Устройство рулевого управления - что поворачивает колеса

• Устройство рулевого управления - как это работает
• 1. Зачем автомобилю нужен руль?
• 2. Профилактика рулевого управления
• 3. Уязвимые места рулевого управления
• 4. Как устроено рулевое управление

Каждый автолюбитель знает, что главное в передвижении – его безопасность, а залогом успешности данного процесса выступает исправность всех систем транспортного средства. В первую очередь, это утверждение касается тормозной системы, ведь если она неисправна, то предотвратить столкновение у Вас не получится. Однако, педаль тормоза, не единственная важная деталь. Также, на ряду с тормозной системой, безопасность движения достигается за счет рулевого управления, принцип работы которого, мы сейчас обсудим.

1. Зачем автомобилю нужен руль?

Рулевое управление автомобиля является одной из самых важных систем жизнедеятельности любого транспортного средства. Оно состоит из ряда механизмов, работа которых нацелена на движение машины в заданном водителем направлении. Как правило, в легковых автомобилях управлению поддаются колеса передней оси (кинематический способ поворота), но иногда, для лучшего контроля над машиной и более высокого уровня ее управляемости, транспортное средство делают полностью управляемым. В таком случае, водитель контролирует не только переднюю ось, но и может управлять колесами задней оси, тоесть, по отношению к заданной траектории, они могут отклоняться под определенным углом.

В конструкции рулевого управления выделяют рулевое колесо, которое соединяется с рулевым валом с помощью рулевого механизма и соответствующего привода. Иногда в систему рулевого управления включают усилитель руля – гидравлический или электрический. На самом деле, современный автомобиль сложно представить без такого дополнения. Вся работа данной системы направлена на то, что бы мы (водители) чувствовали себя максимально комфортно. Усилитель помогает человеку активно рулить, парковаться, резко поворачивать не прикладывая для этого лишних физических усилий. Кроме того, именно он не позволяет вибрации, возникающей в процессе движения, передаваться на рулевое колесо.

Весь рулевой механизм призван трансформировать силу вращения вала рулевого колеса в аналогичную силу вращения, но уже вала сошки. Тоесть, даже не используя гидроусилитель, прикладываемое водителем усилие, значительно увеличивается, что, естественно, облегчает управление транспортным средством.

Рулевой привод являет собой систему тяг и рычагов, которые вместе с рулевым механизмом, обеспечивают поворот колес автомобиля. В результате его работы, сошка перемещает продольную тягу вперед (или назад), тем самым заставляя одно колесо поворачиваться, в то время как поворот второго обеспечивается работой рулевой трапеции (передает поворачивающий момент). Последняя, представляет из себя некий шарнирный четырехзвенник, в конструкцию которого входит балка переднего моста, поперечная рулевая тяга, правый и левый рычаг рулевой трапеции, соедененной с поворотными кулаками (на них насажены управляемые колеса).

Наличие рулевой трапеции обеспечивает поворот управляемых колес: при внутреннем - колесо поворачивается на большой угол, в то время как при внешнем повороте происходит качение колес, без существенного их скольжения. Разница углов поворота обусловлена величиной угла наклона левого и правого рычагов трапеции.

2. Профилактика рулевого управления

Что бы избежать проблем в дороге, каждый раз, перед выездом из гаража или стоянки следует осматривать свое транспортное средство на наличие поломок или несоответствий в работе систем. Одной из самых важных есть система рулевого управления, сбои в работе которой чреваты более чем серьезными неприятностями: представьте, что при движении по магистрали, вклинило руль и съехать с нее Вы уже не можете, как думаете, чего стоит ждать в таком случае? Одно ясно точно – ничего хорошего, а раз так, то лучше сделать все возможное для избежания подобного сценария.

На самом деле, ничего сложного здесь нет, главное своевременно проводить профилактические мероприятия. Они включают в себя и ежедневный осмотр рулевого управления транспортного средства: диагностику величины свободного хода рулевого колеса, внешний осмотр уплотненителей картера рулевого механизма (что бы предугадать вытекание смазки), а если на машине стоит гидроусилитель, то не лишним будет, также, контроль за герметичностью соединений системы и надежностью крепления гидроуселительного насоса. Не менее важной составляющей профилактического осмотра есть проверка (регулировка) воздухораспределителя, присутствующего в конструкции пневматического усилителя.

В обязательном порядке, к раме автомобиля подтягивают крепления рулевого механизма, шаровых пальцев рулевых тяг, болтов кронштейна. Чаще всего, описанные действия проводятся при первом техобслуживании транспортного средства. В дальнейшем, к ним добавляется еще и проверка крепления рулевой сошки на валу, крепление шарового пальца, промывание насосного фильтра гидроусилителя, проверка зазоров рулевого механизма. Если результаты диагностики показали, что все они выходят за пределы допустимой нормы – проводят соответствующую регулировку.

Специалисты рекомендуют через каждые 10000 километров пробега осуществлять полную проверку состояния рулевого управления. Для ее проведения, желательно обратится к сотрудникам СТО, в противном случае, придется просить помощи у друга, так как один человек физически не сможет справиться . Все необходимые действия проводятся в следующей последовательности: автомобиль помещают на смотровую яму или эстакаду; все детали рулевого механизма очищают от загрязнений, после чего, передние колеса устанавливают в положение, соответствующее движению по прямой.

Затем, поворачивая руль в разные стороны, проверяют нет ли посторонних стуков в шарнирах, рулевом механизме и во всех соответствующих соединениях; надежно ли закреплены рулевая сошка, кронштейн маятникового рычага и картера-редуктора; отсутствует ли свободный ход в кронштейне маятникового рычага и шарнирах тяг; переместился ли по оси вал червяка.

Также, внешняя диагностика дает возможность проверить шплинтовку гаек шаровых пальцев, общее состояние защитных чехлов, и наличие масляной течи из картера рулевого механизма. Для долгой и стабильной работы всей системы рулевого управления, профилактические меры – явление обязательное, так как тщательная проверка деталей и механизмов, может предупредить более длительный и дорогостоящий ремонт. Однако, кроме профилактики, на долговечность службы составляющих рулевого управления влияет и стиль вождения. Поэтому, если Вы любитель «полихачить», то профессиональный техосмотр транспортного средства нужно проводить гораздо чаще.

3. Уязвимые места рулевого управления

Любой механизм со временем ломается, а вот длительность его исправной работы во многом зависит от характера эксплуатации: в одних случаях, детали приходится менять чаще, в других – реже. Подобное утверждение не является исключением и для системы рулевого управления. Нередко, опытный автолюбитель, наличие и характер неисправности своего автомобиля может определить на слух, руководствуясь характерными исходящими звуками.

К примеру, увеличение люфта руля и появление стуков, могут свидетельствовать об ослабленных креплениях картера, рулевой сошки или кронштейна маятникового рычага. Не исключена также возможность выхода из строя шарниров рулевых тяг, втулки или передающей пары маятникового рычага. Устранить проблему, поможет ряд нехитрых манипуляций: износившиеся детали меняют на новые, после чего проводится регулировка всех креплений и зацеплений.

В отдельных случаях, при вращении рулевого колеса чувствуется чрезмерное сопротивление, как будто кто-то крутит руль в другую сторону, мешая управлять машиной. Причиной такого явления может быть нарушение соотношения углов установки передних колес или зацепление передающей пары. Кроме того, тугое движение руля часто есть следствием отсутствия смазки в картере. В любом случае, после соответствующего осмотра необходимо устранить образовавшуюся проблему: откорректировать углы установки, долить смазку или отрегулировать зацепление.

4. Как устроено рулевое управление

Эксплуатация современных автомобилей, во многом стала возможной благодаря составляющим частям рулевого управления, которые представлены рулевым колесом и рулевой колонкой (валом); рулевым механизмом; рулевым приводом (оборудован либо усилителем, либо амортизаторами). Рулевое колесо находится в салоне транспортного средства и расположено таким образом, что б его было удобно обхватывать обоими руками. Его задачей есть изменение направления движения, как только этого захочет водитель, а также некая информационная функция: исходя, из величины усилий и характера вибраций, водитель получает необходимые данные об особенностях движения.

Размер этой детали, не отличается стандартностью, а значит диаметр руля у каждой модели машины может быть индивидуальным. В двух одинаковых ситуациях, легче поворачивать рулевое колесо большего диаметра, хотя маневренность, в этом случае, значительно снижается. В наше время, размер руля выпускаемых легковых автомобилей лежит в пределах 380-425 мм, тяжелых грузовиков и автобусов – 440-550 мм, а самыми маленькими, на сегодняшний день, признаны рулевые колеса спортивных машин.

Рулевой механизм увеличивает приложенную к рулю силу и передает ее рулевому приводу. В качестве данного устройства применяются разные виды редукторов, характеризирующиеся конкретным передаточным числом. Чаще всего, на легковых автомобилях, можно встретить реечный рулевой механизм, который включает в себя шестерню (устанавливается на валу рулевого колеса и связывается с зубчатой рейкой). Когда водитель поворачивает руль, рейка начинает перемещаться и с помощью рулевых тяг заставляет колеса вращаться. В некоторых конструкциях рулевого механизма используют рейку с переменным шагом зубьев, что, например, без особых усилий позволяет припарковать транспортное средство (увеличивается способность маневрирования).

Автопроизводители таких известных компаний как Honda, Mitsubishi, BMW, Nissan, Mazda, Toyota, Renault, снабжают отдельные легковые машины рулевым механизмом, обеспечивающем поворот всех четырех колес. Такое техническое решение, позволяет добиться более высокого уровня маневренности при перемещении на малых скоростях (передние и задние колеса повернуты в разные стороны), а также обеспечить лучшую устойчивость при движении на высокой скорости (передние и задние колеса повернуты в одну сторону).

Рулевой привод обеспечивает нужный угол поворота колес, в независимости от вертикальных перемещений подвески (согласованность действий кинематики рулевого привода и подвески). Что бы подобное явление стало возможным, конструкция рулевого привода, точнее расположение и количество его рулевых тяг (а также шарниров) зависит от вида используемой на автомобиле подвески. Самый сложный рулевой привод у транспортных средств, которые имеют несколько управляемых мостов. Для снижения уровня усилий, которые водителю необходимо приложить для поворота руля, рулевой привод оснащивается специальными усилителями. Как правило, источником их работы выступает двигатель транспортного средства. Изначально, рулевые усилители использовались лишь на грузовиках и автобусах, но сегодня они активно применяются и на легковых машинах.

Для «гашения» ударов и рывков, передающихся на руль при движении по неровной поверхности, рулевой привод может снабжаться некими гасящими элементами – амортизаторами рулевого управления. Конструкция этих деталей сходна со строением амортизаторов подвески.

Подписывайтесь на наши ленты в Facebook, Вконтакте и Instagram: все самые интересные автомобильные события в одном месте.

Вам также может быть интересно

Семиместный кроссовер Toyota Rush показали официально

Nissan запускает производство деталей для своих легендарных классических моделей

Новое поколение Porsche 911 Turbo S станет еще мощнее

Электромобиль Samsung SM3 удивляет всех своими новыми характеристиками

• © 2017 Auto.Today
• Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
• Конфиденциальность
• Реклама на сайте
• Редакция

Редакция портала может не разделять мнение автора и не несет ответственности за авторские материалы, за достоверность и содержание рекламы

Материалы: http://auto.today/bok/2963-ustroystvo-rulevogo-upravleniya-kak-eto-rabotaet.html

Рулевое управление с гидроусилителем:

1 — рулевая сошка;

2 — продольная рулевая тяга;

3 — рулевой механизм;

4 — всасывающий шланг;

5 — сливной шланг;

7 — правая боковая рулевая тяга;

8 — правый маятниковый рычаг;

9 — поперечная рулевая тяга;

10 — входной вал рулевого механизма;

11 — нижний карданный шарнир;

12 — карданный вал;

13 — верхний карданный шарнир;

14 — вал рулевой колонки;

15 — рулевое колесо;

16 — левый маятниковый рычаг;

17, 21 — наконечники левой боковой тяги;

18 — хомут регулировочной трубки;

19 — левый рычаг рулевой трапеции;

20 — чехол шарнира;

23 — нагнетательный шланг;

24 — насос гидроусилителя

—рулевое колесо с рулевым валом (рулевой колонкой);

— рулевой привод (может содержать усилитель и (или) амортизаторы).

Рулевое колесо находится в кабине водителя и расположено под таким углом к вертикали, который обеспечивает наиболее удобный охват его обода руками водителя. Чем больше диаметр рулевого колеса, тем при прочих равных условиях меньше усилия на ободе рулевого колеса, но при этом уменьшается возможность быстрого поворота руля при выполнении резких маневров. Диаметр рулевого колеса современных легковых автомобилей лежит впределах 380–425 мм, тяжелых грузовых и автобусов — 440–550 мм, наименьшие диаметры имеют рулевые колеса спортивныхавтомобилей.

Рулевой механизм представляет собой механический редуктор, его основная задача — увеличение приложенного к рулевому колесу усилия водителя, необходимого для поворота управляемых колес. Рулевые управления без рулевых механизмов, когда водитель непосредственно поворачивает управляемое колесо, сохранились лишь на очень легких транспортных средствах, например, на мотоциклах. Рулевой механизм имеет достаточно большое передаточное число, поэтому для поворота управляемых колес на максимальный угол 30–45°необходимо сделать несколько оборотов рулевого колеса.

Шарнирный рулевой вал грузового автомобиля

Кроме того, шарнирный рулевой вал повышает травмобезопасность рулевого колеса при авариях, уменьшая перемещение рулевого колеса внутрь салона и возможность травмирования грудной клетки водителя.

Рулевой вал со сминаемыми при ударе элементами:

1 — вал до удара;

2 — вал в процессе смятия;

3 — полностью «сложенный» вал;

4 — максимальный ход рулевого вала

Для дополнительного уменьшения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса, в рулевом приводе применяют усилители рулевого управления. Источником энергии для работы усилителя является, как правило, двигатель автомобиля. Первоначально усилители применялись лишь на тяжелых грузовых автомобилях и автобусах, в настоящее время используются и на легковых.

Для смягчения рывков и ударов, которые передаются на рулевое колесо при движении по неровной дороге, в рулевой привод иногда встраивают гасящие элементы — амортизаторы рулевого управления. Конструкция указанных амортизаторов принципиально не отличается от конструкции амортизаторов подвески.

Материалы: http://wiki.zr.ru/%D0%9E%D0%B1%D1%89%D0%B5%D0%B5_%D1%83%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%B9%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D1%80%D1%83%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D0%BE%D0%B3%D0%BE_%D1%83%D0%BF%D1%80%D0%B0%D0%B2%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D1%8F

Сегодня нам предстоит обсудить очень интересную тему – рулевое управление автомобиля. Это, наверное, самая важная часть машины, потому что без ее исправного состояния движение машины не то что невозможно, но и запрещается правилами дорожного движения. Мы сегодня рассмотрим устройство рулевого механизма, его назначение и все входящие в него элементы, и датчик положения руля и каждого колеса автомобиля.

Это очень интересная тема, и ее рассмотрение будет увлекательным.

В целом каждый человек по-своему понимает назначение управления. Сформулируем этот термин с технической стороны. Рулевое управление автомобилем – это определенная система механизмов, которая предназначена для изменения и направления движения любого транспортного средства путем вращения рулевого колеса. Технически эти устройства состоят из неких узлов, что преобразуют вращение рулевого колеса в изменения положения колес автомобиля. Также можно тезисно сформулировать основное назначение управления:

• Максимальное увеличение усилия, что прикладывает человек к рулю.
• Транспортировка этого усилия.
• Возврат руля в исходное положение при снятии с него нагрузки.

В таком виде вся полученная информация будет еще лучше воспринята. В зависимости от типа автомобиля и конструкторских предпочтений человека, что его проектировал могут быть такие типы рулевого: реечный, червячный и винтовой. Поговорим о них немного подробнее.

Реечный является самым распространенным на сегодня и именно он ставится на большинство легковых автомобилей. Технологически такой механизм включает в себя шестерню и рулевую рейку. Рулевое колесо имеет вал, который и вращает водитель, шестерня же и размещается на этом валу и всегда находится в зацеплении с рейкой, которая имеет специальные зубья для этого. Вращение всего этого выглядит следующим образом: водитель смещает руль в нужную ему сторону смещая в сторону и шестерню на валу, что приводит к движению рейки. Рейка же тянет в нужную сторону рулевые тяги, которые уже смещают и колеса. Главным достоинством такого варианта – его простота и высокий коэффициент полезного действия при этом. Однако такой механизм очень чувствителен к ударам и вибрации.

Следующий в нашем списке будет червячный редуктор. Он включает в себя глобоидальный червяк, который соединен с валом рулевого колеса и небольшой ролик. На валу ролика есть сошку, которую инженеры разместили вне его корпуса, сошка же прикреплена к самим рулевым тягам. Во время вращения колеса выходит так, что червяк вращается и по нему же вращается и ролик, которые изменяет положение сошки и вследствие этого изменяется и положения тяг и колес автомобиля. Первое, где можно встретить червячный рулевой привод – советские автомобили классической серии. Здесь он есть на каждой модели. В общем, червяк можно встретить на многих джипах и грузовиках, там он работает идеально и лучшего невозможно придумать.

Последним в нашем списке будет винтовой редуктор. Он имеет герметичный корпус, в котором нашли свое место винт прямо на валу руля, гайку, что подвижно перемещается по валу и зубчатую рейку, которая нарезана на гайке.

По своему принципу работа такого механизма необычайно схожа с червячным механизмом. Здесь поворот руля перемещает надетую гайку на вал руля, гайка на винте смещает зубчатый сектор и, следом за ним, сошку. Она же, в свою очередь, уже тянет рулевые тяги, которые смещают положение колеса. Теперь мы рассмотрим один из электрических элементов управления, который неизменно присутствует в любом современном автомобиле, что в отечественном, что в импортном.

В управлении применяется масса различной электрики, но самым ярким представителем этой части машины является датчик положения руля. Датчик положения необходим для формирования сигнала с абсолютным значением места колеса в диапазоне, что будет удобен для компьютера на борту автомобиля. Датчик положения руля может быть, как автономным блоком, так и лишь небольшим компонентом, что интегрирован в общую систему автомобиля. В любом случае сам датчик включает в себя некоторый механизм напоминающий редуктор, который выполняет роль грубого оценочного звена, который фиксирует точное количество поворотов колеса и его положение в 360-градусной шкале. На практике часто бывает так, что датчик положения, в общем, состоит из двух маленьких, которые имеют каждый свою шестерню и передаточное число у них также различается.

Сделано это для того, чтобы датчик давал более точные показания для бортового компьютера. Также может быть такое, что он представляет из себя более сложный механизм. Так, на оси руля могут быть специальные маркеры, который считывает оптическая головка, которую имеет датчик положения. Он фиксирует показания в двоичном формате и воспринимает эдакую кодировку для передачи ее в электронный блок управления.

Датчик положения может иметь различные функции, основная из которых – фиксация количества оборотов рулевого колеса и положения руля в определенные моменты поездки.

Вот мы и кратенько пробежались по всему управлению автомобилем, что нашей отечественно классики, что импортных заграничных вариантов. Как видим, ничего сложного, главное, хорошенько вникнуть во все это.

Похожие темы

Всегда будьте в курсе наших новостей

Подпишись на ежедневную рассылку лучших новостей

Подписка бесплатна для любых мобильных абонентов Вы можете отказаться от рассылки в любой момент

Размещенная на сайте информация является собственностью администрации сайта и охраняется законом об авторском праве. Копирование информации возможно только при размещении активной гиперссылкой на страницу-источник.

Материалы: http://autodont.ru/steering/rulevoe-upravlenie-avtomobilya