колеса);
  • вала (или валов) колонки;
  • кожуха (трубы) колонки с подшипниками, предназначенными для вращения вала (валов);
  • крепежных элементов для обеспечения неподвижности и устойчивости конструкции.

Схема действия колонки заключается в приложении водительского усилия на рулевое колесо и последующей передаче направленно-вращательных движений руля всей системе, если водитель желает изменить режим движения автомобиля.

Рулевой привод

Конструкции рулевого привода различаются расположением рычагов и тяг, составляющих рулевую трапецию, по отношению к передней оси. Если рулевая трапеция находится впереди передней оси, то такая 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. Тогда 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 этом 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 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.

Гидроусилитель рулевого управления (гур)

Предназначен для облегчения работы водителя при повороте рулевого колеса. В последнее время применяется в рулевом управлении легковых автомобилей. Гидроусилитель работает по принципу шприца. Он состоит из насоса, распределительного устройства и гидроцилиндра.

ГУР представляет собой герметичный картер, внутри которого находится управляющий клапан и поршень-рейка. Этот поршень соединен винтовой передачей с рулевым валом и своей зубчатой рейкой с шестерней на валу, передающем усилие на рулевую рейку или сошку. С картером ГУР через патрубки соединен насос с расширительным бачком. В традиционных простых системах привод насоса осуществляется через ремень от коленчатого вала двигателя. В более современных насос ГУР приводится отдельным электромотором — такие усилители называют электрогидравлическими усилителями (ЭГУР). Пока руль находится в положении «прямо», управляющий клапан также пребывает в среднем положении, и рабочая жидкость перекачивается через него. При повороте же руля в ту или иную сторону клапан перемещается, и жидкость начинает давить на поршень, создавая усилие на валу.

При повороте рулевого колеса распределительное устройство направляет жидкость под давлением в одну из полостей гидроцилиндра, тем самым, помогая водителю на поворотах. При повороте налево, жидкость под давлением поступает в полость «А», а при повороте направо в полость «Б». Когда двигатель не работает, поворот руля будет осуществляться с заметным усилием, так как гидроусилитель не действует.

В обычных ГУР это усилие постоянно и не зависит от скорости движения автомобиля. Отсюда удобный на парковочных маневрах руль с ГУР оказывается недостаточно четким на скорости. Поэтому современные системы ЭГУР, кроме электромотора, имеют управляющий электронный блок, который, исходя из данных скорости автомобиля, рассчитывает нужную величину создаваемого усилия. Чем больше скорость машины, тем меньшее требуется усилие на руле. Соответственно, уменьшается давление на поршень, а при достижении определенной скорости, например 70 км/ч, гидроусилитель выключается вовсе.

При неисправности усилителя, также значительно возрастает усилие поворота рулевого колеса автомобиля. Естественно, что при этом невозможно сразу же отреагировать на изменившуюся дорожную обстановку, что может вызвать опасные последствия. Кроме того, при неработающем усилителе руля, возрастает физическая и эмоциональная усталость водителя. После непродолжительной поездки он уже не в состоянии принимать правильные решения и может явиться виновником дорожно-транспортного происшествия.

Устройство системы рулевого управления

Рулевое колесо (руль) — предназначено для управления водителем с целью указания направления движения автомобиля. В современных моделях оно дополнительно оснащается кнопками управления мультимедийной системой. Также в рулевое колесо встраивается передняя подушка безопасности водителя.Конструктивно система рулевого управления состоит из следующих элементов:

  • Рулевая колонка  — выполняет передачу усилия от руля к рулевому механизму. Она представляет собой вал с шарнирными соединениями. Для обеспечения безопасности и защиты от угона колонка может быть оснащена электрическими или механическими системами складывания и блокировки. Дополнительно на рулевой колонке устанавливается замок зажигания, органы управления светотехникой и стеклоочистителем ветрового стекла автомобиля.
  • Рулевой механизм — выполняет преобразование усилия, создаваемого водителем через поворот рулевого колеса и передает его приводу колес. Конструктивно представляет собой редуктор с некоторым передаточным отношением. Сам механизм соединяет с рулевой колонкой карданный вал рулевого управления.
  • Рулевой привод — состоит из рулевых тяг, наконечников и рычагов, выполняющих передачу усилия от рулевого механизма к поворотным кулакам ведущих колес.
  • Усилитель рулевого управления — повышает усилие, которое передается от руля к приводу.
  • Дополнительные элементы (амортизатор рулевого управления или «демпфер», электронные системы).

Стоит также отметить, что подвеска и рулевое управление автомобиля имеют тесную взаимосвязь. Жесткость и высота первой определяют степень отклика автомобиля на вращение рулевого колеса.

Преимущества и недостатки устройства - изображение 32 - изображение 32

Виды рулевого управления

В зависимости от типа редуктора системы, рулевой механизм (система рулевого управления) может быть следующих видов:

  • Реечный — самый распространенный вид, используемый в легковых автомобилях. Этот вид рулевого механизма имеет простую конструкцию и отличается высоким КПД.  Недостатки заключаются в том, что этот тип механизма чувствителен к возникающим ударным нагрузкам при эксплуатации в сложных дорожных условиях.
  • Червячный — обеспечивает хорошую маневренность автомобиля и достаточно большой угол поворота колес. Этот вид механизма меньше подвержен влиянию ударной нагрузки, но более дорогостоящий в изготовлении.
  • Винтовой — принцип работы похож на червячный механизм, однако он имеет более высокий КПД и позволяет создавать большие усилия.

Читайте также:  Устройство и принцип работы насоса гидроусилителя руля

В зависимости от вида усилителя, который предусматривает устройство рулевого управления, различают системы:

  • С гидравлическим усилителем (ГУР). Его основным достоинством является компактность и простота конструкции. Гидравлическое рулевое управление среди современных транспортных средств является одним из наиболее распространенных. Недостатком такой системы является необходимость контроля уровня рабочей жидкости.
  • С электрическим усилителем (ЭУР). Такая система рулевого управления с усилителем считается наиболее прогрессивной. Он обеспечивает простоту регулировки настроек управления, высокую надежность работы, экономный расход топлива и возможность управления автомобилем без участия водителя.
  • С электрогидравлическим усилителем (ЭГУР). Принцип действия данной системы аналогичен системе с гидравлическим усилителем. Главное отличие заключается в том, что насос усилителя приводится в действие электродвигателем, а не ДВС.

Рулевое управление современного автомобиля может быть дополнено следующими системами:

  • Активного рулевого управления (AFS) — система изменяет величину передаточного отношения в зависимости от текущей скорости. Она позволяет корректировать угол поворота колес и обеспечивает более безопасное и устойчивое движение на скользких поверхностях.
  • Динамического рулевого управления — работает аналогично активной системе, однако в конструкции в этом случае вместо планетарного редуктора используется электродвигатель.
  • Адаптивного рулевого управления для транспортных средств — главной особенностью является отсутствие жесткой связи между рулем автомобиля и его колесами.

НЕПОЛАДКИ И НЕИСПРАВНОСТИ

К сожалению, рулевому управлению, как и всем остальным основным механизмам автомобиля свойственны поломки. Иногда они могут возникнуть на ровном месте, но в большинстве случаев им предшествуют определённые симптомы, а также неправильная эксплуатация автомобиля.

Есть ряд факторов, которые наносят существенный ущерб системе рулевого управления автомобилем. К ним относят следующие:

  • плохое дорожное покрытие,
  • агрессивное вождение,
  • отсутствие своевременного технического обслуживания,
  • некачественный ремонт рулевого управления,
  • установка неоригинальных запчастей,
  • превышение срока эксплуатации устройства.

В результате действия всех этих факторов в системе рулевого управления возникают неполадки. Если это произойдёт прямо на дороге, то возможны серьёзные последствия вплоть до ДТП. Именно поэтому так важно «прислушиваться» к признакам, которые если и не помогут сразу же определить неисправность, то вызовут как минимум настороженность.

КАКИЕ БЫВАЮТ НЕИСПРАВНОСТИ

Первое весомое обстоятельство, которое должно дать вам серьёзные основания для обращения в ТО — люфт при поворотах рулевого колеса. Если во внимание брать слова из учебника по правилам дорожного движения, то данный суммарный показатель не должен превышать 10 градусов. Вот только как его измерить, никаких указаний нет, фактически всё нужно делать на глаз.

Внимание!Каждый водитель знает, что система рулевого управления машиной настраивается с некоторой задержкой, проще говоря, колёса не сразу реагируют на действия водителя. Данный эффект в автомобильных кругах получил название свободный ход.

Чтобы понять, почему так происходит, рассмотрим более подробно схему системы рулевого управления. Основными её элементами являются червячок и ролик. В некоторых системах используется рейка и шестерни, но это уже детали.

В процессе эксплуатации описанные выше детали изнашиваются. Результат весьма предсказуем — угол холостого хода растёт. К счастью, данный недостаток довольно просто поддаётся ремонту. Мало того, в самой процедуре нет ничего сложного.

На червячно-роликовом узле есть винты. Достаточно их прикрутить и люфт станет гораздо меньше, а то и вовсе исчезнет. Для того чтобы узнать всё ли исправлено, или понять, нуждается ли система в исправлениях — возьмите люфтомер. Погрешность данного устройства практически нулевая.

Устройство крепится на рулевой колонке. Точнее, часть измерительного прибора в виде шкалы. Стрелка устанавливается на колесе. При желании вы можете сделать данное устройство самостоятельно. Но в таком случае за точность выводимых им данных вы же и будете нести всю ответственность.

Важно!При поворотах руля показания фиксируются. Разница между ними и есть люфт.

РАСПРОСТРАНЁННЫЕ НЕИСПРАВНОСТИ

Есть ряд признаков, которые чётко указывают на определённые неисправности в рулевом управлении:

  • стук во время движения — износ шарниров;
  • пульсация рулевого колеса — нарушена настройка колёс;
  • биение в рулевом колесе возможно при нарушении настроек колёс, износе деталей рулевых тяг или выходе из строя подшипника рулевой колонки;
  • люфт больше чем 10 градусов — износ наконечников рулевых тяг.

Для каждой из этих неисправностей есть свой ремкомлект. Его можно приобрести в любом автомобильном сервисе.

Травмобезопасный рулевой механизм

При лобовых ударах серьезную опасность для водителя представляет рулевое колесо, которое часто причиняет тяжелые ранения. Поэтому ступицу рулевого колеса глубоко утапливают и обкладывают мягкими материалами. Рулевую колонку часто выполняют из перфорированного металла, так что при ударе она деформируется, поглощая пластическую энергию .

Предусматриваются и другие меры защиты, снижающие тяжесть последствий столкновения: возможность перемещения рулевого колеса и рулевой колонки и поглощения ими энергии удара, равномерного распределения удара рулевого колеса по поверхности груди водителя , а также складывающийся рулевой вал )

 

Технические требования к рулевому управлению по гост р 41.12-2001

6.1 Во время испытаний на столкновение порожнего транспортного средства в снаряженном состоянии и без манекена, с барьером и при скорости 48,3 км/ч (30 миль/ч) верхняя часть рулевой колонки и рулевого вала не должна перемещаться назад в горизонтальном направлении и параллельно продольной оси транспортного средства более чем на 12,7 см и в вертикальном направлении вверх более чем на 12,7 см, при этом оба размера рассматриваются по отношению к какой-либо точке транспортного средства, которая не переместилась в результате этого столкновения (под термином «по горизонтали подразумевается: в горизонтальной плоскости по отношению к салону неподвижного транспортного средства перед испытанием, а не а горизонтальной плоскости по отношению к грунту во время движения транспортного средства, а пол термином «по вертикали- подразумевается: в вертикальной плоскости, перпендикулярной горизонтальной плоскости, определенной понятием «по горизонтали» и направленной вверх).

6.1.1 Если транспортное средство приводится в движение с помощью электродвигателя, то испытание на столкновение, предписанное в пункте 6.1, проводится с установленным общим выключателем тягового аккумулятора в положение «ВКЛЮЧЕНО». Кроме того, в ходе проведения испытания и после него должно обеспечиваться выполнение нижеследующих предписаний: 

6.1.1.1 моноблоки должны оставаться закрепленными в местах их установки. 

6.1.1.2 жидкий электролит не должен попадать в отделение для пассажиров; допускается небольшая утечка, но за пределами транспортного средства и при условии, что объем жидкости, которая была пролита в течение первого часа после испытания, не превышает 7 % от общего объема жидкого электролита в тяговом аккумуляторе. 

6.2 Если рулевая колонка сталкивается с моделью туловища, которая ударяется об эту колонку с относительной скоростью не менее 24,1 км/ч (15 миль/ч), то сила, с которой рулевая колонка воздействует на модель туловища, не должна превышать 1,111 даН (дека Ньютон) (11,11Н). 

6.3 Если рулевое колесо подвергается удару со стороны ударного элемента, который сталкивается с ним с относительной скоростью 24,1 км/ч, то в соответствии с требованиями, указанными в приложении 5 ГОСТ Р 41.12-2001, замедление ударного элемента в общей сложности не должно превышать 80 g в течение более чем 3 миллисекунд. Замедление должно всегда составлять менее 120 g для КЧХ 600 Гц. (Комплексная частотная характеристика) 

6.4 Рулевое управление должно быть спроектировано, сконструировано и установлено таким образом, чтобы: 

6.4.1 до испытания на удар, указанного в пунктах 6.2 и 6.3, ни на одном из участков поверхности рулевого управления, которые обращены к водителю и которых может коснуться сфера диаметром 165 мм, не было опасных неровностей или острых граней с радиусом кривизны менее 2,5 мм; 

6.4.1.1 после любого испытания на удар, указанного в пунктах 6.2 и 6.3, на том участке поверхности рулевого управления, который обращен к водителю, не было никаких острых или неровных граней, которые могли бы увеличить опасность или серьезность ранений водителя. Незначительные трещины и разрывы на поверхности не принимаются во внимание. 

6.4.1.1.1 В том случае, если имеется выступающая деталь, изготовленная из нежесткого материала твердостью менее 50 единиц по шкале Шора А и смонтированная на жесткой опоре, требования пункта 6.4.1.1 применяются лишь к жесткой опоре.

(Твердость по Шору — один из методов измерения твердости материалов. Как правило, используется для измерения твердости низкомодульных материалов. Обычно — полимеров: пластмасс, эластомеров, каучуков и продуктов их вулканизации.

Метод и шкала были предложены Альбертом Ф. Шором в 1920-х годах. Он же разработал соответствующий измерительный прибор, называемый дюрометром

Метод позволяет измерять глубину начального вдавливания, глубину вдавливания после заданных периодов времени или и то и другое вместе.

Для измерения дюрометром Шора применяется несколько шкал (в общей сложности 12 шкал), используемых для материалов с различными свойствами. Две наиболее распространенных шкалы — тип A и тип D. Шкала типа A предназначена для более мягких материалов, в то время как D для более твердых. Все шкалы делятся от 0 до 100 условных единиц, при этом высокие значения соответствуют более твердым материалам).

6.4.2 Рулевое управление должно быть спроектировано, сконструировано и смонтировано таким образом, чтобы на нем не было элементов или вспомогательных приспособлений, включая привод сигнального прибора и элементы обшивки, за которые могут зацепиться одежда или украшения водителя в обычных условиях управления транспортным средством.

6.4.3 Если рулевое управление не входит в комплектное оборудование, то оно должно отвечать спецификациям, которые проверяются в ходе испытаний в соответствии с 2.1.3 приложения 4 и 2.3 приложения 5 ГОСТ Р 41.12-2001.

Установка рулевого управления осуществляется только при подаче заявки на его официальное утверждение в качестве отдельного механизма. Рулевое управление испытывается в полностью укомплектованном виде. Рулевое колесо должно устанавливаться таким образом, чтобы минимальное ударное расстояние между ним и испытательным стендом составляло 100 мм. Рулевой вал должен быть жестко закреплен на испытательном стенде таким образом, чтобы он не перемещался от удара.

6.4.4 В случае «универсального органа рулевого управления» эти требования должны удовлетворяться в отношении: 

6.4.4.1 всех возможных углов наклона рулевой колонки, причем испытание должно проводиться, по крайней мере, для максимального и минимального углов наклона рулевой колонки в отношении всех официально утвержденных типов транспортных средств, для которых предназначается это рулевое управление; 

6.4.4.2 всех возможных положений ударного элемента и макета туловища по отношению к рулевому управлению, причем испытания должны проводиться, по крайней мере, для среднего положения на всех официально утвержденных типах транспортных средств, для которых предназначено это рулевое управление. В тех случаях, когда используют рулевую колонку, она должна быть такого типа, который соответствовал бы «наихудшим» условиям. 

6.4.5 Если для установки единого типа органа рулевого управления на различные рулевые колонки применяются переходные устройства и если можно показать, что при использовании таких переходных устройств характеристика поглощения энергии системы является аналогичной, то все испытания можно проводить с переходным устройством одною типа. 

Видео - фото 33 - изображение 33

Особенности правостороннего и левостороннего руля

В большинстве стран левостороннее рулевое управление (или правостороннее движение). Основное отличие механизмов не только в позиции руля, но и в рулевом редукторе, который адаптирован под различные стороны подключения. С другой стороны, переоборудование правостороннего руля на левостороннее рулевое управление все же возможно.В современных автомобилях может быть предусмотрено правостороннее или левостороннее рулевое управление, что зависит от вида транспортного средства и законодательства отдельных стран. В зависимости от этого руль может располагаться справа (при левостороннем движении) или слева (при правостороннем).

В некоторых видах спецтехники, например, в тракторах, предусматривается гидрообъемное рулевое управление, которое обеспечивает независимость положения руля от компоновки других элементов. В этой системе отсутствует механическая связь привода и рулевого колеса. Для выполнения поворота колес гидрообъемное рулевое управление предусматривает силовой цилиндр, которым управляет насос-дозатор.

Основные достоинства, которые имеет гидрообъемное рулевое управление для транспортных средств в сравнении с классическим рулевым механизмом с гидравлическим усилителем: необходимость приложения меньших усилий для выполнения поворота, отсутствие люфта, а также возможность произвольного расположения узлов системы.

Таким образом, ГОРУ может обеспечивать и правостороннее, и левостороннее рулевое управление. Это позволяет его устанавливать в транспортных средствах с особыми режимами эксплуатации (дорожно-строительные машины, уборщики).

Принцип Действия Рулевого Управления.

Устройство и принцип работы рулевого механизма с гидроусилителем. - фото 34 - изображение 34

Рулевое Управление.

Совокупность механизмов, обеспечивающих необходимый поворот передних управляемых колёс; для изменения направления движения ТБ.

· Рулевой Механизм

· Рулевой Привод

· Гидравлический Усилитель

Принцип Действия Рулевого Управления.

При повороте рулевого колеса: усилие передаётся через рулевой механизм на рулевую сошку. Сошка, поворачиваясь, передаёт усилие на продольную тягу. Рулевая тяга включает в работу гидроусилитель. Гидроусилитель через одноплечий рычаг перемещает промежуточную (продольную) рулевую тягу. Промежуточная тяга поворачивает двуплечий рычаг, который перемещает поперечные рулевые тяги рулевой трапеции. Тяги рулевой трапеции через поворотные рычаги, закреплённые на поворотных кулаках, поворачивают передние управляемые колёса.

Рулевой Механизм.

Состоит из двух частей, соединённых карданным шарниром, что позволяет изменять положение рулевого колеса и колонки, при жёстко укреплённом картере. Картеркрепится на основании кузова, а рулевая колонка удерживается двумя специальными тягами, прикреплёнными к корпусу кузова. Рулевой вал соединён с вилкой кардана. Рулевое колесо закреплено на конусной части рулевого валашпонкой и гайкой,шлицами и гайкой. Нижняя вилка кардана соединена с винтом рабочей пары. Винт с установленной на нём шариковой гайкой-рейкой вращается в двух роликовых подшипниках. Резьбовые канавки полукруглого сечения на винте в гайке-рейке образуют спиральный цилиндрический канал, заполненный шариками. Штампованные направляющие, вставленные в гайку-рейку, создают замкнутую систему для качения шариков. В зацепление с гайкой-рейкой входит зубчатый сектор, на валу которого на шлицахустановлена рулевая сошка. Сошка соединена с рулевой продольной тягой, которая в свою очередь соединена с шаровым пальцем золотника гидроусилителя. Гидроусилитель соединён с одноплечим рычагом. Одноплечий рычаг соединён с продольной промежуточной тягой. Промежуточная тяга соединена с двуплечим рычагом. Двуплечий рычаг соединён с левой поперечной рулевой тягой. Левая поперечная рулевая тяга с одной стороны соединена с левым поворотным рычагом левого поворотного кулака левой передней ступицы. С другой стороны левая поперечная тяга соединена с правой поперечной рулевой тягой правого поворотного рычага правого поворотного кулака правой передней ступицы.

Устройство Рулевого Механизма:

· Рулевое колесо,

· Гайка крепления Рулевого колеса,

· Вал рулевой колонки,

· Труба рулевой колонки,

· Верхняя Вилка карданного шарнира,

· Нижняя Вилка карданного шарнира,

· Крестовина,

· Подшипники карданного шарнира (4-ре шт.),

· Картер рулевого механизма,

· Рабочий винт, Подшипники рабочего винта,

· Гайка-рейка,

· 2-ве Направляющие,

· Зубчатый сектор с Валом,

· Рулевая Сошка,

· Крышки рулевого механизма (боковая/нижняя),

· Сливная пробка, заливная пробка (она же уровень используемой жидкости)

Принцип работы рулевого управления - фото 35 - изображение 35

Принцип работы рулевого управления - фотография 36 - изображение 36

Принцип работы рулевого управления - изображение 37 - изображение 37

Двуплечий Рычаг.

Служит для передачи усилия от продольной промежуточной тяги на тяги рулевой трапеции.

Устройство:

· Кронштейн,

· Вал рычагов,

· Двуплечий рычаг,

· Регулировочная гайка,

· Гайка крепления вала рычагов,

· Конические подшипники,

· Крышка,

· Стопорная пластина.

Принцип работы рулевого управления - изображение 38 - изображение 38

Гидравлический усилитель.

Служит для снижения величины физического усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу, и повышает безопасность движения.

Гидравлическая система гидроусилителя руля состоит:

· Силовой цилиндр гидроусилителя с распределителем,

· Лопастной насос с бачком,

· Электродвигатель,

· Трубопроводы,

· Резиновые шланги (высокого/низкого давления).

Устройство гидроусилителя:

· Силовой цилиндр,

· Передняя/задняя крышка,

· Шток,

· Поршень,

· Корпус распределителя,

· Шарниры,

· Стакан,

· Золотник, корпус золотника, крепёжный болт золотника, крышка золотника,

· Маслопроводы,

· Маслёнка,

· Защитный чехол (защитная муфта).

Насос Гидроусилителя.

Насос гидроусилителя лопастного типа приводится в действие от низковольтного электродвигателя Г-732,с которым он соединён эластичной муфтой. Насосслужит для создания давления жидкости в гидроусилителе руля. Он имеет 2-ве полости: нагнетания, всасывания.

Устройство:

· Корпус, Крышка,

· Перепускной клапан, пружина перепускного клапана,

· Предохранительный клапан,

· Калиброванное отверстие,

· Диск,

· Статор,

· Ротор, вал ротора,

· Подшипники,

· Коллектор,

· Бачок гидронасоса, крышка бочка, Сапун,

· Фильтры,

· Лопасти.

Принцип работы рулевого управления - изображение 39 - изображение 39

Ротор насоса крепится на шлицах вала. Вал вращается в шариковых подшипниках, установленных в корпусе насоса. Ротор имеет 10-ть пазов, в которых свободно перемещаются лопасти. При вращении вала лопасти под воздействием центробежной силы прижимаются к поверхности статора и вытисняют жидкость из полости всасывания в полость нагнетания. В крышке насоса вмонтирован перепускной клапан, который открывается при разности давлений в полостях нагнетаний, разделённых калиброванным отверстием. С увеличением частоты вращения насоса – увеличивается перепад давления между зонами, и перепускной клапан смещается вправо, открывая отверстие в гнезде клапана, соединяющее полость нагнетания со сливным бачком. В перепускной клапан вмонтирован предохранительный клапан; он ограничивает давление масла в гидросистеме и отрегулирован на 65-70 кгс/см2.

Суммарный окружной люфт Рулевого колеса складывается из:

Износ шариков гайки-рейки.

Износ зубьев гайки-рейки.

Рулевое Управление.

Совокупность механизмов, обеспечивающих необходимый поворот передних управляемых колёс; для изменения направления движения ТБ.

· Рулевой Механизм

· Рулевой Привод

· Гидравлический Усилитель

Принцип Действия Рулевого Управления.

При повороте рулевого колеса: усилие передаётся через рулевой механизм на рулевую сошку. Сошка, поворачиваясь, передаёт усилие на продольную тягу. Рулевая тяга включает в работу гидроусилитель. Гидроусилитель через одноплечий рычаг перемещает промежуточную (продольную) рулевую тягу. Промежуточная тяга поворачивает двуплечий рычаг, который перемещает поперечные рулевые тяги рулевой трапеции. Тяги рулевой трапеции через поворотные рычаги, закреплённые на поворотных кулаках, поворачивают передние управляемые колёса.

Рулевой Механизм.

Состоит из двух частей, соединённых карданным шарниром, что позволяет изменять положение рулевого колеса и колонки, при жёстко укреплённом картере. Картеркрепится на основании кузова, а рулевая колонка удерживается двумя специальными тягами, прикреплёнными к корпусу кузова. Рулевой вал соединён с вилкой кардана. Рулевое колесо закреплено на конусной части рулевого валашпонкой и гайкой,шлицами и гайкой. Нижняя вилка кардана соединена с винтом рабочей пары. Винт с установленной на нём шариковой гайкой-рейкой вращается в двух роликовых подшипниках. Резьбовые канавки полукруглого сечения на винте в гайке-рейке образуют спиральный цилиндрический канал, заполненный шариками. Штампованные направляющие, вставленные в гайку-рейку, создают замкнутую систему для качения шариков. В зацепление с гайкой-рейкой входит зубчатый сектор, на валу которого на шлицахустановлена рулевая сошка. Сошка соединена с рулевой продольной тягой, которая в свою очередь соединена с шаровым пальцем золотника гидроусилителя. Гидроусилитель соединён с одноплечим рычагом. Одноплечий рычаг соединён с продольной промежуточной тягой. Промежуточная тяга соединена с двуплечим рычагом. Двуплечий рычаг соединён с левой поперечной рулевой тягой. Левая поперечная рулевая тяга с одной стороны соединена с левым поворотным рычагом левого поворотного кулака левой передней ступицы. С другой стороны левая поперечная тяга соединена с правой поперечной рулевой тягой правого поворотного рычага правого поворотного кулака правой передней ступицы.

Устройство Рулевого Механизма:

· Рулевое колесо,

· Гайка крепления Рулевого колеса,

· Вал рулевой колонки,

· Труба рулевой колонки,

· Верхняя Вилка карданного шарнира,

· Нижняя Вилка карданного шарнира,

· Крестовина,

· Подшипники карданного шарнира (4-ре шт.),

· Картер рулевого механизма,

· Рабочий винт, Подшипники рабочего винта,

· Гайка-рейка,

· 2-ве Направляющие,

· Зубчатый сектор с Валом,

· Рулевая Сошка,

· Крышки рулевого механизма (боковая/нижняя),

· Сливная пробка, заливная пробка (она же уровень используемой жидкости)

Принцип работы рулевого управления - фото 40 - изображение 40

Принцип работы рулевого управления - фотография 41 - изображение 41

Принцип работы рулевого управления - фотография 42 - изображение 42

Устройство автомобилей

Принцип работы рулевого управления - фото 43 - изображение 43



Назначение и классификация рулевого управления

Рулевое управление автомобиля – совокупность устройств, служащих для изменения направления движения автомобиля и обеспечивающих его движение в заданном направлении.

Колесные машины могут управляться двумя основными способами – поворотом управляемых колес и поворотом управляемых осей.

Поворот управляемых осей в качестве способа управления автомобилями не нашел широкого применения и может применяться лишь для управления особо тяжелыми автотранспортными средствами. Такое техническое решение обычно используется на некоторых колесных тракторах, имеющих колеса большого диаметра и на гусеничных сочлененных машинах.

Принцип работы рулевого управления - фотография 44 - изображение 44

Сочлененная машина состоит, как правило, из двух активных звеньев. В качестве первого звена используется одноосная тележка, на которой установлен двигатель и кабина водителя. Вторым звеном является полуприцеп. Между звеньями располагают гидравлические силовые цилиндры в качестве управляющего механизма.Управление гидроцилиндрами производится рулевым управляющим органом золотникового или клапанного типа из кабины водителя. При повороте руля поршни и тяги перемещаются во взаимно противоположных направлениях, и звенья машины складываются относительно друг друга, осуществляя поворот.

Наиболее распространенным способом изменения направления движения автомобилей является управление поворотом управляемых колес. При этом надо учитывать следующие особенности передвижения внутренних и наружных колес при повороте. Так как внутренние и внешние колеса одной оси перекатываются при повороте автомобиля по окружностям разного радиуса (наружное – по большему радиусу, чем внутреннее), то и управляемые колеса должны быть повернуты на разные углы – внутренние на больший угол (т. е. круче), чем наружные (рис. 1).Если углы поворота управляемых колес будут одинаковы, то наружное колесо, перемещающееся по дуге большего радиуса, будет двигаться с проскальзыванием. Чтобы исключить это негативное явление, оси управляемых колес при повороте поворачиваются таким образом, чтобы в плоскости поворота они пересекались в одной точке, являющейся общим центром окружностей, по которым перекатываются колеса. Эту точку называют центром поворота.

Поворот колес на разные углы обеспечивается рулевой трапецией, образованной балкой моста, поперечной рулевой тягой и поворотными рычагами, прикрепленными к ступицам колес.

Основные способы управления автомобилями и виды конструкций рулевого управления представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Классификация рулевых управлений автомобилей

Классификация по признакам

Типы узлов и механизмов рулевого управления

По расположению рулевого колеса

Рулевое управление с левым расположением (правостороннее движение); рулевое управление с правым расположением (левостороннее движение).

По способу поворота автомобиля

Поворотом управляемых колес; складыванием элементов (одноосный тягач и одноосный прицеп); вращением колес одного борта в сторону обратную движению; торможением колес одного борта.

По расположению управляемых колес

Двухосные автомобили: первой оси, второй оси, первой и второй осей.

Трехосные автомобили: первой оси, первой и третьей осей.

Четырехосные автомобили: первой и второй осей, первой и третьей осей, всех осей.

По конструкции рулевого механизма

Червячные (с сектором или роликом); кривошипно-винтовые (с шипом у кривошипа, с гайкой у кривошипа и др.); комбинированные (винт-гайка-рейка-сектор); реечные и шестеренные.

По конструктивным особенностям рулевого привода

Привод к управляемым колесам; привод к управляемым осям (тележкам); привод к складывающимся звеньям.

По типу применяемых усилителей

Гидравлические (с открытым и закрытым центром); пневматические (включая вакуумные); комбинированные (электрогидравлические и др.).

***



Требования к рулевому управлению

Основные требования к рулевым управлениям связаны с обеспечением безопасности дорожного движения. Автомобиль не должен терять управляемости и маневренности при любых дорожных условиях и обстоятельствах, поскольку это может привести к дорожно-транспортным происшествиям, авариям и даже катастрофам.В соответствии с этим рулевое управление автомобиля должно соответствовать следующим требованиям:

  • правильность кинематики поворота;
  • легкость управления;
  • силовое и кинематическое следящее действие;
  • согласованность элементов рулевого управления с подвеской для исключения самопроизвольного поворота управляемых колес;
  • повышенная надежность всех элементов рулевого управления, поскольку любой отказ может привести к авариям с тяжелыми последствиями.

***

Общее устройство и работа рулевого управления

При повороте происходит изменение положения поперечной тяги относительно передней оси, вследствие чего внутреннее к центру поворота колесо поворачивается на угол α, больший, чем угол β поворота наружного колеса.

Принцип работы рулевого управления - изображение 45 - изображение 45

В двухосных и трехосных автомобилях, имеющих сближенные оси задней тележки, управление осуществляется, как правило, поворотом передних колес (рис. 3, а, в).

Для улучшения маневренности и проходимости по пересеченной местности со сложной геометрией иногда в трехосных автомобилях управляемыми выполняют колеса передней и задней осей (рис. 3, б). В этом случае промежуточную ось размещают посередине базы автомобиля.В большинстве четырехосных автомобилей с колесной формулой 8×8 с учетом конкретного назначения управляемыми делают колеса двух передних осей (рис. 3, г).

Расположение рулевого колеса может быть справа или слева в зависимости от принятой в той или иной стране системы дорожного движения.Наиболее распространенное в мире - правостороннее движение, при котором руль располагается в кабине водителя (кузове легкового автомобиля) слева. Правое расположение руля, в соответствии с принятым левосторонним движением по дорогам, применяется в Японии и Великобритании. При этом рулевое колесо, установленное с левой или правой стороны автомобиля, обеспечивает лучшую видимость при разъезде с транспортом, движущимся навстречу.

Принцип работы рулевого управления - изображение 46 - изображение 46

Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода, а также усилителя рулевого управления (рис. 4).Рулевой механизм служит для увеличения вращающего момента, прикладываемого к рулевому колесу, и передачи его к рулевому приводу.Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма к управляемым колесам, обеспечивая при этом их поворот на неодинаковые углы.Усилитель (если он применяется) служит для снижения усилия на рулевом колесе, уменьшения обратной связи от колес к рулевому колесу, и, в конечном итоге, для повышения безопасности движения и удобства управления автомобилем. Применение рулевого управления без усилителя или с усилителем зависит от типа и назначения автомобиля. Рулевые управления без усилителя обычно устанавливаются на легковых автомобилях особо малого и малого классов, а также грузовых автомобилях малой грузоподъемности. На остальных автомобилях и автобусах обычно используют усилители рулевого управления.

Принцип работы рулевого управления - фото 47 - изображение 47

Рулевой механизм автомобиля включает в себя рулевое колесо 1, рулевую колонку 2 и исполнительный рулевой механизм 3. Рулевой привод представляет собой кинематическую систему, состоящую из рулевых тяг и рычагов: сошки 11, продольной тяги 10, поворотных рычагов 7, 9 и поперечной тяги 8.

При повороте рулевого колеса вращение передается посредством рулевой колонки редуктору рулевого механизма 3. Последующее перемещение сошки 11 через продольную тягу и поворотный рычаг поворачивают левую цапфу (для автомобилей с левым расположением руля) с поворотным кулаком 6, а вместе с ней и левое колесо и далее через поворотные рычаги 7 и поперечную тягу 8 правую цапфу вместе с правым колесом.

В зависимости от принятых компоновочных и технических решений при конструировании автомобилей разных типов, общее устройство и составные элементы рулевого механизма и рулевого привода могут отличаться. Конструкция рулевого управления во многом зависит от типа подвески управляемых колес автомобиля.

***

Рулевой механизм



Главная страница
  • Страничка абитуриента
Специальности
  • Ветеринария
  • Механизация сельского хозяйства
  • Коммерция
  • Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта
Учебные дисциплины
  • Инженерная графика
  • МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
  •    Карта раздела
  •       Общее устройство автомобиля
  •       Автомобильный двигатель
  •       Трансмиссия автомобиля
  •       Рулевое управление
  •       Тормозная система
  •       Подвеска
  •       Колеса
  •       Кузов
  •       Электрооборудование автомобиля
  •       Основы теории автомобиля
  •       Основы технической диагностики
  • Основы гидравлики и теплотехники
  • Метрология и стандартизация
  • Сельскохозяйственные машины
  • Основы агрономии
  • Перевозка опасных грузов
  • Материаловедение
  • Менеджмент
  • Техническая механика
  • Советы дипломнику
Олимпиады и тесты
  • «Инженерная графика»
  • «Техническая механика»
  • «Двигатель и его системы»
  • «Шасси автомобиля»
  • «Электрооборудование автомобиля»

Рулевое управление

Принцип работы рулевого управления - изображение 48 - изображение 48

Задача рулевого механизма состоит в том, чтобы изменять направление движения автомобиля. В большинстве автомобилей можно изменить лишь направление передних колес, но существуют современные модели, управление которыми происходит путем изменения направления всех четырех колес.

Система рулевого управления легкового автомобиля состоит из рулевого устройства и привода. В результате вращения рулевого колеса двигатель начинает поступательное движение. Затем управляемые колеса поворачиваются, и автомобиль меняет свое направление.

В ходе этого процесса изначальное движение водителя усиливается в несколько раз. Схема рулевого устройства показывает, какие детали и механизмы задействуются в процессе управления автомобилем. На современные автомобили и грузовые автомобили, предназначенные для перевозки больших грузов, дополнительно устанавливаются гидроусилители. Гидроусилители облегчают управление автомобилем и повышают безопасность движения.

Принцип работы рулевого управления - фотография 49 - изображение 49

а) традиционная схема; b) реечное рулевое управление;

1 - рычаг поворотного кулака; 2 - боковая рулевая тяга; 3 - маятниковый рычаг; 4 - по­перечная рулевая тяга или зубчатая рейка; 5 - рулевое колесо; 6 - рулевой вал; 7 - кар­тер рулевого механизма; 8 - рулевая сошка.

Рисунок 3.7 - Схема рулевого управления

Червячный тип рулевого механизма

Принцип работы рулевого управления - фотография 50 - изображение 50

Рисунок 3.8 - Червячный тип рулевого механизма

Это самый древний тип рулевого управления. Система состоит из картера со встроенным винтом, получившим название «червяк». «Червяк» напрямую соединяется с рулевым валом. Помимо винта, в системе присутствует еще один вал с роликом-сектором. Вращение руля приводит к вращению «червяка» и последующему вращению ролика-сектора. К ролику-сектору присоединена рулевая сошка, связанная посредством шарнирного управления с системой тяг.

В результате работы этой системы тяг управляемые колеса поворачиваются, и автомобиль изменяет направление движения. Червячный тип рулевого механизма имеет ряд недостатков. Во-первых, это большая потеря энергии за счет большого трения внутри механизма.

Во-вторых, отсутствует жесткая связь между колесами и рулем. В-третьих, для того, чтобы изменить направление движения, нужно обернуть руль несколько раз, что не только выглядит несовременно, но и не соответствует существующим в мире стандартам управления.

Рулевой механизм с трехгребневым роликом и глобоидным червяком

Рулевой механизм может представлять собой червячную, винтовую, кривошипную, зубчатую передачи или комбинацию таких передач. Большее распространение среди легковых автомобилей получили рулевые механизмы в виде червячной передачи с глобоидным червяком и шестерни – рейки (реечного типа). Рассмотрим данные рулевые механизмы более подробно.

Принцип работы рулевого управления - фотография 51 - изображение 51

1-стопорная шайба; 2-хвостовик вала сошки; 3-винт; 4,9-гайки; 5-штифт; 6,22-манжеты; 7-вал сошки; 8-сошка; 10-вал; 11-трубка; 12,15,20,21-подшипник; 13-глобоидный червяк; 14-ось ролика; 16-ролик; 17-распорная втулка; 18-кривошип; 19-картер; 23-пружина; 24-прокладка.

Рисунок 3.9 – червяк-ролик

Рулевое колесо закреплено на верхнем конце вала 10. На противоположном конце вала на шлицы напрессован глобоидный червяк 13,опирающийся на конические роликоподшипники 12 и 21. В зацеплении с червяком находится трёхгребневый ролик 16, посаженный на двух шарикоподшипниках15 и 20, между которыми помещена распорная втулка17. Ось 14 ролика закреплена в вильчатом кривошипе 18 вала 7 сошки. Вал 7 сошки уплотнён манжетой 6. Сошка на конических шлицах вала укреплена гайкой 9. Вал имеет сдвоенные шлицы, обеспечивающие правильность установки сошки под необходимым углом. На картеле рулевого механизма сделаны выступы, служащие упорами для ролика при поворотах сошки из среднего положения в крайние на угол

Принцип работы рулевого управления - фотография 52 - изображение 52

.

Осевой зазор подшипников 12 и 21 регулируют изменением числа прокладок 24 под крышкой картера. Зацепление червяка и ролика регулируют, не разбирая механизм, винтом 3, в паз которого входит хвостовик 2 вала сошки. Оси ролика и червяка лежат в разных плоскостях, поэтому для уменьшения зазора в зацеплении достаточно переместить вал сошки в сторону червяка, вворачивая винт 3. Для фиксирования регулировочного винта служат стопорная шайба, штифт 5 и навернутая на винт гайка. Аналогичное устройство рулевого механизма имеет многие российские легковые автомобили.

Червячный механизм состоит из:

– глобоидного червяка (червяка с переменным диаметром);

– рулевого вала;

– ролика.

Принцип работы рулевого управления - фото 53 - изображение 53

Рисунок 3.10 – червячно- роликовый механизм

На валу ролика за корпусом рулевого механизма установлен рычаг (сошка), который связан с тягами рулевого привода.

Червячный механизм имеет меньшую чувствительность к ударным нагрузкам, обеспечивая большие углы поворота колес, результатом чего является лучшая маневренность автомобиля. Но червячный механизм сложен в изготовлении и его стоимость велика. Данному механизму требуется периодическая регулировка из-за большого числа соединений.

Червячный механизм используется на машинах повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых колес и легких грузовых автомобилях.

Принцип работы:

1. С вращением рулевого колеса обеспечивается перемещение ролика по червяку (обкат), качание сошки.

2. Происходит перемещение тяги рулевого привода, благодаря чему колеса поворачиваются.

Винтовой тип рулевого механизма

Принцип работы рулевого управления - изображение 54 - изображение 54

Рисунок 3.11- Винтовой тип рулевого механизма

1-рулевой механизм;2-уплотнитель;3-карданный шарнир;4-рулевой вал;5-труба рулевой колонки;6-контактное кольцо;7-гайка;8-рулевое колесо;

9-подшипник;10-рулевая сошка;11-шарнир наконечника боковой тяги;12-поворотный рычаг;13-стяжной хомут;14-регулировочная трубка;15-шарнир тяги сошки;16-боковая тяга;17-шарнир боковой тяги;18-тяга сошки;19-наконечник рулевой тяги;20-шарнир маятникового рычага;21-маятниковый рычаг;22-кронштейн маятникового рычага;23-резьбовая заглушка;24-коническая пружина;25-опорная пята;26-проушина тяги;27-корпус шарнира;

28-пластмассовая распорная втулка;29-резиновый уплотнитель шарнира боковой тяги;30-проушина поворотного рычага или тяги сошки;31-шаровой палец;32-гайка пальца шарнира;33-шплинт резьбовой заглушки;34-пластмассовый сухарь;35-резиновый уплотнитель шарнира тяги сошки;36-металлическая распорная втулка;37-палец маятникового рычага;38-гайка пальца маятникового рычага;39-втулка;40-резиновая защитная втулка;41-резиновая защитная втулка.

Винтовой механизм по-другому называют «винт-шариковая гайка». Разрабатывая эту систему, конструкторы заменили «червяка» специальным винтом с присоединенной к нему шариковой гайкой. На внешней стороне гайки располагаются зубья, которые и входят в контакт с таким же, как и в предыдущей системе, роликом-сектором.

Для того чтобы уменьшить трение, разработчики предложили разместить между роликом-сектором и гайкой шариковые каналы. Благодаря такому решению удалось значительно уменьшить трение, увеличить отдачу и облегчить управление. Однако наличие все той же сложной системы тяг, большие размеры и неудобная форма винтового механизма привели к тому, что винтовая система была признана также неприспособленной к современным условиям.

Однако некоторые известные автопроизводители до сих пор используют механизм «винт-шариковая гайка» при изготовлении машин с продольным двигателем. Подобные механизмы имеют автомобили Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero и другие.

Реечный тип рулевого механизма

Принцип работы рулевого управления - изображение 55 - изображение 55

Рисунок 3.12 -Реечный тип рулевого механизма

1-наконечник рулевой тяги;2-шаровой шарнир наконечника;3-поворотный рычаг;4-контргайка;5-тяга;6-внутренние наконечники рулевых тяг;7-болты крепления рулевых тяг к рейке;8-внутренние наконечники рулевых тяг;9-скоба крепления рулевого механизма;10-опора рулевого механизма;11-защитный чехол;12-соединительная пластина;13-стопорная пластина;14-сайлентблок;15-демпфирующее кольцо;16-опорная втулка рейки;17-рейка;18-картер рулевого механизма;19-стяжной болт муфты;20-нижний фланец эластичной муфты;21-верхняя часть облицовочного кожуха;22-демпфер;23-рулевое колесо;24-шариковый подшипник;25-вал рулевого управления;26-нижняя часть облицовочного кожуха;27-кронштейн крепления вала рулевого управления;28-защитный колпачок;29-роликовый подшипник;30-приводная шестерня;31-шариковый подшипник;32-стопорное кольцо; 33-защитная шайба;34-уплотнительное кольцо;35-гайка подшипника;36-пыльник;37-уплотнительное кольцо упора;38-стопорное кольцо гайки упора;39-упор рейки;40-пружина;41-гайка упора;42-палец шарового шарнира;43-защитный колпачок;44-вкладыш шарового пальца; А. метка на пыльнике; В. метка на картере рулевого механизма; С. поверхность шарового шарнира; D. поверхность поворотного рычага.

Реечная конструкция – самое распространенное устройство рулевого управления. Сила этой конструкции заключается в ее простоте. Этот простой и прогрессивный механизм используется при производстве 90% автомобилей. В основе устройства рулевой рейки лежит основной элемент – вал-рейка. Вал-рейка оснащена поперечными зубьями. На рулевом валу располагается шестерня, которая зацепляется за зубья рулевого вала и перемещает рейку.

Благодаря использованию этой системы удалось добиться минимизации количества шарнирных соединений и значительного сохранения энергии. Каждому колесу «полагается» по два шарнира и по одной тяге. Для сравнения: в системе «винт-шариковая гайка» колесу соответствует три тяги, в «червячном» механизме – пять тяг.

Рулевая рейка обеспечила практически прямую связь между рулем и колесами, а значит, в несколько раз увеличила легкость управления автомобилем. Такое рулевое устройство автомобиля сделало возможным изменять направление движения минимальным количеством оборотов руля.

Еще одно преимущество реечной конструкции – размер и форма картера. При своем небольшом размере и продолговатой форме, картер способен разместиться в автомобиле где угодно. Автопроизводители размещают картер над двигателем, под двигателем, впереди или сзади, исходя из модели автомобиля.

Реечный механизм позволил добиться практически мгновенной реакции колес на поворот руля. Эта система позволила создавать скоростные автомобили с современной, усовершенствованной системой управления.

Принцип работы рулевого управления - фотография 56 - изображение 56

1 - шестерня: 2 - зубчатая рейка

Рисунок 3.13 - Реечный рулевой механизм

Рулевое управление, рулевой механизм: принцип действия, устройство, ремонт

Принцип работы рулевого управления - изображение 57 - изображение 57

В основе любых нерельсовых транспортных средств лежит система рулевого управления. Для чего она нужна? Основные функции направлены на преобразование вращательного движения руля в возвратно-поступательные. Такую задачу выполняет рулевое управление и механизм. На автомобилях установлены различные системы. Давайте рассмотрим устройство и принцип действия этих узлов.

Назначение

Чтобы транспортные средства имели возможность перемещаться по направлению, выбранному водителем, нужно, чтобы они были оборудованы механизмами для управления. Конструкция его определяет, будет ли движение на автомобиле безопасным, а также то, на какой скорости водитель будет уставать и утомляться.

Вам будет интересно: Красивый автомобильный тюнинг "Сонаты": запчасти и аксессуары

Требования

К рулевому управлению и механизму предъявляются определенные требования. В первую очередь, это обеспечение высокой маневренности. Кроме этого, механизм должен быть устроен таким образом, чтобы управлять транспортным средством было легко. По возможности обеспечивается только качение, без боковых скольжений покрышек в повороте. Управляемые колеса должны автоматически возвращаться в состояние прямолинейного движения после того, как водитель отпустит руль. Еще одно требование отсутствие обратимости. То есть в системе управления не должно быть даже малейшей возможности передать удары от дороги на рулевое колесо.

Вам будет интересно: Моторное масло Fanfaro: производитель, дозировка, характеристики, состав, особенности использования и отзывы автомобилистов

Принцип работы рулевого управления - фото 58 - изображение 58

Важно, чтобы у системы было следящее действие. Автомобиль должен сразу же реагировать даже на самые минимальные повороты руля.

Устройство

Рассмотрим устройство механизма рулевого управления. В целом система представляет собой непосредственно механизм, усилитель, а также привод. Что касается типов, то различают:

  • реечное рулевое управление;
  • червячный механизм;
  • винтовой.

Общее устройство достаточно простое. Конструкция логичная и оптимальная. Это доказано тем, что за много лет в автомобилестроении в механизм управления каких-либо значительных изменений внесено не было.

Колонка

Все без исключения механизмы оснащены рулевой колонкой. В ее устройство входит несколько различных узлов и деталей. Это руль, рулевой вал, а также кожух в виде трубы с подшипниками. Кроме того, колонка состоит из различных крепежных деталей, обеспечивающих неподвижность и устойчивость всей конструкции.

Вам будет интересно: Мотоцикл "Ямаха XJ6": фото и описание, технические характеристики и отзывы владельцев

Функционирует данный узел очень просто. Водитель транспортного средства воздействует на рулевое управление. Механизм преобразует усилие водителя, которое передалось по валу.

Рейка

Это наиболее популярный и широко распространенный тип рулевого механизма. Таким управлением зачастую оснащают легковые автомобили, имеющие независимую систему подвески на управляемой паре колес. В основе лежит шестеренка и рейка. Первая жестко и постоянно закрепляется к рулевому валу через кардан. Также она находится в постоянном зацеплении с зубьями на рейке. Когда водитель вращает рулевое колесо, под воздействием шестеренки двигается рейка влево или вправо. С каждой стороны к ней прикреплены тяги и наконечники. Это части рулевого привода, которые воздействуют на управляемые колеса.

Принцип работы рулевого управления - фото 59 - изображение 59

Среди преимуществ выделяют простоту и надежность конструкции, высокий КПД, меньшее число шарнирных соединений и тяг по сравнению с другими типами рулевого управления. Рулевой механизм компактен и имеет невысокую цену.

Есть и недостатки это восприимчивость и чувствительность к дорожным неровностям. Любые толчки от передних управляемых колес тут же передаются на рулевое колесо. Вообще механизм очень боится вибраций. Систему сложно устанавливать на автомобили, где подвеска передних колес зависимая. Это ограничивает сферу применения этого механизма только легковыми авто и легким коммерческим транспортом (например, "Фиат Дукато" или "Ситроен Джампер").

Стоит отметить, что реечный механизм любит аккуратную и размеренную езду по ровным дорогам. Если ездить неаккуратно, деталь начинает стучать и быстро выходит из строя. Если повредились зубья на рейке или на шестеренке, то рулевое колесо может закусывать. Это основные неисправности узла.

Червяк

Червячный механизм рулевого управления сейчас считается уже устаревшим. Но его обязательно нужно рассмотреть, ведь им оснащены старые автомобили (например, классика от АвтоВАЗа), а они до сих пор находятся в эксплуатации. Также данную систему можно встретить на полноприводных автомобилях для бездорожья, на машинах с зависимым типом подвески управляемой пары колес. Кроме того, механизмом этой конструкции оснащены легкие грузовики, автобусы. Механизм рулевого управления УАЗа устроен и работает так же.

Вам будет интересно: Принцип работы, инструкция по замене распредвала ВАЗ-2106

Принцип работы рулевого управления - фотография 60 - изображение 60

В основе червячного редуктора лежит зубчатый винт переменного диаметра. Он зацеплен с другими элементами. Это ролик и вал рулевой колонки. На данном валу установлен специальный рычаг сошка. Последняя связана с рулевыми тягами.

Работает все это следующим образом. Когда водителю нужно изменить направление движения, он воздействует на руль. Тот поворачивается и воздействует на вал колонки. Вал в свою очередь действует на червячный. Ролик катается по рулевому валу, отчего сошка также приводится в движение. Вместе с сошкой двигаются рулевые тяги, а затем и пара передних управляемых колес.

Данный тип механизма имеет невысокую чувствительность к ударным нагрузкам в отличии от реечного механизма. Что касается других характеристик, то можно выделить больший выворот колес и улучшенную маневренность. Однако устройство более сложное, а цена производства выше по причине большого количества различных соединений. Для эффективной работы рулевого управления механизм этого типа нуждается в частых регулировках.

Многие автомобилисты встречали данную систему на автомобилях ГАЗ, ВАЗ и других. Но такой редуктор также встречается на дорогих комфортабельных машинах люкс-класса с большой массой и передней независимой подвеской.

Винтовой редуктор

В данном механизме работает вместе несколько элементов. Это винт, установленный на валу рулевой колонки, гайка, которая движется по винту, зубчатая рейка и соединенный с рейкой сектор. Последний оснащен валом, а на нем закреплена рулевая сошка. Данные редукторы встречаются, в основном, на грузовиках так устроен механизм рулевого управления "КамАЗа".

Особенность данного механизма это винт и гайка, соединенные между собой посредством шариков. За счет этого удалось достичь снижения трения и износа этой пары.

Что касается принципа действия, то работает данный механизм примерно так же, как и червячный. Когда поворачивают рулевое колесо, вращается винт, перемещающий гайку. При этом циркулируют шарики. Гайка через зубчатую рейку двигает сектор, а вместе с ним двигается и сошка.

Принцип работы рулевого управления - изображение 61 - изображение 61

Данный механизм отличается высоким КПД и способен реализовывать значительные усилия. Применяется система не только на грузовиках, но и на легких автомобилях (в большинстве своем представительского класса). Также подобное управление встречается и на автобусах. Можно встретить аналогичный механизм рулевого управления на ГАЗели . Но это касается лишь старых моделей, а также версий бизнес-класса. На новых Некстах используется уже рейка.

Неисправности

Неисправности механизмов рулевого управления считаются одними из самых серьезных поломок автомобиля. Так как на большинстве легковых авто установлен реечный механизм, то количество поломок существенно сократилось.

К типовым поломкам можно отнести износ пары рейка-шестеренка, нарушение герметичности корпуса механизма, изношенный подшипник на рулевом валу, а также шарниры тяг. Последняя это наиболее популярная неисправность в реечных механизмах.

Принцип работы рулевого управления - фото 62 - изображение 62

В процессе активного использования автомобиля естественным образом изнашиваются рабочие участки ролика подшипников, вала сошки, червяка. Также стирается регулировочный винт. Вследствие износа в рулевых механизмах появляются зазоры, которые могут спровоцировать стуки при движении. Нередко эти зазоры способны вызывать вибрации на управляемых колесах, потерю устойчивости авто. Определить появление зазоров можно по увеличившемуся люфту на рулевом колесе. Зазор возникает в паре червяк-ролик. Затем вырастает осевое перемещения червяка. Зазоры можно устранить регулировкой.

Причины неисправности

Среди причин типовых неисправностей можно выделить несколько самых основных, Так, первая и главная причина, по которой выходят из строя рейки - это качество дорог. Затем можно отметить периодические нарушении правил эксплуатации, использование некачественных комплектующих, неквалифицированный ремонт механизмов рулевого управления.

Признаки

Если в процессе движения на авто явно на слух определяется стук, то это говорит о том, что сильно изношено шарнирное соединение наконечника тяги. Также эти же симптомы могут сообщить о чрезмерно изношенной шаровой опоре.

Принцип работы рулевого управления - фотография 63 - изображение 63

Если ощущается биение на руле, то возможно, изношен шарнир на наконечнике тяги, разрушенный подшипник вала. Когда на руле явно ощущается свободный ход, то это тоже говорит об изношенности тяги или неисправной передающей паре.

Регулировка

Данный процесс представляет собой комплекс из операций, направленных на снижение люфта руля, повышение точности при движении, скорости реагирования автомобиля на действия водителя. Для настройки нужно верно выставить осевой и боковой зазоры вала сектора и червяка. Правильные настойки обеспечат незначительный люфт.

Принцип работы рулевого управления - фотография 64 - изображение 64

Процесс регулировки представляет собой отворачивание контрящей гайки и закручивание регулировочного винта. При этом постоянно в процессе закручивания винта нужно проверять наличие люфта. После того как он устранен, винт фиксируется в положении контргайкой.

Данная регулировка чаще всего помогает устранить люфты, но если зазор остался, то червячная пара в механизме слишком изношена и требует замены. Для этого следует демонтировать редуктор и заменить изношенные элементы.

Заключение

Это все существующие на сегодня виды рулевых механизмов. Мы узнали, как они устроены, вкратце ознакомились с их принципом действия, узнали о признаках неисправностей. Эта информация может помочь в процессе ремонта или планового технического обслуживания автомобиля. Важно помнить, что рулевое управление очень важный узел и нужно всегда содержать его в исправном состоянии. С его помощью водитель может быстро менять направление движения транспортного средства, что позволяет маневрировать авто на любом участке дороги, быстро реагировать при возникновении опасных ситуаций.

Источник

Принцип работы электроусилителя руля (ЭУР)

Принцип работы рулевого управления - фото 65 - изображение 65

Комфортное управление автомобилем (особенно, грузовым) сложно представить без электроусилителя руля – элемента, создающего дополнительное усилие при изменении положения рулевого колеса.

ЭУР или EPS постепенно заменяет в транспортных средствах гидроусилитель, в котором использовалась жидкость под давлением. Довольно длительное время у гидроусилителя рулевого колеса не было конкурентов, но всё изменилось в 1988, когда на Suzuki Cervo был установлен электроусилитель (впрочем, стоит заметить, что первые подобные устройства появились ещё в 1903 году, однако из-за отставания в техническом плане электрики в начале XX века от гидравлики технология была не востребована).

Содержание

  • Принцип действия и устройство ЭУР
  • Режимы работы ЭУР
  • Поломка
  • Плюсы и минусы устройства
  • Видео

Принцип работы рулевого управления - изображение 66 - изображение 66

Как работает электроусилитель руля

Чтобы разобраться в особенностях и принципе работы, нужно разобраться, как устроен электроусилитель руля. В его составе присутствуют:

  1. электрический мотор;
  2. система управления, включающая входные датчики, исполнительное устройство и ЭБУ (аббревиатура расшифровывается как электронный блок управления);
  3. редуктор.

Основной задачей электрического двигателя, являющегося в большинстве случаев асинхронным, является приведение в движение ЭУРа. Применяются разные схемы установки электромотора: он может передает усилие на рулевую рейку или на рулевой вал (в последнем случае он встраивается непосредственно в рулевую колонку).

Первый способ применяется чаще, но тут тоже присутствуют разные варианты конструкции: усилитель руля возможен с параллельным приводом, когда усилие от электромотора передаётся шарико-винтовым механизмом, или с шестернями в количестве двух штук (крутящий момент на рейку передается первой из них от руля, второй – от электромотора).

Исправное функционирование электрического усилителя рулевого управления невозможно организовать без датчиков, фиксирующих крутящий момент, скорость и другие показатели.

Кратко принцип работы электроусилителя руля можно описать следующим образом:ЭБУ обрабатывает сигналы от датчиков, после чего подается сигнал на электродвигатель усилителя руля.

Более подробный принцип функционирования электроусилителя руля такой: при повороте руля торсионный вал скручивается, датчик крутящего момента передает данную информацию в электронный блок управления, обрабатывающего полученные сведения и соотносящего их с показаниями от других датчиков. В результате этого действия определяется усилие, которое следует приложить для облегчения человеку, управляющему автомобилем, задачи. Электромотор, получив сигнал, воздействует на рулевую рейку либо её вал.

Принцип работы рулевого управления - изображение 67 - изображение 67

Работа электроусилителя руля в разных режимах

Работает ЭУР при повороте автомобиля на любой скорости, при возврате колёс в центральное положение и поддержании их в этой позиции, во время подруливания и парковки.

Во время движения на большой скорости ЭУР задействуется редко, поскольку надо обеспечить условия, при которых водитель будет ощущать связь с дорогой.

Совсем иной принцип действия наблюдается при парковке, проводимой на небольшой скорости и характеризующейся поворотом колёс на значительные углы: ЭУР в подобном режиме работает с самым большим усилием.

Возвращение колёс в нужное положение осуществляется при уменьшении усилия на руле: это случается на завершающей стадии поворота, когда водитель отпускает руль, а блок управления при этом рассчитывает требуемый момент и при помощи электромотора возвращает колеса в центральное положение.

Во время движения из-за особенностей дороги авто может быть смещаться в сторону: подруливание ЭУРа позволяет без задействования в этом процессе водителя обеспечивать постоянное прямолинейное движение машины.

Все эти режимы за счёт приходящих данных от датчиков включаются и выключаются автоматически.

Принцип работы рулевого управления - фото 68 - изображение 68

Поломка Electric Power Steering (EPS)

ЭУР может выйти из строя, узнать о чём можно по загоранию соответствующей лампочки на приборной панели.

Ошибка появляется в случае, когда устройство не в состоянии пройти самостоятельную диагностику при включении зажигания: в большинстве случае ломаются датчики.

Особенности конструкции электроусилителя руля позволяют продолжать управление автомобилем, однако лучшим вариантом будет обратиться в сервисный центр как можно быстрее.

Принцип работы рулевого управления - изображение 69 - изображение 69

Преимущества и недостатки устройства

Electric Power Steering (электроусилитель руля) имеет большое количество плюсов, в числе которых:

  • повышенная надёжность;
  • уменьшение расхода топлива (в отличие от ГУРа, механизм не отбирает часть мощности у двигателя);
  • простота эксплуатации;
  • минимальное количество шума во время работы;
  • гарантия плавности и лёгкости управления;
  • возможность дальнейшего управления машиной при выходе оборудования из строя.

Но не лишен ЭУР и минусов, к которым относятся:

  • невозможность установки на грузовики большой грузоподъёмности;
  • более высокая стоимость по сравнению с ГУРом;
  • вероятность возникновения сбоев в электронике, что приводит к нарушениям в работе;
  • малая ремонтопригодность составных частей механизма;
  • возможность отключения при перегреве мотора.

Видео

Устройство и принцип работы рулевого механизма с гидроусилителем.

Принцип работы рулевого управления - фотография 70 - изображение 70

Рулевой механизм

Назначение. Рулевой механизм преобразовывает вращения рулевого колеса в посту­пательное перемещение тяг рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес. При этом усилие, передаваемое водителем от рулевого колеса к поворачиваемым колесам, возрастает во много раз.

Классификация. На современных автомобилях применяются следующие разновид­ности рулевых механизмов: червячные, винтовые, шестеренчатые. Реечные передачи и пере­дача типа червяк - ролик применяются на легковых автомобилях, а передачи типа червяк - сектор или винт - гайка - рейка - сектор и т. п. применяются в конструкции грузовых ав­томобилей. По наличию в их конструкции гидроусилителя рулевые механизмы разделяют на следующие виды: без гидроусилителя; со встроенным гидроусилителем; с вынесенным гид­роусилителем. Наиболее распространенными типами рулевых механизмов являются: червяк - ролик без гидроусилителя, червяк - сектор со встроенным гидроусилителем и винт – гайка – рейка - сектор со встроенным гидроусилителем.

Рулевой механизм типа червяк - ролик

Устройство.Рулевой механизм типа червяк - ролик (рис. 87а) состоит из рулевого ко­леса 4, рулевого вала 5, рулевой колонки 3, картера 9 рулевой передачи, червяка 8, установ­ленного в картере на двух конических подшипниках 2, трехгребневого ролика 6, вращающе­гося на оси вильчатого кривошипа, вала 7 и сошки 16.

Принцип действия. Вращение рулевого колеса через рулевой вал передается на гло- боидный червяк, который находится в зацеплении с роликом. При вращении червяка, ролик перемещается вдоль нарезки червяка. Перемещение ролика вызывает поворот вильчатого кривошипа, который, в свою очередь, поворачивает вал сошки. От сошки перемещение пере­дается на рулевой привод, который обеспечивает поворот управляемых колес на заданный угол.

Рулевой механизм типа винт - гайка - рейка - сектор со встроенным гидроусилителем

Устройство. Рулевой механизм типа винт - гайка - рейка - сектор (рис. 88) со встроенным гидроусилителем состоит из рулевого колеса, рулевого вала, рулевой колонки, картера 1 рулевой передачи и гидроусилителя, винта 6, соединенного с рулевым валом, поршня- рейки 5, внутри которой укреплена гайка, находящаяся в резьбовом зацеплении с винтом, зубчатого сектора, находящегося в зацеплении с рейкой и жестко посаженного на валу сошки, встроенный гидроусилитель и насос гидроусилителя.

Принцип действия. Вращение рулевого колеса передается через рулевой вал на винт рулевой передачи. Вращение винта обеспечивает перемещение по его резьбе гайки, которая выполнена заодно с поршнем-рейкой. Перемещаясь, поршень-рейка поворачивает сектор, который через вал поворачивает сошку, связанную с рулевым приводом. Поворот сошки че­рез рулевой привод обеспечивает поворот управляемых колес.

Гидроусилитель рулевого механизма типа винт - гайка - рейка - сектор

Назначение. Гидроусилитель рулевого управления предназначен для уменьшения не­обходимого усилия на рулевом колесе при повороте автомобиля.

Устройство.Гидроусилитель (рис. 88) включает в себя поршень-рейку уплотненную в корпусе рулевой передачи с помощью резиновых колец или манжет, золотник 7, откры­вающий и закрывающий доступ масла в полости А и Б цилиндра гидроусилителя, масляные каналы и полости в корпусе гидроусилителя, масляный насос гидроусилителя рулевого управления (шестеренчатого или лопастного типа) и масляные шланги, соединяющие насос с гидроусилителем.

Принцип действия. При вращении рулевого колеса винт рулевой передачи вращает­ся и гайка, а следовательно и поршень-рейка, перемещаются по его резьбе. При этом золот­ник гидроусилителя перемещается в ту или иную сторону и соединяет одну полость цилинд­ра с каналом нагнетания масла от насоса, а другую - с каналом слива масла в резервуар. В результате в полости, соединенной с каналом нагнетания, создается избыточное давление масла, которое, действуя на поршень-рейку, создает дополнительное усилие по ее перемеще­нию. Таким образом возникает дополнительное усилие по перемещению рейки и повороту сектора, а следовательно уменьшается необходимое усилие на рулевом колесе при повороте автомобиля.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 193)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты