Рулевой механизм автомобиля: виды, устройство и принцип работы

Содержание

Ошибка

Автомобиль — модели, марки
Устройство автомобиля
Ремонт и обслуживание
Тюнинг

Аксессуары и оборудование
Компоненты
Безопасность
Физика процесса

Новичкам в помощь
Приглашение
Официоз (компании)
Пригородные маршруты

Персоны
Наши люди
ТЮВ
Эмблемы

Личные инструменты

Представиться системе

Инструменты

Спецстраницы

Пространства имён

Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Рулевой механизм и привод автомобиля

Рулевой механизм и привод автомобиля

Рулевой механизм. Для преобразования вращательного движения рулевого вала в качательное движение сошки и увеличения усиления, передаваемого от рулевого колеса к рулевой сошке, служит рулевой механизм. Наличие в рулевых механизмах большого передаточного числа (от 15 до 30) облегчает управление автомобилем. Передаточное число определяется отношением угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемых колес автомобиля.

Рис. 1. Рулевое управление автомобилей:
а — зависимая подвеска передних колес; б — независимая подвеска

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 2. Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-53А

Рулевые механизмы подразделяются на червячные, винтовые, комбинированные и реечные (шестеренные). Червячные механизмы бывают с передачей червяк—ролик, червяк—сектор и червяк—кривошип. Ролик может быть двух- или трех-гребневой, сектор — двух- и многозубый, кривошип — с одним или двумя шипами. В винтовых механизмах передача усилий производится посредством винта и гайки. В комбинированных механизмах передача усилий осуществляется через следующие узлы: винт, гайка — рейка и сектор; винт, гайка и кривошип; гайка и рычаг. Реечные механизмы выполнены из шестерни и зубчатой рейки. Наиболее широко распространена передача глобоидальный червяк — ролик на подшипниках качения. В такой паре значительно уменьшены трение и износ и обеспечено соблюдение необходимых зазоров в зацеплении. Рулевые механизмы такого типа применяют на большинстве автомобилей семейства ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК и др.

Червячный рулевой механизм, установленный на автомобилях ГАЗ-БЗА, имеет глобоидальный червяк и трехгребневой ролик, находящиеся в зацеплении. Червяк напрессован на пустотелый вал и установлен в картере рулевого механизма на двух конических роликовых подшипниках. Ролик вращается на оси в игольчатых подшипниках. Ось ролика запрессована в головку вала сошки, который вращается во втулке и цилиндрическом роликовом подшипнике. На мелкие конические шлицы конца вала посажена сошка. Зацепление ролика с червяком зависит от положения регулировочного винта, который фиксируется стопорной шайбой, штифтом и колпачковой гайкой, навернутой на винт.

Рулевой вал помещен в трубу (рулевую колонку), нижний конец которой крепится к верхней крышке картера. В верхней части рулевой колонки установлен радиально-упор-ный подшипник рулевого вала, который имеет мелкие конические шлицы для установки рулевого колеса. Масло в картер рулевого механизма заливают через отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Такого типа рулевые механизмы устанавливаются на автомобилях ГАЗ-24 «Волга», ГАЗ-302 «Волга», ГАЗ-66, автобусах ЛАЗ-695Н и др.

Винтовой рулевой механизм, устанавливаемый на автомобилях ЗИЛ-130, состоит из картера, представляющего одно целое с цилиндром гидроусилителя, винта с шариковой гайкой и рейки-поршня с зубчатым сектором.

Рис. 3. Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-130

Рис. 4. Рулевой механизм автомобиля МАЗ-5335

Сектор выполнен за одно целое с валом рулевой сошки. Картер закрывается крышками 1,8 и 12. Гайка закреплена в рейке-поршне жестко винтами. Винт соединяется с гайкой шариками, которые закладываются в канавке 6 гайки и винта.

Рулевой механизм с винтом и гайкой на циркулирующих шариках отличается малыми потерями на трение и повышенным сроком службы.

В корпусе клапана управления на винте установлены два упорных шариковых подшипника, а между ними — золотник клапана управления. Зазор в этих подшипниках регулируется гайкой.

Зазор в зацеплении рейки-поршня и зубчатого сектора регулируют, смещая вал рулевой сошки винтом, головка которого входит в отверстие вала сошки и опирается на упорную шайбу. Масло в картер рулевого механизма сливают через отверстие, закрываемое магнитной пробкой.

При повороте рулевого колеса винт передвигает шариковую гайку с рейкой-поршнем, и она поворачивает зубчатый сектор с валом сошки. Далее усилие передается на рулевой привод, обеспечивая поворот колес автомобиля. Так работает рулевое управление без гидроусилителя, т. е. при неработающем двигателе.

Комбинированный рулевой механизм, устанавливаемый на автомобиле MA3-5335, состоит из винта и шариковой гайки-рейки, находящихся в зацеплении с зубчатым сектором, вал которого является одновременно и валом сошки. Винт и гайка имеют полукруглые винтовые канавки, которые заполнены шариками. Для создания замкнутой системы для перекатывания шариков в гайку-рейку вставлены штампованные направляющие, предотвращающие выпадание шариков. Винт рулевого механизма установлен в картере в двух конических подшипниках, а вал сектора — в игольчатых подшипниках.

Каждый рулевой механизм характеризуется передаточным числом, которое для рулевых механизмов грузовых автомобилей ЗИЛ-130 и КамАЭ-5320 равно 20,0, для автомобилей ГАЗ-53А — 20,5, для автомобилей MA3-5335—23,6, для автобусов РАФ-2203 — 19,1 и автобусов ЛАЗ-695Н—23,5, а для легковых автомобилей находится в пределах от 12 до 20.

На автомобилях семейства КамАЗ, рулевой механизм типа винт—гайка скомпонован совместно с угловым шестеренчатым редуктором, который передает крутящий момент от карданной передачи рулевого вала на винт рулевого механизма.

На автобусах ЛиАЗ-677М и ЛАЗ-4202 угловой редуктор служит для передачи крутящего момента под прямым углом от рулевого колеса через карданный вал к рулевому механизму типа червяк—сектор.

Реечный рулевой механизм получил широкое применение на переднеприводных легковых автомобилях ВАЗ-2108 «Спутник» и АЗЛК-2141 «Москвич». Он сравнительно прост в изготовлении и позволяет уменьшить количество шарниров рулевых тяг.

Основными деталями такого рулевого механизма является шестерня, нарезанная на валу, и рейка, находящиеся в зацеплении и помещенные в картер. При вращении вала рулевого колеса шестерня, вращаясь, передвигает в продольном направлении рейку, которая посредством шарниров передает усилие на рулевые тяги. Рулевые тяги через наконечник рулевой тяги и поворотные рычаги поворачивают управляемые колеса.

Рулевой привод. Для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и для правильного взаимного расположения колес при повороте служит рулевой привод. Рулевые привода бывают с цельной трапецией (при зависимой подвеске колес) и с расчлененной трапецией (при независимой подвеске). Кроме того, рулевая трапеция может быть задней или передней, т. е. с поперечной тягой, расположенной сзади передней балки или перед ней.

К деталям рулевого привода с зависимой установкой колес относятся (см. рис. 16.2, а) рулевая сошка, продольная тяга, рычаг продольной тяги, поперечная тяга и рулевые рычаги поворотных цапф.

Рулевая сошка может качаться по дуге окружности, расположенной в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля, или в плоскости, параллельной балке переднего моста. В последнем случае продольная тяга отсутствует, а усилие от сошки передается через среднюю тягу и две боковые рулевые тяги поворотным цапфам. Сошка крепится к валу на конусных шлицах при помощи гайки на всех автомобилях.

Продольная рулевая тяга изготовляется из трубы с утолщениями по краям для монтажа деталей двух шарниров. Каждый шарнир состоит из пальца, вкладышей, охватывающих сферическими поверхностями шаровую головку пальца, пружины, ограничителя и резьбовой пробки. При заворачивании пробки головка пальца зажимается вкладышами благодаря пружине. Пружина смягчает удары от колес на рулевую сошку и устраняет зазор при износе деталей. Ограничитель 5 предотвращает чрезмерное сжатие пружины, а в случае ее поломки не позволяет пальцу выйти из шарнира.

Рис. 5. Рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2108 «Спутник»

Рулевые рычаги соединяются с тягами шарнирно. Шарниры имеют различную конструкцию и тщательно защищены от попадания грязи. Смазка попадает в них через масленки. В некоторых моделях автомобилей в шарнирах тяг применяют пластмассовые вкладыши, не требующие смазки в процессе эксплуатации автомобиля.

Поперечная рулевая тяга также имеет трубчатое сечение, на концы которой наворачивают наконечники. Концы поперечной тяги и соответственно шарнирные наконечники имеют правую и левую резьбы для изменения длины тяги при регулировке схождения колес. Наконечники фиксируются на тяге стяжными болтами.

Рис. 6. Шарниры рулевых тяг:
а — продольной тяги; б, в — поперечной тяги

В поперечных рулевых тягах устанавливаются шарниры, в которых перемещение пальца допускается только перпендикулярно к тяге. Поперечная рулевая тяга при независимой подвеске передних колес состоит из средней тяги и двух боковых, соединенных шарнирно.

Шарнир состоит из шарового пальца, который может иметь головку со сферическими поверхностями или шаровую, и двух эксцентриковых вкладышей, прижимаемых к пальцу пружиной, удерживаемой пробкой. При таком устройстве пружины не нагружаются силами, действующими на поперечную рулевую тягу, и устранение зазора при износе деталей шарнира происходит автоматически. Шаровые пальцы устанавливают в конусные отверстия рычагов и закрепляют гайками.

На некоторых легковых автомобилях применяют рулевые управления повышенной безопасности с энергопоглощающим устройством, которые уменьшают усилия, наносящие травму водителю при авариях.

Так, на автомобилях ГАЗ-З02 «Волга» энергопоглощающим устройством служит резиновая муфта, соединяющая две части рулевого вала, а на автомобилях АЗЛК-2140 рулевой вал и рулевая колонка выполнены составными, что дает возможность перемещаться рулевому валу незначительно внутрь салона при столкновениях автомобилей.

Кроме того, рулевое колесо делают с утопленной ступицей и мягкой накладкой, что значительно уменьшает тяжесть травмы, получаемой водителем при ударе о него. Могут применяться и другие устройства, повышающие травмобезопасность водителя.

—

В автомобилях применяют рулевые механизмы следующих типов: червяк и сектор (автомобиль Урал-375), червяк и ролик (трехгребневой на автомобилях ЗИЛ-164А и ЗИЛ-157 и двухгребневой на автомобилях ГАЗ-53А, ЗАЗ-965 «Запорожец», «Москвич-408», М-21 «Волга» и др. ), винт и гайка и комбинированные. К последним относят механизмы, сочетающие винт и гайку на циркулирующих роликах и рейку с сектором (автомобили ЗИЛ-130, ЗИЛ-111, БелАЗ-540 и БелАЗ-548).

В механизме червяк и сектор применяют как обычный цилиндрический червяк, так и глобоидальный червяк с нарезной поверхностью, витки которой выполнены по дуге окружности с центром на оси вращения сектора. В последнем случае даже при крутых поворотах автомобиля между зубьями сектора и червяком сохраняется небольшой зазор.

Механизм с цилиндрическим червяком и сектором показан на рис. 6, а. С насаженным на нижнем конце рулевого вала червяком находится в зацеплении зубчатый сектор, изготовленный как одно целое с валом рулевой сошки.

На рис. 6, б изображен рулевой механизм типа червяк и ролик. На нижнем конце рулевого вала имеется глобоидальный червяк, который находится в зацеплении с двухгребневым роликом, входящим в зацепление с витками червяка и сидящим на оси, закрепленной в вилке вала 8 рулевой сошки. Механизм этого типа является наиболее износостойким и требует от шофера наименьшей затраты усилий при повороте.

Червяк может также работать в паре с боковым сектором. В механизмах этого типа контакт между зубьями происходит не в отдельных точках, как в ранее рассмотренных передачах, а по линиям, что позволяет передавать значительно большие усилия. Однако потери на трение и износ такой передачи велики. Кроме того, механизм этого типа особенно чувствителен к точности регулировки зацепления.

Рис. 6. Основные типы рулевых механизмов:
а — червяк и сектор; б -— червяк и ролик; в — червяк и боковой сектор; 1 — рулевой вал; 2 — цилиндрический червяк; 3 — зубчатый сектор; 4 — вал сошки; 5 — рулевая сошка; 6 — глобоидальный червяк; 7 — ролик; 8 — вал рулевой сошки; 9 — боковой зубчатый сектор

На рис. 7 изображен рулевой механизм типа червяк и ролик с передаточным числом 20,5 автомобиля ГАЗ-53Ф.

К левому лонжерону рамы автомобиля прикреплен болтами чугунный картер рулевого механизма, внутри которого помещаются находящиеся в зацеплении глобоидальный червяк и двухгребневой ролик. Опорами рулевого вала с напрессованным на его нижний конец червяком служат цилиндрический роликоподшипник в рулевой колонке и два конических роликоподшипника в картере рулевой передачи. Последние два подшипника не имеют внутренних колец и их ролики работают непосредственно по поверхности червяка. Ролик посажен на ось на двух шарикоподшипниках, на внутреннее кольцо которых установлено пружинное кольцо. Ось ролика запрессована в головку вала рулевой сошки и смещена от оси червяка в сторону боковой крышки картера на 5,75 мм.

Сошка закреплена на мелких шлицах вала гайкой с шайбой. Четыре сдвоенных шлица обеспечивают правильность соединения сошки с валом. Вал сошки вращается в цилиндрическом роликоподшипнике и втулке и может поворачиваться на угол 90°. Втулка помещается в картере, а подшипник — в его боковой крышке. Кроме боковой, картер имеет также верхнюю и нижнюю крышки. Внутрь картера через отверстие, закрываемое пробкой, заливается масло.

Картер крепится к рулевой колонке хомутом и стяжным болтом. На верхнем конце рулевого вала крепятся рулевое колесо и кнопка сигнала. Провод сигнала проходит внутри рулевого вала в трубке; между трубкой и валом установлено уплотнительное кольцо, прижимаемое к трубке пружиной. Верхний конец вала уплотняется сальником, поджимаемым пружиной. Вал сошки уплотнен сальниками.

Рис. 7. Рулевой механизм автомобиля ГАЭ-53Ф:
1 — кольцо; 2 — внутреннее кольцо подшипников; 3 — шарик; 4 — ось ролика; 5 — уплотнительное кольцо; 6 — трубка; 7 — провод сигнала; 8 и 17 — пружины; 9 и 15 — крышки; 10 и и — регулировочные прокладки; 12 — конический роликоподшипник; 13 — картер; 14 — пробка; 16, 33 и 34 — сальники; 18 — рулевой вал; 19 — рулевая колонка; 20 — глобоидальный червяк; 21 — двугребневой ролик; 22 — вал рулевой сошки; 23 — болт; 24 — хомут; 25 а 32 — цилиндрические роликоподшипники; 26 — боковая крышка; 27 — регулировочный винт; 28 — гайка; 29 — втулка; 30 — рулевое колесо; 31 — рулевая сошка

Зацепление червяка и ролика можно регулировать, не разбирая рулевой механизм, винтом, в паз которого входит хвостовик вала рулевой сошки. Как уже указывалось, оси ролика и червяка лежат в разных плоскостях; поэтому для уменьшения зазора в зацеплении достаточно переместить вал сошки в сторону червяка путем ввертывания винта. Увеличение зазора может быть достигнуто путем вывертывания винта. Снаружи на винт навернута колпачковая гайка, предотвращающая вытекание масла из картера через резьбу. Для предохранения от выхода ролика из зацепления с червяком служат внутренние приливы в картере рулевого механизма. Они же ограничивают поворот вала рулевой сошки. Осевой зазор роликоподшипников регулируют путем удаления картонных со специальной пропиткой (толщиной 0,25 мм) и пергаментных (толщиной 0,10—0,12 мм) прокладок из-под крышки картера.

В автомобиле М-21 «Волга» рулевой механизм по конструкции такой же.

В автомобиле ЗИЛ-164А применяют рулевой механизм с червяком и трехгребневым роликом, который увеличивает возможные углы поворота рулевой сошки без нарушения зацепления.

На рис. 8 показан рулевой механизм автомобиля МАЗ-200 типа цилиндрический червяк и боковой сектор. Червяк и боковой сектор со спиральными зубьями помещены в картере. Червяк напрессован на нижний конец рулевого вала. При повороте рулевого вала и червяка поворачивается сектор, торцовые зубья которого находятся в зацеплении с червяком. Опорами для вала сектора служат игольчатые подшипники.

Рис. 8. Рулевой механизм автомобиля МАЗ-200:
1 — червяк; 2 — сектор; з — прокладки; 4 — фасонная гайка; 5 — игольчатый подшипник; 6 — картер

Подшипники рулевого вала регулируют путем изменения толщины прокладок под фланцем фасонной гайки.

В рулевом механизме тина винт и гайка автомобиля МАЗ-525 на нижнем конце рулевого вала имеется винтовая нарезка. При вращении рулевого вала сидящая на его нижнем конце во втулке гайка перемещается вверх или вниз вдоль вала, поворачивая вал рулевой сошки, установленный во втулках в картере и крышке картера. Нижний конец рулевого вала не закреплен, а верхний имеет качающуюся опору, состоящую из шарикоподшипника и резиновых колец. Рулевая колонка нижним и верхним наконечниками соединяется с картером рулевого механизма и корпусом головки.

Передаточное число рулевого механизма определяется как отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота рулевой сошки. Чем больше передаточное число, тем меньшее усилие необходимо для поворота колес. Для быстроты поворота передаточное число не должно быть слишком большим.

Рулевые механизмы грузовых автомобилей имеют передаточные числа 20—40, а легковых — 17—18.

Рис. 9. Рулевой механизм автомобиля МАЗ-525

—

Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение звеньев рулевого привода, его выполняют с большим передаточным числом (20—24) для снижения усилия, затрачиваемого водителем.

На автомобилях КамАЗ применяют рулевой механизм с гидроусилителем, который показан на рис. 93. В собственно рулевой механизм входят винт, по которому перемещается гайка, установленная на циркулирующих шариках, и поршень-рейка, зацепленная зубьями с зубчатым сектором.

Поскольку кабина автомобилей КамАЗ вынесена вперед и выполнена откидной, потребовалось ввести шарнирное соединение рулевой колонки с рулевым механизмом и дополнительный угловой редуктор.

Рис. 10. Схема механизма рулевого управления с гидроусилителем:
1 — реактивный плунжер; 2 — масляный радиатор; 3 — шланг высокого давления; 4 — насос; 5 — рулевая колонка; 6 — карданный вал; 7 — ведущая шестерня: 8 — ведомая шестерня; 9 — вал сошкн; 10 — зубчатый сектор вала сошки; 11 — поршень-репка: 12 — винт; 13 — шариковая гайка; 14 — шариковые подшипники: 15 — упорный задний подшипник; 16 — золотник; 17 — клапан управления; 18 — шланг низкого давления; 19 — упорный передний подшипник

Вал рулевой колонки соединен шарниром с карданным валом. Другой конец вала при помощи шарнира соединен с ведущей шестерней углового редуктора. Угловой редуктор состоит из ведущей и ведомой конических шестерен.

Ведущая шестерня выполнена за одно целое со своим валом, вращающимся на игольчатом и шариковом подшипниках. Шариковый подшипник ведущей шестерни находится в верхней крышке картера. Ведомая шестерня 8 установлена на валу винта, вращающегося в двух шариковых подшипниках. Перемещающаяся по винту гайка помещена в поршне-рейке. На его наружной поверхности нарезаны зубья, образующие рейку и входящие в зацепление с зубчатым сектором.

Для облегчения передвижения гайки в ней и в винте выполнены полукруглые винтовые канавки, образующие спиральный канал, заполненный шариками. Выпадение шариков из канавок предотвращается установкой в пазы гайки штампованных направляющих, состоящих из двух половин. Образованный таким образом желоб создает два замкнутых потока перекатывающихся шариков. По этому желобу при повороте винта перекатываются шарики, выходящие с одной стороны гайки и возвращающиеся в нее с другой. На валу винта установлены два упорных подшипника с золотником клапана управления между ними. Подшипники и золотник закреплены гайкой с пружинной шайбой. Золотник имеет несколько большую длину, чем гнездо в клапане управления.

В осевом направлении винт и золотник могут перемещаться в пределах 1,1 мм в каждую сторону от среднего положения, в которое их возвращают спиральные пружины и реактивные плунжеры, находящиеся под давлением масла, поступающего по нагнетательной магистрали от лопастного насоса. Всякий поворот рулевого колеса передается винту и вызывает соответствующее поворачивание колес. Однако колеса при этом создают сопротивление, которое, передаваясь на винт, стремится сместить его в осевом направлении. Когда это сопротивление превысит силу предварительного сжатия пружин, то смещение винта изменит положение золотника. Соответственно направлению сдвига винта золотник соединит одну полость усилителя с линией нагнетания, а другую — с линией слива. Под давлением масла поршень-рейка создает дополнительное усилие, действующее на сектор сошки и способствующее повороту управляемых колес автомобиля.

По мере повышения сопротивления повороту передних колес увеличивается давление в рабочей полости цилиндра гидроусилителя. Вместе с тем растет давление и под реактивными плунжерами. Под давлением пружин и реактивных плунжеров золотник стремится вернуться в среднее положение.

Водитель, управляя автомобилем, всегда сохраняет чувство дороги, т. е. для поворота рулевого колеса ему необходимо затратить некоторое усилие.

С увеличением сопротивления повороту передних колес и увеличением давления в полости цилиндра гидроусилителя возрастает также и усилие на рулевом колесе.

По окончании воздействия на рулевое колесо золотник перемещается в среднее положение, связь данной полости цилиндра с линией нагнетания прекращается и давление в ней падает.

В среднем положении осевой зазор между поршнем-рейкой и зубчатым сектором наименьший. По мере поворота рулевого колеса вправо и влево зазор в этом зацеплении увеличивается.

При неработающем двигателе и отсутствии подачи жидкости насосом гидроусилителя рулевой механизм работает обычным образом, однако при этом водителю приходится затрачивать большее усилие на управление автомобилем.

В нижней части корпуса рулевого механизма расположена сливная пробка с магнитом, улавливающая металлические частицы, попадающие в жидкость.

У автомобилей Минского автозавода применен рулевой механизм типа винт — шариковая гайка, ио с вынесенным отдельно гидроусилителем.

Вал рулевого механизма, установленный на двух конических роликовых подшипниках, имеет винт, по которому передвигается гайка-рейка. На наружной поверхности гайки нарезана рейка, входящая в зацепление с зубчатым сектором вала. Для более легкого перемещения гайки в ней и в винте выполнены полукруглые винтовые канавки, образующие спиральный канал, заполненный шариками. Выпадение шариков из канавок предотвращается установкой в пазы гайки штампованных направляющих, образующих трубчатый желоб. По этому желобу при повороте винта перекатываются шарики, выходящие с одной стороны гайки и возвращающиеся в нее с другой.

Вал зубчатого сектора установлен на трех игольчатых подшипниках, два из которых расположены со стороны крепления сошки. Сектор с пятью зубьями входит в зацепление с зубьями рейки. Средний зуб сектора имеет несколько большую толщину, чем другие. На одном конце вала сектора выполнены мелкие шлицы для соединения с рулевой сошкой, которая удерживается от осевого смещения гайкой. На другом конце вала сектора имеется регулировочное устройство, позволяющее устанавливать необходимый осевой зазор в зацеплении сектор — гайка. Оно состоит из регулировочного винта, фиксируемого контргайкой.

Картер рулевого механизма отливают из чугуна и закрывают с боков съемными крышками с уплотнительными прокладками. Места выхода из картера вала руля и вала сектора уплотнены резиновыми сальниками. В верхней части картера расположена пробка, закрывающая наливное отверстие для масла. В нижней части имеется отверстие с такой же пробкой для слива масла.

На автомобилях КрАЗ ранее устанавливали рулевой механизм, состоящий из червяка и бокового зубчатого сектора со спиральными зубьями (таких автомобилей сейчас много в эксплуатации), а в настоящее время применяют механизм в виде винта и шариковой гайки-рейки, т. е. такого же типа, как и на автомобилях Минского автозавода, также с вынесенным отдельно гидроусилителем.

Рис. 11. Рулевой механизм автомобилей МАЗ:
1 — вал сектора; 2 — сальник; 3 — игольчатые подшипники; 4 — боковая крышка: 5 — пробка сливного отверстия; 6 — гайка регулировочная; 7 — подшипник; 8 — картер рулевого механизма: 9 — гайка-рейка; 10 — шарики; 11 — винт; 12 — пробка заливного отверстия; 13 — подшипник

Как работает система рулевого управления автомобиля

Что страшнее? Призраки или вампиры? Хитрый вопрос. Самое страшное — это езда без работающей системы рулевого управления автомобилем. Без него вы не сможете заставить свою машину двигаться влево или вправо. Страшно, правда?

Так что же такое автомобильное рулевое управление и как оно работает?

Система рулевого управления автомобиля состоит из (i) рулевого колеса, (ii) узла рулевой колонки и (iii) рулевой рейки. Вместе эти 3 компонента дают вам возможность управлять автомобилем. В качестве дополнительного бонуса система рулевого управления также упрощает управление нашим автомобилем благодаря тому, что мы называем «редуктор» (подробнее об этом позже).

В этой статье мы рассмотрим каждый отдельный компонент системы рулевого управления автомобиля. Не стесняйтесь переходить к любому разделу ниже, чтобы узнать больше о конкретной части.

Обзор системы рулевого управления автомобиля
Рулевое колесо
Сборка рулевой колонны
- Корпус рулевой колонны
- Руководящая колонка
- Промежуточный вал
Рулевая стойка

Система управления автомобильной машиной. Кто-то работает только на механике, кто-то на гидравлике, кто-то на электричестве, а кто-то на обоих. Но забудьте обо всем этом. Сегодня мы вернемся к основам и рассмотрим чисто механическую систему рулевого управления автомобиля, чтобы помочь вам понять систему рулевого управления на самом фундаментальном уровне.
(Слишком) упрощенная схема традиционной системы рулевого управления автомобиля.
Источник
Изображение предоставлено LaurensvanLieshout.
Скрыть
Базовая система рулевого управления автомобиля состоит из 3 основных компонентов: (i) Рулевое колесо, (ii) Рулевая колонка в сборе и (iii) Рулевая рейка . Чтобы помочь нарисовать картинку в голове, представьте это.

Представьте, что вы сидите на водительском сидении, вы держитесь за руль . Чуть ниже руля цифра 9.0007 Корпус рулевой колонки , где у вас есть переключатели сигналов, переключатели фар и т. Д. Чего вы не видите, так это того, что он также скрывает рулевую колонку и промежуточный вал , который проходит вниз по подставке для ног и в днище вашего автомобиля, где он встречается с рулевой рейкой . Наконец, рулевая рейка имеет два конца, которые входят в поворотный кулак на обоих колесах нашего автомобиля .

Это полная (упрощенная) система рулевого управления автомобилем.

Как видите, все эти части связаны механически. Так что имеет смысл, когда вы крутите руль, остальные последуют за ним, и каким-то образом колеса автомобиля повернутся туда, куда мы хотим. Но как именно он это делает? Чтобы ответить на этот вопрос, было бы очень полезно разбить его по одному и выяснить, что они делают по отдельности.

Рулевое колесо

Начнем с чего-то, с чем мы все знакомы, — рулевого колеса . Эта часть не нуждается в представлении. Это круглый объект, который мы всегда держим и поворачиваем во время вождения. Если вы этого не делаете, то вам, вероятно, следует!

Здесь вы найдете автомобильные гудки, поворотники и переключатель стеклоочистителей.

Мы также начинаем видеть, что в современных автомобилях добавляется больше функций, предназначенных для удержания рук водителя на колесах. К ним относятся аудиосистема, круиз-контроль и многие другие.

Рулевое колесо отвечает за прием нашего рулевого управления, в то время как остальная часть системы рулевого управления соответственно реагирует на этот ввод, чтобы изменить траекторию движения автомобиля. Это как клавиатура для нашего компьютера. Он просто принимает все, что мы делаем, потому что все это механическое, а затем передает информацию (насколько мы поворачиваем, как быстро мы поворачиваем и т. д.) остальной системе рулевого управления.

Интересный факт дня — Чем больше руль, тем легче вам поворачивать машину.
Это потому, что…
Крутящий момент = Сила * Расстояние
Или, другими словами,
Мощность поворота = Насколько сильно мы поворачиваем * Насколько велик руль.
Да, пока это правда. Наши рули на самом деле стали меньше с годами. Это связано с введением рулевой рейки с усилителем . Это позволяет нам использовать рулевые колеса меньшего размера, сохраняя при этом легкость поворота. Меньшее пространство, занимаемое рулевым колесом, дает производителям автомобилей больше гибкости при проектировании и оптимизации для обеспечения комфорта и безопасности.

Затем рулевое колесо устанавливается непосредственно на рулевую колонку.

Рулевая колонка в сборе

Рулевая колонка в сборе — довольно сложная деталь, выполняющая множество функций. Чтобы упростить его, мы можем разбить его на три основные части, а именно (i) корпус рулевой колонки , (ii) рулевая колонка и (iii) промежуточный вал .

По сути, вот что они делают:

Корпус рулевой колонки содержит всю электрическую проводку и механизмы переключателей, которые вы найдете на рулевом колесе.
Рулевая колонка представляет собой прочный металлический вал, который передает усилие рулевого управления с рулевого колеса на рулевую рейку.
Промежуточный вал позволяет соединить рулевую колонку с рулевой рейкой под небольшим углом.

Speedkar сделал действительно отличное видео на Youtube, в котором разбирается рулевая колонка и объясняется, как работает рулевая колонка. Это так информативно, это лучшие 9 минут в моей жизни. Попробуйте!

Как видите, рулевая колонка в сборе — это все. Давайте немного замедлим ход событий и посмотрим на них один за другим.

Корпус рулевой колонки

Корпус рулевой колонки — это верхняя часть рулевой колонки в сборе. Как следует из названия, это дом , в котором хранится вся внутренняя проводка и внутренние механизмы ваших переключателей на рулевом колесе.

, если вы откроете его, вы найдете:-

Модуль подушки безопасности
Многофункциональный переключатель
Оконная выключатель стеклоочистителя
Переключатель зажигания
Фагол
ОБЪЕДИТЕЛЬ
CAR HORN

СТАВКА
CAR GORN

СТАВИТЬ

CAR GORN

СТАВИНГА СТАВИНГА

CAR HORN

. является одной из самых недооцененных частей системы рулевого управления автомобиля, потому что обычно практически не требует обслуживания . Хип-хип, ура!

Рулевая колонка

Рулевая колонка — это нижняя часть рулевой колонки в сборе. Вы найдете его чуть ниже корпуса рулевой колонки, где-то рядом с подставкой для ног.

Основное назначение рулевой колонки — принимать вращательное движение от рулевого колеса и затем передавать его на рулевую рейку, расположенную под ней.

Рулевая колонка соединяется непосредственно с рулевым колесом.

На самом деле ничего особенного, просто металлический стержень. Этот металлический вал конструктивно соединяется с рулем вверху, а снизу с рулевой рейкой. Таким образом, когда вы поворачиваете руль, соответственно поворачивается рулевая колонка, которая также поворачивает рулевую рейку.

Ну, это еще не все. Я говорил вам, что рулевая колонка тоже спасает жизни?

Рулевая колонка , изобретенная Белой Бареньи, имеет складной механизм, который разрушается при сильном лобовом ударе . Это предотвращает пронзание рулевой колонкой рулевого колеса и (возможно) головы водителя, как копья.

Складная конструкция включает внутреннюю и наружную втулки . Наружная втулка большего размера, полая трубка. Внутренняя втулка представляет собой трубку меньшего размера, поэтому ее можно поместить внутрь внешней втулки . Стальные подшипники установлены между внутренней и внешней втулкой для обеспечения надежного контакта между двумя втулками . Наконец, специальный вид смолы приклеивает стальные подшипники к втулкам.

Самое интересное!

Смолы в основном представляют собой клей, поэтому они естественным образом удерживают стальные подшипники на месте, поглощая и перераспределяя любую вибрацию/силу. Но клеи из специальных смол рассчитаны на то, чтобы выдерживать только определенное давление. Когда давление превышает указанный уровень во время неудачного лобового столкновения, 9Специальные смолы 0007 поглощают столько ударов, сколько могут, а затем разбиваются на мелкие кусочки . Без смолы, удерживающей стальные подшипники на месте, внутренняя втулка падает на большую полую втулку, как телескоп.

Давайте немного вернемся сюда. Рулевая колонка как раз делала две вещи очень быстро и красиво. Прежде всего, сами смолы поглощают значительную часть силы тяги рулевой колонки, что снижает силу удара по вам. Во-вторых, когда внутренняя гильза втягивается подобно телескопу, это эффективно замедляет время удара. Когда все это суммируется, это может означать разницу между легкой травмой или разрушительной смертью.

Согласно статистике Национальной администрации безопасности дорожного движения, складная рулевая колонка ежегодно помогает предотвратить 1300 смертельных случаев и 23000 несмертельных травм .

Замечательно, не так ли? Так или иначе, нижняя часть рулевой колонки напрямую связана с промежуточным валом.

Промежуточный вал

Хорошо, если рулевая колонка уже может передавать вращение рулевого колеса на рулевую рейку, зачем нам нужен еще один вал для выполнения этой работы? Так почему же тогда у нас здесь такой сложный на вид механизм? Со всеми карданами и прочим? Почему бы просто не использовать простой прямой вал, такой как рулевая колонка?

Совершенно правильные вопросы. Простой прямой вал действительно достаточно хорош для передачи вращательного движения. Но было бы очень неудобно ехать с рулем, лежащим в горизонтальной плоскости, а не стоящим вертикально. Картинка ниже говорит сама за себя.

Использование универсальных шарниров позволяет лучше наклонять рулевое колесо (левое изображение) для более комфортного вождения.

Источник

Изображение предоставлено Ойвиндом Холмстадом.

Скрыть

Бесспорно, руль слева выглядит в 10 раз удобнее и в 20 раз круче. Чтобы достичь этого уровня удивительности, мы используем два универсальных шарнира, которые вы можете найти на промежуточном валу.

Карданные шарниры представляют собой механические шарниры, которые могут свободно вращаться под углом. Используя эти свойства, мы можем соединить рулевую колонку и промежуточный вал вместе под углом, не теряя энергии вращения рулевого колеса. Это беспроигрышный вариант.

Затем промежуточный вал входит в рулевую рейку.

Рулевая рейка

Рулевая рейка представляет собой закрытый металлический корпус с реечной шестерней внутри. Он соединен с нижней частью промежуточного вала.

Это рулевая рейка с электроусилителем и прикрепленным к ней электродвигателем.

Основная причина, по которой нам нужна рулевая рейка, это:

Помогает преобразовать вращательное движение в боковое
Облегчает управление за счет понижающей передачи

Итак, краткое резюме.

Когда водитель поворачивает, вращательное движение передается от рулевого колеса через рулевую колонку, затем промежуточный вал и, наконец, достигает шестерни вашей рулевой рейки.

Рулевая рейка — место, где вращательное движение рулевого колеса преобразуется в боковое (левое или правое движение). Как? Через его Реечные шестерни . Шестерня входит в зацепление с прямым рядом зубьев, известным как зубчатая рейка.

Это упрощенная схема традиционной реечной рулевой рейки.

Источник

Изображение предоставлено PaulsGiganticGarage.

Скрыть

Когда водитель поворачивает, ведущая шестерня заставляет зубчатую рейку двигаться из стороны в сторону. Поскольку оба конца зубчатой рейки соединены с колесами автомобиля , колеса автомобиля также будут перемещаться из стороны в сторону.

Именно так машины меняют направление, когда мы поворачиваем руль.

Но…

Автомобиль обычно весит около 1500 кг. Управлять объектом такого масштаба теперь будет легко, особенно если ваша машина стоит на месте. Так что, как обычно, инженеры стараются сделать все удобнее и лучше.

Они придумали то, что мы называем… рулевая рейка с гидроусилителем , или гидроусилитель руля короче. Рулевая рейка с гидроусилителем работает так же, как реечная рулевая рейка без усилителя, но с дополнительными компонентами. Это может быть либо насос с приводом от двигателя (гидравлический усилитель руля) или электродвигатель с компьютерным управлением (электроусилитель руля) . Они обеспечивают дополнительную мощность, помогающую поворачивать автомобиль.

Обычное рулевое управление:
Рулевое управление автомобильным управлением = усилия по управлению водителем + сокращение передачи
Рулевое управление.0003

Если вам интересно, как они работают, это будет совершенно новая глава истории, и мы не будем ее обсуждать сегодня. Но скоро мы напишем об этом статью, так что следите за обновлениями!

Финишная черта
Автомобильная система рулевого управления — это, по сути, просто рулевое колесо, рулевая колонка в сборе и рулевая рейка. Они работают вместе в гармонии, чтобы сделать поворот вашего автомобиля возможным и комфортным.
Автомобильные системы рулевого управления обычно очень надежны. Другими словами, они созданы на века. Но если вы чувствуете, что у вас есть какие-либо проблемы с системой рулевого управления автомобиля, не стесняйтесь проверить их, потому что это может лишить вас способности управлять автомобилем.
Если вы не уверены, неисправна ли ваша система рулевого управления, мы написали статью о 7 основных проблемах с рулевой рейкой, которые вы можете определить [с помощью видео!]. Прочтите его, возможно, он направит вас в правильном направлении.
А пока водите осторожно и разумно!
Совместное использование помогает нам делать для вас лучший контент!
Рулевой механизм – CarAdvise
Рулевой механизм
Рулевой механизм является центральным компонентом системы рулевого управления автомобиля. Рулевой механизм отвечает за передачу движения руля на колеса автомобиля. Это, наряду с усилителем рулевого управления (если применимо), обеспечивает оптимальную управляемость и лучшее рулевое управление с меньшим участием водителя.
Типы рулевых механизмов
Существует два типа рулевых механизмов:
Реечный механизм . Этот тип рулевого механизма используется почти во всех обычных автомобилях. В нем используется компонент, называемый шестерней, которая крепится к концу рулевой колонки. Шестерня поворачивается, когда вы поворачиваете руль, что позволяет реечной передаче двигаться по мере необходимости. Эта передача движения затем перемещает рулевую тягу, которая управляет поворотным кулаком и колесами. Реечные системы рулевого управления позволяют поворачивать с меньшим движением рулевого колеса.
Рециркуляционный шар — Коммунальные автомобили, грузовики и некоторые старинные автомобили используют систему рулевого управления с рециркуляционным шаром. Конструкция включает червячную передачу и несколько шарикоподшипников внутри рулевого механизма. Эти компоненты обеспечивают меньшее трение между шестернями. Как правило, вы сможете повернуть руль намного дальше в системе рулевого управления с рециркуляцией шариков. Этот тип системы особенно удобен для больших грузовиков, перевозящих тяжелые грузы.
Типы гидроусилителя руля
Усилитель руля помогает снизить усилие, необходимое для поворота. Существует два типа систем рулевого управления с усилителем:
Гидравлический . Системы рулевого управления с гидравлическим усилителем чаще используются в старых автомобилях. В них используется насос с ременным или шестеренчатым приводом, который нагнетает гидравлическую жидкость, необходимую для поворота рулевого колеса.
Электрический . Современные автомобили обычно оснащаются системой рулевого управления с электроусилителем. В этих системах используется электронный двигатель для помощи при рулевом управлении. Этот двигатель также будет сдвигать рулевой механизм влево или вправо в зависимости от входного сигнала датчика крутящего момента.
Признаки неисправного рулевого механизма
Скрежет при рулевом управлении – Неисправный рулевой механизм часто вызывает некоторый шум. Это происходит из-за износа внутренних компонентов, из-за чего между ними остается слишком много места.
Заедание в рулевом колесе – Изношенные компоненты рулевого механизма часто затрудняют поворот рулевого колеса.
Ослабление рулевого управления – обычно возникает из-за незакрепленных компонентов внутри рулевого механизма.
Автомобиль заносит в одну сторону – Поврежденный рулевой механизм может привести к тому, что рулевое управление будет уводить в сторону, что приведет к некоторому заносу во время движения. Это особенно опасная проблема, которую нельзя игнорировать.
Не работает гидроусилитель руля – Если вы привыкли к гидроусилителю руля, вы обязательно заметите, когда он перестанет работать в вашем автомобиле, так как управлять им станет значительно труднее. Это может быть связано с механической неисправностью рулевого механизма или неисправностью компьютера с усилителем рулевого управления, если в вашем автомобиле используется система рулевого управления с электроусилителем.