Из чего состоит рулевое управление: Рулевое управление. Назначение и устройство

Рулевое управление автомобиля, устройство и назначение

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

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

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

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 автомобиля | Автомобильный справочник

 

Рулевое управление автомобиля, это система управления направлением движения с помощью рулевого колеса. Рулевое управление представляет собой совокупность узлов и механизмов, предназначенных для синхронизации положения рулевого колеса и угла поворота управляемых колес. Вот о том, из каких узлов состоит современное рулевое управление автомобиля, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

 

 

Классификация системы рулевого управления

 

Системы рулевого управления можно класси­фицировать следующим образом:

 

Мускульная система рулевого управления

 

Необходимые усилия рулевого управления генерируются исключительно мускульной энергией водителя. Эти системы рулевого управления в настоящее время используются в самых маленьких легковых автомобилях.

 

Система рулевого управления с усилителем

 

Усилия рулевого управления генерируются му­скульной энергией водителя и вспомогательной силой, реализуемой гидравлически и в послед­нее время все чаще электрически. Эта система рулевого управления в настоящее время ис­пользуется в легковых и грузовых автомобилях.

 

Система автоматизированного рулевого управления

 

Усилия рулевого управления генерируются исключительно не мускульной (внешней) энергией (например, в машинах).

 

Фрикционная система рулевого управления

 

Усилия рулевого управления создаются си­лами, воздействующими на контактное пятно шины. Примером такой системы могут слу­жить поддерживающие мосты в грузовиках. Передача рулевых и вспомогательных сил происходит механически, гидравлически или электрически либо сочетаниями этих трех компонентов.

 

Требования к системе рулевого управления

 

Система рулевого управления преобразует соз­даваемые водителем вращательные движения рулевого колеса в изменение угла поворота управляемых колес автомобиля. Конструкция и схема системы призваны обеспечить удобное и безопасное рулевое управление автомобиля во всех ситуациях и на всех скоростях. Вся си­стема рулевого управления, от рулевого колеса и до управляемых колес, должна в этих целях обладать следующими свойствами.

Передача инициируемых водителем руля­щих движений на рулевом колесе без люфта особенно важна при движении по прямой. Это гарантирует безопасное, неутомительное для водителя управление автомобилем, пре­жде всего на средних и высоких скоростях.

Поэтому рулевой механизм должен быть очень жестким. Это необходимо для обеспе­чения точной управляемости и преодоления отклонения от заданного угла поворота ру­левого колеса под действием изменяющихся возвратных сил, возникающих, например, при изменении бокового ускорения.

Слабое трение в рулевом механизме по­зволяет водителю получать через реактивные силы тактильную обратную связь, дающую информацию о коэффициенте сцепления между дорогой и шинами. Слабое трение также помогает колесам выровняться для движения по прямой. В системах рулевого управления с мускульной энергией слабое трение обеспечивает небольшие движущие силы. В системах рулевого управления с усилителем оно повышает эффективность управления.

Кинематические параметры рулевого управления и конструкция управляемой оси автомобиля должны быть такими, чтобы во­дитель мог чувствовать величину сцепления между шинами и дорогой.

 

Требования к рулевому управлению

 

Требованиями к функционированию системы рулевого управления являются:

Легкое, безопасное рулевое управление автомобилем. Сюда, к примеру, относится тенденция рулевого управления автоматиче­ски возвращаться в положение прямолиней­ного движения при отпускании руля.

Максимально возможное демпфирование колебаний, передаваемых от колес автомо­биля на рулевое колесо при движении по не­ровным дорогам. Но этот процесс не должен приводить к потере обратной связи в рулевом управлении.

Для обеспечения чистого качения колес и, соответственно, предотвращения их из­быточного износа вся рулевая кинематика должна удовлетворять условию Аккермана. Это означает, что оси управляемых колес должны пересекаться в одной точке с осью задних колес (рис. «Условие Аккермана» ).

Достаточно жесткая схема всех компонен­тов рулевого механизма означает, что даже малые инициируемые водителем рулевые движения преобразуются в изменение на­правления управляемых колес, обеспечивая безопасную и точную управляемость авто­мобиля.

Угол поворота рулевого колеса от упора до упора по соображениям комфорта дол­жен быть как можно меньше при парковке и движении с небольшой скоростью. Однако на средних и высоких скоростях рулевое управ­ление не должно быть столь чувствительным.

 

Требования законодательства, предъявляемые к системам рулевого управления автомобилей

 

Требования законодательства, предъявляе­мые к системам рулевого управления автомо­билей, описаны в международных правилах ECE-R79. К этим требованиям, наряду с базовыми функциональными требованиями, относятся максимально допустимые управ­ляющие силы для исправной и неисправной систем рулевого управления. Эти требования регламентируют прежде всего поведение ав­томобиля и рулевого управления при въезде на круг и выезде с круга. Для автомобилей всех категорий: после отпускания рулевого колеса при движении автомобиля по окруж­ности на скорости 10 км/ч, радиус поворота автомобиля должен увеличиться или как ми­нимум остаться тем же.

Для автомобилей категории М1 (легко­вые автомобили с числом посадочных мест до 8): когда автомобиль в тангенциальном направлении выезжает из круга с радиусом 50 м на скорости 50 км/ч, в системе рулевого управления не должно возникать никаких не­обычных вибраций. В автомобилях категорий М2, М3, N1, N2 и N3 это поведение должно демонстрироваться на скорости 40 км/ч или, если это значение не достигается, то на мак­симальной скорости.

 

 

Это поведение также предписывается в случае неисправности у автомобилей с гидро- или электроусилителем рулевого управления. У автомобилей категории М1 это должно быть возможно в случае отказа сер­вопривода рулевого управления для въезда со скоростью 10 км/ч в течение 4 секунд в круг радиусом 20 м. Управляющее усилие на рулевом колесе не должно превышать 30 даН (табл. «Нормы рабочих усилий в системе рулевого управления» ).

 

Типы рулевых механизмов автомобиля

 

Требования к системе рулевого управления дали развитие прежде всего двум фундаментальным типам рулевых механизмов. Оба типа можно использовать в системах с чисто мускульной энергией или (в сочетании с со­ответствующими сервосистемами) в систе­мах с усилителем рулевого управления.

 

Реечный рулевой механизм

 

В принципе, как следует из названия, рееч­ный рулевой механизм состоит из шестерни и зубчатой рейки (рис. «Реечный рулевой механизм» ). Передаточное отно­шение механизма определяется отношением числа оборотов шестерни, равного числу оборотов рулевого колеса, к перемещению рейки.

 

 

В качестве альтернативы постоянному передаточному числу рейки на рейке за счет соответствующей нарезке зубьев имеется возможность изменять это число в зависи­мости от длины хода. Таким образом, устой­чивость при движении автомобиля по прямой можно улучшить посредством непрямого передаточного числа вокруг центра рулевого управления. В то же время, это возможно с реализацией прямого передаточного числа в диапазоне средних и больших углов поворота (например, при парковке) для уменьшения необходимого угла поворота при повороте рулевого колеса от упора до упора.

 

Рулевой механизм типа «винт-шариковая гайка-сектор»

 

Усилия, возникающие между винтом и гай­кой рулевой передачи, передаются через ряд рециркулирующих шариков, снижающих тре­ние (рис. «Рулевой механизм с шариковой гайкой» ). Гайка воздействует на вал сошки через зубчатый сектор. Этот рулевой меха­низм также позволяет получать переменное передаточное отношение.

Повышение эффективности рулевого управления с зубчатой рейкой означает, что рулевой механизм с шариковой гайкой прак­тически больше не используется в легковых автомобилях.

 

Рулевое управление с усилителем для легковых автомобилей

 

Увеличение размеров и массы автомобилей и повышение требований к комфорту и безопас­ности в последние годы привело к тому, что рулевое управление с усилителем появилось на всех категориях легковых автомобилей, вплоть до компактных. Эти системы, за редким исключением, устанавливаются в базовой ком­плектации. Усилия водителя по рулению поддер­живаются гидравлической или электрической сервосистемой. Эта сервосистема должна быть такой, чтобы водитель постоянно получал чет­кую обратную связь о сцеплении шин с дорогой, и чтобы эффективно гасились негативные воз­действия, вызываемые неровностями дороги.

 

Системы рулевого управления с гидравлическим усилителем

 

Сочетание механической конструкции руле­вого механизма с гидравлической сервосисте­мой привело к созданию реечного рулевого механизма с усилителем (рис. «Схема системы рулевого управления с усилителем» ) и рулевой механизм с шариковой гайкой с усилителем.

 

 

Распределительный клапан рулевой системы

 

Служит для нагнетания в силовой цилиндр ги­дравлической жидкости под таким давлением, которое соответствует углу поворота рулевого колеса (рис. «Принцип действия управляющего клапана рулевого управления с гидроусилителем» ). Упругий датчик крутящего мо­мента, обычно торсион («Схема системы рулевого управления с усилителем» ) обеспечивает преобразование момента на рулевом колесе при отсутствии люфта в пропорциональное этому моменту прецизионное управляющее перемещение золотника. Перемещение золот­ника вызывается поворотным скольжением относительно управляющей втулки. Каналы золотника, которые выполнены в форме паза, в результате управляющего перемещения об­разуют отверстия соответствующего попереч­ного сечения для пропуска жидкости.

 

 

Распределительные клапаны обычно рабо­тают в соответствии с так называемым прин­ципом «открытого центра», т.е. когда распре­делительный клапан не действует, жидкость, подаваемая насосом, перепускается обратно в бачок при нулевом давлении.

 

Характеристики рулевого управления с усилителем

 

Растущие требования к удобству и безопасно­сти привели к появлению управляемых систем рулевого управления с усилителем.

Одним из примеров является управляемая электроникой реечная система рулевого управления с усили­телем (рис. «Схема управления системы рулевого управления с гидроусилителем» ). В зависимости от скорости дви­жения автомобиля, замеряемой посредством электронного спидометра, изменяется сила, воздействующая на рулевое управление (рис. «Характеристические кривые системы рулевого управления с усилителем» ). ЭБУ анализирует скорость и определяет уровень гидравлической обратной связи и, со­ответственно, необходимое рабочее усилие на рулевом колесе. Этот уровень гидравлической реакции передается на распределительный клапан системы рулевого управления через электрогидравлический конвертер, который модифицирует гидравлическую реакцию от­носительно скорости автомобиля.

 

 

Определенные характеристики усилителя рулевого управления позволяют поворачивать рулевое колесо с минимальным усилием при стоящем автомобиле или вовремя его движе­ния с небольшой скоростью. Степень усиления снижается с повышением скорости движения. Таким образом, при движении с высокими ско­ростями обеспечивается возможность управ­ления поворотами автомобиля в оптимальном режиме.

При такой системе важно, что давление и расход гидравлической жидкости никогда не снижаются и поэтому эти параметры могут быть немедленно востребованы в критических ситуа­циях управления.

 

Рабочий цилиндр рулевой системы

 

Силовой цилиндр двойного действия преоб­разует давление гидравлической жидкости во вспомогательное усилие, воздействующее на рейку и усиливающее воздействие водителя на рулевое колесо. Этот цилиндр обычно размеща­ется внутри картера рулевого механизма и харак­теризуется низким трением. Поскольку цилиндр должен иметь крайне низкое трение, то особо высокие требования предъявляются к поршню и уплотнениям штока.

 

Подача жидкости гидроусилителя руля

 

Подача жидкости осуществляется насосом (обычно приводимым от двигателя автомо­биля), который соединен с бачком посредством шлангов и трубок. Насос должен быть рассчитан на нагнетание необходимого давления и объема гидравлической жидкости для выполнения пар­ковки даже на холостых оборотах двигателя.

Для защиты от перегрузок в системе рулевого управления требуется клапан ограничения дав­ления. Этот клапан обычно встраивается в насос. Конструкция насоса должна обеспечивать такой режим работы, чтобы рабочая температура ги­дравлической жидкости не поднималась выше предельного уровня, отсутствовал шум при ра­боте насоса и не образовывалась пена в исполь­зуемой жидкости.

Насос для усиления рулевого управления мо­жет также иметь привод от электродвигателя. Здесь обычно используется шестеренчатый или роторный насос. Из-за ограниченной мощности электрической системы автомобиля эти системы используются в основном в автомобилях классов А и В. Поскольку необходимость в ременном при­воде от ДВС отпадает, то насос можно устанав­ливать произвольно, что благоприятствует мо­дульной конструкции автомобиля. Управляющая электроника и анализ сигналов, например, скоро­сти автомобиля и скорости руления, позволяют адаптировать частоту вращения вала насоса к те­кущему энергопотреблению рулевого управления и ситуации на дороге в целях экономии энергии.

 

Системы рулевого управления с электроусилителем

 

Системы рулевого управления с электроме­ханическим усилителем также используются в легковых автомобилях среднего и малого классов. Такие системы имеют электродви­гатель, работающий от бортовой сети. Меха­ническое соединение электродвигателя и ру­левого механизма может быть реализовано в виде рулевой колонки и привода. Система состоит из следующих компонентов (рис. «Схема рулевого управления с электроусилителем» ):

• Рулевая колонка, соединяющая шесте­ренку рулевого механизма с рулевым ко­лесом автомобиля;
• Шестерня, преобразующая вращательное рулевое движение в линейное перемеще­ние зубчатой рейки;
• Зубчатая рейка, соединенная с колесами через тяги и рычаги;
• Датчики, регистрирующие информацию для вычисления необходимого дополни­тельного крутящего момента на шестерне;
• Серво-блок, состоящий из ЭБУ и сервод­вигателя (электродвигателя), генерирую­щего дополнительный крутящий момент на шестерне.

 

Когда водитель поворачивает рулевое ко­лесо, датчик регистрирует прилагаемый кру­тящий момент и отправляет эту информацию в виде электрического сигнала (аналогового или цифрового) на ЭБУ. ЭБУ вычисляет до­полнительный крутящий момент и на основа­нии вычисленного значения активирует сер­водвигатель. В настоящее время в качестве серводвигателей используются коллектор­ные или бесщеточные электродвигатели по­стоянного тока или трехфазные асинхронные двигатели. В зависимости от необходимых характеристик рулевого управления созда­ваемый этими электродвигателями крутящий момент составляет 3-6 Н-м.

 

 

Направление вращения двигателя зависит от направления вращения рулевого колеса. Возвратное движение рулевого колеса также может быть усилено. Это происходит, когда водитель выходит из поворота. В этой ситуа­ции серводвигатель создает крутящий момент, поддерживающий обратное вращение руле­вого колеса в положение движения по прямой.

Серводвигатель передает этот поддер­живающий крутящий момент через чер­вячную передачу или механизм типа «винт- шариковая гайка-сектор». В зависимости от варианта рулевого управления он передается на рулевую колонку, шестерню и зубчатую рейку реечного механизма.

Управляющая электроника учитывает раз­личные сигналы и параметры, например, скорость движения, угол поворота рулевого колеса, крутящий момент на рулевой ко­лонке и скорость руления. С помощью дру­гих расположенных в автомобиле датчиков и благодаря объединению в сеть ЭБУ руле­вого управления с другими ЭБУ, эту систему рулевого управления можно использовать для реализации вспомогательных функций, повышающих комфорт и безопасность дви­жения.

Ориентированное на потребности управ­ление электродвигателем позволяет достичь значительной экономии топлива, в среднем на 0,3 л /100 км по сравнению с гидроусили­телем, насос которого приводится в действие от ДВС. В городском цикле экономия топлива возрастает до 0,7 л /100 км.

В случае сбоя энергоснабжения или уси­ления рулевого управления водитель может продолжить руление чисто механически, но с большими мускульными затратами.

 

Рулевое управление с наложением угла поворота рулевого колеса

 

В системе рулевого управления с наложением угол поворота рулевого колеса может увели­чиваться или уменьшаться на определенную величину. Эта система обычно комбинирует с управляемой системой рулевого управле­ния с электро- или гидроусилителем. Рулевое управление с наложением угла поворота руле­вого колеса не обеспечивает автономной езды, но оптимально адаптирует характеристики ру­левого управления к ситуации движения, обе­спечивая максимальный комфорт и курсовую устойчивость. При объединении в сеть системы управления с динамическими параметрами та­кое рулевое управление может еще больше по­высить безопасность в критических ситуациях дорожного движения посредством не завися­щих от водителя регулировок рулевого управ­ления. Такие системы рулевого управления уже производятся серийно под торговыми марками Active Steering (BMW) и Dynamic Steering (Audi).

Угловое наложение, не зависящее от за­даваемого водителем угла поворота рулевого колеса, в настоящее время реализуется двумя техническими решениями.

 

Планетарный механизм рулевой системы

 

Двойной планетарный механизм с различ­ными передаточными числами встроен в об­щее водило планетарной передачи в рулевом механизме (рис. «Планетарный механизм, рулевое управление с наложением» ). Это означает постоянное наличие механической связи между рулевым колесом и управляемыми колесами.

 

 

Разные передаточные числа означают, что при пово­роте водила планетарной передачи задается дополнительный угол поворота. Угол зада­ется электродвигателем, вращающим чер­вячное колесо-водило планетарной передачи.

 

Волновая зубчатая передача с гибким звеном

 

Блок наложения угла поворота (рис. «Схема рулевого управления с наложением угла поворота с волновой передачей» ) в этом случае состоит из волновой зубчатой передачи с гибким звеном и электродвига­теля с полым валом (рис. «Актуатор рулевого управления с наложением угла поворота с волновой передачей» ). Очень ком­пактная конструкция позволяет встроить этот блок в рулевую колонку без ущерба таким параметрам, как монтажное пространство и поведение при столкновении. Вал на конце с рулевым колесом положительно соединен с гибким шлицем. Поворотное движение руле­вого колеса через зубчатое зацепление пере­дается на внутреннюю шестерню (круговой шлиц) для выходного вала. Эллиптический внутренний ротор (валогенератор), разме­щенный в гибком шлице, приводимый элек­тродвигателем, генерирует наложенный угол поворота через разное количество зубьев между гибким и круговым шлицами. Здесь также имеется постоянная механическая связь между рулевым колесом и управляе­мыми колесами через зубчатое зацепление волновой передачи.

В пассивном состоянии электродвигатель блокируется электромеханической блоки­ровкой, обеспечивая прямой механический сквозной привод для рулящего движения.

 

 

Концепция активации рулевого управления автомобиля

 

ЭБУ рулевого управления с наложением угла поворота проверяет правдоподобность необходимой информации датчика и ана­лизирует. Он вычисляет заданный угол для электродвигателя и через встроенный задаю­щий каскад генерирует сигналы широтно-им­пульсной модуляции для активации электро­двигателя, который представляет собой бесщеточный электродвигатель постоянного тока со встроенным датчиком положения ротора. Максимальный ток электродвига­теля составляет 40 А при напряжении бор­товой сети 12 В. Датчик положения ротора позволяет блоку управления регулировать электронную коммутацию и, соответственно, направление вращения ротора. Он также вы­числяет и проверяет суммарный заданный дополнительный угол поворота с помощью алгоритма суммирования в программном обеспечении блока управления.

Эффективный угол поворота, сумма угла поворота рулевого колеса и наложенного угла поворота электродвигателя вычисля­ются блоком управления и передаются по ав­томобильной шине связи на соответствую­щие ЭБУ.

 

Заданное значение эффективного угла поворота

 

Заданное значение эффективного угла по­ворота, формируемое в ЭБУ рулевого управ­ления с наложением угла поворота состоит из частичного заданного значения для ком­фортабельности рулевого управления и ча­стичного заданного значения для стабилиза­ции автомобиля. Сигналы, необходимые для вычисления этих переменных, считываются блоком управления по шине CAN.

Частичное заданное значение для комфор­табельности рулевого управления представ­ляет собой зависимое от скорости движения переменное передаточное отношение руле­вого управления. Это значение вычисляется из скорости движения автомобиля и угла поворота рулевого колеса. Когда автомо­биль неподвижен или движется с небольшой скоростью, к задаваемому водителем углу поворота добавляется определенный угол. Это делает передаточное отношение более чувствительным. Водитель может полно­стью повернуть колеса менее чем за один полный оборот рулевого колеса. Этот доба­вочный угол поворота непрерывно уменьша­ется с ростом скорости движения. Начиная со скорости порядка 80-90 км/ч из задавае­мого водителем угла поворота вычитается определенный угол, и рулевое управление становится менее чувствительным. Это обе­спечивает устойчивость автомобиля при движении по прямой на высокой скорости и в то же время предотвращает потерю управления над автомобилем из-за слишком резкого руления.

Для вычисления частичного заданного значения для стабилизации автомобиля — в дополнение к углу поворота и скорости движения — перемещение автомобиля из­меряется с помощью датчиков угловой ско­рости поворота вокруг вертикальной оси и бокового ускорения. В системе рулевого управления с наложением используются датчики системы курсовой устойчивости. Как же, как и ESP, запускаемая в ЭБУ вычис­лительная модель рассчитывает эталонное движение автомобиля. В случае отклонения фактического движения автомобиля от эта­лонного активируется рулевое управление для стабилизации автомобиля. Обе системы непрерывно обмениваются информацией, чтобы эффект взаимодействия контроллеров ESP и системы рулевого управления с нало­жением угла поворота был оптимальным.

 

Концепция безопасности рулевого управления

 

Все используемые внутренние и внешние сигналы непрерывно контролируются бло­ком управления, проверяется их правдопо­добность. Если сигнал датчика больше не ка­жется правдоподобным, то дополнительная функция рулевого управления, на базе ко­торой работает датчик, деактивируется. На­пример, при отказе датчика поворота автомо­биля вокруг вертикальной оси отключается измерение угла поворота автомобиля вокруг вертикальной оси системы рулевого управле­ния с наложением угла поворота. Переменное передаточное отношение остается активным.

Если безопасная активация электродвига­теля больше невозможна из-за сбоя, то си­стема полностью выключается, и обеспечи­вается непосредственный сквозной привод рулевого механизма от рулевого колеса пу­тем самоторможения шестеренчатой ступени и электромеханической блокировки. Этот переход на аварийный режим также активи­руется при остановке ДВС или отключении электропитания, что позволяет, к примеру, отбуксировать автомобиль.

 

Рулевое управление с усилителем для грузовых автомобилей

 

Рулевое управление полностью гидравлического типа

 

Гидростатические системы рулевого управ­ления представляют собой системы рулевого управления с гидроусилителем. Рулящее усилие водителя гидравлически усиливается и исключительно гидравлически передается на управляемые колеса. Поскольку механи­ческая связь отсутствует, то максимально допустимая скорость ограничивается регио­нальным законодательством. В Германии она составляет 25 км/ч. В зависимости от кон­фигурации системы и свойств аварийного рулевого управления возможно увеличение скорости до 62 км/ч. Поэтому использование этих систем ограничивается спецтехникой.

 

Рулевое управление с одноконтурным гидроусилителем для грузовых автомобилей

 

Грузовые автомобили обычно оснащаются ру­левым управлением с шариковой гайкой (рис. «Рулевой механизм с шариковой гайкой с усилителем» ). Управляющий клапан встроен в рулевой механизм и вместе с червячной передачей об­разует единый блок. Вращающее движение рулевого колеса передается по бесконечной цепи рециркулирующих шариков на шарико­вую гайку. Короткие зубья на шариковой гайке входят в зацепление с зубьями сектора. Созда­ваемое вращательное движение сектора через рулевой рычаг передается на рулевой привод управляемых колес.

 

 

Сервоусилие прилагается так же, как и в ре­ечном рулевом механизме с усилителем — по­воротным золотниковым клапаном. Рабочий цилиндр образуется уплотняющей поверх­ностью между корпусом шариковой гайки и рулевым блоком. Поскольку снаружи корпуса не требуется дополнительных трубопроводов, создается прочный и компактный рулевой блок с высокой выходной мощностью.

 

Двухконтурная система рулевого управле­ния, предназначенная для большегрузных грузовых автомобилей

 

Двухконтурные системы рулевого управле­ния (рис. «Двухконтурная система рулевого управле­ния с усилителем» ) требуются тогда, когда необ­ходимые движущие силы на рулевом колесе превышают регламентируемые Правилами ECE-R79 при отказе усилителя рулевого управления. Эти системы рулевого управле­ния отличаются гидравлической избыточ­ностью. Оба контура рулевого управления в этих системах функционально испытываются с помощью индикаторов расхода, и водителю сигнализируется состояние сбоя. Насосы для запитывания независимых контуров рулевого управления должны иметь разные приводы (например, от двигателя, от устройства, ра­бота которого зависит от скорости движения автомобиля или электропривода). При отказе одного контура, к примеру, из-за сбоя в си­стеме рулевого управления или остановки ДВС, автомобилем можно управлять с по­мощью рабочего резервного контура в соот­ветствии с требованиями законодательства.

Двухконтурные системы обычно прини­мают форму рулевого управления с шари­ковой гайкой с усилителем со встроенным вторым клапаном рулевого управления. Этот второй клапан управляет дополнительно установленным рабочим цилиндром и обе­спечивает дублирование существующей сер­восистемы в рулевом управлении с шарико­вой гайкой.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

Chevrolet Lacetti Рулевое управление Шевроле Лачетти

Chevrolet Lacetti > Рулевое управление Chevrolet Lacetti

Chevrolet Lacetti Рулевое управление

Элементы рулевого управления: 1 — насос гидроусилителя рулевого управления; 2 — нагнетательная магистраль; 3 — наполнительная магистраль; 4 — бачок гидроусилителя рулевого управления; 5 — сливная магистраль; 6 — рулевое колесо; 7 — рулевая колонка; 8 — промежуточный вал рулевого управления; 9 — уплотнитель промежуточного вала; 10 — пыльник шарнира; 11 — рулевой механизм; 12 — чехол рулевого механизма; 13 — левая рулевая тяга; 14 — правая рулевая тяга.

.

Рулевое управление автомобиля состоит из рулевого колеса со встроенной в него подушкой безопасности, травмобезопасной рулевой колонки, промежуточного вала, рулевого механизма с тягами и наконечниками, насоса и бачка гидроусилителя руля с трубопроводами.
Рулевая колонка прикреплена к щитку передка двумя гайками (сверху) и двумя болтами (снизу), а также к каркасу панели приборов ― двумя гайками.

Рулевая колонка: 1 — кронштейн крепления колонки к щитку передка; 2 — внутренняя труба; 3 — наружная труба; 4 — кронштейн крепления колонки к каркасу панели приборов; 5 — механизм регулировки наклона колонки; 6 — вал рулевого управления.

На шлицах вала рулевого управления, расположенного в колонке, установлено рулевое колесо, закрепленное центральной гайкой.
Вал рулевого управления, через промежуточный вал, имеющий два карданных шарнира, соединяется с валом-шестерней рулевого механизма.

Промежуточный вал: 1 — нижний карданный шарнир; 2 — пыльник; 3 — уплотнитель; 4 — верхний карданный шарнир.

 

Конструкция промежуточного вала рулевого управления позволяет изменять (укорачивать) его длину при столкновении автомобиля.

При аварии срезаются два пластмассовых штифта, соединяющих части вала.

 

 

Рулевой механизм типа «шестерня-рейка» . Картер механизма крепится к подрамнику передней подвески болтом и шпилькой (с гайкой), проходящими через резинометаллические втулки, вставленные в отверстия картера, а труба картера — скобой через резиновую подушку. В резьбовые отверстия торцов рейки ввернуты корпусы шарниров рулевых тяг. На наружные резьбовые концы рулевых тяг навернуты наконечники, шаровые шарниры которых соединены с поворотными кулаками управляемых колес.

Рулевой механизм в сборе подрамником передней подвески: 1 — подрамник; 2 — наконечник правой рулевой тяги; 3 — скоба крепления трубы картера; 4 — соединительные трубки гидроусилителя; 5 — картер механизма; 6 — вал-шестерня; 7 — болт и гайка со шпилькой крепления картера; 8 — наконечник левой рулевой тяги.

 

 

 

 

Длина рулевой тяги в сборе с наконечником изменяется вращением тяги при ослабленной затяжке контргайки. Это позволяет регулировать схождение управляемых колес автомобиля.

Рулевая тяга с наконечником: 1 — наконечник; 2 — пыльник; 3 — палец шарового шарнира наконечника; 4 — контргайка; 5 — тяга; 6 — шарнир тяги.

 

 

 

 

Шаровые шарниры наконечника тяги и самой тяги имеют неразборную конструкцию и не требуют пополнения запаса смазки, заложенной внутрь на весь срок их службы.
Гидроусилитель рулевого управления встроен в рулевой механизм.
В систему гидравлического усилителя также входят: бачок, лопастной насос, трубки сливной, нагнетательной и наполнительной магистралей.

 

 

 

 

 

 

Запас рабочей жидкости гидроусилителя рулевого управления находится в бачке, расположенном в моторном отсеке и закрепленном на стенке полки для аккумуляторной батареи. Для контроля уровня жидкости на полупрозрачном корпусе бачка нанесены метки MIN и MAX.

Бачок гидроусилителя рулевого управления.

 

 

 

 

 

 

 

Насос гидроусилителя закреплен на общем кронштейне блока цилиндров двигателя, к которому также крепятся натяжной ролик ремня привода вспомогательных агрегатов и компрессор кондиционера. Шкив насоса приводится во вращение поликлиновым ремнем от шкива коленчатого вала двигателя.

Насос гидроусилителя руля.

 

 

 

 

 

 

 

Рабочая жидкость из бачка забирается насосом и подается под высоким давлением к распределительному устройству (распределителю), расположенному в картере рулевого механизма и механически соединенному с валом рулевого управления.
На зубчатой рейке рулевого механизма закреплен поршень гидроцилиндра. При повороте рулевого колеса распределительное устройство соединяет одну из камер гидроцилиндра с нагнетательной магистралью насоса, а другую камеру — со сливной магистралью.
При этом поршень гидроцилиндра из-за разности давлений рабочей жидкости перемещает рейку влево или вправо и через рулевые тяги и рычаги поворотных кулаков поворачивает управляемые колеса автомобиля. При отказе гидравлического усилителя возможность управления автомобилем сохраняется, но при этом увеличивается усилие на рулевом колесе.
На части автомобилей применяется система рулевого управления с гидроусилителем, обеспечивающим переменное усиление в зависимости от скорости автомобиля.
На малой скорости система обеспечивает максимальное усиление для облегчения поворотов и маневрирования при парковке.
На высокой скорости усиление рулевого управления уменьшается для повышения курсовой устойчивости автомобиля. Система выполняет эти задачи за счет изменения расхода жидкости через насос. Электронный блок системы рулевого управления (закреплен на кронштейне панели приборов, под вещевым ящиком) получает сигналы: о скорости автомобиля — от блока системы управления двигателем; об угле поворота рулевого колеса (для расчета угловой скорости рулевого колеса) — от датчика, расположенного в нижней части вала рулевого управления. Обработав сигналы, блок выдает управляющий сигнал на электромагнитный игольчатый клапан насоса, который регулирует расход рабочей жидкости через насос.

 

 

 

 

 

 

 

 

Расположение электромагнитного клапана насоса гидроусилителя руля.

Рулевое управление Шевроле Лачетти

детали и запчасти для ремонта и замены

Подобрать запчасти в каталоге «Рулевое управление»

Принцип работы рулевого управления

Руль отдает полученные усилия через колонку рулевому механизму. Дополнительно он информирует о манере передвижения, анализируя величину усилий и характер вибраций. Чтобы упростить и сделать легче поворот руля в момент маневрирования современные легковые машины оборудуются гидроусилителем руля. Это устройство способно удерживать машину прямолинейно, если внезапно произошел прокол покрышки. Также существенно смягчается вибрирование при наезде на препятствие. В зависимости от применяемого привода усилители рулевого механизма могут быть также электрическими, электрогидравлическими или пневматическими.

Рулевое колесо может оснащаться датчиком угла поворота, крутящего момента и другими. Они взаимодействуют с остальными системами транспортного средства, передавая необходимую для их оптимальной работы информацию.

Рулевая колонка имеет вид вала с шарнирными соединениями. Конструктивно она создана так, что может сжиматься в случае аварии, что дает возможность обезопасить водителя от серьезных травм. Местоположение руля регулируется механически либо электрически.

Рулевой механизм увеличивает усилие, которое прилагается к рулю и передает его дальше к приводу. Существует несколько разновидностей такой системы:

• Самый известный вид, устанавливаемый на легковых авто – это реечный рулевой механизм. Он находится в подрамнике подвески и используется для подключения находящейся на валу руля шестерни. После этого он передвигается в заданную сторону при задействовании руля, одновременно за счет рулевых тяг меняя расположение колеса
• Механизм с переменным передаточным отношением основан на рейке с разнодлинными зонами зубцов. В момент поворота меняется форма зубцов, за счет чего снижается передаточное отношение и область прокручивания руля. Такой принцип формирует максимально эффективное и плавное управление транспортным средством
• Рулевые механизмы с управлением на четыре колеса. Подобное конструктивное решение позволяет увереннее чувствовать себя при скоростной езде за счет того, что все колеса поворачиваются в единую сторону. Также улучшается качество маневрирования на маленькой скорости, так как колеса в этот момент разворачиваются в разные стороны.

Рулевой привод нужен для отдачи усилий от рулевого механизма на колеса авто. Благодаря ему создается оптимальное для поворота соотношение углов управляемых колес. Конструктивно тип привода может меняться, в зависимости от вида подвески. Обычно это механический привод, в состав которого входят рулевые тяги и шаровые шарниры.

Современные системы рулевого управления

В настоящее время создаются новые, более совершенные системы рулевого управления:

Адаптивная система предполагает отсутствие механической связи руля и ведущих колес. Основан механизм на независимом влиянии на конкретное колесо с помощью электропривода.

Активное рулевое управление функционирует за счет оптимального распределения усилий между компонентами рулевой системы. Это улучшает управляемость авто во время передвижения на разных скоростных режимах, повышается безопасность. Состоит данная система из редуктора планетарного типа и блока управления.

Система динамического рулевого управления направлена на улучшение динамики, комфорта и качества управления. Она основана на изменении передаточного отношения волновой передачей, а суммирующий механизм меняет угол поворота управляемых колес.
 

Признаки и причины неисправностей рулевого управления

Частыми причинами, при которых возникают неисправности рулевого управления, являются плохое качество дорожного полотна, длительная эксплуатация автомобиля, использование некачественных деталей и смазывающих веществ, а также несоблюдение сроков прохождения техобслуживания.
Это может спровоцировать такие неполадки, как:

• Поломка шарнира наконечника рулевой тяги
• Изнашивание передающей пары, в которую входят шестерня и рейка
• Повреждение рулевого механизма. Это приводит к потере его герметичности
• Поломка гидроусилителя руля
• Изнашивание подшипника рулевого вала

Проявляются данные проблемы нехарактерными стуками, увеличенным люфтом, биением или тяжелым проворачиванием руля, а также вытеканием рабочей жидкости.

Рулевое управление автомобиля ГАЗ-53А | Устройство автомобиля

 

Какое назначение рулевого управления на автомобиле?

Рулевое управление – совокупность механизмов автомобиля, обеспечивающих его движение по заданному водителем направлению автомобиля путем поворота управляемых колес. Поворот колес должен осуществляться вокруг одного центра, находящегося в точке пересечения осей всех колес, повернутых на заданный угол, и называемого центром поворота. Только при этом условии колеса будут катиться без проскальзывания. На автомобилях отечественного производства рулевое колесо устанавливается с левой стороны, так как в нашей стране принято правостороннее движение и это обеспечивает водителю лучшую обзорность.

Как устроено и работает рулевое управление автомобиля ГАЗ-53А?

Рулевое управление автомобиля ГАЗ-5ЗА (рис.139, а) состоит из рулевого механизма (типа глобоидальный червяк – трехгребневой ролик) и рулевого привода. Рулевой механизм 1 расположен в картере 10, закрепленном на раме автомобиля. В картере на валу 2 на роликовых конических подшипниках 15 установлен глобоидальный червяк 14. На втором конце этого вала имеется рулевое колесо 4, находящееся в кабине. Вал проходит в рулевой колонке 3. С червяком в постоянном зацеплении находится трехгребневой ролик 12, установленный на игольчатых подшипниках на оси 13, закрепленной на валу 11 сошки. Картер через маслозаливное отверстие 16 заполняется жидким трансмиссионным маслом и закрывается пробкой.

Рис.139. Рулевое управление автомобиля ГАЗ-53А:
а – общее устройство; б – рулевой механизм.

Рулевой привод состоит из рулевой сошки 5, жестко смонтированной на валу 11. Вторым концом сошка с помощью шарового пальца соединяется с продольной рулевой тягой 6, а она своим вторым концом шарнирно с верхним рычагом 7 поворотной цапфы. К этой же цапфе и цапфе правого колеса жестко крепятся нижние поворотные рычаги 9, шарнирно соединенные с поперечной рулевой тягой 8 с резьбовыми наконечниками, имеющими правую и левую резьбу для регулирования схождения колес.

Работает рулевое управление так. При вращении рулевого колеса червяк 14 поворачивает ролик 12, а так как ось 13 ролика жестко закреплена на валу 11 сошки, то поворачивается и вал сошки, а вместе с ним и сошка 5, передавая усилия через продольную рулевую тягу 6 на верхний поворотный рычаг 7. Левое колесо поворачивается в ту или другую сторону. Одновременно усилие передается через нижние поворотные рычаги и поперечную рулевую тягу на правое колесо. Оба колеса поворачиваются на заданный угол, причем угол поворота внутреннего колеса будет большим, чем наружного.

***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Передний мост и рулевое управление автомобиля»

автомобиль, вал, колесо, механизм, ролик, рулевой, сошка, тяга, управление, червяк

Смотрите также:

Техническое обслуживание и ремонт рулевого управления

Техническое обслуживание механизмов рулевого управления носит плановый характер. Объем выполняемых работ определяется видом технического обслуживания. В процессе ежедневного технического обслуживания необходимо проверять свободный ход рулевого колеса, состояние креплений сошки, а также ограничителей максимальных углов поворота управляемых колес. Кроме этого необходимо ежедневно проверять зазор в шарнирах гидроусилителя и в рулевых тягах, а также работу гидроусилителя и рулевого управления. Эти проверки выполняют при работающем двигателе.
В процессе первого технического обслуживания (ТО-1) необходимо проверять крепление и шплинтовку гаек сошек, шаровых пальцев, рычагов поворотных цапф; свободный ход рулевого колеса и шарниров рулевых тяг; состояние шкворней и стопорных шайб; затяжку гаек, клиньев карданного вала рулевого управления; герметичность системы усиления рулевого управления, а также уровень смазочного материала в бачке гидроусилителя, при необходимости доливают его.

В процессе ТО-2 выполняют те же работы, что и при ТО-1, а также проверяют углы установки передних колес и при необходимости выполняют их регулировку; проверяют и при необходимости подтягивают крепление клиньев шкворней, картера рулевого механизма, рулевой колонки рулевого колеса; зазоры рулевого управления, шарниров рулевых тяг и шкворневых соединений; состояние и крепление карданного вала рулевого управления; крепление и герметичность узлов и деталей гидроусилителя рулевого управления.

При сезонном техническом обслуживании выполняют работы ТО-2, а также осуществляют сезонную замену смазочного материала.
Визуальный контроль технического состояния деталей, агрегатов и механизмов рулевого управления выполняют путем осмотра и опробования. Если доступ к деталям рулевого управления невозможен сверху, то осмотр можно проводить над смотровой ямой.
Контроль крепления колонки и рулевого механизма осуществляется путем приложения усилий во всех направлениях. В процессе такой проверки не допускается осевое перемещение или качение рулевого колеса, колодки, а также присутствие стука в узлах рулевого управления.
При проверке креплений картера рулевого механизма, а также рычагов поворотных цапф необходимо поворачивать рулевое колесо около нейтрального положения на 40-50° в каждую сторону. Состояние рулевого привода, а также надежность крепления соединений проверяют при помощи приложения знакопеременной нагрузки непосредственно к деталям привода. Работа ограничителей поворота проверяется визуально при повороте управляемых колес в разные стороны до упора.

Для того чтобы проверить герметичность соединений системы гидроусилителя рулевого привода, необходимо удерживать рулевое колесо в крайних положениях при работающем двигателе. Кроме этого проверку герметичности соединений системы гидроусилителя осуществляют в свободном положении рулевого колеса. Соединения считаются герметичными, если отсутствует протекание смазочного материала. Кроме этого при проверке не допускается самопроизвольный поворот рулевого колеса с гидроусилителем рулевого привода от нейтрального положения к крайним или наоборот.
Силу трения, а также свободный ход рулевого колеса проверяют при помощи специального прибора, который состоит из динамометра и люфтомера. Люфтомер включает в себя шкалу, которая крепится на динамометре, и указательную стрелку, которая закрепляется на рулевой колодке при помощи зажимов. Динамометр крепится к ободу рулевого колеса при помощи зажимов. На рукоятке прибора располагается шкала динамометра. При измерении люфта рулевого колеса к рукоятке прибора прикладывают усилие 10 Н, которое действует в обе стороны. После этого стрелка прибора показывает суммарную величину люфта. Для легковых автомобилей суммарная величина люфта должна находиться в пределах 10°, а для грузовых автомобилей — в пределах 20°. На автомобилях, оснащенных гидроусилителем, люфт определяют при работающем двигателе.
Общую силу трения определяют при полностью вывешенных передних колесах. Если рулевое управление правильно отрегулировано, то колесо должно свободно поворачиваться от среднего положения для движения по прямой при усилии в 8-16 Н.
Состояние шарниров рулевых тяг оценивают визуально, прилагая усилия к рулевому колесу. Люфт в шарнирах проявляется во взаимном относительном перемещении соединяемых деталей.

Проверку усилителя рулевого управления осуществляют путем измерения давления в системе гидроусилителя. Для проверки необходимо вставить в нагнетательную магистраль манометр с краном. Замеры давления производят при работающем двигателе на малых оборотах, поворачивая колеса в крайние положения. Давление, которое развивает насос гидравлического усилителя, должно быть не менее 6 МПа. Если давление меньше 6 МПа, то необходимо закрыть кран, после этого давление должно подняться до 6,5 МПа. Если после закрытия крана давление не поднимается, значит, произошла поломка насоса, который необходимо отремонтировать или заменить на новый.

Регулировочные работы по рулевому механизму включают в себя работы по регулировке осевого зазора в зацеплении, а также в подшипниках вала винта.
Рулевой механизм считается исправным и пригодным для дальнейшего применения, если люфт рулевого колеса при движении по прямой не превышает 10°. Если люфт превышает допустимые значения, то необходимо проверить зазор в подшипниках вала винта. Если в подшипниках имеется достаточно большой зазор, то осевой люфт будет легко ощущаться.

Для того чтобы устранить люфт в подшипниках вала, необходимо отвернуть болты, снять крышку картера рулевого механизма и затем удалить одну регулировочную прокладку. После удаления прокладки необходимо снова выполнить проверку осевого люфта. Операцию необходимо повторять до тех пор, пока усилие на поворот руля не будет составлять 3-6 Н.
Регулировку зацепления винта (червяка) с роликом регулируют без снятия рулевого механизма. Для этого необходимо отвернуть гайку со штифта вала винта, затем снять шайбу со штифта, после этого при помощи специального ключа поворачивают регулировочный винт на несколько вырезов в стопорной шайбе. В результате этого происходит изменение величины бокового зазора в зацеплении, что, в свою очередь, изменяет свободный ход рулевого колеса.
Для того чтобы определить величину люфта в сочленениях рулевого привода, необходимо резко покачивать сошку руля при повороте рулевого колеса. После проверки при необходимости подтягивают резьбовую пробку. Кроме этого при проверке осевого люфта в сочленения добавляют смазку, а при большом износе производят замену шарового пальца или всей тяги в сборе.
К основным неисправностям системы управления относятся: обломы и трещины на фланце крепления картера, износ отверстия в картере под втулку вала рулевой сошки и деталей шаровых соединений рулевых тяг; износ червяка и ролика вала сошки втулок, подшипников и мест их посадки; изгиб тяг и ослабление крепления рулевого колеса на валу.

При значительном износе рабочей поверхности или при отслоении закаленного слоя червяк рулевого колеса заменяют на новый. При наличии трещин на поверхности ролика вала его меняют на новый. Червяк и ролик необходимо заменять одновременно.
Изношенные шейки вала сошки восстанавливают при помощи хромирования и последующего шлифования под ближайший ремонтный размер. Шейку вала можно восстановить при помощи шлифования бронзовых втулок, устанавливаемых в картере, под ближайший ремонтный размер.
Изношенные места посадки подшипников в картере рулевого управления можно восстановить при помощи дополнительной втулки. Втулка запрессовывается в изношенное место посадки подшипника, затем втулка растачивается под рабочий размер подшипника.
Обломы и трещины на фланце крепления картера можно устранить при помощи варки газовым пламенем. Изношенное отверстие в картере растачивается под ремонтный размер.

Кроме этого быстрому износу подвержены шаровые пальцы и вкладыши поперечной рулевой тяги. На концах поперечных рулевых тяг часто возникает срыв резьбы. Кроме этого в процессе эксплуатации появляется ослабление или поломка пружин, а также нарушение изгиба тяг.
Изношенные шаровые пальцы, которые имеют сколы или задиры, необходимо заменить на новые. Одновременно с заменой шаровых пальцев осуществляется замена их вкладышей. Сломанные или ослабленные пружины не подлежат восстановлению и заменяются на новые. Нарушение изгиба тяг устраняется правкой тяги в холодном состоянии.

Основными неисправностями гидравлического усилителя являются отсутствие усиления при любых частотах вращения коленчатого вала двигателя, а также неравномерное или недостаточное усиление при повороте рулевого колеса в обе стороны.
Для того чтобы устранить неисправности системы гидравлического усиления, необходимо слить из системы масло, тщательно промыть составляющие ее детали, а также разобрать насос.

Последовательность разборки насоса гидравлического усиления следующая:
1) снять крышку бачка и фильтра;
2) удерживая предохранительный клапан от выпадения, необходимо снять бачок с корпуса насоса;
3) снять распределительный диск;
4) снять статор, предварительно отметив его положение относительно распределительного диска и корпуса насоса;
5) снять ротор в сборе с лопастями.

Кроме этого при ремонте насоса гидравлического усиления необходимо снять шкив, стопорное кольцо и вал насоса с передним подшипником.
Детали насоса необходимо промыть раствором, обмыть водой и затем обдуть сжатым воздухом.
При техническом обслуживании необходимо проверять свободное перемещение перепускного клапана в крышке насоса, а также отсутствие задиров или износа на торцевых поверхностях ротора, корпуса и распределительного вала.
После проверки, устранения неполадок и сборки насос необходимо проверить на стенде. Рулевой механизм после проверки, ремонта и контроля деталей собирают, регулируют и испытывают с гидравлическим усилителем в сборе.
Кроме этого из-за неполадок в системе рулевого управления может возникать стук в процессе движения, неустойчивое движение автомобиля, а также тяжелый поворот рулевого колеса.

В том случае, если рулевое колесо туго вращается, необходимо проверить давление в шинах передних колес. Другой причиной туго вращающегося рулевого колеса может быть деформация деталей рулевого привода. В этом случае следует проверить, не согнуты ли рулевые тяги и поворотные рычаги, и заменить деформированные детали.

При тугом повороте рулевого колеса также следует проверить уровень масла в картере рулевого механизма и при необходимости долить его до нормы. Если при проверке обнаруживается неисправный сальник, его необходимо заменить на новый. Кроме этого в некоторых случаях причиной тугого вращения рулевого колеса на морозе является загустевание трансмиссионного масла. Необходимо проверить шаровые шарниры рулевых тяг, перемещая наконечники тяг вдоль оси пальцев. Для проверки при помощи рычага и опоры перемещают наконечник параллельно оси пальцев. Если вкладыш пальца не заклинило в гнезде наконечника тяги, от осевое перемещение наконечника относительно пальца составляет 1-1,5 мм, если вкладыш заклинило, то его необходимо заменить вместе с вкладышем.

Кроме того, рулевое колесо может туго вращаться после ремонта маятникового рычага. Это может возникнуть из-за перетянутой регулировочной гайки при замене втулок или оси маятникового рычага. Если гайка затянута неправильно, то маятниковый рычаг будет вращаться в горизонтальном положении под действием собственной массы. Если гайка затянута правильно, то рычаг будет поворачиваться только под действием силы, приложенной к его концу.
В том случае, если гайка перетянута, то необходимо ее отвернуть, затем приподнять шайбу и снова затянуть гайку. После того как затяжение гайки исправлено, нужно соединить шаровые пальцы тяг с рычагом.

Если в рулевом механизме нет неполадок, то проблема заключается в установке углов передних колес. Установку передних колес необходимо проверять после ремонта или замены деталей передней подвески, а также после поездки по неровной дороге. Однако необходимо учитывать, что точную регулировку углов передних колес могут произвести только на станции технического обслуживания.
Стуки передней подвески во время движения, колебания передних колес, затрудненное управление автомобилем могут появиться в результате увеличения зазоров в соединении деталей рулевого управления из-за износа деталей, ослабления затяжки гаек крепления Наконечников или шаровых пальцев. Для того чтобы устранить зазоры, необходимо подтянуть гайки шаровых пальцев рулевых тяг, регулировочную гайку оси маятникового рычага, гайки шаровых пальцев поворотных рычагов, а также болты крепления рулевого механизма, кронштейна маятникового рычага. Кроме этого для устранения шума нужно отрегулировать зацепление ролика с червяком или подшипников червяка.

При резком ухудшении устойчивости автомобиля необходимо остановиться и проверить крепления картера рулевого управления, кронштейна маятникового рычага, кронштейна вала рулевой колонки к кузову, а также затяжку гаек крепления шаровых пальцев.
Если в процессе движения руль автомобиля «тянет» в сторону, то проблема, скорее всего, в падении давления в одном из передних колес, поэтому автомобиль отклоняется в его сторону. При падении давления в одном из задних колес автомобиль даже на небольшой скорости начинает водить то в одну сторону, то в другую.

Если автомобиль постоянно отклоняется в одну сторону, то причиной этого может быть деформация поворотной цапфы или поворотного рычага из-за быстрого движения по неровной дороге. При этом происходит постоянный занос автомобиля. Для проверки технического состояния цапфы и рычагов необходимо обратиться на станцию технического обслуживания. Если эти детали деформированы настолько, что их невозможно восстановить, то эти детали необходимо заменить на новые.

Диагностика и ремонт системы рулевого управления в Казани

Рулевое управление состоит из рулевой колонки с рулевым колесом, рулевого привода и рулевых тяг.

В целях обеспечения безопасности движения автомобиля необходимо проверять состояние рулевого управления при технических осмотрах всех видов.

Под действием ударных нагрузок, трения и других факторов техническое состояние элементов рулевого управления изменяется. Появляются люфты в сочленениях, способствующие повышенному изнашиванию деталей. Изнашивание или неправильные затяжки и регулировки приводят к увеличению силы трения в рулевом управлении, что влияет на управляемость автомобиля и безопасность движения.

Основные неисправности рулевого управления и их причины

При тугом вращении рулевого колеса основными причинами могут быть:

• деформация деталей рулевого привода;
• неправильная установка углов передних колес,
• низкое давление в шинах передних колес;
• отсутствие масла в картере рулевого механизма;
• повреждение деталей шаровых шарниров, подшипника верхней стойки опоры;
• повреждение деталей телескопической стойки подвески.

А для механизмов червячного типа:

• перетяжка регулировочной гайки оси маятникового рычага;
• нарушение зазора в зацеплении ролика с червяком.

Основными причинами увеличенного холостого хода могут быть:

• ослабление болтов рулевого механизма (для рулевых механизмов червячного типа), гаек шаровых пальцев рулевых тяг,
• увеличение зазоров в шаровых шарнирах, подшипниках ступиц передних колес.

Проверка рулевого управления

Проверку технического состояния рулевого управления производят по суммарной величине люфта и усилию, необходимому для поворота рулевого колеса. Общая величина люфтов рулевого колеса складывается из величины люфтов в подшипниках ступиц передних колес и соединениях шарнирных тяг, шкворневых тяг, элементов и рычагов рулевого управления.

Один раз в год необходимо проверять состояние рулевых тяг, их наконечников, шарниров и защитных колпачков. В проверке нуждаются все защитные чехлы рулевого механизма. Если под колпачки и чехлы проникает вода, пыль и грязь, то шаровые шарниры тяг быстро изнашиваются. Неисправность колпачка или чехла обнаруживают по утечке смазки из шарового шарнира.

Особенности технического обслуживания рулевого управления с гидроусилителем

Механизм рулевого управления с гидроусилителем отличается высокой надежностью и не требует особого технического обслуживания. Даже при отказе насоса гидравлического усилителя можно продолжать движение.

Первой причиной отказа гидравлического усилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса. Признаком слабого натяжения ремня является появление отдачи (обратного толчка) на рулевом колесе. Обычно это заметнее всего при трогании автомобиля с места, когда колеса повернуты до отказа.

Рабочая жидкость является одновременно и смазочным материалом, поэтому очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже установленного уровня, иначе насос может выйти из строя.

При наличии гидравлического усилителя – сервосистемы необходимо периодически проверять уровень масла, он должен быть по верхней отметке. Если нужно долить масло, то эту процедуру необходимо производить медленно, так, чтобы не образовывались пузырьки воздуха.

Также периодически нужно проверять шланги на наличие утечек, истираний, ослабление креплений.

Проверка гидросистемы

Проверка происходит следующим образом:

1. Перед проверкой гидросистемы проверяется натяжение приводного ремня насоса, проверяется техническое состояние шкива и измеряется давление воздуха в шинах.
2. Между насосом и приводом подключается манометр для прокачки системы и полного удаления воздуха.
3. Двигатель запускается, температура рабочей жидкости доводится до 65–80 градусов.
4. Рулевое колесо нужно поворачивать вправо и влево до упора при работающем двигателе с частотой вращения коленчатого вала 1000 об/мин, при этом насос гидроусилителя создает давление 79–85 кгс/см². В течение всей процедуры кран должен быть открыт во избежание повышения температуры.

Если при закрытом кране давление низкое, то это говорит о неисправности насоса, если высокое – то неисправен предохранительный клапан насоса.

После проверки гидросистемы манометр подлежит отсоединению. При необходимости доливается рабочая жидкость и удаляется воздух из системы.

Стандартные неисправности рулевого управления с гидроусилителем:

• повышенный шум при работе рулевого управления по причине разрегулировки рулевого механизма или неисправности насоса;
• затрудненное управление автомобилем , возникающее из–за неполадок гидроусилителя – ослабления ремня или низкого уровня жидкости в бачке,  из–за неисправности насоса или его клапана;
• большой люфт, получающийся в случае изношенности главного и промежуточного валов рулевой колонки, повреждения рулевого механизма или его разрегулировки.

Особенностью работы по ремонту и техническому обслуживанию гидроусилителя является постоянный контроль за попаданием воздуха в систему, который может ее разрушить.

Работы	Цена
диагностика рулевого управления	от 315-00

*Данная информация не является офертой, определяемой положениями статей 435, 437 Гражданского Кодекса РФ

Все, что вам нужно знать

Марк Уильямсон, Getty Images

Реечная система рулевого управления состоит из шестерни (круговой передачи) с рейкой (линейной передачи). Система работает путем преобразования вращательного движения в поступательное. Большинство легковых автомобилей, небольших грузовиков и внедорожников оснащены системой реечной передачи, а не системой рулевого управления с рециркуляцией шариков, как в больших грузовиках, больших внедорожниках и других транспортных средствах большой грузоподъемности.

Рейка и шестерня

При рулевом управлении с реечной передачей вращение шестерни вызывает линейное движение рейки, которая поворачивает колеса автомобиля влево или вправо.Реечные и шестеренные системы являются обычным элементом на железных дорогах. Между железнодорожными рельсами находятся стойки, которые взаимодействуют с шестернями, прикрепленными к локомотивам, и вагонам поезда, чтобы помочь поездам двигаться вверх по крутым склонам.

Хотя система зубчатой ​​рейки может показаться сложной, согласно Advance Autoparts, это просто шестерня, прикрепленная к зубчатой ​​балке. Штанга крепится к комплекту рулевых тяг. Генераторная рейка — это контур зубчатой ​​рейки, используемый в конструкции генерирующего инструмента, такого как червячная фреза или зуборезный станок, для указания деталей и размеров зубьев.Простые линейные приводы часто состоят из некоторой комбинации рейки и шестерни. Вращение вала шестерни приводится в действие вручную или от двигателя для создания линейного движения.

В то время как реечная система рулевого управления используется производителями автомобилей в США менее 50 лет, в других странах этой концепции уже почти сто лет. Hemmings Motor News сообщает, что в 1930-х годах компания BMW выпустила первую реечную коробку передач. Первым американским производителем автомобилей, который использовал реечное рулевое управление в производстве, был Ford, который использовал его для Mustang II 1974 года и Pinto 1974 года.Вскоре после этого AMC применила эту систему для Pacer 1975 года, однако GM и Chrysler не стали производить автомобили с реечным рулевым управлением до 1980-х годов.

Хотя американским производителям потребовалось некоторое время, чтобы начать производство реечных рулевых систем, они вскоре осознали то, что европейские и азиатские автомобильные компании знали на протяжении десятилетий. Реечное рулевое управление представляет собой более простую конструкцию по сравнению с предыдущей системой рулевого управления с рециркуляцией шариков. Эта более простая конструкция делает системы реечного рулевого управления более рентабельными.

Хеммингс также отмечает, что реечная система рулевого управления весит меньше, чем коробка передач с рециркуляцией шаров, что помогает сократить расход топлива. Системы реек и шестерен легче, поскольку для них не требуются промежуточные рычаги, рычаги Питмана, центральные звенья и втулки рулевых тяг, которые присутствуют в обычных системах рулевого управления. Размер и вес реечной системы делают ее более подходящей для приводов на передние колеса, поскольку производители могут устанавливать ее рядом с поперечной трансмиссией.Производителям проще адаптировать редукторы с реечной передачей к конкретным колесным базам и погрузочно-разгрузочным устройствам.

Стойка и шестерня: приложения

Хотя большинство потребителей знакомы с системами реечной передачи для рулевого управления легковых автомобилей и небольших грузовиков, комбинации зубчатой ​​рейки и шестерни имеют несколько других применений. Реечные системы не только помогают поездам преодолевать крутые уклоны, но и обеспечивают лучший контроль торможения, особенно в снежных и обледенелых условиях. Лестничный подъемник.com заявляет, что реечные системы являются стандартными компонентами большинства лестничных лифтов. Реечный механизм часто работает с использованием гидравлической или электрической энергии.

В 1970-х годах Артур Эрнест Бишоп изобрел регулируемую стойку. Его регулируемая стойка в сочетании со стандартной шестерней использовалась для улучшения управляемости автомобиля.

Как работает реечное рулевое управление?

Согласно статье Moog Parts, реечное рулевое управление работает с использованием зубчатой ​​передачи, которая преобразует круговое движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес.В металлической трубе находится зубчатая передача. На каждом конце трубки есть отверстия, позволяющие прикрепить стойку к осевому стержню. Ведущая шестерня соединяется с рулевым валом, так что шестерня будет вращаться и перемещать рейку при повороте рулевого колеса. Осевые стержни соединяются с концом рулевой тяги, который крепится к шпинделю.

Реечная шестерня выполняет две основные функции:

• Преобразование вращательного движения рулевого колеса в линейное движение, необходимое для вращения колес автомобиля
• Уменьшение передач, что облегчает поворот рулевого колеса колеса

Передаточное число рулевого управления со стойкой и шестерней

Компания Moog Parts определяет «передаточное число» как отношение расстояния поворота рулевого колеса к величине поворота колес.Например, если поворот рулевого колеса на 360 градусов приводит к тому, что колеса автомобиля поворачиваются на 20 градусов, то передаточное отношение этого автомобиля составляет 18: 1 (360, деленное на 20). Более высокое передаточное отношение требует большего количества оборотов рулевого колеса для поворота колес. Желательно более низкое передаточное отношение рулевого управления, поскольку оно указывает на более быстрое рулевое управление.

Легкие спортивные автомобили обычно имеют более низкое передаточное число по сравнению с большими легковыми и грузовыми автомобилями. Благодаря усилителю рулевого управления все легковые автомобили имеют улучшенное передаточное отношение.

Стойка и шестерня с усилителем

Hemmings Motor News отмечает, что автомобили с усилителем рулевого управления имеют немного другую конструкцию зубчатой ​​рейки и шестерни. По бокам силовой стойки расположены две стальные трубы, которые выполняют функцию левого и правого поворота, одновременно выступая в качестве напорных и обратных линий. Цилиндр, содержащий поршень с двумя отверстиями для жидкости, соединяется с силовой стойкой. Жидкость под высоким давлением перемещает поршень, который затем приводит в движение рейку. В электрических системах используется электронасос.

Общие проблемы рулевого управления с зубчатой ​​рейкой и шестерней

Поскольку невозможно управлять автомобилем без рулевого управления, важно внимательно следить за любыми проблемами, чтобы вы могли их отремонтировать как можно скорее.По сообщениям Moog и Sunglass, распространенные проблемы с рулевым управлением включают:

• Жесткое рулевое колесо: Если кажется, что рулевое колесо поворачивается с трудом, это может указывать на проблему с рулевой рейкой или недостаточное давление в усилителе. рулевая система. Эта проблема обычно решается добавлением большего количества жидкости для гидроусилителя руля.
• Утечка жидкости рулевого управления с гидроусилителем: Если в вашем автомобиле течет жидкость рулевого управления с гидроусилителем, вам следует отремонтировать ее, прежде чем она приведет к перегреву коробки передач или поломке шестерен.
• Шумы при шлифовании: Шумы при шлифовании обычно указывают на недостаточную смазку в редукторе рулевого управления. Возможно, необходимо заменить коробку передач.
• Горящее масло: Жидкость для гидроусилителя руля имеет запах, похожий на запах горящего масла. Если вы заметили этот запах во время вождения, остановитесь, как только это станет безопасным. Ваша коробка передач может перегреться и загореться.

Реечная система рулевого управления позволила повысить рентабельность производства автомобилей, сократить расход топлива и упростить управление транспортными средствами.Это, безусловно, революционный прорыв в автомобильной промышленности.

Информация и исследования в этой статье проверены сертифицированным ASE техническим специалистом Дуэйн Саялун из YourMechanic.com . Для получения отзывов или запросов на исправление, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону [email protected] .

Источники:

The Stairlift.com

Hemmings

Автомобиль и водитель

Moog

Автомобиль и водитель

Sunglass.io

Advance Autoparts

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как работает рулевое управление

Типичная схема рулевого управления с реечной передачей, показывающая, как рейка воздействует непосредственно на рулевые рычаги ходового колеса.

рулевое управление Система преобразует вращение рулевого колеса в поворотное движение опорных катков таким образом, что обод рулевого колеса поворачивается на длинную дистанцию, а опорные колеса — на короткую.

Система позволяет водителю использовать только свет силы управлять тяжелой машиной. Обод рулевого колеса диаметром 15 дюймов (380 мм), перемещающий четыре оборота от полного левого упора до полного правого упора, проходит почти 5 м (16 футов), в то время как край опорного колеса перемещается на расстояние немногим более 12 в.(300 мм). Если бы водитель поворачивал опорное колесо напрямую, ему или ей пришлось бы толкать почти в 16 раз сильнее.

Рулевое усилие передается на колеса через систему шарнирных соединений. Они предназначены для того, чтобы колеса могли двигаться вверх и вниз вместе с приостановка без изменения угла поворота руля.

Они также гарантируют, что при прохождении поворотов внутреннее переднее колесо, которое должно двигаться по более крутой кривой, чем внешнее, становится более крутым.

Шарниры должны быть отрегулированы очень точно, и даже небольшой люфт в них делает рулевое управление опасно неаккуратным и неточным.

Обычно используются две системы рулевого управления — стойка и шестерня и рулевой механизм.

На больших автомобилях к любой системе может быть добавлен усилитель, чтобы еще больше снизить усилия, необходимые для ее перемещения, особенно когда автомобиль движется медленно.

Реечная система

Зубчатая рейка

Шестерня плотно прилегает к рейке, поэтому в шестернях нет люфта.Это дает очень точное рулевое управление.

В основании рулевая колонка есть маленькая шестерня ( механизм колесо) внутри корпуса. Его зубья сцепляются с прямым рядом зубьев на стойке — длинной поперечной штанге.

При повороте шестерни рейка перемещается из стороны в сторону. Концы стойки соединены с опорными колесами рулевыми тягами.

Эта система проста, с небольшим количеством движущихся частей, которые могут изнашиваться или смещаться, поэтому ее действие является точным.

А универсальный шарнир в рулевой колонке позволяет соединяться с рейкой, не наклоняя рулевое колесо в сторону.

Система рулевого управления

В основании рулевой колонки находится червячный редуктор внутри коробки. Червь резьбовой цилиндр как короткий болт. Представьте, что вы поворачиваете болт, на котором держится гайка; гайка двигалась бы вдоль болта. Таким же образом при повороте червяка перемещается все, что входит в его резьбу.

В зависимости от конструкции подвижная часть может представлять собой сектор (например, кусок зубчатого колеса), колышек или ролик, соединенный с вилкой, или большую гайку.

При червячном управлении червяк перемещает опорный рычаг с помощью штифта, соединенного с вилкой.

Система гаек имеет закаленные шарики, проходящие внутри резьбы между червяком и гайкой. По мере движения гайки шарики скатываются в трубку, которая возвращает их в исходное положение; это называется системой с рециркуляцией шаров.

Червяк перемещает опорный рычаг, соединенный поперечной рулевой тягой с рулевой рычаг который перемещает ближайшее переднее колесо.

При управлении с рециркуляцией шариков резьба между червяком и гайкой заполнена шариками.

Центральная поперечная рулевая тяга достигает другой стороны автомобиля, где она соединяется с другим передним колесом другой поперечной рулевой рейкой и рулевым рычагом. Повернутый холостой рычаг удерживает дальний конец центральной поперечной рулевой тяги на уровне. Раскладки рук различаются.

Система рулевого механизма имеет много движущихся частей, поэтому она менее точна, чем реечная система, в ней больше места для износа и смещение .

Рулевое управление с усилителем

На тяжелом автомобиле либо тяжелое рулевое управление, либо неудобно низкое зубчатое колесо — рулевому колесу требуется много оборотов от упора до упора.

Тяжелая передача может вызвать проблемы при парковке в ограниченном пространстве. Рулевое управление с усилителем решает эту проблему. В двигатель водит насос который поставляет нефть при высоких давление к стойке или рулевому механизму.

Клапаны в рулевой рейке или коробке открываются всякий раз, когда водитель поворачивает колесо, позволяя маслу попасть в цилиндр. Масло работает поршень это помогает толкать рулевое управление в нужном направлении.

Как только водитель прекращает вращать колесо, клапан закрывается и толкающее действие поршня прекращается.

Электроусилитель только помогает рулевому управлению — рулевое колесо по-прежнему связано с опорными колесами обычным образом.

Основные детали гидроусилителя рулевого управления и их назначение

На более новых автомобилях с реечным рулевым управлением имеются две основные детали гидроусилителя , насос, реечный блок и шланги. Ниже перечислены все компоненты современной системы рулевого управления с усилителем и функции, которые они выполняют.

Общая функция системы

В современной системе рулевого управления с гидроусилителем насос подает жидкость рулевого управления с гидроусилителем под давлением в блок зубчатой ​​рейки.Когда водитель обеспечивает рулевое управление, поворачивая рулевое колесо, управляющий клапан рулевого управления с усилителем прикладывает давление жидкости к одной стороне поршня, что помогает водителю поворачивать колесо. Когда колесо поворачивается, шестерня поворачивается против рейки, и обе шестерни толкают рейку в желаемом направлении, что поворачивает колеса.

Насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя рулевого управления вращается ремнем привода вспомогательных агрегатов или змеевиком для создания давления жидкости в шланге гидроусилителя рулевого управления на стороне входа клапана управления гидроусилителем рулевого управления.

Рейка и шестерня

Рейка и шестерня — это блок, который преобразует рулевое управление водителя в движение передних колес для поворота. К концу первичного вала рулевого управления прикреплена ведущая шестерня. Эта шестерня прижимается к рулевой рейке. Когда рулевое колесо поворачивается, шестерня вращается и толкает рейку в желаемом направлении. По обеим сторонам рулевой рейки расположены прорезиненные пластиковые сильфоны, которые крепятся к корпусу рейки и подвижной части рейки, чтобы пыль не попадала в блок зубчатой ​​рейки.

Хомут

Между ведущим валом реечной передачи и рулевой колонкой находится рулевой демпфер. Это толстый резиновый элемент, который поглощает дорожные удары и предотвращает их передачу водителю через рулевое колесо.

Муфта рулевого механизма

Это шарнир, который позволяет рулевому колесу вращаться без заедания в колонке из-за того, что первичный вал и рулевая колонка не идеально совмещены, а находятся под небольшим углом друг к другу.

Концы рулевой тяги

Это компоненты, которые прикрепляют концы рулевой рейки к поворотному кулаку и позволяют преобразовывать движение рейки в поворотное движение передних колес. Эти части вращаются горизонтально для перемещения рулевого управления и поворачиваются как по вертикали, так и по диагонали, когда автомобиль сталкивается с неровностями дороги и колеса отскакивают.

Шланги гидроусилителя руля

Имеется два основных шланга гидроусилителя рулевого управления, сторона высокого и низкого давления.Оба крепятся к стойке и шестерне с помощью латунных фитингов с резьбой. Шланг со стороны высокого давления прикреплен к насосу гидроусилителя рулевого управления с помощью латунного фитинга с резьбой, а шланг со стороны низкого давления скользит по небольшой трубе и фиксируется зажимом для шланга. По шлангу со стороны высокого давления жидкость гидроусилителя рулевого управления под давлением подается к стойке, чтобы усилить усилитель рулевого управления. Шланг со стороны низкого давления переносит жидкость под низким давлением обратно в насос.

Прочитав предыдущую информацию, вы должны лучше понять компоненты и функции системы рулевого управления с усилителем на вашем автомобиле.

Элементы рулевого управления (автомобиль)

27,7.

Элементы рулевого управления

27.7.1.

Рулевая колонка

Рулевая колонка — это прежде всего поддерживаемый вал, который соединяет рулевое колесо водителя с редуктором. Рулевая колонка в современном автомобиле — сложный механизм. Он спроектирован таким образом, чтобы при столкновении не обрушился, чтобы защитить водителя. В некоторых случаях он может быть наклонен и выдвинут, чтобы установить его под удобным для водителя углом.Он также содержит блокираторы рулевого механизма и трансмиссии. Паническая остановка посредством торможения замедляет транспортное средство с максимальной скоростью замедления 6 м / с, а необходимое время для остановки транспортного средства на скорости 32 км / ч составляет 1,5 секунды. Эта паническая остановка имеет тенденцию поднимать пассажиров и водителя с сидений и переносить их в переднюю часть салона, если они не закреплены ремнями безопасности и плечевыми ремнями. При лобовом столкновении на самом деле происходит два столкновения. Первый — это столкновение автомобиля с объектом, а второй — столкновение пассажиров с приборной панелью и лобовым стеклом в передней части салона.Передняя часть современного легкового автомобиля спроектирована так, чтобы при столкновении давить примерно на 15,5 мм / км, чтобы замедлить движение пассажирского салона за максимально длительный период времени и, таким образом, снизить серьезность вторичного столкновения пассажиров. При лобовом столкновении водитель сталкивается с рулевым колесом примерно через одну сотую секунды после того, как передняя часть автомобиля начинает давить. Рулевая колонка старого образца часто вдавливается в водителя, когда передняя часть автомобиля разрушается.Амортизирующие рулевые колонки спроектированы таким образом, чтобы их нижняя часть складывалась, а не отталкивалась. Верхний конец этих стоек также предназначен для поглощения вторичного удара водителя о колесо в результате его обрушения.



Строительство.

Рулевая колонка должна быть достаточно прочной и жесткой, чтобы выдерживать нормальные движущие нагрузки и в то же время разрушаться с контролируемой скоростью при приложении ударных нагрузок. Рулевая колонка состоит из трех основных компонентов: рулевого вала, трубки переключения передач и кожуха колонки или мачты.Рулевой вал соединяет рулевое колесо с рулевым механизмом через муфту универсального шарнирного типа. В некоторых старых рулевых механизмах удлинение червячного вала рулевого механизма образует рулевой вал. Трубка переключения передач окружает рулевой вал, верхний конец которого соединен с рычагом переключения передач, а нижний конец имеет коленчатый рычаг, который прикрепляется к рычагам переключения передач. Трубка переключения передач заключена в кожух мачты, который поддерживает подшипники вала, монтажные кронштейны и обшивку колонны.Кожух мачты удерживается в автомобиле держателем плиты пола на нижнем конце и отрывным кронштейном сразу под приборной панелью. Добавлены подходящие приспособления, чтобы предотвратить любое движение вверх и позволить колонне опускаться при столкновении.
Более ранние ударопоглощающие куртки мачты имеют секцию с алмазными отверстиями с перфорацией, которые при столкновении выпирают наружу, позволяя куртке укорачиваться. Кожух мачты второго поколения, поглощающий удары, состоит из двух труб. Верхняя труба просто скользит по нижней трубе, и стальные шарики во впрыскиваемой пластмассовой втулке вклиниваются между двумя трубами, образуя надежную рубашку мачты.Стальные шарики образуют канавки в трубках, когда они прижимаются друг к другу во время столкновения, и, таким образом, постепенно замедляют воздействие вторичного приводного механизма с контролируемой скоростью.
На каждом конце кожуха мачты используется переходник, служащий либо подшипником, либо опорой подшипника для трубки переключения передач и рулевого вала. Трубка переключения передач состоит из двух или трех коротких отрезков трубок, один из которых вставлен внутрь другого, а в трубках в местах соединений сделаны прямоугольные и круглые отверстия. Затем в эти соединения вводится пластик, чтобы удерживать их на месте, и при столкновении пластиковые вставки в отверстии срезаются, позволяя сдвигающим трубкам телескопировать вместе.Трубка переключения передач на всех рулевых колонках обеспечивает жесткость, даже если автомобиль может быть оборудован рычагом переключения передач, установленным на полу.
Рулевой вал состоит из двух частей. Верхняя часть представляет собой сплошной стержень, который входит в полую нижнюю часть. Две внешние лыски в верхней части сопрягаются с внутренними лоскутками в нижней части для передачи усилия рулевого управления. Пластиковые вставки вставляются в отверстия в нижней части и вокруг канавок в верхней части прямо под отверстиями, которые фиксируют два рулевых вала вместе.При столкновении пластик срезан, из-за чего рулевой вал становится телескопическим и короче.
В дополнение к верхнему подшипнику рулевого вала и рулевому колесу имеется ряд элементов, таких как рычаг переключения передач, переключатель указателей поворота, переключатель аварийного указателя поворота, переключатель зажигания, механизм блокировки переключения передач и рулевого управления, регулировка скорости, механизм наклона рулевого колеса и средства, позволяющие колесу входить и выходить, которые устанавливаются на верхнем конце рулевой колонки в зависимости от модели автомобиля.
Рычаг переключения передач соединен с трубкой переключения передач, которая имеет заслонку, которая ограничивает перемещение переключателя между нейтральным положением и приводом, если рычаг переключения передач не переключен, предотвращая случайное переключение на передачу. Рычаг селектора проходит сквозь корпус или ступицу, которая обрезает верхний конец рулевой колонки.
Переключатель указателей поворота находится прямо под рулевым колесом. После завершения поворота выступ в нижней части рулевого колеса отменяет сигнал. При срабатывании звукового сигнала устанавливается контакт между контактным кольцом, установленным на рулевом колесе, и рулевой колонкой, замыкая цепь звукового сигнала на массу и включающую звуковой сигнал.Наклоняемые и телескопически перемещающиеся рулевые колонки имеют гораздо более сложный верхний конец рулевой колонки (рис. 27.51). На верхнем конце рулевого вала установлена ​​вилка, которая является частью универсального шарнира. Короткий верхний вал также снабжен коромыслом. Универсальный шарнир соединен с пластиковой сферой, которая помещается между двумя ярмами. Вилка и верхний вал заключены в опорный корпус и торцевую крышку. Верхняя опора вала поворачивается вверх и вниз в корпусе, фиксируясь в нескольких положениях.Башмаки блокировки положения освобождаются с помощью рычага, чтобы повернуть рулевое колесо в новое положение. Полый верхний вал скользит в полую верхнюю траверсу, позволяя рулевому колесу входить и выходить. Он удерживается на месте с помощью кулачкового клина, фиксирующегося в шпоночной канавке вилки.

Сервис.

Обычное обслуживание рулевой колонки включает работы с верхним концом рулевой колонки, которые можно проводить, оставив рулевую колонку в автомобиле. Любые работы с рулевой колонкой требуют снятия рулевого колеса.Чтобы отделить рулевое колесо, необходимо снять верхнюю облицовку, часто кнопку звукового сигнала, планку или кольцо. Снятие верхней облицовки обнажает гайку рулевого колеса. Рулевое колесо требует вытягивания из набора шлицев на рулевом валу, после

рис. 27.51. Типичная гайка наклона и хода
снимается, для чего используются съемники. При снятии рулевого колеса открывается механизм переключателя указателей поворота. Чтобы установить рулевое колесо на место, необходимо обратить внимание на положение главного шлица.Ремонтные работы, необходимые для деталей, могут выполняться с использованием подходящего инструмента и в соответствии с действующим руководством по ремонту.
27.7.2.

Шестерни рулевые

Рулевой редуктор предоставляет водителю рычаг, позволяющий ему прикладывать большое усилие к опорному колесу с минимальным усилием и контролировать направление колеса. Усилие поворота на рулевом колесе умножается через рулевые механизмы для поворота передних колес, даже когда автомобиль находится в состоянии покоя.Таким образом, рулевой редуктор выполняет две основные функции. Он производит редукцию между входным рулевым колесом и выходным рычагом (рычаг Питмана) и перенаправляет входной сигнал на выходную ось вращения под прямым углом.
Общее угловое передаточное число между рулевым колесом и опорным колесом варьируется от примерно 12: 1 до 30: 1, в зависимости от нагрузки на опорные колеса и типа рулевого управления. Более низкий коэффициент предназначен для легких малогабаритных транспортных средств, а более высокий — для тяжелых транспортных средств.При понижении передаточного числа требуется большее количество оборотов для перемещения колес от упора к упору, что затрудняет быстрое изменение направления транспортного средства.
Обычно поворотные оси рулевого колеса должны иметь возможность поворачиваться на максимальный угол поворота 40 градусов в обе стороны от положения по прямой. Следовательно, угловое смещение рычага блокировки для блокировки составляет 80 градусов, а при понижении передачи 12: 1 и 30: 1 количество оборотов рулевого колеса будет следующим:
Блокировка для блокировки рулевого управления = 80 x 12/360 = 2.66 оборотов, колесо оборачивается для уменьшения 12: 1.
Блокировка для блокировки рулевого управления = 80 x 30/360 = 6,66 оборота колеса для уменьшения 30: 1.
Эти результаты показывают, что в то время как для уменьшения 12: 1 требуется, чтобы рулевое колесо было повернуто на 1:33 оборота из положения прямо, для уменьшения 30: 1 требуется 3,33 оборота, что более чем в два раза превышает предыдущее угловое смещение. Таким образом, с понижением передачи 12: 1 рулевое управление может быть тяжелым, но его можно относительно быстро повернуть из положения движения по прямой в положение полной блокировки и обратно.Тем не менее, уменьшение 30: 1 обеспечивает легкое рулевое колесо, но транспортное средство вынуждено поворачивать намного медленнее, если водитель может безопасно завершить маневр.
На протяжении многих лет использовалось несколько типов рулевого редуктора, в том числе:
(i) Винт и гайка.
(ii) Рейка и шестерня. (Привет) Кулачок и колышек.
(iv) Червяк и ролик.
(v) Червь и сектор.
(vi) Рециркулирующий шар.
27.7.3.

Винт и гайка механизма рулевого механизма

Механизм типа винт и гайка является базовой формой для всех других типов механизмов рулевого редуктора (рис.27,52). Этот механизм увеличивает как силу, так и передаточные числа. Небольшое входное усилие приложено к концу перпендикулярного фиксированного рычага

Рис. 27.52. Винт и гайка рулевого механизма.
к винту может перемещать гораздо большую нагрузку в осевом направлении вдоль винта при условии, что гайка удерживается от вращения.
Если винт не может двигаться в продольном направлении, но один раз вращается внутри своей гайки, то гайка продвигается или отводится на расстояние, равное осевой длине одной полной петли спиральной канавки.Это расстояние называется шагом резьбы или шагом (p). Наклон спиральной резьбы к перпендикуляру оси винта известен как угол спирали (а). При уменьшении угла наклона спирали гайка перемещает большую нагрузку в осевом направлении.
Зацепленные внешняя и внутренняя спиральные резьбы механизма винта и гайки можно рассматривать как пару бесконечно длинных наклонных плоскостей. Когда винт вращается, удерживая гайку в неподвижном состоянии, наклонная плоскость винта скользит относительно плоскости гайки.Из-за сравнительно больших площадей поверхности, контактирующих между наружной и внутренней резьбой и трудности поддержания достаточного количества смазки между трущимися поверхностями, этот механизм обеспечивает относительно высокое трение, что вызывает низкий механический КПД и высокую скорость износа. Это трение можно значительно уменьшить, введя серию шариков (рис. 27.53), которые катятся между наклонными плоскостями при вращении винта относительно гайки.
Общее передаточное число в редукторе рулевого управления с винтом и гайкой достигается в два этапа.На первом этапе гайка перемещается по продольной длине за каждый полный оборот рулевого колеса. На втором этапе прямолинейное движение гайки снова преобразуется в угловое посредством встроенного коромысла и вала.
Передний КПД рулевого редуктора определяется как отношение выходной работы, производимой на рычаге подвески для перемещения заданной нагрузки, к входной работе, выполняемой на рулевом колесе для достижения этого движения,

Рис. 27.53. Винт и гайка рециркуляционного шарикового механизма.


Рис. 27.54. Кривые КПД рулевого механизма с гайкой и винтовой циркуляцией.
И наоборот, обратная эффективность рулевого редуктора определяется как отношение выходной работы, производимой на ободе рулевого колеса, заставляющей его вращаться против силы сопротивления, к входной работе, выполняемой на рычаге подвески для создания этого движения,

Эффективность винто-гайки зависит от угла наклона спирали (рис. 27.54) и максимальна в области угла наклона спирали 40–50 градусов как для прямого, так и для обратного направления.Он падает до нуля на двух крайних точках: 0 и 90 градусов. Графики прямых и обратных кривых эффективности для устройства с винтом и гайкой выглядят одинаково, но, похоже, не совпадают по фазе на величину, известную как коэффициент трения.
Если угол наклона винтовой линии выбран (скажем, 40 °) для максимальной эффективности движения вперед в точке A, а также для очень высокой эффективности в обратном направлении в точке A ‘, то каждое подергивание опорных катков, вызванное любыми неровностями на поверхности дороги, передается к рулю.Поэтому выбран меньший угол наклона спирали (скажем, 30 °), который дает лишь небольшое снижение прямого к.п.д. в точке B, но при этом получается относительно гораздо больший пониженный КПД обратного хода в точке B ’. Следовательно, это поглощает и гасит большинство очень небольших вибраций, создаваемых шинами, катящимися по контуру дороги.
Типичное значение угла наклона спирали составляет около 30 градусов, что обеспечивает прямую и обратную эффективность около 55% и 30% соответственно без рециркуляции шариков.За счет введения шариков между винтом и гайкой коэффициент полезного действия прямого и обратного хода становится примерно 80% и 60% соответственно.
27.7.4. Механизм рулевого механизма с реечной передачей
Механизм с зубчатой ​​рейкой преобразует круговое входное движение шестерни в линейное выходное движение зубчатой ​​рейки, так что поперечное перемещение зубчатой ​​рейки передается через стяжные тяги на тяги рулевых тяг и полуоси (рис. 27.55). Для передачи движения от шестерни к рейке зубья шестерни сцепляются с зубьями рейки вдоль оси рейки для движения в любом направлении.Круговой шаг шестерни должен быть равен линейному шагу рейки для правильного зацепления.


Рис. 27.55. Принцип реечного рулевого управления.
Пусть, R = радиус рулевого колеса
r = радиус делительной окружности шестерни
t = количество зубьев шестерни p — линейный или круговой шаг E = входное усилие на рулевом колесе и W = нагрузка на выходную рейку.

Передаточные числа реечных рулевых механизмов для ручного рулевого управления в значительной степени зависят от веса транспортного средства и варьируются от 12: 1 для небольших автомобилей до 22: 1 для более тяжелых транспортных средств.
Реечный рулевой механизм (рис. 27.56) использует шестерню, соединенную с рулевым колесом через муфту и универсальные шарниры. Ведущая шестерня поддерживается двумя шариковыми подшипниками. Рейка представляет собой вал круглого сечения с зубьями, нарезанными вдоль одной стороны, и расположен перпендикулярно шестерне. Рейка совмещена с шестерней и скользит по своей трубке

Рис. 27.56. Реечный механизм рулевого управления.
корпус между двумя подшипниками. Подшипник скольжения втулки размещен на одном конце корпуса, а регулируемая опорная вилка полуподшипника, противоположная ведущей шестерне, получена на другом конце корпуса.Полуподшипник вилка толкает зубья рейки в зацепление с зубьями шестерни, а также регулирует величину люфта между зубьями рейки и шестерни. Поскольку рейка представляет собой шестерню бесконечного диаметра, ее делительная окружность представляет собой прямую линию. Оба профиля зубьев шестерни имеют эвольвентную форму. Боковой профиль зубьев шестерни изогнут, а стороны зубьев рейки прямые и наклонные (рис. 27.55).
В случае зубьев реечной передачи с прямой нарезкой только одна пара зубьев входит в зацепление и контактирует по всей своей ширине в любой момент.Следовательно, точка контакта профиля зуба всегда перемещается с одной стороны на другую от продольной оси как зубчатой ​​рейки, так и зубьев шестерни. Неравномерное движение рейки происходит из-за того, что нагрузка рулевого управления передается от одной пары зубьев к другой. С зубьями зубчатой ​​рейки со спиральной нарезкой в ​​любой момент в контакт входит более одной пары зубьев. Кроме того, зубья входят в зацепление постепенно, и всегда имеется некоторый контакт на линии тангажа. В результате зубья винтовой шестерни воспринимают большие нагрузки, плавно входят в зацепление и работают тихо.
Если ось шестерни наклонена к перпендикуляру к ходу рейки (рис. 27.56C), эффективный радиус шага шестерни увеличивается для данного движения рейки, так что возможно использование меньшего числа более сильных зубьев шестерни и большее передаточное число. сокращение может быть использовано для данного хода стойки. Как угол наклона спирали зубьев, так и наклон оси шестерни к перпендикуляру создают действие скольжения между зубьями зацепления, из-за чего увеличивается трение. Демпфирующий эффект этого внутреннего трения предотвращает передачу толчков от опорного колеса на рулевое колесо.
Шариковые подшипники шестерни должны иметь заданную предварительную осевую нагрузку во время сборки. Эта начальная степень сжатия исключает любое поплавковое движение или относительное свободное движение подшипников в рабочих условиях. Чтобы добиться правильного зацепления зубьев реечной передачи, вилка опоры подшипника перемещается по направлению к рейке или от нее. Прокладки выбранной толщины вставляются между корпусом и крышкой вилки, чтобы отрегулировать относительное положение вилки опоры подшипника относительно корпуса шестерни.
Пример 27.4. Реечное рулевое управление имеет шестерню с диаметром делительной окружности 16 мм. Какое усилие необходимо приложить к рулевому колесу диаметром 320 мм, чтобы преодолеть сопротивление 500 Н в поперечном направлении на гусенице?

Пример 27.5. Реечный механизм рулевого управления имеет шестерню с 5 зубьями и шагом 10 мм. Если к рулевому колесу диаметром 350 мм прилагается усилие в 15 Н, (а) определяют передаточное число и (б) усилие, передаваемое на стяжные тяги.


Фиг.27,57. Коробка передач рулевого типа с кулачком и штифтом.
27.7.5.

Кулачок и штифт рулевого механизма

Рулевой механизм этого типа включает в себя вместо обычного винта цилиндрический вал, установленный между двумя радиально-упорными шарикоподшипниками (рис. 27.57). Вал имеет глубокую спиральную канавку, обычно с переменным шагом, на своей поверхности между подшипниками. Паз имеет конический профиль, сужающийся к низу. Встроенный коромысло и вал размещены на полпути вдоль кулачка.На свободном конце коромысла установлен конический штифт, который входит в паз. Когда рулевое колесо и вал вращают распределительный вал, одна сторона спиральной канавки поворачивает штифт в осевом направлении вперед или назад, в зависимости от направления поворота кулачка. Это заставляет коромысло поворачиваться вокруг оси вала, и в результате аналогичное угловое движение передается опускающемуся рычагу, который прикреплен к внешнему концу вала.
Шаг спирали обеспечен с минимальным шагом в среднем положении для увеличения механического преимущества кулачкового и штифтового устройства.Постепенно увеличивающийся шаг по направлению к любому концу кулачка обеспечивает более прямую реакцию рулевого управления за счет увеличения усилия рулевого управления, когда рулевое управление приближается к полной блокировке. Предварительный натяг шариковых дорожек, поддерживающих кулачок, регулируется путем изменения толщины прокладки между концевой пластиной и корпусом. Подпружиненные масляные уплотнения используются как на конце коромысла коромысла, так и на входном конце распределительного вала.
В малоэффективных рулевых механизмах с кулачком и штифтом штифт вдавливается непосредственно в отверстие, просверленное в коромысле.Сверху для повышения эффективности штифт поддерживается игольчатыми роликами, собранными внутри увеличенного отверстия в коромысле. В высокоэффективной конструкции для тяжелых условий эксплуатации штифт поддерживается противоположными коническими роликоподшипниками, установленными непосредственно на коромысле, форма которого формирует внутренние дорожки подшипников. Механизм кулачка и штифта имеет средний КПД вперед и назад 50% и 30% соответственно для штифтов, закрепленных в коромысле, и 75% и 50% соответственно для штифтов, установленных на игле.
Винт регулировки осевого люфта вала коромысла контактирует с заземленной частью верхней поверхности вала коромысла для получения правильной глубины зацепления штифта с канавкой кулачка. Вал коромысла вращается в бронзовом подшипнике скольжения на конце рычага подвески и прямо напротив отверстия подшипника на конце кулачка. Для дальнейшего повышения КПД на 3-5% подшипник коромысла втулки скольжения можно заменить игольчатыми подшипниками.

Рис. 27.58. Рулевой редуктор червячно-роликового типа.
27.7.6.

Червячно-роликовая коробка передач

В этом рулевом механизме используется изношенный кулачок в форме песочных часов, установленный между противоположными коническими роликоподшипниками. Наружное кольцо подшипников находится во фланце концевой пластины и в опорной втулке на входном конце червячного вала (рис. 27.58). Прокладки, расположенные между концевыми пластинами и корпусом, используются для регулировки предварительного натяга конических роликовых подшипников и для центрирования червяка относительно коромысла.
Роликовый толкатель, имеющий два или три зубца, входит в зацепление с зубьями червяка и установлен на двух наборах игольчатых роликов, поддерживаемых коротким стальным штифтом, который расположен между рычагом вилки и является неотъемлемой частью вала коромысла. Для уменьшения потерь на трение игольчатые ролики заменены шариковыми дорожками, которые выдерживают радиальные нагрузки, а также торцевую тягу. Вал коромысла поддерживается двумя плоскими втулками, расположенными в рулевом механизме, а другие — в верхней крышке. Винт с буртиком, расположенный в пазу с Т-образным пазом на одном конце вала коромысла, поглощает осевое усилие в обоих направлениях вала коромысла.
Для регулировки глубины зацепления червяка и ролика (рис. 27.58) рулевое колесо перемещается в среднее положение числа оборотов рулевого колеса от упора до упора. Винт с упорным упором на конце ввинчивается до тех пор, пока не будет обеспечено все свободное движение, а затем затягивается контргайка, чтобы уменьшить расстояние смещения. Кулачок расположен по центру относительно ролика коромысла, так что между роликом и червяком в точке на половину оборота рулевого колеса по обе стороны от среднего положения имеется равный люфт.Любая необходимая регулировка выполняется путем удаления регулировочных шайб с одной торцевой пластины и добавления их к уже имеющимся шайбам с другой.
КПД переднего и заднего хода червячной и роликовой передачи составляет соответственно 73% и 48%, что немного ниже, чем у кулачковой и штыревой передач. Эта эффективность в некоторой степени зависит от конструкции. Для повышения эффективности можно использовать игольчатый или конический роликовый подшипник между коромыслом и корпусом вместо обычного подшипника скольжения с втулкой.
27.7.7.

Червячно-секторный рулевой редуктор

Этот тип коробки передач является результатом развития старых конструкций червячного и колесного типа. Червяк и сектор из закаленной стали расположены подшипниками в корпусе из ковкого чугуна или легкого сплава. На рисунке 27.59 показан изношенный и секторный рулевой механизм. Червяк соединен с внутренней колонкой, а сектор образует часть коромысла в рулевом редукторе.

Фиг.27,59. Червячно-секторный рулевой механизм.
Подобно многим другим блокам, макет также может иметь настройки, которые включают: (i) Поплавок внутренней стойки регулируется с помощью прокладки.
(ii) Поплавок коромысла регулируется с помощью регулировочной прокладки или винта.
(Hi) Люфт между шестернями регулируется перемещением шестерен.
Поскольку максимальный износ происходит в положении коробки прямо вперед, шестерня обычно имеет больший люфт в положениях блокировки. Это снижает риск заклинивания при полной фиксации, когда коробка регулируется для компенсации износа.Важно свести к минимуму концевой люфт и люфт. Смазка рулевого механизма осуществляется путем заливки коробки передач до уровня пробки обычным трансмиссионным маслом.
27.7.8.

Рулевой редуктор с шариковой гайкой и коромыслом с рециркуляцией

Эта конструкция является усовершенствованием простой коробки передач с винтом и гайкой путем замены наружной и внутренней резьбы винта полукруглыми спиральными канавками, выполненными на первичном валу и внутри отверстия полугайки.Кольцо из стальных шариков помещается между внутренними и внешними канавками внутри гайки (рис. 27.60). Часть вала со спиральной канавкой известна как червяк, который имеет одну пусковую левую или правую спираль для правостороннего или левостороннего рулевого управления соответственно.

Рис. 27.60. Редуктор рулевого типа с рециркуляцией шариковой гайки и коромысла.
Червячный вал поддерживается между двумя наборами шариковых дорожек, установленных на обоих концах, как правило, в алюминиевом корпусе.Предварительный натяг подшипника регулируется стальными прокладками, зажатыми между съемной пластиной, установленной на входном конце вала. Подпружиненное манжетное уплотнение контактирует с гладкой поверхностью вала червяка и расположено на внутренней стороне концевой пластины. Половина гайки крепится к изношенному при помощи съемной полукруглой передаточной трубки, прикрепленной к гайке при помощи фиксатора и двух болтов. Стальные шарики вставлены в проход, образованный канавками и передающей трубкой, и могут свободно перемещаться во время вращения червячного вала.
Полугайка имеет удлиненную стойку конического седла и центрирующего штифта. После сборки коническое седло входит в зацепление с коническими вилками коромысла, а ролик на цапфе гайки входит в направляющий паз, сформированный параллельно оси червяка в верхней крышке. При вращении червячного вала гладкий ролик, зацепленный за его удлиненную прорезь, не дает гайке проворачиваться. Перемещение гайки по червяку обеспечивает осевое смещение центрирующего ролика в его пазу.
Подпружиненный плунжер прижимает конические вилки коромысла к коническому гнезду полугайки и управляет концевым смещением вала коромысла.Вал коромысла поддерживается непосредственно в отверстии материала корпуса на конце червяка и бронзовой втулкой в ​​корпусе на конце рычага подвески. Масляное уплотнение, установленное внутри отверстия коромысла вала, удерживает смазку в корпусе рулевого механизма. Крепление рулевого вала обеспечивается параллельными зубцами червячного вала. Вал коромысла соединен с рычагом подвески зубчатым коническим хвостовиком.
Этот тип рециркулирующей шаровой передачи и кулисного рычага имеет КПД вперед и назад примерно 80% и 60% соответственно.
27.7.9.

Шаровая рейка с рециркуляцией и редуктор с секторным рулевым управлением

Для уменьшения трения и повышения эффективности вместо обычных резьб винта и гайки полукруглые спиральные канавки (Рис. 27.61) обрабатываются снаружи вокруг и вдоль

Рис. 27.61. Рециркуляционная шаровая рейка и секторный рулевой редуктор.
вал червячный цилиндрический. Подобная канавка также обрабатывается внутри через отверстие гайки.Между двумя наборами соответствующих полукруглых спиральных канавок вставляется серия стальных шариков, чтобы зацепить червяк и гайку.
Когда рулевое колесо и червяк вращаются, шарики катятся в канавках по гайке в двух отдельных контурах шариков, заставляя гайку перемещаться вдоль червяка. Каждый шар входит в направляющую возврата шара после завершения одной петли вокруг червяка. Направляющая отклоняет шарики от канавок, вызывая их движение по диагонали через заднюю часть гайки. Шарики снова направляются в желобчатые каналы на другой стороне гайки.
Одна внешняя поверхность прямоугольной гайки обработана так, чтобы сформировать зубья зубчатой ​​рейки, которая входит в зацепление с зубчатым секторным валом. Движение от гайки передается на рычаг подвески через вал с зубчатым сектором, так что линейное движение гайки снова преобразуется во вращательное движение сектором и валом.
В этом типе рулевого механизма рейка и сектор позволяют опускающемуся рычагу иметь большее угловое перемещение, чем у большинства других типов зубчатых передач. Из-за дополнительного редуктора второй ступени зубчатой ​​рейки и сектора общий КПД переднего и заднего хода немного ниже, чем у других шаровых механизмов с рециркуляцией, типичные значения составляют 70% и 45% соответственно.

Рис. 27.62. Взаимосвязь сцепления шины с дорогой на различных дорожных покрытиях и реакции крутящего момента на рулевом колесе.

Реечное рулевое управление — как работает рулевое управление автомобиля

Реечное рулевое управление быстро становится наиболее распространенным типом рулевого управления на легковых автомобилях, небольших грузовиках и внедорожниках. На самом деле это довольно простой механизм. Зубчатая передача с реечной передачей заключена в металлическую трубу, причем каждый конец рейки выступает из трубы.Стержень, называемый стяжкой , соединяется с каждым концом стойки.

Ведущая шестерня прикреплена к рулевому валу . При повороте руля шестерня крутится, сдвигая рейку. Тяга на каждом конце рейки соединяется с рулевым рычагом на шпинделе (см. Схему выше).

Реечная передача выполняет две функции:

• Она преобразует вращательное движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес.
• Обеспечивает понижающую передачу, облегчая поворот колес.

На большинстве автомобилей требуется от трех до четырех полных оборотов рулевого колеса, чтобы колеса повернулись от упора к упору (от крайнего левого угла к крайнему правому).

Передаточное отношение — это отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота колес. Например, если один полный оборот (360 градусов) рулевого колеса приводит к тому, что колеса автомобиля поворачиваются на 20 градусов, то передаточное число рулевого управления равно 360, разделенному на 20, или 18: 1.Более высокое передаточное число означает, что вам нужно больше поворачивать рулевое колесо, чтобы колеса повернули на заданное расстояние. Однако требуется меньше усилий из-за более высокого передаточного числа.

Как правило, более легкие и спортивные автомобили имеют меньшее передаточное число рулевого управления, чем более крупные автомобили и грузовики. Более низкое передаточное число обеспечивает более быструю реакцию рулевого управления — вам не нужно так сильно поворачивать рулевое колесо, чтобы колеса повернули на заданное расстояние — что является желательной чертой спортивных автомобилей. Эти автомобили меньшего размера достаточно легкие, поэтому даже при более низком передаточном числе усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, не является чрезмерным.

У некоторых автомобилей есть рулевое управление с переменным передаточным числом , в котором используется зубчатая рейка с зубчатым колесом, который имеет другой шаг зубьев (количество зубьев на дюйм) в центре, чем снаружи. Это заставляет автомобиль быстро реагировать при начале поворота (стойка находится ближе к центру), а также снижает усилие вблизи пределов поворота колеса.

Реечный механизм

Когда реечный механизм находится в системе рулевого управления с усилителем, конструкция стойки немного отличается.

Часть стойки содержит цилиндр с поршнем посередине.Поршень соединен со стойкой. Есть два порта для жидкости, по одному с каждой стороны поршня. Подача жидкости под более высоким давлением к одной стороне поршня заставляет поршень двигаться, который, в свою очередь, перемещает рейку, обеспечивая усиление.

Далее в статье мы проверим компоненты, обеспечивающие подачу жидкости под высоким давлением, а также решим, с какой стороны стойки ее подавать. Во-первых, давайте взглянем на другой тип рулевого управления.

Рулевой рычаг — запасные части OEM и послепродажного обслуживания

Рулевая тяга

Рулевая тяга состоит из стержней, рычагов и шаровых головок, которые соединяют рулевой механизм с поворотными кулаками и заставляют колеса вращаться в нужном направлении.Назначение рулевой тяги — передавать движение рулевого колеса на колеса автомобиля. Обычная параллелограммная рулевая тяга, которая используется в более крупных транспортных средствах, включает рычаг Питмана, промежуточный рычаг, центральную тягу и рулевые тяги. Рулевой редуктор соединен с рычагом Pitman, который прикреплен к одному концу центральной тяги. Другой конец центрального звена соединен с рычагом холостого хода, который соединен с рамой автомобиля. При повороте рулевого колеса коробка передач передает движение рычагу Питмана, который заставляет рычаг холостого хода вращаться в параллельном вращательном движении.Это действие заставляет колеса поворачиваться в нужном направлении.

Реечный рулевой механизм, который обычно используется в современных автомобилях, состоит из рейки, шестерни и рулевых тяг. Круглый конец шестерни перемещается вперед и назад по стороне зубчатой ​​рейки с канавками. При повороте рулевого колеса рулевая колонка поворачивает шестерню, заставляя ее двигаться по канавкам. Это действие заставляет колеса двигаться в нужном направлении.

Неисправная рулевая тяга приведет к блужданию автомобиля при движении на высоких скоростях или к раскачиванию рулевого колеса.Кроме того, при движении на высоких скоростях автомобиль будет вибрировать. Если вы испытываете какие-либо из вышеперечисленных симптомов, вам следует подумать о замене рулевой тяги. В Buy Auto Parts имеется широкий выбор рулевых тяг для каждой марки и модели автомобиля.

У нас есть оригинальные запчасти OEM и запасные части премиум-класса. Все наши автозапчасти проходят тщательную проверку и имеют гарантию. Чтобы просмотреть детали, которые подходят вашему автомобилю, выберите подходящий год, марку и модель вашего автомобиля в нашем онлайн-каталоге.В Buy Auto Parts вы найдете высококачественные рулевые тяги по бесконкурентным ценам и с бесплатной доставкой . Если у вас есть какие-либо вопросы о наших автомобильных запчастях, позвоните в нашу бесплатную службу поддержки 1-888-907-7225 или напишите нам по адресу [электронная почта защищена].

Назначение автомобильной системы рулевого управления

Назначение системы рулевого управления позволяет водителю контролировать направление движения автомобиля, поворачивая передние колеса. Система рулевого управления состоит из следующих составных частей.

(1) Комплектующие

<1> Рулевое колесо Выполняет рулевое управление.

<2> Рулевая колонка Соединяет рулевое колесо и рулевые механизмы.

<3> Рулевые механизмы Преобразуйте крутящий момент рулевого управления и отклонение поворота от рулевого колеса, передайте их на колесо через рулевую тягу и заставьте автомобиль поворачиваться.

<4> Рулевой механизм Рулевой механизм представляет собой комбинацию стержней и рычагов, которые передают движение рулевого механизма на левое и правое передние колеса.Также есть два типа рулевого управления.

• Реечная

• Тип шарика с рециркуляцией

2. Требования к системе рулевого управления

К системе рулевого управления предъявляются следующие требования.

(1) Требования

<1> Превосходная маневренность Когда автомобиль входит в поворот на узкой извилистой дороге, система рулевого управления должна иметь возможность крутить передние колеса резко, но легко и плавно.

<2> Правильное усилие рулевого управления. Если ничего не предпринять для предотвращения этого, усилие рулевого управления будет больше, когда транспортное средство остановлено, и уменьшится при увеличении скорости транспортного средства.Следовательно, для облегчения рулевого управления и лучшего ощущения дороги необходимо облегчить рулевое управление на низких скоростях и утяжелить на высоких скоростях.

<3> Плавный подъем Во время поворота водитель должен крепко удерживать рулевое колесо. Однако после завершения поворота восстановление, то есть возвращение колес в положение движения по прямой, должно происходить плавно, поскольку водитель ослабляет силу, с которой он поворачивает рулевое колесо.

No related posts.