Наибольшее распространение получил механический рулевой привод, состоящий из рулевых тяг и рулевых шарниров. Рулевой шарнир выполняется шаровым. Шаровой шарнир состоит из корпуса, вкладышей, шарового пальца и защитного чехла. Для удобства эксплуатации шаровой шарнир выполнен в виде съемного наконечника рулевой тяги. По своей сути рулевая тяга с шаровой опорой выступает дополнительным рычагом подвески.
Рулевое колесо воспринимает от водителя усилия, необходимые для изменения направления движения, и передает их через рулевую колонку рулевому механизму. Рулевое колесо выполняет также и информационную функцию. По величине усилий, характеру вибраций происходит передача водителю информации о характере движения. Диаметр рулевого колеса легковых автомобилей находится в пределе 380 — 425 мм, грузовых автомобилей – 440 – 550 мм. Рулевое колесо спортивных автомобилей имеет меньший диаметр.
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении и наряду с тормозной системой является важнейшей системой управления автомобилем. На большинстве легковых автомобилей изменение направления движения осуществляется за счет поворота передних колес (кинематический способ поворота). Изменить направление движения можно и за счет подтормаживания отдельных колес. Силовой способ поворота положен в основу работы системы курсовой устойчивости.
Большинство современных автомобилей имеют гидравлический усилитель рулевого управления (другое название – гидроусилитель руля). Разновидностью гидроусилителя является электрогидравлический усилитель рулевого управления, в котором гидронасос имеет привод от электродвигателя. В последние годы на автомобилях все шире применяется электрический усилитель рулевого управления (другое название – электроусилитель руля). Крутящий момент от электродвигателя может передаваться непосредственно на вал рулевого колеса или на зубчатую рейку. Электроника позволяет использовать электроусилитель руля для автоматического управления автомобилем, например в системе автоматической парковки, системе помощи движению по полосе.
Рулевая колонка обеспечивает соединение рулевого колеса с рулевым механизмом. Рулевая колонка представлена рулевым валом, имеющим несколько шарнирных соединений. В конструкции рулевой колонки предусмотрена возможность складывания при сильном фронтальном ударе, что позволяет снизить тяжесть травмирования водителя. На современных автомобилях предусмотрено механическое или электрическое регулирование положения рулевой колонки. Регулировка может производиться по вертикали, по длине или в обоих направлениях. В целях защиты от угона осуществляется механическая или электрическая блокировка рулевой колонки.
В некоторых видах спецтехники, например, в тракторах, предусматривается гидрообъемное рулевое управление, которое обеспечивает независимость положения руля от компоновки других элементов. В этой системе отсутствует механическая связь привода и рулевого колеса. Для выполнения поворота колес гидрообъемное рулевое управление предусматривает силовой цилиндр, которым управляет насос-дозатор.
- Обеспечение заданной траектории движения с необходимыми параметрами поворотливости, поворачиваемости и устойчивости.
- Усилие на рулевом колесе для осуществления маневра не должно превышать нормированного значения.
- Суммарное число оборотов руля от среднего положения до каждого из крайних не должно превышать установленного значения.
- При выходе из строя усилителя должна сохраняться возможность управления автомобилем.
- Активного рулевого управления (AFS) – система изменяет величину передаточного отношения в зависимости от текущей скорости. Она позволяет корректировать угол поворота колес и обеспечивает более безопасное и устойчивое движение на скользких поверхностях.
- Динамического рулевого управления – работает аналогично активной системе, однако в конструкции в этом случае вместо планетарного редуктора используется электродвигатель.
- Адаптивного рулевого управления для транспортных средств – главной особенностью является отсутствие жесткой связи между рулем автомобиля и его колесами.
В большинстве стран левостороннее рулевое управление (или правостороннее движение). Основное отличие механизмов не только в позиции руля, но и в рулевом редукторе, который адаптирован под различные стороны подключения. С другой стороны, переоборудование правостороннего руля на левостороннее рулевое управление все же возможно.
- С гидравлическим усилителем (ГУР). Его основным достоинством является компактность и простота конструкции. Гидравлическое рулевое управление среди современных транспортных средств является одним из наиболее распространенных. Недостатком такой системы является необходимость контроля уровня рабочей жидкости.
- С электрическим усилителем (ЭУР). Такая система рулевого управления с усилителем считается наиболее прогрессивной. Он обеспечивает простоту регулировки настроек управления, высокую надежность работы, экономный расход топлива и возможность управления автомобилем без участия водителя.
- С электрогидравлическим усилителем (ЭГУР). Принцип действия данной системы аналогичен системе с гидравлическим усилителем. Главное отличие заключается в том, что насос усилителя приводится в действие электродвигателем, а не ДВС.
Сила упругого элемента может быть направлена вдоль тяги (рисунок17.5, а), или вдоль пальца 8 со сферическим наконечником (рисунок17.5, б). В первом случае пружина должна развивать весьма большую силу, превышающую максимальную рабочую нагрузку, что увеличивает трение в шарнире. Ввиду того что площадь контакта вкладышей 3 со сферическим наконечником пальца 4 по конструктивным соображениям не может быть сделана большой, такое техническое решение приводило бы к повышенным износам трущихся пар. Для устранения указанного недостатка пружину делают слабее, чем нужно, а величину зазора, образующегося при возникновении в рулевом приводе больших сил, ограничивают упором 1 . Резьбовая пробка 5 позволяет устанавливать необходимый натяг пружины 2 при сборке шарнира и поддерживать его в заданных пределах во время эксплуатации автомобиля.
Учитывая характерную эпюру износа рулевых пар, винт делают слегка бочкообразным (его диаметр в средней части больше, чем по краям), и в начале эксплуатации в среднем положении механизма в паре «винт гайка» имеется натяг, а по краям небольшой зазор. В конце эксплуатации из-за износов в среднем положении появляется зазор, величина которого и определяет срок службы механизма.
Рулевое управление автомобиля предназначено для выполнения двух взаимосвязанных функций. Первая из них заключается в изменении направления движения в соответствии с управляющим воздействием водителя. Вторая в поддержании заданного направления движения, несмотря на наличие внешних возмущений (поперечный уклон дороги, боковой ветер, неравномерность касательных реакций в контактах колес с дорогой и т. д.), стремящихся отклонить автомобиль от выбранного водителем направления движения. Для оценки выполнения этих функций используются соответственно два понятия управляемость и устойчивость.
Достоинством червячного рулевого механизма является большое передаточное число при собственных небольших размерах, но червячная пара имеет низкий КПД, вследствие чего червячные рулевые механизмы в настоящее время вытеснены механизмами с более высоким КПД.
Основные требования, предъявляемые к шарнирам рулевого привода, заключаются в беззазорности и износостойкости. Необходимость работы без зазоров привела к тому, что почти все шарниры имеют поджатие скользящих поверхностей за счет деформации упругого тела. Обычно (рисунок17.5, а) это стальная пружина 2 , но может быть и резиновый элемент или элемент из другого полимерного материала, обладающего упругостью.
Назначение, общее устройство и работа рулевого управления
При движении автомобиля по ровной и прямой дороге угловые скорости всех колес одинаковы, а при повороте — каждое колесо движется по окружностям разного радиуса, причем внешние колеса (относительно центра поворота) описывают дуги большего радиуса, чем внутренние, т.е. в одно и тоже время проходят большие дуги, чем внутренние.
Рулевой механизм реечного типа отличается от червячного тем, что вместо пары «червяк-ролик» применяется пара «шестерня-рейка». Иными словами, поворачивая рулевое колесо, водитель на самом деле вращает шестерню, которая заставляет рейку перемещаться вправо или влево. А дальше рейка передает усилие, прилагаемое к рулевому колесу, на рулевой привод.
Чтобы колеса при повороте автомобиля катились без скольжения, необходимо, чтобы продолжение осей всех колес пересекались в одной точке-центре поворота автомобиля и катились они с разной угловой скоростью. Для соблюдения этих условий в ведущих мостах смонтирован дифференциал, который дает возможность ведущим колесам вращаться с разной скоростью, что исключает проскальзывание одного из колес при повороте автомобиля или при движении его по неровной дороге, когда колеса проходят путь разной длины. Для соблюдения этих условий управляемыми колесами (обычно передними), внутреннее к центру поворота управляемое колесо должно поворачиваться круче, т.е. на больший угол, чем наружное колесо, так как при одинаковых углах поворота управляемых колес внутреннее колесо катилось бы с большим скольжением. В связи с этим, для обеспечения одновременного поворота управляемых колес на разные углы служит рулевая трапеция, которая состоит из систем тяг и рычагов. Правильность соотношения углов поворота управляемых колес обеспечивается соответствующим подбором угла наклона рулевых рычагов к продольной оси автомобиля и длины рулевых тяг.
Конструкция рулевого управления легкового автомобиля состоит из двух основных частей: рулевого механизма (рулевой передачи) и рулевого привода. На высококомфортабельных автомобилях высшего класса в системах управления применяются усилители (обычно гидроусилители различных конструкций).
В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк есть ни что иное, как нижний конец рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает скользить по зубьям червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки. Червячная пара, как и любое другое зубчатое соединение, требует смазки, и поэтому в картер рулевого механизма заливается масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю.
В большинстве своем автомобили нынешнего поколения снабжены гидравлическим усилителем рулевого управления, называемым для простоты «гидроусилитель руля». Кроме этого, существует его вариант – электрогидравлический усилитель, в котором жидкость нагнетается насосом с приводом от электродвигателя. Однако прогрессивным считается применяемый сегодня электрический усилитель руля, в котором крутящий момент вала электродвигателя подается непосредственно на карданный вал рулевого колеса или прямо на рулевой редуктор. А использование электроники делает возможным применение электроусилителя при парковке в автоматическом режиме или в системе, которая помогает удерживать автомобиль на полосе движения.
Наиболее популярна механическая конструкция рулевого привода, включающая в себя рулевые тяги и шаровые опоры (рулевые шарниры). В свою очередь, шаровой шарнир, защищенный от износа вкладышами, находится в корпусе с закрытым резиновым пыльником, который препятствует проникновению пыли и грязи в шарнирное соединение. Шаровой шарнир изготовлен как одно целое с шаровым пальцем, который служит наконечником для рулевых тяг и составляет с ними дополнительный рычаг подвески.
Некоторые автомобили снабжены рулевым механизмом с переменным передаточным отношением, где применена зубчатая рейка с различным профилем зубьев: в околонулевой зоне зубья имеют форму треугольника, а ближе к краям – вид трапеции. Конструкция рейки с различной геометрией зубьев способствует изменению передаточного числа в паре шестерня-рейка, уменьшая угол поворота рулевого колеса. Благодаря этой схеме управлять автомобилем намного удобнее, динамичнее, и требуется меньше усилий, прилагаемых к рулевому колесу.
Рулевой привод представляет собой шарнирно-рычажную конструкцию, посредством которой усилия, прилагаемые к рулю, передаются напрямую колесам, обеспечивая при этом устойчивость автомобиля при повороте. Кроме этого, конструкция удерживает колеса при работе подвески, тип которой зависит от устройства рулевого привода.
Рулевой механизм выполняет роль множителя усилий, приложенных водителем к рулевому колесу с последующим распространением нагрузки на рулевой привод. Самым применяемым типом редуктора рулевого механизма в автомобилях является червячная и реечная его конструкции, причем первый вариант чаще использовался в автомобилях прошлого столетия. Реечный вариант представляет собой цилиндрическую шестерню, составляющую одно целое с валом и перемещающуюся по зубчатой рейке, которая шарнирно связана с рулевыми тягами. При изменении положения руля на определенный угол рейка совершает движение в горизонтальной плоскости и через тяги поворачивает колеса. Пара шестерня-рейка находится в корпусе редуктора, который расположен в подрамнике подвески.
К сожалению, рулевому управлению, как и всем остальным основным механизмам автомобиля свойственны поломки. Иногда они могут возникнуть на ровном месте, но в большинстве случаев им предшествуют определённые симптомы, а также неправильная эксплуатация автомобиля.
Схема работы рулевого колеса не отличается особой сложностью, от водителя через колонку передаётся усилие механизму. Но этим функции данного устройства не ограничиваются. Дело в том, что через конструкцию водитель получает информации о характере покрытия. По характеру вибраций можно определить тип движения и согласно ему управлять автомобилем.
Если пронаблюдать за тенденциями последних лет — электрические усилители управления устанавливают всё чаще. Подобное легко объясняется особенностями конструкции данного агрегата. Крутящий момент передаётся сразу на вал. К тому же электроника предоставляет куда больше возможностей.
Одной из самых перспективных возможностей на взгляд современных автоэкспертов является автоматическое управление. Теперь можно с уверенностью утверждать, что вскоре автопилот из фантастических кинолент превратится в реальность. Уже сегодня машины могут выполнять много действий самостоятельно, как пример — парковка.
В механизме рулевого управления на четыре колеса интересно то, что эффекта «подруливания» можно добиться и при помощи пассивных средств. Данный эффект реализуется за счёт резинометаллических упругих элементов. Они крепятся в задней части подвески. Как только кузов кренится к боку благодаря воздействию механической нагрузки, меняется угол поворота колеса.
Устройство механизма рулевого управления автомобиля
В том случае, если при вращении руля ощущается чрезмерное сопротивление, можно говорить о том, что нарушилось соотношение углов установки передних колес или зацепление передающей пары. Также руль может туго двигаться при отсутствии смазки в картере. Следует устранить данные недостатки: долить смазку, сбалансировать углы установки, отрегулировать зацепление.
Как выбрать машину Сегодня рынок предлагает покупателям огромный выбор машин, от которого просто разбегаются глаза. Поэтому прежде чем купить автомобиль, стоит учесть много важных моментов. В итоге, определившись с тем, что именно вы хотите, вы сможете выбрать авто, которое будет .
Исследование, проведенное экспертами «Автостата», охватило порядка 5,5 млн легковых автомобилей, произведённых в 2005 — 2015 годах и выставленных на продажу на ведущих интернет-площадках в нынешнем году. Согласно полученным данным, более 70% автомобилей окрашены неброско, причем безоговорочным лидером является черный цвет, на долю которого приходится примерно 27%. .
В случае принятия поправок, организации и жители города будут на 3 года освобождаться от уплаты транспортного налога при покупке нового автомобиля, произведенного в России. Как говорится в официальном сообщении правительства Санкт-Петербурга, еще одним условием получения льготы станет необходимость зарегистрировать автомобиль в период с 1 апреля по 31 декабря 2022 года и покупка его .
Для того чтобы уменьшить трение, разработчики предложили разместить между роликом-сектором и гайкой шариковые каналы. Благодаря такому решению удалось значительно уменьшить трение, увеличить отдачу и облегчить управление. Однако наличие все той же сложной системы тяг, большие размеры и неудобная форма винтового механизма привели к тому, что винтовая система была признана также неприспособленной к современным условиям. Однако некоторые известные автопроизводители до сих пор используют механизм «винт-шариковая гайка» при изготовлении машин с продольным двигателем. Подобные механизмы имеют автомобили Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero и другие.
Устройство и работа рулевого управления
Рулевой механизм выполняет роль множителя усилий, приложенных водителем к рулевому колесу с последующим распространением нагрузки на рулевой привод. Самым применяемым типом редуктора рулевого механизма в автомобилях является червячная и реечная его конструкции, причем первый вариант чаще использовался в автомобилях прошлого столетия. Реечный вариант представляет собой цилиндрическую шестерню, составляющую одно целое с валом и перемещающуюся по зубчатой рейке, которая шарнирно связана с рулевыми тягами. При изменении положения руля на определенный угол рейка совершает движение в горизонтальной плоскости и через тяги поворачивает колеса. Пара шестерня-рейка находится в корпусе редуктора, который расположен в подрамнике подвески.
Современные автомобили уже не обходятся без усилителя рулевого управления, которое значительно уменьшает усилие, приложенное к рулю, позволяет точно и быстро реагировать на окружающую обстановку при движении. Благодаря усилителю руля водитель меньше утомляется, да и передаточное число шестерен в редукторе можно уменьшить, что делает его более компактным. По своему типу привод усилителя делится на электрический, гидравлический или пневматический. Последний больше относится к автомобилям грузового класса.
В большинстве своем автомобили нынешнего поколения снабжены гидравлическим усилителем рулевого управления, называемым для простоты «гидроусилитель руля». Кроме этого, существует его вариант – электрогидравлический усилитель, в котором жидкость нагнетается насосом с приводом от электродвигателя. Однако прогрессивным считается применяемый сегодня электрический усилитель руля, в котором крутящий момент вала электродвигателя подается непосредственно на карданный вал рулевого колеса или прямо на рулевой редуктор. А использование электроники делает возможным применение электроусилителя при парковке в автоматическом режиме или в системе, которая помогает удерживать автомобиль на полосе движения.
Общее устройство и принцип работы системы рулевого управления автомобиля, как и многих других современных транспортных средств, можно описать следующим образом. Рулевое управление имеет рулевые тяги, рулевой механизм с реечной или червячной передачей и рулевую колонку, оканчивающуюся рулевым колесом. Функционирует система довольно просто: при воздействии на руль усилие через рулевой механизм передается на рулевые тяги, которые шарнирно связаны с рычагами подвески, что приводит к изменению траектории движения авто. Кроме того, рулевое колесо информирует водителя о состоянии дорожного покрытия, определяемое по величине усилия, приложенных к рулю. Если не брать во внимание размер рулевого колеса у спорткаров, диаметр руля для большинства автомобилей находится в пределах 38-42,5 см.
Некоторые автомобили снабжены рулевым механизмом с переменным передаточным отношением, где применена зубчатая рейка с различным профилем зубьев: в околонулевой зоне зубья имеют форму треугольника, а ближе к краям – вид трапеции. Конструкция рейки с различной геометрией зубьев способствует изменению передаточного числа в паре шестерня-рейка, уменьшая угол поворота рулевого колеса. Благодаря этой схеме управлять автомобилем намного удобнее, динамичнее, и требуется меньше усилий, прилагаемых к рулевому колесу.
Устройство и работа рулевого управления
Продольную тягу рулевого привода делают трубчатой с утолщениями по краям для монтажа деталей двух шарниров. Каждый шарнир состоит из пальца 3, сухарей 4 и 7, охватывающих сферическими поверхностями шаровую головку пальца, пружины 8 и ограничителя 9. При затягивании пробки 5 головка пальца зажимается сухарями, а пружина 8 сжимается. Пружина шарнира не допускает образования зазоров в результате износов и смягчает толчки, передаваемые от колес на рулевой механизм. Ограничитель предотвращает чрезмерное сжатие пружины, а при ее поломках не позволяет пальцу выйти из соединения с тягой. Пружины располагают в тяге относительно пальцев 2 и 3 так, чтобы через пружины передавались усилия, действующие на тягу как от сошки, так и от поворотного рычага.
Конструкция рулевого привода при независимой подвеске управляемых колес. Рулевой привод при независимой подвеске колес должен исключать произвольный поворот каждого колеса в отдельности при его качании на подвеске. Для этого необходимо близкое совпадение осей качания колеса и тяги привода, что достигается применением разрезной поперечной тяги. Такая тяга состоит из шарнирно соединенных частей, которые перемещаются с колесами независимо одна от другой.
Рулевое управление с усилителями разделяется в зависимости от рабочей среды и от того, выполнен ли усилитель отдельно от рулевою механизма или в одной с ним конструкции, а также и от конструкции рулевого механизма. В настоящее время существует огромное количество различных рулевых механизмов, которые обладают своими достоинствами и недостатками. Усилители рулевого механизма существенно облегчают управление грузовыми автомобилями большой грузоподъемности, автобусами, троллейбусами и др.
В шестеренчатых рулевых механизмах рулевая передача образуется цилиндрическими или коническими шестернями, к ним же относят передачу типа шестерня — рейка. В последних цилиндрическая шестерня связана с рулевым валом, а рейка, зацепленная с зубьями шестерни, выполняет роль поперечной тяги. Реечные передачи и передачи типа червяк-ролик преимущественно применяют на легковых автомобилях, так как обеспечивают сравнительно небольшое передаточное число. Для грузовых автомобилей используют рулевые передачи типа червяк-сектор и винт-гайка-сектор, снабженные либо встроенными в механизм усилителями, либо усилителями, вынесенными в рулевой привод.
Рулевой привод должен быть жестким, обеспечивать кинематику поворота управляемых колес и отсутствие зазоров в шарнирных соединениях. Недостаточная жесткость привода приводит к нарушению схождения управляемых колес и увеличению их склонности к автоколебаниям. Следствием этого является интенсивное изнашивание шин и повышенный расход топлива, ухудшение устойчивости движения автомобиля. Жесткость РП автомобилей с зависимой подвеской примерно в 1,5 … 2 раза выше, чем у аналогичных по классу автомобилей с независимой подвеской.
Устройство и работа рулевого управления
В зацепление с червяком входит трехгребневый ролик, вращающийся на двух игольчатых подшипниках. Между подшипниками установлена распорная втулка. Ось ролика закреплена в головке вала рулевой сошки. Опорами вала рулевой сошки служат с одной стороны роликовый подшипник, а с другой — бронзовая втулка. Рулевая сошка соединена со своим валом мелкими шлицами и закреплена гайкой 15. Конец вала рулевой сошки уплотнен сальником. Для регулировки затяжки подшипников рулевого вала под нижней крышкой картера установлены прокладки.
Сошка посажена на вал, вращающийся в двух игольчатых подшипниках, между которыми установлена распорная втулка. При этом зазор в зацеплении червяк — сектор легко регулируется изменением толщины упорной шайбы, расположенной между боковой поверхностью сектора и крышкой картера рулевого механизма.
В гайке и винте выполнены полукруглые винтовые канавки. В них свободно перекатываются шарики. Чтобы шарики не выпадали из винтовых канавок, в пазы гаики вставлены штампованные направляющие, представляющие собой замкнутый желоб. Поворот винта вызывает перекатывание шариков по желобу. При этом они выходят с одной стороны гайки и возвращаются в нее с противоположной стороны. Наличие шариков значительно облегчает поворачивание вала рулевого механизма.
Вал рулевого механизма, установленный в шариковых подшипниках, имеет на конце винт. На винте закреплена шариковая гайка, входящая в поршень-рейку. При повороте рулевого вала рейка-поршень перемещается вдоль его оси. Осевое перемещение рейки-поршня, имеющей на наружной поверхности зубья, вызывает поворот зубчатого сектора, установленного на валу сошки. Сошка через рулевой привод осуществляет поворот передних колес.
При ударе о рулевое колесо нижняя часть рулевого вала получает осевое перемещение в упругой с прорезями шлицевой втулке, а верхняя и нижняя части трубы рулевой колонки входят в среднюю часть трубы. Энергия удара поглощается трением между перемещающимися деталями.
Вал рулевого управления состоит из верхнего 15 (смотреть рисунок 1.2) и промежуточного 1 валов, соединенных между собой карданным шарниром 4. Промежуточный вал соединяется с приводной шестерней фланцем 9 (смотреть рисунок 1.3) через эластичную муфту. Верхний вал расположен в трубе 10 кронштейна 3 (смотреть рисунок 1.2) на двух шариковых подшипниках 13, имеющих эластичные втулки на внутреннем посадочном диаметре. Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления крепится в четырёх точках к приварному кронштейну 12 кузова, причём передняя часть кронштейна крепится через две фиксирующие пластины 11 болтами с отрывными головками. Задняя часть кронштейна 3 вала рулевого управления крепится на приварных болтах гайками с пружинными шайбами или без них самоконтрящимися гайками.
1 — внутренние наконечники рулевых тяг; 2 — скоба крепления рулевого механизма; 3 — опора рулевого механизма; 4 — распорное кольцо; 5 — рулевой механизм; 6 — уплотнительная прокладка; 7 — упорная пластина уплотнителя; 8 — уплотнитель; 9 — нижний фланец эластичной муфты; 10 — промежуточный вал рулевого управления; 11 — стяжной болт; 12 — распорная втулка; 13 — облицовочный кожух (верхняя часть); 14 — верхний вал рулевого управления; 15 — рулевое колесо;16 — крышка выключателя сигнала; 17 — регулировочная втулка; 18 — рычаг регулировки положения рулевой колонки; 19 — стопорное кольцо; 20 — облицовочный кожух (нижняя часть); 21 — кронштейн крепления вала рулевого управления; 22 — подшипник вала рулевого управления; 23 — регулировочная тяга; 24 — наружный наконечник рулевой тяги; 25 — пружинное кольцо; 26 — защитный чехол; 27 — уплотнительное кольцо
Рейка 16 поджимается к зубьям приводной шестерни пружиной 32 через металлокерамический упор 31, который уплотняется в картере резиновым кольцом 30. Пружина поджимается гайкой 33 со стопорным кольцом 34, создающим сопротивление отворачивания гайки. На картер рулевого механизма с левой стороны надевается защитный колпак 29, справой напрессовывается труба, имеющая продольный паз. Через паз трубы и отверстия в защитном чехле 10 проходят распорные втулки резинометаллических шарниров 13 внутренних наконечников 5 и 7 рулевых тяг.
Рулевым управлением называется совокупность устройств, осуществляющих поворот управляемых колёс автомобиля. Оно служит для изменения и поддержания направления движения автомобиля и в значительной степени обеспечивает безопасность его движения. Рулевое управление ВАЗ-2110 травмобезопасное, с регулируемой по высоте (углу наклона) рулевой колонкой, с реечным рулевым механизмом. Рулевой механизм в сборе с рулевыми тягами крепится в моторном отсеке к щитку передка кузова на двух его кронштейнах при помощи скоб 8 (смотреть рисунок 1.1). Крепление осуществляется через резиновые подушки (опоры) 9 гайками на приварных болтах.
1 — промежуточный вал рулевого управления; 2 — соединительная муфта; 3 — кронштейн крепления вала рулевого управления; 4 – карданный шарнир; 5 — распорная втулка; 6 — втулка опорной пластины; 7 — крестовина карданного шарнира; 8 — игольчатый подшипник крестовины; 9 — опорная пластина; 10 — труба кронштейна вала рулевого управления; 11 — фиксирующая пластина; 12 — приварной кронштейн кузова; 13 — подшипник вала рулевого управления; 14 — верхняя часть облицовочного кожуха; 15 — верхний вал рулевого управления; 1 б — держатель контактных пластин; 17 — гайка крепления рулевого колеса; 18 — рулевое колесо; 19 — нижняя часть облицовочного кожуха; 20 — рычаг регулировки положения рулевой колонки; 21 — стопорное кольцо; 22 — оттяжная пружина; 23 — регулировочная втулка рычага; 24 — стяжной болт; 25 — распорная втулка.
Общее устройство и работа рулевого управления
Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению. При повороте автомобиля каждое колесо движется по окружности разного радиуса (рис. 1). Чтобы колеса при этом катились без скольжения, необходимо, чтобы продолжения осей всех колес пересекались в одной точке — в центре поворота автомобиля. Внешнее переднее колесо при повороте описывает дугу большего радиуса, а внутреннее — меньшего, следовательно, внутреннее колесо необходимо поворачивать на больший угол, а внешнее — на меньший. При одинаковых углах поворота колес внутреннее колесо катилось бы с большим скольжением (штриховое изображение на рис. 1).
Ослабленные соединения надо подтянуть, определить и устранить причины шумов и стуков. Особое внимание следует обратить на состояние защитных чехлов картера рулевого механизма и шаровых шарниров, так как при их повреждении резко увеличивается износ и снижается работоспособность рулевого механизма и шарниров. Если защитный чехол шарового шарнира имеет трещины или при нажатии на него наружу выходит смазка, он подлежит замене. При необходимости производят регулировку зацепления рабочей пары редуктора и регулировку его подшипников.
При установке автомобиля на пост обслуживания или ремонта необходимо надежно затормозить его ручным тормозом или подложить. упоры под колеса. Обслуживать и ремонтировать автомобиль с работающим двигателем не разрешается. Весьма опасна работа под автомобилем при вывешенных колесах. Поэтому поднятую часть или сторону автомобиля необходимо установить на специальные металлические подставки — козелки, не допуская подкладывания случайных предметов — кирпичей, досок, чурбаков, деталей автомобиля.
У карбюраторных двигателей в отработавших газах содержится окись углерода (угарный газ), а у дизелей — акролеин. Поэтому движение автомобилей и работа двигателей в помещениях гаража должны быть минимальными, так как отработавшие газы вредны для здоровья и могут при определенной концентрации вызвать отравление.
Внеплановый инструктаж проводят с каждым рабочим в объеме первичного инструктажа на рабочем месте. Он связан с изменениями технологического процесса, приспособлений, инструмента, исходного сырья или переводом рабочего на другой участок, с изменением правил по безопасности труда и нарушениями, которые могут привести к травме, аварии, взрыву или пожару.
Гидроусилитель имеет следующие основные элементы: гидронасос с бачком , гидрораспределитель и гидроцилиндр . Гидронасос является источником питания, гидрораспределитель — распределительным устройством, а гидроцилиндр — исполнительным устройством. Гидронасос , приводимый в действие от двигателя автомобиля, соединен нагнетательным и сливным маслопроводами с гидрораспределителем , который установлен на продольной рулевой тяге , прикрепленной к поворотному рычагу управляемого колеса. Внутри корпуса гидрораспределителя находится золотник , связанный с рулевым механизмом . Золотник имеет три пояска, а корпус гидроусилителя — три окна. Внутри корпуса между поясками золотника образуются две камеры . Кроме того, в корпусе имеются еще две реактивные камеры , соединенные с камерами золотника осевыми каналами, выполненными в крайних поясках золотника. В реактивных камерах размещены предварительно сжатые центрирующие пружины . Гидрораспределитель соединен маслопроводами с гидроцилиндром , который установлен на несущей системе (раме, кузове) автомобиля. Поршень гидроцилиндра через шток связан с поперечной рулевой тягой , соединенной с рычагомповоротной цапфы управляемого колеса. Поршень делит внутренний объем гидроцилиндра на две полости , которые соединены маслопроводами соответственно с камерами золотника гидрораспределителя. Обе полости гидроцилиндра, все камеры гидрораспределителя и маслопроводы заполнены маслом (турбинное, веретенное). Работает гидроусилитель следующим образом. При прямолинейном движении автомобиля золотник под действием центрирующих пружин и давления масла в реактивных камерах удерживается в нейтральном положении, при котором все три окна гидрораспределителя открыты.
Масло поступает от гидронасоса через нагнетательный маслопровод в камеры золотника гидрораспределителя, из них по сливному маслопроводув бачок , а из него в гидронасос. Давление масла, установившееся в камерах золотника, передается по маслопроводам в полости гидроцилидра. Давление в этих полостях одинаково. При повороте автомобиля усилие от рулевого механизма передается на золотник. После преодоления сопротивления центрирующих пружин усилие переместит золотник из нейтрального положения на 1 . 2 мм в одну или другую сторону в зависимости от направления поворота автомобиля. Нагнетательный маслопровод через гидрораспределитель соединяется с одной из полостей гидроцилиндра, а другая его полость соединяется со сливным маслопроводом.
Масло из гидронасоса по нагнетательному маслопроводу поступает в гидрораспределитель, затем в гидроцилиндр и воздействует на поршень . Перемещающийся поршень через тягу и рычаг повернет управляемое колесо, а масло из гидроцилиндра по сливному маслопроводу поступит в бачок и из него в гидронасос. Одновременно из-за наличия обратной связи через рычаг и тягу корпус гидрораспределителя переместится в ту же сторону, в которую был смещен золотник. При этом давление масла в полостях гидроцилиндра уравновесится, и поворот управляемого колеса прекратится. Угол поворота управляемого колеса будет точно соответствовать углу поворота рулевого колеса — в этом заключается следящее действие гидроусилителя по перемещению. Следовательно, гидроусилитель следит за поворотом рулевого колеса. И если водитель останавливает рулевое колесо, то гидрораспределитель обеспечивает за счет обратной связи фиксацию поршня гидроцилиндра в соответствующем положении.
При этом усилие для поворота рулевого колеса увеличивается пропорционально сопротивлению поворота управляемых колес. Таким образом, гидроусилитель следит за необходимым для поворота управляемых колес усилием, чтобы водитель чувствовал дорогу, т. е. на хорошей дороге ему было бы легко поворачивать, а на трудной для поворота дороге — несколько тяжелее.
Рулевое управление современных автомобилей оснащается специальной дополнительной опцией — усилителем. Усилитель рулевого управления — это подсистема, состоящая из механизма, позволяющего значительно снизить усилия водителя при повороте руля и управлении автомобилем.
Рулевые усилители применяют на легковых автомобилях, грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности и автобусах. Получили распространение гидравлические и пневматические усилители. Принцип действия этих усилителей аналогичен, но в них используется различное рабочее вещество: в гидравлических усилителях — масло (турбинное, веретенное), а в пневматических — сжатый воздух пневматической тормозной системы автомобиля.
Устройство рулевого управления, червячный и реечный механизмы
Общее устройство рулевого управления, несмотря на большое количество узлов и агрегатов, представляется достаточно простым и действенным. Логистичность и оптимальность конструкции и функционирования системы доказывается хотя бы тем, что за многолетнюю теорию и практику автомобилестроения рулевое управление не претерпело глобальных сущностных изменений. Изначально оно включает в себя три основные подсистемы:
В процессе эксплуатации автомобиля отдельные узлы и агрегаты, входящие в систему рулевого управления, постепенно приходят в негодность. Особенно, это усугубляется в условиях движения по некачественным дорогам. Свою лепту в износ системы вносит и недостаточное внимание водителя, уделяемое профилактике неисправностей, а также низкое качество запасных частей и комплектующих. Далеко не последнюю роль играет и низкая квалификация сервисменов, которым водитель доверяет обслуживание своего автомобиля.
Важность системы управления автомобилем обусловлена требованиями общей безопасности дорожного движения. Так, нормы «Основных положений по допуску ТС к эксплуатации…» и пункта 2.3.1 ПДД категорически запрещают движение (даже до автосервиса или места парковки) на транспортном средстве при наличии неисправностей в системе рулевого управления. К таким неисправностям относятся:
Реечный рулевой механизм считается более удобным и современным. Он оптимален и с точки зрения ремонта, и с позиций безопасности. Это своеобразный новаторский механизм рулевого управления, который актуален при производстве подавляющего числа современных автомобилей.
Реечный рулевой механизм состоит из следующих узлов:
Рулевой механизм любого автомобиля — это способ преобразования вращения колонки в поступательные движения рулевого привода. Иными словами, функции механизма сводятся к тому, чтобы повороты руля превратились в нужные перемещения тяг и, в конечно счете, колес.
Устройство рулевого механизма является вариативным. В настоящее время оно представлено двумя основными принципами — червячным и реечным, которые отличаются способами преобразования крутящего момента.
Общее устройство рулевого механизма червячного типа включает в себя:
Также существует отличие и между рулевым приводом с реечным механизмом и его предшественником. Его конструкция упрощена, и в наличии всего 2 рулевые тяги, которые подают усилия рычагам телескопических стоек колёсных подвесок, и осуществляют их правый и левый повороты.
Пара червяк-ролик находится в постоянном состоянии зацепления в картере механизма. Червяк — это нижний конец вала руля, а ролик расположен на рулевой сошке в области вала. Поскольку, это соединение зубчатое — необходима смазка. Масло заливается в картер рулевого механизма, в соответствии с инструкцией, касающейся типа заливаемого масла.
Чаще всего, из строя в рулевом управлении выходит рулевое колесо — у него увеличивается люфт. Также ослабляется крепление картера механизма руля. Эта неисправность вызывает появление стуков, изнашиваются шарниры рулевых тяг и втулки рычага маятника, передающая пара, а также возможно нарушение регулировки зацепления.
Часто возникает острая необходимость в изменении направления движения автомобиля и скорости. Механизм, обеспечивающий это — тормозная система и рулевое управление. В этой статье будет рассмотрено рулевое управление, назначение устройства и работа механизма.
Пара ролик-червяк преобразует вращение колеса в поворот, в нужную сторону сошки. После этого усилие передаётся на привод, а от него на колёса (передние). В новых моделях машин используется безопасный вал руля, во время аварии он может ломаться и складываться.